CN215162705U - 细胞浓缩装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生物医疗仪器技术领域，尤其涉及细胞浓缩装置及系统，细胞浓缩装置包括驱动件、支撑座和至少一个储液桶，支撑座水平设置，储液桶与支撑座通过转轴转动连接，转轴水平设置且与储液桶的轴向垂直，驱动件与支撑座连接，以驱动支撑座绕与转轴的轴向垂直的旋转轴向自转。储液桶由竖直状态转至水平状态，对储液桶内的细胞溶液进行离心分层，通过控制驱动件运动的角加速度，确保储液桶由水平状态转至竖直状态的过程中，细胞与杂质/培养基不混合在一起，直至储液桶转至竖直状态，再对储液桶内细胞溶液进行浓缩，实现细胞溶液在静止状态下的浓缩，无需在离心状态下进行细胞浓缩分离，减少细胞损坏，可实现全封闭全自动化的细胞浓缩。

Description

细胞浓缩装置及系统

技术领域

本实用新型涉及生物医疗仪器技术领域，尤其涉及细胞浓缩装置及系统。

背景技术

在细胞医疗领域中，常常需要将活体采集的细胞直接或者在活体外培养后，接种于患者。为了将从活体中采集或培养的细胞用于治疗，需要去除杂质及培养基，浓缩成适合治疗的细胞浓度。为了实现细胞浓缩的目的，一般使用离心分离进行操作，离心过程中细胞溶液分为两层，一层细胞，另一层杂质/培养基质，浓缩则是将该层杂质/培养基质吸出，留细胞剩余，这是细胞医疗领域中非常重要的步骤环节。当前现有技术中的细胞浓缩设备进行细胞浓缩时，一般都是在离心时进行，容易造成细胞损伤，能够达到的浓缩体积也较小，一般在300-400ml左右，很少超过1L，手动操作时也很容易造成污染。

实用新型内容

本实用新型提供一种细胞浓缩装置及系统，用以解决现有技术中细胞浓缩设备一般在离心状态下进行细胞浓缩分离，容易造成细胞损伤，能够达到的浓缩体积也较小的缺陷，实现无需在离心状态下进行细胞浓缩分离，简化装置结构的同时简便浓缩操作。储液桶可以兼容各类体积大小的细胞浓缩，浓缩的细胞溶液体积能够达到2L以上的效果。

本实用新型提供一种细胞浓缩装置，包括驱动件、支撑座和至少一个储液桶，所述支撑座水平设置，所述储液桶与所述支撑座通过转轴转动连接，所述转轴水平设置且与所述储液桶的轴向垂直，所述驱动件与所述支撑座连接，以驱动所述支撑座绕与所述转轴的轴向垂直的旋转轴向自转。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，还包括吸管，所述储液桶上设有第一通孔，所述吸管通过所述第一通孔与所述储液桶的内部连通。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，所述支撑座设有通液管，所述吸管与所述通液管连通。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，所述通液管与所述支撑座同轴设置。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，所述通液管的上端通过连接套与管道连通，所述连接套内设有用于与所述管道连接的轴承，所述管道与所述连接套的内壁之间设置密封圈。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，所述储液桶的内侧壁设有沟槽，所述沟槽与所述第一通孔连通。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，所述储液桶在远离所述支撑座的旋转轴向的一侧桶壁的上部设有第二通孔，所述第二通孔与所述储液桶的内部连通，所述第二通孔处设有透气膜。

根据本实用新型提供的一种细胞浓缩装置，所述储液桶为多个，多个所述储液桶围绕所述支撑座的旋转轴向均匀分布。

本实用新型还提供一种细胞浓缩系统，包括控制装置、供液装置和如上所述的细胞浓缩装置，所述供液装置与所述驱动件均与所述控制装置连接，所述供液装置包括支架和液路通道，所述支架用于放置液袋，所述液路通道与所述储液桶连通。

本实用新型提供的细胞浓缩装置，支撑座和储液桶上设置相应的安装孔，转轴一端插入支撑座的安装孔，另一端插入储液桶的安装孔，以此将储液桶与支撑座转动连接。支撑座水平设置，在支撑座静止状态下，受重力作用储液桶呈竖直放置状态，即储液桶的轴向与支撑座的水平向垂直，转轴的轴向与支撑座的水平向平行；驱动件驱动支撑座在水平方向上自转，在转动过程中，储液桶由于惯性的作用由竖直状态逐渐转动至水平状态，储液桶内的细胞溶液受离心力作用开始离心分层，所需要的细胞在最外层，杂质/培养基在内层，即细胞溶液沿储液桶的轴向分层，细胞在储液桶的桶底位置；完成离心后，驱动件驱动支撑座的转速缓慢下降，储液桶也由水平状态缓慢的转动至竖直状态复位，此时细胞溶液的分层可依旧保持沿储液桶的轴向分层，所需要的细胞在下层，杂质/培养基在上层，即细胞在储液桶的桶底位置。储液桶转至竖直状态后，细胞与杂质/培养基保持分层，将杂质/培养基或细胞排出储液桶实现浓缩。

