CN102741391A - 再生细胞撷取单元与再生细胞撷取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种再生细胞撷取系统。本发明的再生细胞撷取系统含分离脂肪组织的再生细胞分离单元，再生细胞分离单元含：子容器，在外部提供的扭力下旋转及容纳脂肪组织；中空入口/出口管，插入子容器；泵，连接中空入口/出口管。此外，本发明的再生细胞撷取系统含再生细胞撷取单元，藉由离心经分离的物质撷取再生细胞，经分离的物质是在再生细胞分离单元中离心且排出。再生细胞撷取单元含：主容器，在外部施加的扭力下旋转；中空第一排出管，插入主容器中；抽吸装置，连接第一排出管；及多个突出容纳部分，沿相对于主容器旋转中心的半径方向向外凸出，以容纳自经分离的物质中分离的相对较重组分，经分离的物质是由欲分离的物质中隔离而来。
Description
技术领域
本发明是涉及再生细胞撷取单元及系统，尤其涉及藉由离心脂肪组织撷取再生细胞(诸如脂肪来源的干细胞)的系统以及所述系统中使用的撷取单元。
背景技术
干细胞定义为具有形成细胞群及自身更新能力并能分化成多个细胞系谱的细胞。胚胎干细胞是来源于囊胚期的哺乳动物胚胎，且能够在体内产生任何终末分化的细胞，而成体干细胞(adult stem cell)为出生后生物体将分化的组织特异性细胞的一部分。
在实际应用中，成体干细胞的益处大于胚胎干细胞。与胚胎干细胞不同，成体干细胞不会引起任何伦理问题，且可以自患者自身撷取。其供应量极为丰富，且为人体各种组织所固有的。近期的研究表明，最易于获得成体干细胞的来源是骨髓、末梢血液、脐带血液及可能的脂肪组织。该等细胞能够由于生理性细胞替换(physiologic cell turnover)或因损伤引起的组织损害而在其自身的特定组织内保持、产生及更换终末分化的细胞。
所述能力(称为细胞可塑性(cell plasticity))引起了靶向缺陷组织的再生的治疗应用的发展，其目标在于恢复受影响器官的生理系统及功能。数十年前人们就已经知道成体干细胞可以产生造血细胞，但近年来发现，其亦可产生血管、肌肉、骨胳、软骨、皮肤、神经元等。该等细胞称为间充质干细胞(mesenchymal stem cell)。此外，亦可使用制备成浓缩血小板的血小板来加速创口愈合，并因此可在再生医学中起作用，帮助重建如骨胳、皮肤或其他组织的组织。
近来发现，脂肪组织含有大量的干细胞、祖细胞以及适于治疗应用的基质。脂肪组织亦为内皮细胞的丰富来源，而内皮细胞可促进新血管生长，并刺激干细胞及祖细胞的生长，由此使组织再生。
尽管已经开发出许多装置自脂肪组织收集细胞，但其均不能有效撷取脂肪组织，或不能完全自动化，即，在由收集脂肪组织至处理脂肪组织的所有制程中，有一些制程须手动执行。此外，由于该等装置无法完全密封，使得脂肪组织在收集及处理的同时暴露于污染的风险。
因此，需要开发出一种装置，其能够在密封状态下自动执行由收集脂肪组织至处理脂肪组织的所有制程，且可以增加自脂肪组织撷取的再生细胞的纯度。
发明内容
技术目标
以下描述是涉及一种再生细胞撷取单元及系统，其可在密封状态下自动执行由收集脂肪组织至自脂肪组织撷取干细胞的所有制程，并经结构化以便以较高的效率撷取干细胞。
解决方法
在一个基本态样中，提供一种再生细胞撷取单元，其包含：主容器，其在外部来源施加的扭力下旋转，且包含容纳待分离的物质的容纳部分；中空第一排出管，其插入所述主容器中，以致所述第一排出管的一个末端部分安置于所述主容器的下部中，且所述第一排出管的另一末端部分安置在所述主容器的外部；以及抽吸装置，其连接至所述第一排出管，以便经由所述第一排出管，自所述主容器抽吸及排出在藉由旋转所述主容器离心后位于所述主容器下端部分的组分；以及多个突出容纳部分，其沿相对于所述主容器旋转中心的半径方向向外凸出，以容纳自所述物质分离的组分中相对较重的组分，且沿所述突出容纳部分的圆周方向呈预定角度间隔布置。
发明效果
根据本发明的再生细胞撷取系统的再生细胞分离单元经由搅拌、洗涤、分解及离心组织，产生含有干细胞的水性溶液。随后，再生细胞撷取系统的再生细胞撷取单元将离心含有干细胞的水性溶液。由此，可以高效地执行撷取干细胞的制程，且可增加干细胞撷取产率。
此外，自人体撷取脂肪组织至自脂肪组织撷取干细胞的所有制程皆由所述再生细胞撷取系统自动执行。因此，可以较高效率执行该等制程，并进行精确控制。
此外，由于再生细胞撷取系统保持密封，故可以防止在自脂肪组织撷取干细胞或洗涤脂肪组织期间污染脂肪组织或细胞。
附图说明
图1为说明根据本发明一例示性实施例的再生细胞撷取系统的配置的示意图。
图2为图1中所示再生细胞分离单元的示意性横截面图。
图3为图1中所示根据本发明一例示性实施例的再生细胞撷取单元的示意性分解透视图。
图4为已经组装的图3的再生细胞撷取单元的示意性透视图。
图5为沿图4的线V-V取得的再生细胞撷取单元的示意性横截面图。
图6为说明在再生细胞分离单元中洗涤后以重力分离来自人体的物质中的脂肪组织的图。
图7为说明在将酶引入再生细胞分离单元中后离心脂肪组织的结果的图。
图8为说明在不使用收集部件情况下于再生细胞撷取单元中离心含干细胞的水性溶液的结果的图。
图9为说明使用收集部件及导引部件收集及排出物质的制程的图。
图10为图1中所示多重过滤器的放大图。
图11为说明根据本发明另一例示性实施例的再生细胞撷取单元的图。
最佳模式
