CN113660961A - 细胞分离装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

公开了细胞分离系统和细胞分离方法。在实施例中，细胞分离系统包括非暂时性存储装置，其包括与离心程序相关联的多个逻辑，其中执行离心程序将细胞团块与生物材料团块分离；被电耦合到电源的加热机构；约束机构；被可拆卸地联接到约束机构的组件，其中该组件包括：单壁碗，其包括产物储存器、被包含在产物储存器内的多个细胞集中区域、消化区域、废物储存器和中心柱，该中心柱包括被可拆卸地联接到产物储存器的通道管、安装板以及对准机构，该对准机构被联接到碗以在第一组件被联接到约束机构时限制安装板的移动。

Description

细胞分离装置及使用方法
相关申请信息
无。
背景技术
细胞治疗和组织工程正朝着修复和恢复受损或病变组织和器官的临床应用发展。具体而言，组织移植物的发展促进了手术的发展，包括心脏和周围血管手术、肢体组织修复、牙科应用以及兽医手术。移植物和其它基于细胞的产物可以通过从人类或动物组织中分离和/或培养细胞而形成。
内皮细胞播种的一个潜在来源是微血管内皮细胞(MVEC)。Williams等人在其实验室中开创了新鲜分离和培养人、犬、兔、鼠、牛和猪内皮细胞、尤其是MVEC，以研究细胞功能。人类MVEC的来源是来自美容抽脂抽出的组织。根据细胞群的最终用途，使用了两种独立的人体脂肪MVEC分离方案。这些方案在分离的复杂性方面有所不同，从简单的、与手术室兼容的、用于立即铺覆人类或动物移植物的程序，到在MVEC随后将被培养的情况下的更复杂程序。
内皮细胞在建立非血栓形成的细胞衬里方面具有至关重要的作用。仍然需要一种在手术室环境中的合成移植物上生产内皮细胞衬里的有效且可靠的方法。希望用一种适合手术室环境、保持无菌屏障、易于使用、产生一致结果且价格低廉的器械在几分钟或几小时内在可渗透基质、支架或其它可渗透细胞基质材料中或其上实现快速细胞粘附。
附图说明
图1是根据本公开的某些实施例的细胞分离系统100的局部等距视图。
图2是根据本公开的某些实施例的单壁碗的局部剖视图。
图3A是根据本公开的某些实施例的单壁碗的局部俯视图。
图3B是根据本公开的某些实施例的单壁碗的前视图。
图3C是根据本公开的某些实施例的单壁碗的局部侧视图。
图4A是根据本公开的某些实施例的单壁碗的跨越该碗穿过团粒(pellet)集中区域的局部横截面图。
图4B是根据本公开的某些实施例的单壁碗的跨越该碗垂直穿过团粒集中区域的局部横截面图。
图5A是根据本公开的某些实施例的单壁碗组件102的局部分解视图。
图5B是根据本公开的某些实施例的单壁碗组件102的局部等距视图。
图6是根据本公开的某些实施例的安装板504和离心机组件132的部分剖视图。
图7是根据本公开的某些实施例的从诸如脂肪组织之类的生物材料中分离内皮细胞的方法。
发明内容
本公开的实施例描述了一种分离细胞的方法，包括：在细胞分离系统的消化区域中摇动(agitating)生物材料的团块和消化培养基的团块，以形成经消化的生物材料团块；将所述经消化的生物材料团块以约500G到约1000G的力离心约5分钟到约10分钟，以将经消化的团块分离成多个被集中的细胞团块和多个废物；将所述多个被集中的细胞团块收集在产物储存器中，其中，所述被集中的细胞团块包括以下材料，所述材料的直径小于过滤器的孔，使得所述材料能够通过所述过滤器进入细胞集中区域中；将所述多个废物隔离在废物储存器中，其中，所述废物储存器在所述碗中被与所述消化区域隔开，所述多个废物包括直径大于所述过滤器的孔的废物，并且不与所述被集中的细胞团块接触；从所述产物储存器中移走所述被集中的细胞团块。
本公开的实施例描述了一种细胞分离系统，包括：非暂时性存储装置，所述非暂时性存储装置包括与离心程序相关联的多个逻辑，其中，执行离心程序将细胞团块与生物材料团块分开；被电耦合到电源的加热机构；在所述加热机构附近的约束机构；被可拆卸地联接到所述约束机构的组件，其中，所述组件包括：单壁碗，所述单壁碗包括产物储存器、多个细胞集中区域、消化区域、废物储存器以及中心柱，所述中心柱包括被可拆卸地联接到所述产物储存器的通道管，安装板，其中，所述单壁碗被可拆卸地联接到所述安装板，对准机构，所述对准机构被联接到所述中心柱，以在所述通道管被联接到所述约束机构时限制所述通道管的移动，其中，在离心程序的第一状态中，所述组件被配置成绕着中心轴线以交替方式沿第一方向和沿第二方向旋转，并且所述加热机构被启用，以及其中，在离心程序的第二状态中，所述加热机构被停用，并且所述单壁碗被配置成绕着所述中心轴线沿单个方向旋转，以将多个废物与多个细胞分离。
