CN110743447A - 一种提高自体脂肪移植成活率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高自体脂肪移植成活率的设备，其包括：包括混合腔体(1)以及重力辅助混合器(2)；混合腔体(1)包括碗形部分、位于碗形部分外侧的水冷腔、与碗形部分连通的加料通道(15)以及位于碗形部分内的搅拌模块(14)；重力辅助混合器(2)包括曲线回转形成的表面。能够保护脂肪细胞活性，并能够充分地将辅助成分与脂肪细胞混合，从而提高自体脂肪移植成活率。

Description

一种提高自体脂肪移植成活率的方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种提高自体脂肪移植成活率的设备及方法。
背景技术
自体脂肪移植技术已经广泛地应用于例如：丰胸、隆鼻或者疤痕修复等整形手术中。虽然自体脂肪相较于传统的人工组织替代物具有相容性好、操作简便、填充外形好、手术创伤小、来源丰富等优势。但是，肪移植成活率低的问题一直困扰着脂肪移植的相关领域。虽然自体脂肪移植的并发症随着技术的成熟已经显著降低，现有技术中，通过对吸脂方法、冻存条件的改进提高了细胞移植的存活率。近年来，出现了通过添加辅助成分，如添加血管基质成分、富血小板血浆，或脂肪来源干细胞，将辅助成分与脂肪细胞混合的方式来促进脂肪组织血运重建、脂肪组织再生、减少纤维化等来提高移植脂肪细胞的活性，从而提高脂肪移植的成活率。
但是，添加辅助成分的过程中，由于增加了脂肪细胞处理的过程，因此也相应地提高了脂肪细胞受损、性能劣化的风险，此外由于混合方式不当也存在辅助成分和脂肪细胞混合不均匀无法充分发挥辅助成分作用，对于移植成活率的提高不明显的问题。
因此，需要提供一种对于能够保护脂肪细胞活性，并能够充分地将辅助成分与脂肪细胞混合，从而提高自体脂肪移植成活率的设备和方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中：在向脂肪细胞中添加辅助成分的过程中，脂肪细胞容易出现受损、性能劣化的情况以及辅助成分和脂肪细胞混合不均匀问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种提高自体脂肪移植成活率的设备，其包括：包括混合腔体1以及重力辅助混合器2；混合腔体1包括碗形部分、位于碗形部分外侧的水冷腔、与碗形部分连通的加料通道15以及位于碗形部分内的搅拌模块14；重力辅助混合器2包括曲线回转形成的表面。
进一步地，混合腔体1包括外壳11、水冷腔12、混合内腔13、搅拌模块14、加料通道15和输出通道16。
进一步地，该外壳11可以为三明治结构，该三明治结构位于最外层为金属或者高分子材料，中间层为绝热隔温材料、内层为不锈钢材料。
进一步地，该水冷腔12的入水管路通过位于外壳11侧壁下方的开口进入水冷腔12，水冷腔12的出水管路通过位于外壳11侧壁上方的开口离开水冷腔12，。
进一步地，与水冷腔12出水管路对应的外壳11侧壁开口的中心轴线，不超过加料通道15与混合内腔13外壁交汇的高度。
进一步地，加料通道15包括脂肪细胞加料通道15和添加成分加料通道15。
进一步地，在两个加料通道15对称地设置。
进一步地，该搅拌模块14包括横向贯通外壳11、水冷腔12、混合内腔13的密封轴管141，以及安装于密封轴管141的轴承和转动轴142
进一步地，上述搅拌叶片143的形状为半圆形；材料为弹性橡胶材料，弹性橡胶材料外表面设置一层疏水疏油保护层。
一种基于所述的提高自体脂肪移植成活率的设备的提高自体脂肪移植成活率的方法，该方法包括：通过上述设备将脂肪细胞团与添加成分进行混合。
本发明提供的提高自体脂肪移植成活率的设备和方法，具有以下有益效果：能够保护脂肪细胞活性，并能够充分地将辅助成分与脂肪细胞混合。
附图说明
图1为本发明提供的混合设备的结构示意图。
图2为本发明提供的混合设备的重力辅助混合器2的结构示意图。
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。