在一个基本态样中，提供一种再生细胞撷取单元，其包含：主容器，其在外部来源施加的扭力下旋转，且包含容纳待分离的物质的容纳部分；中空第一排出管，其插入所述主容器中，以致所述第一排出管的一个末端部分安置于所述主容器的下部中，且所述第一排出管的另一末端部分安置在所述主容器的外部；以及抽吸装置，其连接至所述第一排出管，以便经由所述第一排出管，自所述主容器抽吸及排出在藉由旋转所述主容器离心后位于所述主容器下端部分的组分；以及多个突出容纳部分，其沿相对于所述主容器旋转中心的半径方向向外凸出，以容纳自所述物质分离的组分中相对较重的组分，且沿所述突出容纳部分的圆周方向呈预定角度间隔布置。
根据本发明，容纳部分的下部朝向容纳部分的下端变窄，且在容纳部分的下端形成凹槽(concave groove)。
根据本发明，再生细胞撷取单元进一步包含：收集部件，其安置于主容器的容纳部分中且包含凹入的收集器部分；多个导引部件，其形成于所述收集部件上，经定位以干扰经旋转且被压向主容器壁的内表面的组分，且将旋转的组分导引至收集部件的收集器部分；中空第二排出管，其插入主容器中，一末端部分安置于收集部件的收集器部分上方且另一末端部分安置于主容器外部；以及第二泵，其连接至第二排出管，向第二排出管提供抽吸力，且经由第二排出管将在收集部件上收集的组分排至外部。
根据本发明，第二排出管配合插入主容器上部中所形成的通孔，且再生细胞撷取单元进一步包含中间部件，其密封第二排出管的外圆周表面与通孔的内圆周表面之间的间隙，同时使主容器能够相对于第二排出管旋转。
根据本发明，沿第二排出管的外圆周表面形成环形凸缘，中间部件呈环形，由可压缩的弹性橡胶材料制成，且在第二排出管插入主容器中的状态下，压缩于凸缘下表面与主容器上表面之间，且在中间部件的上表面上形成摩擦系数低于橡胶的环形接触部件，且所述环形接触部件紧密附接至所述凸缘，其中当压缩于主容器与凸缘之间时，中间部件及接触部件随主容器的旋转而旋转，并密封在主容器上部中形成的通孔的内圆周表面与第二排出管的外圆周表面之间的间隙。
在另一态样中，提供一种再生细胞撷取系统，其包含：分离脂肪组织的再生细胞分离单元；及包含上述元件的再生细胞撷取单元，其中所述再生细胞分离单元包含：子容器，其在外部来源施加的扭力下旋转，且包含放置组织的空间；中空主管，其插入子容器中，以致主管的一末端部分安置于子容器的下部中；以及泵，其连接至主管，并向主管提供抽吸力，且其中再生细胞撷取单元与再生细胞分离单元分开，再生细胞撷取单元接收含有再生细胞的物质，并藉由离心所述物质撷取所述物质中的再生细胞，所述含有再生细胞的物质是在再生细胞分离单元离心脂肪组织后经由主管自再生细胞分离单元获得。
具体实施方式
下文中，将参照附图较为详细地描述根据本发明一例示性实施例的再生细胞撷取系统及单元。
图1为说明根据本发明一例示性实施例的再生细胞撷取系统300的配置的示意图。图2为图1中所示再生细胞分离单元100的示意性横截面图。
参照图1及图2，根据本例示性实施例的再生细胞撷取系统300包含再生细胞分离单元100及再生细胞撷取单元200。再生细胞分离单元100与再生细胞撷取单元200经由泵及管道相互连接。此外，再生细胞分离单元100及再生细胞撷取单元200亦与旋转夹具相配合(图中未示)。因此，在再生细胞分离单元100及再生细胞撷取单元200随旋转夹具700以预设速度旋转时，将执行离心。
现将较为详细地描述再生细胞分离单元100的配置。
为了离心脂肪组织，再生细胞分离单元100包含子容器110、主管130及泵170。
子容器110用于离心脂肪组织，且在子容器110的内部形成可放置脂肪组织的空间113。子容器110包含子容器筒111，以及耦接至子容器筒111上的子容器盖112。
子容器筒111的主体的直径朝向其下部逐渐略微变小。在此处，子容器筒111的主体的直径亦可保持不变。然而，子容器筒111的主体下部的直径朝向子容器筒111的主体最底部明显变小，且在子容器筒111的最底部形成凹槽114。
在子容器盖112的中心形成通孔115，且伸出壁116自通孔115的外圆周向上延伸。
在子容器筒111的下部中以及在子容器筒111的壁的内表面上形成搅拌翼117。搅拌翼117自子容器筒111的壁的内表面朝向空间113伸出。4个搅拌翼117以相对于子容器110的旋转中心相互呈90度间隔的方式对称布置。搅拌翼117的数量可以仅为一个，且未必相互对称。搅拌翼117随子容器110的旋转而旋转，由此平稳地搅拌脂肪组织。
主管130充当流体通道，经由这一流体通道，将洗涤液、酶及其类似物转移至子容器110的空间113中，且将子容器110内的物质排至外部。中空主管130经由子容器110的通孔115插入子容器110中。主管130的下端部分安置于子容器110的凹槽114中，以靠近子容器110的底部，且主管130的上端部分安置于子容器110的上方。
在本例示性实施例中，安装有辅管140。辅管140为独立于主管130的通道，且连接子容器110的内部与外部。辅管140充当使空气流入或流出子容器110的通道。因此，无需将辅管140插入至子容器110的下端部分。亦即，可仅将辅管140插入至子容器110的上端部分。
主管130与辅管140可以成形为独立的管线。然而，在本例示性实施例中，主管130与辅管140是整合在一起的。亦即，主管130很长，垂直延伸并具有弯曲的上部。辅管140的直径大于主管130，且包围主管130。辅管140的上部在与主管130的弯曲方向相反的方向上弯曲。辅管140的内部，更准确地说，辅管140的内圆周表面与主管130的外圆周表面之间的空间形成能使空气流过的流体通道145。然而，所述流体通道145未必用作空气通道。必要时，流体通道145可用作能注入或排出各种物质的通道。举例而言，可以使用流体通道145排出诸如来源于血液的污染物等物质，或注入诸如洗涤液等物质。
