CN112774306B - 自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置及方法,自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置包括干湿分离单元、脂肪破碎与细胞提取单元、外泌体制备单元和离心提取单元。自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法由干湿分离单元获得结缔组织、脂肪和混合液体,并由脂肪破碎与细胞提取单元获得填充颗粒、脂肪颗粒、脂肪干细胞或血管基质组分,由外泌体制备单元从混合液体或由脂肪干细胞获取的外泌体培养液中获得外泌体浓缩液,由离心提取单元对外泌体浓缩液进行离心分离后抽吸取样。本申请制备提取成分种类全、提取效率高、自动化程度高,可高效利用自体脂肪、提取成分活力高、污染少,适用于临床应用或商业量产。
Description
技术领域
本发明属于生物医学工程领域,具体涉及自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置及方法。
背景技术
由于瘦身和塑形抽吸的自体脂肪在细胞治疗、整形修复、去皱、隆胸等美容手术中具有治愈率高、免疫排斥小、保持时间久、美容效果好等优势,应用范围越来越广。自体脂肪包括脂肪颗粒、脂肪源性干细胞(ADSCs)、基质血管组分(SVF)、外泌体等重要成分。其中,脂肪颗粒在填充类美容手术中具有重要的应用,如隆胸手术等。脂肪源性干细胞(ADSCs)在构建细胞材料复合物进行假体修改中发挥着重要作用。基质血管组分(SVF)在微整形手术中应用范围很广。外泌体作为一种亚细胞结构在美容手术中具有减轻缺血损伤、促进缺血组织血管生成等方面具有重要作用。
脂肪源性干细胞(ADSCs)是从脂肪组织中分离出来的具有多向分化潜能的成体干细胞,基质血管组分(SVF)包含脂肪源性干细胞、内皮细胞、T细胞、B细胞、脂肪组织巨噬细胞等,具有修复受损和缺失组织的再生潜能。
外泌体是由细胞内的多泡体(MVB)与细胞膜融合后,释放到细胞外基质中的一种直径约40-150nm的膜性囊泡,可由机体内多种细胞主动分泌产生,如免疫细胞、干细胞、心血管细胞、网织红细胞、血小板、神经细胞和肿瘤细胞等。外泌体携带大量特异性的蛋白(如细胞因子、生长因子)以及功能性的mRNAs、miRNAs等生物活性物质,在体内参与细胞通讯、细胞迁移、促进血管新生和抗肿瘤免疫等生理过程。由于外泌体的特殊结构和功能,使得它具有潜在的应用价值,一方面可以作为诊断多种疾病的生物指标,另一方面也可以作为治疗手段,作为药物的天然载体用于临床治疗。
目前,自体脂肪在分离和提取上述有效成分时,利用率不高,提取的自动化手段低,不能满足临床的需求。为此,本申请提出了一种能实现脂肪颗粒、脂肪源性干细胞(ADSCs)、基质血管组分(SVF)和外泌体分离、制备与提取装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题,提出自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置及方法,可进行自体脂肪的干湿分离、脂肪颗粒的制备、血管基质组分SVF制备、脂肪干细胞的提取、外泌体的分级浓缩制备和外泌体的离心取材,快速、安全、高效、制备与提取的成分种类多,可充分保持生物材料与移植物的活力,并避免污染风险,自动化程度高、操作简单、安全可靠、适用范围广。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案为:
本发明提出的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,包括干湿分离单元、脂肪破碎与细胞提取单元、外泌体制备单元和离心提取单元,其中:
干湿分离单元,包括相互扣合的分离盒和上盖,分离盒内放置有多个过滤网格尺寸不同的过滤盒,过滤盒按照过滤网格尺寸由大至小的顺序由上至下依次放置,用于对抽吸的自体脂肪进行过滤,并获得结缔组织、脂肪和混合液体;
脂肪破碎与细胞提取单元,包括依次通过管路连接的用于容纳清洗液的第一容置罐、第一柱塞泵、用于容纳待处理物质的第二容置罐、第二柱塞泵、一级破碎器、第三柱塞泵、二级破碎器、第四柱塞泵、三级破碎器、用于容纳目标物质的第六容置罐、第六柱塞泵和用于容纳血清培养基的第五容置罐,脂肪破碎与细胞提取单元还包括第七柱塞泵、用于容纳废液的第三容置罐、第五柱塞泵、用于容纳酶的第四容置罐和第八柱塞泵,第六容置罐、第五柱塞泵和第四容置罐依次通过管路连接,第六容置罐、第四柱塞泵和第一容置罐依次通过管路连接,第二容置罐、第七柱塞泵和第三容置罐依次通过管路连接,第三容置罐、第八柱塞泵和第六容置罐依次通过管路连接,各柱塞泵连接的不同管路上均串接有防逆流的单向阀,第二容置罐容纳的待处理物质为从干湿分离单元获得的结缔组织或脂肪,第六容置罐容纳的目标物质为由结缔组织破碎得到的填充颗粒、以及由脂肪破碎得到的脂肪颗粒或脂肪干细胞或血管基质组分;
外泌体制备单元包括抽吸机构、多个储液罐和过滤机构,其一储液罐用于容纳从干湿分离单元获得的混合液体或从脂肪破碎与细胞提取单元中提取的脂肪干细胞分泌的外泌体,抽吸机构将该储液罐中容纳的混合液体或外泌体通过过滤机构过滤后转移至另一储液罐,经过分级过滤得到外泌体浓缩液;
离心提取单元,包括离心机和至少一个离心管,离心管位于离心机内并与离心机可拆卸连接,离心管用于容纳从外泌体制备单元获得的外泌体浓缩液,工作状态时,离心机带动离心管转动对外泌体浓缩液进行离心分离。
优选地,分离盒内由上至下依次放置有两个过滤盒,分别为初级过滤盒和二次过滤盒,初级过滤盒和二次过滤盒将分离盒划分为三个区间,初级过滤盒和二次过滤盒的过滤网格均为长方形网孔,二次过滤盒内还放置有精细过滤网,精细过滤网的过滤网格为圆形网孔。
优选地,外泌体制备单元包括两个储液罐,分别为一号储液罐和二号储液罐,还包括负压泵,抽吸机构包括直线运动机构和柱塞泵,直线运动机构带动柱塞泵的柱塞运动,过滤机构为多级过滤单元,一号储液罐、柱塞泵、多级过滤单元、负压泵和二号储液罐依次通过管路连接,工作状态时,柱塞泵将一号储液罐中由干湿分离单元获得的混合液体或由脂肪干细胞进行培养获得的外泌体通过多级过滤单元过滤后转移至二号储液罐中。
优选地,多级过滤单元包括依次连接且内部连通的入口、上端盖、过滤腔、下端盖和出口,由上端盖、过滤腔和下端盖组成的腔室内,沿液体流动方向依次设有一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元和四级过滤单元,共将腔室分为五个区间,过滤腔上还设有取液口,取液口连通三级过滤单元和四级过滤单元之间的区间;
各级过滤单元均包括过滤膜固定架、过滤膜保持架、过滤膜和密封圈,过滤膜固定架一面设有多个用于漏液的通孔,密封圈套设于过滤膜保持架的外环侧,过滤膜夹持于过滤膜固定架和过滤膜保持架之间,一级过滤单元、二级过滤单元、三级过滤单元和四级过滤单元的过滤膜的过滤孔径依次减小。
优选地,直线运动机构为丝杠螺母机构,直线运动机构的螺母与柱塞泵的柱塞连接,多级过滤单元的入口和出口还分别设有稳压装置。
优选地,外泌体制备单元包括三个储液罐,分别为脂肪原液罐、第一级过滤罐和第二级过滤罐,抽吸机构包括第一动力单元、第二动力单元、第三动力单元和第四动力单元,过滤机构包括第一级过滤器和第二级过滤器;
各动力单元结构相同,均包括驱动电机、丝杠螺母机构和注射器,驱动电机与丝杠螺母机构的丝杆连接,丝杠螺母机构的螺母与注射器的活塞杆连接,驱动电机带动丝杠螺母机构运动进而实现注射器的活塞杆上下运动;
脂肪原液罐上设有进液口、出液口和透气孔,第一级过滤罐上设有第一级取液口、第一级透气孔和第一级过滤罐出液口,第二级过滤罐上设有第二级透气孔、第二级取液口和第二级出液口,第一级过滤器上设有第一级压力传感器、第一级施压口、第一级稳压口和第一进液口,第一级过滤器下设有第一级过滤器出液口,第二级过滤器上设有第二级压力传感器、第二级施压口、第二级稳压口和第二进液口,第二级过滤器下设有第二级过滤器出液口;
脂肪原液罐的出液口与第一级过滤器的第一进液口之间、第一动力单元的注射器与第一级过滤器的第一级施压口之间、第二动力单元的注射器与第一级过滤器的第一级稳压口之间、第一级过滤器的第一级过滤器出液口与第一级过滤罐的第一级取液口之间、第一级过滤罐的第一级过滤罐出液口与第二级过滤器的第二进液口之间、第三动力单元的注射器与第二级过滤器的第二级稳压口之间、第四动力单元的注射器与第二级过滤器的第二级施压口之间、第二级过滤器的第二级过滤器出液口与第二级过滤罐的第二级取液口之间均为管路连接,出液口与第一进液口之间、第一级过滤罐出液口与第二进液口之间、第一级过滤器出液口与第一级取液口之间、第二级过滤器出液口与第二级取液口之间连接的管路上均串接有防逆流的第二单向阀。
优选地,第一级过滤器包括依次设置的上压板、过滤膜、过滤膜支架和下压板,过滤膜和过滤膜支架夹持于上压板和下压板之间,并将上压板和下压板形成的腔室分割为两个区间,第一级压力传感器、第一级施压口、第一级稳压口和第一进液口均位于上压板上并与腔室连通,第一级过滤器出液口位于下压板上并与腔室连通,过滤膜支架上还开设有多个透液孔,第二级过滤器和第一级过滤器结构相同。
