CN203090030U - 细胞处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种细胞处理设备，包括：激光电源；激光发生器，所述激光发生器与所述激光电源相连，所述激光发生器包括发射激光的激光发射口；光导纤维，所述光导纤维的第一端与所述激光发射口相连，并传输所述激光发生器产生的激光；和细胞盛放装置，所述细胞盛放装置位于所述光导纤维的第二端且与所述第二端具有预定距离，所述光导纤维将所述激光发射至所述细胞盛放装置以照射所述细胞盛放装置内的细胞。根据本实用新型的细胞处理设备，采用光纤传输技术不但可以显著改善输出光斑的形状，使之变为规则的圆形，而且可以大大提高光斑内功率分布的均匀性，克服了激光输出光斑形状不规则，且光斑内功率分布均匀性差的缺点。

Description

细胞处理设备

技术领域

本实用新型涉及细胞物理处理技术领域，更具体地，涉及一种细胞处理设备。

背景技术

白血病是严重威胁人类生命健康的恶性疾病之一，死亡率居肿瘤第六位。异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)是目前公认治疗恶性血液病最有效的手段之一，其中非清髓异基因造血干细胞移植(NST)由于具有高效、安全、并发症少等优点而倍受关注。NST主要包括非清髓预处理和移植前后免疫治疗两个方面，其中移植前后的免疫治疗相对更为关键，即在细胞毒治疗的基础上通过加强供体细胞免疫治疗，诱导和加强移植物抗白血病(GVL)效应以达到最终清除肿瘤细胞并治愈疾病的目的。目前临床极具发展前景的是供者动员后外周造血干细胞移植物(G-PBSC)输注(DSI)。G-PBSC中不仅含有大量免疫细胞，还有少部分造血干细胞，进行DSI既可以达到较好的GVL效应，又可以减轻移植物抗宿主反应、预防骨髓抑制等并发症，其混合的细胞成分还可能对受者失衡的免疫状态起到调节作用。而目前对于G-PBSC的研究大部分致力于其中少量的造血干细胞，对占主要成分的淋巴细胞和其他免疫细胞体外扩增研究甚少。随着临床上对移植物抗宿主病治愈率的提高和血液病治疗方案的改进，G-PBSC的免疫效应正日益受到重视，因此如何诱导和增强G-PBSC的GVL效应又尽量保证安全性的体外活化策略是亟需深入探讨的课题。

低强度激光(LIL)照射疗法利用光生物调节作用(PBM)调节细胞、器官或组织的功能，是对生物系统的一种非损伤非热的光化学调节作用。基础研究和大量临床实践表明，低强度激光对生物组织有多方面的刺激作用，如促进细胞增殖、增强巨噬细胞吞噬功能、促进机体免疫反应、影响神经电生理活动和神经损伤后的再生过程、促进软组织和骨组织愈合、改善血液流变学性质，促进组织微循环等。

已经有多种低强度激光治疗技术和治疗设备，如低强度激光血管内照射治疗仪、激光针灸治疗仪、激光外照射治疗仪等。其中低强度激光血管内照射治疗仪通过光纤光针将激光直接导入外周静脉血管内进行照射治疗。激光针灸治疗仪是一种用“光针”(小光斑)代替银针的局部穴位照射治疗方法。激光外照射治疗仪是通过体表局部大光斑照射进行治疗。以上治疗仪的激光照射参数，包括激光波长、光斑面积、输出功率、照射时间等各不相同。但到目前还没有专用于G-PBSC的低强度激光照射处理技术和设备。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种输出功率高、光照方向可变且成本低的细胞处理设备。

根据本实用新型实施例的细胞处理设备，包括：激光电源；激光发生器，所述激光发生器与所述激光电源相连，所述激光发生器包括发射激光的激光发射口；光导纤维，所述光导纤维的第一端与所述激光发射口相连，并传输所述激光发生器产生的激光；和细胞盛放装置，所述细胞盛放装置位于所述光导纤维的第二端且与所述第二端具有预定距离，所述光导纤维将所述激光发射至所述细胞盛放装置以照射所述细胞盛放装置内的细胞。

根据本实用新型的细胞处理设备，采用光纤传输技术不但可以显著改善输出光斑的形状，使之变为规则的圆形，而且可以大大提高光斑内功率分布的均匀性，克服了激光输出光斑形状不规则，且光斑内功率分布均匀性差的缺点；另外，光纤输出激光发散角较大，便于获得较大的照射光斑；并且光纤属于柔性传输设备，便于任意改变照光方向，适用范围广泛，成本低廉。

另外，根据本实用新型的细胞处理设备，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述激光发生器为半导体激光发生器，所述激光发生器发出的激光的波长为630～650nm。

