CN107641595A - 关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置。该提取装置主要由密闭容器、进水管路、出水管路、推杆阀门、悬液处理组件及推杆活塞等部件组成。本发明还公开关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取方法包含有，提供上述提取装置。本发明的优点在于：提供一种新型的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫脂肪组织提取物方法，以为临床提取髌下脂肪垫脂肪干细胞用于机体组织修复提供重要手段。且，大大提高制备效率，简化提取流程，减少样品污染。

Description

关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置及方法

技术领域

本发明涉及关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置及方法。

背景技术

膝关节髌下脂肪垫是膝关节中一个组织结构，其本身具有限制膝关节过度活动，润滑，吸收振荡等作用。但通常髌下脂肪垫组织在损伤和炎性条件下容易增生引起髌下脂肪垫挤夹综合征，因此在关节镜或者关节置换手术中目前常予以部分切除并丢弃。近年来干细胞技术兴起，特别是脂肪干细胞已经在各个领域中开始了研究和应用,目前大多脂肪干细胞的组织来源为腹部等处的皮下脂肪组织。最新研究表明膝关节髌下脂肪垫组织这一常见膝关节手术“遗弃物”中也含有干细胞。另外还有报道称与其他部位脂肪干细胞相比，髌下脂肪垫源性脂肪干细胞与关节软骨具有更高的同源性，其成软骨分化能力更强。因而IPFP-SC有望成为关节软骨组织工程修复中更优异的种子细胞选择，将可能解决组织工程软骨修复的自体软骨细胞来源问题。

目前临床提取髌下脂肪垫源性脂肪干细胞技术开展的关键是如何以最小的代价下获取无菌膝髌下脂肪垫脂肪组织提取物，并且该提取物能便于后期加工和干细胞提取，因而评价此种方案的关键有三点：1、微创性，提取方法应当尽量做到微创，尽量不要给患者造成额外的损伤；2、无菌性，因为提取脂肪组织的目的是经过加工处理后最终获取脂肪干细胞等相关内容再注入人体内促进再生修复，因而提取组织的无菌性要求必须十分严格，为了保证无菌性以及减少污染的发生，提取过程的简捷、衔接过程步骤少才是关键；3、获取材料易于提取脂肪干细胞，获取膝髌下脂肪垫脂肪组织提取物的目的是为提取脂肪干细胞做准备，因而所获取的的组织提取物需利于脂肪干细胞提取，并且需保证该种材料的脂肪干细胞提取利用率。

目前尚无固化的方案临床提取髌下脂肪垫脂肪组织提取物的文献报道及专利申请。

发明内容

本发明目的是克服现有技术中的问题，提供一种新型的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置及方法。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，包含有，

密闭容器，其具有容器底壁、容器顶壁及容器侧壁，所述容器底壁、所述容器顶壁及所述容器侧壁三者共同界定出容器容置空间，所述容器容置空间的底部具有中间滤网且所述中间滤网将所述容器容置空间的底部分隔成相互连通的左部腔室及右部腔室，所述容器底壁上于所述左部腔室处具有连通所述左部腔室的底壁出水口；

进水管路，其具有第一端及第二端，所述进水管路的第一端用于输入膝髌下脂肪垫组织悬液，所述进水管路的第二端连通所述容器容置空间；

出水管路，其具有第一端及第二端，所述出水管路的第一端用于输入外部负压，所述出水管路的第二端连通所述容器容置空间；

推杆阀门，其处于所述容器容置空间内，所述推杆阀门用于选择性地阻断所述左部腔室与所述右部腔室间的连通；

悬液处理组件，其具有三通阀体、第一注射器及第二注射器，所述三通阀体具有第一端、第二端及第三端，所述三通阀体的第一端的内部具有第一切割滤网，所述第一注射器具有第一注射器接头、第一注射器筒体及第一注射器推杆，所述第一注射器接头与所述三通阀体的第一端相连通，所述三通阀体的第二端的内部具有第二切割滤网，所述第二注射器具有第二注射器接头、第二注射器筒体及第二注射器推杆，所述第二注射器接头与所述三通阀体的第二端相连通，所述三通阀体的第三端与所述底壁出水口相连通；以及，