优选地,离心管包括相互连接的离心管盖和离心管主体,离心管主体包括底面连通的粗管和内管,内管套设于粗管内,内管上连接有锥形分液角,粗管和内管之间环向分布有多个细管,细管与粗管的内腔连通,粗管的侧壁外侧还开设有多个环形容纳槽,容纳槽上开设有多个环向分布的取样孔,各取样孔贯穿至对应细管,容纳槽内还套设有弹性取样环。
优选地,离心管包括相互连接的离心管盖和离心管主体,离心管主体的内腔呈阶梯状,由上至下依次为相互连通的大圆孔段、锥孔段和细管,离心管主体的侧壁外侧还开设有多个环形容纳槽,容纳槽上开设有贯穿至细管的取样孔,容纳槽内还套设有弹性取样环。
一种自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法,基于上述任一自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法包括如下步骤:
步骤一、打开干湿分离单元的上盖,将抽吸的自体脂肪注入最上方的过滤盒内,抽吸的自体脂肪经不同的过滤盒进行分离,由上至下依次获得结缔组织、脂肪和混合液体;
步骤二、将步骤一获得的结缔组织或脂肪放入脂肪破碎与细胞提取单元的第二容置罐中,启动电源,第一容置罐中的清洗液在第一柱塞泵的作用下进入第二容置罐中并对结缔组织或脂肪进行冲刷清洗,并出现分层,下层清洗液在第七柱塞泵的作用下排出至第三容置罐,清洗及排出过程重复操作多次,第二容置罐中余留的物质在第二柱塞泵的作用下到达一级破碎器,经一级破碎器破碎后在第三柱塞泵的作用下到达二级破碎器,经二级破碎器破碎后在第四柱塞泵的作用下到达三级破碎器,经三级破碎器破碎后在第四柱塞泵的作用下到达第六容置罐,获得填充颗粒或脂肪颗粒。
步骤三、根据步骤二,第四容置罐中的酶在第五柱塞泵的作用下进入第六容置罐,并对第六容置罐中的脂肪颗粒进行消化分离出脂肪干细胞,分离达到预定程度后,第五容置罐的血清培养基在第六柱塞泵的作用下进入第六容置罐,终止酶对第六容置罐中脂肪颗粒的消化,当消化作用终止完成后,第一容置罐的清洗液在第四柱塞泵的作用下进入第六容置罐中进行冲刷清洗,并出现分层,下层清洗液在第八柱塞泵的作用下排出至第三容置罐,将第六容置罐中余留的脂肪干细胞转移至外界的培养皿中进行扩增培养获得大量干细胞或含外泌体的培养液;
步骤四、根据步骤二,将第六容置罐中带脂肪颗粒的液体抽吸入第二容置罐中,不再进行清洗及排出过程操作,第二容置罐中的物质在第二柱塞泵的作用下到达一级破碎器,经一级破碎器破碎后在第三柱塞泵的作用下到达二级破碎器,经二级破碎器破碎后在第四柱塞泵的作用下到达三级破碎器,经三级破碎器破碎后在第四柱塞泵的作用下到达第六容置罐,重复上述三级破碎操作至少一次,在第六容置罐中获得血管基质组分;
步骤五、将从步骤一中获得的混合液体,或从步骤三中的脂肪干细胞培养过程中收集的培养液加入外泌体制备单元中的一个储液罐中,启动电源,抽吸机构将该储液罐中的液体通过过滤机构过滤后转移至另一储液罐,获得外泌体浓缩液;
步骤六、将步骤五获得的外泌体浓缩液或步骤三收集的培养液放入离心管,将离心管放入离心机,启动电源,离心机带动离心管转动对外泌体浓缩液或培养液进行离心分离,在离心力的作用下,离心管中的成分根据密度从大至小采用由下向上分层排列,取出离心管进行抽吸取样。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)相较于现有技术,可进行自体脂肪的干湿分离、脂肪颗粒的制备、血管基质组分SVF制备、脂肪干细胞的提取、外泌体的分级浓缩制备和外泌体的离心取材,制备提取的成分种类全、提取效率高、自动化程度高,制备提取的成分包括填充颗粒、脂肪颗粒、血管基质组分SVF、脂肪干细胞、外泌体,可高效利用自体脂肪;
(2)充分保持制备提取的成分活力,并减少产生污染的可能性,适用于临床应用或商业量产;
(3)通过多级过滤得到的外泌体能够在低速离心下就能获得,降低了制备提取外泌体的门槛和成本,且采用设有弹性取样环的离心管,大大减少抽取离心管内成分时造成污染的可能,抽取方便快捷,有助于提高提取成分的检测质量或应用效果。
附图说明
图1为本发明的结构连接示意图;
图2为本发明的干湿分离单元结构示意图;
图3为本发明的干湿分离单元内部结构示意图;
图4为本发明的初级过滤盒结构示意图;
图5为本发明的二次过滤盒结构示意图;
图6为本发明的精细过滤网结构示意图;
图7为本发明的干湿分离单元剖视图;
图8为本发明的脂肪破碎与细胞提取单元内部结构示意图;
图9为本发明的脂肪破碎与细胞提取单元管路连接结构示意图;
图10为本发明实施例一外泌体制备单元结构示意图;
图11为本发明实施例一外泌体制备单元内部结构示意图;
图12为本发明实施例一的多级过滤单元结构示意图;
图13为本发明实施例一的一级过滤单元结构示意图;
图14为本发明实施例二外泌体制备单元结构示意图;
图15为本发明实施例二外泌体制备单元俯视图;
图16为本发明实施例二外泌体制备单元的A-A剖视图;
图17为本发明实施例二第一级过滤器或第二级过滤器的结构示意图;
图18为本发明实施例二第一级过滤器或第二级过滤器的内部结构示意图;
图19为本发明的离心提取单元结构示意图;
图20为本发明第一种离心管的结构示意图;
图21为本发明第一种离心管的内部结构示意图;
图22为本发明第二种离心管的结构示意图;
图23为本发明的自体脂肪处理工艺流程图。
附图标记说明:10、干湿分离单元;11、分离盒;12、上盖;13、初级过滤盒;14、二次过滤盒;15、精细过滤网;131、第一框体;132、初级过滤网格;133、第一支撑边;141、第二框体;142、二次过滤网格;143、第二支撑边;144、第三支撑边;20、脂肪破碎与细胞提取单元;201、上盖;202、一级接线端;203、第七柱塞泵;204、二级接线端;205、三级接线端;206、第一柱塞泵;207、第六柱塞泵;208、第五柱塞泵;209、第四柱塞泵;210、第三柱塞泵;211、垫板;212、第二柱塞泵;213、底板;214、第五出液管;215、第七入口管;216、三级破碎器;217、第四出液管;218、第三出液管;219、二级破碎器;220、第三入口管;221、第二出液管;222、第二入口管;223、一级破碎器;224、第一出液管;225、第一入口管;226、第一容置罐;227、第二容置罐;228、第六出液管;229、第三容置罐;230、第四容置罐;231、第七出液管;232、第四入口管;233、第五容置罐;234、第六容置罐;235、第六入口管;236、第八出液管;237、第八入口管;238、第五入口管;239、框架;240、第八柱塞泵;241、四级接线端;242、第九出液管;243、第九入口管;30、外泌体制备单元;301、外壳;302、出液管;303、外罩;304、吸液管;305、下底板;306、移门;307、移门把手;308、一号储液罐;309、上盖板;310、一级稳压室;311、多级过滤单元入口管;312、多级过滤单元;314、负压泵入口管;315、多级过滤单元出口管;316、二级稳压室;317、终端排液管;318、二号储液罐;319、直线运动机构;320、一级负压传感器;321、上固定架;322、柱塞泵;323、下固定架;325、三通接头;326、第一单向阀;327、板接头;328、电机驱动器;329、电源;330、通风孔;333、负压泵;334、隔板;335、二级负压传感器;336、控制器;337、入口;338、上端盖;339、一级过滤单元;340、二级过滤单元;341、三级过滤单元;342、下端盖;343、上端盖密封圈;344、过滤腔;345、取液口;346、四级过滤单元;347、出口;348、过滤膜固定架;349、过滤膜保持架;350、过滤膜;352、密封圈;401、面板固定螺孔;402、压块;403、注射器;404、触摸屏;405、第二单向阀;406、传感器数据接口;407、进水管;408、第一级过滤器出液口;409、第一级取液口;410、第一级透气孔;411、脂肪原液罐;412、第一级过滤罐;413、第一级过滤器;414、过滤器托架;415、第二级过滤器;416、第二级过滤器出液口;417、前面板;418、第二级透气孔;419、第二级取液口;420、第二级过滤罐;421、罐固定架;422、第一级过滤罐出液口;423、上限位传感器;424、风扇;425、下限位传感器;426、下轴承固定架;427、联轴器;428、控制器;429、驱动电机;430、开关电源;431、第一动力单元;432、第二动力单元;433、第三动力单元;434、上轴承固定架;435、导向单元;436、导向滑块;437、第四动力单元;438、第二级出液口;439、电机驱动器;440、后面板;441、密封板;442、进液口;443、底板;444、出液口;445、透气孔;446、第一级压力传感器;447、第一级施压口;448、第一级稳压口;449、第二级施压口;450、第二级稳压口;451、总电源;452、第二级压力传感器;453、第一进液口;454、第二进液口;455、上压板;456、下压板;457、过滤膜支架;458、第一压圈;459、第二压圈;460、过滤膜;50、离心提取单元;501、连接座;502、电机支撑架;503、高速电机;504、离心管;505、保护盖子;506、离心管固定架;507、离心机外壳;508、电源接口;541、离心管盖;542、离心管主体;543、取样环;544、粗管;545、分液角;546、内管;547、细管;548、取样孔。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为与另一个组件“连接”时,它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是在于限制本申请。