在主管130的上端中形成插入孔135，且盖136经由螺杆耦接至插入孔135。当移除盖136时，注射针(图中未示)经由插入孔135插入主管130中，以抽吸位于子容器110的凹槽114中的液体物质。当注射针未使用时，用盖136封闭插入孔135，以防止污染子容器110内部的空间113。
隔离部件147在辅管140之下，与主管130相配合。当子容器110旋转以离心脂肪组织时，液体物质(诸如血液及洗涤液)可迅速朝向子容器110的顶部上升，以便引入辅管140中或辅管140及子容器110的通孔115中。然而，由于隔离部件147包围通孔115及辅管140，因此能防止诸如来源于血液的污染物进入辅管140。隔离部件147包围通孔115及辅管140，但并不将其完全密封。而是形成间隙d以使辅管140能连接至空间113。
在主管130的外圆周表面上形成螺旋形辅助搅拌翼(图中未示)。该等辅助搅拌翼将与安置于子容器110下部中的搅拌翼117一起搅拌脂肪组织。
应相对于主管130及辅管140旋转子容器110，且应藉由封闭主管130及辅管140与子容器110之间的间隙来密封子容器110的空间113。
在本例示性实施例中，使用可压缩密封部件150及摩擦部件160来利于进行子容器110的旋转，且密封子容器110的空间113。亦即，本例示性实施例中使用的密封部件150为环形，与子容器盖112的伸出壁116相配合，且配置在辅管140的外圆周表面上形成的凸缘148与子容器盖112之间。密封部件150是由可弹性压缩的橡胶材料制成。当密封部件150压缩于辅管140的凸缘148与子容器盖112之间时，其可完全密封伸出壁116与辅管140之间的间隙。当然，密封部件150亦可完全密封通孔115与辅管140之间的间隙。
然而，当密封部件150随子容器110的旋转而旋转时，由于由橡胶材料制成的密封部件150具有较高的摩擦系数，使得密封部件150与凸缘148之间产生摩擦。密封部件150与凸缘148之间的摩擦将阻碍密封部件150的平稳旋转，并产生较高的摩擦热。为此，在密封部件150上附接由摩擦系数较低且传热系数较高的材料制成的摩擦部件160。在本例示性实施例中，将由陶瓷材料制成的环形摩擦部件160附接至密封部件150上。摩擦部件160紧密附着于辅管140的凸缘148，且与凸缘148形成表面接触。
在其他实施例中，可以使用固持环(图中未示)及轴承(图中未示)实现子容器110相对于辅管140的旋转，以及子容器110与辅管140之间的间隙的密封。
在本例示性实施例中，主管130与辅管140整合在一起，以致辅管140包围主管130。此结构需要密封辅管140的外圆周表面与伸出壁116之间以及辅管140与通孔115之间的间隙。然而，在其他实施例中，辅管140可与主管130分开，或者可省略。在这些实施例中，主管130亦插入通孔115中。因此，为了利于进行子容器110相对于主管130的旋转，以及密封主管130与伸出壁116之间及辅管140与通孔115之间的间隙，在主管130的外圆周表面上形成凸缘(图中未示)，且在子容器盖112与形成于主管130的外圆周表面上的凸缘(图中未示)之间安装密封部件150及摩擦部件160。
泵170藉由连接管连接至主管130，并经由主管130将诸如酶及洗涤液等物质提供至子容器110，或者将来自子容器110的脂肪细胞或液体废料排至外部。相应地，由于应在两个方向上提供抽吸力，故将蠕动泵用作本例示性实施例中的泵170，其可提供抽吸力，同时在一个方向上或相反方向上旋转。
截至目前，已经描述了再生细胞分离单元100的配置。下文中，将根据随附图式，较为详细地描述根据本发明的再生细胞撷取单元200。
图3为根据本发明一例示性实施例的再生细胞撷取单元200的示意性分解透视图。图4为已经组装的图3的再生细胞撷取单元200的示意性透视图。图5为沿图4的线V-V取得的再生细胞撷取单元200的示意性横截面图。
参照图1及图3至5，再生细胞撷取单元200自再生细胞分离单元100接收在再生细胞分离单元100离心脂肪组织后得到的含有干细胞的水性溶液，并撷取水性溶液中的干细胞。当仅使用再生细胞撷取单元200，而不使用再生细胞分离单元100时，其可直接撷取脂肪组织中的干细胞。
执行上述功能的再生细胞撷取单元200包含主容器210、第一排出管220及第二排出管230。
主容器210包含主体211及主容器盖212。在主容器210的内部形成容纳部分213，以放置欲分离的物质，诸如脂肪组织或含有干细胞的水性溶液。主体211下部的直径朝向主体211的最底部逐渐变小，或者可以保持不变。特定言之，在容纳部分213的最底部中形成凹槽214。
在主容器盖212的上表面的中心形成通孔215，且所述通孔215由主容器盖212的上表面贯穿至主容器盖212的下表面。此外，环形壁216自通孔215的外圆周向上伸出。
在主容器210的外部上形成凸状、突出容纳部分217。亦即，突出容纳部分217沿相对于主容器210的旋转中心轴的半径方向向外凸出，并沿主容器210的逐级高度方向(heightwise direction)延伸。
为了不影响主容器210的旋转，突出容纳部分217与主容器210对称布置。在本例示性实施例中，4个突出容纳部分217以相对于主容器210的旋转中心轴c呈90度间隔布置。
当主容器210旋转时，其中的物质根据重量分离成数种组分。在此处，所述物质中较重的组分位于主容器210的外侧上，且较轻的组分位于主容器210的内侧上。由于突出容纳部分217离主容器210的旋转中心轴c最远，使得所述物质中最重的组分放置于突出容纳部分217中。自脂肪组织分离的干细胞比其他组分重，并因此在离心后，位于突出容纳部分217中。下文中将对此进一步详细描述。
