CN108531392B - 一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，包括细胞分离机构、冷却系统、具有工作腔的机箱，细胞分离机构：包括具有转轴的驱动器，还包括设在工作腔内的：轴套、离心轴、离心杯、轴承；所述驱动器的转轴与离心轴联动；冷却系统：包括冷却装置、上散热器、下散热器。由于有下散热器的设置，所以轴承工作时候的热量能够被下散热器带走，从而有效地防止此处产生的热量传到至离心杯上，让胰岛细胞的纯化质量得到有效的保证。而上散热器的设置，能对离心杯进行有效的冷却，保证纯化的过程能够控制在良好的温度的条件下进行。本发明用于胰岛细胞的纯化。

Description

一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统

技术领域

本发明涉及医用技术领域，特别是涉及一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统。

背景技术

胰岛细胞移植是目前极具潜力的糖尿病治疗方法，从胰腺中分离纯化足量、高纯度与高活性的胰岛细胞是胰岛移植的关键步骤，也是决定胰岛移植成败的关键所在。

胰岛的分离纯化步骤比较复杂，胰腺经过灌注胶原酶进行消化后，配合连续密度梯度离心纯化胰岛，然后对提取出的胰岛进行状态评估和安全性检测，符合安全标准后移植入病人体内。胰岛细胞的纯化可以增加移植的安全性，减少免疫原性，提高移植的成功率。1989年Lake等将用于血细胞分离的COBE-2991细胞分离机用于纯化胰岛，一方面提高了胰岛的纯度，另一方面解决了大量纯化胰岛的技术难题，目前,全球开展胰岛移植技术主要的20多家医院均使用COBE—2991细胞分离机作为胰岛细胞纯化的关键设备。

COBE—2991的原机设计中细胞分离工作环境温度是13～29℃，该设备提供的数据显示在29℃的环境中运行时，分离杯的温度可达40℃。通常的层流实验室所能达到的室温为18℃，按比例估算，18℃室温时离心杯可能达到的温度为24℃，显然达不到胰岛细胞分离和纯化要求的4℃设备条件。由于COBE—2991细胞分离机自身并没有温度控制装置，而温度对胰岛细胞的活性有重要影响，因此有必要研制一套适用的温控系统，以提高胰岛细胞的质量。

分析COBE—2991细胞分离机的工作原理和结构，造成离心杯温升的热量来自于高速转动的轴承产生的热量、密闭空间内空气摩擦产生的热量以及电器元件运行中产生的热量。仪器内部产生的热源按类型可以分为电力和机械转换两种，电力转换产生热源有：隔离变压器、离心电机及电源、液压泵及电源、电磁阀及电源、控制与驱动电路与电源，机械转换中产生的热源是离心轴轴套组件。电力转换热源分布于COBE—2991细胞分离机的中下部，所产生的热量对于离心杯的温升影响主要是以对流、辐射和传导的方式进行，其中对流是主要方式。机械运动热源有两种，一是离心轴轴套组件，热量的产生来自于离心轴在旋转中克服摩擦力和运动阻力所做的损耗功率，对于离心杯的温升影响主要是以传导方式进行，由于离心杯和离心轴紧固相连，离心轴经过轴承和轴套相连，轴套和机架相连，该组件中所有零件的材料是金属，金属是优良的导热体，离心轴在旋转中轴承件产生热量。会经过离心轴向离心杯传导，使离心杯温度上升。二是离心轴和轴套之间是一个狭小的封闭空间，离心轴在高速旋转中，对周围封闭空间内的空气摩擦也产生热量。同理离心杯在高速旋转中，对封闭空间内的空气摩擦也产生热量，旋转件与周围固定件的空间越小，空气温升就会越高，就会对离心杯产生温升影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：胰岛细胞分离过程中，控制胰岛细胞纯化步骤的温度。

本发明解决其技术问题的解决方案是：提供一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，包括细胞分离机构、冷却系统、具有工作腔的机箱，其中：