实施例1:
如图1-20所示,自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,包括干湿分离单元10、脂肪破碎与细胞提取单元20、外泌体制备单元30和离心提取单元50,如图1所示,最下方方框中为对应单元的结构图,便于与下述各单元展开描述内容对应理解。
如图2-7所示,本实施例中干湿分离单元10包括分离盒11,分离盒11上扣合有上盖12,分离盒11和上盖12形成密封箱体,该密封箱体可为方形箱体,分离盒11内由上至下依次放置有两个过滤盒,分别为初级过滤盒13和二次过滤盒14,并将分离盒11分为三个区间。本实施例中,初级过滤盒13包括第一框体131,第一框体131为方框,其底板和侧壁均开设有多个初级过滤网格132,且第一框体131外的两对侧还分别连接有与第一框体131的底板平行的第一支撑边133,第一支撑边133上设有多个通孔。二次过滤盒14包括第二框体141,第二框体141为阶梯状方框,框体周长上大下小并共用同一底板,阶梯段形成第三支撑边144,第二框体141的底板和侧壁均开设有多个二次过滤网格142,且第二框体141外的两对侧还分别连接有与第二框体141的底板平行的第二支撑边143,第二支撑边143上设有多个通孔。第一框体131位于第二框体141内且第一支撑边133水平坐落于第三支撑边144上,起到初级过滤盒13的限位作用,使初级过滤盒13仅能上移拿出。第二框体141的第二支撑边143水平坐落于分离盒11内,分离盒11内设有定位阶梯面,起到二次过滤盒14的限位作用,使二次过滤盒14仅能上移拿出。
由于抽吸的自体脂肪为丝状,本实施例中初级过滤网格132和二次过滤网格142均为长条形,且初级过滤网格132大于二次过滤网格142,便于过滤成分顺利流出至下一区间,且在侧边开设也有助于防止堵塞,加快流动,提高分离效率和分离效果。第一支撑边133和第二支撑边143上均开设有多个通孔。第二框体141的底板上还放置有精细过滤网15,精细过滤网15上设有若干圆形网孔,精细过滤网15的网孔孔径根据脂肪颗粒的尺寸进行设计制作,便于筛选出全部脂肪。安装后的第一框体131、第二框体141和分离盒11之间均存在间隔,即各水平投影面积依次增大,可提供操作空间,便于人工或使用其他工具将初级过滤盒13和二次过滤盒14顺利拿出。
需要说明的是,分离盒11和上盖12形成的密封箱体还可为圆形箱体或其它任意形状,分离盒11内由上至下还根据需要依次增设或减少的过滤盒数量,或增加或减少各成分的过滤次数,过滤盒按照过滤网格尺寸由大至小的顺序由上至下依次放置。精细过滤网15和二次过滤盒14采用分体式设计,便于根据不同脂肪颗粒的尺寸更换不同孔径的精细过滤网15,有助于降低成本,且更换方便,还可根据需求采用一体式设计。初级过滤网格132和二次过滤网格142的网格形状还可为任意形状,且初级过滤盒13和二次过滤盒14还可为相同或相似结构。
干湿分离单元10主要用于实现从人体抽吸的自体脂肪的干湿分离。由于抽吸自体脂肪时需要先向人体注入膨胀液等,则从人体抽吸的自体脂肪则包括膨胀液、血液成分、结缔组织、脂肪组织和生理盐水。
干湿分离单元10的工作过程如下:
打开分离盒11的上盖12,将抽吸的自体脂肪注入初级过滤盒13的第一框体131内,抽吸的自体脂肪大部分从第一框体131底板上的初级过滤网格132流入第二框体141内,部分从第一框体131侧壁的初级过滤网格132流出并由第一支撑边133上的通孔流入第二框体141内。经初级过滤盒13过滤完成后,结缔组织被隔离在初级过滤盒13的第一框体131内,其余部分过滤至二次过滤盒14的第二框体141内,且第二框体141内的大部分液体经过精细过滤网15流入分离盒11底部,部分液体从第二框体141侧壁的二次过滤网格142流出并由第二支撑边143上的通孔流入分离盒11底部,脂肪组织中的脂肪被精细过滤网15隔离在第二框体141内。
抽吸的自体脂肪依次经过初级过滤盒13和二次过滤盒14过滤至分离盒11的底部,待充分过滤后,结缔组织被初级过滤盒13过滤掉,二次过滤盒14分离出脂肪,膨胀液、血液成分、生理盐水等混合液体流入分离盒11底部,混合液体中包含有外泌体,等待下一步处理。
依次拿开装有结缔组织的初级过滤盒13和装有脂肪的二次过滤盒14;分别收集初级过滤盒13中的结缔组织、二次过滤盒14中的脂肪和分离盒11中的混合液体,用于后续处理,包括:1、采用脂肪破碎与细胞提取单元20将结缔组织破碎为填充颗粒,用于整形填充;2、采用外泌体制备单元30将分离盒11中的混合液体进行浓缩分离得到外泌体浓缩液;3、采用脂肪破碎与细胞提取单元20将脂肪破碎为脂肪颗粒,用于整形填充或对脂肪颗粒进一步处理。
如图8、9所示,脂肪破碎与细胞提取单元20主要用来对干湿分离单元10分离出的脂肪进行破碎获得脂肪颗粒、或通过获得的脂肪颗粒进一步提取脂肪干细胞(脂肪源性干细胞ADSCs)、或通过获得的脂肪颗粒进一步制备血管基质组分SVF、以及对干湿分离单元10分离出的结缔组织进行破碎,并获得破碎后的结缔组织作为填充颗粒。干湿分离单元10分离出的结缔组织或脂肪为待处理物质,且制备得到的填充颗粒、脂肪颗粒、脂肪干细胞或血管基质组分SVF为目标物质。
本实施例中,脂肪破碎与细胞提取单元20包括由上至下依次连接的上盖201、框架239和底板213,共同组成封闭箱体,可对内部结构进行保护且更加美观便携,框架239和底板213固定连接,上盖201铰接于框架239的一侧并可进行旋转开合,框架239内还安装有垫板211,垫板211将箱体内部空间划分为上一下二共三个区域。以箱体上的上盖201铰接所在侧为后,对侧为前,底板213上且由垫板211划分的后侧区域内设有第一柱塞泵206、第二柱塞泵212、第三柱塞泵210、第四柱塞泵209、第五柱塞泵208、第六柱塞泵207、第七柱塞泵203和第八柱塞泵240,前六个柱塞泵从左至右并排布置,第七柱塞泵203和第八柱塞泵240位于前六个柱塞泵的后侧且自右至左并排布置。框架239的后壁内侧还安装有一级接线端202、二级接线端204、三级接线端205和四级接线端241,各接线端分别与两个柱塞泵电缆连接,如一级接线端202对应连接第一柱塞泵206和第二柱塞泵212,二级接线端204对应连接第三柱塞泵210和第四柱塞泵209,三级接线端205对应连接第五柱塞泵208和第六柱塞泵207,四级接线端241对应连接第七柱塞泵203和第八柱塞泵240,用于为各柱塞泵供电和提供控制信号,且各柱塞泵独立作用,本实施例中四个接线端采用两行两列并排布置。
在垫板211上即垫板211划分的上部区域内,设有第一容置罐226、第二容置罐227、第三容置罐229、第四容置罐230、第五容置罐233、第六容置罐234,本实施例中,前后并列两排布置,前排自左至右分别为第一容置罐226、第四容置罐230、第五容置罐233,后排自左至右分别为第二容置罐227、第三容置罐229、第六容置罐234。其中,第一容置罐226用于容纳清洗液,第二容置罐227用于容纳待处理物质,第三容置罐229用于回收废液,第四容置罐230用于容纳酶,第五容置罐233用于容纳血清培养基,第六容置罐234用于容纳目标物质。垫板211上还设有一级破碎器223、二级破碎器219和三级破碎器216,各破碎器结构相同或相似,为市购产品,如本实施例中采用东莞市斯诺医疗科技有限公司的纳米脂肪孵化器,如采用内置有可拆卸三方形刀片的纳米脂肪孵化器,还可根据需求任选,在此不再赘述。
各柱塞泵、容置罐、破碎器之间通过管路连接,具体地,第一容置罐226、第一柱塞泵206、第二容置罐227、第二柱塞泵212、一级破碎器223、第三柱塞泵210、二级破碎器219、第四柱塞泵209、三级破碎器216、第六容置罐234、第六柱塞泵207和第五容置罐233依次通过管路连接,第六容置罐234、第五柱塞泵208和第四容置罐230依次通过管路连接,第六容置罐234、第四柱塞泵209和第一容置罐226依次通过管路连接,第二容置罐227、第七柱塞泵203和第三容置罐229依次通过管路连接,第三容置罐229、第八柱塞泵240和第六容置罐234依次通过管路连接,各柱塞泵连接的不同管路上均串接有防逆流的单向阀。
需要说明的是,各柱塞泵、接线端、容置罐、破碎器还可采用任意排列形式或布设于箱体内任意位置,各接线端还可与与任意柱塞泵连接,且根据实际需求还可对数量进行任意调整。脂肪破碎与细胞提取单元20的箱体部分,包括上盖201、框架239和底板213均还可为任意分体式或一体式结构,如框架239和底板213可为一体式结构,且垫板211可为任意形状,或采用分体式或一体式结构。
