專利名稱：再生細胞擷取單元與再生細胞擷取系統的制作方法
技術領域：
本發明是涉及再生細胞擷取單元及系統，尤其涉及藉由離心脂肪組織擷取再生細胞(諸如脂肪來源的干細胞)的系統以及所述系統中使用的擷取單元。
背景技術：
干細胞定義為具有形成細胞群及自身更新能力并能分化成多個細胞系譜的細胞。胚胎干細胞是來源于囊胚期的哺乳動物胚胎，且能夠在體內產生任何終末分化的細胞，而成體干細胞(adult stem cell)為出生后生物體將分化的組織特異性細胞的一部分。在實際應用中，成體干細胞的益處大于胚胎干細胞。與胚胎干細胞不同，成體干細胞不會引起任何倫理問題，且可以自患者自身擷取。其供應量極為豐富，且為人體各種組織 所固有的。近期的研究表明，最易于獲得成體干細胞的來源是骨髓、末梢血液、臍帶血液及可能的脂肪組織。該等細胞能夠由于生理性細胞替換(physiologic cell turnover)或因損傷引起的組織損害而在其自身的特定組織內保持、產生及更換終末分化的細胞。所述能力(稱為細胞可塑性(cell plasticity))引起了靶向缺陷組織的再生的治療應用的發展，其目標在于恢復受影響器官的生理系統及功能。數十年前人們就已經知道成體干細胞可以產生造血細胞，但近年來發現，其亦可產生血管、肌肉、骨胳、軟骨、皮膚、神經元等。該等細胞稱為間充質干細胞(mesenchymal stem cell)。此外,亦可使用制備成濃縮血小板的血小板來加速創口愈合，并因此可在再生醫學中起作用，幫助重建如骨胳、皮膚或其他組織的組織。近來發現，脂肪組織含有大量的干細胞、祖細胞以及適于治療應用的基質。脂肪組織亦為內皮細胞的豐富來源，而內皮細胞可促進新血管生長，并刺激干細胞及祖細胞的生長，由此使組織再生。盡管已經開發出許多裝置自脂肪組織收集細胞，但其均不能有效擷取脂肪組織，或不能完全自動化，即，在由收集脂肪組織至處理脂肪組織的所有制程中，有一些制程須手動執行。此外，由于該等裝置無法完全密封，使得脂肪組織在收集及處理的同時暴露于污染的風險。因此，需要開發出一種裝置，其能夠在密封狀態下自動執行由收集脂肪組織至處理脂肪組織的所有制程，且可以增加自脂肪組織擷取的再生細胞的純度。
發明內容
技術目標以下描述是涉及一種再生細胞擷取單元及系統，其可在密封狀態下自動執行由收集脂肪組織至自脂肪組織擷取干細胞的所有制程，并經結構化以便以較高的效率擷取干細胞。解決方法在一個基本態樣中，提供一種再生細胞擷取單元，其包含主容器，其在外部來源施加的扭力下旋轉，且包含容納待分離的物質的容納部分；中空第一排出管，其插入所述主容器中，以致所述第一排出管的一個末端部分安置于所述主容器的下部中，且所述第一排出管的另一末端部分安置在所述主容器的外部；以及抽吸裝置，其連接至所述第一排出管，以便經由所述第一排出管，自所述主容器抽吸及排出在藉由旋轉所述主容器離心后位于所述主容器下端部分的組分；以及多個突出容納部分，其沿相對于所述主容器旋轉中心的半徑方向向外凸出，以容納自所述物質分離的組分中相對較重的組分，且沿所述突出容納部分的圓周方向呈預定角度間隔布置。發明效果根據本發明的再生細胞擷取系統的再生細胞分離單元經由攪拌、洗滌、分解及離心組織，產生含有干細胞的水性溶液。隨后，再生細胞擷取系統的再生細胞擷取單元將離心含有干細胞的水性溶液。由此，可以高效地執行擷取干細胞的制程，且可增加干細胞擷取產 率。此外，自人體擷取脂肪組織至自脂肪組織擷取干細胞的所有制程皆由所述再生細胞擷取系統自動執行。因此，可以較高效率執行該等制程，并進行精確控制。此外，由于再生細胞擷取系統保持密封，故可以防止在自脂肪組織擷取干細胞或洗滌脂肪組織期間污染脂肪組織或細胞。
圖I為說明根據本發明一例示性實施例的再生細胞擷取系統的配置的示意圖。圖2為圖I中所示再生細胞分離單元的示意性橫截面圖。圖3為圖I中所示根據本發明一例示性實施例的再生細胞擷取單元的示意性分解透視圖。圖4為已經組裝的圖3的再生細胞擷取單元的示意性透視圖。圖5為沿圖4的線V-V取得的再生細胞擷取單元的示意性橫截面圖。圖6為說明在再生細胞分離單元中洗滌后以重力分離來自人體的物質中的脂肪組織的圖。圖7為說明在將酶引入再生細胞分離單元中后離心脂肪組織的結果的圖。圖8為說明在不使用收集部件情況下于再生細胞擷取單元中離心含干細胞的水性溶液的結果的圖。圖9為說明使用收集部件及導引部件收集及排出物質的制程的圖。圖10為圖I中所示多重過濾器的放大圖。圖11為說明根據本發明另一例示性實施例的再生細胞擷取單元的圖。最佳模式在一個基本態樣中，提供一種再生細胞擷取單元，其包含主容器，其在外部來源施加的扭力下旋轉，且包含容納待分離的物質的容納部分；中空第一排出管，其插入所述主容器中，以致所述第一排出管的一個末端部分安置于所述主容器的下部中，且所述第一排出管的另一末端部分安置在所述主容器的外部；以及抽吸裝置，其連接至所述第一排出管，以便經由所述第一排出管，自所述主容器抽吸及排出在藉由旋轉所述主容器離心后位于所述主容器下端部分的組分；以及多個突出容納部分，其沿相對于所述主容器旋轉中心的半徑方向向外凸出，以容納自所述物質分離的組分中相對較重的組分，且沿所述突出容納部分的圓周方向呈預定角度間隔布置。