推杆活塞，其处于所述容器容置空间内且处于所述左部腔室的上方；

当所述推杆阀门阻断所述左部腔室与所述右部腔室间的连通且打开所述底壁出水口，下移所述推杆活塞，以此将处于所述左部腔室内的膝髌下脂肪垫组织悬液压入所述三通阀体内。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述三通阀体的第一端系水平向左设置，所述第一注射器筒体系处于所述三通阀体的第一端的左侧且水平设置，所述三通阀体的第二端系水平向右设置，所述第二注射器筒体系处于所述三通阀体的第二端的右侧且水平设置，所述三通阀体的第三端系水平向上设置。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述第一切割滤网及所述第二切割滤网均由复数层滤网成角放置。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述进水管路的内部具有单向活瓣，所述单向活瓣用于防止逆流。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述进水管路的第二端竖直向下穿过所述容器顶壁延伸至所述容器容置空间内，所述出水管路的第二端竖直向下穿过所述容器顶壁延伸至所述容器容置空间内。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述出水管路的内部具有调节开关，所述调节开关用于控制所述出水管路于所述容器容置空间内的延伸长度。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述容器侧壁上具有针对所述左部腔室的左部定容刻度和/或针对所述右部腔室的右部定容刻度。

作为关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置的优选方案，所述三通阀体的第三端与所述底壁出水口的结合方式为螺纹连接。

本发明还提供了关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取方法，包含有，

提供上述提取装置；

移位所述推杆阀门，使得所述推杆阀门的下端的端末与所述出水管路的第二端的端末相水平平齐，保证所述左部腔室与所述右部腔室相连通；

经由所述出水管路向所述容器容置腔室的内部输入外部负压，利用该外部负压，膝髌下脂肪垫组织悬液经过所述进水管路输入至所述容器容置空间内；

当膝髌下脂肪垫组织悬液的液面上升至所述推杆阀门的下端的端末，所述推杆阀门阻断所述左部腔室与所述右部腔室间的连通；

打开所述底壁出水口，下移所述推杆活塞，将处于所述左部腔室内的膝髌下脂肪垫组织悬液压入所述三通阀体内；以及，

反复拉推所述第一注射器推杆及所述第二注射器推杆，使得膝髌下脂肪垫组织悬液来回通过所述第一切割滤网及所述第二切割滤网，以此对膝髌下脂肪垫组织悬液切割匀浆。

与现有技术相比，本发明的优点至少在于：提取装置完全无菌，可用于手术台上无菌区域内操作，通过了细菌培养检测污染率，避免污染。过滤外周血及接地组织，目测看到的髌下脂肪垫可完全收集，说收集样本纯度高，可获得均质的髌下脂肪组织，富含各种生长因子及脂肪间充质干细胞、脂肪组织及各种集群细胞，无免疫反应，具有良好的安全性和有效性。本装置操作简单，安全有效，设计巧妙，将各个环节紧密衔接，为组织工程学领域中脂肪基质血管成分的应用提供了便捷的途径。

提供一种新型的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫脂肪组织提取物方法，以为临床提取髌下脂肪垫脂肪干细胞用于机体组织修复提供重要手段。且，大大提高制备效率，简化提取流程，减少样品污染。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参见图1，图中示出的是关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置。该提取装置主要由密闭容器1、进水管路2、出水管路3、推杆阀门4、悬液处理组件5及推杆活塞6等部件组成。

所述密闭容器1具有容器底壁、容器顶壁及容器侧壁。所述容器底壁、所述容器顶壁及所述容器侧壁三者共同界定出容器容置空间。所述容器容置空间的底部具有中间滤网10且所述中间滤网10将所述容器容置空间的底部分隔成相互连通的左部腔室11及右部腔室12。本实施例中，所述中间滤网10的孔径为0.22 μm。所述容器底壁上于所述左部腔室11处具有连通所述左部腔室11的底壁出水口13。