通过三个破碎器进行三级破碎的目的在于:一是可使脂肪干细胞尽可能暴露,便于后续分离提取;二是制备血管基质组分SVF,从第一级破碎到第三级破碎,制备得到的脂肪越来越细。通过控制破碎的次数来决定是分离提取脂肪干细胞还是制备血管基质组分SVF或获得所需规格的填充颗粒,如进行一次三级破碎得到的是用于填充脂肪颗粒或者是提取脂肪干细胞。
所述脂肪破碎与细胞提取单元20的工作过程如下:
打开上盖201,在第二容置罐227中放入待处理物质,此处待处理物质为干湿分离单元10分离获得的脂肪,第一容置罐226中的清洗液通过第一柱塞泵206的作用,依次经过第一出液管224和第一入口管225进入第二容置罐227中与待处理物质混合进行冲刷清洗,清洗液为生理盐水,可清洗脂肪上残留的血液成分,冲洗完成后静置一段时间后出现分层,由于脂肪的密度比清洗液轻会浮于清洗液上。下层清洗液在第七柱塞泵203的作用下,依次经过第四出液管217和第四入口管232进入第三容置罐229进行废液回收,该清洗操作可重复多次,优选两次,待下层清洗液排完之后,第二容置罐227中余留的物质在第二柱塞泵212的作用下,依次经过第二入口管222到达一级破碎器223,经一级破碎器223破碎后进入第二出液管221。在第三柱塞泵210的作用下,再通过第三入口管220到达二级破碎器219,经二级破碎器219破碎后进入第三出液管218。然后在第四柱塞泵209的作用下,再通过第五入口管238到达三级破碎器216,经三级破碎器216破碎后,最后在第四柱塞泵209的作用下通过第五出液管214到达第六容置罐234,此时得到稠装的脂肪颗粒。
该过程得到的脂肪颗粒可直接作为生物活性填充材料用于整形美容手术等,且用于整形美容手术的脂肪颗粒还可以经过离心获得浓稠的脂肪颗粒,以便获得更好的填充效果,也可以将这一阶段的脂肪颗粒分出进行进一步的制备,即在该脂肪破碎与细胞提取单元20中进一步地分离提取脂肪干细胞或制备血管基质组分SVF。
脂肪干细胞的分离提取过程如下:
第四容置罐230中存储的酶在第五柱塞泵208的作用下,依次通过第七出液管231和第七入口管215流入第六容置罐234,并对第六容置罐234中的脂肪颗粒进行消化分离出脂肪干细胞,通过酶进行脂肪干细胞的分离技术为本领域技术人员常用技术手段,如采用胶原酶进行分离,在此不在赘述。分离达到预定程度后,如消化三十分钟至八十分钟,具体时间根据实际情况而定,第五容置罐233存储的血清培养基在第六柱塞泵207的作用下,依次通过第八出液管236、第八入口管237流入第六容置罐234,终止胶原酶对第六容置罐234中脂肪颗粒的消化作用,当血清培养基对脂肪颗粒的消化作用终止完成后,第四柱塞泵230抽吸第一容置罐226中的清洗液,清洗液依次经过第六出液管228、第六入口管235对第六容置罐234中消化完成的脂肪颗粒进行清洗,一段时间后出现分层,清洗后的下层废液由第九出液管242,通过第八柱塞泵240抽吸,由第九入口管243排入第三容置罐229。待清洗液排完后,从第六容置罐234中吸取余留的脂肪干细胞,将脂肪干细胞进行扩增培养,可获得大量脂肪干细胞用于细胞治疗或获取脂肪干细胞的培养液,并对培养液中脂肪干细胞分泌的外泌体进行提取,脂肪干细胞可转移至外界的培养皿中进行扩增培养,培养皿中获得的培养液可以直接在外泌体制备单元30中进行提取。
血管基质组分SVF的制备过程如下:
将第六容置罐234中带脂肪颗粒的液体通过外部注射器抽吸入第二容置罐227中,不再采用清洗液进行清洗,直接进行三级破碎,第二容置罐227中余留的物质在第二柱塞泵212的作用下,依次经过第二入口管222到达一级破碎器223,经一级破碎器223破碎后进入第二出液管221。在第三柱塞泵210的作用下,再通过第三入口管220到达二级破碎器219,经二级破碎器219破碎后进入第三出液管218。然后在第四柱塞泵209的作用下,再通过第五入口管238到达三级破碎器216,经三级破碎器216破碎后,最后在第四柱塞泵209的作用下通过第五出液管214到达第六容置罐234,三级破碎的次数可根据所需破碎尺寸大小进行调整,优选两到六次,最后在第六容置罐234,得到血管基质组分SVF,血管基质组分SVF可用于微整形。
填充颗粒的制备过程如下:
工作原理同上述脂肪颗粒的制备,此时待处理物质为干湿分离单元10分离出的结缔组织,经三级破碎后得到填充颗粒,填充颗粒可用于整形填充。
如图10-13所示,外泌体制备单元30主要用于获得外泌体浓缩液,适用于少量外泌体的快速提取,应用场景如医院临床手术应用或实验室研究等地方。本实施例中外泌体制备单元30包括由上至下依次连接的上盖板309、外壳301和下底板305组成的封闭箱体,外壳301为上宽下窄的L型壳体,外壳301的中部还连接有水平布置的隔板334,下底板305上还设有U形外罩303,下底板305的左右两侧分别设有用于外罩303定位的限位槽,外罩303沿限位槽与外壳301的窄部滑动拼接组成方箱,外罩303的前侧还开有缺口,前侧内部安装有移门滑轨,该缺口用于设置移门306,移门306上安装有移门把手307,推动移门把手307可使移门306沿移门滑轨上下滑动进行开合。将箱体内部分为多个区间,便于内部结构的分开保护,避免频繁开合移门306造成的污染或潮湿环境对设备的破坏,延长设备使用寿命。外罩303、移门306、移门把手307均可采用透明材质,便于观察内部情况。
下底板305上且在外壳301内放置有电机驱动器328、电源329和控制器336,下底板305上且在外罩303内自左向右依次放置有一号储液罐308和二号储液罐318。隔板334上安装有负压泵333,外壳301的后侧内壁安装有由电机驱动的直线运动机构319,直线运动机构319为竖向布置的丝杠螺母机构,用于推动柱塞泵322进行上下抽吸动作。其中,直线运动机构319的螺母与柱塞泵322的柱塞连接,柱塞泵322的缸体通过上固定架321和下固定架323共同作用固定在外壳301的左侧内壁上。柱塞泵的下端连接有三通接头325,外壳301窄部的前侧内壁固定有一级稳压室310,一级稳压室310为方形盒,其上设有三个与方形盒内腔连通的孔,一个孔与一级负压传感器320螺纹连接,另外两个孔分别与出液管302和多级过滤单元入口管311连接,外壳301窄部的前侧外壁固定有二级稳压室316,二级稳压室316为方形盒,其上设有三个与方形盒内腔连通的孔,一个孔与二级负压传感器335螺纹连接,另外两个孔分别与负压泵入口管314和多级过滤单元出口管315连接,两组稳压室结构相同或相似,其内腔可形成稳定的压力,便于负压传感器的准确检测。外壳301窄部的前侧外壁还固定有竖向布设的多级过滤单元312。上盖板309上还开设有多个通风孔330,箱体内部还安装有空气过滤系统,如在外壳301宽部的水平部位上安装有洁净空气过滤网,洁净空气过滤网连接有风扇,外壳301的后侧内壁上同样连接有风扇,进行通风散热,且可使外壳301内部始终处于洁净环境,提高提取的外泌体质量。一号储液罐308、柱塞泵322、一级稳压室310、多级过滤单元312、二级稳压室316、负压泵333和二号储液罐318之间依次通过管路连接,各管路连接有板接头327,密封效果好、不易渗漏。
需要说明的是,外泌体制备单元30的箱体还可为任意形状,且其内部结构亦可任意分布,直线运动机构319还可替换为气缸或其他用于实现直线运动的机构。
外泌体制备单元30的工作过程如下:
打开移门306,在一号储液罐308中加入从干湿分离单元10获得的混合液体,或者是从脂肪干细胞培养过程中收集的培养液,电源329通电,控制器336通过控制电机驱动器328控制电机启停。工作时,启动电机带动直线运动机构319上下运动,从而使柱塞泵322同步运动,将一号储液罐308中的液体经过吸液管304吸入并经出液管302排出至一级稳压室310,再通过多级过滤单元入口管311流入多级过滤单元312,吸液管304上串接有第一单向阀326,保证液体能连续的被吸入和排出。由于柱塞泵322的连续运动,保证液体不断的流入多级过滤单元312,在多级过滤单元312的人口337形成了持续的正压。开启负压泵333,在多级过滤单元312的出口347形成稳定的负压,使液体从多级过滤单元12的入口337流向出口347,并经多级过滤单元出口管315排出至二级稳压室316,然后经负压泵入口管314流经负压泵333并从终端排液管317排出至二号储液罐318。多级过滤单元12中可对不同尺寸的外泌体进行分级,提取所需尺寸的外泌体。一级稳压室310和二级稳压室316可以保证多级过滤单元12的入口337和出口347的压力稳定,使工作流程稳定正常运转。在整个过程中一级负压传感器320和二级负压传感器335测量多级过滤单元312中的压力,一级负压传感器320测量的是多级过滤单元312入口处的压力,二级负压传感器335测量的是多级过滤单元312出口处的压力,且各传感器将压力值传输给控制器336,控制器336根据设定的压力值控制负压泵333开闭时间来维持多级过滤单元312内压力的恒定。由于在工作过程中产生的压力会不断变化,出于安全考虑,还可设置压力表,实时观测内部压力,起到安全和监测工艺流程的目的。