根據本發明，容納部分的下部朝向容納部分的下端變窄，且在容納部分的下端形成凹槽(concave groove)。根據本發明，再生細胞擷取單元進一步包含收集部件，其安置于主容器的容納部分中且包含凹入的收集器部分；多個導引部件，其形成于所述收集部件上，經定位以干擾經旋轉且被壓向主容器壁的內表面的組分，且將旋轉的組分導引至收集部件的收集器部分；中空第二排出管，其插入主容器中，一末端部分安置于收集部件的收集器部分上方且另一末端部分安置于主容器外部；以及第二泵，其連接至第二排出管，向第二排出管提供抽吸力，且經由第二排出管將在收集部件上收集的組分排至外部。根據本發明，第二排出管配合插入主容器上部中所形成的通孔，且再生細胞擷取 單元進一步包含中間部件，其密封第二排出管的外圓周表面與通孔的內圓周表面之間的間隙，同時使主容器能夠相對于第二排出管旋轉。根據本發明，沿第二排出管的外圓周表面形成環形凸緣，中間部件呈環形，由可壓縮的彈性橡膠材料制成，且在第二排出管插入主容器中的狀態下，壓縮于凸緣下表面與主容器上表面之間，且在中間部件的上表面上形成摩擦系數低于橡膠的環形接觸部件，且所述環形接觸部件緊密附接至所述凸緣，其中當壓縮于主容器與凸緣之間時，中間部件及接觸部件隨主容器的旋轉而旋轉，并密封在主容器上部中形成的通孔的內圓周表面與第二排出管的外圓周表面之間的間隙。在另一態樣中，提供一種再生細胞擷取系統，其包含分離脂肪組織的再生細胞分離單元；及包含上述元件的再生細胞擷取單元，其中所述再生細胞分離單元包含子容器，其在外部來源施加的扭力下旋轉，且包含放置組織的空間；中空主管，其插入子容器中，以致主管的一末端部分安置于子容器的下部中；以及泵，其連接至主管，并向主管提供抽吸力，且其中再生細胞擷取單元與再生細胞分離單元分開，再生細胞擷取單元接收含有再生細胞的物質，并藉由離心所述物質擷取所述物質中的再生細胞，所述含有再生細胞的物質是在再生細胞分離單元離心脂肪組織后經由主管自再生細胞分離單元獲得。
具體實施例方式下文中，將參照附圖較為詳細地描述根據本發明一例示性實施例的再生細胞擷取系統及單元。圖I為說明根據本發明一例示性實施例的再生細胞擷取系統300的配置的示意圖。圖2為圖I中所示再生細胞分離單元100的示意性橫截面圖。參照圖I及圖2，根據本例示性實施例的再生細胞擷取系統300包含再生細胞分離單元100及再生細胞擷取單元200。再生細胞分離單元100與再生細胞擷取單元200經由泵及管道相互連接。此外，再生細胞分離單元100及再生細胞擷取單元200亦與旋轉夾具相配合(圖中未示)。因此，在再生細胞分離單元100及再生細胞擷取單元200隨旋轉夾具700以預設速度旋轉時，將執行離心。現將較為詳細地描述再生細胞分離單元100的配置。為了離心脂肪組織，再生細胞分離單元100包含子容器110、主管130及泵170。
子容器110用于離心脂肪組織，且在子容器110的內部形成可放置脂肪組織的空間113。子容器110包含子容器筒111，以及耦接至子容器筒111上的子容器蓋112。子容器筒111的主體的直徑朝向其下部逐漸略微變小。在此處，子容器筒111的主體的直徑亦可保持不變。然而，子容器筒111的主體下部的直徑朝向子容器筒111的主體最底部明顯變小，且在子容器筒111的最底部形成凹槽114。在子容器蓋112的中心形成通孔115，且伸出壁116自通孔115的外圓周向上延伸。在子容器筒111的下部中以及在子容器筒111的壁的內表面上形成攪拌翼117。攪拌翼117自子容器筒111的壁的內表面朝向空間113伸出。4個攪拌翼117以相對于子容器110的旋轉中心相互呈90度間隔的方式對稱布置。攪拌翼117的數量可以僅為一個，且未必相互對稱。攪拌翼117隨子容器110的旋轉而旋轉，由此平穩地攪拌脂肪組織。 主管130充當流體通道，經由這一流體通道，將洗滌液、酶及其類似物轉移至子容器110的空間113中，且將子容器110內的物質排至外部。中空主管130經由子容器110的通孔115插入子容器110中。主管130的下端部分安置于子容器110的凹槽114中，以靠近子容器110的底部，且主管130的上端部分安置于子容器110的上方。在本例示性實施例中，安裝有輔管140。輔管140為獨立于主管130的通道,且連接子容器110的內部與外部。輔管140充當使空氣流入或流出子容器110的通道。因此，無需將輔管140插入至子容器110的下端部分。亦即，可僅將輔管140插入至子容器110的上端部分。主管130與輔管140可以成形為獨立的管線。然而，在本例示性實施例中，主管130與輔管140是整合在一起的。亦即，主管130很長，垂直延伸并具有彎曲的上部。輔管140的直徑大于主管130，且包圍主管130。輔管140的上部在與主管130的彎曲方向相反的方向上彎曲。輔管140的內部，更準確地說，輔管140的內圓周表面與主管130的外圓周表面之間的空間形成能使空氣流過的流體通道145。然而，所述流體通道145未必用作空氣通道。必要時，流體通道145可用作能注入或排出各種物質的通道。