CN203683525U - 基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及细胞富集领域，提供一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，包括主机、注射器、第一单向阀、富集腔、第二单向阀以及黏附性材料，黏附性材料放置在富集腔中，在细胞混悬液流通方向上，第一单向阀、富集腔以及第二单向阀通过管路依次循环连接，第一单向阀和第二单向阀的连接管路上设有开口，注射器插入开口，注射器的活塞柄由主机控制其伸缩，主机上设有速度控制单元。本装置使细胞混悬液与黏附性材料流动接触，提高了细胞混悬液中细胞与黏附性材料的黏附率，通过主机上的速度控制单元控制注射器注射和吸取的速度，从而控制细胞混悬液在富集腔以及循环管路中的流动速度，有针对性地优先复合不同类的细胞，其结构简单，操作方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及细胞富集领域，特别涉及一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置。
背景技术
细胞富集技术是最近一段时期提出来的概念，如在组织工程中，为了减轻植入材料的免疫原性，提高材料与受体之间的相容性，通常会先从患者体中采适量的血液或者骨髓血，然后将需要植入的材料浸入到血液中沁润，植入效果和最终的修复效果要比将材料直接植入或者沁润生理盐水好。这是因为材料预先与受体血液接触后，一方面材料中保留了一定量的受体血液，便于受体的周围组织长入，另一方面材料中富集了一定量的活性细胞，这些细胞在适当的条件下便会生长增殖，更有效地提高修复效果，但是目前的直接浸润法细胞富集的富集率低，且无法选择性的富集细胞混悬液中某种特定的细胞。
所谓选择性滞留技术，是指细胞混悬液在流经黏附性材料时，根据各种类型细胞体积的大小、形状以及细胞粘附速度等性状的不同，有选择性地优先复合某类细胞，相比离心法获取指定种类的细胞，其操作简单，且大大减小了对细胞的损伤，例如，不同流动速度的细胞混悬液，针对相同的黏附性材料，如果细胞混悬液的流速较大，则体积较大的细胞受到更大的液体冲力，不容易粘附在黏附性材料上，而体积较小的细胞受到的冲力较小，较容易留在黏附性材料上；如果细胞混悬液的流速较小，体积和质量较大的细胞受到的冲力较小，与黏附性材料的接触面积较大，在黏附性材料上占据较大的面积，能够相对较多的富集在材料上。同样，黏附速度较快的细胞在高速流经黏附性材料时，其黏附到材料上的细胞数量也会远远大于那些黏附速度较慢的细胞，且某些具有特异性细胞黏附作用的材料会对确定的某种细胞具有特殊的粘附效果。
实用新型内容
（一）要解决的技术问题
本实用新型提出一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，目的是为了解决在现有组织工程中，黏附性材料富集细胞的效果差，且现有技术还没有利用选择性滞留技术的细胞富集装置。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其包括，主机、注射器、第一单向阀、富集腔、第二单向阀以及黏附性材料，所述黏附性材料放置在所述富集腔中，在细胞混悬液流通方向上，所述第一单向阀、富集腔以及第二单向阀通过管路依次循环连接，所述第一单向阀和所述第二单向阀的连接管路上设有开口，所述注射器插入所述开口，所述注射器的活塞柄由所述主机控制其伸缩，所述主机上设有速度控制单元。
优选的，所述主机上还设有行程控制单元，用于控制所述注射器的伸缩量。
优选的，所述主机上还设有循环次数控制单元，用于控制注射器的伸缩次数。
优选的，所述富集腔包括收集皿和过滤腔，所述收集皿的进液口通过管路与所述第一单向阀的出液口连接，所述收集皿的底部设有出液口；所述过滤腔的上、下两端分别设有开口，其腔内设有过滤网，所述黏附性材料放置在所述过滤网上，所述过滤腔上端的开口与所述收集皿的出液口连接，所述过滤网下端的开口通过管路与所述第二单向阀连接。
优选的，所述黏附性材料为具有特异性细胞黏附作用的材料。
优选的，所述具有特异性细胞黏附作用的材料为成骨细胞特异性钙粘蛋白、生物衍生材料或具有活性基团的高分子材料。
优选的，所述黏附性材料为多孔支架材料。
（三）有益效果
本实用新型提出的一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，使细胞混悬液与黏附性材料流动接触，提高了细胞混悬液中细胞与黏附性材料的黏附率，通过设定主机上的速度参数，控制注射器注射和吸取的速度，从而控制细胞混悬液在富集腔以及循环管路中的流动速度，有针对性地优先复合不同类的细胞，其结构简单，操作方便。
附图说明
图1是本实用新型实施例一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1，一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其包括，主机1、注射器2、第一单向阀3、富集腔4、第二单向阀5以及黏附性材料6，所述黏附性材料6放置在所述富集腔4中，在细胞混悬液流通方向上，所述第一单向阀3、富集腔4以及第二单向阀5通过管路依次循环连接，所述第一单向阀3和所述第二单向阀5的连接管路上设有开口，所述注射器2插入所述开口，所述注射器2的活塞柄由所述主机1控制其伸缩，所述主机1上设有速度控制单元11。
在主机1上设有卡槽，注射器2卡入该卡槽中，注射器的管筒相对于卡槽固定。卡槽中设有电动伸缩机构，电动伸缩机构的伸缩速度受主机的速度控制单元11控制，其行程受主机的行程控制单元控制。注射器2的活塞柄与该电动伸缩机构连接，从而通过调节主机上的速度控制单元11控制注射器的伸缩行程。注射器2与所述开口可插拔连接，注射器拔出时，吸取一定量的细胞混悬液，注射器插入开口，进行循环。当注射器2通过上述开口向循环管路中注射细胞混悬液时，第二单向阀5止回，细胞混悬液通过第一单向阀3通入富集腔4中，在富集腔4中：当注射器通过上述开口从循环管路中吸取细胞混悬液时，第一单向阀3止回，富集腔4中的细胞混悬液通过第二单向阀5被吸入到注射器2中。黏附性材料在与流动的细胞混悬液接触，相对于与静止的细胞混悬液接触，能够富集更多的细胞；通过主机上的速度控制单元11控制注射器的伸缩速度，从而控制细胞混悬液流经富集腔4的速度，根据细胞的选择性滞留特性，不同种类的细胞在不同的流动速度下较多的粘贴到黏附性材料6上。