具体地,多级过滤单元312包括从上至下依次连接的入口337、上端盖338、过滤腔344、下端盖342和出口347,由上端盖338、过滤腔344和下端盖342组成的腔室内从上至下依次设有一级过滤单元339、二级过滤单元340、三级过滤单元341和四级过滤单元346,将腔室分为五个区间,过滤腔344上还设有腔室连通的取液口345,取液口345连通三级过滤单元341和四级过滤单元346之间的区间,取液口345在不使用时处于封闭状态,避免腔室内液体泄漏。上端盖338和过滤腔344连接处还设有上端盖密封圈343进行密封。
本实施例中,外泌体制备单元30主要用于获得大于等于40nm且小于150nm范围内的外泌体浓缩液,一级过滤单元339的过滤孔径为450nm,二级过滤单元340的过滤孔径为220nm、三级过滤单元341的过滤孔径为150nm、四级过滤单元346的过滤孔径为40nm,各过滤单元的孔径可以根据实际需求进行更改。在压力的驱动下,外泌体从入口337流入,经过一级过滤单元339、二级过滤单元340、三级过滤单元341和四级过滤单元346,最后从出口347流出进入二号储液罐318。通过一级过滤单元339时,大于等于450nm的大分子颗粒被挡在了第一个区间,通过二级过滤单元340时,大于等于220nm的大分子颗粒被挡在了第二个区间,通过三级过滤单元341时,大于等于150nm的大分子颗粒被挡在了第三个区间,通过四级过滤单元346时,小于40nm的大分子颗粒被排出流入二号储液罐318,在三级过滤单元341和四级过滤单元346之间的这个区间留下来的液体为包含外泌体的浓缩液,从取液口345取出该区间内的部分可进行离心提取。
各级过滤单元结构基本相同,均包括过滤膜固定架348、过滤膜保持架349、过滤膜350和密封圈352,过滤膜保持架349为圆形,一端开设有圆形凹槽,凹槽底部开设有多个用于漏液的通孔,外环上开设有环形槽,环形槽上环绕有密封圈352,凹槽内安装有过滤膜固定架348和覆盖各通孔的过滤膜350,过滤膜350由过滤膜固定架348和过滤膜保持架349之间的固定连接进行夹紧。区别在于,一级过滤单元339、二级过滤单元340、三级过滤单元341和四级过滤单元346的过滤膜350过滤孔径不同,本实施例中过滤孔径分别对应为450nm、220nm、150nm和40nm,还可根据实际需求进行调整,如根据需要依次增设或减少的过滤单元数量,或增加或减少各成分的过滤次数。多级过滤单元312的外形为圆柱形,还可为多棱柱体等。外泌体依次经过各级过滤单元确保进行多级浓缩。
如图19-22所示,离心提取单元50用于外泌体浓缩液的成分分离提取,包括离心机和至少一个离心管504。本实施例中504离心机可最多一次性容纳十二个离心管504,且离心机包括离心机外壳507和保护盖子505,两者相互铰接且可形成封闭箱体,离心机外壳507为圆形壳体,保护盖子505为透明半球形外壳且可相对离心机外壳507进行开合,离心机外壳507的下壁内侧安装有电机支撑架502,电机支撑架502为中空的锥台形筒体,开口朝下,其上壁内侧固定有高速电机503,高速电机503的转动轴穿过电机支撑架502的上壁内侧连接有连接座501,连接座501上固连有离心管固定架506,离心管固定架506上沿环向开设有十二个用于放置离心管504的孔位,离心机外壳507的侧壁还开设有电源接口508,用于通电。
在一实施例中,如图20、21所示,离心管504包括相互连接的离心管盖541和离心管主体542,连接方式可采用扣合或螺纹连接,离心管主体542包括粗管544,粗管544的中部开设有内管546,内管546连通至粗管544的底面且高度小于粗管544的高度,内管546的上部连接有锥形分液角545,分液角545的大端直径小于粗管544的内壁直径,粗管544和内管546之间环向分布有多个垂直于底面的细管547,细管547与粗管544的内腔连通,外泌体浓缩液可沿分液角545流入细管547,粗管544的侧壁外侧开设有多个环形容纳槽,粗管544的侧壁上还在各容纳槽开设有多个环向分布的取样孔548,取样孔548对应贯穿至细管547,容纳槽内嵌入弹性取样环543,取样环543为弹性好、硬度适当且无毒耐高温的软体材质,如硅胶、橡胶等,进一步地可与医学上常用的注射器抽吸的瓶装药剂上的瓶塞材质相同,可在针头抽取内部成分后恢复封闭状态,避免漏液,取样环543的侧壁内侧还可连接有多个圆柱形凸起,凸起与取样孔548一一对应填入进行堵塞,进一步防止漏液,且取样环543的侧壁外侧还可设有与取样孔548对应的标记,该标记可为凸台或色标,便于针头快速插入进行抽吸取液。
在另一实施例中,如图22所示,离心管504的内部为用于容纳液体的单管结构,离心管504包括相互连接的离心管盖541和离心管主体542,连接方式可采用扣合或螺纹连接,离心管主体542的内腔呈阶梯状,由上至下依次为相互连通的大圆孔段、锥孔段和细管547。注入离心管504中的液体可在锥孔段的作用下快速汇入细管547。离心管主体542的侧壁外侧开设有多个环形容纳槽,并在各容纳槽开设有取样孔548,取样孔548对应贯穿至细管547,容纳槽内嵌入弹性取样环543,取样环543为橡胶材质,可在针头抽取内部成分后恢复封闭状态,避免漏液,取样环543的侧壁内侧还可连接有多个圆柱形凸起,凸起与取样孔548一一对应填入进行堵塞,进一步防止漏液,且取样环543的侧壁外侧还可设有与取样孔548对应的标记,该标记可为凸台或色标,便于针头快速插入进行抽吸取液。
外泌体的离心提取过程如下:
采用图20、21所示或图22所示的离心管504,打开离心管盖541,将从外泌体制备单元30中过滤得到的大于等于40nm且小于150nm范围内的外泌体浓缩液放入离心管主体542中,盖上离心管盖541。将外泌体浓缩液倒入离心管504后流入细管547中,由于气泡的存在,外泌体浓缩液不会装满细管547,便于离心。打开离心机的保护盖子505,将离心管504放入离心机中,开启离心机进行离心处理,在离心力的作用下,外泌体浓缩液进入细管547并进行分层,根据密度的从大至小,依次由下向上排列。根据需要选定相应层位置,将针头依次插入对应的取样环543和取样孔548提取所需材料即可。本实施例中经离心机离心后得到底部的沉淀物为外泌体,通过注射器抽取离心管504中的外泌体进行研究或临床应用。
该离心管504采用密封取材,每次提取针头仅抽取对应材料,不会相互影响,大大减少了污染的可能性,抽取方便快捷,有助于提高检测质量或应用效果。且在低速的情况下就能得到外泌体,避免了超高速离心十几万转才能获得外泌体的问题,降低了对设备性能的要求,同时大大降低成本。且通过多级过滤后得到的外泌体能够在低速离心下就能获得,大大降低了提取外泌体的门槛。
需要说明的是,离心机的离心管504容纳数量可任意调整,离心管504还可直接对从脂肪干细胞培养过程中收集的培养液进行外泌体提取,或应用于其它液体成分的分离提取,且离心机和离心管504还可分别采用现有技术中的设备。
本申请中的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其干湿分离单元10、脂肪破碎与细胞提取单元20、外泌体制备单元30和离心提取单元50之间的连接关系可为实体连接,如各单元之间采用管路连接,并通过泵体进行抽吸完成对应物质在单元之间的转移,还可为工艺上的虚拟连接,如通过人工辅助操作如采用注射器抽吸进行对应物质的转移。
实施例2:
如图14-18所示,基于实施例1,本实施例自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置的区别在于仅对外泌体制备单元30进行替换,该外泌体制备单元30采用正压过滤的方式进行过滤,在过滤的过程中,内部的压力不但可以保持恒定,还可以往复的流动冲刷过滤膜,达到提高过滤效果,缩短过滤时间的目的,可大量提取外泌体,适用于商业量产。