舉例而言，可以使用流體通道145排出諸如來源于血液的污染物等物質，或注入諸如洗滌液等物質。在主管130的上端中形成插入孔135，且蓋136經由螺桿耦接至插入孔135。當移除蓋136時，注射針(圖中未示)經由插入孔135插入主管130中，以抽吸位于子容器110的凹槽114中的液體物質。當注射針未使用時，用蓋136封閉插入孔135，以防止污染子容器110內部的空間113。隔離部件147在輔管140之下，與主管130相配合。當子容器110旋轉以離心脂肪組織時，液體物質(諸如血液及洗滌液)可迅速朝向子容器110的頂部上升，以便引入輔管140中或輔管140及子容器110的通孔115中。然而，由于隔離部件147包圍通孔115及輔管140,因此能防止諸如來源于血液的污染物進入輔管140。隔離部件147包圍通孔115及輔管140，但并不將其完全密封。而是形成間隙d以使輔管140能連接至空間113。在主管130的外圓周表面上形成螺旋形輔助攪拌翼(圖中未示)。該等輔助攪拌翼將與安置于子容器110下部中的攪拌翼117 —起攪拌脂肪組織。應相對于主管130及輔管140旋轉子容器110，且應藉由封閉主管130及輔管140與子容器110之間的間隙來密封子容器110的空間113。
在本例示性實施例中，使用可壓縮密封部件150及摩擦部件160來利于進行子容器110的旋轉，且密封子容器110的空間113。亦即，本例示性實施例中使用的密封部件150為環形，與子容器蓋112的伸出壁116相配合，且配置在輔管140的外圓周表面上形成的凸緣148與子容器蓋112之間。密封部件150是由可彈性壓縮的橡膠材料制成。當密封部件150壓縮于輔管140的凸緣148與子容器蓋112之間時，其可完全密封伸出壁116與輔管140之間的間隙。當然，密封部件150亦可完全密封通孔115與輔管140之間的間隙。然而，當密封部件150隨子容器110的旋轉而旋轉時，由于由橡膠材料制成的密封部件150具有較高的摩擦系數，使得密封部件150與凸緣148之間產生摩擦。密封部件150與凸緣148之間的摩擦將阻礙密封部件150的平穩旋轉，并產生較高的摩擦熱。為此，在密封部件150上附接由摩擦系數較低且傳熱系數較高的材料制成的摩擦部件160。在本例示性實施例中，將由陶瓷材料制成的環形摩擦部件160附接至密封部件150上。摩擦部件160緊密附著于輔管140的凸緣148，且與凸緣148形成表面接觸。 在其他實施例中，可以使用固持環(圖中未示)及軸承(圖中未示)實現子容器110相對于輔管140的旋轉，以及子容器110與輔管140之間的間隙的密封。在本例示性實施例中，主管130與輔管140整合在一起，以致輔管140包圍主管130。此結構需要密封輔管140的外圓周表面與伸出壁116之間以及輔管140與通孔115之間的間隙。然而，在其他實施例中，輔管140可與主管130分開，或者可省略。在這些實施例中，主管130亦插入通孔115中。因此，為了利于進行子容器110相對于主管130的旋轉，以及密封主管130與伸出壁116之間及輔管140與通孔115之間的間隙，在主管130的外圓周表面上形成凸緣(圖中未示)，且在子容器蓋112與形成于主管130的外圓周表面上的凸緣(圖中未示)之間安裝密封部件150及摩擦部件160。泵170藉由連接管連接至主管130，并經由主管130將諸如酶及洗滌液等物質提供至子容器110，或者將來自子容器110的脂肪細胞或液體廢料排至外部。相應地，由于應在兩個方向上提供抽吸力，故將蠕動泵用作本例示性實施例中的泵170，其可提供抽吸力，同時在一個方向上或相反方向上旋轉。截至目前，已經描述了再生細胞分離單元100的配置。下文中，將根據隨附圖式，較為詳細地描述根據本發明的再生細胞擷取單元200。圖3為根據本發明一例示性實施例的再生細胞擷取單元200的示意性分解透視圖。圖4為已經組裝的圖3的再生細胞擷取單元200的示意性透視圖。圖5為沿圖4的線V-V取得的再生細胞擷取單元200的示意性橫截面圖。參照圖I及圖3至5，再生細胞擷取單元200自再生細胞分離單元100接收在再生細胞分離單元100離心脂肪組織后得到的含有干細胞的水性溶液，并擷取水性溶液中的干細胞。當僅使用再生細胞擷取單元200，而不使用再生細胞分離單元100時，其可直接擷取脂肪組織中的干細胞。執行上述功能的再生細胞擷取單元200包含主容器210、第一排出管220及第二排出管230。主容器210包含主體211及主容器蓋212。在主容器210的內部形成容納部分213，以放置欲分離的物質，諸如脂肪組織或含有干細胞的水性溶液。主體211下部的直徑朝向主體211的最底部逐漸變小，或者可以保持不變。特定言之，在容納部分213的最底部中形成凹槽214。在主容器蓋212的上表面的中心形成通孔215，且所述通孔215由主容器蓋212的上表面貫穿至主容器蓋212的下表面。此外，環形壁216自通孔215的外圓周向上伸出。在主容器210的外部上形成凸狀、突出容納部分217。亦即，突出容納部分217沿相對于主容器210的旋轉中心軸的半徑方向向外凸出，并沿主容器210的逐級高度方向(heightwise direction)延伸。