CN110564594A - 可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器，包括外部腔体(1)、中隔板(2)、存储罩(3‑3)吸附装置(3)、喷淋装置(4)、离心平台装置(5)、过滤罩升降装置(6)以及流体给排装置。其能够实现集清洗、过滤、干燥与一体，完成脂肪细胞在清洁、封闭的器件内部的清洗、过滤和密封，减少细胞损伤和污染，提高细胞存活率的技术效果。

Description

可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及自体脂肪活性细胞过滤器。

背景技术

自体脂肪颗粒组织用于改善面部、手部以及身体其他部位的软组织凹陷，其效果在美容外科和重建整形外科领域中已经得到了充分的肯定。随着自体脂肪移植术的普及，人们需要重新考虑人自体脂肪组织颗粒在其中扮演的角色。自体脂肪组织颗粒在软组织填充中有着很大的优势，如来源丰富、取材方便、消费低、无排斥反应等优点。获取自体脂肪的方法一般包括离心法和静置法，其需要将自体脂肪颗粒从清洗或者浸泡溶液中过滤出来。

现有技术中将将自体脂肪颗粒从清洗或者浸泡溶液中过滤出来往往需要多个装置，例如：浸泡溶液的烧杯、过滤网和/或离心机设备中。在反复的转移脂肪颗粒的过程中不仅会造成不必要的脂肪细胞破裂也增加了细胞污染的几率，降低了细胞存活率，不利于脂肪颗粒后续的移植或者冷冻保存。

因此，需要提供一种可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器，其能够集清洗、过滤、干燥与一体，能够完成脂肪细胞在清洁、封闭的器件内部的清洗、过滤和密封，减少了细胞损伤和污染，提高了细胞存活率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器，能够完成脂肪细胞在清洁、封闭的器件内部的清洗、过滤和密封，减少了细胞损伤和污染，提高了细胞存活率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种自体脂肪活性细胞过滤器，包括外部腔体1、中隔板2、存储罩3-3吸附装置3、喷淋装置4、离心平台装置5、过滤罩升降装置6以及流体给排装置。

进一步地，外部腔体1为一个圆柱状的金属桶体，其包括桶身1-1和桶盖1-2，桶身1-1和桶盖1-2配合形成一个密闭的桶体。

进一步地，中隔板2位于桶体内部空间的中部位置，从而将整个桶体空间分为上部的容置空间11和下部的过滤空间12。

进一步地，中隔板2为一个形状与桶身1-1横截面形状吻合的板材。

进一步地，在中隔板2的中心位置开设有过孔，该过孔用于暴露喷淋装置4的喷射口4-3-2-1以及用于允许存储罩3-3吸附装置3进行升降时通过。

进一步地，存储罩3-3吸附装置3，包括升降机构、磁力吸附平台3-2和存储罩3-3三个部分；其中，升降机构包括驱动马达3-1-1以及伸缩轴3-1-2，该驱动马达3-1-1的输出端连接伸缩轴3-1-2，伸缩轴3-1-2在驱动马达3-1-1的驱动下实现伸缩运动，从而带动位于伸缩轴3-1-2末端的磁力吸附平台3-2实现升降运动。

进一步地，磁力吸附平台3-2固定连接于伸缩轴3-1-2的末端，并且包括外壳以及位于外壳内部的电磁铁。

进一步地，喷淋装置4包括旋转马达4-1、旋转杆4-2和喷淋头4-3。

进一步地，其中旋转马达4-1位于桶盖1-2上表面，其输出转动轴距。旋转马达4-1的输出轴连接旋转杆4-2，带动旋转杆4-2进行旋转。

一种所述的自体脂肪活性细胞过滤器的工作方法，该方法包括

S1.打开腔体，放入待处理的脂肪组织，关闭腔体；S2.形成清洗离心空间；S3.执行喷淋清洗离心步骤；S4.打开清洗离心空间；S5.执行存储罩3-3下降步骤；S6.密封脂肪组织步骤。

本发明提供的一种可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器，其能够实现集清洗、过滤、干燥与一体，完成脂肪细胞在清洁、封闭的器件内部的清洗、过滤和密封，减少细胞损伤和污染，提高细胞存活率的技术效果。