所述容器侧壁上具有针对所述左部腔室11的左部定容刻度和针对所述右部腔室12的右部定容刻度。所述定容刻度不是所述左部腔室11与所述右部腔室 12的容量之和，而是单独的腔室定容。本实施例中，收集液体容量定位于50ml 平面。

所述进水管路2具有第一端及第二端。所述进水管路2的第一端用于输入膝髌下脂肪垫组织悬液。所述进水管路2的第二端竖直向下穿过所述容器顶壁延伸至所述容器容置空间内。所述进水管路2的第二端连通所述容器容置空间。所述进水管路2的内部具有单向活瓣21。当所述推杆活塞6下移至所述单向活瓣21 的下方，所述单向活瓣21关闭。所述单向活瓣21用于防止逆流。

所述出水管路3具有第一端及第二端。所述出水管路3的第一端用于输入外部负压。所述出水管路3的第二端竖直向下穿过所述容器顶壁延伸至所述容器容置空间内。所述出水管路3的第二端连通所述容器容置空间。所述出水管路3 的内部具有调节开关31。所述调节开关31为螺旋旋钮，转动旋钮时，所述与之连接的所述出水管路3不会一起旋转，而是上下移位。所述调节开关31用于控制所述出水管路3于所述容器容置空间内的延伸长度，从而通过控制液面最高高度实现对容器总量的控制。

所述推杆阀门4处于所述容器容置空间内。所述推杆阀门4活动地结合于所述容器顶壁上。所述推杆阀门4用于选择性地阻断所述左部腔室11与所述右部腔室12间的连通。

所述悬液处理组件5具有三通阀体51、第一注射器52及第二注射器53。所述三通阀体51具有第一端、第二端及第三端。所述三通阀体51的第一端的内部具有第一切割滤网511。所述三通阀体51的第二端的内部具有第二切割滤网512。本实施例中，所述第一切割滤网511及所述第二切割滤网512均由5层孔径为 1mm的滤网成角放置。这里提到的成角放置，指相邻不同两层切割滤网他们的空隙不是完全重叠的，而是会有一定的成角导致滤网孔不重叠，这样才能让切割效率最大化。所述第一注射器52具有第一注射器接头、第一注射器筒体及第一注射器推杆。所述第二注射器53具有第二注射器接头、第二注射器筒体及第二注射器推杆。本实施例中，所述第一注射器筒体及所述第二注射器筒体的容量为 50ml。所述三通阀体51的第一端系水平向左设置。所述第一注射器筒体系处于所述三通阀体51的第一端的左侧且水平设置。所述三通阀体51的第二端系水平向右设置。所述第二注射器筒体系处于所述三通阀体51的第二端的右侧且水平设置。所述三通阀体51的第三端系水平向上设置。其中，所述第一注射器接头与所述三通阀体51的第一端相连通。所述第二注射器接头与所述三通阀体51 的第二端相连通。所述三通阀体51的第三端与所述底壁出水口13相连通。所述三通阀体51的第三端与所述底壁出水口13的结合方式为螺纹连接，方便对接及密封固定良好。

所述推杆活塞6处于所述容器容置空间内且处于所述左部腔室11的上方当所述推杆阀门4阻断所述左部腔室11与所述右部腔室12间的连通且打开所述底壁出水口13，下移所述推杆活塞6，以此将处于所述左部腔室11内的膝髌下脂肪垫组织悬液压入所述三通阀体51内。

获取脂肪组织提取物并进行无菌检测：选择20例研究对象，通过关节镜术，按照以下方法获取髌下脂肪垫组织匀浆提取物，并进行无菌培养，检测感染率。

1.常规关节镜准备。将本提取装置置于手术台上。所述进水管路2的第一端接刨削器端。所述出水管路3的第一端接负压吸引端。移位所述推杆阀门4，使得所述推杆阀门4的下端的端末与所述出水管路3的第二端的端末相水平平齐，保证所述左部腔室11与所述右部腔室12相连通。

2.常规关节镜入路。将镜头和刨削器对准髌下脂肪垫处，调节刨削器转速至 3000转/分，适当控制负压以及入水量，持续刨削约多少分钟，刨削髌下脂肪垫比例约1/4，完成后断开装置的出入口连接管，将刨削器直接连接负压吸引器，术者继续完成关节镜术。

3.成功收集膝髌下脂肪垫组织悬液后，下移所述推杆阀门4阻断所述左部腔室11与所述右部腔室12间的连通。然后，打开所述底壁出水口13，下移所述推杆活塞6，将所有膝髌下脂肪垫组织悬液推入三通阀体51中。

4.在三通阀体51中，通过所述第一注射器及所述第二注射器反复抽打膝髌下脂肪垫组织悬液通过装置中央切割滤网，对脂肪组织进行切割、匀浆。反复吹打50次后将悬液转入离心管中，该悬液即是获得的无菌膝髌下脂肪垫脂肪组织匀浆提取物。

5.将获得的提取物进行培养：包括需氧菌、厌氧菌、真菌、结核菌培养。

6.最终结果显示：20例标本均未见阳性培养结果。从而证明本提取装置使用的安全性。

获取脂肪组织提取物并检测A液和B液中脂肪细胞以及干细胞含量：选择6 例研究对象，通过关节镜术，按照以下方法获取髌下脂肪垫组织匀浆提取物，检测处于左部腔室11的悬液(A液)以及处于右部腔室12的悬液(B液)。

1.常规关节镜准备。将本提取装置置于手术台上。所述进水管路2的第一端接刨削器端。所述出水管路3的第一端接负压吸引端。移位所述推杆阀门4，使得所述推杆阀门4的下端的端末与所述出水管路3的第二端的端末相水平平齐，保证所述左部腔室11与所述右部腔室12相连通。

2.常规关节镜入路。将镜头和刨削器对准髌下脂肪垫处，调节刨削器转速至 3000转/分，适当控制负压以及入水量，持续刨削约多少分钟，刨削髌下脂肪垫比例约1/4，完成后断开装置的出入口连接管，将刨削器直接连接负压吸引器，术者继续完成关节镜术。

3.成功收集膝髌下脂肪垫组织悬液后，下移所述推杆阀门4阻断所述左部腔室11与所述右部腔室12间的连通。打开所述底壁出水口13，下移所述推杆活塞6，将A液推入所述三通阀体51。在三通阀体51中，通过两端的所述第一注射器及所述第二注射器反复抽打A液通过装置中央切割滤网，对脂肪组织进行切割、匀浆。反复吹打后将悬液转入离心管中，该悬液即是获得的无菌膝髌下脂肪垫脂肪组织匀浆提取物。

4.更换新的所述悬液处理组件5。上移所述推杆阀门4，B液引入所述左部腔室11内后再次关闭所述推杆阀门4。下移所述推杆活塞6，将B液推入所述三通阀体51。在三通阀体51中，通过两端的所述第一注射器52及所述第二注射器53反复抽打A液通过装置中央切割滤网，对脂肪组织进行切割、匀浆。反复吹打后将悬液转入离心管中，该悬液即是获得的无菌膝髌下脂肪垫脂肪组织匀浆提取物。

5.通过流式细胞术检测CD44、CD45、CD90、CD106筛查检测符合CD44(+) CD45(-)CD90(+)CD106(-)的脂肪干细胞比例。

6.最终结果见下表1，A液细胞总数、脂肪干细胞数以及干细胞比例均明显高于B液。表明本装置可以有效收集脂肪组织以及干细胞并防止脂肪干细胞遗失。

表1

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，包含有，

密闭容器，其具有容器底壁、容器顶壁及容器侧壁，所述容器底壁、所述容器顶壁及所述容器侧壁三者共同界定出容器容置空间，所述容器容置空间的底部具有中间滤网且所述中间滤网将所述容器容置空间的底部分隔成相互连通的左部腔室及右部腔室，所述容器底壁上于所述左部腔室处具有连通所述左部腔室的底壁出水口；