為了不影響主容器210的旋轉，突出容納部分217與主容器210對稱布置。在本例示性實施例中，4個突出容納部分217以相對于主容器210的旋轉中心軸c呈90度間隔布置。當主容器210旋轉時，其中的物質根據重量分離成數種組分。在此處，所述物質中較重的組分位于主容器210的外側上，且較輕的組分位于主容器210的內側上。由于突出 容納部分217離主容器210的旋轉中心軸c最遠，使得所述物質中最重的組分放置于突出容納部分217中。自脂肪組織分離的干細胞比其他組分重，并因此在離心后，位于突出容納部分217中。下文中將對此進一步詳細描述。每一突出容納部分217的下端部分均受到阻擋部件240阻擋。亦即，干細胞因離心而必須放置于突出容納部分217中。然而，若突出容納部分217的下端部分連接至主容器210的下部，則當主容器210旋轉時，主容器210下部中的物質在充分離心之前，可能向上移動至突出容納部分217。尤其水性溶液可能向上噴出，沖走已經附著于突出容納部分217的干細胞。這就是安裝阻擋部件240的原因。阻擋部件240使已附著于突出容納部分217的干細胞能夠穩定放置于突出容納部分217中，由此防止干細胞損失。第一排出管220及第二排出管230均將主容器210的容納部分213連接至主容器210的外部。第一排出管220與第二排出管230形成獨立的通道。第一排出管220及第二排出管230均與主容器210同軸。第一排出管220較長，且下端部分安置于主容器210的下端部分中，更準確地說，安置于凹槽214中。第二排出管230較短，且下端部分安置于主容器210的上端部分中。根據第一排出管220及第二排出管230的用途，不同物質可流過第一排出管220及第二排出管230。在本例示性實施例中，可經由第一排出管220，將自再生細胞分離單元100獲得的含有干細胞的水性溶液、洗滌液等注入主容器210中，且可經由第一排出管220，自主容器210排出擷取的干細胞、洗滌液等。另一方面，空氣可經由第二排出管230流入或流出主容器210，且可經由第二排出管230排出用過的洗滌液。第一排出管220及第二排出管230的具體配置與再生細胞分離單元100的主管130及輔管140完全一致。亦即，第一排出管220與再生細胞分離單元100的主管130 —致，而第二排出管230與輔管140 —致。第一排出管220與第二排出管230可成形為獨立的管線。然而，在本例示性實施例中，第一排出管220與第二排出管230是整合在一起的。亦即，第一排出管220較長，垂直延伸并具有彎曲的上部。第二排出管230的直徑比第一排出管220大，且包圍第一排出管220。第二排出管230的上部在與第一排出管220的彎曲方向相反的方向上彎曲。第二排出管230的內部，更準確地說，第二排出管230的內圓周表面與第一排出管220的外圓周表面之間的空間形成能使空氣及流體(諸如洗滌液)流過的流體通道235。
在第一排出管220的上端中形成插入孔237，且蓋236經由螺桿耦接至插入孔237。當移除蓋236時，輔助排出管(圖中未示)經由插入孔237插入第一排出管220中，直至主容器210的凹槽214。輔助排出管連接至注射器，以抽吸位于主容器210的凹槽214中的液體物質。在此處，連接至注射器的針用作輔助排出管。當輔助排出管未使用時，用蓋236封閉插入孔237，以防止污染主容器210內部的容納部分213。主容器210應相對于第一排出管220及第二排出管230旋轉，且應藉由封閉第一排出管220及第二排出管230與主容器210之間的間隙來密封主容器210的容納部分213。在本例示性實施例中，使用中間部件250及接觸部件260來利于進行主容器210的旋轉，且密封主容器210的容納部分213。亦即，本例示性實施例中使用的中間部件250為環形，與主容器蓋212的壁216相配合，且置于第二排出管230的外圓周表面上形成的凸緣238與主容器蓋212之間。中間部件250是由可彈性壓縮的橡膠材料制成。當中間部件250壓縮于第二排出管230的凸緣238與主容器蓋212之間時，可完全密封伸出壁216 (以及通孔215)與第二排出管230之間的間隙。 然而，當中間部件250隨主容器210的旋轉而旋轉時，由于由橡膠材料制成的中間部件250具有較高的摩擦系數，使得中間部件250與凸緣238之間產生摩擦。中間部件250與凸緣238之間的摩擦將阻礙中間部件250的平穩旋轉，并產生較高的摩擦熱。為此，在中間部件250上附接由摩擦系數較低且傳熱系數較高的材料制成的接觸部件260。在本例示性實施例中，將由陶瓷材料制成的環形接觸部件260附接至中間部件250上。接觸部件260緊密附著于第二排出管230的凸緣238，且與凸緣238形成表面接觸。在本例示性實施例中，第一排出管220與第二排出管230成形為單一整體，因此第二排出管230包圍第一排出管220。此結構需要密封第二排出管230的外圓周表面與伸出壁216之間的間隙。然而，在其他實施例中，第二排出管230可與第一排出管220分開，或者可省略。在省略第二排出管230的實施例中，第一排出管220亦插入通孔115中。