CN102382757A - 细胞离析装置 - Google Patents

Abstract

提供一种细胞离析装置，包括：具有其中要引入液体的腔的腔体；在所述腔内运动并且与组织碰撞以使细胞离析的离析部件；以及控制所述离析部件在腔体内的操作的控制部。

Description

细胞离析装置

技术领域

本发明涉及一种在再生医疗的临床/研究领域或细胞培养领域中使用的细胞离析装置，并且更具体地涉及一种能够以高存活率从组织(活体组织)离析细胞的细胞离析装置。

背景技术

为了获得活体细胞，利用锋利刃具来切碎组织，并且利用胶原酶等对被切碎的组织进行酶处理以消化细胞外基质，从而得到离析的细胞。

在现有技术中，在利用胶原酶溶液的酶处理时，重复酶处理和细胞回收的过程。因此，现有技术需要很长的时间。现有技术还存在进一步的问题，例如，由于在利用刀具的切碎处理中，酶处理时的浸透速度等的差异，引起了细胞回收率不均衡。

通过旋转使组织解离的现有技术的组织解离装置包括用于保持要被解离的组织以及液体介质的内部无菌的容器，而且在该容器内部，还包括解离部件，用于使组织结合以引起组织的解离。该装置还包括在容器内的抵抗部件(resistive element)，用于抵抗所述组织针对由于解离部件的结合而引起的运动。在该装置中，解离部件与抵抗部件之间的相对运动，以及抵抗部件由于该运动而提供的抵抗使得解离部件能够高效地解离组织。动力式组织解离装置包括可操作地连接于解离部件的电源，用于使得该解离部件移动至与组织结合(见JP-T-2007-505631)。

然而，在现有技术的装置中，由抵抗部件提供的抵抗使得解离部件能够高效地解离组织，因而细胞与该抵抗部件相碰撞，从而引起了使细胞的成活率降低的可能性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够以高存活率从组织(活体细胞)离析细胞的细胞离析装置。

本发明的另一个目的是提供一种能够显著缩短操作时间的细胞离析装置。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种细胞离析装置，包括：腔体，该腔体包括其中要引入组织的腔；离析部件，该离析部件在所述腔内运动并且与组织碰撞以使细胞离析；以及控制部，该控制部控制所述离析部件在腔体内的操作。

所述离析部件可以包括多个刀部件。

所述细胞离析装置还可以包括液位传感器，该液位传感器检测所述腔体内的溶液的位置。所述控制部可以基于所述液位传感器的检测结果来控制所述离析部件的操作。

所述细胞离析装置还可以包括温度控制单元，该温度控制单元控制所述腔体内的温度和所述细胞离析装置的温度中的一个温度。

所述细胞离析装置还可以包括液体引入部，该液体引入部将液体引入所述腔体内。

所述离析部件可以包括轴部件、装接于该轴部件的多个刀部件，以及支撑所述轴部件中的多个刀部件的支撑单元。

可以通过不与所述离析部件接触的磁性旋转驱动部而使所述轴部件旋转。

在所述腔体内可以设置收容所述轴部件的轴承。

附图说明

图1是示出了本发明的细胞离析装置的第一实施例的组装透视图。

图2是示出了从旁侧观看时本发明的细胞离析装置的第一实施例的视图。

图3是示出了本发明的细胞离析装置的第一实施例中的离析部件的组装透视图。

图4是示出了本发明的细胞离析装置的第一实施例中的离析部件的修改的透视图。

图5A是示出了本发明的细胞离析装置的第二实施例的组装透视图，并且图5B是示出了从旁侧观看时本发明的细胞离析装置的第二实施例的视图。

图6是示出了从旁侧观看时本发明的细胞离析装置的第二实施例的视图。

图7是示出了本发明的细胞离析装置的第二实施例中的离析部件的组装透视图。

图8是示出了本发明的细胞离析装置的第二实施例中的离析部件的修改的透视图。

图9是示出了通过本发明的技术和现有技术得到的细胞的获取量的图表的视图。

图10是示出了在通过本发明的技术和现有技术得到离析细胞的获取之后即刻，每单位细胞数量的肌酸激酶的活性值的图表的视图。

图11是示出了在通过本发明的技术和现有技术得到离析细胞的获取之后的第四天，细胞存活率的图表的视图。

图12是示出了利用数值表示的图9至图11的图表的视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图来描述发明的细胞离析装置的各实施例。在附图中，同样的部件由相同的参考标号来表示。图1是第一实施例的细胞离析装置的组装透视图，而图2是从旁侧观看时，组装状态的视图。该细胞离析装置包括杯状腔体11、用于该腔体11的盖部件12、离析部件20和控制设备30。

腔体11具有腔13，组织将被引入到该腔13中并且离析部件在该腔13中运动。在腔体11的开口部的内周壁中形成台阶14。盖部件12的盖板15的周缘部15a对接并放置在台阶14上。在腔体11的下部中设置凸缘16，使得能够稳定地安置该细胞离析装置。

如图3所示，离析部件20包括：作为旋转轴的轴部件21；接合于该轴部件21的多个刀部件22；以及将多个刀部件22支撑在轴部件21中的支撑单元。每个刀部件22都形成为随着从基部22a向顶端部22b推进而宽度逐渐变窄。该刀部件22具有锐角等腰三角形的平面形状。在一个长边或两个长边中形成刀刃。在基部22a中，在厚度方向上开有孔24。

在轴部件21的下端部附近形成收纳刀部件22的基部22a的凹部25。螺孔25a形成为在轴向上从凹部25进入轴部件21。在该实施例中，四个刀部件22通过垫圈26彼此交替地堆叠，并且各刀部件的其中两个刀部件的顶端部22b处在与另两个刀部件的顶端部22b分开180度的方向上。通过经由刀部件22的孔24和垫圈26将螺钉27螺入到轴部件21的螺孔25a中，来支撑以所述状态堆叠的刀部件22。如上所述，凹部25、螺孔25a、垫圈26和螺钉27构成了支撑多个刀部件22的支撑单元。

上述刀部件22的数目和伸出方向仅仅是例子。因此，如图4所示，离析部件可以包括在分开90度的方向上伸出的刀部件22。

轴部件21的上端部形成为矩形柱状的接合部29，该接合部29接合于装接在控制装置30的电机33的轴承孔34。在盖部件12的中部形成有轴部件21所穿过的通孔17。轴部件21的接合部29穿过该通孔17而接合于轴承孔34。

在腔体11的腔13的底表面的中部形成凹部18，该凹部构成了收容轴部件21的下端部28的轴承。在组装了该装置的状态下，轴部件21的下端部28被凹部18可旋转地支撑。在该状态下，刀部件22处在与腔体11的腔13的底表面稍微向上分开的位置处，并且当旋转时，与组织碰撞使得组织能够被恰当地离析。

在盖部件12中，形成有孔19，该孔19构成了用于将液体引入到腔体11内的液体引入部。在该孔19中，盖片19A设置在腔体11内部的一侧上，该盖片19A由弹性部件构成，并且当从外侧按压时，该盖片19a移动而使得腔体11的内部经过孔19与外部连通。因此，当要停止酶的作用时，将其中吸入有抑制剂等的滴管插入到通常被盖片19A封闭的孔19中，并且能够进行所需的液体引入。

控制设备30包括由用于控制细胞离析装置的CPU构成的控制部31。包括各种按键等的操作部32和I/O 35连接于该控制部31。电机33、旋转传感器33A、包括温度传感器的温度部件36以及液位传感器37连接于I/O 35。

旋转传感器33A连接于电机33，检测转数和旋转方向，并将它们传送到控制部31。温度部件36设置在腔体11的外壁表面或内壁表面上，并且用作为温度控制单元，其将温度发送至控制部31并且针对控制部31的控制而进行加热或冷却操作来控制温度。例如，液位传感器37装接于腔体11的内侧上的盖部件12的表面，检测腔体11的侧底表面上的液位的位置数据(从装接位置到液位的距离)，并将该数据发送到控制部31。