本公开的实施例描述了一种细胞分离系统，包括：非暂时性存储装置，所述非暂时性存储装置包括与多个不同的离心程序相关联的多个逻辑，其中，当由处理器执行时；在消化区域中摇动生物材料的团块和消化培养基的团块，以形成经消化的生物材料团块；通过将所述经消化的生物材料团块以约500G到约1000G的力离心约5分钟到约10分钟使所述经消化的生物材料团块分离，以将经消化的团块分离成多个被集中的细胞团块和多个废物；将所述多个被集中的细胞团块收集在产物储存器中，其中，所述被集中的细胞团块包括以下材料，所述材料的直径小于过滤器的孔，使得所述材料能够通过所述过滤器进入细胞集中区域中；将所述多个废物隔离在废物储存器中，其中，所述废物储存器在所述碗中被与所述消化区域隔开，所述多个废物包括直径大于所述过滤器的孔的废物并且不与所述被集中的细胞团块接触；以及从所述产物储存器中移走所述被集中的细胞团块。
具体实施方式
内皮细胞被用于在合成移植物内建立非血栓形成的细胞衬里。因此，希望用一种适合手术室环境、保持无菌屏障、易于使用并产生一致移植结果的器械在几分钟或几小时内在可渗透基质(permeable matrix)、支架或其它可渗透细胞基材(permeable cellsubstrate material)中或其上实现快速细胞粘附。
目前，具有各种方法来满足这些要求，但成功率有限：(i)使用脱细胞组织材料；(ii)使用自组装机制，其中在诱导细胞外基质(ECM)合成的培养基中在组织培养塑料上培养细胞；(iii)使用合成的生物可降解聚合物，随后在模拟生理环境中将细胞播种并培养到该合成的生物可降解聚合物上；以及(iv)使用生物聚合物，诸如重组的I型胶原蛋白凝胶，其通过施加机械力以模拟生理环境来用组织细胞形成并压实。
本公开的实施例描述了使得能从脂肪组织中分离出大量内皮细胞并对合成移植物进行快速的细胞铺覆(cell sodding)的系统及方法，并且使得能在统包(turn-key)的、可在手术室使用的器械中实现细胞的自动化和粘附，以便对移植物进行快速铺覆。本公开的实施例除了用于植入移植物的衬垫外，还可能有其它应用。
本文讨论的系统及方法是细胞分离系统，其包括单壁碗，该单壁碗可以被形成为单件(没有接缝或焊接部)或者可以被形成为多件。单壁碗(“碗”)可以包括各种区域，所述各种区域包括中心柱，其容纳单个通道管(access tube)，该单个通道管被连接到产物储存器，以允许直接进入容纳所需最终产物的细胞集中区域。该碗还包括由多个内壁分开的消化区域和废物储存器，所述多个内壁可以与碗一体形成，或者可以是可分离的部件。内壁允许消化区域和废物区域分开，使得当碗被离心时，细胞分离过程会更快发生，并产生更纯净的最终产物。消化区域和废物区域的物理分开进一步允许消化区域被直接加热，以进一步帮助细胞分离过程。
单壁碗进一步包括绕着该碗的中心轴线周向布置的多个细胞集中区域，使得在离心期间引力将细胞从生物材料团块(volume)中分离出来。废物被收集在废物储存器中，并且细胞被收集在细胞集中区域中。碗进一步包括一个或多个过滤器或筛，其被连接到产物储存器，该产物储存器从碗的一端延伸到另一端，从一个细胞集中区域延伸到另一个细胞集中区域。产物储存器被与中心柱中的通道管相连，从而提供到被集中的细胞的通道。产物储存器还包括一个或多个筛支架，用于安置筛或过滤器，以防止废产物污染被集中的细胞产物。碗联接到安装板，该安装板通过弹簧锁定机构联接到约束机构。对准机构被联接到碗，使得其与安装板接合，碗的组件被布置在该安装板上。
在使用本文讨论的细胞分离系统的细胞分离的一个示例中，多个逻辑被存储在非暂时性存储装置(存储器)中，并且包括多个离心程序。多个程序中的每个程序包括可基于多个因素的指令，所述多个因素包括培养基类型和生物材料体积和/或目标细胞体积或目标细胞浓度。当被处理器执行时，每个程序通过本文讨论的多个状态启动细胞分离，从而自动移走分离的细胞并捕获和/或移除废物。这些程序可以在各方面不同和/或重叠，包括温度、时间、力以及从处置生物材料体积和培养基直到移走分离的细胞体积的总体程序长度(时间)。