因此，為了利于進行主容器210相對于第一排出管220的旋轉，以及封閉第一排出管220與壁216之間的間隙，在第一排出管220的外圓周表面上形成凸緣(圖中未示)，且在主容器蓋212與形成于第一排出管220的外圓周表面上的凸緣(圖中未示)之間安裝中間部件250與接觸部件260。本例示性實施例提供一種結構，在主容器210旋轉以進行離心時，所述結構允許除干細胞外的物質(諸如洗滌液)經由第二排出管230排出再生細胞擷取單元200。亦即，在本例示性實施例中，可以停止主容器210的旋轉，以經由第一排出管220，自主容器210的下部排出諸如洗滌液的物質。然而，甚至在主容器210旋轉時，亦可使用收集部件270及導引部件280，自主容器210排出諸如洗滌液等物質。收集部件270與第一排出管220相配合，且包含凹入的收集器部分271，其暫時容納導引部件280所導引的物質，所述導引部件280將于下文描述。在本例示性實施例中，收集部件270呈凹盤狀。收集部件270安裝于主容器210的上部，更準確地說，靠近第二排出管230的下端部分。此外，收集部件270的直徑設定成使得收集部件270的外圓周表面靠近主容器210的內圓周表面。導引部件280安置于收集部件270上，且將在主容器210內部旋轉的離心分離的物質導引至收集部件270的收集器部分271。在本例示性實施例中，4個導引部件280自收集部件270的上表面向上伸出，并相互呈90度間隔對稱布置。此外，導引部件280自收集部件270的外圓周表面朝向收集部件270的中心彎曲。因此，導引部件280以旋風模式(whirlwind pattern)布置于收集部件270上。導引部件280未必為彎曲的，亦可為線性的。導引部件280并非均沿收集部件270的半徑形成。相反，各導引部件280可由形成于收集部件270的接觸物質的部分上的短工件(short pieces)組成。亦即，導引部件280可具有各種形狀。導引部件280的數量亦可為一或多個。當主容器210旋轉時，主容器210中欲分離的物質亦旋轉，同時經由離心力推向外部。因此，如上文所述，諸如干細胞等較重的組分放置于突出容納部分217中，而諸如洗滌液等較輕的組分保持緊密附著于主容器210的內圓周表面。當主容器210開始旋轉時，物質亦旋轉，同時朝向主容器210的頂部上升。上升至收集部件270上方的物質與導引部件280接觸，并受導引部件280干擾。由此，如圖9中所示，將物質沿導引部件280導引向收集 部件270的中心。在此處，若泵對第二排出管230施加抽吸力，則導引至收集部件270中心的物質在此抽吸力作用下，經由第二排出管230排至外部。在收集部件270的中心形成多個孔272。孔272可降低施加至收集部件270的壓力，且當大量物質被迅速弓I入收集部件270中時，可防止物質溢出。根據本例示性實施例的再生細胞擷取單元200包含抽吸裝置。在本例示性實施例中，抽吸裝置為第一泵291及第二泵292。第一泵291經由連接管連接至第一排出管220，且第二泵292經由另一連接管t4連接至第二排出管230。相應地，可經由第一排出管220及第二排出管230注入及排出流體。在本例示性實施例中，由于流體應經由第一排出管220及第二排出管230注入及排出，故使用蠕動泵在兩個方向上提供抽吸力。參照圖1，連接至再生細胞分離單元100的主管130的連接管tl具有光感測器181。光感測器181可感測流過連接管tl的流體的顏色。特定言之，當黃色脂肪細胞或組織經由主管130自再生細胞分離單元100排出時，光感測器181可感測黃色，并將指示正在排出脂肪細胞或組織的信號傳輸至控制器(圖中未示)，將于下文予以描述。連接至再生細胞分離單元100的主管130的連接管t2包含多重過濾器f，其可濾出較大的組織，諸如膠原蛋白塊。參照圖10，多重過濾器f由兩個相互重迭的網狀袋組成。在此處，小袋Si被裝在大袋s2中。由于在多重過濾器f的一側形成孔口 O，具有小粒子的液體或物質可通過多重過濾器f，但諸如膠原蛋白等較大組織被截留在多重過濾器f中。此外，連接至再生細胞擷取單元200的第一排出管220的連接管t3及連接至第二排出管230的連接管t4分別包含感測器293及294，用于感測流過連接管t3及t4的空氣。連接管t3及t4尤其可感測經由第一排出管220及第二排出管230自再生細胞擷取單元200釋放的空氣，并將指示空氣釋放的信號傳輸至控制器。根據本例示性實施例的再生細胞擷取系統300包含控制器(圖中未示)，用于控制包含再生細胞分離單元100、再生細胞擷取單元200、旋轉夾具(圖中未示)及各種閥門在內的元件的操作。所有操作均受控制器控制。下文中，將參照隨附圖式描述包含上述元件的再生細胞擷取系統300分離脂肪組織的制程。
