CN102899241A

CN102899241A - 细胞分离仪器

Info

Publication number: CN102899241A
Application number: CN2012102628181A
Authority: CN
Inventors: 盐山高広; 铃木茜; 冈野光夫; 清水达也; 原口裕次
Original assignee: Toyko Women's Medical University; Nihon Kohden Corp
Current assignee: Toyko Women's Medical University; Nihon Kohden Corp; Tokyo Womens Medical University
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2013-01-30
Also published as: US20130028813A1; JP2013022008A; US8821815B2; EP2551340B1; EP2551340A1; JP5848541B2

Abstract

本发明提供一种细胞分离仪器，包括：第一容器，该第一容器在上部中具有开口；过滤部件，该过滤部件形成所述第一容器的下部的至少一部分；分离部件，该分离部件可移动地收容在所述第一容器中以与组织撞击，从而使细胞分离；以及第二容器，该第二容器以能够取出所述第一容器的方式收容所述第一容器。

Description

细胞分离仪器

本发明涉及一种用于再生医学的临床/研究的领域，或者是用于细胞培养的领域的细胞分离仪器，并且本发明更具体地涉及一种用于以高存活率从组织（活体组织）分离细胞的细胞分离仪器。

存在这样一种技术，其中，为了获得分离的活体细胞，用利刃切碎组织，并且利用胶原酶等使切碎的组织受到酶处理，以消化细胞外的基质。

在所述技术中，必须重复地进行酶处理和细胞回收的过程。因此，所述技术需要劳力和大量时间。所述技术还具有这样的问题：由于在利用刃物的切碎过程方面以及在酶处理中的渗透速度等方面的差异，细胞回收率分散。

日本专利文献JP-T-2007505631公开了自动化进行切碎处理和酶处理的装置。在设置于该装置中的容器内，放置可绕着该容器的中心轴旋转的刃部件以及相对地提供对所述刃部件的运动的抗力的挡板。当将要从其获得分离细胞的一组织装填到容器中并且使刃部件旋转时，处于刃部件咬入到该组织中的状态下的该组织一起旋转，并且与所述挡板撞击。由于该挡板所提供的抗力，组织被所述刃部件切割。当刃部件的旋转持续了预定时间段时，重复所述切割，使得所述组织被切碎。酶处理溶液预先装填到所述容器中，因此，并行地进行酶处理。

在JP-T-2007505631所公开的构造中，可以使切碎处理和酶处理自动化。然而，为了回收分离细胞，必须将由于所述切碎处理和酶处理所获得的细胞悬浊液取出到容器外部，然后使其受到过滤处理。在稳定地回收大量分离细胞的自动化系统的实现中，必须减轻用户的负担，并且必须减小人为处理对分离细胞的数目和质量的影响。因此，需要尽可能减少由用户进行的处理。然而，在JP-T-2007505631所公开的构造中，由用户所进行的处理的减小是不足的。结果，该构造不足以实现自动系统。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种细胞分离仪器，其中能够尽可能地减少由用户进行的处理，并且能够有效地回收从组织（活体组织）分离的细胞。

为了实现该目的，根据本发明，提供一种细胞分离仪器，包括：第一容器，该第一容器在上部中具有开口；过滤部件，该过滤部件形成所述第一容器的下部的至少一部分；分离部件，该分离部件可移动地收容在所述第一容器中以与组织撞击，从而使细胞分离；以及第二容器，该第二容器以能够取出所述第一容器的方式收容所述第一容器。

所述分离部件可以包括：刃部件；以及在所述第一容器内可旋转地支撑所述刃部件的轴部件。所述轴部件的上端部分可以连接于使该轴部件旋转的细胞分离装置。

细胞分离装置可以进一步包括盖部件，该盖部件装配于所述第一容器以闭合所述开口。使所述轴部件穿过的通孔可以形成在所述盖部件中，并且所述轴部件的位于所述盖部件下方的部分的至少一部分可以在直径方面比所述通孔更大。

所述盖部件可以包括：第一盖部件，其中形成有使所述轴部件穿过的第一通孔和至少一个开口；以及

第二盖部件，其中形成有使所述轴部件穿过的第二通孔，并且该第二盖部件从所述第一盖部件的上方封盖该第一盖部件的所述至少一个开口。

凹槽可以形成在所述第一容器的外壁和所述第二容器的内壁的至少其中一者中。

在所述第一容器收容在所述第二容器中的状态下，该第二容器的上端部分可以位于该第一容器的上端部分上方。

附图说明

图1是示出了本发明一实施例的细胞分离仪器的分解透视图。

图2是示出了图1的细胞分离仪器处于组装过程中的状态的纵向剖视图。

图3是示出了组装了图1的细胞分离仪器的状态的纵向剖视图。

图4是示出了图1的细胞分离仪器连接于细胞分离装置的状态的纵向剖视图。

图5是示出了利用图1的细胞分离仪器回收过滤的细胞悬浊液的状态的纵向剖视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细说明本发明的实施例。