进水管路，其具有第一端及第二端，所述进水管路的第一端用于输入膝髌下脂肪垫组织悬液，所述进水管路的第二端连通所述容器容置空间；

出水管路，其具有第一端及第二端，所述出水管路的第一端用于输入外部负压，所述出水管路的第二端连通所述容器容置空间；

推杆阀门，其处于所述容器容置空间内，所述推杆阀门用于选择性地阻断所述左部腔室与所述右部腔室间的连通；

悬液处理组件，其具有三通阀体、第一注射器及第二注射器，所述三通阀体具有第一端、第二端及第三端，所述三通阀体的第一端的内部具有第一切割滤网，所述第一注射器具有第一注射器接头、第一注射器筒体及第一注射器推杆，所述第一注射器接头与所述三通阀体的第一端相连通，所述三通阀体的第二端的内部具有第二切割滤网，所述第二注射器具有第二注射器接头、第二注射器筒体及第二注射器推杆，所述第二注射器接头与所述三通阀体的第二端相连通，所述三通阀体的第三端与所述底壁出水口相连通；以及，

推杆活塞，其处于所述容器容置空间内且处于所述左部腔室的上方；

当所述推杆阀门阻断所述左部腔室与所述右部腔室间的连通且打开所述底壁出水口，下移所述推杆活塞，以此将处于所述左部腔室内的膝髌下脂肪垫组织悬液压入所述三通阀体内。

2.根据权利要求1所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述三通阀体的第一端系水平向左设置，所述第一注射器筒体系处于所述三通阀体的第一端的左侧且水平设置，所述三通阀体的第二端系水平向右设置，所述第二注射器筒体系处于所述三通阀体的第二端的右侧且水平设置，所述三通阀体的第三端系水平向上设置。

3.根据权利要求1或2所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述第一切割滤网及所述第二切割滤网均由复数层滤网成角放置。

4.根据权利要求1所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述进水管路的内部具有单向活瓣，所述单向活瓣用于防止逆流。

5.根据权利要求1所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述进水管路的第二端竖直向下穿过所述容器顶壁延伸至所述容器容置空间内，所述出水管路的第二端竖直向下穿过所述容器顶壁延伸至所述容器容置空间内。

6.根据权利要求5所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述出水管路的内部具有调节开关，所述调节开关用于控制所述出水管路于所述容器容置空间内的延伸长度。

7.根据权利要求1所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述容器侧壁上具有针对所述左部腔室的左部定容刻度和/或针对所述右部腔室的右部定容刻度。

8.根据权利要求1所述的关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取装置，其特征在于，所述三通阀体的第三端与所述底壁出水口的结合方式为螺纹连接。

9.关节镜下获取无菌膝髌下脂肪垫组织提取方法，其特征在于，包含有，

提供权利要求1至8中任意一项所述的提取装置；

移位所述推杆阀门，使得所述推杆阀门的下端的端末与所述出水管路的第二端的端末相水平平齐，保证所述左部腔室与所述右部腔室相连通；

经由所述出水管路向所述容器容置腔室的内部输入外部负压，利用该外部负压，膝髌下脂肪垫组织悬液经过所述进水管路输入至所述容器容置空间内；

当膝髌下脂肪垫组织悬液的液面上升至所述推杆阀门的下端的端末，所述推杆阀门阻断所述左部腔室与所述右部腔室间的连通；

打开所述底壁出水口，下移所述推杆活塞，将处于所述左部腔室内的膝髌下脂肪垫组织悬液压入所述三通阀体内；以及，

反复拉推所述第一注射器推杆及所述第二注射器推杆，使得膝髌下脂肪垫组织悬液来回通过所述第一切割滤网及所述第二切割滤网，以此对膝髌下脂肪垫组织悬液切割匀浆。