KR20210092324A - 세포 분리 장치 및 사용 방법 - Google Patents

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롤프 울터스
쥴스 발렌티
톰 구르스키
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콜리고 테라퓨틱스, 인코포레이티드
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Abstract

세포 분리 시스템 및 세포 분리 방법이 개시된다. 일 실시 형태에서, 세포 분리 시스템은, 원심 분리 프로그램과 관련된 복수의 논리를 포함하는 비일시적 저장 장치 - 원심 분리 프로그램의 실행에 의해 세포 분량이 생물학적 물질 분량으로부터 분리됨 -; 전력 공급부에 전기적으로 연결되는 가열 기구; 격납 기구; 및 격납 기구에 제거 가능하게 연결되는 어셈블리를 포함하고, 이 어셈블리는, 생성물 수용부, 생성물 수용부의 내부에 포함되는 복수의 세포 농축 영역, 소화 영역, 폐기물 수용부, 및 생성물 수용부에 제거 가능하게 연결되는 접근 관을 포함하는 중심 칼럼을 포함하는 단일 벽 용기; 장착 판; 및 제1 어셈블리가 격납 기구에 연결될 때 장착 판의 움직임을 제한하기 위해 용기에 연결되는 정렬 기구를 포함한다.

Description

세포 분리 장치 및 사용 방법
세포 치료 및 조직 공학은 손상된 또는 병적인 조직 및 기관(organ)의 보수 및 복구를 위해 임상 치료용으로 발전하고 있다. 특히, 조직 이식의 발전은, 심장 및 말초혈관 수술, 팔다리 조직 보수, 치과용 및 수의(veterinary) 수술을 포함하여 수술의 발전을 촉진시키고 있다. 이식용 조직편 및 다른 세포 기반 생성물은 인간 또는 동물의 조직으로부터 세포를 격리 및 배양하여 형성될 수 있다.
내피(endothelial) 세포 시딩(seeding)의 한 가능한 소스는 미소혈관 내피 세포(MVEC)이다. 윌리엄스(Williams) 등은 세포 기능을 연구하기 위해 실험실에서 새로 격리되고 배양된 인간, 개과 동물, 토끼, 쥐, 소과 동물 및 돼지 내피 세포(특히 MVEC)를 개척하였다. 인간 MVEC를 위한 소스는 미용 지방 흡입술로 흡인된 조직이었다. 세포 집단의 최종 용도에 따라 인간 지방 MVEC 격리를 위한 2개의 개별적인 프로토콜이 사용되었다. 그 프로토콜은, 다음에 MVEC가 배양될 것이라면, 인간 또는 동물 이식용 조직편의 즉각적인 소딩(sodding)을 위한 단순한 수술실 적합 절차에서부터 더 정교한 절차에 이르기까지 격리의 복잡성에 있어 상이하였다. 내피 세포는 비혈액응고 세포 라이닝을 형성하는 데에 중요하다. 수술실 세팅에서 합성 이식용 조직편에 내피 세포 라이닝을 만들기 위한 효율적이고 신뢰적인 방법에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 수술실 환경에 적합하고 살균 배리어를 유지하고 사용하기가 쉽고 일관적인 결과를 내며 또한 저렴한 기구로 투과성 매트릭스, 스캐폴드 또는 다른 투과성 세포 기재 안에 또는 상에서 수분 또는 수 시간 내에 신속한 세포 부착을 이루는 것이 바람직하다.
도 1은 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 세포 분리 시스템(100)의 부분 등각도이다.
도 2는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기의 부분 분해도이다.
도 3a는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기의 부분 상면도이다.
도 3b는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기의 정면도이다.
도 3c는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기의 부분 측면도이다.
도 4a는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 펠릿 농축 영역을 통과해 용기를 가로질러 취한 단일 벽 용기의 부분 단면도이다.
도 4b는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 펠릿 농축 영역을 통과해 용기를 수직하게 가로질러 취한 단일 벽 용기의 부분 단면도이다.
도 5a는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기 어셈블리(102)의 부분 분해도이다.
도 5b는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기 어셈블리(102)의 부분 등각도이다.
도 6은 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 장착 판(504) 및 원심 분리 어셈블리(132)의 부분 분해도이다.
도 7은 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 지방 조직과 같은 생물학적 물질로부터 내피 세포를 분리하는 방법이다.
본 개시의 일 실시 형태는 세포 분리 방법을 설명하고, 본 방법은 세포 분리 시스템의 소화 영역에서, 생물학적 물질의 분량 및 소화 매체의 분량을 뒤흔들어 생물학적 물질의 소화된 분량을 형성하는 단계; 생물학적 물질의 소화된 분량을 약 5분 내지 약 10분 동안 약 500G 내지 약 1000G의 힘으로 원심 분리시켜, 소화된 분량을 복수의 농축 세포 분량 및 복수의 폐기물로 분리하는 단계; 복수의 농축 세포 분량을 생성물 수용부에 모으는 단계(농축 세포 분량은 필터의 세공(pore) 보다 작은 직경을 갖는 물질을 포함하고, 그래서 그 물질이 필터를 통과하여 세포 농축 영역 안으로 들어갈 수 있음); 복수의 폐기물을 폐기물 수용부에 격리시키는 단계(폐기물 수용부는 상기 용기 안에서 소화 영역으로부터 분리되어 있고, 복수의 폐기물은 필터의 세공 보다 큰 직경을 갖는 폐기물을 포함하고 상기 농축 세포 분량과 접촉하지 않음); 및 상기 농축 세포 분량을 상기 생성물 수용부로부터 제거하는 단계를 포함한다.
본 개시의 일 실시 형태는 세포 분리 시스템을 설명하며, 이 시스템은 원심 분리 프로그램과 관련된 복수의 논리를 포함하는 비일시적 저장 장치(원심 분리 프로그램의 실행에 의해 세포 분량이 생물학적 물질 분량으로부터 분리됨); 전력 공급부에 전기적으로 연결되는 가열 기구; 상기 가열 기구 가까이에 있는 격납 기구; 및 상기 격납 기구에 제거 가능하게 연결되는 어셈블리를 포함하고, 상기 어셈블리는, 생성물 수용부, 복수의 세포 농축 영역, 소화 영역, 폐기물 수용부, 및 상기 생성물 수용부에 제거 가능하게 연결되는 접근 관을 포함하는 중심 칼럼; 장착 판 (단일 벽 용기가 상기 장착 판에 제거 가능하게 연결됨); 및 상기 격납 기구에 연결될 때 상기 접근 관의 움직임을 제한하기 위해 상기 중심 칼럼에 연결되는 정렬 기구를 포함하고, 원심 분리 프로그램의 제1 상태에서, 상기 어셈블리는 중심 축선 주위로 제1 방향과 제2 방향으로 교번적으로 회전하도록 구성되고 또한 상기 가열 기구가 활성화되며, 원심 분리 프로그램의 제2 상태에서, 상기 가열 기구는 비활성화되고 또한 단일 벽 용기는 중심 축선 주위로 단일 방향으로 회전하여 복수의 폐기물을 복수의 세포로부터 분리시키도록 구성되어 있다.