附图说明

图1为本发明提供的自体脂肪活性细胞过滤器设备的结构示意图。

图2为本发明提供的自体脂肪活性细胞过滤器设备的存储罩3-3和支撑板5-1的配合结构。

图3为环形升降台6-1和支撑台的配合结构示意图。

图4为本发明提供的自体脂肪活性细胞过滤器设备的工作过程中的状态图；其中：

图4a为步骤S1中的设备状态图；

图4b为步骤S2下的设备状态图；

图4c为步骤S3下的设备状态图；

图4d为步骤S4下的设备状态图；

图4e为步骤S5下的设备状态图；

图4f为步骤S6下的设备状态图。

图5为染色观察脂肪组织颗粒细胞形态及结构，其中：

图5a为本发明提供的过滤器过滤的脂肪组织的细胞形态及结构；

图5b为采用分体清洗设备和一般金属丝网过滤器过滤的脂肪组织的细胞形态及结构。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用一方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供的一种自体脂肪活性细胞过滤器，包括外部腔体1、中隔板2、存储罩3-3吸附装置3、喷淋装置4、离心平台装置5、过滤罩升降装置6以及流体给排装置。

其中，外部腔体1为一个圆柱状的金属桶体，其包括桶身1-1和桶盖1-2，桶身1-1和桶盖1-2配合形成一个密闭的桶体。

优选地，桶身1-1的开口边缘设置了围绕开口一周的外延唇1-2-1，桶盖1-2的形状与外延唇1-2-1的外部边缘的形状吻合且大小一致。桶盖1-2覆盖于桶身1-1的外延唇1-2-1之上，桶盖1-2的外缘与外延唇1-2-1重叠。进一步优选地，该桶盖1-2和桶身1-1可以通过位于桶盖1-2的外缘与外延唇1-2-1重叠的环形区域上的任意一点位置处的旋转轴1-2-2连接，从而实现桶盖1-2围绕了旋转轴1-2-2在水平面内进行平移，从而实现桶体的开放和闭合。该旋转轴1-2-2可拆卸的安装，从而方便卸下，使得桶盖1-2与桶身1-1完全分离，方便检修和清洁。

此外，桶盖1-2的外缘与外延唇1-2-1重叠的位置还可以设置密封圈，实现桶体内部空间的密封，从而减小污染。

桶盖1-2的中心以及另一个偏离中心的位置开设有两个通孔，上述通孔分别用于存储罩3-3吸附装置3的伸缩杆、喷淋装置4的旋转杆4-2通过。桶身1-1的侧壁开设有供气管7-1，桶身1-1的底部开设有排气排水口7-2，从而实现废水废气的排出。

中隔板2位于桶体内部空间的中部位置，从而将整个桶体空间分为上部的容置空间11和下部的过滤空间12。中隔板2为一个形状与桶身1-1横截面形状吻合的板材，材料可以为食品用不锈钢或者PE、PET等塑料材料。在中隔板2的中心位置开设有过孔2-1，该过孔2-1用于暴露喷淋装置4的喷射口4-3-2-1以及用于允许存储罩3-3吸附装置3进行升降时通过。

存储罩3-3吸附装置3，包括升降机构3-1、磁力吸附平台3-2和存储罩3-3三个部分。其中，升降机构3-1包括驱动马达3-1-1以及伸缩轴3-1-2，该驱动马达3-1-1的输出端连接伸缩轴3-1-2，伸缩轴3-1-2在驱动马达3-1-1的驱动下实现伸缩运动，从而带动位于伸缩轴3-1-2末端的磁力吸附平台3-2实现升降运动。

磁力吸附平台3-2固定连接于伸缩轴3-1-2的末端，并且包括外壳以及位于外壳内部的电磁铁(未示出)。其中，外罩用于保护电磁铁；电磁铁用于在通入电流的条件下，产生磁性，从而实现对于存储罩3-3的吸附。该电磁铁的供电电路可以通过伸缩轴3-1-2内部的通孔实现与外部的连接。该电磁铁的电路连接方式为本领域公知，此处不再赘述。

存储罩3-3为一个不锈钢罩体，如图2所示，其具有罩体结构3-3-1以及位于罩体开口边缘的卡扣结构3-3-2，该卡扣结构3-3-2用于与离心平台装置5支撑的支撑板5-1配合，当升降机构3-1带动存储罩3-3向下移动，接触到支撑板5-1边缘后继续下降，由于存储罩3-3不锈钢金属材料均有一定的弹性，支撑板5-1边缘在卡扣结构3-3-2的斜边滑动会使得罩体结构3-3-1略微向外扩张，存储罩3-3继续下降，从而使得存储罩3-3滑过整个卡扣结构3-3-2的斜边，落入卡扣结构3-3-2的卡槽中，罩体结构3-3-1的弹性变形恢复，使得支撑板5-1和存储罩3-3固定，实现了对于支撑板5-1上部脂肪细胞的密封。