每一突出容纳部分217的下端部分均受到阻挡部件240阻挡。亦即，干细胞因离心而必须放置于突出容纳部分217中。然而，若突出容纳部分217的下端部分连接至主容器210的下部，则当主容器210旋转时，主容器210下部中的物质在充分离心之前，可能向上移动至突出容纳部分217。尤其水性溶液可能向上喷出，冲走已经附着于突出容纳部分217的干细胞。这就是安装阻挡部件240的原因。阻挡部件240使已附着于突出容纳部分217的干细胞能够稳定放置于突出容纳部分217中，由此防止干细胞损失。
第一排出管220及第二排出管230均将主容器210的容纳部分213连接至主容器210的外部。第一排出管220与第二排出管230形成独立的通道。第一排出管220及第二排出管230均与主容器210同轴。第一排出管220较长，且下端部分安置于主容器210的下端部分中，更准确地说，安置于凹槽214中。第二排出管230较短，且下端部分安置于主容器210的上端部分中。
根据第一排出管220及第二排出管230的用途，不同物质可流过第一排出管220及第二排出管230。在本例示性实施例中，可经由第一排出管220，将自再生细胞分离单元100获得的含有干细胞的水性溶液、洗涤液等注入主容器210中，且可经由第一排出管220，自主容器210排出撷取的干细胞、洗涤液等。另一方面，空气可经由第二排出管230流入或流出主容器210，且可经由第二排出管230排出用过的洗涤液。
第一排出管220及第二排出管230的具体配置与再生细胞分离单元100的主管130及辅管140完全一致。亦即，第一排出管220与再生细胞分离单元100的主管130一致，而第二排出管230与辅管140一致。
第一排出管220与第二排出管230可成形为独立的管线。然而，在本例示性实施例中，第一排出管220与第二排出管230是整合在一起的。亦即，第一排出管220较长，垂直延伸并具有弯曲的上部。第二排出管230的直径比第一排出管220大，且包围第一排出管220。第二排出管230的上部在与第一排出管220的弯曲方向相反的方向上弯曲。第二排出管230的内部，更准确地说，第二排出管230的内圆周表面与第一排出管220的外圆周表面之间的空间形成能使空气及流体(诸如洗涤液)流过的流体通道235。
在第一排出管220的上端中形成插入孔237，且盖236经由螺杆耦接至插入孔237。当移除盖236时，辅助排出管(图中未示)经由插入孔237插入第一排出管220中，直至主容器210的凹槽214。辅助排出管连接至注射器，以抽吸位于主容器210的凹槽214中的液体物质。在此处，连接至注射器的针用作辅助排出管。当辅助排出管未使用时，用盖236封闭插入孔237，以防止污染主容器210内部的容纳部分213。
主容器210应相对于第一排出管220及第二排出管230旋转，且应藉由封闭第一排出管220及第二排出管230与主容器210之间的间隙来密封主容器210的容纳部分213。
在本例示性实施例中，使用中间部件250及接触部件260来利于进行主容器210的旋转，且密封主容器210的容纳部分213。亦即，本例示性实施例中使用的中间部件250为环形，与主容器盖212的壁216相配合，且置于第二排出管230的外圆周表面上形成的凸缘238与主容器盖212之间。中间部件250是由可弹性压缩的橡胶材料制成。当中间部件250压缩于第二排出管230的凸缘238与主容器盖212之间时，可完全密封伸出壁216(以及通孔215)与第二排出管230之间的间隙。
然而，当中间部件250随主容器210的旋转而旋转时，由于由橡胶材料制成的中间部件250具有较高的摩擦系数，使得中间部件250与凸缘238之间产生摩擦。中间部件250与凸缘238之间的摩擦将阻碍中间部件250的平稳旋转，并产生较高的摩擦热。为此，在中间部件250上附接由摩擦系数较低且传热系数较高的材料制成的接触部件260。在本例示性实施例中，将由陶瓷材料制成的环形接触部件260附接至中间部件250上。接触部件260紧密附着于第二排出管230的凸缘238，且与凸缘238形成表面接触。
在本例示性实施例中，第一排出管220与第二排出管230成形为单一整体，因此第二排出管230包围第一排出管220。此结构需要密封第二排出管230的外圆周表面与伸出壁216之间的间隙。然而，在其他实施例中，第二排出管230可与第一排出管220分开，或者可省略。在省略第二排出管230的实施例中，第一排出管220亦插入通孔115中。因此，为了利于进行主容器210相对于第一排出管220的旋转，以及封闭第一排出管220与壁216之间的间隙，在第一排出管220的外圆周表面上形成凸缘(图中未示)，且在主容器盖212与形成于第一排出管220的外圆周表面上的凸缘(图中未示)之间安装中间部件250与接触部件260。
本例示性实施例提供一种结构，在主容器210旋转以进行离心时，所述结构允许除干细胞外的物质(诸如洗涤液)经由第二排出管230排出再生细胞撷取单元200。亦即，在本例示性实施例中，可以停止主容器210的旋转，以经由第一排出管220，自主容器210的下部排出诸如洗涤液的物质。然而，甚至在主容器210旋转时，亦可使用收集部件270及导引部件280，自主容器210排出诸如洗涤液等物质。
收集部件270与第一排出管220相配合，且包含凹入的收集器部分271，其暂时容纳导引部件280所导引的物质，所述导引部件280将于下文描述。在本例示性实施例中，收集部件270呈凹盘状。收集部件270安装于主容器210的上部，更准确地说，靠近第二排出管230的下端部分。此外，收集部件270的直径设定成使得收集部件270的外圆周表面靠近主容器210的内圆周表面。