本发明通过提供一种混合设备，通过改良上述混合设备，在脂肪细胞和辅助成分混合过程中保护了脂肪细胞，提高了混合的效率，从而提高了脂肪移植的成活率。
如图1所示，其为本发明提供的混合设备的结构示意图。该混合设备包括混合腔体1以及重力辅助混合器2。
混合腔体1包括外壳11、水冷腔12、混合内腔13、搅拌模块14、加料通道15和输出通道16。
其中，外壳11用于保护整个混合腔体1，其可以由不锈钢等金属材料或者树脂、塑料等具有一定刚度的高分子材料形成。优选地，该外壳11可以为三明治结构，该三明治结构位于最外层为金属或者高分子材料，中间层为绝热隔温材料、内层为不锈钢材料。这样不仅保证了外壳11内壁的化学稳定性，避免了低温和冷却水对与外壳11内壁造成的损伤，而且通过添加绝热材料也保证了冷却水的温度不易漂移。
在外壳11内壁和混合腔的外壁之间为水冷腔12，其通过储存循环的流动冷却水来保持混合内腔13具有适宜的处理温度，从而避免温度过高对于脂肪细胞或者其他活性物质的性能劣化。优选地，该水冷腔12温度大于0度小于4度。该水冷腔12的入水管路(未示出)通过位于外壳11侧壁下方的开口进入水冷腔12，水冷腔12的出水管路(未示出)通过位于外壳11侧壁上方的开口离开水冷腔12，从而实现冷却水的循环。
优选地，为了提供合理水位的冷却水，该与水冷腔12出水管路对应的外壳11侧壁开口的中心轴线，不超过加料通道15与混合内腔13外壁交汇的高度。如果开口位置过高，造成不必要的冷却水浪费，增加设备功率，如果开口位置过低，不能够完全冷却全部脂肪细胞。
混合内腔13具有外壁，该外壁由铝材料形成，优选地，外壁的面向混合内腔13内部的内壁可以形成一层氧化铝钝化层，从而保证该腔壁的化学稳定性。
该外壁的内表面形状包括上部的圆筒状部分以及位于下部的碗形部分。该圆筒状部分主要用于与设备外壳11的卡合安装，而碗形部分用于承接以及混合脂肪细胞和添加成分。加料通道15与混合内腔13外壁交汇与该碗形部分上部开口的两个端点。从而从加料通道15中流出的半粘稠状态的脂肪细胞和添加成分能够沿着碗形部分的内壁流到混合内腔13的下部，从而避免了脂肪细胞在重力作用下自由落体至混合腔底部的冲击，造成不必要的脂肪细胞损伤。
优选地，碗形部分的高度不超过20厘米，碗形部分侧壁的纵截面形状的弧线上各个点的切线与水平面夹角随着高度变化，其中每1厘米上述夹角的变化为5-20度，结合脂肪细胞团和添加成分的物理状态通过上述参数的选择，能够提高脂肪细胞团沿碗装部分侧壁下滑的几率，提高了加工过程中对脂肪细胞的保护性。
加料通道15包括脂肪细胞加料通道15和添加成分加料通道15。在一个实施例中，两个加料通道15是对称地设置；该加料通道15末端延伸的方向与水平面成一夹角；优选地，该夹角大于60度小于80度。角度过大或者过小也容易造成脂肪细胞流出时水平或者垂直速度过大，从而不能够沿着混合腔侧壁滑下。在另一个实施例中，如果添加成分的粘度和脂肪细胞团的粘度存在较大差别，也可以根据两种成分的粘度来将两个加料通道15的角度设置的不同。
在混合内腔13的下部空间(碗形部分高度在5-10厘米处)设置了搅拌模块14，该搅拌模块14包括横向贯通外壳11、水冷腔12、混合内腔13的密封轴管141，以及安装于密封轴管141的轴承(未示出)和转动轴142，该转动轴142连接了转动电机以实现转动。在转动轴142位于混合内腔13的部分上，还安装了多个搅拌叶片143。上述多个搅拌叶片143可以通过中空的套筒固定安装于转动轴142上，也可以通过单个铆接的方式安装于转动轴142上。
上述搅拌叶片143的形状优选为半圆形。其材料为弹性橡胶材料，优选地该搅拌叶片143的弹性橡胶材料外表面，设置一层疏水疏油保护层。该叶片的数量可以为6、8、10等。该搅拌叶片143的转动速度为10-25圈/分钟。如果转动速度过快，容易对脂肪细胞形成破损，而如果转动速度过慢，会影响搅拌效果，有降低了添加成分和脂肪细胞混合的均匀性。
两个加料通道15末端的中轴线与搅拌模块14传动轴的中轴线交汇于搅拌模块14传动轴的中轴线的中点上，从而保证绝大多数下落的脂肪颗粒能够充分接触该搅拌叶片143，实现充分混合。