在细胞分离系统的一个示例中，多种消化培养基(digestion media)和多种生物材料(一团块)被布置在碗中，尤其是在碗的混合和消化区域中。随后摇动碗，使其绕着中心轴线沿每个方向旋转，以使生物材料团块破裂，从而在离心期间实现分离。在摇动之前和/或摇动期间，可以通过加热机构对碗进行加热，加热机构产生的热量使在碗和安装板和/或约束机构之间的间隙中的空气被加热并循环。碗可以被从约25℃加热到约45℃，并且加热机构可以在摇动完成后关闭，使得细胞分离的剩余部分在室温(在约20℃到约25℃之间)下发生。
在摇动之后，执行离心。在离心期间，碗相对于约束机构自由旋转，对准机构被联接到碗且被联接到安装板，并且在一些实施例中被进一步联接到约束机构，该对准机构防止碗的一部分旋转。
离心能够以约500G到约1000G的力执行持续5分钟到20分钟、或1分钟到10分钟、或在各种实施例中的其它时间范围的时间。细胞被从混合和消化区域的混合物中分离出来，在重力作用下被迫进入碗的多个细胞集中区域。在离心后，碗的速度降低，废料被收集在废物储存器中。随着碗的速度降低，通过通道管在产物储存器中形成真空，并且被分离的细胞在操作期间被收集。直径小于过滤器/筛的孔的细胞和培养基通过筛进入细胞集中区域，而直径大于过滤器/筛的孔的废物和其它材料被阻止通过筛。这些废物被保存在废物储存器中，而不与被分离的细胞团块接触。
在实施例中，在离心后，可以停止旋转，并且收集到的细胞被保持在产物储存器中。细胞被使用真空通过通道管移走。通过使用单壁碗，传热会更有效，从而提高系统的效率。单壁碗系统降低了与细胞分离相关的成本。直接进入细胞集中区域允许捕获更纯净且更集中的细胞产物。进入产物储存器的通道进一步允许在组件仍在旋转时捕获细胞产物。
图1是根据本公开的某些实施例的细胞分离系统100的局部等距视图。细胞分离系统100包括离心机组件132以及组件102，该组件102包括通过弹簧锁定机构联接到安装板106的单壁碗104。安装板106被联接到离心机(未示出)的驱动轴。组件102可以自由旋转，同时对准杆110(和单个通道管108)保持静止。在摇动和离心期间，组件102绕着中心轴线124沿方向130A或130B旋动，中心轴线124在图1的坐标系中示出并在全文被引用。该坐标系进一步包括垂直于中心轴线124的第二轴线126，以及与轴线124和轴线128都垂直的第三轴线128。
在实施例中，组件102通过绕着中心轴线124沿每个方向130A和130B旋转小于360度而被摇动。在摇动期间和/或在离心期间，碗104可以被加热。在摇动和离心期间，生物材料被分离，并且细胞被集中在产物储存器206中，而废物被收集在废物储存器202中。
在实施例中，安装板106就座(安置)于约束机构112中，并且被可拆卸地联接到该约束机构112，该约束机构112用于引导由启用加热单元114而产生的热量和热空气。约束机构112还被可拆卸地联接到离心机，该离心机操作以旋转组件102。约束机构112到组件102的联接在其间产生空气间隙，热空气可以通过安装板106的底部上的多个孔口(未示出)循环通过该空气间隙。在实施例中，单壁碗组件102及相关联的管道是一次性(用完即弃)的。
在实施例中，加热单元114被用于在至少摇动期间提高系统100的温度。加热单元114被联接到基座118，该基座118包括多个支脚116，其被配置成在执行多个离心程序期间禁止基座118和系统100移动。加热单元114可以通过122由直接有线连接供电，或者可以包括诸如(一个或多个)可充电电池之类的便携式电源。加热单元114进一步包括多个加热元件，这些加热元件被配置成提高约束机构112的温度，从而提高被联接到机构112的组件102的温度。约束机构112还可以被联接或可拆卸地联接到基座118。
在实施例中，细胞分离组件102能够相对于约束机构112旋动，因为对准杆110被联接到中心柱402，并且碗104被通过弹簧锁定机构固定到安装板106。该组件被可拆卸地联接到约束机构112，使组件102能够自由旋转。
