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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Zellenabstreifer zum Abstreifen
von in einem Gewebekulturgefäß akkumulierten
Gewebeproben.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Zahlreiche
Laborvorgänge
erfordern das Kultivieren von Gewebe für anschließende Analyse und Diagnosetests.
Die Gewebe werden in Gewebekulturgefäßen kultiviert, wie z.B. in
Behältern
oder Petrischalen. Ein typischer Gewebekulturbehälter ist ein flaches rechteckiges
Gefäß mit einer
oberen Wand, einer unteren Wand und mehreren miteinander verbundenen
Seitenwänden.
Eine Seitenwand kann eine Öffnung
aufweisen, und ein rohrförmiges Halsteil
kann von der Öffnung
schräg
nach oben abstehen, um Zugang zu dem Inneren des Gewebekulturgefäßes zu bieten.
Eine Kappe kann zum Abdichten des Gewebekulturgefäßes lösbar an
dem rohrförmigen
Halsteil angebracht sein. Andere Gewebekulturschalen weisen eine
untere Wand, eine Seitenwandumfassung und einen offenen oberen Teil
auf. Eine Abdeckung kann dann zum selektiven Umschließen des
Inneren des Gewebekulturgefäßes lösbar an
dem offenen oberen Teil der Seitenwände angebracht sein.
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Gewebekulturgefäße werden
zum Ablagern einer kontrollierten Menge eines flüssigen Wachstumsmediums in
dem Gefäß verwendet.
Eine kleine Probe des zu kultivierenden Gewebes wird dann in dem
Gefäß abgelagert.
Das Gefäß wird durch
Platzieren der Kappe auf dem rohrförmigen Halsteil oder durch
Platzieren der oberen Wand über
dem von dem Seitenwänden
gebildeten offenen oberen Teil verschlossen. Das Gefäß wird dann
in einer dem Gewebewachstum förderlichen
Umgebung aufbewahrt. In dem Gefäß wachsendes
Gewebe muss periodisch entnommen und analysiert werden. Das wachsende Gewebe
haftet wahrscheinlich an der Bodenwand des Gefäßes an und muss somit zu Analysezwecken von
der Bodenwand abgestreift werden.
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Zellenabstreifer
werden zum Entfernen von Gewebe von der Bodenfläche eines Gewebekulturgefäßes verwendet.
Der typische Zellenabstreifer weist einen unitär aus einem starren Kunststoffmaterial
geformten langen dünnen
Handgriff auf. Der Handgriff verjüngt sich typischerweise von
einem relativ breiten proximalen Ende zu einem relativ schmalen
distalen Ende hin. Beispielsweise weist das proximale Ende des Handgriffs
wahrscheinlich einen Durchmesser von ungefähr 6,8 mm (0,25 Inch) auf, während das
distale Ende wahrscheinlich einen Durchmesser von ungefähr 0,34
mm (0,125 Inch) aufweist. Das proximale Ende des Handgriffs kann gerändelt sein,
um einem Labortechniker das Greifen zu vereinfachen. Das distale
Ende des Handgriffs ist mit zwei Scharnierstiften ausgebildet.
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Der
bekannte Zellenabstreifer weist ferner ein unitär aus Kunststoff gefertigtes
Abstreiferblatt auf, wobei es sich um den gleichen Kunststoff wie
bei dem Handgriff handeln kann. Das Blatt weist einen planaren Abstreiferrand
und ein Paar einander gegenüberliegender
Befestigungsöffnungen
auf, die mit den Scharnierstiften des Handgriffs einschnappend zusammengreifen
können.
Die Abmessungen des Blatts variieren je nach vorgesehener Anwendung und
insbesondere je nach Größe des Gewebekulturgefäßes. Beispielsweise
ist ein schmales Blatt wahrscheinlich nur etwas breiter als 13,6
mm (0,5 Inch), während
ein breites Blatt wahrscheinlich etwas größer als ein Inch ist.