圖6為說明在再生細胞分離單元100中洗滌后分離來自人體的物質中的脂肪組織的圖。圖7為說明在將酶引入再生細胞分離單元100中后離心脂肪組織的結果的圖。圖8為說明在不使用收集部件270情況下于再生細胞擷取單元200中離心含干細胞的溶液的結果的圖。參看圖1，再生細胞分離單元100與再生細胞擷取單元200經由多個連接管tl、t2及t彼此連接，且連接管tl、t2及t連接至各種袋，所述袋包含儲存洗滌液的袋bl、儲存酶的袋b2、儲存洗滌過的脂肪組織的袋b3、儲存廢液的袋b4及儲存干細胞的袋b5。此外，連接管tl、t2及t可連接至各種其他袋，包含儲存脂肪細胞的袋(圖中未示)及儲存擷取的處于冷凍狀態的干細胞的袋。首先，將欲分離的脂肪組織經由主管130放入再生細胞分離單元100。舉例而言，可以使用注射器自人體擷取脂肪組織，隨后可以將擷取的脂肪組織放入再生細胞分離單元100中。為了防止污染脂肪組織且同時將其轉移至再生細胞分離單元100中，可以將注射針插入人體中，且可將連接至注射器的管連接至主管130。隨后，可以使用泵170在子容器110的內部產生負壓氛圍。由此可以直接將來自人體的脂肪組織注入子容器110中。 一旦如上文所述將脂肪組織引入子容器110中，即藉由打開閥門v2并操作泵170，將洗滌液轉移至再生細胞分離單元100中。隨后，藉由操作旋轉夾具反復旋轉及停止再生細胞分離單元100。當以規律時間間隔反復旋轉及停止再生細胞分離單元100時，將對脂肪組織及洗滌液進行混合及離心。由此來洗滌含有血液來源的污染物的脂肪組織。停止子容器110并靜置約I分鐘。接著，如圖6中所示，諸如洗滌液、血液及體液等較重組分位于子容器100的底部，洗滌過的脂肪組織位于所述較重組分上，且油組分位于洗滌過的脂肪組織上。接下來，再次操作泵170以經由主管130排出子容器110底部上的血液、洗滌液等。排出了所有的洗滌液及其類似物后，經由主管130排出黃色的脂肪組織。此處，連接管tl的光感測器181感測脂肪組織的黃色，并將指示脂肪組織的排出的信號傳輸至控制器。由此，控制器停止泵170的操作，并重復上述制程三或四次，直至完全洗滌脂肪組織。如上文所述，將血液來源的污染物、體液及油組分與自人體擷取的脂肪組織分離，隨后完全洗滌脂肪組織，必要時，可以將一部分洗滌過的脂肪組織轉移至袋b3中并儲存。接下來，藉由操作泵170并打開閥門v3，將膠原酶自酶袋b2轉移至再生細胞分離單元100。當將膠原酶放入子容器110中后，停止泵170的操作，并旋轉子容器110約30分鐘，以將膠原酶與洗滌過的脂肪組織混合。此處，使用諸如旋轉夾具的旋轉裝置將子容器110的溫度保持在約37°C。膠原酶將脂肪組織分解成數種組分，且藉由旋轉子容器110對脂肪組織的各種組分離心。隨后，停止子容器110的旋轉并靜置約I分鐘。由此，由于含有脂肪組織來源的干細胞的水性溶液是相對較重的組分而位于子容器110的底部上，且成熟的脂肪細胞及油組分位于水性溶液上，如圖7中所示。接下來，再次操作泵170，經由主管130將含有干細胞的水性溶液轉移至再生細胞擷取單元200。將含有干細胞的水性溶液轉移至再生細胞擷取單元200時，一起操作泵170及第二泵292。若光感測器181再次感測到黃色，則指示在完全排出含有干細胞的水性溶液后，正在排出脂肪細胞。因此，停止泵170及292的操作。必要時，可以將成熟的脂肪細胞儲存在獨立袋中。
如上文所述，含有干細胞的水性溶液均放入再生細胞擷取單元200的主容器210中后，視情況使用收集部件270及導引部件280執行擷取干細胞的制程。當不使用收集部件270及導引部件280時，關閉所有閥門，并停止泵的操作。在此狀態下，旋轉主容器210約5分鐘，隨后自然減速。在此制程中，離心含有干細胞的水性溶液。因此，如圖8中所示，相對較重的干細胞在離心力作用下被壓向且附著至突出容納部分217的壁的內表面，且體液、洗滌液、酶等位于主容器210的下部中。此處須牢記一件重要的事情當停止主容器210的旋轉時，應使主容器210自然減速。這是因為若對旋轉的主容器210手動施加制動力，則附著至突出容納部分217的壁的內表面的干細胞可能掉落至主容器210的底部。離心后，操作第一泵291，以經由第一排出管220將諸如體液的水性溶液轉移至廢液袋b4。若連接至第一排出管220的連接管t3的感測器293感測到空氣，則指示所有水性溶液皆已排出。由此停止第一泵291的操作，并執行下一操作。當使用收集部件270及導引部件280時，操作第二泵292且旋轉主容器210，由此 經由第二排出管230提供抽吸力。主容器210旋轉時，含有干細胞的水性溶液亦旋轉。由此干細胞附著至突出容納部分217的壁的內表面，且剩余的水性溶液在持續旋轉的同時向上移動。當旋轉的水性溶液升高到收集部件270上方時，受到導引部件280的干擾，并由此沿導引部件280被引向收集部件270的中心，如圖9中所示。由于第二排出管230安置于收集部件270中心的上方，使得水性溶液在第二泵292的抽吸力作用下，經由第一排出管220與第二排出管230之間的流體通道235排至外部，并且被轉移至廢液袋b4中。此處，若連接至第二排出管230的連接管t4的感測器294感測到空氣，則指示所有水性溶液皆已排出。由此，停止第二泵292的操作。隨后，使主容器210自然減速至停機。因此，僅干細胞保持附著至主容器210內部的突出容納部分217壁的內表面。藉由操作第一泵291，將保留在主容器210下部中的水性溶液的任一部分經由第一排出管220轉移至廢液袋b4中。