在实施例中，系统100可以包括至少一个存储装置(未示出)以及处理器，以及由通过处理器执行离心程序来启用的多个控制装置(未示出)，所述至少一个存储装置包括多个离心程序。存储装置和/或多个控制装置可以位于系统100上，或远程定位并通过平板电脑、移动电话、可穿戴技术、信息亭、笔记本电脑或台式电脑访问。每个离心程序可以包括在离心循环中采用的多个参数，并且可以手动或者根据诸如所使用的生物材料体积(团块)和/或所采用的(一种或多种)消化酶的体积(团块)和/或类型的输入来动态地以自动的方式选择。
图2是根据本公开的某些实施例的单壁碗104的局部分解视图200。单壁碗104可以被制作成单件无接缝的部件，或者被制作成被组装成碗104的多件部件。碗的“单壁”与具有至少两个嵌套壁的碗形成对照。
在实施例中，碗104包括一个或多个细胞集中区域212，其被可拆卸地联接到产物储存器206。细胞集中区域212包括光滑的内部几何形状，并且用于通过移走液体和固体来隔离和集中在离心期间分离得到的细胞。碗104的中心部分容纳对准杆110和单个通道管108。对准杆110被联接到碗104，并且通过旋转密封件214进一步联接到产物储存器206。碗104还包括废物储存器202，其通过多个内壁与混合和消化区域204分开，所述多个内壁可以与碗104一体形成，或者可以是可分离的部件。
在实施例中，碗104进一步包括一个或多个过滤器支架208，其被可拆卸地联接到产物储存器206，并且保持一个或多个过滤器210。一个或多个过滤器210防止包括未消化的材料的废产物进入产物储存器206中并污染被集中的细胞产物。一个或多个过滤器210的过滤尺寸可以是500微米。一个或多个过滤器的过滤尺寸可以在250微米到500微米之间。一个或多个过滤器的过滤尺寸可以在100微米到250微米之间。一个或多个过滤器201的过滤尺寸可以小于100微米。一个或多个过滤器201可以被配置成具有较大的过滤器尺寸和较小的过滤器尺寸的串联组件。
在实施例中，碗104进一步包括一个或多个支脚216，其联接到弹簧加载的锁定机构(未示出)，并且用于在操作期间将碗104固定在安装板106中。一旦固定，碗104能够相对于约束机构112自由旋转，该约束机构112不旋转，并且至少部分地用于摇动(和分解)生物材料团块期间朝着碗104引导和循环被加热的空气。
图3A-C是根据本公开的某些实施例的单壁碗104的各种视图。图3A是单壁碗104的局部俯视图300。碗104可以包括沿着碗104的中心线的至少一个接缝306。还示出了细胞集中区域212和单个通道管108。图3B是根据本公开的某些实施例的单壁碗104的局部前视图302。还示出了接缝306、细胞集中区域212、单个通道管108以及对准杆110。图3C是根据本公开的某些实施例的单壁碗的局部侧视图304。示出了细胞集中区域212、单个通道管108和支脚216。
图4A是根据本公开的某些实施例的单壁碗的局部横截面图400。碗104的视角400是跨越碗通过团粒集中区212截取的。产物储存器206从团粒集中区212延伸跨越碗104到沿直径相反的团粒集中区212。过滤器支架208中的过滤器210被示出为被可拆卸地联接到产物储存器206。
图4A进一步公开了包含单个通道管108的中心柱或腔402。单个通道管108被配置成允许引入无菌培养基，允许接近被集中的细胞产物，并允许(包括在操作期间)移走被集中的细胞产物。单个管108在旋转期间保持静止，因此使得能在组件102旋转期间接近被集中的细胞产物。这种构型也减少了对被分离的细胞产物的污染。图4A进一步包括进入端口404，其被配置成仅允许进入碗的内部，并且允许在静止时将原料引入碗104的混合和消化区域204。该材料可以是生物材料、培养基、消化酶或其它帮助细胞分离的必需材料。
图4B是根据本公开的某些实施例的单壁碗104的局部横截面图406。视角406是跨越碗104垂直通过细胞集中区域212截取的。图4B示出了在图2至图3中示出的特征，包括废物储存器202以及混合和消化区域204。图4B中还示出了内壁408，其在混合和消化区域204与废物储存器202之间形成局部屏障。在消化和混合过程期间，组件102绕着中心轴线124沿每个方向130A和130B旋转。在离心期间，组件102绕着中心轴线124沿方向130A或130B旋动。细胞被分离并收集在产物储存器206中。当碗被摇动或离心时，废料在内壁408上旋动，并被收集在废物储存器202中。