导引部件280安置于收集部件270上，且将在主容器210内部旋转的离心分离的物质导引至收集部件270的收集器部分271。在本例示性实施例中，4个导引部件280自收集部件270的上表面向上伸出，并相互呈90度间隔对称布置。此外，导引部件280自收集部件270的外圆周表面朝向收集部件270的中心弯曲。因此，导引部件280以旋风模式(whirlwind pattern)布置于收集部件270上。
导引部件280未必为弯曲的，亦可为线性的。导引部件280并非均沿收集部件270的半径形成。相反，各导引部件280可由形成于收集部件270的接触物质的部分上的短工件(short pieces)组成。亦即，导引部件280可具有各种形状。导引部件280的数量亦可为一或多个。
当主容器210旋转时，主容器210中欲分离的物质亦旋转，同时经由离心力推向外部。因此，如上文所述，诸如干细胞等较重的组分放置于突出容纳部分217中，而诸如洗涤液等较轻的组分保持紧密附着于主容器210的内圆周表面。当主容器210开始旋转时，物质亦旋转，同时朝向主容器210的顶部上升。上升至收集部件270上方的物质与导引部件280接触，并受导引部件280干扰。由此，如图9中所示，将物质沿导引部件280导引向收集部件270的中心。在此处，若泵对第二排出管230施加抽吸力，则导引至收集部件270中心的物质在此抽吸力作用下，经由第二排出管230排至外部。
在收集部件270的中心形成多个孔272。孔272可降低施加至收集部件270的压力，且当大量物质被迅速引入收集部件270中时，可防止物质溢出。
根据本例示性实施例的再生细胞撷取单元200包含抽吸装置。在本例示性实施例中，抽吸装置为第一泵291及第二泵292。第一泵291经由连接管连接至第一排出管220，且第二泵292经由另一连接管t4连接至第二排出管230。相应地，可经由第一排出管220及第二排出管230注入及排出流体。
在本例示性实施例中，由于流体应经由第一排出管220及第二排出管230注入及排出，故使用蠕动泵在两个方向上提供抽吸力。
参照图1，连接至再生细胞分离单元100的主管130的连接管t1具有光感测器181。光感测器181可感测流过连接管t1的流体的颜色。特定言之，当黄色脂肪细胞或组织经由主管130自再生细胞分离单元100排出时，光感测器181可感测黄色，并将指示正在排出脂肪细胞或组织的信号传输至控制器(图中未示)，将于下文予以描述。
连接至再生细胞分离单元100的主管130的连接管t2包含多重过滤器f，其可滤出较大的组织，诸如胶原蛋白块。参照图10，多重过滤器f由两个相互重迭的网状袋组成。在此处，小袋s1被装在大袋s2中。由于在多重过滤器f的一侧形成孔口o，具有小粒子的液体或物质可通过多重过滤器f，但诸如胶原蛋白等较大组织被截留在多重过滤器f中。
此外，连接至再生细胞撷取单元200的第一排出管220的连接管t3及连接至第二排出管230的连接管t4分别包含感测器293及294，用于感测流过连接管t3及t4的空气。连接管t3及t4尤其可感测经由第一排出管220及第二排出管230自再生细胞撷取单元200释放的空气，并将指示空气释放的信号传输至控制器。
根据本例示性实施例的再生细胞撷取系统300包含控制器(图中未示)，用于控制包含再生细胞分离单元100、再生细胞撷取单元200、旋转夹具(图中未示)及各种阀门在内的元件的操作。所有操作均受控制器控制。
下文中，将参照随附图式描述包含上述元件的再生细胞撷取系统300分离脂肪组织的制程。
图6为说明在再生细胞分离单元100中洗涤后分离来自人体的物质中的脂肪组织的图。图7为说明在将酶引入再生细胞分离单元100中后离心脂肪组织的结果的图。图8为说明在不使用收集部件270情况下于再生细胞撷取单元200中离心含干细胞的溶液的结果的图。
参看图1，再生细胞分离单元100与再生细胞撷取单元200经由多个连接管t1、t2及t彼此连接，且连接管t1、t2及t连接至各种袋，所述袋包含储存洗涤液的袋b1、储存酶的袋b2、储存洗涤过的脂肪组织的袋b3、储存废液的袋b4及储存干细胞的袋b5。此外，连接管t1、t2及t可连接至各种其他袋，包含储存脂肪细胞的袋(图中未示)及储存撷取的处于冷冻状态的干细胞的袋。
首先，将欲分离的脂肪组织经由主管130放入再生细胞分离单元100。举例而言，可以使用注射器自人体撷取脂肪组织，随后可以将撷取的脂肪组织放入再生细胞分离单元100中。为了防止污染脂肪组织且同时将其转移至再生细胞分离单元100中，可以将注射针插入人体中，且可将连接至注射器的管连接至主管130。随后，可以使用泵170在子容器110的内部产生负压氛围。由此可以直接将来自人体的脂肪组织注入子容器110中。
一旦如上文所述将脂肪组织引入子容器110中，即藉由打开阀门v2并操作泵170，将洗涤液转移至再生细胞分离单元100中。随后，藉由操作旋转夹具反复旋转及停止再生细胞分离单元100。当以规律时间间隔反复旋转及停止再生细胞分离单元100时，将对脂肪组织及洗涤液进行混合及离心。由此来洗涤含有血液来源的污染物的脂肪组织。
停止子容器110并静置约1分钟。接着，如图6中所示，诸如洗涤液、血液及体液等较重组分位于子容器100的底部，洗涤过的脂肪组织位于所述较重组分上，且油组分位于洗涤过的脂肪组织上。
接下来，再次操作泵170以经由主管130排出子容器110底部上的血液、洗涤液等。排出了所有的洗涤液及其类似物后，经由主管130排出黄色的脂肪组织。此处，连接管t1的光感测器181感测脂肪组织的黄色，并将指示脂肪组织的排出的信号传输至控制器。由此，控制器停止泵170的操作，并重复上述制程三或四次，直至完全洗涤脂肪组织。