根据本实用新型的一个实施例，所述细胞盛放装置为血袋或玻璃瓶。

根据本实用新型的一个实施例，所述细胞处理设备还包括用于固定所述细胞盛放装置的固定支架，所述固定支架为木质或塑料支架。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定支架包括支撑面和支撑柱，所述支撑柱安装在所述支撑面上。

根据本实用新型的一个实施例，所述固定支架外表面喷涂有黑色无光漆。

根据本实用新型的一个实施例，所述细胞处理设备还包括：激光功率计，所述激光功率计包括探头和显示器，所述探头设在所述光导纤维与所述细胞盛放装置之间以检测所述激光的功率，所述显示器与所述探头相连以显示所述激光的功率。

根据本实用新型的一个实施例，所述探头设在所述光导纤维发射的激光的光路内。

根据本实用新型的一个实施例，所述光导纤维与所述细胞盛放装置之间设有透镜，所述激光穿过所述透镜到达所述细胞盛放装置，且部分激光经过透镜折射，所述探头设在所述激光折射的光路内。

根据本实用新型的一个实施例，所述激光功率计的测量波长为250～11000nm，功率为1mW～2W。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的细胞处理设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的细胞处理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图具体描述根据本实用新型实施例的细胞处理设备。

如图1所示，根据本实用新型实施例的细胞处理设备包括：激光电源10、激光发生器20、光导纤维30和细胞盛放装置40。

具体而言，激光发生器20与激光电源10相连，激光发生器20包括发射激光的激光发射口，光导纤维30的第一端(如图1中所示的左端)与激光发射口相连，并传输激光发生器20产生的激光。细胞盛放装置40位于光导纤维30的第二端(如图1中所示的右端)且与该第二端具有预定距离，光导纤维30将激光发射至细胞盛放装置40以照射细胞盛放装置40内的细胞。

由此，根据本实用新型实施例的细胞处理设备，采用光纤传输技术不但可以显著改善输出光斑的形状，使之变为规则的圆形，而且可以大大提高光斑内功率分布的均匀性，克服了激光输出光斑形状不规则，且光斑内功率分布均匀性差的缺点；另外，光纤输出激光发散角较大，便于获得较大的照射光斑；并且光纤属于柔性传输设备，便于任意改变照光方向，适用范围广泛，成本低廉。

根据本实用新型所述的细胞处理设备所处理的对象可以是供者动员后外周造血干细胞移植物(G-PBSC)，该移植物是一种离体的液态物质，其体积较大，达50-200ml。现有的低强度激光治疗仪要么输出功率不足，要么激光波长或照射光斑不合适，因而不能用于G-PBSC的照射处理。因此，根据本实用新型的一个实施例，激光发生器20为半导体激光发生器，激光发生器20发出的激光的波长为630～650nm，且输出功率不低于300mW，输出功率连续可调。由此，在630～650nm的波长范围内，半导体激光发生器与其他类型激光器相比，其输出功率较高，满足大光斑照射条件下的功率要求，且成本低廉；另外，半导体激光输出功率连续可调，这非常便于调节或改变激光照射参数。

需要理解的是，预定距离可以根据激光产生的光斑的大小进行合理调节，以光斑能够完全照射细胞盛放装置40内的细胞为宜。关于激光发生器20的选择不局限于半导体激光发生器，可以用与该激光发生器同等功率水平的波长接近的其他类型激光发生器代替。例如，半导体激光发生器可用同等功率水平的波长在630～670nm范围内的其他类型激光器，如输出波长632.8nm的He-Ne激光器或输出波长650nm的半导体激光器代替。

根据本实用新型的一个实施例，细胞盛放装置40为血袋或玻璃瓶。由此，血袋或玻璃瓶可以为全封闭式结构，透光性良好，作为容器用于存放待照射细胞，减少激光在传播过程中的损耗。

为了便于对细胞盛放装置40进行固定，根据本实用新型的一个实施例，该细胞处理设备还包括用于固定细胞盛放装置40的固定支架50，固定支架50为木质或塑料支架。由此，通过固定支架50可以将细胞盛放装置40固定在合适的位置，以保证激光发生器20产生的激光光斑能够覆盖细胞盛放装置40，并且木质或者塑料支架绝热性好，对细胞盛放装置40内的细胞活化影响小。

具体地，根据本实用新型的一个实施例，固定支架50包括支撑面51和支撑柱52，支撑柱52安装在支撑面51上。支撑面51水平放置在操作台面上，支撑柱52上设置挂钩或者其他可以吊挂细胞盛放装置40的结构以用于固定细胞盛放装置40。

优选地，根据本实用新型的一个实施例，固定支架50外表面喷涂有黑色无光漆。由此，喷涂有黑色无光漆的固定支架50反光性好，不容易吸收激光，减少对细胞盛放装置40内细胞的影响。

