CN211497649U - 胰岛分离装置及胰岛分离纯化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种胰岛分离装置及胰岛分离纯化系统，该胰岛分离装置包括消化液循环回路和胰岛分离支路；消化液循环回路包括通过回路导管相互连接的泵和消化罐；胰岛分离支路包括通过支路导管相互连接的第一细胞筛和分离罐，支路导管的一端通过第一细胞筛与消化罐相连通，支路导管的另一端与回路导管相连通，分离罐中还设有第二细胞筛。该胰岛分离装置在消化液循环回路中添加了胰岛分离的支路，可以将胰岛细胞顺利地保留在分离罐中。两层细胞筛的分离筛选可以确保收集绝大部分胰岛，减少收获的总组织量。本实用新型中的胰岛分离纯化系统，避免了密度梯度离心法的低得率问题，从而有效解决现有应用密度梯度离心技术分离胰岛细胞的一些缺陷。

Description

胰岛分离装置及胰岛分离纯化系统

技术领域

本实用新型涉及医学器械技术领域，尤其是涉及一种胰岛分离装置及胰岛分离纯化系统。

背景技术

胰岛(pancreatic islets)是许多大小主要在100-300μm的细胞团，含有上千个α细胞、β细胞和δ细胞，分散分布于胰腺的不同部位。胰岛作为胰腺的内分泌腺，负责分泌能够促进合成代谢、调节血糖稳定的胰岛素和胰高血糖素等，通过胰岛素和胰高血糖素等的分泌调节维持体内的血糖稳定在一个相对正常的波动水平，如果胰岛素分泌不足就会导致糖尿病。在现今，治疗糖尿病(尤其是I型糖尿病)最理想的方法是细胞疗法，即，通过胰腺分离得到胰岛细胞，并进行相应的试验和治疗。全球各发达国家以及包括中国在内的发展中国家都已开展胰岛细胞分离和移植的相关业务，疗效显著，免除了糖尿病患者多年注射胰岛素的痛苦。

细胞疗法中所采用的胰岛细胞来源于捐赠的人体或猪胰腺，通过供体的胰腺分离从而获得高质量的活体细胞。中国每年捐赠的胰腺有6000个以上，并且每年以20％的速度增长。但实际上，每年成功利用的胰腺不到200例，绝大多数都被遗弃，使用率较低。其中的主要原因在于胰腺消化与分离条件的掌控相对困难。

以目前胰岛分离纯化过程中采用的主要方法——密度梯度离心为例，该方法的主要原理在于胰岛细胞团相比于外分泌组织或导管组织的密度更低。如果这些类型的细胞在胰腺消化过程中已被有效分离，那么就可以通过密度梯度的方法通过离心力场达到沉降平衡，在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度，从而将胰岛细胞团纯化出来。

密度梯度离心分离胰岛细胞的原理明确，能够实现胰岛细胞的特异性分离。但在实际使用过程中发现，胰腺中的部分外分泌腺组织会因为水肿等原因导致其密度与胰岛组织接近，进而导致常规的COBE2991连续密度梯度分离方法难以得到大量高纯度的胰岛细胞。另外研究发现密度梯度离心液成分在密度梯度离心过程中可使已游离胰岛与其它胰腺组织细胞粘连，从而导致部分胰岛细胞未能富集，发生丢失造成低得率的问题。同时，胰腺消化过程中，最先消化释放的胰岛细胞会被消化罐内的消化碾磨用钢珠破碎成胰岛碎片，进一步降低了胰岛分离的纯度和效率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种能够提高分离纯度和分离效率的胰岛分离装置及胰岛分离纯化系统。

第一方面，本实用新型的一个实施例提供了一种胰岛分离装置，该胰岛分离装置包括：消化液循环回路和胰岛分离支路；消化液循环回路包括通过回路导管相互连接的泵和消化罐；胰岛分离支路包括通过支路导管相互连接的第一细胞筛和分离罐，支路导管的一端通过第一细胞筛与消化罐相连通，支路导管的另一端与回路导管相连通，分离罐中还设有第二细胞筛；第一细胞筛的筛孔孔径为300μm至550μm，第二细胞筛的筛孔孔径为10μm至30μm。