如上文所述，将血液来源的污染物、体液及油组分与自人体撷取的脂肪组织分离，随后完全洗涤脂肪组织，必要时，可以将一部分洗涤过的脂肪组织转移至袋b3中并储存。
接下来，藉由操作泵170并打开阀门v3，将胶原酶自酶袋b2转移至再生细胞分离单元100。当将胶原酶放入子容器110中后，停止泵170的操作，并旋转子容器110约30分钟，以将胶原酶与洗涤过的脂肪组织混合。此处，使用诸如旋转夹具的旋转装置将子容器110的温度保持在约37℃。胶原酶将脂肪组织分解成数种组分，且藉由旋转子容器110对脂肪组织的各种组分离心。随后，停止子容器110的旋转并静置约1分钟。由此，由于含有脂肪组织来源的干细胞的水性溶液是相对较重的组分而位于子容器110的底部上，且成熟的脂肪细胞及油组分位于水性溶液上，如图7中所示。
接下来，再次操作泵170，经由主管130将含有干细胞的水性溶液转移至再生细胞撷取单元200。将含有干细胞的水性溶液转移至再生细胞撷取单元200时，一起操作泵170及第二泵292。若光感测器181再次感测到黄色，则指示在完全排出含有干细胞的水性溶液后，正在排出脂肪细胞。因此，停止泵170及292的操作。必要时，可以将成熟的脂肪细胞储存在独立袋中。
如上文所述，含有干细胞的水性溶液均放入再生细胞撷取单元200的主容器210中后，视情况使用收集部件270及导引部件280执行撷取干细胞的制程。
当不使用收集部件270及导引部件280时，关闭所有阀门，并停止泵的操作。在此状态下，旋转主容器210约5分钟，随后自然减速。在此制程中，离心含有干细胞的水性溶液。因此，如图8中所示，相对较重的干细胞在离心力作用下被压向且附着至突出容纳部分217的壁的内表面，且体液、洗涤液、酶等位于主容器210的下部中。此处须牢记一件重要的事情：当停止主容器210的旋转时，应使主容器210自然减速。这是因为若对旋转的主容器210手动施加制动力，则附着至突出容纳部分217的壁的内表面的干细胞可能掉落至主容器210的底部。
离心后，操作第一泵291，以经由第一排出管220将诸如体液的水性溶液转移至废液袋b4。若连接至第一排出管220的连接管t3的感测器293感测到空气，则指示所有水性溶液皆已排出。由此停止第一泵291的操作，并执行下一操作。
当使用收集部件270及导引部件280时，操作第二泵292且旋转主容器210，由此经由第二排出管230提供抽吸力。主容器210旋转时，含有干细胞的水性溶液亦旋转。由此干细胞附着至突出容纳部分217的壁的内表面，且剩余的水性溶液在持续旋转的同时向上移动。当旋转的水性溶液升高到收集部件270上方时，受到导引部件280的干扰，并由此沿导引部件280被引向收集部件270的中心，如图9中所示。
由于第二排出管230安置于收集部件270中心的上方，使得水性溶液在第二泵292的抽吸力作用下，经由第一排出管220与第二排出管230之间的流体通道235排至外部，并且被转移至废液袋b4中。此处，若连接至第二排出管230的连接管t4的感测器294感测到空气，则指示所有水性溶液皆已排出。由此，停止第二泵292的操作。随后，使主容器210自然减速至停机。因此，仅干细胞保持附着至主容器210内部的突出容纳部分217壁的内表面。藉由操作第一泵291，将保留在主容器210下部中的水性溶液的任一部分经由第一排出管220转移至废液袋b4中。
在如上文所述离心含有干细胞的水性溶液后，将极少量洗涤液注入主容器210中，以洗涤附着至突出容纳部分217壁的内表面的干细胞，并反复旋转及停止主容器210约5次。随后，使主容器210再旋转并自然减速。若如上文所述，藉由反复旋转及停止主容器210来使主容器210加速及减速，则附着至突出容纳部分217壁的内表面的干细胞将掉落至主容器210的底部。由此，藉由重复上述干细胞撷取制程数次最终得到的干细胞将含有极少量外来物质。
最后，经由第一排出管220将存在于主容器210下部中的干细胞转移至干细胞袋b5中。由此，干细胞撷取制程完成。
由于所有上述制程皆由再生细胞撷取系统300自动执行，故可以精确且高效地执行该等制程。此外，再生细胞撷取系统300保持密封，消除了污染的风险。
尤其是，由于再生细胞分离单元100经由离心产生含有干细胞的浓缩物，且再生细胞撷取单元200离心含有干细胞的浓缩物，故可高效地执行撷取干细胞的制程，并且可增加撷取产率。
图11为说明根据本发明另一例示性实施例的再生细胞撷取单元400的图。
参看图11，根据本例示性实施例的再生细胞撷取单元400与根据前一例示性实施例的再生细胞撷取单元300实质上相同。然而，其不同之处在于，根据本例示性实施例的再生细胞撷取单元400使用轴承410作为中间部件，且收集部件420的形状不同于根据前一例示性实施例的收集部件270。为简单起见，将省略与上述前一实施例实质上一致的元件的描述，并主要描述本实施例与前一实施例的不同之处。
在本例示性实施例中，将下部中具有孔口的外罩411安置于第二排出管230的外圆周表面上，且轴承410支撑于外罩411的内圆周表面与第二排出管230的外圆周表面之间。由此，主容器210可相对于第一排出管220及第二排出管230旋转。此外，由于本文中使用的轴承410具有密封功能，故其可密封第二排出管230与壁216之间的间隙。
收集部件420包含盘状体421，其配合且耦接至第一排出管220。此外，倾斜部分422自盘状体421的外圆周表面向下倾斜，由此面向主容器盖212。与在前一实施例中一样，导引部件423自倾斜部分422的上表面向上伸出。
