IT201900009849A1 - Sistema e processo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione avente per titolo:
“SISTEMA E PROCESSO PER COLTIVARE, CONTROLLARE E PROTEGGERE LO SVILUPPO DI UN EMBRIONE IN VITRO”
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce al campo della fecondazione in vitro (IVF) . In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un sistema e ad un processo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro.
Tecnica nota
I livelli di Infertilità sono drammaticamente aumentati negli ultimi decenni tanto che attualmente questo fenomeno interessa circa il 20% delle coppie, per le quali il ricorso alla fecondazione in vitro (IVF) risulta essere l’unica possibilità di concepire.
Le attuali tecniche di IVF richiedono numerosi interventi da parte del biologo, compresa la manipolazione diretta di gameti, zigoti ed embrioni, nonché il loro regolare monitoraggio, con microscopio, per controllarne la morfologia e lo sviluppo durante il periodo di coltura. La fase extracorporea prevede che gameti ed embrioni siano conservati in un incubatore, per poter mantenere le condizioni ottimali in termini di temperatura, CO2 e umidità.
La fecondazione dell’ovocita e lo sviluppo dell’embrione dipendono in maniera cruciale dalla capacità di mantenere stabili i suddetti parametri (temperatura, CO2 e umidità). In particolare, la ripetuta esposizione all’ambiente esterno durante le manipolazioni può avere gravi conseguenze sul corretto sviluppo dell’embrione.
Nei dispositivi per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di embrioni in vitro noti, la sicurezza e l’affidabilità è generalmente demandata agli operatori. In altri termini, gli embrioni sono conservati in piastre di coltura che presentano un codice identificativo che associa la piastra di coltura e conseguentemente l’embrione in essa contenuta al cliente.
Tuttavia, un errore nel posizionamento della piastra di coltura all’interno dell’unita di incubazione viene difficilmente rilevato e può tradursi in una non corretta esecuzione della terapia a cui l’embrione dovrebbe essere sottoposto. A titolo di esempio, la piastra di coltura contenete l’embrione potrebbe essere portata fuori dall’unità di incubazione un numero di volte maggiore rispetto quanto richiesto e previsto, sottoponendo quindi l’embrione ad una situazione di stress che potrebbe risultare critica per il corretto sviluppo dell’embrione stesso. La Richiedente ha anche ad esempio notato che nel caso in cui più piastre di coltura siano state estratte simultaneamente per essere sottoposte a processi differenti che richiedono tempistiche differenti, non vi è nessun controllo, se non quello visivo da parte dell’operatore, che la piastra di coltura rimessa nell’incubatore sia quella corretta, in altri termini che sia quella che realmente deve essere reinserita all’interno dell’incubatore.
La Richiedente ha, inoltre, osservato che è in generale possibile registrare alcuni parametri ambientali interni all’incubatore, quali ad esempio umidità e temperatura, ma ad oggi non è possibile registrare gli stessi parametri in modo specifico per un singolo embrione e per il ciclo specifico di trattamento.
La Richiedente si è, quindi, posta il problema di realizzare un sistema ed un processo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro che consenta di ridurre al minimo l’esposizione all’ambiente esterno e il contatto con l’operatore dell’embrione e che possa ridurre i problemi di sicurezza ed di errore nello stoccaggio presenti nei sistemi noti.
Sommario dell’invenzione
Pertanto, in un suo primo aspetto, l’invenzione riguarda un sistema per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro comprendente:
- una pluralità di piastre di coltura, ciascuna piastra di coltura comprendendo un codice identificativo rilevabile da un dispositivo di rilevamento visivo;
- un dispositivo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro comprendente:
- almeno un’unità di incubazione comprendente almeno un magazzino di stoccaggio dell’embrione in vitro;
- almeno un’unità di ingresso/uscita del materiale biologico; detta almeno un’unità di ingresso/uscita del materiale biologico essendo in comunicazione di fluido con la detta unità di incubazione;
- almeno un sistema di movimentazione per prelevare un campione di materiale biologico da detta unità di ingresso/uscita e portarlo in almeno un magazzino di stoccaggio dell’embrione in vitro o viceversa;
- almeno un magazzino di stoccaggio per una pluralità di piastre di coltura comprendente una pluralità di celle di posizionamento; ciascuna cella di posizionamento essendo conformata per alloggiare una piastra di coltura;
- almeno un dispositivo di rilevamento visivo di un codice identificativo posizionato su una piastra di coltura;
- almeno un processore configurato per comandare i movimenti del detto sistema di movimentazione;
- almeno un’unita di memorizzazione atta a memorizzare almeno la posizione di ciascuna cella di posizionamento e una associazione tra un codice identificativo ed una cella di posizionamento.
La presente invenzione, nel suddetto aspetto, può presentare almeno una delle caratteristiche preferite che qui di seguito sono descritte.
Preferibilmente, il codice identificativo è un codice a barre o un Qr-code.
Vantaggiosamente, il dispositivo di rilevamento visivo di un codice comprende un lettore laser di lettura di codici a barre o QRcode posizionato in corrispondenza di un’uscita verso l’ambiente esterno del dispositivo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro.
Convenientemente il processore è, anche, configurato per comandare l’apertura o la chiusura di uscita.
In un secondo aspetto la presente invenzione concerne un processo per la gestione di un embrione in vitro con un sistema quale quello precedentemente descritto, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:
-generare un codice identificativo associato ad almeno un cliente;
- inserire una piastra di coltura contenente del materiale biologico in detto dispositivo; detta piastra di coltura essendo dotata di detto codice identificativo generato;
- rilevare, mediante un dispositivo di rilevamento visivo, detto codice identificativo riportato su detta piastra di coltura;
-associare detto codice identificativo ad una cella di posizionamento, -memorizzare l’associazione tra detto codice identificativo ed una cella di posizionamento; detta cella di posizionamento essendo identificata da almeno due coordinate spaziali;
- posizionare detta piastra di coltura provvista di detto codice identificativo nella cella di posizionamento a lui associata, mediante il sistema di movimentazione; -modificare uno stato di funzionamento della cella di posizionamento;
- memorizzare la modifica dello stato di funzionamento della cella di posizionamento in cui è stata inserita la detta piastra di coltura.
La presente invenzione, nel suddetto aspetto, può presentare almeno una delle caratteristiche preferite che qui di seguito sono descritte.
Preferibilmente, il processo comprendere una fase di registrazione dei parametri della piastra di coltura inserita nel dispositivo il cui codice identificativo è stato letto per la prima volta dal dispositivo di rilevamento visivo ed associato ad una cella di posizionamento.
Convenientemente il processo comprende anche le fasi di:
-inviare a detto processore una richiesta di prelevamento di una determinata piastra di coltura o di un codice identificativo associato ad una piastra di coltura; - ricercare nell’unità di memorizzazione la posizione della piastra di coltura associata al codice identificativo richiesto o viceversa;
-comandare a detto sistema di movimentazione di prelevare la piastra di coltura richiesta;
- rilevare il codice identificativo associato alla piastra di coltura prelevata, mediante detto dispositivo di rilevamento visivo, se il codice identificativo rilevato corrisponde a quello associato alla piastra di coltura richiesta, modificare lo stato di funzionamento della cella di posizionamento da cui è stata prelevata la piastra di coltura, se il codice letto non corrisponde al codice identificativo associato alla piastra di coltura richiesta, inviare un segnale di allarme.
Vantaggiosamente, nella fase di rilevamento del codice identificativo associato alla piastra di coltura prelevata da una cella di posizionamento, se il codice rilevato corrisponde a quello associato alla piastra di coltura richiesta viene autorizzata una apertura del dispositivo per estrarre la piastra di coltura, se il codice identificativo rilevato non corrisponde al codice identificativo associato alla piastra di coltura richiesta viene, inviato un segnale di allarme.
Preferibilmente, la fase di registrazione dei parametri della piastra di coltura comprendere le fasi di:
- rilevare almeno un parametro ambientale interno a detto dispositivo;
- associare un codice identificativo associato ad una piastra di coltura con il parametro ambientale rilevato;
- memorizzare del parametro rilevato associato al codice identificativo e della relativa associazione.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di alcune forme di esecuzione preferite, ma non esclusive, di un sistema per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro e di un processo di gestione dell’embrione in vitro con tale sistema secondo la presente invenzione.
Breve descrizione dei disegni
Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a scopo solo indicativo e pertanto non limitativo nei quali:
-la figura 1 mostra una vista schematica laterale, parzialmente in sezione, di un sistema per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro secondo la presente invenzione;
-la figura 2 mostra una vista schematica laterale ingrandita, parzialmente in sezione, di una forma di realizzazione dell’unità di ingresso/uscita del materiale biologico secondo la presente invenzione;
-la figura 3 è una diagramma di flusso del primo inserimento di una piastra di coltura nel dispositivo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro; e
-la figura 4 è una diagramma di flusso di una estrazione dal dispositivo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro di una piastra di coltura.
Descrizione dettagliata di forme realizzative dell’invenzione
Con riferimento alla fig. 1, un sistema per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro secondo la presente invenzione, viene identificato con il riferimento numerico 100.
Il sistema 100 comprende una pluralità di piastre di coltura 50 conformate per alloggiare del materiale biologico ed un dispositivo 10 per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro.
Ciascuna piastra di coltura 50 comprende un codice identificativo 11 contenete dati atti ad identificare il cliente, vale a dire i genitori dell’embrione, e al posizionamento della piastra di coltura nel dispositivo 10.
Il dispositivo 10, come mostrato nelle fig. 1 e 2, è essenzialmente composto da unità modulari comunicanti tra loro attraverso un sistema di movimentazione 4 e due aperture automatiche che permettono il trasferimento delle piastre di coltura 50, contenenti il materiale biologico, da un’unità ad un’altra o all’esterno del dispositivo senza compromettere il condizionamento dell’ambiente controllato interno al dispositivo stesso. Le unità da cui è composto il dispositivo 10 sono essenzialmente un’unità di incubazione 1 comprendente, almeno parzialmente, un sistema di movimentazione 4, un’unità di ingresso/uscita 3 del materiale biologico comprendente almeno due porte 36, 39, almeno un processore 7 configurato almeno per comandare i movimenti del sistema di movimentazione 4; un’unita di memorizzazione 8 configurata per memorizzare, come più dettagliatamente descritto nel seguito, almeno la posizione di ciascuna cella di posizionamento 51 e almeno una associazione tra un codice identificativo 11 ed una cella di posizionamento 51.
L’unita di incubazione 1 comprende, inoltre, almeno un magazzino stoccaggio 2 comprendente una pluralità di celle 51 di posizionamento ciascuna conformata per accogliere una piastra di coltura 50.
Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure sono presenti quattro magazzini di stoccaggio 2, ma potrebbe essere presente un numero maggiore o minore di magazzini di stoccaggio 2 senza uscire dall’ambito di tutela della presente invenzione.
Ciascun magazzino di stoccaggio 2 comprende una pluralità di celle di posizionamento 51, a titolo di esempio i magazzini di stoccaggio 2 rappresentati nelle figure 1-2 presentano ciascuno cinque celle di posizionamento 51.
Nel magazzino di stoccaggi 2 le celle di posizionamento 51 sono disposte in posizione corrispondente, ma ad una differente altezza.
Preferibilmente, tutte le celle di posizionamento 51 di uno stesso magazzino di stoccaggio 2 presentano la stessa forma e le stesse dimensioni, sono disposte in modo da sovrapporsi, ma risultano reciprocamente discoste verticalmente.
Ciascuna cella di posizionamento 51 presenta all’interno del dispositivo 10 una posizione mappata determinata da almeno due coordinate spaziali.
In particolare, la prima coordinata è una coordinata angolare che identifica il magazzino di stoccaggio 2, mentre la seconda coordinata identifica l’altezza a cui si trova la cella di posizionamento 51 nel relativo magazzino di stoccaggio.
La posizione di ciascuna cella di posizionamento 51 è memorizzata all’interno di un’unità di memorizzazione 8, ad esempio un SD card.
L’unità di incubazione 1 è dotata di almeno un sistema di movimentazione 4, vale a dire un braccio robotizzato preferibilmente a configurazione cilindrica per il trasporto del materiale biologico.
Il dispositivo 10 presenta, inoltre, almeno un processore configurato per comandare i movimenti del sistema di movimentazione 4 al fine di prelevare e riporre le piastre di coltura 50 nelle celle di posizionamento 51.
Il processore 7 può inoltre essere configurato per associare nel dispositivo 10 un codice identificativo 11, precedentemente creato, quale ad esempio un codice a barre tradizionale o un codice a barre bidimensionale (Qr-code) ad un cliente, tipicamente i genitori dell’embrione.
Inoltre, il processore 7 può essere configurato per associare il codice identificativo 11 ad una cella di posizionamento 51 e per registrare una serie di parametri ambientali associandoli al relativo codice identificativo 11.
Infine, il processore 7 può essere configurato per controllare la corrispondenza tra il codice identificativo 11 in lettura da un dispositivo di rilevamento visuale 35, quale una telecamera o un lettore di codice a barre, e autorizzare le aperture del dispositivo 10 stesso.
Preferibilmente, per rendere il sistema maggiormente affidabile e robusto possono essere presenti più processori 7 ad esempio tre processori ciascuno configurato per un’operazione specifica.
In particolare, un primo processore 7’ configurato per azionare il sistema di movimentazione 4.
In particolare il primo processore 7’ può essere configurato per azionare i motori del sistema di movimentazione 4, rilevare i finecorsa, rilevare eventuali bloccaggi dei motori del sistema di movimentazione 4, rilevare sovracorrenti, rilevare timeout nelle movimentazioni.
A titolo di esempio, per questo scopo può essere utilizzato un processore Microchip ATMega2560, 8-bit, CPU speed 16MHz, SRAM 4096 bytes.
Un secondo processore 7’’ può essere configurato per gestire il controllo ambientale. In particolare, il secondo processore 7’’ può essere configurato per pilotare delle valvole per il controllo dei gas, acquisire dati da diversi sensori, quali sensori di: temperatura, percentuale di CO₂, percentuale di umidità, mantenere dei parametri ambientali stabiliti. A titolo di esempio, per questo scopo può essere utilizzato un processore Microchip ATMega2560, 8-bit, CPU speed 16MHz, SRAM 4096 bytes.
Un terzo processore 7’’’ può essere dedicato all’interfacciamento.
In particolare, il terzo processore 7’’’ può essere configurato per coordinare il primo ed il secondo processore 7’,7’’, gestire le interazioni tramite display, gestire la comunicazione di dati tramite ethernet, mantenere il log dei dati sull’unità di memorizzazione 8, gestire la lettura del codice identificativo 11 tramite il dispositivo di rilevamento visivo 35. A titolo di esempio, per questo scopo può essere utilizzato un processore STM32F7 a 32 bit, CPU speed fino a 192MHz, dotato di RAM 320kB, Flash 1024kB16MHz.
Il processore 7 o i processori sono connessi ad un’unità di visualizzazione 6 quale un monitor o un display, ad esempio un display a touch screen che consente di visualizzare alcune fasi del processo o alcuni parametri ambientali interni all’unità di incubazione 1.
Nel seguito della presente descrizione faremo riferimento ad un unico processore, genericamente identificato con il riferimento numerico 7.
Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure 1 e 2, i magazzini di stoccaggio 2 sono disposti internamente all’unità di incubazione 1 lungo una circonferenza disposta concentricamente al sistema di movimentazione 4. La posizione di ciascun magazzino di stoccaggio 2 è individuata da una coordinata angolare.
Ciascun magazzino di stoccaggio 2 è dotato di una pluralità di celle di posizionamento 51 ciascuna conformata per supportare almeno una piastra di coltura 50.
Il sistema di movimentazione 4 ha lo scopo di prelevare le piastre di coltura 50 dall’unità di ingresso/uscita 3 e di porle negli appositi magazzini di stoccaggio 2 e viceversa.
L’unità di ingresso/uscita 3 è fluidamente connessa e si estende dall’unità di incubazione 1, a titolo di esempio una forma di realizzazione di un’unità di ingresso/uscita adatta allo scopo è descritta in figura 3.
In fig. 3 è mostrata ingrandita una forma di realizzazione dell’unità di ingresso/uscita 3 del materiale biologico. L’unità di ingresso/uscita 3 del materiale biologico è in comunicazione di fluido con l’unità di incubazione 1. L’unità di ingresso/uscita 3 ha lo scopo primario di permettere all’operatore il prelievo e l’inserimento del materiale biologico nel dispositivo 100 ed in particolare nell’unità di incubazione 1.
L’unità di ingresso/uscita 3 del materiale biologico, mostrata nelle figure, comprende un corpo tubolare 30 allungato comprendente una apertura ingresso 31, un’apertura di uscita 32 ed un nastro trasportatore 33 che si estende all’interno del corpo tubolare 30 tra l’apertura di ingresso 31 e l’apertura di uscita 32.
L’apertura di uscita 32 è configurata per mettere in comunicazione di fluido il corpo tubolare 30 con l’interno della unità di incubazione 1, mentre l’apertura di ingresso 31 è configurata per porre in comunicazione l’interno del corpo tubolare 30 con l’ambiente esterno all’unità di incubazione 1.
L’apertura di ingresso 31 è chiusa da una porta 36 e da un sistema di bloccaggio automatizzato che consente l’apertura della porta 36 per accedere all’apertura di ingresso 31 solo a fronte di determinati parametri controllati dal processore 7 .
Nello specifico il sistema di bloccaggio comprende: una leva 37, una modulo di connessione al processore della leva 37 ed lettore di codici 35, disposto e configurato per rilevare la posizione corretta ed il codice identificativo 11 di una piastra di coltura 50 posta sul nastro trasportatore 33.
La leva 37 è mobile tra una posizione di blocco della porta 36 ed una posizione di sblocco in cui viene consentita l’apertura della porta 36 e quindi l’accesso all’apertura di ingresso 31.
Il lettore di codici 35 rileva e trasmette al processore il corretto posizionamento della piastra di coltura 50 in corrispondenza dell’apertura di ingresso 31 ed il codice identificativo 11 della piastra di coltura 50.
Qualora il codice identificato 11 della piastra posta in corrispondenza dell’apertura 31 corrispondesse a quello della piastra di coltura 50 richiesta, verrebbe autorizzato dal processore 7, il movimento della leva 37 verso la posizione di sblocco e conseguentemente lo sblocco della porta 36 per prelevare la piastra di coltura 50 richiesta.
Viceversa, qualora il codice letto dal lettore di codici 35 e trasmesso al processore non corrispondesse a quello della piastra di coltura 50 richiesta non verrebbe consentita l’aperura della porta 36 e verrebbe inviato un segnale di allarme, preferibilmente acustico o visivo sull’apposita unità di visualizzazione 6. In corrispondenza dell’apertura di uscita 32 è presente una porta 39 motorizzata sempre controllata dal processore. Il motore della porta 39, di tipo elettrico, è collegato ad un treno di ingranaggi ed apre e chiude la porta 39, dietro comando del processore.
Il processore 7 comanda l’apertura della porta 36, solo se ha verificato che la porta 39 è chiusa e viceversa.
In altri termini, le porte 36 e 39 non possono essere aperte simultaneamente, ma al contrario l’apertura di una delle due porte 36, 37 richiede che la restante sia chiusa.
Il lettore di codici 35 è posizionato esternamente all’unità di ingresso/uscita 3 in modo da non contaminare l’ambiente interno all’unità di ingresso/uscita 3 e conseguentemente l’ambiente interno dell’unità di incubazione 1.
Il lettore di codici 35 cattura l’immagine attraverso una finestra di ispezione ricavata su una parete laterale del corpo tubolare allungato 30 e la invia al processore affinché quest’ultimo possa controllare il codice identificativo 11 posto sulla piastra e implementare le successive operazioni derivanti dalla corrispondenza o meno del codice identificativo 11.
Il nastro trasportatore 33 comprende un elemento a cinghia 40, una prima puleggia condotta 41 ed una seconda puleggia 42.
La prima puleggia 41 è azionata in rotazione da un primo motore, preferibilmente elettrico. In modo analogo, la seconda puleggia 42 è azionata in rotazione da un secondo motore, anch’esso preferibilmente di tipo elettrico.
Entrambi il primo ed il secondo motore dell’unità di ingresso/uscita 3 sono comandati dal processore 7 che controlla anche le porte 36,39.
Come precedentemente anticipato, il materiale biologico necessario per il processo di fecondazione in vitro è contenuto in apposite piastre di coltura 50 in materiale polimerico. Tali piastre, possono essere appositamente disegnate allo scopo di consentire una facile presa da parte del sistema di movimentazione 4 per prelevarle e riporle nelle celle 51, ma è comunque possibile l’utilizzo di piastre convenzionali attualmente in commercio.
In entrambi i casi ciascuna piastra di coltura 50 presenta un codice identificativo 11, il codice identificativo 11 consente l’associazione al cliente e alla relativa cella di posizionamento 51.
Il processo per la gestione di un embrione in vitro con un sistema quale quello sopra descritto inizia con la generazione di un codice identificativo 11 associato ad almeno un cliente. Il codice identificativo 11 è ad esempio un codice a barre tradizionale o un codice a barre bidimensionale (Qr-code).
Per flessibilità di implementazione del processo il codice identificativo 11 e’ generato esternamente al dispositivo 10, dove si provvede anche a stamparlo e ad associarlo fisicamente ad una piastra di coltura 50 che dovrà contenere il materiale biologico.
A questo punto la piastra di coltura 50, contenente il materiale biologico viene fisicamente inserita’ nell’unità di ingresso uscita 3.
L’accesso all’unità di ingresso/uscita 3 è consentito solo se la porta 39 che pone in comunicazione l’unità di ingresso uscita 3 con l’unità di incubazione 1 è chiusa e se non è presenta nessuna altra piastra di coltura 50 all’interno dell’unità di ingresso uscita 3.
Qualora una delle due condizioni sopracitate non fosse verificata, vale a dire qualora la porta 39 che pone in comunicazione l’unità di ingresso uscita 3 con l’unità di incubazione 1 fosse aperta o qualora fosse presente una altra piastra di coltura 50 all’interno dell’unità di ingresso uscita 3, il processore 7 non consentirebbe l’apertura della porta 36 che pone in comunicazione l’unità di ingresso uscita 3 con l’ambiente esterno.
Inserita’ la piastra di coltura 50 contenente il codice d’identificazione 11 all’interno dell’unità di ingresso/uscita 3 questo viene portata in corrispondenza di un dispositivo di rilevamento visivo 35, ad esempio un lettore di lettura codici a barre laser 35’, che rileva il codice identificativo 11.
A questo punto, l’operatore associa il codice identificativo 11 rilevato ai dati identificativi del cliente.
L’associazione del codice identificativo 11 con la relativa identità del cliente viene memorizzata nell’unità di memorizzazione 8, il processore 7 effettua, quindi, una associazione tra il codice identificativo 11 ed una cella di posizionamento 51 libera, vale a dire non occupata da alcuna piastra di coltura 50.
L’associazione tra codice identificativo 11 può anche essere fatta dall’operatore scegliendo quale cella di posizionamento 51 scegliere tra quelle libere e visualizzate come tali sul display 6.
Per implementare l’associazione tra il codice identificativo 11 ed una cella di posizionamento 51 libera il processore 7 consulta nell’unità di memorizzazione 8 quali celle di posizionamento 51 sono contraddistinte da uno stato di funzionamento libera.
A tale scopo, per ogni cella di posizionamento 51 è memorizzata nell’unità di memorizzazione 8 uno dei tre seguenti stati di funzionamento possibili: libera, occupata, sottoposta a test.
Lo stato di libera indica che la relativa cella di posizionamento 51 non è occupata da alcuna piastra di coltura 50, lo stato di funzionamento occupata invece identifica le celle di posizionamento 51 che sono occupate da una relativa piastra di coltura 50, ed, infine, lo stato di sottoposte a test identifica le celle di posizionamento 51 che sono occupate da una piastra di coltura 50 che al momento non si trova internamente all’unità di incubazione 1.
Lo stato delle celle di posizionamento 51 è visibile anche sul relativo display 6 dove è rappresentata ogni cella di posizionamento 51 associata ad un indicatore di colore e/o una dicitura scritta che comunica all’operatore i relativi stati di funzionamento delle celle di posizionamento 51.
Per ogni cella di posizionamento 51 è, inoltre, memorizzata la relativa posizione all’interno nell’unità di incubazione 1. In particolare, per ogni cella di posizionamento 51 sono memorizzate le coordinate spaziali che consentono di identificarne la posizione all’interno dell’unità di incubazione 1.
Ciascuna cella di posizionamento 51 è spazialmente identificata dal magazzino di stoccaggio 2 a cui appartiene (a sua volta individuato da una coordinata angolare) e da una coordinata cartesiana verticale che individua il piano del magazzino di stoccaggio 2 in cui è posizionata la cella di posizionamento 51.
A seguito dell’associazione tra codice identificativo 11 e cella di posizionamento 51, la piastra di coltura 50 viene spostata nella relativa cella di posizionamento 51 dal sistema di movimentazione 4 comandato da un processore 7.
A questo punto, il processore 7 procede a modificare lo stato di funzionamento della cella di posizionamento 51 in cui è stata inserita la piastra di coltura portandola allo stato di occupata.
La modifica dello stato della cella di posizionamento 51 in cui è stata inserita la piastra di coltura 50 è, quindi, memorizzata nell’unità di memorizzazione 8 e visualizzata sul display 6. Qualora l’inserimento della piastra di coltura 50 nel dispositivo 10 non fosse il primo inserimento, ma fosse successivo ad una precedente rimozione della piastra di coltura 50 dal dispositivo 10, il processo si modificherebbe leggermente come descritto nel seguito.
In questo caso il processo partirebbe direttamente con l’inserimento della piastra di coltura 50 contenente il codice d’identificazione 11 all’interno dell’unità di ingresso/uscita 3.
La piastra di coltura 50 viene portata in corrispondenza del dispositivo di rilevamento visivo 35 che rileva il codice identificativo 11.
Se il codice identificativo 11 è errato in altri termini non corrisponde al codice identificativo 11 della piastra di coltura 50 che bisognava reinserire o se non viene letto alcun codice, viene emesso un allarme che può essere di tipo sonoro e/o visivo sul display 6.
Qualora , invece, il codice identificativo letto 11 fosse quello atteso, vale a dire corrispondente ad una piastra di coltura 50 precedentemente rimossa dal dispositivo 10 per l’effettuazione di un test o di un analisi, viene autorizzata l’apertura della porta 39 e azionato dal processore 7 il sistema di movimentazione 4 per riportare automaticamente la piastre di coltura 50 nella relativa cella di posizionamento 51.
Per azionare il sistema di movimentazione 4 al fine di riportare la piastra di coltura 50 nella cella di posizionamento 51 a lei associata, il processore 7 consulta nell’unità di memorizzazione 8 l’associazione codice identificativo 11/posizione cella di posizionamento 51.
Posizionata la piastra di coltura 50 nella cella associata 51, il processore 7 procede a modificare lo stato di funzionamento della cella di posizionamento 51 trasformandolo da stato “sottoposta a test” a stato di “occupata”.
La modifica dello stato di funzionamento della cella di posizionamento 51 in cui è stata inserita la piastra di coltura 50 è quindi memorizzata nell’unità di memorizzazione 8 e visualizzata sul display 6.
Il diagramma di flusso di figura 4, descrive invece la procedura nel caso in cui venga richiesto dall’operatore che una predeterminata piastra di coltura 50 venga portata fuori dal dispositivo 10, ad esempio per essere sottoposta ad alcune analisi.
In questo caso, viene inviata, dall’operatore ad esempio agendo sul display 6, al processore 7 una richiesta di prelevamento di una determinata piastra di coltura 50 o di un codice identificativo 11 associato ad una piastra di coltura 50.
Il processore 7 ricercare nell’unità di memorizzazione 8 la posizione della piastra di coltura 50 associata al codice identificativo 11 richiesto o viceversa.
In altri termini, l’operatore può richiedere una piastra di coltura connessa ad un predeterminato codice identificativo 11 ed il processore 7 ricercare la posizione della piastra di coltura 50 associata al codice identificativo 11 oppure qualora l’operatore richieda l’estrazione di una piastra di coltura 50 alloggiata in una particolare cella di posizionamento 51, il processore 7 ricercherà, all’interno dell’unità di memorizzazione, il codice identificativo 11 connesso alla cella di posizionamento 51 selezionata.
Viene, quindi, comandato il sistema di movimentazione 4 affinché prelevi la piastra di coltura 50 richiesta, identificata attraverso il suo codice identificativo 11 o la sua cella di posizionamento 51.
La piastra di coltura 51 viene ora portata in corrispondenza del dispositivo di rilevamento visivo 35 che rileva il codice identificativo 1 associato alla piastra di coltura 50 prelevata, se il codice identificativo 11 rilevato dal dispositivo di rilevamento visivo 35 corrisponde a quello associato alla piastra di coltura 50 richiesta, il processore 7 provvede a modificare lo stato connesso alla cella di posizionamento da cui è stata prelevata la piastra di coltura 50 in altri termini porta lo stato di funzionamento connesso da occupata a libera o a sottoposta a test.
Il processore 7 provvede, inoltre, a memorizzazione nell’unità di memorizzazione 8, e a far visualizzare sul display 6, la modifica dello stato di funzionamento della cella di posizionamento 51 da cui è stata prelevata la piastra di coltura 50.
Qualora invece il codice identificativo 11 letto dal dispositivo di rilevamento visivo 35 non corrisponde al codice identificativo associato alla piastra di coltura 50 richiesta l’elaboratore fa inviare un segnale di allarme che può ad esempio essere visualizzato sul display 6.
Il processo secondo la presente invenzione, presenta inoltre una fase di registrazione dei parametri associati alle piastre di coltura 50.
In particolare, il sistema ed il processo secondo la presente invenzione consentono di registrare per ogni cella 50 dei parametri ambientali in dettaglio: livello di umidita’, percentuale di ossigeno, percentuale di anidride carbonica e temperatura.
La fase di registrazione dei parametri ambientali associati ad una specifica piastra di coltura 50 comprendere una sotto-fase di rilevamento mediante opportuni sensori dei parametri ambientali interni all’unità di incubazione 1, una successiva associazione di un codice identificativo 11, già associato ad un piastra di coltura 50, con i parametri ambientali rilevati ed una memorizzazione dei parametri rilevati associati al codice identificativo.
La registrazione e l’associazione viene continuata ad intervalli regolari per tutto il tempo di trattamento della singola piastra di coltura 50.
Diverse modifiche possono essere apportate alle forme realizzative descritte nel dettaglio, rimanendo comunque nell’ambito di protezione dell’invenzione, definito dalle rivendicazioni seguenti.
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema (100) per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro comprendente: -una pluralità di piastre di coltura (50), ciascuna piastra di coltura (50) comprendendo un codice identificativo (11) rilevabile da un dispositivo di rilevamento visivo (35); -un dispositivo (10) per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro comprendente: - almeno un’unità di incubazione (1) comprendente almeno un magazzino di stoccaggio (2) dell’embrione in vitro; - almeno un’unità di ingresso/uscita (3) del materiale biologico; detta almeno un’unità di ingresso/uscita (3) del materiale biologico essendo in comunicazione di fluido con la detta unità di incubazione (1); - almeno un sistema di movimentazione (4) per prelevare un campione di materiale biologico da detta unità di ingresso/uscita e portarlo in almeno un magazzino di stoccaggio (2) dell’embrione in vitro o viceversa; -almeno un magazzino di stoccaggio (2) per una pluralità di piastre di coltura (50) comprendente una pluralità di celle di posizionamento; ciascuna cella di posizionamento essendo conformata per alloggiare una piastra di coltura (50); -almeno un dispositivo di rilevamento visivo (35) di un codice identificativo posizionato su una piastra di coltura (50); -almeno un processore (7) configurato per comandare i movimenti del detto sistema di movimentazione (4); - almeno un’unita di memorizzazione (8) atta a memorizzare almeno la posizione di ciascuna cella di posizionamento (51) e una associazione tra un codice identificativo (11) ed una cella di posizionamento (51).
- 2. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto codice identificativo (11) è un codice a barre o un Qr-code.
- 3. Sistema (100) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di rilevamento visivo (35) di un codice comprende un lettore laser (35’) di lettura codice a barre o QRcode posizionato in corrispondenza di un’uscita (31) verso l’ambiente esterno di detto dispositivo (10).
- 4. Sistema (100) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto processore è configurato per comandare l’apertura o la chiusura di detta uscita (31).
- 5. Processo per la gestione di un embrione in vitro con un sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: -generare un codice identificativo (11) associato ad almeno un cliente; - inserire una piastra di coltura (50) contenente del materiale biologico in detto dispositivo (10); detta piastra di coltura (50) essendo dotata di detto codice identificativo (11) generato; - rilevare, mediante un dispositivo di rilevamento visivo (35), detto codice identificativo (11) riportato su detta piastra di coltura (50); -associare detto codice identificativo (11) ad una cella di posizionamento (51); -memorizzare l’associazione tra detto codice identificativo (11) ed una cella di posizionamento (51); detta cella di posizionamento (51) essendo identificata da almeno due coordinate spaziali; - posizionare detta piastra di coltura (50) provvista di detto codice identificativo (11) nella cella di posizionamento (51) a lui associata, mediante il sistema di movimentazione (4) ; -modificare uno stato funzionale della cella di posizionamento (51); - memorizzare la modifica dello stato funzionale di della cella di posizionamento (51) in cui è stata inserita la detta piastra di coltura (50) nella detta unità di memorizzazione (8).
- 6. Processo per la gestione di un embrione in vitro secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di registrazione iterativa di parametri ambientali della piastra di coltura (50) inserita nel dispositivo (10) il cui codice identificativo (11) è stato associato ad una cella di posizionamento (51).
- 7. Processo per la gestione di un embrione in vitro secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: -inviare a detto almeno un processore (7) una richiesta di prelevamento di una determinata piastra di coltura (50) o di un codice identificativo (11) associato ad una piastra di coltura (50); - ricercare nell’unità di memorizzazione (8) la posizione della piastra di coltura (50) associata al codice identificativo (11) richiesto o viceversa; -comandare a detto sistema di movimentazione (4) di prelevare la piastra di coltura (50) richiesta; - rilevare il codice identificativo (11) associato alla piastra di coltura (50) prelevata, mediante detto dispositivo di rilevamento visivo (35), se il codice identificativo rilevato corrisponde a quello associato alla piastra di coltura (50) richiesta, modificare lo stato funzionale della cella di posizionamento (51) da cui è stata prelevata la piastra di coltura (50), se il codice identificativo (11) letto non corrisponde al codice identificativo (11) associato alla piastra di coltura (50) richiesta, inviare un segnale di allarme.
- 8. Processo per la gestione di un embrione in vitro secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che nella fase di rilevamento del codice identificativo (11) associato alla piastra di coltura (50) prelevata da una cella di posizionamento (51), se il codice identificativo (11) rilevato corrisponde a quello associato alla piastra di coltura (50) richiesta viene autorizzata una apertura del dispositivo (10) per estrarre la piastra di coltura (50), se il codice identificativo (11) rilevato non corrisponde al codice identificativo associato alla piastra di coltura (50) richiesta viene inviato un segnale di allarme.
- 9. Processo per la gestione di un embrione in vitro secondo la rivendicazioni 6 a 8, caratterizzato dal fatto che la fase di registrazione dei parametri della piastra di coltura (50) comprendere le fasi di: - rilevare almeno un parametro ambientale interno a detto dispositivo (10); - associare un codice identificativo (11) già associato ad un piastra di coltura con il parametro ambientale rilevato; - memorizzare il parametro rilevato associato al codice identificativo (11).
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| EP20739463.6A EP3987000A1 (en) | 2019-06-21 | 2020-06-16 | System and process for cultivating, controlling and protecting an in vitro embryo development |
| PCT/IB2020/055602 WO2020254951A1 (en) | 2019-06-21 | 2020-06-16 | System and process for cultivating, controlling and protecting an in vitro embryo development |
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| IT102019000009849A IT201900009849A1 (it) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | Sistema e processo per coltivare, controllare e proteggere lo sviluppo di un embrione in vitro |
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ID=68582104
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2019
- 2019-06-21 IT IT102019000009849A patent/IT201900009849A1/it unknown
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