存储罩3-3的材料为马氏体不锈钢，优选地，的不锈钢牌号可以为403、414、430马氏体不锈钢。

优选地，升降机构3-1还设置了压力传感器，该压力传感器用于测量该磁力吸附平台3-2表面受到的反馈压力值，当该反馈压力值大于预设阈值，并持续超过预定阈值的时间后，判断该存储罩3-3已经完成卡扣，则切断磁力吸附平台3-2内部的电磁铁的电源，中断磁力吸附平台3-2对于存储罩3-3的吸附，并上升回收该磁力吸附平台3-2。

优选地，该反馈压力预设阈值取值为200-300N，该预设时间取值为30-50s。通过上述设置实现了存储罩3-3卡扣过程的自动控制，减少了在密封细胞组织之间开启腔体的机会，减少了人为干涉造成的污染。

喷淋装置4包括旋转马达4-1、旋转杆4-2和喷淋头4-3。其中旋转马达4-1位于桶盖1-2上表面，其输出转动轴距。旋转马达4-1的输出轴连接旋转杆4-2，带动旋转杆4-2进行旋转。喷淋头4-3包括上部壳体4-3-1、可替换的喷淋口模块4-3-2。上部壳体4-3-1直接与旋转杆4-2连接，外部为不锈钢金属壳体，内部包括水路总管与水路分管，实现水流的初步分配。可替换的喷淋口模块4-3-2包括外部不锈钢壳体，以及内部的与各个水路分管对应的喷射口4-3-2-1，从而实现出水。上部壳体4-3-1和可替换的喷淋口模块4-3-2通过螺纹或者卡固的方式可拆卸的连接，这样方便替换整个可替换的喷淋口模块4-3-2避免污染。

喷淋装置4中的水管设置可以为穿过各个部件内部设置的中空空间的柔性供水管道，也可以为直接制作于各个部件内部的中空管道。

喷淋头4-3的工作位置对应于中隔板2的过孔2-1处，并且通过该中隔板2向下方的过滤空间12暴露所有的喷射口4-3-2-1。喷淋头4-3的准备位置对应于中隔板2的非开口位置。旋转杆4-2的末端连接于喷淋头4-3上部壳体4-3-1的上表面的外侧边缘附近。通过旋转杆4-2的旋转能够实现喷淋头4-3在水平面内的围绕旋转杆4-2的旋转，从而实现喷淋头4-3从工作位置移动到准备位置。

离心平台装置5包括离心马达5-2、离心转动杆5-3、支撑平台5-4和支撑板5-1。离心马达5-2位于桶体底部外侧，并通过离心转动杆5-3与桶体内部的支撑平台5-4连接。该离心转动杆5-3穿过桶体底部实现与支撑平台5-4的连接。工作时，离心马达5-2带动离心转动杆5-3以及支撑平台5-4转动，从而实现离心。

支撑平台5-4为一个平面圆形平台，支撑平台5-4上表面可以设置多个卡钩或者凸柱，支撑板5-1的下表面可以设置多个卡固用的盲孔，与支撑平台5-4上的卡钩配合从而实现二者在旋转中的相对固定连接。

支撑板5-1为一个平面圆形板材，该平面板材上下表面的外部边缘处可以设置厚度为1-2mm密封垫。

过滤罩升降装置6包括环形升降台6-1、多个升降杆6-2、多个升降马达6-3和过滤桶6-4。如图3所示，环形升降台6-1紧密围绕在离心平台的支撑平台5-4外侧，当环形升降台6-1升至最高位置处时，其与离心平台的支撑平台5-4等高，升降台和支撑平台5-4拼合成一个完整的圆形平面。在环形升降台6-1的下侧设置了多个升降杆6-2和升降马达6-3，该升降马达6-3同步带动升降杆6-2实现升降。优选地，多个升降杆6-2和升降马达6-3的数量可以为2-4个，多个升降杆6-2和升降马达6-3等角地分布在整个圆形平面上。

过滤桶6-4为镂空桶装结构，其形态可以为金属丝网编织或者是金属板材冲压多个过滤孔后形成的桶状形状。该过滤桶6-4的直径等于支撑板5-1的外缘直径。过滤桶6-4和支撑板5-1的配合公差在0-+1mm之间。为了更好地实现过滤桶6-4与支撑板5-1的配合，在环形升降台6-1上可以预留用于定位放置过滤桶6-4的凹槽(图3中虚线位置)，这样不仅可以提高过滤桶6-4放置的稳定性，也方便过滤桶6-4的定位。当过滤桶6-4放置在环形升降台6-1上，并随着环形升降台6-1上升至最高高度后，支撑板5-1和过滤桶6-4能够形成一个具有上方开口的容置空间11。