较佳的，所述主机上还设有行程控制单元12，用于控制所述注射器的伸缩量，通过调节行程控制单元12，控制注射器2能够吸取的最大细胞混悬液体积，以满足不同细胞混悬液的需求量。
较佳的，所述主机上还设有循环次数控制单元13，用于控制注射器的伸缩次数，从而控制细胞混悬液流经黏附性材料的次数。当细胞混悬液一次流经黏附性材料时，其中的细胞与黏附性材料的粘附不完全，若进行多次循环，可增加细胞粘附到黏附性材料量，经几次循环后，黏附性材料所黏附的细胞数量趋于饱和，综合细胞的性状、黏附性材料的特性、所需黏附细胞的量以及细胞受损等方面的考虑，根据不同情况，相应地设定最佳的循环次数。
较佳的，所述富集腔包括收集皿41和过滤腔42，所述收集皿41的进液口通过管路与所述第一单向阀的出液口连接，所述收集皿41的底部设有出液口；所述过滤腔的上、下两端分别设有开口，其腔内设有过滤网43，所述黏附性材料6放置在所述过滤网43上，所述过滤腔上端的开口与所述收集皿41的出液口连接，所述过滤网下端的开口通过管路与所述第二单向阀连接。注射器向管路中注射时，细胞混悬液先注入到收集皿41中，注射器从管路中吸取时，收集皿中的细胞混悬液再依次流经过滤腔和第二单向阀。如此，细胞混悬液的循环为非密闭循环，不必在富集腔上再开设透气装置。
较佳的，所述黏附性材料6为具有特异性细胞黏附作用的材料，所述具有特异性细胞黏附作用的材料成骨细胞特异性钙粘蛋白、生物衍生材料或具有活性基团的高分子材料。较佳的，所述黏附性材料6为多孔支架材料，使其与细胞混悬液更好的接触，提高黏附效果。
以下以人骨髓血作为细胞混悬液，黏附性材料选用同种异体骨的松质骨材料为例，用来进一步说明本实用新型的效果，但不用来限制本实用新型的范围。将2g同种异体骨松质骨材料放置在过滤腔中的过滤网上，用注射器吸取50ml人骨髓血，并将其固定到主机的卡槽上。通过主机上速度控制单元将细胞混悬液的在管路中的流动速度设置为0.8ml/s，通过循环次数控制单元设置循环次数为3次，通过行程控制单元设置注射器的最大吸液体积为60ml。待装置完成该参数后通过细胞染色检测松质骨材料中的细胞数，通过细胞表面抗原检测松质骨材料中的骨髓间充质干细胞数。结果显示，松质骨材料中的细胞较密集，其中骨髓间充质干细胞数达到40%左右。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，其包括，主机、注射器、第一单向阀、富集腔、第二单向阀以及黏附性材料，所述黏附性材料放置在所述富集腔中，在细胞混悬液流通方向上，所述第一单向阀、富集腔以及第二单向阀通过管路依次循环连接，所述第一单向阀和所述第二单向阀的连接管路上设有开口，所述注射器插入所述开口，所述注射器的活塞柄由所述主机控制其伸缩，所述主机上设有速度控制单元。
2.根据权利要求1所述的基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，所述主机上还设有行程控制单元，用于控制所述注射器的伸缩量。
3.根据权利要求1所述的基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，所述主机上还设有循环次数控制单元，用于控制注射器的伸缩次数。
4.根据权利要求1所述的基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，所述富集腔包括收集皿和过滤腔，所述收集皿的进液口通过管路与所述第一单向阀的出液口连接，所述收集皿的底部设有出液口；所述过滤腔的上、下两端分别设有开口，其腔内设有过滤网，所述黏附性材料放置在所述过滤网上，所述过滤腔上端的开口与所述收集皿的出液口连接，所述过滤网下端的开口通过管路与所述第二单向阀连接。
5.根据权利要求1所述的基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，所述黏附性材料为具有特异性细胞黏附作用的材料。
6.根据权利要求5所述的基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，所述具有特异性细胞黏附作用的材料为成骨细胞特异性钙粘蛋白、生物衍生材料或具有活性基团的高分子材料。
7.根据权利要求1所述的基于选择性细胞滞留技术的细胞富集装置，其特征在于，所述黏附性材料为多孔支架材料。
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|---|---|---|---|---|
| CN108379663A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-10 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种多孔规则体支架材料中截留及富集细胞的装置和方法 |
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2014
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| CN108379663B (zh) * | 2018-04-24 | 2023-05-26 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种多孔规则体支架材料中截留及富集细胞的装置和方法 |
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