在混合内腔13的底部具有出料嘴131，该出料嘴131为一个直径逐渐缩小的漏斗状结构。通过该出料嘴131，初步混合的脂肪细胞和添加成分混合物被输出。该出料嘴131的上端和混合内腔13之间还设置了电磁控制阀门，当混合过程中阀门闭合，混合内腔为封闭空间，当输出混合物时，通过外部控制器控制阀门打开，形成输出路径。出料嘴131外侧套设了输出通道16，该输出通道16的长度不超过4厘米。在输出通道16的下方设置了重力辅助混合器2。
如图2所示，该重力辅助混合器2整体为圆筒状结构。其包括：圆筒状外壳3以及固定于该圆筒状外壳3内表面的回转体。该回转体包括与圆筒状外壳3内表面形状吻合的平直表面，以及面向内部的曲线回转表面。该曲线回转表面由曲线4绕着中心轴线O 360度旋转形成。其中曲线4由上至下依次包括的切线斜率逐渐增加的第一曲线41、切线斜率逐渐减小的第二曲线42、第一直线部分43、第二直线部分44和第三直线部分45。其中，曲线旋转体中，第一曲线41最顶端旋转成的开口大于第二曲线42最下端旋转成的开口，且第一曲线41最顶端旋转成的开口的尺寸为输出通道16直径的1.1-1.5倍。第一直线部分43的倾斜度(斜率)小于第二直线部分44的倾斜度(斜率)；第二直线部分44的倾斜度(斜率)小于第三直线部分45的倾斜度(斜率)。
在第一曲线41和第二曲线42衔接的位置处，即第一曲线41和第二曲线42回转体中开口尺寸最小的位置处设置了弹性通孔5。
该弹性通孔5包括位于曲线回转体相应位置处的卡槽51，以及设置于卡槽51内部的圆环形的通孔部件52，该通孔部件52的开孔内环的侧壁进行倒角或者圆角设计，避免划伤脂肪颗粒。该开孔内环的直径在2-4mm。该通孔部件的材料为弹性橡胶材料，并且在表面设置了疏油疏水材料层。
通过上述曲线回转体和弹性通孔的设计，使得在脂肪从混合内腔13下落过程中，随着脂肪的下落，输出通道16中脂肪和弹性通孔之间的空间逐渐缩小，而弹性通孔的通过率由较小，这样造成在输出通道16中脂肪和弹性通孔之间的气体压力略有上升，而第一曲线回转体的开口逐渐缩小又进一步提升了气压。当脂肪团进一步下落，气压略高的气体会穿过弹性通孔，进入开口逐渐增加的曲线回转体部分，气体容纳空间突然增加，造成气体气压略有降低，即弹性通孔下部的气压较低，上部气压高，能够实现气压带动具有一定粘性的脂肪细胞和添加成分混合物通过细小的弹性通孔，进一步下落，达到了进一步将脂肪颗粒化，提高脂肪和添加成分的混合中的可接触面积，提高混合的效果。
下面介绍基于上述设备的一种提高自体脂肪移植成活率的方法，该方法包括：
第一步，通过两个加料通道15分别加入脂肪颗粒团和添加成分，上述添加成分可以是血管基质成分、富血小板血浆，或脂肪来源干细胞。上述加料的方式为脂肪颗粒加料速度不超过10ml/分钟。
第二步，带脂肪颗粒团和添加成分落入混合内腔13，通过搅拌模块14进行搅拌，该搅拌叶片143的转动速度为10-25圈/分钟，搅拌时间不超过3分钟。
第三步，搅拌完毕后，打开位于输出通道上方的阀门，输出混合物；
第四步，混合物落入通过输出通道16落入重力辅助混合器2，在脂肪从混合内腔13下落过程中，随着脂肪的下落，输出通道16中脂肪和弹性通孔之间的空间逐渐缩小，而弹性通孔的通过率由较小，这样造成在输出通道16中脂肪和弹性通孔之间的气体压力略有上升，而第一曲线回转体的开口逐渐缩小又进一步提升了气压。当脂肪团进一步下落，气压略高的气体会穿过弹性通孔，进入开口逐渐增加的曲线回转体部分，气体容纳空间突然增加，造成气体气压略有降低，即弹性通孔下部的气压较低，上部气压高，能够实现气压带动具有一定粘性的脂肪细胞和添加成分混合物通过细小的弹性通孔，进一步下落。
比较试验：
将本发明提供的设备进行处理(实验组1)和常规手工混合(实验组2)的脂肪颗粒和添加成分(富血小板血浆，采用梯度离心法以1100×g离心10min制备加入氯化钙激活)混合物，将自体脂肪组织与富血小板血浆按9∶1混合，进行动物实验。取健康的大鼠共30只，雌雄不限。体质量为(350±10)g；鼠龄(3.0±0.5)个月。随机分为2组，均于上腹部行皮下脂肪移植，每只大鼠移植0.5克脂肪混合物。