在实施例中，废物储存器202被配置成容纳和隔离大的和不希望的固体以及使用过的培养基和其它液体。通过收集在废物储存器中，禁止这些颗粒堵塞系统。防止堵塞的附加措施是过滤器210(被保持在过滤器支架208中)，其被可拆卸地联接到产物储存器206的外边缘(参见图4A)。
图5A是根据本公开的某些实施例的单壁碗组件102的部分分解视图。图5A示出了通过支脚216插入孔口506并锁定就位的方式将单壁碗104装配到安装板504的弹簧加载的锁定机构中。图5B描绘了当锁定机构被接合并且碗104被联接到安装板504时的组件508。
图6是根据本公开的某些实施例的安装板504和离心机组件132的局部分解视角600。图6示出了安装板504位于离心机组件132的约束机构112内并且被可拆卸地联接到该约束机构112。
图7是根据本公开的某些实施例的从生物材料中分离内皮细胞的方法。该方法700是一种用于洗涤、分离、集中和移走/收获活细胞的自动化机制。所收获的细胞可用于移植物或以其它方式用于医疗保健(例如，FDA批准的植入或进一步处理)和/或医疗保健研究(批准细胞分离方法和用于使用的细胞衍生物产物的试验)。
在实施例中，在方法700的框702中，生物材料体积被布置在诸如图1的系统100之类的细胞分离系统的单壁碗104的混合和消化区域204(图2)。在框704中，多种培养基和一种或多种胶原酶可以被引入到碗104中，具体是通过进入端口404引入到混合和消化区域204中。培养基的示例可以是乳酸林格氏(LR)、Hartmans、注射用水(WFI)或任何其它类似的培养基。在一些示例中，混合和消化区域204可以在对该区域中的生物材料团块(一定量的生物材料)和/或培养基进行处理之前被预热到约30℃到约40℃。在一些示例中，框702可以在框704之前进行，而在其它示例中，框704可以在框702之前进行。在另一些示例中，框702和704可以近乎同时进行，从而使生物材料团块和培养基大约在同一时间被布置在混合和消化区域204。
在混合和消化区域204被加热的示例中，在框702、框704之前，或者在生物材料团块和/或培养基中的任何一个或两个被布置在混合和消化区域204之后，可以将混合和消化区域204加热到并保持在约30℃到约40℃的温度。这种加热可被称为预热，其取决于目标温度或温度范围，可能需要约10分钟到约45分钟，或者少于10分钟。
进一步地，在方法700的框706处，在框702处布置的生物材料团块被通过在框704处布置的酶培养基完全或部分地消化。在框706处对在框702处布置的生物材料团块的消化可以通过加热混合和消化区域204或者通过摇动单壁碗104、或者通过这两者的组合来进行。取决于在框704处所使用的(一种或多种)酶的类型、所使用的(一种或多种)酶的数量、和/或所使用的每种酶的量、以及在框702处布置的生物材料的量(体积/团块)，这种消化可以进行持续在5分钟到1小时之间的时间段、从15分钟到45分钟之间的时间周期、或其它时间段。
进一步地，在方法700的框706处，在框706处的摇动可以通过使碗绕着中心轴线沿交替方向的部分或完全旋转来进行，并且与本文讨论的离心作用不一样，并且也不产生离心作用的力。在框706处采用的促进消化的摇动可以包括绕着中心轴线124(图1)沿不同方向的全部或部分旋转，并且可以进行持续预定的时间。框706处的消化可以被称为装置的第一状态，其中不施加离心力，并且培养基和生物材料团块在腔室中摇动持续预定时间或预定数量的摇动周期。在一个示例中，混合和消化区域204的温度在框706处的消化期间被保持在约37℃，该第一状态根据在框704处所使用的(一种或多种)酶的类型、所使用的(一种或多种)酶的数量、和/或所使用的每种酶的量、以及在框702处布置的生物材料的量被保持持续预定的时间段。本文讨论的系统可以包括被存储的多个程序，其包括用于在框706处的消化以及在本文讨论的其它状态、框和阶段的参数。