在如上文所述離心含有干細胞的水性溶液后，將極少量洗滌液注入主容器210中，以洗滌附著至突出容納部分217壁的內表面的干細胞，并反復旋轉及停止主容器210約5次。隨后，使主容器210再旋轉并自然減速。若如上文所述，藉由反復旋轉及停止主容器210來使主容器210加速及減速，則附著至突出容納部分217壁的內表面的干細胞將掉落至主容器210的底部。由此，藉由重復上述干細胞擷取制程數次最終得到的干細胞將含有極少量外來物質。最后，經由第一排出管220將存在于主容器210下部中的干細胞轉移至干細胞袋b5中。由此，干細胞擷取制程完成。由于所有上述制程皆由再生細胞擷取系統300自動執行，故可以精確且高效地執行該等制程。此外，再生細胞擷取系統300保持密封，消除了污染的風險。尤其是，由于再生細胞分離單元100經由離心產生含有干細胞的濃縮物，且再生細胞擷取單元200離心含有干細胞的濃縮物，故可高效地執行擷取干細胞的制程，并且可增加擷取產率。圖11為說明根據本發明另一例示性實施例的再生細胞擷取單元400的圖。參看圖11，根據本例示性實施例的再生細胞擷取單元400與根據前一例示性實施例的再生細胞擷取單元300實質上相同。然而，其不同之處在于，根據本例示性實施例的再生細胞擷取單元400使用軸承410作為中間部件，且收集部件420的形狀不同于根據前一例示性實施例的收集部件270。為簡單起見，將省略與上述前一實施例實質上一致的元件的描述，并主要描述本實施例與前一實施例的不同之處。在本例示性實施例中，將下部中具有孔口的外罩411安置于第二排出管230的外圓周表面上，且軸承410支撐于外罩411的內圓周表面與第二排出管230的外圓周表面之間。由此，主容器210可相對于第一排出管220及第二排出管230旋轉。此外，由于本文中使用的軸承410具有密封功能，故其可密封第二排出管230與壁216之間的間隙。收集部件420包含盤狀體421，其配合且耦接至第一排出管220。此外，傾斜部分422自盤狀體421的外圓周表面向下傾斜，由此面向主容器蓋212。與在前一實施例中一樣，導引部件423自傾斜部分422的上表面向上伸出。由于傾斜部分422非常靠近主容器蓋212，以致傾斜部分422與主容器蓋212之間 的間隙可充當流體通道425。亦即，在本例示性實施例中，在旋轉的同時沿主容器210的內表面向上移動的液體經由流體通道425被收集至盤狀體421中，隨后經由第二排出管230排出。閥門vl至v9均安裝在連接管中。在本例示性實施例中，使用電磁閥(solenoidvalve)。根據本發明的再生細胞擷取單元及系統在各圖式中描述且說明為分離脂肪組織。然而，根據本發明的再生細胞擷取單元及系統亦可粉碎且隨后分離其他組織，并自該等組織中擷取干細胞。盡管已參考本發明的例示性實施例特別展示及描述本發明，但熟習此項技術者應了解，可在不偏離隨附申請專利范圍所界定的本發明的精神及范疇的情況下對其中的形式及細節進行各種修改。因此，本發明的范疇不是由本發明的詳細描述界定，而是由隨附申請專利范圍及其等效內容所界定。
權利要求
1.一種再生細胞擷取單元，其包括 主容器，其在外部來源施加的扭力下旋轉，且包括容納欲分離的物質的容納部分； 中空第一排出管，其插入所述主容器中，以致所述第一排出管的一個末端部分安置于所述主容器的下部中，且所述第一排出管的另一末端部分安置在所述主容器的外部；以及 抽吸裝置，其連接至所述第一排出管，以便經由所述第一排出管，自所述主容器抽吸及排出在藉由旋轉所述主容器離心后位于所述主容器下端部分中的組分；以及 多個突出容納部分，其沿相對于所述主容器旋轉中心的半徑方向向外凸出，以容納由離心所述物質得到的組分中相對較重的組分，且沿所述容納部分的圓周方向呈預定角度間隔布置。
2.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中所述物質為脂肪組織及含干細胞的水性溶液中至少一者，且所述突出容納部分中所容納的組分為干細胞。
3.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中所述容納部分的下部朝向所述容納部分的下端變窄。
4.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中凹槽形成于所述容納部分的下端。
5.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中所述連接至所述第一排出管的抽吸裝置為第一泵，且進一步包括中空輔助排出管，所述中空輔助排出管插入所述第一排出管中，所述中空輔助排出管的一末端部分安置于所述主容器的下端部分中且另一末端部分連接至在所述主容器外部的注射器，其中所述位于所述主容器的下端部分中的組分經由所述第一泵抽吸至所述第一排出管中，且經由所述第一排出管排出，或者經由所述注射器抽吸至所述輔助排出管中并經由所述輔助排出管排出。