本实用新型的细胞浓缩装置通过驱动件驱动支撑座转动，储液桶由竖直状态转至水平状态，对储液桶内的细胞溶液进行离心分层，可保证有效精准离心分层，通过控制驱动件运动的角加速度，确保储液桶由水平状态转至竖直状态的过程中，细胞与杂质/培养基不混合在一起，细胞始终处于储液桶的桶底位置，直至储液桶转至竖直状态，细胞溶液在储液桶内分层静止，再对储液桶内细胞溶液进行浓缩，实现细胞溶液在静止状态下的浓缩，无需在离心状态下进行细胞浓缩分离，减少细胞损坏，简化装置结构的同时简便浓缩操作。储液桶可以兼容各类体积大小的细胞浓缩，浓缩的细胞溶液体积能够达到2L以上。本实用新型实现了全封闭全自动化的操作，相较于现有技术可浓缩的体积增大了3倍以上，细胞浓缩后的活率提高了10％以上。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的细胞浓缩装置的静止状态的横截面示意图；

图2是本实用新型提供的细胞浓缩装置的静止状态的纵截面示意图；

图3是本实用新型提供的细胞浓缩装置的离心状态的结构示意图；

图4是本实用新型提供的细胞浓缩装置的离心状态的横截面示意图；

图5是本实用新型提供的细胞浓缩装置的静止状态的结构示意图；

图6是本实用新型提供的细胞浓缩装置的连接套的结构示意图；

图7是本实用新型提供的细胞浓缩装置的储液桶具有沟槽的结构示意图；

图8是本实用新型提供的细胞浓缩系统的结构示意图；

附图标记：

100：细胞浓缩装置；

200：支撑座；210：通液管；220：凹槽；230：连接套；240：轴承；250：密封圈；

300：储液桶；310：第一通孔；320：沟槽；330：第二通孔；340：透气膜；

400：转轴；500：吸管；600：管道；700：控制装置；800：支架；900：液路通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的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，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实用新型实施例提供的细胞浓缩装置，包括驱动件、支撑座200和至少一个储液桶300，支撑座200水平设置，储液桶300与支撑座200通过转轴400转动连接，转轴400水平设置且与储液桶300的轴向垂直，驱动件与支撑座200连接，以驱动支撑座200绕与转轴400的轴向垂直的旋转轴向自转。

本实用新型实施例的细胞浓缩装置，支撑座200和储液桶300上设置相应的安装孔，转轴400一端插入支撑座200的安装孔，另一端插入储液桶300的安装孔，以此将储液桶300与支撑座200转动连接。支撑座200水平设置，在支撑座200静止状态下，受重力作用储液桶300呈竖直放置状态，即储液桶300的轴向与支撑座200的水平向垂直，转轴400的轴向与支撑座200的水平向平行；驱动件驱动支撑座200在水平方向上自转，在转动过程中，储液桶300由于惯性的作用由竖直状态逐渐转动至水平状态，储液桶300内的细胞溶液受离心力作用开始离心分层，所需要的细胞在最外层，杂质/培养基在内层，即细胞溶液沿储液桶300的轴向分层，细胞在储液桶300的桶底位置；完成离心后，驱动件驱动支撑座200的转速缓慢下降，储液桶300也由水平状态缓慢的转动至竖直状态复位，此时细胞溶液的分层可依旧保持沿储液桶300的轴向分层，所需要的细胞在下层，杂质/培养基在上层，即细胞在储液桶300的桶底位置。储液桶300转至竖直状态后，细胞与杂质/培养基保持分层，将杂质/培养基或细胞排出储液桶300实现浓缩。

本实用新型的细胞浓缩装置通过驱动件驱动支撑座200转动，储液桶300由竖直状态转至水平状态，对储液桶300内的细胞溶液进行离心分层，可保证有效精准离心分层，通过控制驱动件运动的角加速度，确保储液桶300由水平状态转至竖直状态的过程中，细胞与杂质/培养基不混合在一起，细胞始终处于储液桶300的桶底位置，直至储液桶300转至竖直状态，细胞溶液在储液桶300内分层静止，再对储液桶300内细胞溶液进行浓缩，实现细胞溶液在静止状态下的浓缩，无需在离心状态下进行细胞浓缩分离，减少细胞损坏，简化装置结构的同时简便浓缩操作。储液桶300可以兼容各类体积大小的细胞浓缩，浓缩的细胞溶液体积能够达到2L以上。本实用新型实现了全封闭全自动化的操作，相较于现有技术可浓缩的体积增大了3倍以上，细胞浓缩后的活率提高了10％以上。