본 개시의 일 실시 형태는 세포 분리 시스템을 설명하고, 이 시스템은 복수의 상이한 원심 분리 프로그램과 관련되어 있는 복수의 논리를 포함하는 비일시적 저장 장치를 포함하고, 프로세서에 의해 실행되면, 소화 영역에서, 생물학적 물질의 분량 및 소화 매체의 분량을 뒤흔들어 생물학적 물질의 소화된 분량을 형성하고; 원심 분리를 통해 생물학적 물질의 소화된 분량을 약 5분 내지 약 10분 동안 약 500G 내지 약 1000G의 힘으로 분리시켜, 소화된 분량을 복수의 농축 세포 분량 및 복수의 폐기물로 분리하며; 복수의 농축 세포 분량을 생성물 수용부에 모으고(농축 세포 분량은 필터의 세공 보다 작은 직경을 갖는 물질을 포함하고, 그래서 그 물질이 필터를 통과하여 세포 농축 영역 안으로 들어갈 수 있음); 복수의 폐기물을 폐기물 수용부에 격리시키며(폐기물 수용부는 상기 용기 안에서 소화 영역으로부터 분리되어 있고, 복수의 폐기물은 필터의 세공 보다 큰 직경을 갖는 폐기물을 포함하고 상기 농축 세포 분량과 접촉하지 않음); 그리고 농축 세포 분량을 상기 생성물 수용부로부터 제거한다.
내피 세포는 합성 이식용 조직편 내에 비혈액응고 세포 라이닝을 형성하기 위해 사용된다. 따라서, 수술실 환경에 적합하고 살균 배리어를 유지하고 사용하기가 쉽고 일관적인 이식 결과를 나타내는 기구로 투과성 매트릭스, 스캐폴드 또는 다른 투과성 세포 기재 안에 또는 상에서 수분 또는 수 시간 내에 신속한 세포 부착을 이루는 것이 바람직하다.
현재, 이들 요건을 만족하는 다양한 접근법이 있지만, 제한된 성공을 갖는다: (ⅰ) 탈세포화된 조직 재료의 사용; (ⅱ) 자기 조립(self-assembly) 기구의 사용(세포외 매트릭스(ECM) 합성을 유도하는 매체에 있는 조직 배양 플라스틱에서 세포가 배양됨); (ⅲ) 합성적인 생물 분해성 폴리머의 사용(이어서 세포가 그 폴리머 상에 뿌려지고 모방된 생리적 환경에서 배양됨); 및 (ⅳ) 재구성된 Ⅰ형과 같은 바이오폴리머의 사용(이는 생리적 환경을 모방하기 위해 기계적 힘을 가하여 조직 세포로 형성되고 압착됨).
본 개시의 실시 형태는, 지방 조직으로부터 다량의 내피 세포의 격리 및 합성 이식용 조직편의 신속한 세포 소딩(sodding)을 가능하게 하고 또한 이식용 조직편의 신속한 소딩을 위한 턴키, 수술실 준비 기구에서 세포의 자동화 및 부착을 가능하게 하는 시스템 및 방법을 설명한다. 본 개시의 실시 형태는 이식용 조직편의 라이닝에 추가로 다른 용례를 가질 수 있다.
여기서 논의된 시스템과 방법은, 단일 편(이음매 또는 용접부를 갖지 않음)으로 형성될 수 있거나 복수의 편으로 형성될 수 있는 단일 벽 용기를 포함하는 세포 분리 시스템이다. 단일 벽 용기("용기')는 중심 칼럼을 포함하는 다양한 영역을 포함할 수 있고, 중심 칼럼은 생성물 수용부에 연결되어 요구되는 최종 생성물을 포함하는 세포 농축 영역에의 직접적인 접근을 가능하게 해주는 단일 접근 관을 수용한다. 용기는 복수의 내벽으로 분리되는 소화 영역 및 폐기물 수용부를 더 포함하고, 그 내벽은 용기와 일체적으로 형성되거나 분리 가능한 부품일 수 있다. 내벽은 소화 영역과 폐기물 영역의 분리를 가능하게 하여, 용기가 원심 분리될 때, 세포 분리 과정이 더 빠르게 일어나고 그리고 더 순수한 최종 생성물이 얻어지게 된다. 소화 영역과 폐기물 영역의 물리적 분리로 인해, 소화 영역이 또한 직접 가열될 수 있어, 세포 분리 과정에 추가 도움을 준다.
단일 벽 용기는 용기의 중심 축선 주위에 원주 방향으로 배치되는 복수의 세포 농축 영역을 더 포함하고, 그래서 원심 분리 동안에 중력에 의해 세포가 생물학적 물질 분량으로부터 분리된다. 폐기물은 폐기물 수용부에 모이고 세포는 세포 농축 영역에 모이게 된다. 용기는, 한 세포 농축 영역에서 다른 세포 농축 영역까지, 그 용기의 한 단부에서 다른 단부까지 연장되어 있는 생성물 수용부에 연결되어 있는 하나 이상의 필터 또는 스크린을 더 포함한다. 생성물 수용부는 중심 칼럼에 있는 접근 관에 연결되어 있고, 그리하여 농축된 세포에의 접근을 제공한다. 생성물 수용부는 폐기물 생성물이 농축된 세포 생성물과 접촉하는 것을 방지하는 스크린 또는 필터를 수용하는 하나 이상의 스크린 홀더를 더 포함한다. 용기는 장착 판에 연결되고, 이 장착 판은 스프링 잠금 기구를 통해 격납 기구에 연결된다. 정렬 기구가 용기에 연결되어 있어, 용기의 어셈블리가 배치되는 장착 판과 결합한다.
여기서 논의되는 세포 분리 시스템을 사용하는 세포 분리의 한 예에서, 복수의 논리가 비일시적 저장 장치(메모리)에 저장되고 복수의 원심 분리 프로그램을 포함한다. 복수의 프로그램 중의 각 프로그램은, 매체 종류와 생물학적 물질 분량 및/또는 목표 세포 분량 또는 목표 세포 농도를 포함하는 복수의 인자에 근거할 수 있는 지시를 포함한다. 프로세서로 실행될 때, 각 프로그램은 여기서 논의된 바와 같은 복수의 상태를 통해 세포 분리를 개시하여, 분리된 세포의 자동화된 제거 및 폐기물의 잡기 및/또는 제거가 일어나게 한다. 프로그램은 온도, 시간, 힘 및 생물학적 물질 분량과 매체의 배치로부터, 분리된 세포 분량의 제거까지의 전체적인 프로그램 길이(시간)를 포함한 다양한 양태에 있어 상이하고 그리고/또는 겹칠 수 있다.