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Die
Scharnierstifte zum Befestigen des Blatts an dem Handgriff sind
typischerweise sehr klein. Beispielsweise weist ein Scharnierstift
typischerweise einen Durchmesser im Bereich von 1,5–2,5 mm
(0,06–0,1
Inch) und eine Länge
mit vergleichbaren Abmessungen auf. Folglich ist die mechanische
Verbindung zwischen dem Blatt und dem Handgriff des typischen Zellenabstreifers
schwach. Die sehr kleinen Abmessungen bieten das Potential für eine inkorrekte
Befestigung des Blatts an dem Handgriff. Somit ist das Befestigen
des Blatts an dem Handgriff zeitaufwendig und kostspielig und muss
einer erheblichen Prüfung
zur Qualitätskontrolle
unterzogen werden.
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Der
Zellenabstreifer wird typischerweise in einer sterilen Verpackung
aus einander gegenüberliegenden
Lagen, die einander zugewandt um den Zellenabstreifer angeordnet
sind, an das Labor geschickt. Unmittelbar vor Benutzung wird die
Verpackung durch Abziehen der Lagen voneinander geöffnet und
der Zellenabstreifer aus der geöffneten
Verpackung entnommen. Der Labortechniker öffnet das Gewebekulturgefäß. Der Techniker
hält dann
das gerändelte
proximale Ende des Handgriffs in einer Hand, während er das Blatt an dem distalen
Ende des Abstreifers in das Gewebekulturgefäß einsetzt. Das Blatt dreht
sich um die Scharnierstifte, um sich in Reaktion auf von dem Techniker
auf den Handgriff aufgebrachte Kräfte mit der Bodenfläche des
Gefäßes auszurichten.
Der Techniker schiebt dann das Blatt über die Bodenfläche des
Gewebekulturgefäßes, wobei
er derart eine senkrecht wirkende Kraft auf die Wachstumsfläche aufrechterhält, dass
eine Probe der kultivierten Zellen von dem Boden abgestreift werden
kann. Die Zellen werden dann zu Analysezwecken von dem Gewebekulturgefäß abgewaschen.
Auf das Blatt aufgebrachte senkrecht und lateral wirkende Kräfte können leicht
ein Trennen des Blatts von dem Handgriff des Zellenabstreifers bewirken.
Diese Kräfte
können
beim anfänglichen
Einsetzen des Blatts in das Gewebekulturgefäß, beim Entnehmen des Blatts
aus dem Gewebekulturgefäß oder beim
Zellenabstreifvorgang aufgebracht werden. Es ist nicht leicht, das
separierte Blatt herauszunehmen, ohne den Gewebekultivierprozess
zu beeinträchtigen.
Somit entstehen dem Labor die Kosten für einen weiteren Zellenabstreifer,
und es besteht das Risiko der Kontaminierung des Gewebekulturgefäßes.
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Manchmal
kann es erforderlich sein, auf schwer zugängliche Bereiche eines Gewebekulturgefäßes, wie
z.B. Ecken des Gefäßes oder
Bereiche nahe der Öffnung
eines Behälters
oder Gefäßes, zuzugreifen.
Das Drehen des Blatts an dem Handgriff kann den Zugang zu entfernten
Bereichen des Gewebekulturgefäßes erleichtern.
Das starre Kunststoffblatt ist jedoch nicht ideal zum Entnehmen
von Zellkulturen von schwer zugänglichen
Flächen.
Ein elastischeres Blatt könnte
für das
Entnehmen von Zellkulturen von nicht vollkommen planaren Flächen effektiver
sein. Ein elastischeres Blatt wäre
jedoch nicht so effektiv beim Zusammengreifen mit den Scharnierstiften
des Abstreiferhandgriffs und würde sich
leichter von den Scharnierstiften lösen.
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Die
in den Handgriff des Zellenabstreifers eingeformte Rändelung
unterstützt
in gewissem Maße
die Handhabung des Abstreifers mit den Fingern. Die Rändelung
kann jedoch angesichts des relativ kleinen Querschnitts des Handgriffs
nur einen minimalen Effekt auf die Möglichkeit zur Handhabung des
Abstreifers haben.