进一步地，在方法700中，在框708处，响应于完成在框706处的消化并且在其之后，进行离心。如本文所讨论的，“完成”在框706处的消化是指当消化已经进展到细胞仍是存活的，而生物团块已经被分解打碎，使得能够在框708处对其进行离心。在框708处的这种离心可以被表征为将细胞从在606框处形成的经消化的团块中分离出来。在实施例中，在框708处的配置包括600G到1000G的g力持续约5分钟到约10分钟的时间段。本文中提及的g力或“G”是施加在物体上的重力，在这种情况下是施加在被收集在细胞集中区域的细胞的力，继续对被收集在细胞集中区域的细胞移除液体(从而成为细胞更集中的团块，其中液体/废物被减少)，并且至少在框708处的离心期间保持与混合和消化区域204隔离。
在框708处的离心可以被称为细胞分离系统的第二状态。在框708处的离心可以包括各种RPM速度和循环时间的程序。这些循环可以增加转速和/或持续时间，直到在如下文所讨论的框712处停止。在实施例中，可以采用从500G到1000G持续约5分钟到约10分钟的时间段的单个离心循环，而在其它实施例中，可以采用多个离心循环，首先增加所施加的G力，随后减少所施加的该力，导致下文在框710中详细描述的缓慢旋转。
在实施例中，在框706处的消化从脂肪组织和液体中分离出多个细胞，在框708处的(一个或多个)离心循环用于迫使分离细胞并将这些被分离的细胞移动到细胞集中区域212。
在实施例中，在框706处的消化期间用于预热混合和消化区域204的加热机构在框706之后且在框708开始之前被关闭，使得框708处的离心可以在室温(从约20℃到约25℃)与在框706处采用的温度之间进行。进一步地，在框708处，在将细胞分离到产物储存器206和细胞集中区域212期间，在预定时间段的框708处的离心之后，可以通过单个通道管108(框716)将干净的培养基引入单壁碗104的腔室中。这种培养基进一步将包括脂肪和其它组织和液体的多种材料从混合和消化区域204中置换出来，使得这些材料随着体积的增加而被从混合和消化区域204中移出，并被捕获到废物储存器202中。
在一些示例中，为了在集中区212中分离细胞团块，可以在框708处使用从500G到800G的速度，而在其它示例中，可以在框708处使用从700G到900G的速度进行离心分离。在716框处的干净培养基可以在框708处添加，以增加碗104内的总体积部，从而促使废产物被排出到废品储存器202中。在框716处引入培养基可以取决于旋转速度、离心程序(循环)以及系统和收集区域的几何形状来进行。在洗涤培养基在框716处被引入的实施例中，所采用的量可以是在此之前引入碗102中的所有液体的总体积的两倍或三倍。
框710是降速旋转阶段，并且也可被称为细胞分离装置的第三状态。该阶段可以是3分钟到45分钟，在该阶段期间在框710处施加较低的离心力。在一个示例中，在框710处，单壁碗104的旋转被降速到预定的速度或速度范围，并且碗的温度可以从室温到在框706处采用的最高温度。可以在框710采用诸如速度(产生的力)和温度之类的参数，以使得被分离的细胞体积保持在细胞集中区域212中，而来自培养基和生物团块的剩余流体沿着碗的内壁排到废物储存器202。
废物可以被全部或部分地收集在废物储存器202中，同时细胞团块(cellvolumes)通过在框710处施加的离心力而被保留在细胞集中区域212中。一些废物可能仍然被困在混合和消化区域204中，在该处其与被分离的细胞隔离。在一些示例中，在框710处的降速旋转可以是迭代的，例如，在框710处的第一次降速旋转可以是在框708处的平均速度的90％，在框710处的第二次、随后的降速旋转可以是在框708处的平均速度的80％，随后的降速旋转可以是越来越小的速度，直到已过预定的时间或者直到预定数量的液体和/或固体已被移到废物储存器202，如由体积和/或光学传感器所确定的。在框710期间，太大而无法从过滤器210通过的材料被保留并隔离在废物储存器202中，使得被分离的细胞体积不被该材料接触。