在脂肪移植后2周将脂肪移植物取出后，立即以电子天平测量湿重；然后行石蜡切片HE染色，分别对实验组和对照组进行移植脂肪取材，见毛细血管截面呈暗红色，进行血管密度测定将HE染色的切片置于高倍镜(×400)下观察，每张切片采用等距、随机抽样法，即每隔1mm移动切片1次；于每张切片取4个视野计算其平均数。
采用软件进行统计学分析，实验组1和实验组2的移植脂肪质量和血管密度比较，移植术后2周，实验组1移植脂肪的质量为(0.3123±0.0239)g；实验组2的质量为(0.1340±0.0297)g；移植术后2周，实验组1脂肪微血管密度为(4.08±0.49)个/mm2；实验组2脂肪微血管密度为(2.79±0.35)个/mm2。实验组1脂肪移植成活率高与实验组2。
本发明提供的提高自体脂肪移植成活率的设备和方法，具有以下有益效果：能够保护脂肪细胞活性，并能够充分地将辅助成分与脂肪细胞混合。
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)

1.一种提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：其包括：包括混合腔体(1)以及重力辅助混合器(2)；混合腔体(1)包括碗形部分、位于碗形部分外侧的水冷腔、与碗形部分连通的加料通道(15)以及位于碗形部分内的搅拌模块(14)；重力辅助混合器(2)包括曲线回转形成的表面。
2.根据权利要求1所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：混合腔体(1)包括外壳(11)、水冷腔(12)、混合内腔(13)、搅拌模块(14)、加料通道(15)和输出通道(16)。
3.根据权利要求2所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：该外壳(11)可以为三明治结构，该三明治结构位于最外层为金属或者高分子材料，中间层为绝热隔温材料、内层为不锈钢材料。
4.根据权利要求2所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：该水冷腔(12)的入水管路通过位于外壳(11)侧壁下方的开口进入水冷腔(12)，水冷腔(12)的出水管路通过位于外壳(11)侧壁上方的开口离开水冷腔(12)。
5.根据权利要求4所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：与水冷腔(12)出水管路对应的外壳(11)侧壁开口的中心轴线，不超过加料通道(15)与混合内腔(13)外壁交汇的高度。
6.根据权利要求1所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：加料通道(15)包括脂肪细胞加料通道(15)和添加成分加料通道(15)。
7.根据权利要求6所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：在两个加料通道(15)对称地设置。
8.根据权利要求1所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：该搅拌模块(14)包括横向贯通外壳(11)、水冷腔(12)、混合内腔(13)的密封轴管(141)，以及安装于密封轴管(141)的轴承和转动轴(142) 。
9.根据权利要求8所述的提高自体脂肪移植成活率的设备，其特征在于：上述搅拌叶片(143)的形状为半圆形；材料为弹性橡胶材料，弹性橡胶材料外表面设置一层疏水疏油保护层。
10.一种基于权利要求1-9任意一项的提高自体脂肪移植成活率的设备的提高自体脂肪移植成活率的方法，该方法包括：通过上述设备将脂肪细胞团与添加成分进行混合。
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