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Einige
Werkzeuge sind mit Handgriffen aus zwei unterschiedlichen Materialtypen
ausgebildet, um das Greifen zu erleichtern. Ein erstes Material
ist ein starreres Thermoplast und verleiht dem Handgriff eine konstruktive
Festigkeit. Ein zweites Material ist über dem starreren Material
aufgebracht oder zusammen mit diesem ausgebildet und ist elastischer. Das
elastischere Material erleichtert das Greifen. Ein solches Überspritzen
wird normalerweise bei Handgriffen von Zahnbürsten und anderen Handwerkzeugen
angewendet. Das starrere Thermoplast verläuft dann von der Greifregion
der Zahnbürste
oder des anderen Werkzeugs zu dem distalen Arbeitsende der Zahnbürste oder
des Werkzeugs.
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Ein
Zellenabstreifer gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist in
DE
90 06 543 U1 beschrieben. Dieser Zellenabstreifer weist
einen von einem abgewinkelten Stab gebildeten länglichen Arm auf. Das proximale
Ende des Arms dient als Griff, und das distale Ende trägt ein Abstreiferblatt,
das um eine senkrecht zur Längsrichtung
des distalen Armteils verlaufende Achse schwenkbar ist.
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zellenabstreifer bereitzustellen,
bei dem die oben genannten Nachteile eliminiert sind und der eine
einfachere Handhabung ermöglicht.
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Der
erfindungsgemäße Zellenabstreifer
ist in Anspruch 1 definiert. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass
der
Zellenabstreifer ein unitäres
Substrat aufweist, das von dem Griff den Arm entlang in Richtung
auf das distale Ende verläuft,
wobei ein distaler Teil des Substrats die Blatthalterung bildet,
der
Zellenabstreifer ferner ein einstückig an dem Substrat angeordnetes
elastisches Material aufweist,
das elastische Material die
Blatthalterung umgibt und unitär
von der Blatthalterung zu dem distalen Ende des Zellenabstreifers
verläuft,
und aus dem elastischen Material gebildete Teile des Zellenabstreifers ein
flexibles Blatt aufweisen, das distal über die Halterung hinaus vorsteht.
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Die
Erfindung betrifft einen Zellenabstreifer zur Verwendung bei Gewebekulturgefäßen, wie
z.B. Gewebekulturbehältern,
Petrischalen und dergleichen. Der Zellenabstreifer weist einen länglichen Handgriff
mit einem proximalen Ende, das von einem Labortechniker gegriffen
wird, und einem distalen Ende zum Abstreifen von Zellen auf. Der
Zellenabstreifer ist einstückig
aus zwei unterschiedlichen Materialtypen gefertigt. Ein erstes Material
ist ein im Wesentlichen starres Thermoplastmaterial, wie z.B. Polypropylen,
und derart ausgewählt,
dass es dem Zellenabstreifer eine konstruktive Festigkeit verleiht. Das
starrere Material verläuft
von dem proximalen Ende des Zellenabstreifers zu einer Stelle nahe
dem distalen Ende. Teile des starreren Materials nahe dem proximalen
Ende sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die gut manuell
zu greifen sind. Ferner kann das starrere Material mit Ausnehmungen
nahe dem proximalen Ende des Zellenabstreifers ausgebildet sein.
Teile des starreren Materials nahe dem distalen Ende bilden vorzugsweise
eine Blatthalterung. Die Blatthalterung kann ausreichend dünn sein, um
ein kontrolliertes Biegen der Blatthalterung zu ermöglichen.
Alternativ kann ein Filmscharnier an oder nahe der Blatthalterung
ausgebildet sein, um ein Biegen der Blatthalterung um mindestens
eine ausgewählte
Achse herum zu ermöglichen.
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Der
Zellenabstreifer weist ferner ein elastischeres Material auf, wie
z.B. ein thermoplastisches Elastomer mit einem niedrigeren Durometer
als das des starren Materials, das in den Zellenabstreifer eingearbeitet
ist. Das elastische Material ist zusammen mit Teilen des starreren
Materials, einschließlich
der Blatthalterung, oder über
diesen ausgebildet und bildet zumindest ein Blatt am distalen Ende
des Zellenabstreifers. Ferner kann das elastische Material in in dem
starreren Material nahe dem proximalen Ende des Zellenabstreifers
ausgebildeten Ausnehmungen eingeformt sein. Das elastische Material
des Blatts ist biegsam und passt sich den Oberflächenunregelmäßigkeiten
des Gewebekulturgefäßes an.
Das elastische Material des Blatts kehrt jedoch in eine oder in Richtung
einer unverformten, das Blatt darstellenden Gestalt zurück. Somit
ist das elastische Material des Blatts gut zum Abstreifen von Zellkulturen
sowohl aus leicht als auch aus schwer zugänglichen Bereichen des Gewebekulturgefäßes geeignet,
während
das in Ausnehmungen am proximalen Ende des Zellenabstreifers eingeformte
elastische Material das Greifen und Handhaben erleichtert.
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Das
einstückige
Zusammengreifen des elastischeren Materials des Blatts mit dem starreren
Halterungsmaterial des Handgriffs verhindert ein Trennen des Blatts
von dem Handgriff, wie es bei bekannten Zellenabstreifern häufig aufgetreten
ist. Ferner ermöglichen
die Elastizitätseigenschaften
des Blatts, dass der maximale Blattbereich mit der Wachstumsfläche der
Zellen in Kontakt steht und gewährleisten somit
ein effektiveres Abstreifen von Zellkulturen.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Zellenabstreifers.
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2 zeigt
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des proximalen Endes des Zellenabstreifers.
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3 zeigt
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des distalen Endes des Zellenabstreifers.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4–4 aus 2, jedoch
ohne Elastomer.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5–5 aus 3.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6–6 aus 3.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Ein
erfindungsgemäßer Zellenabstreifer
ist in 1–6 generell
mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Zellenabstreifer 10 weist
ein proximales Ende 12 und ein distales Ende 14 auf.
Ein Griff 16 ist benachbart zu dem proximalen Ende 12 des
Zellenabstreifers 10 ausgebildet. Ein länglicher Arm 18 steht
distal von dem Griff 16 ab, und ein Blatt 20 ist benachbart
zu dem distalen Ende 14 ausgebildet.
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Der
Zellenabstreifer 10 ist durch einen Überspritzprozess ausgebildet
und weist ein Substrat 22 aus Polypropylen oder einem anderen
im Wesentlichen starren Thermoplastmaterial auf. Das Substrat 22 verläuft von
dem proximalen Ende 12 zu einer Stelle nahe dem distalen
Ende 14. Der Abstreifer 10 weist ferner ein thermoplastisches
Elastomer 24 mit niedrigem Durometer auf, das an ausgewählten Regionen
entlang der Länge
des Zellenabstreifers 10 über dem Substrat 22 aufgebracht
ist. Insbesondere ist das thermoplastische Elastomer 24 über distalen Teilen
des Substrats 22 aufgebracht, um Hauptteile des Blatts 20 zu
bilden. Ferner ist das thermoplastische Elastomer 24 entlang
dem Griff 16 über
Teilen des Substrats 22 aufgebracht.
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Gemäß 4 bilden
Teile des Substrats 22 an dem Griff 16 obere und
untere Ausnehmungen 26 und 28 und mehrere den
Griff 16 durchlaufende Öffnungen 30 zum
Herstellen einer Verbindung zwischen den Ausnehmungen 26 und 28.
Teile des Substrats 22, die distal zu dem Griff 16 angeordnet
sind, weisen eine enge Nut 32 auf, die entlang einer Längsseite
des länglichen
Arms 18 verläuft.
Die Nut 32 trägt
zu der kontrollierten Flexibilität
des länglichen
Arms 18 bei, um diesem einen ästhetischen Akzent zu verleihen
und eine Sichtanzeige für
die Drehausrichtung zu bieten, wie hier beschrieben. Teile des Substrats 22 nahe
dem distalen Ende 14 sind von dem Arm 18 aus aufgeweitet
und bilden eine im Wesentliche planare Blatthalterung 34,
wie in 5 und 6 gezeigt. Teile der Blatthalterung 34 nahe dem
länglichen
Arm 18 können
ausreichend verdünnt
sein, um ein kontrolliertes Biegen der Blatthalterung 34 zu
ermöglichen.
Das Biegen kann dadurch um mindestens eine Achse herum weiter verstärkt werden,
dass das Substrat 22 mit einem Filmscharnier an der Blatthalterung 34 oder
zwischen der Blatthalterung 34 und dem länglichen
Arm 18 ausgebildet ist.
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Das
Substrat 22 kann in einer (nicht gezeigten) Form gehalten
sein, welche sich der gesamten äußeren Gestalt
des Zellenabstreifers 10 anpasst, wie in 1 gezeigt.
Der Querschnitt dieser Form ist an bestimmten Stellen größer als
das Substrat 22, einschließlich der Ausnehmungen 26 und 28 und
der Nuten 30 in dem Griff 16, der Nut 32 in
dem länglichen
Arm 18 und Regionen um die Blatthalterung 34. Ein
geschmolzenes thermoplastisches Elastomer 24 wird dann
in den Formenhohlraum gespritzt, um die Ausnehmungen 26 und 28 und
die Öffnungen 30 in dem
Griff 16 sowie die Längsnut 32 an
dem Arm 18 zu füllen.
Das Elastomer kann alternativ unabhängig in den Handgriff 16 und
das Blatt 24 gespritzt werden. Das geschmolzene thermoplastische
Elastomer füllt ferner
den die Blatthalterung 34 umgebenden Formenhohlraum, um
das Blatt 20 zu bilden. Das Blatt 20 weist einen
Befestigungsabschnitt 36 auf, der einstückig die gesamte Blatthalterung 34 und
distale Teile des länglichen
Arms 18 benachbart zu der Blatthalterung 34 umgibt.
Somit ist das Blatt 20 einstückig an dem länglichen
Arm 18 angebracht und kann sich während der Benutzung nicht von
diesem trennen. Das Blatt 20 weist ferner einen flexiblen
Abstreifabschnitt 38 auf, der in einen linearen Abstreifrand 40 konvergiert,
welcher sich im Wesentlichen am distalen Ende 14 des Zellenabstreifers 10 befindet,
wie in 5 und 6 gezeigt. Der flexible Abstreifabschnitt 38 ist
von der Blatthalterung 34 beabstandet und kann sich somit
derart verformen, dass sich der Abstreifrand 40 der spezifischen
Kontur des Gewebekulturgefäßes anpasst.
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Der
Zellenabstreifer 10 wird im Wesentlichen auf herkömmliche
Weise verwendet. Insbesondere greift der Labortechniker den Griff 16.
Das thermoplastische Elastomer 24 füllt jedoch die Ausnehmungen 26 und 28 und
die Nuten 30 an dem Griff 16 und bildet eine elastischere
Fläche
für ein
verbessertes Greifen. Der Labortechniker drückt dann das Blatt 20 und
benachbarte Teile des länglichen
Arms 18 in das Gewebekulturgefäß. Der längliche Arm 18 weist
eine ausreichende Steifigkeit auf, um ein akkurates Positionieren
und Führen
des Blatts 20 in Richtung auf eine anvisierte Zellkultur
in dem Gefäß zu ermöglichen.
Das Elastomer 24 in der Nut 32 des länglichen Arms 18 bildet
Sichtanzeigen zum Führen
des Blatts 20 in Richtung auf die anvisierte Zellkultur
und bildet Sichtanzeigen für
ein Schwenken des Zellenabstreifers 10 um die Längsachse
des länglichen
Arms 18. Der Techniker drückt dann den Abstreifrand 40 des Blatts 20 entlang
der Fläche
des Gewebekulturgefäßes. Der
flexible Abschnitt 38 des Blatts 20 wird nicht von
der Blatthalterung 34 zurückgehalten, und somit kann
sich der Abstreifrand 40 der spezifischen Kontur der anvisierten
Fläche
des Gewebekulturgefäßes anpassen.
Der Techniker nimmt dann das Blatt 20 aus dem Gefäß, so dass
die entnommenen Zellen analysiert werden können.