세포 분리 시스템의 한 예에서, 복수의 소화 매체 및 복수의 생물학적 물질(분량)이 용기에, 특히 그 용기의 혼합 및 소화 영역에 배치된다. 그런 다음에 용기는 뒤흔들리고 중심 축선 주위로 각 방향으로 회전되어 생물학적 물질 분량을 분해시켜 원심 분리 중에 분리를 가능하게 해준다. 용기는 뒤흔들기 전 및/또는 동안에 가열 기구를 통해 가열될 수 있고, 그 가열 기구에 의해 발생된 열에 의해, 용기와 장착 판 및/또는 격납 기구 사이의 틈에 있는 공기가 가열되고 순환하게 된다. 용기는 약 25℃ 내지 약 45℃로 가열될 수 있고, 뒤흔들기의 완료 후에 가열 기구는 작동 중지될 수 있어, 세포 분리의 나머지는 실온(약 20℃ 내지 약 25℃)에서 일어나게 된다.
뒤흔들기에 이어서, 원심 분리가 수행된다. 원심 분리 동안에, 용기는 격납 기구에 대해 자유롭게 회전하며, 용기와 장착 판에 연결되고 어떤 실시 형태에서는 격납 기구에 더 연결되는 정렬 기구가 용기의 일부분이 회전하는 것을 방지한다. 원심 분리는 다양한 실시 형태에서 5분 내지 20분, 또는 1분 내지 10분 또는 다른 시간 범위에서 약 500G 내지 약 1000G의 힘으로 수행될 수 있다. 세포는 혼합 및 소화 영역에서 혼합물로부터 분리되고 중력의 힘을 받아 용기의 복수의 세포 농축 영역 안으로 들어가게 된다. 원심 분리 후에, 용기의 속도는 감소되고 폐기물이 폐기물 수용부에 모인다. 용기의 속도가 감소됨에 따라, 접근 관을 통해 진공이 생성물 수용부에 생성되고, 분리된 세포가 작동 동안에 모이게 된다. 필터/스크린에 있는 구멍 보다 작은 직경을 갖는 세포와 매체는 그 스크린을 통과하여 세포 농축 영역 안으로 들어가고, 반면에 필터/스크린 구멍 보다 큰 직경을 갖는 폐기물 및 다른 물질은 스크린을 통과하는 것이 방지된다. 이 폐기물은 폐기물 수용부에 남아 있게 되며 분리된 세포 분량과 접촉하지 않는다.
일 실시 형태에서, 원심 분리 후에, 회전이 중단될 수 있고, 모인 세포는 생성물 수용부에 남아 있게 된다. 세포는 진공을 사용하여 접근 관을 통해 제거된다. 단일 벽 용기를 사용함으로써, 열전달이 더 효과적으로 될 수 있어, 시스템의 효율이 증가된다. 단일 벽 용기 시스템은 세포 분리와 관련된 비용을 줄여준다. 세포 농축 영역에의 직접적인 접근에 의해 더 순수하고 더 농축된 세포 생성물이 얻어질 수 있다. 생성물 수용부에의 접근에 의해, 또한, 어셈블리가 여전히 회전하고 있는 중에 세포 생성물이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 세포 분리 시스템(100)의 부분 등각도이다. 세포 분리 시스템(100)은 원심 분리기 어셈블리(132) 및 스프링 잠금 기구를 통해 장착 판(106)에 연결되는 단일 벽 용기(104)의 어셈블리(102)를 포함한다. 장착 판(106)은 원심 분리기(나타나 있지 않음)의 구동축에 연결된다. 정렬 로드(110)(및 단일 접근 관(108))가 움직이지 않게 유지되는 동안에 어셈블리(102)는 자유롭게 회전한다. 뒤흔들기 및 원심분리 동안에, 어셈블리(102)는 중심 축선(124)(도 1의 좌표계에 나타나 있고, 처음부터 끝까지 참조됨) 주위로 방향(130A) 또는 방향(130B)으로 회전한다. 좌표계는 중심 축선(124)에 수직인 제2 축선(126) 및 양 축선(124, 128)에 수직인 제3 축선(128)을 더 포함한다.
일 실시 형태에서, 어셈블리(102)는, 중심 축선(124) 주위로 각 방향(130A, 130B)으로 360도 미만으로 회전하여 뒤흔들어진다. 용기(104)는 뒤흔들기 및/또는 원심 분리 동안에 가열될 수 있다. 뒤흔들기 및 원심분리 동안에, 생물학적 물질이 분리되고 생성물 수용부(206)에 세포가 집중되고 또한 폐기물은 폐기물 수용부(202)에 모이게 된다.
일 실시 형태에서, 장착 판(106)은 격납 기구(112) 안에 위치되고 또한 그에 제거 가능하게 연결되며, 격납 기구는 가열 유닛(114)의 활성화에 의해 발생된 열과 뜨거운 공기를 안내하는 작용을 한다. 격납 기구(112)는 또한 어셈블리(102)를 회전시키는 작용을 하는 원심 분리기에 제거 가능하게 연결된다. 격납 기구(112)가 어셈블리(102)에 연결되면 그 둘 사이에 공기 틈이 생기게 되는데, 이 공기 틈을 통해 뜨거운 공기가 장착 판(106)의 바닥에 있는 복수의 구멍(나타나 있지 않음)을 통해 순환될 수 있다. 일 실시 형태에서, 단일 벽 용기 어셈블리(102) 및 관련된 관은 일회용일 수 있다.
일 실시 형태에서, 가열 유닛(114)은 적어도 뒤흔들기 동안에 시스템(100)의 온도를 올리기 위해 사용된다. 가열 유닛(114)은 복수의 발부(116)를 포함하는 기부(118)에 연결되고, 그 발부는 복수의 원심분리 프로그램의 실행 동안에 기부(118)와 시스템(100)의 움직임을 억제하도록 구성되어 있다. 가열 유닛(114)은 직접 유선 연결 비아(via)(122)를 통해 전력 공급을 받거나 또는 재충전형 배터리(또는 배터리들)과 같은 휴대용 전원을 포함할 수 있다. 가열 유닛(114)은 복수의 가열 요소를 더 포함하고, 이 가열 요소는 격납 기구(112) 및 이 격납 기구(112)에 연결되어 있는 어셈블리(102)의 온도를 올리도록 구성되어 있다. 격납 기구(112)는 또한 기부(118)에도 연결되거나 제거 가능하게 연결될 수 있다.
일 실시 형태에서, 정렬 로드(110)가 중심 칼럼(402)에 연결되고 또한 용기(104)는 스프링 잠금 기구에 의해 장착 판(106)에 고정되기 때문에, 세포 분리 어셈블리(102)는 격납 기구(112)에 대해 회전할 수 있다. 어셈블리는 어셈블리(102)의 자유로운 회전을 가능하게 해주는 격납 기구(112)에 제거 가능하게 연결된다.