优选地，该过滤桶6-4的表面经过疏油疏水处理，具体的疏油疏水处理可以为涂敷或者镀敷疏油疏水表面涂层，例如可以为疏油疏水的特氟龙薄膜。这样可以进一步提高脂肪细胞与过滤桶的分离效率，从而提高脂肪细胞的收集率。

流体给排装置包括与喷淋装置4连接的供水设备、在桶体侧壁位置的供气设备7-1以及位于桶体底部的排气排水管路7-2。该供水设备连接于喷淋头4-3，用于为喷淋装置4提供喷淋溶液，该喷淋溶液优选为生理盐水。该供气设备穿过桶身1-1侧壁，延伸进入桶体内部，该供气设备的出气口靠近离心平台的支撑平台5-4，气源为氮气，通过氮气的冲入使得密封后的细胞组织减少氧化和污染的可能。排气排水管路的排气排水口7-2位于桶体底部，其能够在重力和压力的作用下，排出废水和废气。

上述传感器、各类马达和气体液体供给设备均连接在中央控制器(未示出)上，中央控制器根据预设程序或者实时输入的操作指令进行控制，该程序或者指令包括：预设压力值、预设时间、马达预设转动角度、马达预设伸缩长度、转动或者伸缩的速率、供气供水的流量和时间。上述参数的设定根据本发明提供的操作方法或者设备结构本领域技术人员根据已经掌握的技术知识可以知晓的。此外，该中央控制器的各类控制方法也是本领域公知的，在此均不再赘述。

下面详细介绍本申请提供的过滤器的工作方法，如图4所示：

S1.打开腔体，放入待处理的脂肪组织，将脂肪组织放置在离心平台的支撑平台5-4上，开启存储罩3-3吸附装置3的磁力吸附平台3-2的电磁铁，将存储罩3-3吸附在磁力吸附平台3-2上，关闭腔体，并将设备调整至初始状态下,如图4a所示，即喷淋头4-3位于准备位置，过滤罩升降装置6的环形升降台6-1在最低位置处，磁力吸附平台3-2位于最高位置。

S2.形成清洗离心空间，具体为控制过滤罩升降装置6的环形升降台6-1上升至最高位置，从而使得过滤桶6-4和离心平台上的支撑板5-1形成一个具有上方开口的容置空间，上述脂肪组织位于上述容置空间内部，如图4b所示。

S3.喷淋清洗离心步骤，如图4c所示。具体为保持过滤桶6-4位置，并驱动旋转马达4-1带动喷淋头4-3旋转至工作位置，开启供水设备，将生理盐水喷淋至位于清洗离心空间内部的脂肪组织上；清洗步骤完成之后，启动离心马达5-2带动支撑平台5-4和支撑板5-1转动，使得容置空间11内部的脂肪组织和生理盐水进行离心运动，从而使得该脂肪组织从生理盐水溶液中过滤出来。

具体的，喷淋清洗期间，生理盐水的流速为5sccm，喷淋时间为10分钟；离心期间，离心旋转速率为5-10转/秒，离心时间不超过5分钟。

上述喷淋清洗和离心步骤可以分解为2-3个周期，即喷淋清洗-离心-喷淋清洗-离心-喷淋清洗-离心的过程。在这种情况下，喷淋清洗的总时间不超过十分钟，离心总时间不超过5分钟，其中最后一次离心时间不少于3分钟。

S4.打开清洗离心空间，具体为控制过滤罩升降装置6的环形升降台6-1下降至最低位置，从而使得过滤桶6-4和离心平台上的支撑板5-1分离，脂肪组织脱离过滤罩保留在支撑板5-1的上表面上，并驱动旋转马达4-1带动喷淋头4-3旋转至准备位置，从而使得存储罩3-3通过中隔板2开口直接暴露于该脂肪组织上方，如图4d所示。

S5.存储罩3-3下降步骤，具体为：驱动存储罩3-3吸附装置3的升降机构将吸附有存储罩3-3的磁力吸附平台3-2逐渐向承载有脂肪组织的支撑板5-1上表面下降；同时，驱动供气设备7-1向桶体内部供应氮气，流速为50-70sccm，如图4e所示。