本实用新型实施例的胰岛分离装置至少具有如下有益效果：

本实用新型所提供的胰岛分离装置在消化液循环回路中添加了胰岛分离的支路，第一细胞筛的孔径为300μm至550μm，可以保证经消化的胰岛细胞可以通过；而第二细胞筛的孔径为10μm至30μm，则可以将胰岛细胞顺利地保留在分离罐中，不会重新回到消化液循环回路中被继续消化从而造成过度消化情况的出现或者被消化罐内的碾磨机构破碎成胰岛碎片。胰岛作为胰腺中的独立内分泌腺体结构，大小和胰腺其余组织细胞大小不同。两层细胞筛的分离筛选可以确保收集绝大部分胰岛，同时减少收获的总组织量，提高组织中胰岛纯度，避免密度梯度离心液成分在密度梯度离心过程中可使已游离胰岛与其它胰腺组织细胞粘连导致部分胰岛细胞未能富集被丢失的低得率问题，从而有效解决了现有的应用密度梯度离心技术分离胰岛细胞的一些缺陷。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，分离罐与支路导管可拆卸连接。分离罐与支路导管以可拆卸连接的方式连接，可以在工作过程中快速更换分离罐，避免胰岛细胞的堆积。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，胰岛分离支路有至少两个。多个胰岛分离支路的设置可以确保分离工作的效率。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，分离罐上还设有胰岛细胞收集口。在分离罐上设置胰岛细胞收集口可以在工作过程中在不更换分离罐的情况下及时收集经消化的胰岛细胞。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，回路导管还连接有加热器，加热器用于加热消化液。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，加热器为水浴锅，例如，可以是能够将蓄水腔中的水体加热到32℃至38℃的水浴锅。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，回路导管还连接有取样管。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，第一细胞筛的筛孔为32、35或40目。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离装置，第二细胞筛的筛孔为425、500、625、800或1250目。

第二方面，本实用新型的一个实施例提供了一种胰岛分离纯化系统，该胰岛分离纯化系统包括上述的胰岛分离装置和分选工作台，分选工作台用于将分离罐内富集的胰岛细胞团继续纯化。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离纯化系统，分选工作台为磁珠分选工作台。

在现有使用COBE2991细胞分离机进行密度梯度离心分离胰岛细胞的过程中发现，由于捐赠者的胰腺至少需要两个COBE处理，每个COBE需时40分钟左右，这大大增加了工作人员的体力精力消耗，也使得胰岛在非培养条件下滞留更长时间，不利于维持胰岛的健康状态。而如果在本实用新型所提供的胰岛分离纯化系统中选择如COBE2991的类似工作台操作，可用一个COBE分离纯化所收获的全部组织，明显减少了工作量，有利于维持胰岛细胞的健康状态。而如果在分选工作台采用本实用新型的免疫磁珠分选工作台，可以进一步避免密度梯度离心液成分在密度梯度离心过程中可使已游离胰岛与其它胰腺组织细胞粘连导致部分胰岛细胞未能富集被丢失的低得率问题，从而有效解决了现有的应用密度梯度离心技术分离胰岛细胞的一些缺陷。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离纯化系统，磁珠分选工作台上设置有磁珠分选装置。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离纯化系统，磁珠分选工作台为无柱型磁分选(column-free magnetic isolation)工作台。

根据本实用新型的另一些实施例的胰岛分离纯化系统，磁珠分选工作台包括一具有磁场的磁性分选器，在磁性分选器的磁场范围内，与抗体标记磁珠结合的胰岛细胞被吸附而滞留，而没有特定表面抗原的其它细胞无法与抗体标记磁珠结合而没有磁性，受外力(或自身重力)作用无法滞留从而与结合有抗体磁珠的胰岛细胞分离。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例中胰岛分离装置的结构示意图；

图2和图3是本实用新型的一个实施例中胰岛分离纯化系统中的磁珠分选工作台的无柱磁分选装置在工作状态下的局部示意图；

图4是本实用新型的另一实施例中胰岛分离纯化系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例对本实用新型的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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。

在本实用新型实施例的描述中，如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接、安装在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。在本实用新型实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