일 실시 형태에서, 시스템(100)은, 복수의 원심 분리 프로그램과 프로세서를 포함하는 적어도 하나의 저장 장치(나타나 있지 않음), 및 프로세서를 통해 원심 분리 프로그램의 실행으로 활성화되는 복수의 제어부(나타나 있지 않음)를 포함한다. 저장 장치 및/또는 복수의 제어부는 시스템(100)에 위치되거나 원격으로 위치될 수 있고 또한 태블릿, 이동 전화기, 착용식 기술, 키오스크(kiosk), 랩탑 컴퓨터 또는 데스크탑 컴퓨터를 통해 접근될 수 있다. 각 원심 분리 프로그램은 원심 분리 사이클에 사용되는 복수의 파라미터를 포함할 수 있고, 사용되는 생물학적 물질의 분량 및/또는 사용되는 소화 효소(들)의 분량 및/또는 종류와 같은 입력에 근거하여 수동적으로 또는 동적으로 그리고 자동화된 방식으로 선택될 수 있다.
도 2는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기(104)의 부분 분해도(200)이다. 단일 벽 용기(104)는 단일의 무이음매 편(seamless piece) 또는 용기(104)로 조립되는 다수의 편으로 만들어질 수 있다. 용기의 "단일 벽"은 적어도 2개의 서로 포개지는 벽을 갖는 용기와 대조적이다.
일 실시 형태에서, 용기(104)는 생성물 수용부(206)에 제거 가능하게 연결되는 하나 이상의 세포 농축 영역(212)을 포함한다. 세포 농축 영역(212)은 매끄러운 내부의 기하학적 구조를 포함하고, 원심 분리 동안에 분리된 세포를 유체와 고형물의 제거를 통해 격리 및 농축시키는 작용을 한다. 용기(104)의 중심부는 정렬 로드(110) 및 단일 접근 관(108)을 수용한다. 정렬 로드(110)는 회전 시일(214)을 통해 용기(104) 및 생성물 수용부(206)에 연결된다. 용기(104)는 복수의 내벽에 의해 혼합 및 소화 영역(204)으로부터 분리되어 있는 폐기물 수용부(202)를 더 포함하고, 그 복수의 내벽은 용기(104)와 일체적으로 형성될 수 있거나 별개의 부품이다.
일 실시 형태에서, 용기(104)는 생성물 수용부(206)에 제거 가능하게 연결되는 하나 이상의 필터 홀더(208)를 더 포함하며, 이 필터 홀더는 하나 이상의 필터(210)를 유지한다. 하나 이상의 필터(210)는, 소화되지 않은 물질을 포함하는 폐기물 생성물이 생성물 수용부(206)에 들어가 농축된 세포 생성물을 오염시키는 것을 방지한다. 하나 이상의 필터(210)는 500 미크론 필터 크기일 수 있다. 하나 이상의 필터는 250 미크론 내지 500 미크론의 크기일 수 있다. 하나 이상의 필터는 100 미크론 내지 500 미크론의 크기일 수 있다. 하나 이상의 필터(201)는 100 미크론 미만의 크기일 수 있다. 하나 이상의 필터(201)는 더 큰 필터 크기부터 더 작은 필터 크기까지의 범위를 갖는 직렬 어셈블리로 구성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 용기(104)는, 스프링 장착 잠금 기구(나타나 있지 않음)에 연결되고 작동 중에 용기(104)를 장착 판(106)에 고정시키는 작용을 하는 하나 이상의 발부(216)를 더 포함한다. 일단 고정되면, 용기(104)는 격납 기구(112)에 대해 자유롭게 회전할 수 있고, 격납 기구는 회전하지 않고 적어도 부분적으로 생물학적 물질 분량의 뒤흔들기(및 분해) 동안에 가열된 공기를 용기(104) 쪽으로 안내하고 순환시키는 작용을 한다.
도 3a-c는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기(104)의 다양한 도이다. 도 3a는 단일 벽 용기(104)의 부분 상면도(300)이다. 용기(104)는 이 용기(104)의 중심선을 따르는 적어도 하나의 이음매(306)를 포함할 수 있다. 세포 농축 영역(212) 및 단일 접근 관(108)이 또한 나타나 있다. 도 3b는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기(104)의 부분 정면도(302)이다. 이음매(306), 세포 농축 영역(212), 단일 접근 관(108), 및 정렬 로드(110)가 또한 나타나 있다. 도 3c는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기의 부분 측면도(304)이다. 세포 농축 영역(212), 단일 접근 관(108), 및 발부(216)가 나타나 있다.
도 4a는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기의 부분 단면도(400)이다. 용기(104)의 도(400)는 펠릿 농축 영역(212)을 통과해 용기를 가로질러 취해진 것이다. 생성물 수용부(206)는 하나의 펠릿 농축 영역(212)에서부터 직경 방향 반대편의 펠릿 농축 영역(212)까지 용기(104)를 가로질러 연장되어 있다. 필터 홀더(208)에 있는 필터(210)는 생성물 수용부(206)에 제거 가능하게 연결되어 있는 것으로 나타나 있다.
도 4a는 단일 접근 관(108)을 포함하는 중심 칼럼 또는 공동부(402)를 더 개시한다. 단일 접근 관(108)은 살균 매체의 도입을 가능하게 하고 농축된 세포 생성물에의 접근을 가능하게 하며 또한 작동 동안을 포함하는 농축된 세포 생성물의 제거를 가능하게 하도록 구성되어 있다. 단일 관(108)은 회전 동안에 움직이지 않게 유지되며, 그래서, 어셈블리(102)의 회전 동안에 그 농축된 세포 생성물에의 접근이 가능하다. 이러한 구성은 또한 분리된 세포 생성물의 오염을 감소시킨다. 도 4a는 접근 포트(404)를 더 포함하고, 이 접근 포트는 용기 내부에의 접근만 허용하고 또한 용기(104)가 움직이지 않는 중에 원(raw)물질을 그 용기의 혼합 및 소화 영역(204) 안으로 도입할 수 있게 하도록 구성되어 있다. 그 원물질은 생물학적 물질, 매체, 소화 효소 또는 세포 분리를 도와주는 데에 필요한 다른 물질일 수 있다.
도 4b는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기(104)의 부분 단면도(406)이다. 도(406)는 세포 농축 영역(212)을 통과해 용기(104)를 수직하게 가로질러 취해진 것이다. 도 4b는 폐기물 수용부(202)와 혼합 및 소화 영역(204)을 포함하는, 도 2 - 3에 도시되어 있는 특징적 부분을 나타낸다. 도 4b에는, 혼합 및 소화 영역(204)과 폐기물 수용부(202) 사이에 부분 배리어를 형성하는 내벽(408)이 또한 나타나 있다. 소화 및 혼합 과정 동안에, 어셈블리(102)는 중심 축선(124) 주위로 각 방향(130A, 130B)으로 회전한다. 원심 분리 동안에, 어셈블리(102)는 중심 축선(124) 주위로 각 방향(130A 또는 130B)으로 회전한다. 세포는 분리되어 생성물 수용부(206)에 모이게 된다. 용기가 뒤흔들리거나 원심 분리됨에 따라, 폐기물은 내벽(408) 위에서 회전되어 폐기물 수용부(202)에 모이게 된다.