本实施例中,外泌体制备单元30为对外泌体进行两级过滤的装置。具体地,外泌体制备单元30包括底板443,底板443上安装有方形罩壳和位于方形罩壳外且自左至右并排分布的三个罐固定架421,罐固定架421为截面为L形的环形框,自左至右依次对应套入有脂肪原液罐411、第一级过滤罐412和第二级过滤罐420,分别对对应的罐体进行限位。脂肪原液罐411上设有进液口442、出液口444和透气孔445,第一级过滤罐412上设有第一级取液口409、第一级透气孔410和第一级过滤罐出液口422,第二级过滤罐420上设有第二级透气孔418、第二级取液口419和第二级出液口438。底板443上且位于罩壳内还安装有开关电源430和至少一个电机驱动器439。罩壳可为分体式结构,如包括由前至后依次连接的后面板440、密封板441和前面板417,均通过对应的面板固定螺孔401进行螺钉连接,且后面板440和密封板441之间、密封板441和前面板417之间还可一体成型。前面板417上安装有触摸屏404,便于观察及操作,且前面板417上还开设有多个传感器数据接口406,分别与四个上限位传感器423和四个下限位传感器425连接,传感器用于限位和安全保护。后面板440的内壁连接有风扇424、控制器428和总电源451,风扇424用于散热。后面板440的内壁自左至右还并排安装固定有第一动力单元431、第二动力单元432、第三动力单元433和第四动力单元437,两个动力单元为一组,如左边两个动力单元为一组,右边两个动力单元为一组,共两组,各动力单元结构相同,均包括驱动电机429、丝杠螺母机构和注射器403,驱动电机429通过联轴器427与丝杠螺母机构的丝杆连接,丝杠螺母机构的螺母连接有压块402,压块402与注射器403的活塞杆连接,注射器403固定在前面板417的外壁上,丝杠螺母机构的两端分别通过上轴承固定架434和下轴承固定架426与后面板440的内壁直接连接或通过中间件进行转接,驱动电机429带动丝杆转动从而实现注射器403的活塞杆的上下运动进行抽吸动作。且后面板440的内壁上还分别对应各动力单元设有上限位传感器423和下限位传感器425,用于限定各动力单元的上下极限位置,提高安全性。丝杠螺母机构的螺母还连接有导向机构,如在右侧设有导向单元435和导向滑块436,导向单元435固定在后面板440上,可为导轨或导向杆,螺母与导向滑块436连接,导向滑块436沿导向单元435上下运动进行导向,保持工作顺畅。开关电源430通过电缆与电机驱动器439、上限位传感器423和下限位传感器425连接,电机驱动器439和驱动电机429通过电缆连接,开关电源430可进行交流电转直流电,当电机429启动时通过限位传感器将检测信号传给控制器428,再由控制器428控制电机驱动器439运转驱动电机429的启停。两组动力单元的工作可使外泌体保持最佳流量进行整套过滤。
前面板417的外壁还自左至右并排安装有两个过滤器托架414,左侧过滤器托架414上安装有第一级过滤器413,右侧过滤器托架414上安装有第二级过滤器415。第一级过滤器413上设有第一级压力传感器446、第一级施压口447、第一级稳压口448和第一进液口453,第一级过滤器413下设有第一级过滤器出液口408,第一级压力传感器446用于测量第一级过滤器413内部压力,第二级过滤器415上设有第二级压力传感器452、第二级施压口449、第二级稳压口450和第二进液口454,第二级过滤器415下设有第二级过滤器出液口416,第二级压力传感器452用于测量第二级过滤器415内部压力。第一级过滤器413过滤大于等于150nm的外泌体,第二级过滤器415过滤大于等于40nm的外泌体。第一级过滤器413和第二级过滤器415结构组成相同,区别在于过滤的外泌体的孔径大小不同。
脂肪原液罐411的出液口444通过进水管407与第一级过滤器413的第一进液口453连接,第一动力单元431的注射器与第一级过滤器413的第一级施压口447连接,第二动力单元432的注射器与第一级过滤器413的第一级稳压口448连接,第一级过滤器413的第一级过滤器出液口408与第一级过滤罐412的第一级取液口409连接,第一级过滤罐412的第一级过滤罐出液口422与第二级过滤器415的第二进液口454连接,第三动力单元433的注射器与第二级过滤器415的第二级稳压口450连接,第四动力单元437的注射器与第二级过滤器415的第二级施压口449连接,第二级过滤器415的第二级过滤器出液口416与第二级过滤罐420的第二级取液口419连接,连接方式均为管路连接,且出液口444与第一进液口453之间、第一级过滤罐出液口422与第二进液口454之间、第一级过滤器出液口408与第一级取液口409之间、第二级过滤器出液口416与第二级取液口419之间连接的管路上均串接有第二单向阀405,第二单向阀405可保证注射器抽吸或推射时液体不会回流,保证对应的罐体或过滤器的室内压力,便于提高过滤速度。透气孔445、第一级透气孔410和第二级透气孔418与外界连通均用于透气,使各动力单元可独立运动。
第一级过滤器413包括同轴依次设置的上压板455、过滤膜460、过滤膜支架457和下压板456,过滤膜460和过滤膜支架457夹持于上压板455和下压板456之间,并将上压板455和下压板456形成的腔室分割为两个区间,第一级压力传感器446、第一级施压口447、第一级稳压口448和第一进液口453均位于上压板455上并与腔室连通,第一级过滤器出液口408位于下压板456上并与腔室连通,过滤膜支架457上还开设有多个透液孔,第二级过滤器415和第一级过滤器413结构相同。上压板455和过滤膜460之间还设有第二压圈459,且上压板455上在与第二压圈459接触部位设有同轴的环形凸台,下压板456和过滤膜支架457之间还设有第一压圈458,且下压板456上在与第一压圈458接触部位设有同轴的环形凸台,过滤膜支架457上在与第一压圈458接触部位同样设有同轴的环形凸台,第一压圈458和第二压圈459均与过滤膜460同轴设置且位于过滤膜460的边缘,各环形凸台截面形状可为任意形状,优选圆弧形,在上压板455和下压板456的夹持作用下,环形凸台和压圈的配合设置更加有利于密封,提高密封稳定性,避免液体泄漏。具体地,如图18所示,过滤膜支架457的上表面开设有多个环形凹槽,下表面开设有多个与环形凹槽对应贯通的透液孔,避免堵塞,有助于提高过滤速度,从第一进液口453进入上压板455所围腔室区间内的液体先通过过滤膜460过滤后进入环形凹槽内,再通过透液孔进入下压板456所围腔室区间内,随后通过第一级过滤器出液口408流出,过滤膜460为尼龙过滤膜,各级过滤器对应的过滤膜460的孔径不同,如本实施例中第一级过滤器413和第二级过滤器415的过滤膜460孔径分别为150nm和40nm,用于分离出大于等于40nm且小于150nm范围内的外泌体浓缩液。各过滤器托架414上还安装有夹紧装置,夹紧装置用于压紧对应过滤器使其保持密封状态,夹紧装置可采用本领域技术人员采用的常规技术,如采用楔形机构或通过螺钉向下顶紧上压板455等,通过过滤器托架414和夹紧机构配合夹紧对应过滤器,便于快速拆卸过滤器,对其进行维修、替换或清理。且各过滤器还可直接通过螺钉连接夹紧对应的过滤膜460,并通过螺钉连接固定在对应过滤器托架414上。
需要说明的是,各动力单元还可安装在前面板417上,且各动力单元还可替换为其他用于实现直线运动的传动机构,如气缸等。当要进行多级过滤,如采用三级过滤时,只需再串联一组动力单元、一个过滤罐和一个过滤器及其对应的连接管路即可,此时第二级过滤罐420的第二级出液口438可与新增过滤器的进液口通过管路对应连接,其他对应结构可选择性增设,如电机驱动器等,并通过改变过滤器结构的过滤孔径大小,即可达到进一步过滤的目的。
外泌体制备单元30的工作过程如下:
开启总电源451,将从干湿分离单元10获得的混合液体,或者是从脂肪干细胞培养过程中收集的培养液从进液口442注入脂肪原液罐411中。启动第一动力单元431,第一动力单元431的注射器进行抽吸运动,脂肪原液罐411中的液体通过进水管407进入第一级过滤器413,并被吸取至第一动力单元431的注射器中,吸满后压下将液体再排入第一级过滤器413。随着第一动力单元431的注射器吸取的液体越来越多,第一级过滤器413中的压力增大,第一级压力传感器446测量第一级过滤器413的内部压力并将数据传输给控制器428,控制器428控制第二动力单元432启动,第二动力单元432的注射器运动来调节第一级过滤器413中的压力,使得液体在第一级过滤器413的过滤膜460上反复的运动,冲刷沉积在过滤膜460上的大分子,提高过滤速度,这样反复的运动使得脂肪原液罐411中的液体被快速过滤完流入第一级过滤罐412;启动第三动力单元433,第三动力单元433的注射器抽吸第一级过滤罐412中的液体进入第二级过滤器415。随着第三动力单元433的注射器吸取的液体越来越多,导致在第二级过滤器415的压力增大,第二级压力传感器452测量到压力并将数据传输给控制器428,控制器428控制第四动力单元437启动,第四动力单元437的注射器运动来调节第二级过滤器415中的压力,同时使得液体在第二级过滤器415的过滤膜460上反复的运动,冲刷沉积在过滤膜460上的大分子,保证过滤的速度提高,这样反复的运动使得第一级过滤罐412中的液体被快速过滤完流入第二级过滤罐420。本实施例中,第一级过滤器413的过滤膜460为150nm孔径的膜,过滤掉大于等于150nm的颗粒,在第二级过滤器415的过滤膜460为40nm孔径的膜,过滤掉大于等于40nm的颗粒,脂肪原液罐411中的液体经过第一级过滤器413过滤后,大于等于40nm且小于150nm范围内的外泌体浓缩液到达第一级过滤罐412。然后第一级过滤罐412的液体经过第二级过滤器415过滤后,小于40nm的外泌体浓缩液到达第二级过滤罐420。该装置用于获得大于等于40nm且小于150nm范围内的外泌体浓缩液。需要说明的是,通过增设串联的过滤器及其配套结构,有助于提高过滤分离效率,如当为四级过滤时,由第一级至第四级的过滤器的过滤膜460孔径可分别为450nm、220nm、150nm和40nm,亦可获得大于等于40nm且小于150nm范围内的外泌体浓缩液。
实施例3:
如图23所示,一种自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法,基于实施例1或实施例2,为自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法的工艺流程,自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法包括如下步骤:
步骤一、打开干湿分离单元10的上盖12,将抽吸的自体脂肪注入最上方的过滤盒内,抽吸的自体脂肪经不同的过滤盒进行分离,由上至下依次获得结缔组织、脂肪和混合液体。
步骤二、将步骤一获得的结缔组织或脂肪放入脂肪破碎与细胞提取单元20的第二容置罐227中,启动电源,第一容置罐226中的清洗液在第一柱塞泵206的作用下进入第二容置罐227中并对结缔组织或脂肪进行冲刷清洗,并出现分层,下层清洗液在第七柱塞泵203的作用下排出至第三容置罐229,清洗及排出过程重复操作多次,第二容置罐227中余留的物质在第二柱塞泵212的作用下到达一级破碎器223,经一级破碎器223破碎后在第三柱塞泵210的作用下到达二级破碎器219,经二级破碎器219破碎后在第四柱塞泵209的作用下到达三级破碎器216,经三级破碎器216破碎后在第四柱塞泵209的作用下到达第六容置罐234,获得填充颗粒或脂肪颗粒。
步骤三、根据步骤二,第四容置罐230中的酶在第五柱塞泵208的作用下进入第六容置罐234,并对第六容置罐234中的脂肪颗粒进行消化分离出脂肪干细胞,分离达到预定程度后,第五容置罐233的血清培养基在第六柱塞泵207的作用下进入第六容置罐234,终止酶对第六容置罐234中脂肪颗粒的消化,当消化作用终止完成后,第一容置罐226的清洗液在第四柱塞泵230的作用下进入第六容置罐234中进行冲刷清洗,并出现分层,下层清洗液在第八柱塞泵240的作用下排出至第三容置罐229,将第六容置罐234中余留的脂肪干细胞转移至外界的培养皿中进行扩增培养获得大量干细胞或含外泌体的培养液。
步骤四、根据步骤二,将第六容置罐234中带脂肪颗粒的液体抽吸入第二容置罐227中,不再进行清洗及排出过程操作,第二容置罐227中的物质在第二柱塞泵212的作用下到达一级破碎器223,经一级破碎器223破碎后在第三柱塞泵210的作用下到达二级破碎器219,经二级破碎器219破碎后在第四柱塞泵209的作用下到达三级破碎器216,经三级破碎器216破碎后在第四柱塞泵209的作用下到达第六容置罐234,重复上述三级破碎操作至少一次,在第六容置罐234中获得血管基质组分。
步骤五、将从步骤一中获得的混合液体,或从步骤三中的脂肪干细胞培养过程中收集的培养液加入外泌体制备单元30中的一个储液罐中,启动电源,抽吸机构将该储液罐中的液体通过过滤机构过滤后转移至另一储液罐,获得外泌体浓缩液。
步骤六、将步骤五获得的外泌体浓缩液或步骤三收集的培养液放入离心管504,将离心管504放入离心机,启动电源,离心机带动离心管504转动对外泌体浓缩液或培养液进行离心分离,在离心力的作用下,离心管504中的成分根据密度从大至小采用由下向上分层排列,取出离心管504进行抽吸取样。
需要说明的是,在实际应用过程中可根据实际需求执行所需操作步骤,如当需要获得填充颗粒或脂肪颗粒时,执行步骤一和步骤二;当需要获得脂肪干细胞及其含外泌体的培养液时,执行步骤一、步骤二和步骤三;当需要获得血管基质组分时执行步骤一、步骤二和步骤四;当需要获得外泌体浓缩液时,执行步骤一和步骤五、或执行步骤一、步骤二、步骤三和步骤五;当需要获得外泌体时,执行步骤一、步骤五和步骤六、或执行步骤一、步骤二、步骤三、步骤五和步骤六。
本方法可用于制备填充颗粒、脂肪颗粒、血管基质组分SVF、脂肪干细胞或外泌体等,制备提取成分种类全、提取效率高、自动化程度高,可高效利用自体脂肪;并充分保持制备提取的成分活力,减少产生污染的可能性,适用于临床应用或商业量产。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请描述较为具体和详细的实施例,但并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,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:包括干湿分离单元(10)、脂肪破碎与细胞提取单元(20)、外泌体制备单元(30)和离心提取单元(50),其中:
所述干湿分离单元(10),包括相互扣合的分离盒(11)和上盖(12),所述分离盒(11)内放置有多个过滤网格尺寸不同的过滤盒,所述过滤盒按照过滤网格尺寸由大至小的顺序由上至下依次放置,用于对抽吸的自体脂肪进行过滤,并获得结缔组织、脂肪和混合液体;
所述脂肪破碎与细胞提取单元(20),包括依次通过管路连接的用于容纳清洗液的第一容置罐(226)、第一柱塞泵(206)、用于容纳待处理物质的第二容置罐(227)、第二柱塞泵(212)、一级破碎器(223)、第三柱塞泵(210)、二级破碎器(219)、第四柱塞泵(209)、三级破碎器(216)、用于容纳目标物质的第六容置罐(234)、第六柱塞泵(207)和用于容纳血清培养基的第五容置罐(233),所述脂肪破碎与细胞提取单元(20)还包括第七柱塞泵(203)、用于容纳废液的第三容置罐(229)、第五柱塞泵(208)、用于容纳酶的第四容置罐(230)和第八柱塞泵(240),所述第六容置罐(234)、第五柱塞泵(208)和第四容置罐(230)依次通过管路连接,所述第六容置罐(234)、第四柱塞泵(209)和第一容置罐(226)依次通过管路连接,所述第二容置罐(227)、第七柱塞泵(203)和第三容置罐(229)依次通过管路连接,所述第三容置罐(229)、第八柱塞泵(240)和第六容置罐(234)依次通过管路连接,各所述柱塞泵连接的不同管路上均串接有防逆流的单向阀,所述第二容置罐(227)容纳的待处理物质为从所述干湿分离单元(10)获得的结缔组织或脂肪,所述第六容置罐(234)容纳的目标物质为由结缔组织破碎得到的填充颗粒、以及由脂肪破碎得到的脂肪颗粒或脂肪干细胞或血管基质组分;
所述外泌体制备单元(30)包括抽吸机构、多个储液罐和过滤机构,其一所述储液罐用于容纳从所述干湿分离单元(10)获得的混合液体或从所述脂肪破碎与细胞提取单元(20)中提取的脂肪干细胞分泌的外泌体,所述抽吸机构将该所述储液罐中容纳的混合液体或外泌体通过所述过滤机构过滤后转移至另一所述储液罐,经过分级过滤得到外泌体浓缩液;
所述离心提取单元(50),包括离心机和至少一个离心管(504),所述离心管(504)位于所述离心机内并与所述离心机可拆卸连接,所述离心管(504)用于容纳从所述外泌体制备单元(30)获得的外泌体浓缩液,工作状态时,所述离心机带动所述离心管(504)转动对外泌体浓缩液进行离心分离;
所述离心管(504)包括相互连接的离心管盖(541)和离心管主体(542),所述离心管主体(542)包括底面连通的粗管(544)和内管(546),所述内管(546)套设于所述粗管(544)内,所述内管(546)上连接有锥形分液角(545),所述粗管(544)和内管(546)之间环向分布有多个细管(547),所述细管(547)与所述粗管(544)的内腔连通,所述粗管(544)的侧壁外侧还开设有多个环形容纳槽,所述容纳槽上开设有多个环向分布的取样孔(548),各所述取样孔(548)贯穿至对应所述细管(547),所述容纳槽内还套设有弹性取样环(543);
或所述离心管(504)包括相互连接的离心管盖(541)和离心管主体(542),所述离心管主体(542)的内腔呈阶梯状,由上至下依次为相互连通的大圆孔段、锥孔段和细管(547),所述离心管主体(542)的侧壁外侧还开设有多个环形容纳槽,所述容纳槽上开设有贯穿至所述细管(547)的取样孔(548),所述容纳槽内还套设有弹性取样环(543)。
2.如权利要求1所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述分离盒(11)内由上至下依次放置有两个过滤盒,分别为初级过滤盒(13)和二次过滤盒(14),所述初级过滤盒(13)和所述二次过滤盒(14)将所述分离盒(11)划分为三个区间,所述初级过滤盒(13)和所述二次过滤盒(14)的过滤网格均为长方形网孔,所述二次过滤盒(14)内还放置有精细过滤网(15),所述精细过滤网(15)的过滤网格为圆形网孔。
3.如权利要求1所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述外泌体制备单元(30)包括两个所述储液罐,分别为一号储液罐(308)和二号储液罐(318),还包括负压泵(333),所述抽吸机构包括直线运动机构(319)和柱塞泵(322),所述直线运动机构(319)带动所述柱塞泵(322)的柱塞运动,所述过滤机构为多级过滤单元(312),所述一号储液罐(308)、柱塞泵(322)、多级过滤单元(312)、负压泵(333)和二号储液罐(318)依次通过管路连接,工作状态时,所述柱塞泵(322)将所述一号储液罐(308)中由所述干湿分离单元(10)获得的混合液体或由脂肪干细胞进行培养获得的外泌体通过所述多级过滤单元(312)过滤后转移至所述二号储液罐(318)中。