实施例1

参考图1，示出了本实用新型的一个实施例中胰岛分离装置的结构示意图。该胰岛分离装置包括消化液循环回路和胰岛分离支路。消化循环回路主要包括回路导管140以及通过回路导管140依次相互连接的泵130、消化罐110、取样管150和加热器160；胰岛分离支路主要包括支路导管123以及通过支路导管123相互连接的第一细胞筛121和分离罐122，回路导管140和支路导管123在图1中通过不同的管道粗细来表征，并不代表实际的回路导管140和支路导管123必须具备这样的口径关系。本实施例中加热器160为水浴锅。回路导管140从水浴锅的一侧进入其蓄水腔，从水浴锅的另一侧离开其蓄水腔(图中未示出)。在回路导管140的一侧设置有消化液注入口170，消化液注入口170可以向外与盛装消化液的容器(图中未示出)相连通从而为胰腺的消化提供充足的消化液。消化液注入口170上还设置有消化液调节阀171。通过打开或关闭消化液调节阀171，向消化液循环回路及胰腺分离回路中注入/停止注入新的消化液。取样管150套设在回路导管140中，取样管150包括套设在回路导管140上的壳体151以及和壳体151连通并垂直于壳体151的出样管152，出样管152上设有出样管开关153。取样管150用于对回路导管140中的消化液进行检测，以确认消化液中是否已经有单独的游离胰岛细胞。泵130可以控制消化液在消化液循环回路以及胰岛分离支路中的流动，本实施例中泵130为蠕动泵。胰岛分离支路包括通过支路导管123相互连接的第一细胞筛121和分离罐122，分离罐122内设置有第二细胞筛124，第一细胞筛121设置在消化罐110的上表面，支路导管123的一端通过第一细胞筛121与消化罐110相连通，支路导管123的另一端则与回路导管140相连通。分离罐122通过两侧设置的第一可拆卸接头127和第二可拆卸接头128连接到支路导管123上。在支路导管123上位于第一细胞筛121和第一可拆卸接头127之间的部分设有第一胰岛分离支路开关125，而在支路导管123在靠近回路导管140的部分设有第二胰岛分离支路开关126。本实施例中，胰岛分离支路有完全相同的两组，即，在消化罐110的上表面设有两组完全相同的第一细胞筛121，并且通过相同的支路导管123分别各自连接到内部设有第二细胞筛124的分离罐122，并通过设置在各自支路导管123上的第一胰岛分离支路开关125和第二胰岛分离支路开关126的开闭来实现单独任一条胰岛分离支路的开启或关闭。

参考图2和图3，是本实用新型的一个实施例的胰岛分离纯化系统的磁珠分选工作台的无柱磁分选装置在工作状态的局部示意图。该无柱磁分选装置包括一磁性分选器210，该磁性分选器210有一磁性容置腔体，该磁性容置腔体可用来固定离心管220。

该胰岛分离装置的具体使用方法(即使用该分离装置进行胰岛细胞的分离方法)如下：

(1)在胰腺内灌注消化液后将其剪成小块，放入消化罐110中。

(2)将胰岛分离装置的各个部件连接好，开启加热器160和泵130，打开消化液注入口170上的消化液调节阀171，向整个分离装置中灌注消化液，开始消化。

(3)定时打开取样管150上的出样管开关153，对流出的消化液取样，检测其中是否已经有单独的游离胰岛细胞，如果已经检测到有单独的胰岛细胞，则进行下一步；否则，继续消化。

(4)打开一组第一胰岛分离支路开关125和第二胰岛分离支路开关126，从而开启其中一组胰岛分离支路，使得消化液能够从胰岛分离支路中通过；同时，打开消化液调节阀171，向整个分离装置中补充消化液，当整个分离装置中重新充满消化液时，关闭消化液调节阀171。

(5)当分离罐122中第二细胞筛124的上层存在大量细胞团时，关闭已打开的一组第一胰岛分离支路开关125和第二胰岛分离支路开关126，同时，打开另外一组胰岛分离支路，使得另外一组胰岛分离支路中的分离罐122代替原来处于工作状态下的分离罐122进行工作。并打开消化液调节阀171，向整个分离装置中补充消化液。

(6)排空已停止工作的分离罐122内的消化液并将其取下，用洗涤液充分洗涤滞留在分离罐122的第二细胞筛124上的胰岛细胞团，进行进一步的分离工作。

本实施例中，进一步的分离工作是将收集的胰岛细胞团转移到磁珠分选工作台上进行进一步的分离工作，可以参考图2和图3，具体步骤如下：

(1)用磁珠分选缓冲液洗涤收集胰岛细胞团，转移至一收集用的离心管220中。

(2)在离心管220中加入抗体标记磁珠，与收集的胰岛细胞团充分混匀，并静置5-10分钟，使抗体标记磁珠能够充分地与胰岛细胞团310特异性结合。

(3)将离心管220固定于磁性分选器210的容置腔体内放置5分钟。

(4)将磁性分选器210翻转，使离心管220开口朝下，在重力作用下，未能与抗体标记磁珠特异性结合的其它种类的细胞或杂质320在重力作用下从离心管220中流出，而与抗体标记磁珠特异性结合的胰岛细胞团310在磁场作用下留在了离心管220壁上。

(5)将离心管220中的胰岛细胞团310重悬形成溶液，并将该溶液从分离罐122通过，溶液中胰岛细胞团310与抗体标记磁珠的复合体留在第二细胞筛124上，而未能与胰岛细胞团310结合的磁珠通过第二细胞筛124的筛孔流出。