일 실시 형태에서, 폐기물 수용부(202)는, 크고 바람직하지 않은 고형물 및 사용된 매체와 기타 액체를 유지하고 격리시키도록 구성된다. 폐기물 수용부에 모음으로써, 이들 입자가 시스템을 막는 것이 방지된다. 막힘을 방지하는 추가적인 방안은, 생성물 수용부(206)의 외측 가장자리에 제거 가능하게 연결되는 필터(210)(필터 홀더(208)에 유지됨)이다(도 4a에 나타나 있음).
도 5a는 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 단일 벽 용기 어셈블리(102)의 부분 분해도이다. 도 5a에 나타나 있는 바와 같이, 단일 벽 용기(104)는, 구멍(506) 안으로 삽입되어 위치 잠금되는 발부(216)를 통해 장착 판(504)의 스프링 장착 잠금 기구 안으로 끼워 맞춤된다. 도 5b는 잠금 기구가 결합되어 있고 용기(104)가 장착 판(504)에 연결되어 있을 때의 어셈블리(508)를 나타낸다.
도 6은 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른 장착 판(504) 및 원심 분리기 어셈블리(132)의 부분 분해도(600)이다. 도 6은 장착 판(504)이 원심 분리기 어셈블리(132)의 격납 기구(112) 내부에 위치되고 그에 제거 가능하게 연결되어 있는 경우를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 어떤 실시 형태에 따른, 생물학적 물질로부터 내피 세포를 분리하는 방법이다. 이 방법(700)은 생존 가능한 세포의 세척, 분리, 농축 및 제거/수확을 위한 자동화된 기구이다. 수확된 세포는 이식용 조직편에 사용되거나 건강 관리(예컨대, FDA 승인 이식 또는 추가 처리) 및/또는 건강관리 연구(세포 분리 방법 및 사용될 세포 유도 생성물을 승인하는 시험)에 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 본 방법(700)의 블럭(702)에서, 생물학적 물질 분량이 도 1의 시스템(100)과 같은 세포 분리 시스템의 단일 벽 용기(104)의 혼합 및 소화 영역(204)(도 2)에 배치된다. 블럭(704)에서, 복수의 매체 및 콜라게나제(collagenase) 효소 또는 효소들이 접근 포트(404)를 통해 용기(104) 안으로, 특히 혼합 및 소화 영역(204) 안으로 도입될 수 있다. 매체의 예는 링거 용액(LR), 하트만 용액, 주사용 물(WFI) 또는 다른 유사한 매체가 있을 수 있다. 어떤 예에서, 혼합 및 소화 영역(204)은, 이 영역에 생물학적 물질 분량 및/또는 매체가 배치되기 전에, 약 30℃ 내지 약 40℃로 예열될 수 있다. 어떤 예에서, 블럭(702)은 블럭(704) 전에 일어날 수 있고, 다른 예에서는 블럭(704)이 블럭(702) 전에 일어날 수 있다. 또 다른 예에서, 생물학적 물질 분량과 매체가 혼합 및 소화 영역(204)에서 대략 동시에 배치되도록 블럭(702)과 블럭(704)은 거의 동시에 일어날 수 있다.
혼합 및 소화 영역(204)이 가열되는 예에서, 블럭(702), 블럭(704) 전에, 또는 생물학적 물질 분량 및/또는 매체 중의 어느 하나 또는 둘 모두가 혼합 및 소화 영역(204)에 배치된 후에 그 영역은 약 30℃ 내지 약 40℃의 온도로 가열되어 유지될 수 있다. 이 가열을 예열이라고 할 수 있는데, 이 예열은 목표 온도 또는 온도 범위에 따라 약 10분 내지 약 45분 또는 수분 미만이 걸릴 수 있다.
또한 본 방법(700)의 블럭(706)에서, 블럭(702)에서 배치된 생물학적 물질 분량은 블럭(704)에서 배치된 효소 매체를 통해 완전히 또는 부분적으로 소화된다. 블럭(702)에서 배치된 생물학적 물질 분량이 블럭(706)에서 소화되는 것은, 혼합 및 소화 영역(204)의 가열을 통해 또는 단일 벽 용기(104)의 뒤흔들기를 통해 또는 이 둘의 조합으로 일어날 수 있다. 이 소화는, 사용되는 효소(들)의 종류, 사용되는 효소(들)의 수 및 블럭(704)에서 사용되는 각 효소의 분량 및 블럭(702)에서 배치되는 생물학적 물질의 분량에 따라 5분 내지 1시간, 15분 내지 45분의 다양한 시간 기간 또는 다른 시간 기간에 걸쳐 일어날 수 있다.
또한 본 방법(700)의 블럭(706)에서, 블럭(706)에서의 뒤흔들기는, 용기를 중심 축선 주위로 교번적인 방향으로 부분적으로 또는 완전히 회전시킴으로써 일어날 수 있고, 여기서 논의되는 원심 분리와 동일하지 않으며 또한 원심력을 발생시키지 않는다. 블럭(706)에서의 소화를 촉진시키기 위해 사용되는 뒤흔들기는 중심 축선(124)(도 1) 주위로 상이한 방향으로 일어나는 전체적인 또는 부분적인 회전을 포함할 수 있고, 미리 결정된 시간 기간 동안 일어날 수 있다. 블럭(706)에서의 소화는 장치의 제1 상태라고 할 수 있으며, 원심력은 가해지지 않고 매체와 생물학적 물질 분량은 챔버 안에서 미리 결정된 시간 기간 동안 또는 미리 결정된 수의 뒤흔들기 사이클 동안 뒤흔들린다. 한 예에서, 혼합 및 소화 영역(204)의 온도는 블럭(706)에서의 소화 동안에 약 37℃로 유지되며, 이 제1 상태는 사용되는 효소(들)의 종류, 사용되는 효소(들)의 수 및/또는 블럭(704)에서 사용되는 각 효소의 분량 및 블럭(702)에서 배치되는 생물학적 물질의 분량에 근거하여 미리 결정된 시간 기간 동안 유지된다. 여기서 논의되는 시스템은, 블럭(706)에서의 소화 및 여기서 논의되는 다른 상태, 블럭 및 단계에 대한 파라미터를 포함하는 복수의 저장되는 프로그램을 포함할 수 있다.