S6.密封脂肪组织步骤，具体为：存储罩3-3吸附装置3的升降机构的压力传感器测量的反馈压力值大于预设阈值，并持续超过预定阈值的时间后，判断该存储罩3-3已经完成卡扣，则切断磁力吸附平台3-2内部的电磁铁的电源，中断磁力吸附平台3-2对于存储罩3-3的吸附，并上升回收该磁力吸附平台3-2至最高位置，停止氮气供应，如图4f所示；随后可以打开桶体取出已经密封的脂肪组织，待用。

优选地，该反馈压力预设阈值取值为200-300N，该预设时间取值为30-50s。

此时，脂肪组织被支撑板5-1和存储罩3-3完全密封，并且密封空间中充入性质稳定的氮气，从而使得脂肪组织实现较好的保存。

比较试验

将本发明提供的过滤器过滤的脂肪组织和采用分体清洗设备和一般金属丝网过滤器过滤的脂肪组织进行细胞组织的HE染色显微组织的对比，如图5所示。其中，图5a为本发明提供的过滤器过滤的脂肪组织，图5b为采用分体清洗设备和一般金属丝网过滤器过滤的脂肪组织。发明提供的过滤器过滤的脂肪组织在低倍显微镜(X40)下可见细胞形态良好，近似圆形，结构清晰，排列紧密呈蜂窝状，细胞核大小一致，细胞壁光滑完整。采用分体清洗设备和一般金属丝网过滤器过滤的脂肪组织虽然存在一定的组织细胞结构，但细组织细胞形态和结构存在严重破坏。可见，本发明提供的过滤器与采用分体清洗设备和一般金属丝网过滤器的组合相比，可以提高细胞存活率。

本发明提供的一种可提高细胞存活率的自体脂肪活性细胞过滤器，其能够实现集清洗、过滤、干燥与一体，完成脂肪细胞在清洁、封闭的器件内部的清洗、过滤和密封，减少细胞损伤和污染，提高细胞存活率的技术效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：包括外部腔体(1)、中隔板(2)、存储罩(3-3)吸附装置(3)、喷淋装置(4)、离心平台装置(5)、过滤罩升降装置(6)以及流体给排装置。

2.根据权利要求2所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：外部腔体(1)为一个圆柱状的金属桶体，其包括桶身(1-1)和桶盖(1-2)，桶身(1-1)和桶盖(1-2)配合形成一个密闭的桶体。

3.根据权利要求2所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：中隔板(2)位于桶体内部空间的中部位置，从而将整个桶体空间分为上部的容置空间(1)(1)和下部的过滤空间(1)(2)。

4.根据权利要求4所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：中隔板(2)为一个形状与桶身(1-1)横截面形状吻合的板材。

5.根据权利要求5所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：在中隔板(2)的中心位置开设有过孔，该过孔用于暴露喷淋装置(4)的喷射口(4-3-2-1)以及用于允许存储罩(3-3)吸附装置(3)进行升降时通过。

6.根据权利要求2所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：存储罩(3-3)吸附装置(3)，包括升降机构、磁力吸附平台(3-2)和存储罩(3-3)三个部分；其中，升降机构包括驱动马达(3-1-1)以及伸缩轴(3-1-2)，该驱动马达(3-1-1)的输出端连接伸缩轴(3-1-2)，伸缩轴(3-1-2)在驱动马达(3-1-1)的驱动下实现伸缩运动，从而带动位于伸缩轴(3-1-2)末端的磁力吸附平台(3-2)实现升降运动。

7.根据权利要求6所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：磁力吸附平台(3-2)固定连接于伸缩轴(3-1-2)的末端，并且包括外壳以及位于外壳内部的电磁铁。

8.根据权利要求2所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：喷淋装置(4)包括旋转马达(4-1)、旋转杆(4-2)和喷淋头(4-3)。

9.根据权利要求8所述的自体脂肪活性细胞过滤器，其特征在于：其中旋转马达(4-1)位于桶盖(1-2)上表面，其输出转动轴距。旋转马达(4-1)的输出轴连接旋转杆(4-2)，带动旋转杆(4-2)进行旋转。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的自体脂肪活性细胞过滤器的工作方法，其特征在于：该方法包括

S1.打开腔体，放入待处理的脂肪组织，关闭腔体；S2.形成清洗离心空间；S3.执行喷淋清洗离心步骤；S4.打开清洗离心空间；S5.执行存储罩(3-3)下降步骤；S6.密封脂肪组织步骤。