重复以上步骤，直至取样管150取出的消化液无法检测出游离胰岛细胞。

在本实施例中，第一细胞筛121为40目(筛孔孔径450μm)，第二细胞筛124为800目(筛孔孔径15μm)。

在本实施例中，两套胰岛分离支路中的分离罐可以使用一个，另一个备用，也可以两组分离罐交替使用。

在本实施例中，分离罐的下层可回收消化液，上层可富集目标细胞团，在磁珠分选工作台中，分离罐上层可富集结合抗体标记磁珠的细胞团，而未能与胰岛细胞团结合的磁珠进入分离罐下层。

在本实施例中，通过分离罐去除消化液，洗涤细胞团，并进行溶液的置换，使胰岛细胞团浸泡在磁珠分选缓冲液中，胰岛细胞与抗体标记磁珠静态结合。已有的胰岛细胞磁珠分选装置中，抗体标记磁珠直接加入消化罐的消化液中，在消化罐中抗体标记磁珠与胰岛细胞结合。但抗体标记磁珠与细胞表面特定标记的结合需要在特定分选缓冲液中进行，消化液的环境显然不适合。另外，抗体标记磁珠与细胞表面标记的结合需要一个相对静止的环境，剧烈震荡的消化罐显然无法使抗体标记磁珠与胰岛细胞高效结合，进而会导致抗体标记磁珠的过量使用。而本实用新型所提供的胰岛分离纯化系统大大减少了抗体标记磁珠的用量，减少成本。

实施例2

一种胰岛分离装置，与实施例1的区别在于，分离罐的设置不同。参考图4，是本实用新型的另一实施例的分离罐122的示意图。分离罐122主体为圆柱状，内部卡接有第二细胞筛124，在分离罐122内第二细胞筛124的上方侧壁还设有胰岛细胞收集口129，供使用时从该开口处将内部富集到的胰岛细胞团转移出来。

实施例3

一种胰岛分离纯化系统，与实施例1的区别在于，仅包括一组胰岛分离支路。

实施例4

一种胰岛分离装置，与实施例1的区别在于，消化罐上设有温度传感器，该温度传感器可通过导线、蓝牙、wifi或其它本领域所熟知的连接方式连接到显示和/或处理平台，将检测到的消化罐内的温度数据传输到显示和/或处理平台上供进一步处理或进行显示，同时，结合相关数据还可以进行消化时间的判断。

实施例5

一种胰岛分离装置，与实施例1的区别在于，在消化罐内靠近回路出口(即沿消化液流动方向的出口)的位置还设有第三细胞筛，第三细胞筛的筛孔孔径为1000-2000μm，例如，可以是9、10、12、14、16目。通过第三细胞筛的设置可以在消化时防止组织进入回路管道中发生堵塞。

实施例6

一种胰岛分离装置，在回路导管靠近消化罐的位置还设有回路开关。当停止消化时，关闭回路开关，消化液仅能够流入胰岛分离支路，使其在支路中快速循环，加速分离罐的分离效率。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种胰岛分离装置，其特征在于，包括：

消化液循环回路，包括通过回路导管相互连接的泵和消化罐；

胰岛分离支路，包括通过支路导管相互连接的第一细胞筛和分离罐，所述支路导管的一端通过所述第一细胞筛与所述消化罐相连通，所述支路导管的另一端与所述回路导管相连通，所述分离罐中还设有第二细胞筛；所述第一细胞筛的筛孔孔径为300μm至550μm，所述第二细胞筛的筛孔孔径为10μm至30μm。

2.根据权利要求1所述的胰岛分离装置，其特征在于，所述分离罐与所述支路导管可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的胰岛分离装置，其特征在于，所述胰岛分离支路有至少两个。

4.根据权利要求1所述的胰岛分离装置，其特征在于，所述分离罐上还设有胰岛细胞收集口。

5.根据权利要求1至4任一项所述的胰岛分离装置，其特征在于，所述回路导管还连接有加热器，所述加热器用于加热消化液。

6.根据权利要求5所述的胰岛分离装置，其特征在于，所述加热器为水浴锅。

7.根据权利要求1至4任一项所述的胰岛分离装置，其特征在于，所述回路导管还连接有取样管。

8.一种胰岛分离纯化系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的胰岛分离装置和分选工作台，所述分选工作台用于分离所述分离罐内富集的细胞团。

9.根据权利要求8所述的胰岛分离纯化系统，其特征在于，所述分选工作台为无柱型磁珠分选工作台。

10.根据权利要求9所述的胰岛分离纯化系统，其特征在于，所述无柱型磁珠分选工作台包括磁性分选器。

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