또한 본 방법(700)의 블럭(708)에서, 블럭(706)에서의 소화에 응답하여 또한 그에 이어서, 원심 분리가 일어난다. 여기서 논의되는 바와 같이, 블럭(706)에서의 소화의 "완료"는, 세포가 여전히 생존 가능하지만 생물학적 분량이 분해되어 블럭(708)에서의 원심 분리가 가능하게 된 점까지 소화가 진행된 때를 말한다. 블럭(708)에서의 이 원심 분리는, 블럭(606)에서 형성된 소화된 분량으로부터의 세포 분리를 특징으로 할 수 있다. 일 실시 형태에서, 블럭(708)에서의 원심 분리는 약 5분 내지 약 10분의 시간 기간 동안 600G 내지 1000G의 g-포스(force)를 포함한다. 여기서 말하는 g-포스 또는 "G"는 몸체에 가해지는 중력, 이 경우에는, 유체가 계속 제거되고(그래서 유체/폐기물이 감소되고 더 농축된 세포 분량이 됨) 또한 적어도 블럭(708)에서의 원심 분리 동안에 혼합 및 소화 영역(204)으로부터 격리되어 유지되는 세포 농축 영역에 모여 있는 세포에 가해지는 힘이다.
블럭(708)에서의 원심 분리는 세포 분리 시스템의 제2 상태라고 할 수 있다. 블럭(708)에서의 원심 분리는 다양한 RPM 속도와 사이클 횟수의 프로그램을 포함할 수 있다. 이들 사이클의 RPM 및/또는 지속 시간은, 아래에서 논의되는 바와 같은 블럭(712)에서의 중지 때까지 증가할 수 있다. 일 실시 형태에서, 단일 원심 분리 사이클이 약 5분 내지 약 10분의 시간 기간 동안 500G 내지 1000G로 사용될 수 있고, 또 다른 예에서는, 가해지는 G-포스가 먼저 증가되고 그런 다음에는 가해지는 힘이 감소되어 아래에서 블럭(710)에서 상세히 논의되는 회전이 감속되는 복수의 원심 분리 사이클이 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 블럭(706)에서의 소화에 의해 복수의 세포가 지방 조직 및 유체로부터 분리되며, 블럭(708)에서의 원심 분리 사이클(들)은, 세포를 분리시키고 또한 그 분리된 세포를 세포 농축 영역(212) 안으로 이동시키는 작용을 한다.
일 실시 형태에서, 블럭(706)에서의 소화 동안에 혼합 및 소화 영역(204)을 예열하기 위해 사용되는 가열 기구는, 블럭(706) 다음에 그리고 블럭(708)의 개시 전에 차단되며, 그래서 블럭(708)에서의 원심 분리는 실온(약 2℃ 내지 약 25℃)과 블럭(706)에서 사용되는 온도 사이에서 진행할 수 있다. 또한 블럭(708)에서, 세포가 생성물 수용부(206) 및 세포 농축 영역(121) 안으로 분리되는 동안에, 블럭(708)에서의 원심 분리의 미리 결정된 시간 기간 후에, 깨끗한 매체가 단일 접근 관(108)을 통해 단일 벽 용기(104)의 챔버 안으로 도입될 수 있다(블럭(716)). 이 매체는 지방 및 다른 조직과 액체를 포함하는 복수의 물질을 혼합 및 소화 영역(204)으로부터 이동시키며, 그래서 분량이 증가함에 따라 그들 물질이 혼합 및 소화 영역(204)으로부터 제거되어 폐기물 수용부(202) 안에 잡히게 된다.
어떤 예에서, 세포 농축 영역(212)에서 세포 분량을 분리시키기 위해 500G 내지 800G의 속도가 블럭(708)에서 사용될 수 있고, 다른 예에서는, 700G 내지 900G의 속도가 블럭(708)에서의 원심 분리에 사용될 수 있다. 블럭(716)의 깨끗한 매체는 블럭(708)에서 추가되어, 용기 내부의 총 부피를 증가시켜 폐기물 수용부(202) 안으로의 폐기물 생성물의 방출을 촉진시킬 수 있다. 블럭(716)에서의 매체 도입은, 회전 속도, 원심 분리 프로그램(사이클), 및 시스템과 수집 영역의 기하학적 구조에 따라 일어날 수 있다. 세척 매체가 블럭(716)에서 도입되는 실시 형태에서, 사용되는 양은 지금까지 용기(102) 안으로 도입된 모든 유체의 총 부피의 2배 또는 3배일 수 있다.
블럭(710)은 회전이 감속되는 단계이고, 또한 세포 분리 장치의 제3 상태라고 할 수 있다. 이 단계(3분 내지 45분일 수 있음) 동안에, 더 낮은 원심력이 블럭(710)에서 가해진다. 한 예에서, 블럭(710)에서, 단일 벽 용기(104)의 회전은 미리 결정된 속도 또는 속도 범위로 감속되며, 용기의 온도는 실온 내지 블럭(706)에서 사용되는 최대 온도일 수 있다. 속도(발생되는 힘) 및 온도와 같은 파라미터는 블럭(710)에서 사용되어, 분리된 세포 분량이 세포 농축 영역(212)에 남아 있을 수 있고, 매체 및 생물학적 분량의 나머지 유체는 용기의 내벽을 따라 아래로 내려가 폐기물 수용부(202)에 들어가게 된다.
폐기물은 전체적으로 또는 부분적으로 폐기물 수용부(202)에 모일 수 있고, 세포 분량은 블럭(710)에서 가해지는 원심력에 의해 세포 농축 영역(212)에 유지된다. 일부 폐기물은 혼합 및 소화 영역(204)에 잡혀 유지될 수 있고, 그 영역에서 분리된 세포로부터 격리된다. 어떤 예에서, 블럭(710)의 감속된 회전은 반복적일 수 있고, 예컨대, 블럭(710)에서의 제1 감속 회전은 블럭(708)의 평균 속도의 90%일 수 있고, 블럭(710)에서의 다음 제2 감속 회전은 블럭(708)의 평균 속도의 80%일 수 있으며, 부피 및/또는 광학 센서로 결정되는 바와 같이, 다음 감속 회전은 미리 결정된 기간이 끝날 때까지 또는 미리 결정된 양의 유체 및/또는 고형물이 폐기물 수용부(202)에 제거될 때까지 점점 더 작은 속도로 될 수 있다. 블럭(710) 동안에, 필터(210)를 통과하기에 너무 큰 물질은 폐기물 수용부(202)에 유지되고 격리되며, 그래서 분리된 세포 분량은 이 물질과 접촉하지 않는다.
세포 농축 영역(212)으로부터 세포를 생성물 수용부(206)의 중심 안으로 끌어 들이기 위해 진공이 사용될 수 있다. 따라서, 세포 농축 영역(212)에 모인 세포는 그 수집 영역으로부터 생성물 수용부(206)의 일 영역으로 이동하며, 블럭(714)에서, 농축된 세포(분리된 세포 분량)는 진공을 사용하여 그리고 단일 접근 관(108)을 통해 제거될 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 이 제거는 자동화되고 블럭(710, 712)의 완료에 응하여 일어나게 된다. 어떤 실시 형태에서, 이 제거는 자동화되고 블럭(712) 전에 일어난다. 용기가 격납 기구(112)에 대해 더 이상 회전하지 않을 때 블럭(712, 714)은 총칭적으로 세포 분리 장치의 제4 상태라고 할 수 있다.