由于倾斜部分422非常靠近主容器盖212，以致倾斜部分422与主容器盖212之间的间隙可充当流体通道425。亦即，在本例示性实施例中，在旋转的同时沿主容器210的内表面向上移动的液体经由流体通道425被收集至盘状体421中，随后经由第二排出管230排出。
阀门v1至v9均安装在连接管中。在本例示性实施例中，使用电磁阀(solenoid valve)。
根据本发明的再生细胞撷取单元及系统在各图式中描述且说明为分离脂肪组织。然而，根据本发明的再生细胞撷取单元及系统亦可粉碎且随后分离其他组织，并自该等组织中撷取干细胞。
尽管已参考本发明的例示性实施例特别展示及描述本发明，但熟习此项技术者应了解，可在不偏离随附申请专利范围所界定的本发明的精神及范畴的情况下对其中的形式及细节进行各种修改。
因此，本发明的范畴不是由本发明的详细描述界定，而是由随附申请专利范围及其等效内容所界定。
Claims (23)
1.一种再生细胞撷取单元，其包括：
主容器，其在外部来源施加的扭力下旋转，且包括容纳欲分离的物质的容纳部分；
中空第一排出管，其插入所述主容器中，以致所述第一排出管的一个末端部分安置于所述主容器的下部中，且所述第一排出管的另一末端部分安置在所述主容器的外部；以及
抽吸装置，其连接至所述第一排出管，以便经由所述第一排出管，自所述主容器抽吸及排出在藉由旋转所述主容器离心后位于所述主容器下端部分中的组分；以及
多个突出容纳部分，其沿相对于所述主容器旋转中心的半径方向向外凸出，以容纳由离心所述物质得到的组分中相对较重的组分，且沿所述容纳部分的圆周方向呈预定角度间隔布置。
2.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中所述物质为脂肪组织及含干细胞的水性溶液中至少一者，且所述突出容纳部分中所容纳的组分为干细胞。
3.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中所述容纳部分的下部朝向所述容纳部分的下端变窄。
4.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中凹槽形成于所述容纳部分的下端。
5.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中所述连接至所述第一排出管的抽吸装置为第一泵，且进一步包括中空辅助排出管，所述中空辅助排出管插入所述第一排出管中，所述中空辅助排出管的一末端部分安置于所述主容器的下端部分中且另一末端部分连接至在所述主容器外部的注射器，其中所述位于所述主容器的下端部分中的组分经由所述第一泵抽吸至所述第一排出管中，且经由所述第一排出管排出，或者经由所述注射器抽吸至所述辅助排出管中并经由所述辅助排出管排出。
6.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其进一步包括：
收集部件，其安置于所述主容器的所述容纳部分中，且包括凹入的收集器部分；
多个导引部件，其形成于所述收集部件上，经定位以干扰被压向所述主容器的壁的内表面的离心组分，且将所述旋转的组分导引至所述收集部件的所述收集器部分；
中空第二排出管，其插入所述主容器中，一末端部分安置于所述收集部件的所述收集器部分上方且另一末端部分安置于所述主容器外部；以及
第二泵，其连接至所述第二排出管，向所述第二排出管提供抽吸力，且经由所述第二排出管将收集于所述收集部件上的组分排至外部。
7.根据权利要求6所述的再生细胞撷取单元，其中所述收集部件呈凹盘状，且所述导引部件自所述收集部件的圆周朝向所述收集部件的中心弯曲且在所述收集部件的上表面上呈预定角度间隔布置。
8.根据权利要求6所述的再生细胞撷取单元，其中多个孔形成于所述收集部件的中心，以由所述收集部件的上表面贯穿至所述收集部件的下表面。
9.根据权利要求6所述的再生细胞撷取单元，其中所述第二排出管包围所述第一排出管，且位于所述收集部件的所述收集器部分上的组分在所述第二泵作用下经由所述第一排出管与所述第二排出管之间的流体通道排出。
10.根据权利要求9所述的再生细胞撷取单元，其中所述第二排出管配合插入所述主容器上部中所形成的通孔，且进一步包括中间部件，所述中间部件密封所述第二排出管的外圆周表面与所述主容器上部的所述通孔的内圆周表面之间的间隙，同时使所述主容器能够相对于所述第二排出管旋转。
11.根据权利要求10所述的再生细胞撷取单元，其中环形凸缘沿所述第二排出管的所述外圆周表面而形成，所述中间部件呈环形，由可压缩的弹性橡胶材料制成，且在所述第二排出管插入所述主容器中的状态下，压缩于所述凸缘的下表面与所述主容器的上表面之间，且摩擦系数低于橡胶的环形接触部件形成于所述中间部件的上表面上，且其紧密附接至所述凸缘，其中当压缩于所述主容器与所述凸缘之间时，所述中间部件及所述接触部件随所述主容器的旋转而旋转，并密封所述主容器上部中所形成的所述通孔的所述内圆周表面与所述第二排出管的所述外圆周表面之间的间隙。
12.根据权利要求6所述的再生细胞撷取单元，其中连接管连接至所述第二排出管，且进一步包括感测器，所述感测器安装于所述连接管中以感测空气是否经由所述第二排出管排出。
13.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中连接管连接至所述第一排出管，且进一步包括感测器，所述感测器安装于所述连接管中以感测空气是否经由所述第一排出管排出。