细胞分离机构：

包括具有转轴的驱动器，还包括设在工作腔内的：

呈竖直设置的轴套、设在轴套内的呈竖直设置的离心轴、与离心轴顶端固定连接的离心杯、套设在离心轴与轴套之间的轴承；

所述驱动器的转轴与离心轴联动；

冷却系统：

包括冷却装置、设在离心杯外侧的上散热器、设在轴套外侧的下散热器，上散热器、下散热器上均设有冷却工质通道，所述上散热器、下散热器的冷却工质通道均与冷却装置的工质出口、入口连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动器为电动机，所述电动机与离心轴之间用带轮-皮带连接，从而实现联动。

作为上述技术方案的进一步改进，本发明还包括与驱动器连接的电子控制单元，驱动器设在工作腔内，机箱上设有排气口、进气口，机箱上还设有箱门，所述进气口设在箱门上，进气口设有散热网，工作腔内设有用于冷却电子控制单元的风扇，风扇设在散热网的旁侧，电子控制单元设在风扇的旁侧。

作为上述技术方案的进一步改进，冷却装置为冷水机，上散热器内设有上工质腔，下散热器内设有下工质腔，所述上工质腔、下工质腔均为所述的冷却工质通道。

作为上述技术方案的进一步改进，上散热器呈筒状构件，所述上散热器的冷却工质通道设在筒壁内，上散热器套在离心杯的外侧，上散热器的内壁与离心杯外壁之间设有上散热间隙。

作为上述技术方案的进一步改进，下散热器呈筒状构件，所述下散热器的冷却工质通道设在筒壁内，下散热器套在轴套的外侧。

作为上述技术方案的进一步改进，下散热器的内壁与轴套外壁之间设有下散热间隙。

作为上述技术方案的进一步改进，下散热器的内壁与轴套外壁相互贴合连接。

本发明的有益效果是：本发明通在离心杯的外侧设有上散热器，在轴套外侧设置下散热器，来保证纯化的效果。由于有下散热器的设置，所以轴承3工作时候的热量能够被下散热器带走，从而有效地防止此处产生的热量传到至离心杯上，让胰岛细胞的纯化质量得到有效的保证。而上散热器的设置，能对离心杯进行有效的冷却，保证纯化的过程能够控制在良好的温度的条件下进行。本发明用于胰岛细胞的纯化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的隐藏了冷水机的结构示意图。

图2是本发明的外观主视示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1和图2，这是本发明的一个实施例，具体地：

一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，包括细胞分离机构、冷却系统、具有工作腔的机箱16，

细胞分离机构：

包括具有转轴的驱动器，还包括设在工作腔内的：

呈竖直设置的轴套4、设在轴套4内的呈竖直设置的离心轴5、与离心轴5顶端固定连接的离心杯1、套设在离心轴5与轴套4之间的轴承3；

所述驱动器的转轴与离心轴5联动；

冷却系统：

包括冷却装置、设在离心杯1外侧的上散热器2、设在轴套4外侧的下散热器6，上散热器2、下散热器6上均设有冷却工质通道，所述上散热器2、下散热器6的冷却工质通道均与冷却装置的工质出口、入口连接。由于有下散热器的设置，所以轴承3工作时候的热量能够被下散热器带走，从而有效地防止此处产生的热量传导至离心杯上，让胰岛细胞的纯化质量得到有效的保证。而上散热器的设置，能对离心杯进行有效的冷却，保证纯化的过程能够控制在良好的温度的条件下进行。

进一步作为优选的实施方式，所述驱动器为电动机11，所述电动机11与离心轴5之间用带轮-皮带连接，从而实现联动。带轮-皮带连接具有医用设备所需的噪音较小，震动小的优点，同时，小的振动也能提让整个纯化过程少受振动的影响，提高纯化的效果、质量。

进一步作为优选的实施方式，本实施例还包括与驱动器连接的电子控制单元，驱动器设在工作腔内，机箱16上设有排气口、进气口，机箱16上还设有箱门，所述进气口设在箱门上，进气口设有散热网17，工作腔内设有用于冷却电子控制单元的风扇14，风扇14设在散热网17的旁侧，电子控制单元设在风扇14的旁侧。这样，就能对电子控制单元进行有效的冷却，防止电子控制单元的热量会对纯化产生不良的影响，而且电子控制单元得到有效的冷却，也能大大延长本实施例的使用寿命。