这样构成的细胞离析装置能够按下面的方式来进行细胞离析处理。将预先被加热至活性温度的预定量的酶溶液引入腔体11。接着，将从活体提取的组织投入腔体11中。将离析部件20、盖部件12和控制装置30设定在预定的位置来组装细胞离析装置。通过操作部32来设定搅拌条件(转数、旋转方式、时间等)以及温度条件，并且操作用于使处理开始的按键。在旋转方式中，设定右转aa秒，停止bb秒，左转cc秒等。输入用于重复该方式的时间段。

控制部31根据上述输入来控制电机31的旋转，并且根据温度条件来控制温度部件36以维持预定温度。在利用液位传感器37的检测结果得知预定时间段的变化超过预定阈值的情况下，通过例如降低转数来实现恰当的搅拌状态，并且以高成活率来离析细胞。

将已经如上述被处理的悬浊溶液从腔体11取出，而后对其进行筛网处理来取出离析的细胞。

接下来，将描述第二实施例的细胞离析装置的构造。该细胞离析装置的主要部件是杯状腔体11A、腔体11A的盖部件12A、离析部件20A和控制装置30A。

图5A是组装透视图。离析部件20A的轴部件21A具有扁平的圆柱状，并且包括从下表面伸出的小圆柱轴51。在腔体11A的腔13的底表面的中部形成有轴承52，该轴承52可旋转地支撑所述轴51并且由有底孔构成。

图7是离析部件20A的组装透视图。在轴部件21A的侧部中在径向上成对位置处，形成其中插入有刀部件22的基部22a的开口53。在轴部件21A的顶部的中部形成没有穿过表面的螺孔54。

两个刀部件22在经由垫圈26彼此堆叠的同时被插入到各自的开口53中。在轴部件21A的下部的中部中形成穿过表面的孔55。在插过两个开口53的总共四个刀部件22中，螺钉27经由孔55而穿过孔24，从而构成了支撑多个刀部件22的支撑单元。

上述刀部件22的数目和伸出方式仅仅是例子。因此，如图8所示，离析部件可以包括以间隔90度的方向伸出的刀部件22。

如图5B和图6所示，搅拌器驱动装置61设置在腔体11A下方。在该实施例中，示出了搅拌器驱动装置61并入控制设备30A的构造。然而，除该搅拌器驱动设备61之外的其它部件可以设置在其它部位处。腔体11A的连接槽62形成在控制装置30A的外壳上，并且与腔体11A的突起(未示出)嵌合而固定于此。

除了控制部31A控制搅拌器驱动装置61来控制构成了搅拌器转子的轴部件21A的旋转之外，以与第一实施例同样的方式来构造控制装置30A。根据该构造，通过搅拌器驱动装置61使轴部件21A作为转子旋转，该搅拌器驱动装置是不与离析部件20A接触的磁性旋转驱动部。

这样构成的细胞离析装置能够以下面的方式来进行细胞离析处理。将预先被加热至活性温度的预定量的酶溶液引入腔体11A。接着，将从活体提取的组织投入腔体11A中。将离析部件20A、盖部件12A和控制装置30A设定在预定的位置来组装细胞离析装置。在该状态下，腔体11A的腔13与外部绝缘，并且能够被设定为处于密闭状态。结果，消除了不想要的物质进入到腔体11A的危险，并且不存在腔体11A中的液体等溅出到外部的可能性。

以与第一实施例相同的方式，通过操作部32来设定搅拌条件和温度条件，并且操作用于开始处理的按键，在控制部31A的控制下进行该处理，并且从腔体11A取出悬浊液，然后对其进行筛网处理来取出离析的细胞。

通过利用上述第一或第二实施例的细胞离析装置，细胞从组织离析。在该情况下，将通过现有技术获得的细胞与通过本发明获得细胞相互比较。将新生儿的心肌细胞(cardiomyocyte)组织作为组织。对于搅拌条件，转数是200rpm、并且进行0.5秒的旋转和1秒的停止的间歇操作达30分钟。使用40μm的筛孔。

图9示出了由通过本发明的技术和现有技术得到从相同量的组织获取的细胞的获取量的平均值与标准偏差的图表。图12以数值形式示出了所述平均值与标准偏差。从图9和图12显而易见，本发明能够以很高效率获得细胞。

图10示出了在通过本发明的技术和现有技术得到离析细胞的获取之后即刻，每单位数量细胞的CK活性值的平均值和标准偏差的图表。图12以数值形式示出了所述平均值和标准偏差。如图10和图12所示，能够获知每单位数量的细胞的心肌细胞的比率。在本发明的技术中，能够减少对细胞的损伤，因此可知的是，与现有技术相比，能够以更优异的方式容易地获取活体心肌细胞。

图11示出了在通过本发明的技术和现有技术得到离析细胞的获取之后第四天，细胞成活率的平均值和标准偏差的图表。图12以数值形式示出了所述平均值和标准偏差。如图11和图12显而易见可知，与现有技术相比，在本发明的技术中，对细胞的破坏更少，并且能够以高成活率来获取细胞。

根据本发明的一方面，所述细胞离析装置包括腔体，该腔体具有其中要引入组织并且离析部件在其中运动的腔，并且该腔体中的离析部件的操作被控制。因此，能够提高细胞成活率。

根据本发明的一方面，离析部件具有多个刀部件，因为能够高效率地进行细胞离析。

根据本发明的一方面，细胞离析装置包括检测腔内溶液位置的液位传感器，并且控制部基于该液位传感器的检测结果来控制离析部件的操作。因此，能够恰当地进行搅拌而不会使溶液在腔内起泡，并且能够提高细胞成活率。

根据本发明的一方面，细胞离析装置包括控制腔体内温度或装置内温度的温度控制单元。因此，能够控制酶的活性/非活性。

根据本发明的一方面，细胞离析装置包括用于将液体引入腔体内的液体引入部。因此，当要停止酶的作用时，能够进行例如引入抑制剂的必要液体引入。

根据本发明的一方面，细胞离析装置包括轴部件、结合于该轴部件的多个刀部件，以及支撑轴部件中的多个刀部件的支撑单元。因此，能够通过需要的旋转来实现恰当的搅拌状态，并且能够提高细胞成活率。

根据本发明的一方面，通过没有与离析部件接触的磁性旋转驱动部来使轴部件旋转。因此，能够在腔体被盖封闭的同时进行搅拌，并且存在能够防止不想要的物质从外部进入腔体，而且防止外部被污染的效果。

根据本发明的一方面，在腔体内形成用于收容旋转轴的轴承。因此，在腔体中能够确保稳定的旋转。

Claims (8)

1.一种细胞离析装置，包括：

腔体，该腔体包括腔，该腔中要引入组织；

离析部件，该离析部件在所述腔内运动并且与所述组织碰撞以使细胞离析；以及

控制部，该控制部控制所述离析部件在腔体内的操作。

2.根据权利要求1所述的细胞离析装置，其中

所述离析部件包括多个刀部件。

3.根据权利要求1所述的细胞离析装置，还包括：

液位传感器，该液位传感器检测所述腔体内的溶液的位置，其中

所述控制部基于所述液位传感器的检测结果来控制所述离析部件的操作。

4.根据权利要求1所述的细胞离析装置，还包括：

温度控制单元，该温度控制单元控制所述腔体内的温度和所述细胞离析装置的温度中的一个温度。

5.根据权利要求1所述的细胞离析装置，还包括：

液体引入部，该液体引入部将液体引入到所述腔体内。

6.根据权利要求1所述的细胞离析装置，其中

所述离析部件包括轴部件、装接于该轴部件的多个刀部件，以及支撑所述轴部件中的多个刀部件的支撑单元。

7.根据权利要求6所述的细胞离析装置，其中

通过不与所述离析部件接触的磁性旋转驱动部而使所述轴部件旋转。

8.根据权利要求6所述的细胞离析装置，其中

在所述腔体内设置收容所述轴部件的轴承。

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