14.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中所述第一排出管配合插入所述主容器上部中所形成的通孔，且进一步包括中间部件，所述中间部件密封所述第一排出管的外圆周表面与所述通孔的内圆周表面之间的间隙，同时使所述主容器能够相对于所述第一排出管旋转。
15.根据权利要求14所述的再生细胞撷取单元，其中环形凸缘沿所述第一排出管的所述外圆周表面而形成，所述中间部件呈环形，由可压缩的弹性橡胶材料制成，且在所述第一排出管插入所述主容器中的状态下，压缩于所述凸缘的下表面与所述主容器的上表面之间，且摩擦系数低于橡胶的环形接触部件形成于所述中间部件的上表面上，且其紧密附接至所述凸缘，其中当压缩于所述主容器与所述凸缘之间时，所述中间部件及所述接触部件随所述主容器的旋转而旋转，并密封所述主容器上部中所形成的所述通孔的所述内圆周表面与所述第一排出管的所述外圆周表面之间的间隙。
16.根据权利要求1所述的再生细胞撷取单元，其中阻挡部件形成于各所述突出容纳部分的下端部分中，以在所述主容器的所述容纳部分的下部与所述突出容纳部分中的相应一者之间形成阻挡。
17.一种再生细胞撷取系统，其包括：
再生细胞分离单元，其分离组织；以及
根据权利要求1-16中任一项所述的再生细胞撷取单元，
其中所述再生细胞分离单元包括：
子容器，其在外部来源施加的扭力下旋转且包括放置组织的空间；
中空主管，其插入所述子容器中，以致所述主管的末端部分安置于所述子容器的下部中；以及
泵，其连接至所述主管，且向所述主管提供抽吸力，且其中所述再生细胞撷取单元与所述再生细胞分离单元分开，所述再生细胞撷取单元接收含有再生细胞的物质，并藉由离心所述物质撷取所述物质中的再生细胞，所述含有再生细胞的物质是在所述再生细胞分离单元离心所述组织后经由所述主管自所述再生细胞分离单元获得。
18.根据权利要求17所述的再生细胞撷取系统，其中多个搅拌翼自所述子容器的壁的内表面朝向所述子容器的空间凸出，以利于进行所述组织的离心。
19.根据权利要求17所述的再生细胞撷取系统，其中辅助搅拌翼自所述主管的外圆周表面伸出。
20.根据权利要求17所述的再生细胞撷取系统，其中作为独立于所述主管的通道的辅管插入所述子容器中，以将所述子容器的所述空间连接至所述子容器的外部，所述主管经由所连接的多个连接管连接至多个储存袋及所述再生细胞撷取单元的第一排出管，且经由所述主管自所述再生细胞分离单元排出的所述含有再生细胞的物质经由所述第一排出管转移至所述再生细胞撷取单元。
21.根据权利要求17所述的再生细胞撷取系统，其中将所述再生细胞分离单元的所述主管连接至所述再生细胞撷取单元的所述第一排出管的连接管包括多重过滤器，用于滤出外来物质。
22.根据权利要求17所述的再生细胞撷取系统，其中连接管连接至所述主管，且光感测器安装于所述连接管中以感测自所述再生细胞分离单元排出的物质的颜色。
23.根据权利要求17所述的再生细胞撷取系统，其进一步包括旋转夹具，所述旋转夹具与所述主容器及所述子容器相配合，其中所述旋转夹具以恒定旋转速度旋转所述主容器及所述子容器，且将所述主容器及所述子容器加热至恒定温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Du Binglu Inventor after: Li Zhengui Inventor after: Jin Zhixiang Inventor after: Jiang Shengqiu Inventor after: Park Chengxun Inventor after: Jin Mingchen Inventor after: Shen Kuiche Inventor after: Jin Zhegen Inventor after: Yin Yongda Inventor before: Du Binglv Inventor before: Li Zhengui Inventor before: Jin Zhixiang Inventor before: Jiang Shengqiu Inventor before: Park Chengxun Inventor before: Jin Mingchen Inventor before: Shen Kuiche Inventor before: Jin Zhegen Inventor before: Yin Yongda |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Seoul, Jiangxi, South Korea, Jia Yang hole, Jia Yang Town, No. 802 Patentee after: Puribo Technology Co.,Ltd. Patentee after: Du Binglu Patentee after: Li Zhengui Address before: Seoul, Jiangxi, South Korea, Jia Yang hole, Jia Yang Town, No. 802 Patentee before: Puribo Technology Co.,Ltd. Patentee before: Du Binglv Patentee before: Li Zhengui |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140521 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |