KR20170093105A - 기질 혈관 분획 처리 디바이스 및 방법 - Google Patents
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Abstract
자가 조직과 같은 조직을 처리하기 위한 시스템, 디바이스, 및 방법이 본 명세서에 개시된다. 예로서, 지방 조직으로부터 줄기 세포를 격리하여 세척하는 것과 같이, 다양한 조직 내에 격납된 수확된 세포를 격리하고 세척할 수 있는 기질 혈관 분획(SVF) 시스템의 구현예가 설명된다. SVF 시스템은 처리 전체에 걸쳐 요구된 인간 개입 및 조작의 수를 최소화하는 것을 포함하여, 조직 및 유체의 취급 및 이송을 최소화할 수 있다. SVF 시스템은 처리된 조직 및 수확된 세포의 무균성을 보장하고, 뿐만 아니라 처리와 연계된 비용 및 시간을 상당히 감소시킬 수 있다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 발명의 명칭이 "기질 혈관 분획 처리 디바이스 및 방법(Stromal Vascular Fraction Processing Devices and Methods)"인 2014년 9월 19일 출원된 미국 가특허 출원 제62/053,011호를 35 U.S.C. §119(e) 하에서 우선권 주장한다.
기술분야
본 명세서에 설명된 본 발명의 주제는 기질 혈관 분획(Stromal Vascular Fraction: SVF) 처리를 위한 디바이스, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
농축된 자가 줄기 세포는 다양한 조건에 대해 치료적 가치를 가질 수 있다. 기질 혈관 분획(SVF)의 프로세스는 세포가 존재하는 자가 조직의 바탕질(matrix)로부터 세포(줄기 세포, 전구 세포, 및 다른 기질 세포)의 분리이다. SVF 내의 세포는 다양한 질병에 대한 치료적 용례를 가질 수 있다. 지방 흡인, 주사기 적출 절차, 또는 다른 수술 기술에 의해 환자로부터 얻어질 수 있는 자가 조직으로부터 줄기 세포를 격리하기 위해 복잡한 프로세스가 요구될 수 있다. 예를 들어, 후속 사용을 위해 줄기 세포를 격리하고 준비하는 프로세스는 다중 유체 이송(transfer)을 포함하여, 상당한 장비 및 다수의 단계를 필요로 할 수 있다. 이러한 프로세스는 줄기 세포를 위한 무균 환경을 유지하는 것을 어렵게 할 수 있는데, 이는 더 낮은 수율을 갖는 고비용의 긴 처리 시간을 야기할 수 있다.
본 발명의 주제의 양태는 조직 샘플을 처리하기 위한 디바이스, 시스템 및 방법을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 내부 격실을 포함하는 외부 하우징을 갖는 처리 디바이스와, 처리 디바이스의 내부 격실에 해제식으로 결합하는 외부 본체를 포함하는 격납 디바이스를 포함하는 조직 처리 시스템이 설명된다. 격납 디바이스는 외부 본체의 중심축을 따라 소정 거리로 연장하는 중공 통로를 갖는 이송 라인을 포함할 수 있다. 게다가, 격납 디바이스는 이송 라인과 유체 연통하고 외부 본체 내에 위치되는 적어도 하나의 챔버 및 외부 본체 내에 포함된 수집 포트에 해제식으로 결합된 수집 챔버를 포함할 수 있다. 수집 챔버는 이송 라인과 유체 연통할 수 있다. 부가적으로, 격납 디바이스는 셔틀 밸브를 통해 연장하는 이송 경로를 포함하는 셔틀 밸브를 포함할 수 있고, 셔틀 밸브는 이송 경로를 따른 셔틀 밸브의 위치에 따라, 적어도 하나의 챔버의 2개의 챔버 사이에 또는 적어도 하나의 챔버의 챔버와 수집 챔버 사이에 유체 경로를 생성하기 위해 이송 라인을 따라 이동 가능하다.
몇몇 변형예에서, 이하의 특징 중 하나 이상이 임의의 실현 가능한 조합으로 선택적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 격납 디바이스는 적어도 하나의 챔버의 제1 챔버를 포함할 수 있고, 제1 챔버는 제1 챔버를 제1 서브챔버 및 제2 서브챔버로 분할하는 필터를 갖는다. 제1 서브챔버는 제2 서브챔버보다 중심축에 더 근접하여 위치될 수 있다. 제2 서브챔버는 이송 라인과 유체 연통할 수 있다. 제1 서브챔버는 외부 본체를 통해 연장하는 포트와 유체 연통할 수 있다. 포트는 조직 수집 디바이스에 결합될 수 있다. 제2 서브챔버는 셔틀 밸브가 이송 라인을 따라 위치될 때 수집 챔버와 유체 연통하여 이송 경로가 제2 서브챔버 및 수집 챔버와 유체 연통하게 될 수 있다. 셔틀 밸브는 셔틀 밸브를 통한 유체 또는 재료의 방향을 제어하는 이송 경로를 따를 피동(passive) 밸브를 포함할 수 있다. 필터는 줄기 세포의 통과를 허용하고 필터를 통한 지방 조직의 통과를 방지할 수 있다. 제1 챔버는 제1 챔버 내에 격납된 내용물에 분해, 혼합, 유도 난류, 및 유도 교반 중 적어도 하나를 위한 피동 특징부와 능동 특징부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수집 챔버, 하나 이상의 챔버, 및 이송 경로 중 적어도 하나는 특정 화학물 및 특정 생물학적 재료 중 적어도 하나의 유지 또는 거부(rejection)에 영향을 미치는 표면 코팅을 포함할 수 있다. 수집 챔버는 플런저, 및 플런저에 대해 스프링력을 인가하는 스프링을 포함할 수 있다. 스프링력은 격납 디바이스가 원심 분리 중에 회전할 때 플런저의 원심력 미만이어서 이에 의해 플런저가 스프링을 압축하여 수집 챔버 내에 진공을 생성하게 할 수 있다. 진공은 셔틀 밸브의 위치에 따라 적어도 하나의 챔버와 수집 챔버 중 하나 이상으로부터 수집 챔버 내로 내용물을 가압할 수 있다. 처리 디바이스는 조직 처리 시스템에 의해 완료될 하나 이상의 조직 프로세스를 프로그래밍하기 위한 프로세서와 통신하는 제어 패널을 포함할 수 있다. 처리 디바이스는 감지된 데이터를 수집하는 센서를 포함할 수 있고, 프로세서는 하나 이상의 조직 프로세스 중에 격납 디바이스의 처리 특징을 결정하기 위해 감지된 데이터를 처리할 수 있다. 프로세서는 감지된 데이터를 실시간으로 처리할 수 있다. 처리 특징은 격납 디바이스의 회전 속도, 제1 서브챔버 내로의 샘플 조직의 수집 속도, 및 격납 디바이스 내의 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 수집 챔버는 주사기를 포함할 수 있다.
본 발명의 주제의 다른 상관된 양태에서, 방법은 조직 처리 시스템의 처리 디바이스의 내부 격실로의 조직 처리 시스템의 격납 디바이스의 결합을 허용하는 단계와, 격납 디바이스의 제1 챔버의 제1 서브챔버 내에 조직 샘플 및 용액의 로딩을 허용하는 단계를 포함하고, 제1 챔버는 제1 챔버를 제1 서브챔버 및 제2 서브챔버로 분할하는 필터를 포함한다. 게다가, 방법은 조직 샘플과 용액을 혼합하는 것을 보조하기 위해 격납 디바이스를 교반하는 단계와, 격납 디바이스의 외부 본체 내에 소정 거리 연장하는 이송 라인을 따라 위치된 셔틀 밸브를 이동시키는 단계를 포함할 수 있고, 셔틀 밸브는 셔틀 밸브를 통해 연장하는 이송 경로를 포함한다. 부가적으로, 방법은 이송 경로가 제2 서브챔버와 격납 디바이스 내의 수집 포트에 해제식으로 결합된 수집 챔버 사이에 제1 유체 경로를 생성하도록 셔틀 밸브를 위치설정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 조직 샘플과 용제를 원심 분리하기 위해 격납 디바이스의 중심축을 따라 격납 디바이스를 회전시키는 단계와, 조직 샘플을 포함하는 제1 유형의 세포를 필터를 통해 통과시키고 제2 서브챔버 내에 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 방법은 격납 디바이스의 회전 중에, 수집 챔버 내에 진공을 생성하여 이에 의해 수집 챔버 내의 체적 내로 줄기 세포를 흡인하는 단계를 포함할 수 있고, 진공은 격납 디바이스의 회전의 결과로서 생성된다.
몇몇 변형예에서, 이하의 것 중 하나 이상이 방법과 임의의 실현 가능한 조합으로 선택적으로 포함될 수 있다. 예를 들어, 일 양태에서, 방법은 처리 디바이스로부터 격납 디바이스 및 수집 챔버 중 적어도 하나의 제거를 허용하는 단계를 더 포함할 수 있다. 게다가, 제1 유형의 세포는 줄기 세포일 수 있다. 진공을 생성하는 단계는 수집 챔버 내의 스프링 상에 작용하는 플런저가 플런저의 원심력으로 스프링의 스프링력을 극복하여 이에 의해 플런저를 이동시키고 스프링을 압축하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 서브챔버는 제2 서브챔버보다 중심축에 더 근접하여 위치될 수 있고, 제1 서브챔버는 외부 본체를 통해 연장하는 포트와 유체 연통할 수 있다. 포트는 조직 수집 디바이스에 결합될 수 있다. 부가적으로, 방법은 처리 디바이스의 제어 패널로부터의 입력에 기초하여, 조직 샘플 상에 조직 프로세스를 수행하도록 조직 처리 시스템을 프로그래밍하는 단계를 더 포함할 수 있고, 처리 디바이스는 제어 패널과 통신하는 프로세서를 포함한다. 게다가, 방법은 프로세서에 의해, 처리 디바이스의 센서에 의해 수집된 감지된 데이터를 처리하는 단계 및 처리된 감지된 데이터에 기초하여 격납 디바이스의 처리 특징을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 감지된 데이터를 실시간으로 처리할 수 있고, 처리 특징은 격납 디바이스의 회전 속도, 제1 서브챔버 내로의 조직 샘플의 수집 속도, 및 격납 디바이스 내의 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 본 발명의 주제의 하나 이상의 변형예의 상세가 첨부 도면 및 이하의 설명에 설명된다. 본 명세서에 설명된 주제의 다른 특징 및 장점이 상세한 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구범위로부터 명백할 것이다.
본 명세서에 합체되어 그 부분을 구성하고 있는 첨부 도면은 본 명세서에 개시된 본 발명의 주제의 특정 양태를 도시하고 있고, 상세한 설명과 함께, 개시된 구현예와 연계된 원리의 일부를 설명하는 것을 돕는다. 도면에서,
도 1은 격납 디바이스가 처리 디바이스로부터 결합해제된 상태로 도시되어 있는, 격납 디바이스 및 처리 디바이스를 포함하는 기질 혈관 분획(SVF) 시스템의 실시예의 사시도이다.
도 2는 격납 디바이스가 처리 디바이스에 결합된 상태로 도시되어 있는 도 1의 SVF 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 1의 SVF 시스템의 단면도이다.
도 4는 각각의 주사기 포트로부터 제거된 상태로 도시되어 있는 한 쌍의 주사기를 포함하는 도 1의 격납 디바이스의 분해도이다.
도 5는 주사기가 격납 디바이스의 주사기 포트 내에 삽입되어 있는 도 4의 격납 디바이스를 도시하고 있다.
도 6a는 이송 라인 및 3개의 챔버를 도시하고 있는 도 4의 격납 디바이스의 단면의 사시도이다.
도 6b는 주사기의 플런저가 근위 위치에 있는 도 6a의 격납 디바이스의 단면도를 도시하고 있다.
도 6c는 주사기의 플런저가 원위 위치에 있는 도 6a의 격납 디바이스의 단면도를 도시하고 있다.
도 7a는 이송 라인을 따라 위치된 이송 경로를 갖는 셔틀 밸브를 도시하고 있는 도 4의 격납 디바이스의 단면의 사시도이다.
도 7b는 이송 경로가 제2 챔버와 제3 챔버 사이에 유체 경로를 생성하도록 이송 라인 내에 위치된 셔틀 밸브를 도시하고 있는 도 4의 격납 디바이스의 섹션의 사시도이다.
도 8a 내지 도 8i는 도 1의 SVF 시스템과 같은 SVF 시스템의 실시예를 사용하는 조직 처리 방법을 개략적으로 도시하고 있다.
도 9 내지 도 11은 격납 디바이스가 완전히 포위되어 있는 외부 본체를 갖고 격납 디바이스가 처리 디바이스의 내부 격실에 해제 가능하게 결합되어 있는, 격납 디바이스 및 처리 디바이스를 포함하는 SVF 시스템의 다른 구현예를 도시하고 있다.
도 12는 격납 디바이스의 중심축을 따라 연장하는 이송 라인에 대해 반경방향으로 균등하게 배치된 수집 및 전달 챔버를 도시하고 있는 도 9 내지 도 11의 격납 디바이스의 개방 평면도이다.
도 13은 이송 라인을 따라 위치된 셔틀 밸브를 도시하고 있는 도 12의 격납 디바이스의 섹션의 사시도이다.
실용적일 때, 유사한 도면 부호가 유사한 구조체, 특징부, 또는 요소를 나타낸다.
도 1은 격납 디바이스가 처리 디바이스로부터 결합해제된 상태로 도시되어 있는, 격납 디바이스 및 처리 디바이스를 포함하는 기질 혈관 분획(SVF) 시스템의 실시예의 사시도이다.
도 2는 격납 디바이스가 처리 디바이스에 결합된 상태로 도시되어 있는 도 1의 SVF 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 1의 SVF 시스템의 단면도이다.
도 4는 각각의 주사기 포트로부터 제거된 상태로 도시되어 있는 한 쌍의 주사기를 포함하는 도 1의 격납 디바이스의 분해도이다.
도 5는 주사기가 격납 디바이스의 주사기 포트 내에 삽입되어 있는 도 4의 격납 디바이스를 도시하고 있다.
도 6a는 이송 라인 및 3개의 챔버를 도시하고 있는 도 4의 격납 디바이스의 단면의 사시도이다.
도 6b는 주사기의 플런저가 근위 위치에 있는 도 6a의 격납 디바이스의 단면도를 도시하고 있다.
도 6c는 주사기의 플런저가 원위 위치에 있는 도 6a의 격납 디바이스의 단면도를 도시하고 있다.
도 7a는 이송 라인을 따라 위치된 이송 경로를 갖는 셔틀 밸브를 도시하고 있는 도 4의 격납 디바이스의 단면의 사시도이다.
도 7b는 이송 경로가 제2 챔버와 제3 챔버 사이에 유체 경로를 생성하도록 이송 라인 내에 위치된 셔틀 밸브를 도시하고 있는 도 4의 격납 디바이스의 섹션의 사시도이다.
도 8a 내지 도 8i는 도 1의 SVF 시스템과 같은 SVF 시스템의 실시예를 사용하는 조직 처리 방법을 개략적으로 도시하고 있다.
도 9 내지 도 11은 격납 디바이스가 완전히 포위되어 있는 외부 본체를 갖고 격납 디바이스가 처리 디바이스의 내부 격실에 해제 가능하게 결합되어 있는, 격납 디바이스 및 처리 디바이스를 포함하는 SVF 시스템의 다른 구현예를 도시하고 있다.
도 12는 격납 디바이스의 중심축을 따라 연장하는 이송 라인에 대해 반경방향으로 균등하게 배치된 수집 및 전달 챔버를 도시하고 있는 도 9 내지 도 11의 격납 디바이스의 개방 평면도이다.
도 13은 이송 라인을 따라 위치된 셔틀 밸브를 도시하고 있는 도 12의 격납 디바이스의 섹션의 사시도이다.
실용적일 때, 유사한 도면 부호가 유사한 구조체, 특징부, 또는 요소를 나타낸다.
본 개시내용은 더 시간 및 비용 효율적인 방식으로 조직을 격납하고 처리하기 위해 사용될 수 있는 기질 혈관 분획(SVF) 시스템의 실시예를 설명하고 있다. 부가적으로, SVF 시스템은 노출된 환경으로의 유체 및 조직의 이송을 제한함으로써 예로서 저장 및 처리 중에, 조직을 위한 향상된 무균 환경을 제공할 수 있다. SVF 처리 시스템은 또한 자동화됨으로써 인간 에러를 감소시킬 수 있다.
몇몇 구현예에서, SVF 시스템은 격납 디바이스 및 처리 디바이스를 포함할 수 있고, 처리 디바이스는 재사용 가능하고 1회용일 수 있는 격납 디바이스를 수용하고 조작하도록 구성된다. 처리 디바이스는 교반, 원심 분리, 온도 제어, 가열, 배양, 및 밸브 작동과 같은, 프로그램된 또는 프로그램 가능한 프로세스를 제공할 수 있다. 처리 디바이스의 프로그래밍은 예를 들어, 격납 디바이스와 연계된 미리 프로그램된 RFID 또는 바코드 태그의 사용을 통해 작동적으로 성취될 수 있다. 대안적으로, 프로그래밍은, 예로서 처리 디바이스와 연계된 키패드 또는 그래픽 사용자 인터페이스(예를 들어, 터치 패드 또는 제어 패널)를 사용하는 사용자에 의해, 수동으로 성취될 수 있다.
무균 상태로 제공될 수 있는 격납 디바이스는 적어도 처리 전체에 걸쳐 조직 샘플 및 다른 유체를 수용하여 그 무균성을 보호하도록 구성될 수 있다. 격납 디바이스는 유체, 재료 등을 격납하도록 구성될 수 있는 복수의 챔버를 포함할 수 있다. 게다가, 격납 디바이스는 예로서 프로그램된 프로세스의 실행 중에, 챔버 내의 내용물의 이동 또는 조작을 허용하기 위해 활성화될 수 있는 피동 밸브 및 능동 밸브를 포함할 수 있다. 이는 미래의 사용을 위해 환자 내로의 재도입 또는 저장의 준비가 될 수 있는 줄기 세포와 같은 처리된 수확된 세포를 산출하는 것을 도울 수 있다.
격납 디바이스의 챔버는 조직(자가 조직과 같은) 및/또는 유체로 챔버를 충전하는 것을 허용할 수 있는 하나 이상의 포트와 연통할 수 있다. 게다가 또는 대안적으로, 하나 이상의 포트는 챔버 내의 내용물의 제거를 허용하도록 구성될 수 있다. 포트는 또한 오염물로부터 챔버의 내용물을 보호하기 위한 무균 배리어를 제공하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 통기구를 포함하여 포트는 친수성일 수 있고, 그리고/또는 필터를 포함할 수 있다. 챔버는 임의의 수의 다양한 재료 및/또는 유체(예를 들어, 용제, 약물 등)를 격납하고 조작할 수 있다. 게다가, 예를 들어, 챔버는 조직을 세척하고, 폐기물을 수집하고, 정제된 줄기 세포를 수집하고 격리하는데 사용될 수 있다. 격납 디바이스 내의 챔버(또는 수집 디바이스와 연계된 주사기와 같은 다른 수집 특징부) 및/또는 유체 통로 중 임의의 하나는 표면 처리 또는 코팅을 포함할 수 있다. 표면 처리 또는 코팅은 특정 화학적 또는 특정 생물학 재료의 유지 또는 거부에 영향을 미칠 수 있는데, 이는 조직 처리를 도울 수 있다. 게다가, 챔버 또는 수집 챔버 중 임의의 하나는 그 내부에 격납된 내용물을 분해, 혼합 및/또는 유도 교반하는 것을 돕기 위한 피동 또는 능동 특징부를 포함할 수 있는데, 이는 또한 조직 처리를 도울 수 있다.
SVF 시스템의 몇몇 구현예에서, 1차 밸브(셔틀 밸브와 같은)는 챔버 내용물을 혼합, 세척, 분리, 및/또는 격리하는 것을 용이하게 하기 위해 프로그램된 프로세스 전체에 걸쳐 1회 이상을 포함하여, 챔버로부터 챔버로 유체 및/또는 재료를 이동하는 것을 용이하게 하기 위해 수동으로 또는 처리 디바이스에 의해 제어될 수 있다. 격납 디바이스는 피동인 다른 밸브(예를 들어, 체크 밸브) 또는 다른 수단에 의해 작동되는 밸브를 또한 포함할 수 있다.
SVF 시스템은 또한 예로서 세포를 제거하거나 다른 유체에 의한 세포의 재희석 또는 오염을 방지하기 위해, 적은 체적의 줄기 세포를 격리하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 챔버의 내용물은, 밸브 활성화, 유체 이송, 및 챔버 액세스 중을 포함하여, 적어도 처리 전체에 걸쳐 무균 상태를 유지할 수 있다. 캡, 자기 폐쇄 포트 및 다른 무균 배리어가 무균을 유지하는 것을 돕기 위해 액세스 포트 또는 통기구를 위해 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 격납 디바이스는 3개의 챔버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 격납 디바이스는 세척 용액을 위한 희석제 챔버, 폐기물을 격납하기 위한 폐기물 챔버, 및 줄기 세포를 격납할 수 있는 처리 챔버를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 동일한 또는 유사한 처리를 위한, 뿐만 아니라 다른 목적을 위한 3개 초과의 챔버가 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현예에서, 조직 수집 챔버는 조직 수집 챔버 내에 포획된 조직을 분해하기 위한 블렌더(blender) 또는 유사한 특징부를 포함할 수 있다. 게다가, 챔버는 조직의 처리를 용이하게 하는 임의의 구성으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 챔버는 서로 일렬로 그리고/또는 병렬로, 회전 중심(즉, 중심축) 둘레에 균등하게 이격되는 것을 포함하여, 반경방향으로 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나 이상의 챔버는 다른 챔버 내에 격납되거나 또는 서로의 상부 위에 배치될 수 있다. 챔버는 임의의 형상 또는 구성일 수 있지만, 통상의 밀봉법을 사용할 때와 같이, 원통형 형상이 바람직할 수 있다.
챔버의 레이아웃은 격납 디바이스의 전체 크기, 밸브 구성요소의 위치 및 액세스, 유체 이동을 용이하게 하기 위해 이용 가능한 원심력, 및 사용자 편의에 의해 추구될 수 있다. 몇몇 실시예는 처리 중에 소량의 줄기 세포의 수집을 허용할 수 있는 격납 디바이스의 주사기의 피스톤 또는 플런저 내에 위치된 "포켓"을 포함할 수 있다. 챔버는 풀무, 다이어프램, 이완성 자루-형 구성과 같은 접힘형 특징부, 또는 재료의 이송을 보조하는데 사용될 수 있는 운동 에너지를 저장할 수 있는 엘라스토머 재료로 제조된 임의의 특징부를 또한 포함할 수 있다. 주사기로서 구성된 챔버를 포함하는 몇몇 챔버는 플런저 또는 피스톤의 이동을 제어하는 공압 또는 유압 특징부와 같은, 그로부터 내용물을 활발하게 분배하기 위한 특징부를 포함할 수 있다. 제어된 이동은 또한 격납 디바이스의 회전 또는 이동에 독립적일 수 있다. 대안적으로 또는 게다가, 이러한 플런저 또는 피스톤은, 예를 들어 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 격납 디바이스의 회전과 같은, 이동의 결과로서 활성화될 수 있다. 챔버는 또한 유체 및/또는 재료의 접착을 방지하고, 챔버벽으로부터 유체 및/또는 재료(적출물과 같은)의 이송을 최소화하도록 코팅될 수도 있다.
원심력의 형태와 같은, 챔버 사이에 유체 및/또는 재료를 이동하는데 요구되는 에너지가 처리 디바이스에 의해 공급될 수 있다. 예를 들어, 가중된 피스톤 또는 플런저, 밸브, 및 통계적으로 치수설정된 챔버의 시스템과 결합된 처리 디바이스의 회전은 처리 전체에 걸쳐 순차적으로를 포함하여, 챔버 사이에서 프로그램된 시간에(그리고 선택적으로 프로그램된 속도로) 유체의 이동을 허용할 수 있다. 게다가, 챔버는 다른 챔버 및/또는 주사기로의 이송을 위한 것과 같이, 챔버 외부로 유체 및/또는 재료를 흡인하는 것을 보조할 수 있는 사이펀(syphon)을 포함할 수 있다.
격납 디바이스 내의 밸브의 프로그램된 활성화는 챔버 내의 그리고 사이의 유체의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 메인 스풀 또는 셔틀 밸브는 동적 원심 사이클 중에 작동될 수 있도록 회전 중심축에 대해 중심에 위치될 수 있는 처리 디바이스에 의해 기계적으로 동작될 수 있다. 다른 밸브는 더크빌(duckbill) 또는 스프링 장전식 체크 밸브와 같이 피동적일 수 있다. 밸브는 또한 회전 속도 또는 원심력에 기초하여, 또는 다른 기계적, 자기, 공압, 또는 유압 기구에 의해 활성화될 수도 있다. 이와 같이, 격납 디바이스의 회전 속도를 변경함으로써(회전을 시작하는 것과 정지하는 것을 포함하여), 하나 이상의 밸브가 작동될 수 있고, 격납 디바이스의 하나 이상의 챔버 및/또는 주사기 사이의 유체 및/또는 재료의 이송이 제어될 수 있다.
게다가, 처리 디바이스 및/또는 격납 디바이스는 처리 중에 챔버로부터 챔버로 이동하는 유체의 재분배를 용이하게 하고, 뿐만 아니라 SVF 시스템의 진동을 감소시키기 위해 능동 또는 피동 균형 디바이스를 포함할 수 있다.
하나 이상의 센서 및 다른 전자 모니터링 장비가 처리 사이클 내에 자동화된 기능을 초기화하고 그리고/또는 처리 중에 유체 또는 세포의 스냅샷 조건을 결정하기 위해 처리 디바이스 및/또는 격납 디바이스 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 센서는 이하의 특징: 전자, 광학, 자기, RF, 기계, 위치 감지, 온도 감지 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서는 투명도(clarity), 세포수, 온도, 속도, 위치, 콜라겐 분해효소, 혈액, 비중, 균형 등과 같은, 다양한 조건을 결정하거나 정량화하는데 사용될 수 있다. 게다가, 하나 이상의 센서는 헹굼 사이클의 수 또는 체적을 적응하기 위해 예로서 세척 사이클 중에 혼탁도를 모니터링할 수 있다. 센서는 실시간을 포함하여, 센서에 의해 수집된 감지된 데이터를 처리할 수 있는 처리 디바이스의 프로세서와 통신할 수 있다. 이는 예로서 조직 처리의 결과 및/또는 내용물을 제어하기 위해, 처리 디바이스가 프로세서를 거쳐, SVF 시스템과 연계된 하나 이상의 설정을 제어할 수 있게 한다. 예를 들어, 프로세서는 온도 감응성 세포를 격납하는 격납 디바이스의 챔버 내에와 같이, 격납 디바이스의 부분 내의 온도를 증가시키거나 감소시켜야 하는지 여부를 결정하기 위해 온도 센서로부터 감지된 온도 데이터를 수집할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 하나 이상의 필터는 처리 중에 세포 농축을 향상시키기 위해 세포보다 큰 입자 및 세포보다 작은 부스러기(debris)를 여과하는데 사용될 수 있다. 소수성 멤브레인이 예로서 챔버의 무균 통기를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, 다른 유형의 필터 및 재료가 처리를 위해 사용될 수 있다(예를 들어, 지질 또는 친수성 필터, 스테인레스강 메시 등).
세포는 다양한 처리 스테이지 중에(예를 들어, 원심 분리 및 세척 중에), SVF 처리 시스템을 사용하여, 예를 들어 광학 센서를 사용하여 자동으로 검출되고 카운팅될 수 있다. 세포 카운팅은 원하는 세포 밀도가 도달될 때 처리를 중지함으로써 시스템의 성능의 모니터링, 뿐만 아니라 효율을 증가하는 방법을 허용할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 세포수를 결정하기 위해 광학 센서에 의해 수집된 데이터를 처리할 수 있다. 세포수에 기초하여, 프로세서는 이어서 격납 디바이스의 회전 속도 또는 격납 디바이스 내로의 조직 수집의 속도와 같은, SVF 시스템과 연계된 설정을 조정할 수 있다. 세포 카운팅법은 수확되는 상이한 유형의 세포의 존재 및 비율을 식별하기 위해 세포 형태계측법(예를 들어, 세포 크기 및 형상을 정량화함)과 조합될 수도 있다.
격납 디바이스 내의 챔버 및/또는 유체 경로는 세포외 바탕질 단백질과 같은, 화학물로 처리되거나 코팅될 수 있다. 예를 들어, 이러한 처리 또는 코팅은 챔버의 부분에 특정 세포 유형이 부착하는 것을 장려하여, 세척 사이클로부터 이들 세포 유형을 제거한다. 대안적으로 또는 게다가, 챔버 및/또는 유체 경로는 세포가 부착하는 것을 방지하여, 세포를 현탁액 내에 유지하기 위해 화학물로 처리되거나 코팅될 수 있다.
본 명세서에 설명된 디바이스, 시스템, 및 방법은 자가 조직과 같은 조직을 처리하는 것에 관련되지만, 본 명세서에 설명된 임의의 디바이스, 시스템, 및 방법은 비-자가 조직을 포함하는, 임의의 다양한 조직 샘플과 함께 사용될 수 있고, 조직의 다양한 성분을 격리하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디바이스, 시스템, 및 방법은 임의의 세포 유형(예를 들어, 줄기 세포, 전구 세포, 기질 세포, 혈관 및 혈관기원 세포 등)을 치료하고 수집하기 위한 것과 같은 임의의 수확된 조직(예를 들어, 골수, 지방 등)을 처리할 수 있다. 게다가, SVF 시스템은 무세포 주입[예를 들어, 혈소판 풍부 혈장(platelet rich plasma: PRP)]을 위한 것과 같이, 무세포 재료를 수집하는데 사용될 수 있다. 게다가, 본 명세서에 설명된 디바이스, 시스템, 및 방법은 수의학 뿐만 아니라 인간 용례를 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 설명된 디바이스, 시스템, 및 방법은 식물 뿐만 아니라 동물 기원을 포함하여, 임의의 유기 재료로부터 성분을 분리하고 격리하기 위해 그리고/또는 줄기 세포를 격리하기 위해 사용될 수 있다는 것이 또한 이해된다. 본 명세서에 설명된 프로세스 및 화학물의 몇몇 수정이 격납 디바이스 및/또는 처리 디바이스와 함께 사용된 재료의 유형, 또는 격리될 성분에 의존하여 요구될 수도 있다는 것이 이해된다.
도 1은 처리 디바이스(102) 및 격납 디바이스(104)를 포함하는 SVF 시스템(100)의 실시예를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 처리 디바이스(102)는 격납 디바이스(104)를 수용하거나 제거하도록 개방될 수 있는 도어 또는 덮개(108)를 갖는 외부 하우징(106)을 포함할 수 있다. 처리 디바이스(102)는 격납 디바이스(104)의 내용물을 처리하기 위한 것과 같이, 격납 디바이스(104)를 수용하여 해제 가능하게 결합하도록 치수 설정되고 성형된 내부 격실(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 격실(110)은 도 2에 도시된 바와 같이, 원형 형상을 갖는 격납 디바이스(104)가 내부 격실(110)에 결합하는 것을 허용할 수 있는 원형 리세스를 포함할 수 있다.
내부 격실(110) 및/또는 격납 디바이스(104)는 내부 격실(110) 내에 격납 디바이스를 잠금하거나 적절하게 정렬하는 것을 돕는 정합 특징부(111)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 격실(110)의 외부벽은 격납 디바이스(104)로부터 연장하는 주사기의 단부가 이러한 리세스와 정렬하게 하는 리세스를 포함할 수 있다. 일단 격납 디바이스(104)가 처리 디바이스(102)에 결합되면, 예로서 내부 격실(110)에 결합되면, 처리 디바이스(102)의 도어 또는 덮개(108)는 폐쇄될 수 있고 격납 디바이스(104) 내의 내용물의 처리가 개시될 수 있다. 처리 디바이스(102)의 도어(108)는 하나 이상의 프로세스가 SVF 시스템(100) 내에서 완료되는 동안 폐쇄되어 유지될 수 있다. 이는 격납 디바이스(104)의 내용물을 위한 무균 환경을 제공하는 것을 도울 수 있다.
도 3은 처리 디바이스(102)의 하우징(106) 내에 포위된 격납 디바이스(104)를 도시하고 있는, SVF 시스템(100)의 단면도를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 처리 디바이스(102)는 모터(112), 균형 요소(114), 클러치(115), 온도 및/또는 모터 제어기(116), 히터 및/또는 팬 조립체(117), 센서(118), 프로세서(119), 및 제어 패널(190)을 또한 포함할 수 있다. 모터(112)는 원심 분리, 교반 등과 같은 다양한 프로세스를 수행하는 것을 도울 수 있다. 균형 요소(114)는 동적일 수 있고 예로서 진동을 감소하도록 요구되는 경우 반경방향으로 중량을 분산함으로써, 원심 분리 중에 진동을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 프로세서(119)는 격납 디바이스(104)의 내용물을 위한 다양한 유형의 프로세스를 프로그래밍하는 것과 같은, SVF 시스템(100)의 프로그래밍이 경험되게 하는 것을 도울 수 있다. 프로세서는 또한 예로서 사용자가 SVF 시스템을 프로그램하고 데이터를 입력하게 하기 위해, 제어 패널(190)과 통신할 수 있다. 게다가, 프로세서(119)는 온도 센서, 압력 센서, 광학 센서(예를 들어, 유체 투명도를 측정하기 위한) 등과 같은 하나 이상의 센서(118)와 통신할 수 있다. 이와 같이, 프로세서(119)는 하나 이상의 센서(118)에 의해 수집된 감지된 데이터를 모니터링하고 처리할 수 있고(실시간으로를 포함함), 수집된 데이터에 기초하여 경고를 제공하고 그리고/또는 SVF 시스템(100)과 연계된 하나 이상의 설정을 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(119)는 격납 디바이스(104)의 회전 속도(즉, 원심 분리 중에) 및/또는 격납 디바이스(104)에 인접하여 위치된 광학 센서에 의해 감지될 수 있는 상청액의 광학 밀도에 기초하여 세척 사이클의 수를 조정하도록 프로그램될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 격납 디바이스(104) 내에 수집된 조직의 효소 및/또는 열처리가, 예로서 조직이 격납 디바이스(104) 내에서 수집되는 동안 시작될 수 있다. 처리 디바이스 및 온도 제어기는 이러한 처리를 보조할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 격납 디바이스(104) 내에 수집된 조직의 양은, 예로서 프로세서(119)와 통신하고 있는 압력 또는 광학 센서에 의해 모니터링될 수 있다. 이와 같이, 프로세서(119)는 수집된 조직의 양을 모니터링할 수 있고, 조직을 수집하는 것을 계속하거나 정지하도록 조직 수집 디바이스(예를 들어, 지방흡인 디바이스, 골수 흡인물 등)에 지시함으로써 수집된 조직의 양을 또한 제어할 수 있다.
도 4는 이들의 각각의 수집 또는 주사기 포트(122)로부터 제거된 한 쌍의 수집 챔버 또는 주사기(120)를 도시하고 있는 격납 디바이스(104)의 구현예의 분해도를 도시한다. 주사기(120) 중 하나 또는 모두는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 프로세스의 최종 생성물과 같은 유체 및/또는 재료를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 격납 디바이스(104)는 2개의 각각의 주사기 포트(122)를 갖는 2개의 주사기(120)를 갖는 것으로서 도시되어 있지만, 유체 및/또는 재료의 수집 및/또는 전달을 위해 주사기 또는 수집 챔버를 삽입하기 위한 임의의 수의 주사기 포트(122)가 격납 디바이스(104) 내에 포함될 수 있다. 게다가, 주사기 포트는 도 4에 도시된 바와 같이 서로로부터 균등하게 이격될 수 있는데, 이는 예로서 원심 분리 중에, 격납 디바이스(104)를 균형화하는 것을 도울 수 있다.
도 5는 주사기 포트(122) 내에 삽입된 주사기(120)의 쌍을 도시하고 있는데, 이 주사기 포트는 이어서 격납 디바이스(104)가 처리 디바이스(102)의 내부 격실(110)에 결합되게 할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 격납 디바이스(104)는 하나 이상의 포트(126)를 포함하는 외부 본체(124)를 가질 수 있다. 각각의 포트(126)는 격납 디바이스(104) 내의 챔버로의 유체 연통을 제공할 수 있다. 각각의 챔버는 처리를 위해 사용될 수 있는 유체 및/또는 재료를 수용할 수 있다. 예를 들어, 포트(126)는 주사기가 포트(126)에 결합되게 하는 피동 일방향 밸브를 포함할 수 있다. 일단 예로서 루어 잠금부(luer lock)를 거쳐 결합되면, 주사기는 포트(126)를 지나 각각의 챔버 내로 유체 또는 재료를 가압할 수 있다. 챔버는 무균일 수 있고, 챔버 내에 있는 동안 유체 또는 재료를 위한 무균 환경을 계속 제공할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 모두 이송 라인(136)과 유체 연통하고 있는 제1 챔버(130), 제2 챔버(132), 및 제3 챔버(134)를 갖는 격납 디바이스(104)의 구현예를 도시하고 있다. 임의의 수의 챔버가 격납 디바이스(104) 내에 포함될 수 있고, 3개의 챔버에 한정되는 것은 아니다. 각각의 챔버는 유체 및/또는 재료를 저장하기 위한 무균 격실을 제공할 수 있다. 게다가, 2개의 주사기(120)는 또한 이송 라인(136)과 유체 연통할 수 있다. 이송 라인(136)은 챔버의 임의의 하나 이상[즉, 제1 챔버(130), 제2 챔버(132), 제3 챔버(134)]과 주사기(120) 사이에 유체 통로를 제공할 수 있다.
예를 들어, 제1 챔버(130)는 환자로부터 적출되어 있는 지방 세포와 같은 조직을 수용하여 저장하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제1 챔버(130)는 지방흡인 디바이스의 부분과 같은, 조직 수집 디바이스와 직접 연통할 수 있다. 이는 환자로부터 제1 챔버(130)로의 조직의 직접적인 이송을 허용할 수 있는데, 이는 조직이 노출될 것인 오염물의 양을 상당히 감소시키고 최소화할 수 있다.
예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 조직 수집 라인(133)은 제1 챔버(130)로의 제어된 액세스(예로서 밸브를 거쳐)를 제공하는 포트(126)에 직접 결합될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 조직 수집 라인(133)은 환자로부터, 조직 라인(133)을 통해, 제1 챔버(130) 내로 조직 및/또는 유체를 견인하기 위해 진공과 연통할 수 있다.
제1 챔버(130)는 제1 챔버(130) 내에 배치되는 유체 및/또는 조직의 내용물을 분리하는 것을 도울 수 있는 필터(150)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터(150)는 필터(150)를 통한 하나 이상의 유형의 유체 및 재료의 통과를 방지하거나 허용할 수 있다. 필터(150)는 제1 챔버를 제1 서브챔버(152)와 제2 서브챔버(154)로 분할하도록 제1 챔버(130) 내에 위치될 수 있다. 제1 서브챔버(152)는 제1 챔버(130) 내로의 조직 및/또는 유체의 도입을 허용하는 포트(126)와 같은, 포트(126)와 연통할 수 있다. 제2 서브챔버(154)는 이송 라인(136)으로 연장하는 제1 유체 경로와 연통할 수 있다. 이와 같이, 필터(150)를 통해 통과하도록 허용되는 유체 및/또는 재료(들)는 이송 라인(136) 상에 계속되는 것이 가능하다. 필터(150) 및 제2 서브챔버(154)는 또한 제1 서브챔버(152)에 비해 격납 디바이스(104)의 외주부에 더 근접하여 위치될 수 있다. 이는 예를 들어, 원심 분리 중에, 필터(150)를 통해 통과하도록 허용되는 내용물이 필터(150)를 통해 제2 서브챔버(154) 내로 가압되게 할 수 있다. 대안적으로 또는 게다가, 진공 또는 압축 공기 유동은 격납 디바이스(104)를 통한 유체의 이동을 또한 돕기 위해 적용될 수 있다.
제2 챔버(132)는 예를 들어, 헹굼제 또는 식염수와 같은, 용제를 저장하는데 사용될 수 있다. 제2 챔버(132)는 이송 라인(136)과 유체 연통할 수 있다. 제2 챔버(132)는 또한 제2 챔버(132)로부터 유체 및/또는 재료를 도입하거나 적출하는데 사용될 수 있는 포트(126)와 연통할 수 있다. 게다가, 제3 챔버(134)는 예를 들어 폐기물 재료를 수집하고 저장하는데 사용될 수 있다. 제3 챔버(134)는 또한 제3 챔버(134)로부터 유체 및/또는 재료를 도입하거나 적출하는데 사용될 수 있는 포트(126) 및 이송 라인(136)과 유체 연통할 수 있다. 임의의 수의 챔버 및 포트가 격납 디바이스(104) 내에 포함될 수 있고, 챔버 중 임의의 하나는 이송 라인과 유체 연통할 수 있다.
부가적으로, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 주사기(120)는 이송 라인(136)과 유체 연통할 수 있다. 주사기(120) 중 하나 또는 모두는 격납 디바이스(104) 내로 로딩되기 전에 유체 및/또는 재료로 충전될 수 있는데, 이는 내용물이 처리 중에 분배되게 할 수 있다. 대안적으로 또는 게다가, 주사기(120) 중 하나 또는 모두는 비어 있는 상태로 로딩될 수 있는데, 이는 주사기(120)가 처리 중에 내용물로 충전되게 할 수 있다. 임의의 수의 주사기(120)는 격납 디바이스 내에 포함될 수 있고, 유체 및/또는 재료를 전달하거나 수집하기 위해 이송 라인과 유체 연통할 수 있다.
도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 주사기(120)는 스프링 장전식 플런저(160)를 포함할 수 있다. 플런저(160)에 대해 작용하는 스프링(162)의 스프링력은, 예로서 원심력의 결과로서 원심 분리 중에, 격납 디바이스(104)가 회전하는 속도에 기초하여 플런저(160)가 이동하게 할 수 있다. 이와 같이, 더 낮은 회전 속도 중에, 플런저(160)는 주사기(120)의 배럴 내에서 더 작은 거리 이동하기 위해[플런저(160) 상에 작용하는 더 낮은 원심력에 기인하여] 스프링에 대해 압박할 수 있다. 더 높은 회전 속도에서, 플런저(160)는 더 큰 힘으로 스프링(162)에 대해 압박할 수 있어, 이에 의해 [플런저(160) 상에 작용하는 더 큰 원심력에 기인하여] 플런저(160)가 배럴 내에서 더 큰 거리 이동하게 한다.
예를 들어, 도 6b에서, 스프링(162)은 플런저(160)가 격납 디바이스(104)의 중심축(또는 회전축)에 대해 근위 위치에 있는 완전 신장 위치에서 도시되어 있다. 이는 격납 디바이스(104)가 회전하지 않거나 저속으로 회전할 때(즉, 0 또는 낮은 원심력) 구성일 수 있다. 도 6c는 플런저(160)가 격납 디바이스(104)의 중심축에 대해 원위 위치에 있는 완전 수축 위치에서 스프링(162)을 도시하고 있다. 이는 격납 디바이스(104)가 더 고속으로(즉, 더 높은 원심력) 회전할 때 구성일 수 있다. 따라서, 격납 디바이스(104)의 회전 속도는 각각의 주사기 배럴을 따른 플런저(160)의 위치설정을 제어할 수 있는데, 이는 또한 주사기(120) 내의 유체 및/또는 재료의 분배 또는 수집을 제어할 수 있다.
예를 들어, 격납 디바이스(104)가 고속으로 회전할 때, 플런저(160)는 원위 위치로 수축될 수 있는데, 이는 주사기(120)와 연통하는 유체 라인 내에 진공을 생성할 수 있다. 생성된 진공의 결과로서, 유체 및/또는 재료가 주사기(120) 내로 흡인될 수 있다. 주사기(120)는 그 내용물과 함께 이어서, 예로서 내용물의 후속의 저장 또는 사용을 위해, 격납 디바이스(120)로부터 용이하게 제거될 수 있다.
주사기(120)의 플런저(160) 및 스프링(162)은 플런저(160)가 도 6c에 도시된 바와 같이, 격납 디바이스(104)의 회전시에 격납 디바이스(104)의 주연부를 향해 이동하도록 구성될 수 있다. 이는 예를 들어, 주사기가 처리 중에 유체 및/또는 재료를 수집하기 위해 사용될 때 유용할 수 있다. 그러나, 플런저(160) 및 스프링(162)은 플런저(160)가 격납 디바이스(104)의 회전시에 격납 디바이스(104)의 중심을 향해 이동하도록 구성될 수 있는데, 이는 주사기(120)의 내용물을 강제 배출할 수 있다. 이는 예를 들어, 주사기(120)가 처리 중에 유체 및/또는 재료를 전달하기 위해 사용될 때 유용할 수 있다. 주사기(120)는 플런저(160)에 대한 저항 요소로서 작용하도록 스프링(120)을 포함하는 것으로서 본 명세서에 설명되어 있지만, 임의의 수의 저항 요소가 플런저(160) 상에 작용하는 원심력의 결과로서 근위측으로 또는 원위측으로 플런저를 이동하게 하기 위해 사용될 수 있다.
이송 라인(136)은 하나 이상의 챔버 또는 주사기(120)가 서로 유체 연통하게 하고, 뿐만 아니라 하나 이상의 챔버 또는 주사기 사이에 유체(들) 및/또는 재료(들)를 이송하는 것을 도울 수 있다. 몇몇 구현예에서, 각각의 챔버 및 주사기는 이송 라인(136)과 직접 유체 연통한다. 그러나, 임의의 챔버 및/또는 주사기는 피동 밸브(예를 들어, 일방향 밸브 등)와 같은, 이송 라인(136)으로 그리고 그로부터 유체의 유동을 제어하는 밸브를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 이송 라인(136)은 하나 이상의 챔버와 주사기 사이의 유체 및/또는 재료의 유동을 제어할 수 있는 셔틀 밸브(170)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이, 셔틀 밸브는 하나 이상의 챔버 및/또는 주사기와 연통하는 하나 이상의 유체 경로와 정렬될 때, 유체 및/또는 재료가 하나 이상의 유체 경로를 따라 전달되게 할 수 있는 하나 이상의 이송 경로(172)를 포함할 수 있다. 이는 챔버와 주사기 사이의 유체 및/또는 재료의 제어된 이송을 허용할 수 있다. 셔틀 밸브(170)의 외부면은 하나 이상의 리세스를 포함할 수 있는데, 이 리세스는 유체 및 재료 유동을 격납하고 유도하는 것을 도울 수 있는(예로서, 이송 라인을 따른 원하지 않는 유체 및/또는 재료 유동을 방지함으로써) 밀봉 특징부(155)(o-링과 같은)의 확실한 위치설정을 제공할 수 있다. 이송 라인(136)을 따른 셔틀 밸브(170)의 이동은 처리 디바이스(102)에 의해[예로서 모터(112)를 거쳐] 또는 수동으로[예로서, 셔틀 밸브(170)의 단부를 압박하는 사용자를 거쳐] 제어될 수 있다. 셔틀 밸브(170)는 셔틀 밸브(170)를 통한 유체 및/또는 재료 유동의 방향을 제어하는 것을 보조하는 하나 이상의 내부 밸브(177)(피동 일방향 밸브와 같은)를 또한 포함할 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 셔틀 밸브(170)는 제1 챔버(130)의 내용물이 제3 챔버(134)와 유체 연통할 수 있도록 그 이송 경로(172)를 정렬할 수 있다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 셔틀 밸브(170)가 그 이송 경로(172)의 제1 개구(171)를 제1 챔버(130)로부터 연장하는 유체 경로와 정렬하고 그 이송 경로(172)의 제2 개구(173)를 제3 챔버(134)로부터 연장하는 유체 경로와 정렬하는 결과로서 2개의 챔버 사이에 경로가 생성될 수 있다. 격납 디바이스(104)의 회전의 변화 및/또는 격납 디바이스(104)의 유체 경로 내의 인가된 진공은 또한 하나의 챔버로부터 다른 챔버로 내용물을 이송하는 것을 보조할 수 있다.
격납 디바이스의 몇몇 구현예에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(130)는 제1 챔버(130) 내의 내용물을 혼합하는 것을 보조할 수 있는 난류 특징부(178)를 포함할 수 있다. 예로서, 교반 및/또는 원심 분리 중에, 챔버 내로 연장하고 챔버의 내용물에 대해 작용하는 압출된 특징부와 같은 난류 특징부(178)는 피동적일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 난류 특징부(178)는 예로서, 격납 디바이스(104)(예를 들어, 혼합기, 블렌더 등)의 이동에 독립적으로 챔버의 내용물의 혼합 또는 난류를 제공함으로써, 능동일 수 있다. 난류 특징부(178)는 각각의 챔버 내의 내용물의 분해, 혼합, 유도 교반, 및/또는 유도 난류를 보조할 수 있다. 게다가, 챔버 중 임의의 하나는 예로서, 이러한 유체 및/또는 재료를 다른 챔버 또는 주사기에 이송하기 위해, 챔버로부터 유체 및/또는 재료를 흡인 배출하는 것을 보조할 수 있는 사이펀(179)을 포함할 수 있다.
SVF 시스템(100)은 다수의 기능을 제공할 수 있고 다양한 조직 및 유체를 처리하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, SVF 시스템(100)은 지방 조직으로부터 생줄기 세포를 수집하기 위해 환자로부터 적출되어 있는 지방 조직을 처리하는데 사용될 수 있고, 이 지방 조직은 이어서 이후의 사용을 위해 저장되거나 또는 이후에 환자 내에 이식될(예를 들어, 주입될) 수 있다. SVF 시스템(100)은 줄기 세포 및 심지어 남아 있는 지방 세포가 환자 내로 재도입을 위해 사용될 수 있도록 적어도 격납 디바이스(104) 내에 무균 환경을 유지할 수 있다. SVF 시스템(100)은 또한 격납 디바이스(104) 내에 폐기물 재료를 수집할 수 있다. 이는 임의의 폐기물 재료의 안전한 격납 및 폐기를 허용할 수 있다. 이와 같이, 일단 원하는 세포 및/또는 유체가 격납 디바이스(104)로부터 수집되어 있으면, 격납 디바이스(104)는 임의의 원하지 않는 내용물(즉, 폐기물 재료)과 함께 폐기될 수 있다. SVF 시스템(100)의 임의의 후속 사용은 SVF 시스템(100)의 재사용 가능 처리 디바이스(102)에 삽입되어 결합될 수 있는 새로운(및 무균) 격납 디바이스(104)를 사용하여 행해질 수 있다.
도 8a 내지 도 8i는 예로서 후속 사용을 위해, 격납 디바이스(104)의 주사기(120) 내의 줄기 세포를 수집하기 위해 SVF 시스템(100)을 사용하여 조직 세포를 처리하는 프로세스를 개략적으로 도시하고 있다. 이들 도면은 셔틀 밸브(170)[이송 경로(172)를 구비함]가 이송 라인(136)을 따라 이동하는 것으로부터 발생하는 것과 같은 격납 디바이스(104) 내에 생성될 수 있는 다양한 유체 경로의 예를 또한 도시하고 있는데, 이 유체 경로는 격납 디바이스(104) 내의 유체 및/또는 재료의 다양한 이송을 허용할 수 있다.
도 8a는 처리를 위해 지방 조직을 수집하는데 사용될 수 있는 제1 챔버(130)를 도시하고 있다. 적어도 하나의 포트(126)가 지방 세포, 뿐만 아니라 콜라겐 분해효소 및 포도당과 같은 다른 용제의 제1 챔버(130) 내로의 첨가를 허용하기 위해 제1 챔버(130)와 연통할 수 있다. 게다가, 포트(126) 중 임의의 하나는 포트(126)에 인접한 밸브(예를 들어, 피동 또는 능동 밸브)를 가질 수 있는데, 이 밸브는 포트(126)를 통한 유체 및 재료 유동의 방향을 제어하는 것을 보조하고, 뿐만 아니라 무균 배리어를 제공하는 것을 보조할 수 있다. 제1 챔버(130)는 제1 챔버(130) 내의 나머지 조직의 제거를 허용할 수 있는 제거부(131)를 또한 포함할 수 있다. 제2 챔버(132)는 식염수와 같은 헹굼제를 수집하는데 사용될 수 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제3 챔버(134)는 폐기물을 수집할 수 있고, 주사기(120)는 지방 세포로부터 적출되어 있는 줄기 세포를 수집할 수 있다.
도 8b는 포트(126)를 통한 제1 챔버(130) 내로의 지방 조직의 로딩을 도시하고 있다. 임의의 포트(126)는 제1 챔버(130) 내에 무균 환경을 유지하는 것을 도울 수 있는 일방향 밸브를 포함할 수 있다. 지방 조직은 제1 챔버(130)의 제1 서브챔버(152) 내로 로딩될 수 있고, 제1 서브챔버(152)는 필터(150)에 의해 제2 서브챔버(154)에 의해 분리되어 있다. 게다가, 조직은 격납 디바이스가 이동하지 않는(회전하지 않는 등과 같은) 동안 로딩될 수 있다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 포도당 및 콜라겐 분해효소와 같은 부가의 용제가 하나 이상의 포트(126)를 거쳐 제1 챔버(130) 내로, 예로서 제1 서브챔버(152) 내로 도입될 수 있다. 부가적으로, 식염수 용액이 도 8c에 또한 도시된 바와 같이, 포트(126)를 거쳐 제2 챔버(132) 내로 도입될 수 있다. 용제 및 용액의 로딩은 또한 격납 디바이스가 이동하지 않는 동안 행해질 수 있다. 대안적으로 또는 게다가, 조직 및/또는 용제 및 용액은 이동하는 동안 격납 디바이스에 첨가될 수 있다.
조직 및/또는 용제의 로딩은 처리 디바이스(102) 내로의 격납 디바이스(104)의 로딩 전 또는 후에 행해질 수 있다. 예를 들어, 격납 디바이스(104)가 무균실에서 조직 및 유체로 로딩될 수 있고, 이어서 처리를 위해 비무균실 내로 운반될 수 있다. 심지어 비무균실에 있는 동안에도, 격납 디바이스(104)의 내용물은 이들이 격납 디바이스(104) 내에 남아 있는 한 무균을 유지할 수 있다. 이는 오염되지 않은 유체 및/또는 재료를 처리하고 수집하는 것이 여전히 가능하면서, 의사의 사물실 내에서와 같이, 다양한 장소에서 SVF 시스템(100)이 사용되게 할 수 있다.
도 8d는 도 8d에 화살표로 도시된 바와 같이, 예로서 격납 디바이스의 중심축을 따라 전후로 격납 디바이스(104)를 이동함으로써, 교반되는 격납 디바이스(104)의 내용물을 도시하고 있다. 격납 디바이스(104) 내의 내용물의 교반은 제1 챔버(130) 내의 지방 조직 및 용제와 같은, 하나 이상의 챔버 내에서 내용물을 혼합하는 것을 보조할 수 있다. 처리 디바이스(102)에 의해 제어될 수 있는 교반 기간 후에, 격납 디바이스(104)는 도 8e에 이중 화살표로 도시된 바와 같은, 격납 디바이스의 중심축을 따라 원심 분리를 경험할 수 있는데, 이 원심 분리는 처리 디바이스(102)에 의해 재차 제어될 수 있다. 원심 분리 중에, 제1 챔버(130)의 제1 서브챔버(152) 내의 내용물은 원심력의 결과로서 필터(150)를 향해 원위측으로 압박될 수 있다. 전술된 바와 같이, 필터(150)는 다양한 유체 및/또는 재료가 통과하는 것을 방지하고 허용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 필터(150)는 줄기 세포가 통과하게 할 수 있다. 도 8e에 도시된 바와 같이, 줄기 세포(180)는 필터(150)를 통해 통과하고 제2 서브챔버(154) 내에서 수집되는 것이 허용된다.
게다가, 도 8e에 도시된 바와 같이, 원심 분리 이전에 또는 도중에, 셔틀 밸브(170)는 제1 챔버(130)와 주사기(120) 사이에 유체 경로를 생성하기 위해 그 이송 경로(172)를 정렬할 수 있다. 이와 같이, 원심 분리 중에 주사기(120)의 플런저(160)가 원위 위치 내로 수축될 때, 진공이 이 유체 경로 내에 생성될 수 있는데, 이는 줄기 세포를 제1 챔버(130)로부터 주사기(120)로 가압할 수 있다. 처리 디바이스(102)는 원하는 양의 줄기 세포(180)가 주사기(120) 내에 수집되게 하기 위해 격납 디바이스(104)를 계속 회전시킬 수 있다.
도 8f에 도시된 바와 같이, 일단 줄기 세포(180)가 주사기(120)에 의해 수집되어 있으면, 셔틀 밸브(170)는 주사기(120)와 제3 챔버(134)(즉, 폐기물 챔버) 사이에 유체 경로를 생성하기 위해 이송 라인(136)을 따라 이동할 수 있다. 게다가, 처리 디바이스(102)는 격납 디바이스(104)의 회전을 감속하고 정지시킬 수 있다. 격납 디바이스(104)가 감속하고 결국에 회전을 정지함에 따라, 주사기(120)의 플런저(160)는 근위 위치로 복귀하도록 허용된다. 플런저(160)가 근위 위치로 복귀함에 따라, 플런저(160)는 주사기(120) 내에 수집된 내용물의 부분을 압박 배출한다. 몇몇 구현예에서, 주사기(120)의 압박 배출된 내용물은 [더 무겁고 플런저(160)에 더 근접하게 위치되어 있는 줄기 세포에 비교하여] 중량이 경량이고 질량이 더 작을 수 있고 따라서 주사기(120)의 출구에 더 근접하여 위치될 수 있는 실질적으로 폐기물 재료(181)일 수 있다.
도 8g에 도시된 바와 같이, 헹굼 사이클은 제2 챔버(132)와 주사기(120) 사이에 유체 경로를 형성하기 위해 이송 라인(136)을 따라 셔틀 밸브(170)를 이동함으로써 수행될 수 있다. 처리 디바이스(102)는 재차 플런저(160)가 원위 위치를 향해 수축되게 하여 이에 의해 진공을 생성하고 제2 챔버(132)로부터 주사기(120) 내로 용제를 견인하게 하기 위해, 도 8g에 이중 화살표로 도시된 바와 같이, 격납 디바이스(104)를 원심 분리할 수 있다. 이는 주사기의 내용물이 예로서 염수로 세척되게 할 수 있다.
도 8h에 도시된 바와 같이, 셔틀 밸브(170)는 재차 주사기(120)와 제3 챔버(134)(즉, 폐기물 챔버) 사이에 유체 경로를 생성하기 위해 이송 라인(136)을 따라 이동할 수 있다. 게다가, 처리 디바이스(102)는 격납 디바이스(104)의 회전을 감속하고 정지시킬 수 있다. 격납 디바이스(104)가 감속하고 결국에 회전을 정지함에 따라, 주사기의 플런저(160)는 근위 위치로 복귀하도록 허용된다. 플런저(160)가 근위 위치로 복귀함에 따라, 플런저(160)는 주사기(120) 내에 수집된 내용물의 부분을 압박 배출한다. 몇몇 구현예에서, 주사기(120)에서 압박 배출된 내용물은 재차 줄기 세포(180)를 세척하는 것으로부터의 폐기물 재료일 수 있다. 재차, [더 무겁고 플런저(160)에 더 근접하여 위치된 줄기 세포(180)에 비교하여] 중량이 경량이고 질량이 더 작은 주사기(120) 내의 내용물은 주사기(120)의 출구에 더 근접하게 위치될 수 있고, 따라서 제3 챔버(134) 내로 압박된다. 이와 같이, 주사기(120) 내의 남아 있는 내용물은 원하는 줄기 세포(180)일 수 있다. 주사기(120)는 근위 위치에서, 줄기 세포(180)의 원하는 체적을 격납하기 위해 충분한 주사기의 배럴 내에 남아 있는 체적(184)이 존재하도록 구성될 수 있다.
도 8i에 도시된 바와 같이, 적출되고 세척된 줄기 세포(180)를 격납하는 주사기(120)는 예로서 이후의 사용을 위해, 격납 디바이스(104)로부터 제거될 수 있다. 제1 챔버(130)의 제1 서브챔버(152) 내에 남아 있는 임의의 조직은 또한 예로서 제거부(131)를 거쳐 격납 디바이스(104)로부터 제거될 수 있다. 제1 챔버(130) 내의 나머지 조직도 또한 줄기 세포(180)도 격납 디바이스(104) 내에서 처리 중에 오염되지 않는다. 이와 같이, 나머지 조직 및 줄기 세포의 모두는 예로서 환자 내로의 재도입을 위해 이후에 사용될 수 있다.
더욱이, 격납 디바이스(104)는 그 내용물과 함께 폐기될 수 있어, 이에 의해 상기 프로세스와 연계된 부산물 및 폐기물을 폐기하는 안전하고 효율적인 방식을 제공한다. 전술된 바와 같이, 신규한 무균 격납 디바이스(104)는 후속의 조직 처리 절차를 수행하기 위해 재사용 가능한 처리 디바이스(102)와 함께 사용될 수 있다.
상기 방법은 줄기 세포를 적출하고 세척하기 위한 지방 조직을 처리하는 것을 설명하고 있지만, 임의의 수의 프로세스는 본 명세서에 설명된 임의의 것을 포함하여, 임의의 수의 용액 및/또는 재료를 사용하여 SVF 시스템(100)으로 수행될 수 있다. 게다가, 격납 디바이스(104) 또는 처리 디바이스(102)는 임의의 수의 프로세스를 보조하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, SVF 시스템(100)은 사용자가 경험할 조직 샘플을 위한 하나 이상의 프로세스를 프로그램하는 제어 패널(190)(예를 들어, 도 1 내지 도 3 참조)을 포함할 수 있다. 게다가, SVF 시스템(100)은 격납 디바이스(180) 내의 수집된 줄기 세포(180)와 연계된 특징부와 같은, SVF 시스템(100)의 내용물과 연계된 하나 이상의 특징부를 모니터링하고 검출하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, SVF 시스템(100)의 하나 이상의 센서(118)는 제1 챔버(130) 내에 수집된 조직의 양을 검출할 수 있다. 게다가, 세포는 예로서 다양한 처리 스테이지 중에(예를 들어, 원심 분리 및 세척 중에) SVF 시스템의 광학 센서를 사용하여 자동으로 검출되고 카운팅될 수 있다. 세포 카운팅과 연계된 측정은 사용자에 의해 프로그램될 수 있는데, 이는 원하는 세포 밀도가 도달될 때 처리를 중지함으로써 SVF 시스템의 효율을 증가시킨다. 세포 카운팅법은 수확되는 상이한 유형의 세포의 존재 및 비율을 식별하기 위해 세포 형태계측법(예를 들어, 세포 크기 및 형상을 정량화함)과 조합될 수도 있다.
도 9 내지 도 13은 격납 디바이스(204) 및 처리 디바이스(202)를 포함하는 SVF 시스템(200)의 다른 구현예를 도시하고 있는데, 격납 디바이스(204)는 처리 디바이스(202)의 내부 격실(210)에 해제 가능하게 결합될 수 있다. SVF 시스템(100)에 관한 것과 같은 전술된 특징 및 기능 중 임의의 것은 SVF 시스템(200) 내에 포함될 수 있다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 격납 디바이스(204)는 완전히 포위된 외부 본체(224)를 가질 수 있다. 이와 같이, 외부 본체(224)는 개방될 수 있어, 예로서 외부 하우징(224) 내로부터 하나 이상의 수집 챔버 또는 주사기(또는 주사기형)(220, 230, 232)를 충전하거나 제거한다. 수집 챔버 및/또는 주사기(220, 230, 232) 중 임의의 하나는 전술된 이송 라인(136)과 동일한 또는 유사한 특징 또는 기능을 가질 수 있는 이송 라인(236)과 유체 연통할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 이송 라인(136)은 전술된 셔틀 밸브(170)와 동일한 또는 유사한 특징 또는 기능을 또한 포함할 수 있는 셔틀 밸브(270)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 셔틀 밸브(170)는 수집 챔버 및/또는 주사기(220, 230, 232) 사이에 유체 및/또는 재료를 이송하는 것을 보조할 수 있다.
격납 디바이스의 완전히 포위된 하우징(224)은 격납 디바이스 내에 폐쇄된 환경을 제공할 수 있는데, 이는 격납 디바이스 내에 무균성을 유지하고 오염을 방지하는 것을 또한 도울 수 있다. 완전히 포위된 하우징은 또한 격납 디바이스의 저장 및 폐기를 위해 유리할 수 있는 격납 디바이스의 콤팩트한 구성을 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 본 발명의 주제의 하나 이상의 양태 또는 특징은 디지털 전자 회로, 집적 회로, 특정하게 주문된 응용 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이들 다양한 양태 또는 특징은 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령을 수신하고, 이들에 데이터 및 명령을 전송하도록 결합된, 특정 용도 또는 범용일 수 있는 적어도 하나의 프로그램 가능 프로세서를 포함하는 프로그램 가능 시스템 상에서 실행 가능한 그리고/또는 해석 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에서 구현을 포함할 수 있다. 프로그램 가능 시스템 또는 컴퓨팅 시스템은 클라이언트 및 서버를 포함할 수도 있다. 클라이언트와 서버는 일반적으로 서로로부터 원격이고 통상적으로 통신 네트워크를 통해 상호작용한다. 클라이언트와 서버의 관계는 각각의 컴퓨터 상에서 실행하고 그리고 서로 클라이언트-서버 관계를 갖는 컴퓨터 프로그램에 의해 발생한다.
프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 애플리케이션, 구성요소, 또는 코드라 또한 칭할 수 있는 이들 컴퓨터 프로그램은 프로그램 가능 프로세서를 위한 기계 명령을 포함하고, 고레벨 절차적 언어, 객체 지향성 프로그래밍 언어, 기능적 프로그래밍 언어, 논리적 프로그래밍 언어, 및/또는 어셈블리/기계 언어로 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "기계 판독가능 매체"는 기계 판독가능 신호로서 기계 명령을 수신하는 기계 판독가능 매체를 포함하여, 기계 명령 및/또는 데이터를 프로그램 가능 프로세서에 제공하는데 사용되는, 예를 들어, 자기 디스크, 광학 디스크, 메모리, 및 프로그램 가능 논리 디바이스(PLD)와 같은 임의의 컴퓨터 프로그램 제품, 장치 및/또는 디바이스를 칭한다. 용어 "기계 판독가능 신호"는 기계 명령 및/또는 데이터를 프로그램 가능 프로세서에 제공하는데 사용된 임의의 신호를 칭한다. 기계 판독가능 매체는 예를 들어, 비일시적 고체 상태 메모리 또는 자기 하드 드라이브 또는 임의의 등가의 저장 매체일 수 있는 것과 같이, 이러한 기계 명령을 비일시적으로 저장할 수 있다. 기계 판독가능 매체는 대안적으로 또는 부가적으로 예를 들어, 하나 이상의 물리적 프로세서 코어와 연계된 프로세서 캐시 또는 다른 랜덤 액세스 메모리일 수 있는 것과 같이, 일시적 방식으로 이러한 기계 명령을 저장할 수 있다.
사용자와 상호작용을 제공하기 위해, 본 명세서에 설명된 본 발명의 주제의 하나 이상의 양태 또는 특징은 예를 들어 사용자에 정보를 디스플레이하기 위한 음극선관(CRT) 또는 액정 디스플레이(LCD) 또는 발광 다이오드(LED) 모니터와 같은 디스플레이 디바이스 및 사용자가 그에 의해 입력을 컴퓨터에 제공할 수도 있는 마우스 또는 트랙볼과 같은 포인팅 디바이스 및 키보드를 갖는 컴퓨터 상에 구현될 수 있다. 다른 종류의 디바이스가 마찬가지로 사용자와 상호작용을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자에 제공된 피드백은 예를 들어, 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 촉각적 피드백과 같은 임의의 형태의 감각 피드백일 수 있고, 사용자로부터의 입력은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 음향, 음성, 또는 촉각 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수도 있다. 다른 가능한 입력 디바이스는 터치 스크린 또는 단일 또는 다중점 저항성 또는 용량성 트랙패드와 같은 다른 터치 감응식 디바이스, 음성 인식 하드웨어 및 소프트웨어, 광학 스캐너, 광학 포인터, 디지털 이미지 캡처 디바이스 및 연계된 해석 소프트웨어 등을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
상기 설명에서 그리고 청구범위에서, "~중 적어도 하나" 또는 "~중 하나 이상"과 같은 구문이 요소 또는 특징부의 결합 리스트 앞에 나타날 수도 있다. 용어 "및/또는"은 또한 2개 이상의 요소 또는 특징부의 리스트에서 발생할 수도 있다. 이것이 사용되는 문맥에 의해 달리 암시적으로 또는 명시적으로 상충되지 않으면, 이러한 구문은 열거된 요소 또는 특징부 중 임의의 하나를 개별적으로 또는 다른 상술된 요소 또는 특징부 중 임의의 하나와 조합하여 상술된 요소 또는 특징부의 임의의 하나를 의미하도록 의도된다. 예를 들어, 구문 "A 및 B 중 적어도 하나", "A 및 B 중 하나 이상", 및 "A 및/또는 B"는 각각 "A만, B만, 또는 A와 B를 함께"를 의미하도록 의도된다. 유사한 해석이 또한 셋 이상의 항목을 포함하는 리스트에 대해 의도된다. 예를 들어, 구문 "A, B, 및 C 중 적어도 하나", "A, B, 및 C 중 하나 이상", 및 "A, B, 및/또는 C"는 각각 "A만, B만, C만, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께, 또는 A와 B와 C를 함께"를 의미하도록 의도된다. 상기 및 청구범위에서 용어 "~에 기초하는"의 사용은 상술되지 않은 특징부 또는 요소가 또한 허용 가능하도록 "~에 적어도 부분적으로 기초하는"을 의미하도록 의도된다.
상기 설명에 설명된 구현예는 본 명세서에 설명된 본 발명의 주제에 따른 모든 구현예를 표현하는 것은 아니다. 대신에, 이들은 설명된 본 발명의 주제에 관련된 양태에 따른 단지 몇몇 예이다. 몇몇 변형예가 본 명세서에 상세히 설명되었지만, 다른 수정 또는 추가가 가능하다. 특히, 다른 특징 및/또는 변형예는 본 명세서에 설명된 것들에 추가하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 전술된 구현예는 개시된 특징부의 다양한 및/또는 서브조합 및/또는 본 명세서에 설명된 것들의 다른 하나 이상의 특징부의 조합 및 서브조합에 관련될 수 있다. 게다가, 첨부 도면에 도시된 그리고/또는 본 명세서에 설명된 논리 흐름은 바람직한 결과를 성취하기 위해, 도시된 특정 순서 또는 순차적인 순서를 반드시 요구하는 것은 아니다. 이하의 청구범위의 범주는 다른 구현예 또는 실시예를 포함할 수도 있다.
Claims (31)
- 내부 격실을 포함하는 외부 하우징을 포함하는 처리 디바이스와,
상기 처리 디바이스의 내부 격실에 해제식으로 결합하는 외부 본체를 포함하는 격납 디바이스를 포함하고,
상기 격납 디바이스는
상기 외부 본체의 중심축을 따라 소정 거리로 연장하는 중공 통로를 포함하는 이송 라인,
상기 이송 라인과 유체 연통하고 상기 외부 본체 내에 위치되는 적어도 하나의 챔버,
상기 외부 본체 내에 포함된 수집 포트에 해제식으로 결합된 수집 챔버로서, 상기 수집 챔버는 상기 이송 라인과 유체 연통하는, 수집 챔버, 및
상기 셔틀 밸브를 통해 연장하는 이송 경로를 포함하는 셔틀 밸브로서, 상기 셔틀 밸브는 상기 이송 경로를 따른 상기 셔틀 밸브의 위치에 따라, 상기 적어도 하나의 챔버의 2개의 챔버 사이에 또는 상기 적어도 하나의 챔버의 챔버와 상기 수집 챔버 사이에 유체 경로를 생성하기 위해 상기 이송 라인을 따라 이동 가능한, 셔틀 밸브
를 포함하는 조직 처리 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 격납 디바이스는 상기 적어도 하나의 챔버의 제1 챔버를 포함하고, 상기 제1 챔버는 상기 제1 챔버를 제1 서브챔버 및 제2 서브챔버로 분할하는 필터를 갖는, 조직 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 서브챔버는 상기 제2 서브챔버보다 중심축에 더 근접하여 위치되는, 조직 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 서브챔버는 상기 이송 라인과 유체 연통하는, 조직 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 서브챔버는 상기 외부 본체를 통해 연장하는 포트와 유체 연통하는, 조직 처리 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 포트는 조직 수집 디바이스에 결합되는, 조직 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 서브챔버는 상기 셔틀 밸브가 상기 이송 라인을 따라 위치될 때 상기 수집 챔버와 유체 연통하여 상기 이송 경로가 상기 제2 서브챔버 및 상기 수집 챔버와 유체 연통하게 되는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 셔틀 밸브는 상기 셔틀 밸브를 통한 유체 또는 재료의 방향을 제어하는 상기 이송 경로를 따를 피동 밸브를 포함하는, 조직 처리 시스템.
- 제2항에 있어서, 상기 필터는 줄기 세포의 통과를 허용하고 상기 필터를 통한 지방 조직의 통과를 방지하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 챔버는 상기 제1 챔버 내에 격납된 내용물에 분해, 혼합, 유도 난류, 및 유도 교반 중 적어도 하나를 위한 피동 특징부와 능동 특징부 중 적어도 하나를 포함하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 수집 챔버, 하나 이상의 챔버, 및 이송 경로 중 적어도 하나는 특정 화학물 및 특정 생물학적 재료 중 적어도 하나의 유지 또는 거부에 영향을 미치는 표면 코팅을 포함하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 수집 챔버는 플런저, 및 상기 플런저에 대해 스프링력을 인가하는 스프링을 포함하는, 조직 처리 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 스프링력은 상기 격납 디바이스가 원심 분리 중에 회전할 때 상기 플런저의 원심력 미만이어서 이에 의해 상기 플런저가 상기 스프링을 압축하여 상기 수집 챔버 내에 진공을 생성하게 하는, 조직 처리 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 진공은 상기 셔틀 밸브의 위치에 따라 상기 적어도 하나의 챔버와 상기 수집 챔버 중 하나 이상으로부터 상기 수집 챔버 내로 내용물을 가압하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 처리 디바이스는 상기 조직 처리 시스템에 의해 완료될 하나 이상의 조직 프로세스를 프로그래밍하기 위한 프로세서와 통신하는 제어 패널을 포함하는, 조직 처리 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 처리 디바이스는 감지된 데이터를 수집하는 센서를 포함하고, 상기 프로세서는 하나 이상의 조직 프로세스 중에 상기 격납 디바이스의 처리 특징을 결정하기 위해 상기 감지된 데이터를 처리하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 감지된 데이터를 실시간으로 처리하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 처리 특징은 상기 격납 디바이스의 회전 속도, 상기 제1 서브챔버 내로의 샘플 조직의 수집 속도, 및 상기 격납 디바이스 내의 온도 중 적어도 하나를 포함하는, 조직 처리 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 수집 챔버는 주사기인, 조직 처리 시스템.
- 조직 처리 시스템의 처리 디바이스의 내부 격실로의 상기 조직 처리 시스템의 격납 디바이스의 결합을 허용하는 단계와,
상기 격납 디바이스의 제1 챔버의 제1 서브챔버 내에 조직 샘플 및 용액의 로딩을 허용하는 단계로서, 상기 제1 챔버는 상기 제1 챔버를 제1 서브챔버 및 제2 서브챔버로 분할하는 필터를 포함하는, 조직 샘플 및 용액의 로딩을 허용하는 단계와,
상기 조직 샘플과 상기 용액을 혼합하는 것을 보조하기 위해 상기 격납 디바이스를 교반하는 단계와,
상기 격납 디바이스의 외부 본체 내에 소정 거리 연장하는 이송 라인을 따라 위치된 셔틀 밸브를 이동시키는 단계로서, 상기 셔틀 밸브는 상기 셔틀 밸브를 통해 연장하는 이송 경로를 포함하는, 셔틀 밸브를 이동시키는 단계와,
상기 이송 경로가 상기 제2 서브챔버와 상기 격납 디바이스 내의 수집 포트에 해제식으로 결합된 수집 챔버 사이에 제1 유체 경로를 생성하도록 상기 셔틀 밸브를 위치설정하는 단계와,
상기 조직 샘플과 용제를 원심 분리하기 위해 상기 격납 디바이스의 중심축을 따라 상기 격납 디바이스를 회전시키는 단계와,
상기 조직 샘플을 포함하는 제1 유형의 세포를 상기 필터를 통해 통과시키고 상기 제2 서브챔버 내에 수집하는 단계와,
상기 격납 디바이스의 회전 중에, 상기 수집 챔버 내에 진공을 생성하여 이에 의해 상기 수집 챔버 내의 체적 내로 제1 유형의 세포를 흡인하는 단계로서, 상기 진공은 상기 격납 디바이스의 회전의 결과로서 생성되는, 제1 유형의 세포를 흡인하는 단계
를 포함하는 방법. - 제20항에 있어서, 상기 셔틀 밸브의 이송 경로가 제2 챔버와 상기 수집 챔버 사이에 제2 유체 경로를 생성하도록 상기 셔틀 밸브를 위치설정하는 단계,
상기 수집 챔버 내에 진공을 생성하고 상기 수집 챔버의 체적 내로 상기 제2 챔버 내에 격납된 세척 용액을 흡인하도록 상기 격납 디바이스의 중심축을 따라 상기 격납 디바이스를 회전시키는 단계,
상기 이송 경로가 상기 수집 챔버와 제3 챔버 사이에 제3 유체 경로를 생성하도록 상기 셔틀 밸브를 위치설정하는 단계, 및
상기 격납 디바이스의 회전을 정지하여 이에 의해 상기 수집 챔버 외부로 그리고 상기 제3 챔버 내로 폐기물 용액을 가압하고 제1 유형의 세포가 상기 수집 챔버의 체적 내에 잔류하게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제21항에 있어서, 상기 처리 디바이스로부터 상기 격납 디바이스 및 상기 수집 챔버 중 적어도 하나의 제거를 허용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 제1 유형의 세포는 줄기 세포, 전구 세포, 기질 세포, 혈관 세포, 및 혈관기원 세포 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 진공을 생성하는 단계는 상기 수집 챔버 내의 스프링 상에 작용하는 플런저가 상기 플런저의 원심력으로 상기 스프링의 스프링력을 극복하여 이에 의해 상기 플런저를 이동시키고 상기 스프링을 압축하게 하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 제1 서브챔버는 상기 제2 서브챔버보다 상기 중심축에 더 근접하여 위치되는, 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 제1 서브챔버는 상기 외부 본체를 통해 연장하는 포트와 유체 연통하는, 방법.
- 제26항에 있어서, 상기 포트는 조직 수집 디바이스에 결합되는, 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 처리 디바이스의 제어 패널로부터의 입력에 기초하여, 상기 조직 샘플 상에 조직 프로세스를 수행하도록 상기 조직 처리 시스템을 프로그래밍하는 단계를 더 포함하고, 상기 처리 디바이스는 상기 제어 패널과 통신하는 프로세서를 포함하는, 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 프로세서에 의해, 상기 처리 디바이스의 센서에 의해 수집된 감지된 데이터를 처리하는 단계 및 상기 처리된 감지된 데이터에 기초하여 상기 격납 디바이스의 처리 특징을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 감지된 데이터를 실시간으로 처리하는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 처리 특징은 상기 격납 디바이스의 회전 속도, 상기 제1 서브챔버 내로의 조직 샘플의 수집 속도, 및 상기 격납 디바이스 내의 온도 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
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