图1示出了本发明实施例的细胞分离仪器1被拆解的状态。该细胞分离仪器1包括分离部件10、内侧容器（第一容器）20、外侧容器（第二容器）30、内盖（盖部件，第一盖部件）40和外盖（盖部件，第二盖部件）50。这些部件由对环氧乙烷气杀菌具有耐受性的材料（诸如，树脂）形成。

分离部件10包括轴部件11和多个刃部件12。轴部件11包括大径部11a、小径部11b和连接部11c。刃部件12由大径部11a的下端支撑。小径部11b的直径小于大径部11a的直径，并且台阶11d形成在该大径部11a与小径部11b之间的交界面中。连接部11c设置在小径部11b的上端，并且构成为将要连接于后述的细胞分离装置60的部分。

内侧容器20包括本体单元21与过滤器（过滤部件）22。本体单元21是在上部和下部开口的筒状部件。过滤器22由无细胞毒性的材料形成。在本实施例中，使用具有50μm的开口的尼龙网作为所述过滤器22。将该过滤器22粘附于或者焊接于本体单元21，以便封盖该本体单元21的整个下部开口。

外侧容器30包括本体单元31和底座部32。本体单元31是上部开口的筒状部件。本体单元31的内侧包括第一内壁33a和第二内壁33b。在该第二内壁33b中，多个凹槽34以一致的间隔形成在本体单元31的周向上。

在本体单元31的上端部分中，第一内壁33a具有第一内径。第二内壁33b具有比第一内径小的第二内径，并且该第二内径大于所述内侧连接器20的本体单元21的外径。内侧台阶33c形成在所述第一内壁33a与第二内壁33b之间的交界面中。第二内壁33b从所述内侧台阶33c延续至本体单元31的下端部分。

内盖40是具有上表面40a和下表面40b的盘状部件（见图2）。使上表面40a和下表面40b相互连通的通孔（通孔，第一通孔）41形成在内盖40的中间部分中。使上表面40a和下表面40b相互连通的多个开口42形成为环绕所述通孔41。通孔41的内径大于分离部件10的轴部件11的小径部11b的外径，而小于大径部11a的外径。

内盖40的外径基本等于外侧容器30的本体单元31的第一内壁33a的内径（第一内径）。环状的上侧嵌合壁43形成在上表面40a的周缘部分中。环状的下侧嵌合壁44形成在下表面40b的周缘部分的稍内侧，并且台阶45形成在该壁44的外侧（见图2）。下侧嵌合壁44的外径基本等于内侧容器20的本体单元21的内径。

外盖50是具有上表面50a和下表面50b（见图3）的盘状部件（见图3）。使上表面50a和下表面50b相互连通的通孔（通孔，第一通孔）51形成在外盖50的中间部分中。通孔51的内径大于分离部件10的轴部件11的小径部11b的外径。外盖50的外径基本等于内盖40的上侧嵌合壁43的内径。环状的嵌合壁52设置在上表面50a的周缘部分中。

接下来，将参考图2和图3描述组装本实施例的细胞分离仪器的方法以及细胞分离处理的步骤的一部分。

首先，以过滤器22指向下的姿态将内侧容器20收容在外侧容器30中。此时，内侧容器20的外壁21a经由小的间隙与外侧容器30的第二内壁33b相对。使本体单元21的上端表面21b与本体单元31的内侧台阶33c相齐平。

在内侧容器20收容在外侧容器30中的状态下，外侧容器30的上端表面（上端部分）31a位于内侧容器20的上端表面（上端部分）21b上方。

接下来，将分离部件10收容在内侧容器20中。此时，轴部件11的下端部分被放置于过滤器22上。

然后，安装内盖40，使得分离部件10的轴部件11的小径部11b穿过通孔41。此时，内盖40的台阶45被放置在内侧容器20的上端表面21b上以及外侧容器30的内侧台阶33c上。此外，内盖40的下侧嵌合壁44嵌合于内侧容器20的内壁21c，并且上侧嵌合壁43嵌合于外侧容器30的第一内壁33a。

在图2所示的状态下，将预先被加热到活化温度的预定量的酶处理溶液通过开口42倾倒至内侧容器20中。将用于细胞分离目的的从活体提取的组织同样地通过开口42装填到内侧容器20中。

接下来，安装外盖50，使得分离部件10的轴部件11的小径部11b穿过通孔51。此时，外盖50的下表面50b封盖内盖40的开口42，以防止异物在后续步骤中进入所述内侧容器20。将外盖50的嵌合壁52嵌合于内盖40的上侧嵌合壁43的内侧。图3示出了这种状态。在轴部件11的小径部11b与通孔41、51之间形成有小的间隙。

由于上述步骤，将容纳所述组织和所述酶处理溶液的细胞分离仪器1放置在设置于所述细胞分离装置60内的基台（未示出）上。如图4所示，细胞分离装置60包括轴承部件61、旋转机构62、控制器63、设定部64和高度调节机构65。根据由用户通过设定部64所设定的搅拌条件（旋转数、旋转方法、持续时间等等），控制器63控制旋转机构62来旋转所述轴承部件61。

根据用户指令或者以自动方式，控制器63控制高度调节机构65以使所述机台与所述轴承部件61的至少其中一者垂直运动。这种操作使得分离部件10的轴部件11的连接部11c连接于轴承部件61。分离部件10固定于其中所述轴部件11的下端部分与所述过滤器22分离的这样一个位置，并且该轴部件11的台阶11d并不与内盖40的下表面40b相接触。分离部件10由轴承部件61支撑，使得刃部件12可以随着轴承部件61的旋转而在内侧容器20中旋转。图4示出了这种状态。

当用户通过设定部64设定了搅拌条件并且输入了用于开始处理的指令时，控制器63根据所预设的搅拌条件来控制所述旋转机构62，使得刃部件12通过轴承部件61在内侧容器20中旋转。结果，可以对所述组织自动地作用切碎处理和酶处理。

存在这样一种可能性：当分离的细胞长期地浸没在外侧容器30中的酶处理溶液中时，该细胞损坏。因此，有时，以多个步骤分部地进行酶处理。具体地，提升内侧容器20，并且一次获取被过滤的细胞悬浊液。之后，将新的酶处理溶液倾倒至外侧容器30中，并且使内侧容器20下降，从而再次进行分离处理和酶处理。在现有技术中，这些工作必须手动进行。根据本实施例的构造，当用户通过设定部64设定了多个酶处理时，可以自动地并且在适当的时刻执行期望的酶处理。

在搅拌操作期间，酶处理溶液可以进入内侧容器20与外侧容器30之间的间隙。然而，形成在外侧容器30的第二内壁33b中的凹槽34起到了作为进入的酶处理溶液的脱离路径的作用。因此，可以防止发生由于毛细作用力使进入的酶处理溶液通过所述间隙上升并且该溶液泄露至内侧容器20外部的这种情况。即使当酶处理溶液泄露时，由于外侧容器30的上端表面31a位于内侧容器20的上端表面21b上方，该酶处理溶液也留存在外盖50的上表面50a上，因此，该溶液并不会泄露到外侧容器30的外侧表面。

当搅拌操作终止时，在细胞分离仪器1中获得了其中切碎的组织片和分离的细胞悬浮在酶处理溶液中的溶液。接下来，将参考图5描述从所述溶液中回收分离的细胞的步骤。

首先，解除细胞分离仪器1与细胞分离装置60的连接，并且将细胞分离仪器1从该细胞分离装置60取出。在保持外侧容器30的同时，握持分离部件10的轴部件11并且向上提升，然后，由于该轴部件11的大径部11a的直径大于内盖40的通孔41的直径，所以台阶11d抵接该内盖40的下表面40b。当进一步向上提升轴部件11时，可以在内盖40仍旧嵌合在内侧容器20中的状态下向上提升该内侧容器20。

此时，溶液中所包含的不想要的组织片71由于比过滤器22的网口大而无法通过该过滤器22，并且留存在内侧容器20中。相比之下，包含比过滤器22的网口更小的分离细胞的细胞悬浊液70通过该过滤器22而向下流入到外侧容器30中。

根据本实施例的构造，即，简单地通过向上提升内侧容器20以从外侧容器30中取出的简单操作，可以将包含分离细胞的细胞悬浊液70容易且确定地回收至外侧容器30中。因此，可以显著地提升回收分离细胞的步骤的效率。

已经为了便于本发明的理解而描述了所述实施例，但是其并不旨在限制本发明。显而易见的是，在不脱离本发明的精神的情况下，本发明可以被修改或改进，并且包括等同实施方式。

过滤器22并非总是需要封盖内侧容器20的下部中的整个开口。需要的是：在并不干扰分离细胞通过过滤而回收的范围内，过滤器22形成内侧容器20的下部的至少一部分。

分离部件10并非总是需要由可旋转地支撑刃部件12的轴部件11构造。也可以采用诸如使用搅拌器的构造的各种其他构造，只要在组织上发生撞击并且能够分离细胞即可。

内盖40并非总是必要的。在不设置内盖的情况下，使得外壳50的通孔51的内径小于分离部件10的轴部件11的大径部11a的内径，这是因为当提升轴部件11时，台阶11d必须抵接外盖50的下表面50b。