본 방법(700)에서 논의되는 블럭들은 세포 분리 및 수집의 자동화된 동적 방법과 관련되어 있고, 그래서 블럭(702, 704)에서 용기(104)를 로딩하는 것은 수동적인 개입 없이 블럭(712)에서의 제거 및 수집을 통해 진행된다. 한 예에서, 저장 장치에 저장되고 세포 분리 장치에 연결되는 비일시적 메모리는 프로세서로 실행 가능한 복수의 코드를 포함한다. 이 복수의 코드는 변하는 특성을 갖는 샘플을 위한 원심 분리 프로그램을 포함하고, 각 프로그램은 블럭(702 및/또는 704)에 대한 유량 및 세포 분량 및/또는 농도 목표, 유량, 시간 및 각 블럭에서 일어나는 작용 에 적절한 블럭(706, 708, 710, 714, 716)에서 발생되는 힘에 대한 범위(회전 속도/RPM)을 포함할 수 있다. 각 프로그램은 매체 및 생물학적 물질 분량의 배치에서부터 분리된 세포의 제거까지의 완료에 걸리는 전체 시간과 관련될 수 있다.
다른 예에서, 복수의 코드는, 시스템이 막힌 때를 자동적으로 검출하고 분리 과정을 중단시키는 프로그램을 포함한다. 그런 다음에 프로그램은 시스템의 매체 씻어 내기를 개시하거나 어셈블리(102)를 뒤흔들며, 그래서 막힘이 해소되고 분리 절차가 다시 시작된다.
바람직한 실시 형태를 나타내고 설명했지만, 그 실시 형태의 수정이 여기서의 범위 또는 교시에서 벗어나지 않고 당업자에 의해 이루어질 수 있다. 여기서 설명된 실시 형태는 단지 예시적이고, 한정적인 것이 아니다. 여기서 설명된 시스템, 장치 및 과정의 많은 변화 및 수정이 가능하고 본 발명의 범위 내에 있다. 예컨대, 다양한 부품들의 상대적인 치수, 그 다양한 부품을 만들 때 사용하는 재료 및 다른 파라미터가 변화될 수 있다. 따라서, 보호 범위는 여기서 설명된 실시 형태에 한정되지 않으며, 이하의 청구 범위에 의해서만 한정되며, 그 청구 범위는 청구 범위의 내용의 모든 등가물을 포함한다. 명확한 다른 언급이 없다면, 방법 청구항의 단계들은 어떤 순서로도 수행될 수 있다. 방법 청구항의 단계 앞에 있는 (a), (b), (c) 또는 (1), (2), (3)과 같은 식별자의 언급은 단계의 특정한 순서를 특정하고자 하는 의도가 없고 또한 특정하지 않으며, 다음에 그러한 단계를 참조하는 것을 간단하게 하기 위해 사용된다.

Claims (20)

  1. 세포 분리 방법으로서,
    (a) 세포 분리 시스템의 소화 영역에서, 생물학적 물질의 분량 및 소화 매체의 분량을 뒤흔들어 생물학적 물질의 소화된 분량을 형성하는 단계;
    (b) 생물학적 물질의 소화된 분량을 약 5분 내지 약 10분 동안 약 500G 내지 약 1000G의 힘으로 원심 분리시켜, 소화된 분량을 복수의 농축 세포 분량 및 복수의 폐기물로 분리하는 단계;
    (c) 복수의 농축 세포 분량을 생성물 수용부에 모으는 단계 - 농축 세포 분량은 필터의 세공(pore) 보다 작은 직경을 갖는 물질을 포함하고, 그래서 그 물질이 필터를 통과하여 세포 농축 영역 안으로 들어갈 수 있음 -;
    (d) 복수의 폐기물을 폐기물 수용부에 격리시키는 단계 - 폐기물 수용부는 상기 용기 안에서 소화 영역으로부터 분리되어 있고, 복수의 폐기물은 필터의 세공 보다 큰 직경을 갖는 폐기물을 포함하고 상기 농축 세포 분량과 접촉하지 않음 -; 및
    (e) 상기 농축 세포 분량을 상기 생성물 수용부로부터 제거하는 단계를 포함하는 세포 분리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (a)는 미리 결정된 시간 기간 동안 단일 벽 용기를 중심 축선 주위로 각 방향으로 교번적으로 회전시키는 것을 포함하는, 세포 분리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    (a) 전에 상기 단일 벽 용기를 약 30℃ 내지 약 40℃로 가열하는 단계를 더 포함하고, 상기 생물학적 물질의 분량 및 복수의 소화 매체가 상기 수용부 안으로 들어가는, 세포 분리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    (a) 동안에 상기 단일 벽 용기를 약 30℃ 내지 약 40℃로 가열하는 단계를 더 포함하는 세포 분리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (b), (c), (d) 및 (e)는 약 20℃ 내지 약 25℃에서 일어나는, 세포 분리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    프로세서를 통해 원심 분리 프로그램을 실행하여 (a)를 시작하는 단계를 더포함하는 세포 분리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원심 분리 프로그램은 (e) 다음에 완료되는, 세포 분리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    복수의 원심 분리 프로그램이 세포 분리 시스템의 비일시적 저장 장치에 저장되어 있는, 세포 분리 방법.
  9. 세포 분리 시스템으로서,
    원심 분리 프로그램과 관련된 복수의 논리를 포함하는 비일시적 저장 장치 - 원심 분리 프로그램의 실행에 의해 세포 분량이 생물학적 물질 분량으로부터 분리됨 -;
    전력 공급부에 전기적으로 연결되는 가열 기구;
    상기 가열 기구 가까이에 있는 격납 기구; 및
    상기 격납 기구에 제거 가능하게 연결되는 어셈블리를 포함하고,
    상기 어셈블리는,
    생성물 수용부, 복수의 세포 농축 영역, 소화 영역, 폐기물 수용부, 및 상기 생성물 수용부에 제거 가능하게 연결되는 접근 관을 포함하는 중심 칼럼을 포함하는 단일 벽 용기;;
    장착 판 - 상기 단일 벽 용기가 상기 장착 판에 제거 가능하게 연결됨 -; 및
    상기 격납 기구에 연결될 때 상기 접근 관의 움직임을 제한하기 위해 상기 중심 칼럼에 연결되는 정렬 기구를 포함하고,
    원심 분리 프로그램의 제1 상태에서, 상기 어셈블리는 중심 축선 주위로 제1 방향과 제2 방향으로 교번적으로 회전하도록 구성되고 또한 상기 가열 기구가 활성화되며,
    원심 분리 프로그램의 제2 상태에서, 상기 가열 기구는 비활성화되고 또한 단일 벽 용기는 중심 축선 주위로 단일 방향으로 회전하여 복수의 폐기물을 복수의 세포로부터 분리시키도록 구성되어 있는, 세포 분리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    분리되는 세포는 원심 분리 프로그램의 제2 상태에서 분리되어, 상기 단일 벽 용기의 생성물 수용부 내의 복수의 세포 농축 영역 안으로 들어가는, 세포 분리 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 세포 분리 시스템은 제3 상태를 더 포함하고, 상기 세포 분리 시스템이 상기 제3 상태로 구성되어 있을 때, 그 세포 분리 시스템은 폐기물을 단일 벽 용기에 형성되어 있는 폐기물 수용부에 모으도록 구성되어 있는, 세포 분리 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 생성물 수용부는, 200 미크론 미만의 직경을 갖는 물질의 통과만 허용하여 상기 세포 농축 영역 안으로 들어가게 해주는 하나 이상의 필터를 포함하는, 세포 분리 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    제4 상태로 구성되어 있을 때, 상기 단일 벽 용기는 움직이지 않는, 세포 분리 시스템.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 접근 관은 원심 분리 동안에 상기 생성물 수용부로부터 농축 세포 생성물의 제거를 가능하게 해주는, 세포 분리 시스템.