采用真空将细胞从细胞集中区域212中吸入到产物储存器206的中央。因此，被收集在细胞集中区域212中的细胞从那些收集区域移动到产物储存器206的区域，其中，在框714处，被集中的细胞(被分离的细胞团块)可以使用真空并通过单个通道管108移走。在一些实施例中，这种移走是自动化的，并且在响应于完成框710和框712时进行。在一些实施例中，这种移走是自动化的，并且在框712之前进行。框712和714可以被统称为细胞分离装置的第四状态，此时碗不再相对于约束机构112旋转。
在方法700中讨论的各个框与细胞分离和收集的自动、动态方法相关联，使得在框702和框704处的碗104的装载通过在框712处的移除和收集来进行，而无需人工干预。在一个示例中，被存储在存储装置上并与细胞分离装置耦合的非临时性存储包括能够由处理器执行的多个代码。所述多个代码包括用于不同性质样品的离心程序，每个程序可以包括框702和/或框704处的流速，以及细胞团块(体积)和/或浓度目标、流速、时间以及在框706、框708、框710、框714和框716处产生以适于在每个框处进行的动作的力(旋转速率/RPM)的范围。每个程序可以被与从培养基和生物材料团块的沉积到移走被分离的细胞的总体完成时间相关联。
在另一示例中，多个代码包含自动检测系统何时发生堵塞并关闭分离过程的程序。该程序随后启动系统的培养基冲洗或摇动组件102，使得堵塞物被分散，并且随后重新启动分离程序。
虽然已经示出和描述了优选的实施例，但在不脱离本文的范围或教导的情况下，本领域的技术人员可对其作出变型。本文所述实施例仅仅是示例性的而不是限制性的。本文描述的系统、装置和过程的多种变体和变型是可能的，并在本发明的范围内。例如，各种部件的相对尺寸、各种部件所使用的材料以及其它参数是可改变的。因此，本发明的保护范围不限于本文所述实施例，而是仅受所附权利要求的限制，所附权利要求的范围应包括权利要求主题的所有等同物。除非另有明确说明，方法要求中的步骤能以任何顺序执行。在方法要求中的步骤前的编号标示符诸如(a)、(b)、(c)或(1)、(2)、(3)不旨在且不给步骤指定具体顺序，而是用于简化这些步骤的顺序标记。

Claims (20)

1.一种分离细胞的方法，包括：
(a)在细胞分离系统的消化区域中摇动生物材料的团块和消化培养基的团块，以形成经消化的生物材料团块；
(b)将所述经消化的生物材料团块以约500G到约1000G的力离心约5分钟到约10分钟，以将经消化的团块分离成多个被集中的细胞团块和多个废物；
(c)将所述多个被集中的细胞团块收集在产物储存器中，其中，所述被集中的细胞团块包括以下材料，所述材料的直径小于过滤器的孔，使得所述材料能够通过所述过滤器进入细胞集中区域中；
(d)将所述多个废物隔离在废物储存器中，其中，所述废物储存器在所述碗中被与所述消化区域隔开，所述多个废物包括直径大于所述过滤器的孔的废物且不与所述被集中的细胞团块接触；
(e)从所述产物储存器中移走所述被集中的细胞团块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(a)包括使所述单壁碗绕着中心轴线以交替方式沿每个方向旋转持续预定时间段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述(a)中的所述生物材料的团块和多个消化培养基进入所述储存器之前将所述单壁碗从约30℃加热到约40℃。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述(a)期间将所述单壁碗从约30℃加热到约40℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(b)、所述(c)、所述(d)和所述(e)从约20℃发生到约25℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过经由处理器执行离心程序来启动所述(a)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述离心程序在所述(e)之后完成。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多个离心程序被存储在所述细胞分离系统的非暂时性存储装置中。
9.一种细胞分离系统，包括：
非暂时性存储装置，所述非暂时性存储装置包括与离心程序相关联的多个逻辑，其中，执行离心程序将细胞团块与生物材料团块分离；