关于光导纤维30，需要理解的是，光导纤维采用多模石英光纤，其前端通过一耦合器与激光输出端相连。其后端有一封装套管，便于固定和夹持。激光经光纤内壁多次反射后，其输出光斑将变为规则的圆形，光斑大小易于调节，且功率分布非常均匀。虽然半导体激光光纤耦合和传输过程中会存在一定的光能量损耗，但是可以通过提高激光输出功率进行弥补。另外，光导纤维30还可用塑料光纤代替，并且如果激光输出光斑本身足够均匀，则也可以用透镜代替光导纤维30以获得所需要的光斑面积。

根据本实用新型的一个实施例，该细胞处理设备还包括：激光功率计60，激光功率计60包括探头61和显示器62，探头61设在光导纤维30与细胞盛放装置40之间以检测激光的功率，显示器62与探头61相连以显示激光的功率。具体地，激光功率计60的测量波长为250～11000nm，功率为1mW～2W。激光功率计60可以采用热电堆式探测器，数字式显示仪表。由此，通过激光功率计60可直接读取激光功率值，便于对激光进行调节。

根据本实用新型的细胞处理设备，激光功率计60可以用其他类型的功率计代替，只要满足可以测定激光功率值的要求即可。根据本实用新型的细胞处理设备的照射光斑可根据实际照光需要，通过改变照射距离进行调节，通常照射光斑应覆盖全部被照射液体，即细胞盛放装置40内的全部细胞。通过测定并调节激光输出功率，使照射在细胞盛放装置40表面的激光功率密度达到预定值。照光时间用定时器控制，光纤输出功率等于光斑面积乘以功率密度。

关于激光功率计60对激光的功率测量方法没有特殊限制，根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，探头61设在光导纤维30发射的激光的光路内。

优选地，如图2所示，根据本实用新型的一个实施例，光导纤维30与细胞盛放装置40之间设有透镜70，激光穿过透镜70到达细胞盛放装置40，且部分激光经过透镜40折射，探头61设在激光折射的光路内。由此，激光功率计60对激光的功率测量方法改用分束监测方法，能够动态观察激光输出功率的变化。

总而言之，根据本实用新型实施例的细胞处理设备，半导体激光发生器与其他类型激光器相比，其输出功率较高，满足大光斑照射条件下的功率要求，且成本低廉，采用光纤传输技术不但可以显著改善输出光斑的形状，使之变为规则的圆形，而且可以大大提高光斑内功率分布的均匀性，克服了激光输出光斑形状不规则，且光斑内功率分布均匀性差的缺点；另外，光纤输出激光发散角较大，便于获得较大的照射光斑；并且光纤属于柔性传输设备，便于任意改变照光方向，适用范围广泛。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种细胞处理设备，其特征在于，包括：

激光电源；

激光发生器，所述激光发生器与所述激光电源相连，所述激光发生器包括发射激光的激光发射口；

光导纤维，所述光导纤维的第一端与所述激光发射口相连，并传输所述激光发生器产生的激光；和

细胞盛放装置，所述细胞盛放装置位于所述光导纤维的第二端且与所述第二端具有预定距离，所述光导纤维将所述激光发射至所述细胞盛放装置以照射所述细胞盛放装置内的细胞。

2.根据权利要求1所述的细胞处理设备，其特征在于，所述激光发生器为半导体激光发生器，所述激光发生器发出的激光的波长为630～650nm。

3.根据权利要求1所述的细胞处理设备，其特征在于，所述细胞盛放装置为血袋或玻璃瓶。

4.根据权利要求1所述的细胞处理设备，其特征在于，所述细胞处理设备还包括用于固定所述细胞盛放装置的固定支架，所述固定支架为木质或塑料支架。

5.根据权利要求4所述的细胞处理设备，其特征在于，所述固定支架包括支撑面和支撑柱，所述支撑柱安装在所述支撑面上。

6.根据权利要求5所述的细胞处理设备，其特征在于，所述固定支架外表面喷涂有黑色无光漆。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的细胞处理设备，其特征在于，所述细胞处理设备还包括：激光功率计，所述激光功率计包括探头和显示器，所述探头设在所述光导纤维与所述细胞盛放装置之间以检测所述激光的功率，所述显示器与所述探头相连以显示所述激光的功率。

8.根据权利要求7所述的细胞处理设备，其特征在于，所述探头设在所述光导纤维发射的激光的光路内。

9.根据权利要求7所述的细胞处理设备，其特征在于，所述光导纤维与所述细胞盛放装置之间设有透镜，所述激光穿过所述透镜到达所述细胞盛放装置，且部分激光经过透镜折射，所述探头设在所述激光折射的光路内。

10.根据权利要求7所述的细胞处理设备，其特征在于，所述激光功率计的测量波长为250～11000nm，功率为1mW～2W。

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