  15. 세포 분리 시스템으로서, 복수의 상이한 원심 분리 프로그램과 관련되어 있는 복수의 논리를 포함하는 비일시적 저장 장치를 포함하고, 프로세서에 의해 실행되면,
    소화 영역에서, 생물학적 물질의 분량 및 소화 매체의 분량을 뒤흔들어 생물학적 물질의 소화된 분량을 형성하고;
    원심 분리를 통해 생물학적 물질의 소화된 분량을 약 5분 내지 약 10분 동안 약 500G 내지 약 1000G의 힘으로 분리시켜, 소화된 분량을 복수의 농축 세포 분량 및 복수의 폐기물로 분리하며;
    복수의 농축 세포 분량을 생성물 수용부에 모으고 - 농축 세포 분량은 필터의 세공 보다 작은 직경을 갖는 물질을 포함하고, 그래서 그 물질이 필터를 통과하여 세포 농축 영역 안으로 들어갈 수 있음 -;
    복수의 폐기물을 폐기물 수용부에 격리시키며 - 폐기물 수용부는 상기 용기 안에서 소화 영역으로부터 분리되어 있고, 복수의 폐기물은 필터의 세공 보다 큰 직경을 갖는 폐기물을 포함하고 상기 농축 세포 분량과 접촉하지 않음 -; 그리고
    상기 농축 세포 분량을 상기 생성물 수용부로부터 제거하는 세포 분리 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 시스템은 단일 벽 용기를 포함하는 제1 어셈블리를 더 포함하며, 상기 단일 벽 용기는 장착 판에 제거 가능하게 연결되어 있어, 적어도 뒤흔들기 및 원심 분리 동안에 상기 어셈블리가 격납 기구에 대해 회전할 수 있는, 세포 분리 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 어셈블리는 격납 기구에 제거 가능하게 연결되며, 가열 기구가 상기 격납 기구 가까이에 위치되어 있는, 세포 분리 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 원심 분리 프로그램 중의 적어도 일부 원심 분리 프로그램은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 뒤흔들기 전에 또는 동안 증의 적어도 하나에서 상기 용기를 약 30℃ 내지 약 40℃로 가열하도록 더 구성되어 있는, 세포 분리 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    세포 생성물은, 상기 단일 벽 용기의 복수의 세포 농축 영역에 있는 복수의 농축 세포 분량으로부터 세포 생성물이 상기 생성물 수용부 안으로 전달됨으로써 모이게 되는, 세포 분리 시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제1 어셈블리는 일회용인, 세포 분리 시스템.
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Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5035708A (en) * 1985-06-06 1991-07-30 Thomas Jefferson University Endothelial cell procurement and deposition kit
FR2729398A1 (fr) * 1995-01-17 1996-07-19 Hospal R & D Int Dispositif de digestion d'organe et procede pour isoler des cellules ou amas de cellules d'interet biologique a partir d'un organe
US6235534B1 (en) * 1998-04-27 2001-05-22 Ronald Frederich Brookes Incremental absorbance scanning of liquid in dispensing tips
JP2002068995A (ja) * 2000-08-25 2002-03-08 Phoenix Seiyaku Kk 糖尿病治療剤
US7045349B2 (en) * 2001-01-23 2006-05-16 Benedict Daniel J Method of islet isolation using process control
US7585670B2 (en) * 2001-12-07 2009-09-08 Cytori Therapeutics, Inc. Automated methods for isolating and using clinically safe adipose derived regenerative cells
US9144583B2 (en) * 2002-03-29 2015-09-29 Tissue Genesis, Inc. Cell separation apparatus and methods of use
JP2004033006A (ja) * 2002-06-28 2004-02-05 Asahi Kasei Corp 生物由来材料の消化・細胞回収方法およびその装置
EP1648999A4 (en) * 2003-06-25 2006-09-06 Macropore Biosurgery Inc SYSTEMS AND METHOD FOR SEPARATING AND ENRICHING REGENERATIVE CELLS FROM TISSUE
US7541166B2 (en) * 2003-09-19 2009-06-02 Microfluidic Systems, Inc. Sonication to selectively lyse different cell types
EP2352533B1 (en) * 2008-12-01 2018-01-10 General Electric Company System and method for separating nucleated cells from body fluids
JP2011097878A (ja) * 2009-11-06 2011-05-19 Olympus Corp 細胞分離装置
US20110111497A1 (en) * 2009-11-06 2011-05-12 Olympus Corporation Cell separation apparatus, method for activating fat-derived cells, graft material producing process, and graft material
WO2014039697A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-13 The Gid Group, Inc. Tissue processing apparatus and method for processing adipose tissue
US9206387B2 (en) * 2010-07-09 2015-12-08 The Gid Group, Inc. Method and apparatus for processing adipose tissue
JP6014045B2 (ja) * 2010-12-16 2016-10-25 アルト,エックハルト,ユー. 組織サンプルから細胞および細胞濃縮マトリックスを濃縮回収する方法および装置
CN103018224B (zh) * 2012-12-14 2015-07-29 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 基于离心微流控技术的稀少细胞分离检测系统及方法
KR101728939B1 (ko) * 2012-12-14 2017-04-20 총 정 원심 동적 필터링 장치 및 이를 이용한 세포 분리 시스템
CN105722973A (zh) * 2013-11-13 2016-06-29 斯蒂姆普优提克斯个人研究有限公司 用于处理生物组织样本的系统及方法
KR101667848B1 (ko) * 2014-07-08 2016-10-19 (주)시지바이오 세포분리 용기 및 이를 이용한 세포분리 방법
US9695394B1 (en) * 2015-12-29 2017-07-04 Syngen, Inc. Cell separation devices, systems, and methods

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