4.如权利要求3所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述多级过滤单元(312)包括依次连接且内部连通的入口(337)、上端盖(338)、过滤腔(344)、下端盖(342)和出口(347),由所述上端盖(338)、过滤腔(344)和下端盖(342)组成的腔室内,沿液体流动方向依次设有一级过滤单元(339)、二级过滤单元(340)、三级过滤单元(341)和四级过滤单元(346),共将腔室分为五个区间,所述过滤腔(344)上还设有取液口(345),所述取液口(345)连通所述三级过滤单元(341)和四级过滤单元(346)之间的区间;
各级所述过滤单元均包括过滤膜固定架(348)、过滤膜保持架(349)、过滤膜(350)和密封圈(352),所述过滤膜固定架(348)一面设有多个用于漏液的通孔,所述密封圈(352)套设于所述过滤膜保持架(349)的外环侧,所述过滤膜(350)夹持于所述过滤膜固定架(348)和过滤膜保持架(349)之间,所述一级过滤单元(339)、二级过滤单元(340)、三级过滤单元(341)和四级过滤单元(346)的过滤膜(350)的过滤孔径依次减小。
5.如权利要求4所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述直线运动机构(319)为丝杠螺母机构,所述直线运动机构(319)的螺母与所述柱塞泵(322)的柱塞连接,所述多级过滤单元312的入口(337)和出口(347)还分别设有稳压装置。
6.如权利要求1所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述外泌体制备单元(30)包括三个所述储液罐,分别为脂肪原液罐(411)、第一级过滤罐(412)和第二级过滤罐(420),所述抽吸机构包括第一动力单元(431)、第二动力单元(432)、第三动力单元(433)和第四动力单元(437),所述过滤机构包括第一级过滤器(413)和第二级过滤器(415);
各所述动力单元结构相同,均包括驱动电机(429)、丝杠螺母机构和注射器(403),所述驱动电机(429)与所述丝杠螺母机构的丝杆连接,所述丝杠螺母机构的螺母与所述注射器(403)的活塞杆连接,所述驱动电机(429)带动所述丝杠螺母机构运动进而实现注射器(403)的活塞杆上下运动;
所述脂肪原液罐(411)上设有进液口(442)、出液口(444)和透气孔(445),所述第一级过滤罐(412)上设有第一级取液口(409)、第一级透气孔(410)和第一级过滤罐出液口(422),所述第二级过滤罐(420)上设有第二级透气孔(418)、第二级取液口(419)和第二级出液口(438),所述第一级过滤器(413)上设有第一级压力传感器(446)、第一级施压口(447)、第一级稳压口(448)和第一进液口(453),所述第一级过滤器(413)下设有第一级过滤器出液口(408),所述第二级过滤器(415)上设有第二级压力传感器(452)、第二级施压口(449)、第二级稳压口(450)和第二进液口(454),所述第二级过滤器(415)下设有第二级过滤器出液口(416);
所述脂肪原液罐(411)的出液口(444)与所述第一级过滤器(413)的第一进液口(453)之间、所述第一动力单元(431)的注射器(403)与所述第一级过滤器(413)的第一级施压口(447)之间、所述第二动力单元(432)的注射器(403)与所述第一级过滤器(413)的第一级稳压口(448)之间、所述第一级过滤器(413)的第一级过滤器出液口(408)与所述第一级过滤罐(412)的第一级取液口(409)之间、所述第一级过滤罐(412)的第一级过滤罐出液口(422)与所述第二级过滤器(415)的第二进液口(454)之间、所述第三动力单元(433)的注射器(403)与所述第二级过滤器(415)的第二级稳压口(450)之间、所述第四动力单元(437)的注射器(403)与所述第二级过滤器(415)的第二级施压口(449)之间、所述第二级过滤器(415)的第二级过滤器出液口(416)与所述第二级过滤罐(420)的第二级取液口(419)之间均为管路连接,所述出液口(444)与所述第一进液口(453)之间、所述第一级过滤罐出液口(422)与所述第二进液口(454)之间、所述第一级过滤器出液口(408)与所述第一级取液口(409)之间、所述第二级过滤器出液口(416)与所述第二级取液口(419)之间连接的管路上均串接有防逆流的第二单向阀(405)。
7.如权利要求6所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述第一级过滤器(413)包括依次设置的上压板(455)、过滤膜(460)、过滤膜支架(457)和下压板(456),所述过滤膜(460)和过滤膜支架(457)夹持于所述上压板(455)和下压板(456)之间,并将所述上压板(455)和下压板(456)形成的腔室分割为两个区间,所述第一级压力传感器(446)、第一级施压口(447)、第一级稳压口(448)和第一进液口(453)均位于所述上压板(455)上并与腔室连通,所述第一级过滤器出液口(408)位于所述下压板(456)上并与腔室连通,所述过滤膜支架(457)上还开设有多个透液孔,所述第二级过滤器(415)和所述第一级过滤器(413)结构相同。
8.一种自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法,基于权利要求1-7任一所述的自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取装置,其特征在于:所述自体脂肪多成分全自动分离、制备与提取方法包括如下步骤:
步骤一、打开所述干湿分离单元(10)的上盖(12),将抽吸的自体脂肪注入最上方的所述过滤盒内,抽吸的自体脂肪经不同的所述过滤盒进行分离,由上至下依次获得结缔组织、脂肪和混合液体;
步骤二、将步骤一获得的结缔组织或脂肪放入所述脂肪破碎与细胞提取单元(20)的第二容置罐(227)中,启动电源,所述第一容置罐(226)中的清洗液在所述第一柱塞泵(206)的作用下进入所述第二容置罐(227)中并对结缔组织或脂肪进行冲刷清洗,并出现分层,下层清洗液在所述第七柱塞泵(203)的作用下排出至所述第三容置罐(229),清洗及排出过程重复操作多次,所述第二容置罐(227)中余留的物质在所述第二柱塞泵(212)的作用下到达所述一级破碎器(223),经所述一级破碎器(223)破碎后在所述第三柱塞泵(210)的作用下到达所述二级破碎器(219),经所述二级破碎器(219)破碎后在所述第四柱塞泵(209)的作用下到达所述三级破碎器(216),经所述三级破碎器(216)破碎后在所述第四柱塞泵(209)的作用下到达所述第六容置罐(234),获得填充颗粒或脂肪颗粒;
步骤三、根据步骤二,所述第四容置罐(230)中的酶在所述第五柱塞泵(208)的作用下进入所述第六容置罐(234),并对所述第六容置罐(234)中的脂肪颗粒进行消化分离出脂肪干细胞,分离达到预定程度后,所述第五容置罐(233)的血清培养基在所述第六柱塞泵(207)的作用下进入所述第六容置罐(234),终止酶对所述第六容置罐(234)中脂肪颗粒的消化,当消化作用终止完成后,所述第一容置罐(226)的清洗液在所述第四柱塞泵(230)的作用下进入所述第六容置罐(234)中进行冲刷清洗,并出现分层,下层清洗液在所述第八柱塞泵(240)的作用下排出至所述第三容置罐(229),将所述第六容置罐(234)中余留的脂肪干细胞转移至外界的培养皿中进行扩增培养获得大量干细胞或含外泌体的培养液;
步骤四、根据步骤二,将所述第六容置罐(234)中带脂肪颗粒的液体抽吸入所述第二容置罐(227)中,不再进行清洗及排出过程操作,所述第二容置罐(227)中的物质在所述第二柱塞泵(212)的作用下到达所述一级破碎器(223),经所述一级破碎器(223)破碎后在所述第三柱塞泵(210)的作用下到达所述二级破碎器(219),经所述二级破碎器(219)破碎后在所述第四柱塞泵(209)的作用下到达所述三级破碎器(216),经所述三级破碎器(216)破碎后在所述第四柱塞泵(209)的作用下到达所述第六容置罐(234),重复上述三级破碎操作至少一次,在所述第六容置罐(234)中获得血管基质组分;
步骤五、将从步骤一中获得的混合液体,或从步骤三中的脂肪干细胞培养过程中收集的培养液加入所述外泌体制备单元(30)中的一个所述储液罐中,启动电源,所述抽吸机构将该所述储液罐中的液体通过所述过滤机构过滤后转移至另一所述储液罐,获得外泌体浓缩液;
步骤六、将步骤五获得的外泌体浓缩液或步骤三收集的培养液放入所述离心管(504),将所述离心管(504)放入所述离心机,启动电源,所述离心机带动所述离心管(504)转动对外泌体浓缩液或培养液进行离心分离,在离心力的作用下,所述离心管(504)中的成分根据密度从大至小采用由下向上分层排列,取出所述离心管(504)进行抽吸取样。
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