本实施例中，驱动件可采用电机，电机的输出轴与支撑座200垂直连接，其连接位置为支撑座200的旋转中心。电机还可连接适应型号的调速器等，配合离心的需要。在其它实施例中，驱动件还可采用其他可驱动支撑座200转动的装置结构，不受本实施例限制。

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型实施例的细胞浓缩装置还包括吸管500，储液桶300上设有第一通孔310，吸管500通过第一通孔310与储液桶300的内部连通。本实施例中，储液桶300的顶部设置第一通孔310，吸管500由外部穿过第一通孔310插入储液桶300内部，通过吸管500可向储液桶300内部注入细胞溶液，也可将储液桶300内部的细胞或杂质/培养吸出，各储液桶300的吸管500可单独控制也可统一控制，便于浓缩操作。保证储液桶300自身以及储液桶300的第一通孔310与吸管500之间的密封后，能够实现在全封闭的环境中的细胞浓缩，细胞溶液在离心分层及浓缩过程中，均处于储液桶300内，避免受到外界环境的污染。

为保证储液桶300转动不受影响，吸管500应选择能够适应储液桶300转动过程的可变形材料，如软塑管、胶管等，在储液桶300在水平状态与竖直状态之间变换时，吸管500能够变形弯曲适应储液桶300的位置状态。

根据本实用新型提供的一个实施例，支撑座200设有通液管210，吸管500与通液管210连通。本实施例中，支撑座200的上表面构造通液管210，与支撑座200一体成型，即通液管210的轴向垂直于支撑座200的水平向，在支撑座200静止状态下，通液管210竖直朝上，吸管500位于储液桶300外部的部分与通液管210的下部连通，驱动件驱动支撑座200转动时，通液管210与吸管500同步转动。通过通液管210的上端口可以注入细胞溶液，也可以排出细胞或杂质/培养基质。

根据本实用新型提供的一个实施例，通液管210与支撑座200同轴设置。本实施例中，支撑座200上仅设置一个通液管210，通液管210的轴向与驱动件驱动支撑座200的旋转轴向相同，各吸管500均与该通液管210的下端连通。在其它实施例中，支撑座200上也可设置配合吸管500设置多个通液管210，每个通液管210对应一个吸管500，根据实际需要选择通液管210的数量。

如图5和图6所示，根据本实用新型提供的一个实施例，通液管210的上端通过连接套230与管道600连通，连接套230内设有用于与管道600连接的轴承240，管道600与连接套230的内壁之间设置密封圈250。本实施例中，通液管210的下端与支撑座200一体成型，上端套设连接套230的一端，连接套230的另一端设置轴承240，轴承240与供液装置的管道600连接，供液装置的液体通过管道600送入连接套230中，由连接套230再进入通液管210内，在驱动件驱动支撑座200旋转时，通液管210沿其轴向自转，带动连接套230自转，连接套230通过轴承240与供液装置的管道600转动连接，从而使供液装置的管道600保持静止不动，既保证了液体通路畅通，又保证了外部供液装置不影响离心作业过程。在管道600进入连接套230的部分与连接套230之间设置密封圈250，形成管道600与通液管210连通的位置处的动密封结构，保证输送的液体不回流且不溢出连接套230。在其它实施例中，管道600与通液管210之间的连接可采用不同形式的动密封结构连接，能够良好的确保动密封即可。密封圈250与轴承240的数量与相对位置配合也可根据实际结构需要选择，不受本实施例的限制。

如图7所示，根据本实用新型提供的一个实施例，储液桶300的内侧壁设有沟槽320，沟槽320与第一通孔310连通。本实施例中，第一通孔310自储液桶300的顶部向下设置并在桶壁内沿储液桶300的轴向延伸，末端与储液桶300内侧壁的沟槽320相连通，吸管500设置在储液桶300顶部的第一通孔310的孔口处，以此将吸管500、第一通孔310和沟槽320依次连通。在静止状态下，可通过吸管500连通沟槽320向储液桶300内注入细胞溶液或排出溶液。

在一个实施例中，沟槽320与与其连通的第一通孔310均设置在储液桶300靠近支撑座200的旋转轴向的一侧，储液桶300内的溶液便于由沟槽320经过第一通孔310再通过流出。