进一步作为优选的实施方式，冷却装置为冷水机12，上散热器2内设有上工质腔21，下散热器6内设有下工质腔22，所述上工质腔21、下工质腔22均为所述的冷却工质通道；上工质腔21与下工质腔22联通。水的比热容大，能够吸收大量的热量，而且可以让流速降低，有效地降低工质在流动的过程中发出噪音，同时水在吸收热量后，其自身的温度变化不大，从而能实现整体的均匀冷却；而上、下工质腔联通的设置，能减少从冷水机12向上、下散热器输送水的工质通道，从而减少水在工质通道流动时从环境吸收的热量，降低耗能，提高降温效率。

进一步作为优选的实施方式，为了防止影响离心杯的转动，同时能让离心杯得到有效的散热，上散热器2呈筒状构件，所述上散热器2的冷却工质通道设在筒壁内，上散热器2套在离心杯1的外侧，上散热器2的内壁与离心杯1外壁之间设有上散热间隙。上散热间隙的设置，可以让上散热器2对上散热间隙的空气进行冷却，让离心杯在转动的过程中与温度较低的空气摩擦，从而防止离心杯的温度过高。

进一步作为优选的实施方式，下散热器6呈筒状构件，所述下散热器6的冷却工质通道设在筒壁内，下散热器6套在轴套4的外侧。这样的结构简单，便于制造，同时通流面积大，能实现有效、快速的降温。

同样地，可以让下散热器6的内壁与轴套4外壁之间设有下散热间隙，这样也能让下散热器对轴套实现降温，但是本实施例采用的是另一种冷却的方式：

下散热器6的内壁与轴套4外壁相互贴合连接。这样有利于热量的直接传导，从而让轴套、离心轴、轴承能够快速地降温，进而保证纯化在合适的温度下进行。

本实施例的上散热器、下散热器串联在一起，然后与冷却装置连接。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，包括细胞分离机构、冷却系统、具有工作腔的机箱（16），其特征在于：

细胞分离机构：

包括具有转轴的驱动器，还包括设在工作腔内的：

呈竖直设置的轴套（4）、设在轴套（4）内的呈竖直设置的离心轴（5）、与离心轴（5）顶端固定连接的离心杯（1）、套设在离心轴（5）与轴套（4）之间的轴承（3）；

所述驱动器的转轴与离心轴（5）联动；

冷却系统：

包括冷却装置、设在离心杯（1）外侧的上散热器（2）、设在轴套（4）外侧的下散热器（6），上散热器（2）、下散热器（6）上均设有冷却工质通道，所述上散热器（2）、下散热器（6）的冷却工质通道均与冷却装置的工质出口、入口连接；冷却装置为冷水机（12），上散热器（2）内设有上工质腔（21），下散热器（6）内设有下工质腔（22），所述上工质腔（21）、下工质腔（22）均为所述的冷却工质通道；上散热器（2）呈筒状构件，所述上散热器（2）的冷却工质通道设在筒壁内，上散热器（2）套在离心杯（1）的外侧，上散热器（2）的内壁与离心杯（1）外壁之间设有上散热间隙；下散热器（6）呈筒状构件，所述下散热器（6）的冷却工质通道设在筒壁内，下散热器（6）套在轴套（4）的外侧；

适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统还包括与驱动器连接的电子控制单元，驱动器设在工作腔内，机箱（16）上设有排气口、进气口，机箱（16）上还设有箱门，所述进气口设在箱门上，进气口设有散热网（17），工作腔内设有用于冷却电子控制单元的风扇（14），风扇（14）设在散热网（17）的旁侧，电子控制单元设在风扇（14）的旁侧。

2.根据权利要求1所述的一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，其特征在于：所述驱动器为电动机（11），所述电动机（11）与离心轴（5）之间用带轮-皮带连接，从而实现联动。

3.根据权利要求1所述的一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，其特征在于：下散热器（6）的内壁与轴套（4）外壁之间设有下散热间隙。

4.根据权利要求1所述的一种适用于胰岛细胞纯化的细胞分离机温控系统，其特征在于：下散热器（6）的内壁与轴套（4）外壁相互贴合连接。

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