被电耦合到电源的加热机构；
在所述加热机构附近的约束机构；
被可拆卸地联接到所述约束机构的组件，其中，所述组件包括：
单壁碗，所述单壁碗包括产物储存器、多个细胞集中区域、消化区域、废物储存器以及中心柱，所述中心柱包括被可拆卸地联接到所述产物储存器的通道管，
安装板，其中，所述单壁碗被可拆卸地联接到所述安装板，
对准机构，所述对准机构被联接到所述中心柱，以在所述通道管被联接到所述约束机构时限制所述通道管的移动，
其中，在离心程序的第一状态中，所述组件被配置成绕着中心轴线以交替方式沿第一方向和沿第二方向旋转，并且所述加热机构被启用，以及
其中，在离心程序的第二状态中，所述加热机构被停用，并且所述单壁碗被配置成绕着所述中心轴线沿单个方向旋转，以将多个废物与多个细胞分离。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在离心程序的所述第二状态中，分离出的细胞被分离到所述单壁碗的所述产物储存器中的多个细胞集中区域中。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第三状态，其中，当所述系统被配置成处于所述第三状态中时，所述系统被配置成将废物收集在形成于所述单壁碗中的废物储存器中。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述产物储存器包括一个或多个过滤器，所述一个或多个过滤器仅允许直径小于200微米的材料通过以进入到所述细胞集中区域中。
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，当被配置成处于第四状态中时，所述单壁碗是静止的。
14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述通道管允许在离心期间从所述产物储存器中移走被集中的细胞产物。
15.一种细胞分离系统，包括：
非暂时性存储装置，所述非暂时性存储装置包括与多个不同的离心程序相关联的多个逻辑，其中，当由处理器执行时；
在消化区域中摇动生物材料的团块和消化培养基的团块，以形成经消化的生物材料团块；
通过将所述经消化的生物材料团块以约500G到约1000G的力离心约5分钟到约10分钟使所述经消化的生物材料团块分离，以将经消化的团块分离成多个被集中的细胞团块和多个废物；
将所述多个被集中的细胞团块收集在产物储存器中，其中，所述被集中的细胞团块包括以下材料，所述材料的直径小于过滤器的孔，使得所述材料能够通过所述过滤器进入细胞集中区域中；
将所述多个废物隔离在废物储存器中，其中，所述废物储存器在所述碗中被与所述消化区域隔开，所述多个废物包括直径大于所述过滤器的孔的废物并且不与所述被集中的细胞团块接触；以及
从所述产物储存器中移走所述被集中的细胞团块。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一组件，所述第一组件包括单壁碗，所述单壁碗被可拆卸地联接到安装板，以使得所述组件能够至少在摇动和离心期间相对于约束机构旋动。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述第一组件被可拆卸地联接到约束机构，并且加热机构位于所述约束机构附近。
18.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述多个离心程序中的至少一些离心程序被进一步配置成当由所述处理器执行时，在摇动之前或在摇动期间中的至少一者将所述碗从约30℃加热到约40℃。
19.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，通过将细胞产物从所述单壁碗的多个细胞集中区域中的多个被集中的细胞团块转移到所述产物储存器中来收集细胞产物。
20.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述第一组件是一次性的。
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