如图3和图5所示，根据本实用新型提供的一个实施例，储液桶300在远离支撑座200的旋转轴向的一侧桶壁的上部设有第二通孔330，第二通孔330与储液桶300的内部连通，第二通孔330处设有透气膜340。本实施例中，在离心过程中，储液桶300内会产生负压，无法保证畅通的液体流通，因此在储液桶300上开设第二通孔330，并设置透气膜340将第二通孔330封住，透气膜340与外界大气相通，保证储液桶300内外的压力值相同，避免出现较大压差导致无法进样出样。在离心旋转时，储液桶300转动，其远离支撑座200的旋转轴向的一侧桶壁会呈朝上的状态，第二通孔330所在位置储液桶300内的溶液不会接触到透气膜340，在静止状态下，储液桶300内的溶液也不会达到第二通孔330接触透气膜340，保证透气膜340不会遇水失效。

根据本实用新型提供的一个实施例，支撑座200构造有自边缘向支撑座200的旋转轴向凹陷的凹槽220，储液桶300设置于凹槽220内。本实施例中，支撑座200边缘向支撑座200中部凹陷形成凹槽220，储液桶300嵌入凹槽220内，凹槽220的相对的两侧壁设置安装孔，对应安装两个连接储液桶300的转轴400。凹槽220的设置在保证支撑座200与储液桶300同步旋转进行离心的基础上，还能减小装置的空间占用量，紧凑装置结构。

根据本实用新型提供的一个实施例，储液桶300为多个，多个储液桶300围绕支撑座200的旋转轴向均匀分布。本实施例中，储液桶300为四个，相应的设置四个凹槽220与四个吸管500，四个储液桶300在一个通液管210的周围均匀环绕分布。在驱动件驱动支撑座200转动时可保证装置受力平衡，各储液桶300所受离心力相等且平衡。在其它实施例中，储液桶300的个数可根据实际需要进行选择，不受本实施例的限制。

如图8所示，本实用新型实施例提供的细胞浓缩系统，包括控制装置700、供液装置和上述实施例的细胞浓缩装置100，供液装置与驱动件均与控制装置700连接，供液装置包括支架800和液路通道900，支架800用于放置液袋，液路通道900与储液桶300连通。

本实用新型实施例的细胞浓缩系统，控制装置700具有软件操作界面，可以进行人机交互，控制设备启停、运转，其与细胞浓缩装置100的驱动件连接，可控制驱动件的转速和加速度，以及驱动件的启停时间；支架800可挂放装有血液、缓冲液、分离液等液袋；液路通道900将支架800上放置的血液、缓冲液、分离液等液体有步骤的输送到储液桶300中。将控制装置700内的运转程序调试完成后，通过向控制装置700输入参数，自动控制支架800的血液等液体经过液路通道900流入细胞浓缩装置100的储液桶300，然后控制驱动件的转动，从而控制储液桶300的在水平和竖直状态间的切换，使细胞溶液在储液桶300水平状态下进行离心分层，在储液桶300竖直状态下进行静止浓缩，可实现全封闭全自动化的细胞浓缩，代替了现有技术的手动浓缩，避免受到外界环境的影响，提高浓缩效率和精准度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种细胞浓缩装置，其特征在于：包括驱动件、支撑座和至少一个储液桶，所述支撑座水平设置，所述储液桶与所述支撑座通过转轴转动连接，所述转轴水平设置且与所述储液桶的轴向垂直，所述驱动件与所述支撑座连接，以驱动所述支撑座绕与所述转轴的轴向垂直的旋转轴向自转。

2.根据权利要求1所述的细胞浓缩装置，其特征在于：还包括吸管，所述储液桶上设有第一通孔，所述吸管通过所述第一通孔与所述储液桶的内部连通。

3.根据权利要求2所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述支撑座设有通液管，所述吸管与所述通液管连通。

4.根据权利要求3所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述通液管与所述支撑座同轴设置。

5.根据权利要求4所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述通液管的上端通过连接套与管道连通，所述连接套内设有用于与所述管道连接的轴承，所述管道与所述连接套的内壁之间设置密封圈。

6.根据权利要求2所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述储液桶的内侧壁设有沟槽，所述沟槽与所述第一通孔连通。

7.根据权利要求1所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述储液桶在远离所述支撑座的旋转轴向的一侧桶壁的上部设有第二通孔，所述第二通孔与所述储液桶的内部连通，所述第二通孔处设有透气膜。

8.根据权利要求1所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述支撑座构造有自边缘向所述支撑座的旋转轴向凹陷的凹槽，所述储液桶设置于所述凹槽内。

9.根据权利要求1所述的细胞浓缩装置，其特征在于：所述储液桶为多个，多个所述储液桶围绕所述支撑座的旋转轴向均匀分布。

10.一种细胞浓缩系统，其特征在于：包括控制装置、供液装置和权利要求1至9任意一项所述的细胞浓缩装置，所述供液装置与所述驱动件均与所述控制装置连接，所述供液装置包括支架和液路通道，所述支架用于放置液袋，所述液路通道与所述储液桶连通。

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