回收分离细胞的步骤可以是自动化的。例如，可以采用这样的构造：将用于保持外侧容器30的结构设置在细胞分离装置60的基台上，并且在搅拌操作之后，通过控制器63使得高度调节机构65进行提升轴承部件61的操作。在轴部件11连接于轴承部件61的状态下向上提升该轴部件11，并且可以从外侧容器30中取出内侧容器20。

并非总是需要在内盖40中形成多个开口42。在并不损害装填酶处理溶液和组织的操作的可操作性的范围内，能够适当地确定至少一个开口42数目和大小。

凹槽34并非总是需要形成在外侧容器30的第二内壁33b中。即使当凹槽形成在内侧容器20的与第二内壁33b相对的外壁21a中时，也可以防止酶处理溶液泄露。替换地，该凹槽可以形成在所述第二内壁33b和所述外壁21a两者中。

根据本发明的方面，简单地通过从第二容器取出第一容器，就使得过滤的细胞悬浊液可以回收在第二容器中。

根据本发明的方面，可以在细胞分离装置侧上控制轴部件的旋转，并且可以容易地使包括切碎组织的处理和酶处理的细胞分离步骤自动化。当要回收活体细胞时，由于诸如硬度和尺寸的特征根据各组织是不同的，所以精细调节是必要的。然而，在本发明中，仅仅需要根据要回收的组织来调节刃部件的旋转速度和时间、种类等等，并且可以通过同一细胞分离仪器以存活状态回收各种细胞。

根据本发明的方面，可以简单地通过提升轴部件取出第一容器，并且可以容易地使直到回收过滤的细胞悬浊液的步骤为止的各步骤自动化。此外，提升第一容器以获取细胞悬浊液，然后将新的酶溶液倾倒至第二容器中，将第一容器再次收容在第二容器中，并且多次地进行酶处理的上述各工作可以容易地自动化。因此，可以减轻由细胞在酶溶液中的长时间浸没而导致的对分离的细胞的损坏。

根据本发明的方面，可以通过必要的最小开口将组织和酶处理溶液装填到第一容器中，并且之后通过第二盖部件封盖该开口。因此，可以防止异物在细胞分离处理和回收处理期间进入仪器中。

根据本发明的一方面，进入第一和第二容器之间的酶处理溶液和细胞悬浊液被引向所述凹槽。因此，可以防止液体泄漏到第一容器外部。

根据本发明的一方面，即使当酶处理溶液和细胞悬浊液从第一容器泄漏时，它们也不能越过第二容器的上端。因此，可以防止发生泄漏到第二容器的外部，即细胞分离仪器的外部。

Claims

1.一种细胞分离仪器，包括：

第一容器，该第一容器在上部中具有开口；

过滤部件，该过滤部件形成所述第一容器的下部的至少一部分；

分离部件，该分离部件可移动地收容在所述第一容器中以与组织撞击，从而分离细胞；以及

第二容器，该第二容器以能够取出所述第一容器的方式收容所述第一容器。

2.根据权利要求1所述的细胞分离仪器，

其中，所述分离部件包括：

刃部件；以及

轴部件，该轴部件在所述第一容器内可旋转地支撑所述刃部件，并且

其中，所述轴部件的上端部分可连接于使该轴部件旋转的细胞分离装置。

3.根据权利要求2所述的细胞分离仪器，进一步包括盖部件，该盖部件嵌合于所述第一容器以闭合所述开口，其中

使所述轴部件穿过的通孔形成在所述盖部件中，并且

所述轴部件的位于所述盖部件下方的部分的至少一部分在直径方面比所述通孔更大。

4.根据权利要求3所述的细胞分离仪器，

其中，所述盖部件可以包括：

第一盖部件，其中形成有：使所述轴部件穿过的第一通孔，和至少一个开口；以及

第二盖部件，其中形成有使所述轴部件穿过的第二通孔，并且该第二盖部件在所述第一盖部件的上方封盖该第一盖部件的所述至少一个开口。

5.根据权利要求1所述的细胞分离仪器，

其中，凹槽可以形成在所述第一容器的外壁和所述第二容器的内壁的至少其中一者中。

6.根据权利要求1所述的细胞分离仪器，

其中，在所述第一容器收容在所述第二容器中的状态下，该第二容器的上端部分位于该第一容器的上端部分上方。