6.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其進一步包括 收集部件，其安置于所述主容器的所述容納部分中，且包括凹入的收集器部分； 多個導引部件，其形成于所述收集部件上，經定位以干擾被壓向所述主容器的壁的內表面的離心組分，且將所述旋轉的組分導引至所述收集部件的所述收集器部分； 中空第二排出管，其插入所述主容器中，一末端部分安置于所述收集部件的所述收集器部分上方且另一末端部分安置于所述主容器外部；以及 第二泵，其連接至所述第二排出管，向所述第二排出管提供抽吸力，且經由所述第二排出管將收集于所述收集部件上的組分排至外部。
7.根據權利要求6所述的再生細胞擷取單元，其中所述收集部件呈凹盤狀，且所述導引部件自所述收集部件的圓周朝向所述收集部件的中心彎曲且在所述收集部件的上表面上呈預定角度間隔布置。
8.根據權利要求6所述的再生細胞擷取單元，其中多個孔形成于所述收集部件的中心，以由所述收集部件的上表面貫穿至所述收集部件的下表面。
9.根據權利要求6所述的再生細胞擷取單元，其中所述第二排出管包圍所述第一排出管，且位于所述收集部件的所述收集器部分上的組分在所述第二泵作用下經由所述第一排出管與所述第二排出管之間的流體通道排出。
10.根據權利要求9所述的再生細胞擷取單元，其中所述第二排出管配合插入所述主容器上部中所形成的通孔，且進一步包括中間部件，所述中間部件密封所述第二排出管的外圓周表面與所述主容器上部的所述通孔的內圓周表面之間的間隙，同時使所述主容器能夠相對于所述第二排出管旋轉。
11.根據權利要求10所述的再生細胞擷取單元，其中環形凸緣沿所述第二排出管的所述外圓周表面而形成，所述中間部件呈環形，由可壓縮的彈性橡膠材料制成，且在所述第二排出管插入所述主容器中的狀態下，壓縮于所述凸緣的下表面與所述主容器的上表面之間，且摩擦系數低于橡膠的環形接觸部件形成于所述中間部件的上表面上，且其緊密附接至所述凸緣，其中當壓縮于所述主容器與所述凸緣之間時，所述中間部件及所述接觸部件隨所述主容器的旋轉而旋轉，并密封所述主容器上部中所形成的所述通孔的所述內圓周表面與所述第二排出管的所述外圓周表面之間的間隙。
12.根據權利要求6所述的再生細胞擷取單元，其中連接管連接至所述第二排出管，且進一步包括感測器，所述感測器安裝于所述連接管中以感測空氣是否經由所述第二排出管排出。
13.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中連接管連接至所述第一排出管，且進一步包括感測器，所述感測器安裝于所述連接管中以感測空氣是否經由所述第一排出管排出。
14.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中所述第一排出管配合插入所述主容器上部中所形成的通孔，且進一步包括中間部件，所述中間部件密封所述第一排出管的外圓周表面與所述通孔的內圓周表面之間的間隙，同時使所述主容器能夠相對于所述第一排出管旋轉。
15.根據權利要求14所述的再生細胞擷取單元，其中環形凸緣沿所述第一排出管的所述外圓周表面而形成，所述中間部件呈環形，由可壓縮的彈性橡膠材料制成，且在所述第一排出管插入所述主容器中的狀態下，壓縮于所述凸緣的下表面與所述主容器的上表面之間，且摩擦系數低于橡膠的環形接觸部件形成于所述中間部件的上表面上，且其緊密附接至所述凸緣，其中當壓縮于所述主容器與所述凸緣之間時，所述中間部件及所述接觸部件隨所述主容器的旋轉而旋轉，并密封所述主容器上部中所形成的所述通孔的所述內圓周表面與所述第一排出管的所述外圓周表面之間的間隙。
16.根據權利要求I所述的再生細胞擷取單元，其中阻擋部件形成于各所述突出容納部分的下端部分中，以在所述主容器的所述容納部分的下部與所述突出容納部分中的相應一者之間形成阻擋。
17.一種再生細胞擷取系統，其包括 再生細胞分離單元，其分離組織；以及 根據權利要求1-16中任一項所述的再生細胞擷取單元， 其中所述再生細胞分離單元包括 子容器，其在外部來源施加的扭力下旋轉且包括放置組織的空間； 中空主管，其插入所述子容器中，以致所述主管的末端部分安置于所述子容器的下部中；以及 泵，其連接至所述主管，且向所述主管提供抽吸力，且其中所述再生細胞擷取單元與所述再生細胞分離單元分開，所述再生細胞擷取單元接收含有再生細胞的物質，并藉由離心所述物質擷取所述物質中的再生細胞，所述含有再生細胞的物質是在所述再生細胞分離單元離心所述組織后經由所述主管自所述再生細胞分離單元獲得。
18.根據權利要求17所述的再生細胞擷取系統，其中多個攪拌翼自所述子容器的壁的內表面朝向所述子容器的空間凸出，以利于進行所述組織的離心。
19.根據權利要求17所述的再生細胞擷取系統，其中輔助攪拌翼自所述主管的外圓周表面伸出。
20.根據權利要求17所述的再生細胞擷取系統，其中作為獨立于所述主管的通道的輔管插入所述子容器中，以將所述子容器的所述空間連接至所述子容器的外部，所述主管經由所連接的多個連接管連接至多個儲存袋及所述再生細胞擷取單元的第一排出管，且經由所述主管自所述再生細胞分離單元排出的所述含有再生細胞的物質經由所述第一排出管轉移至所述再生細胞擷取單元。
21.根據權利要求17所述的再生細胞擷取系統，其中將所述再生細胞分離單元的所述主管連接至所述再生細胞擷取單元的所述第一排出管的連接管包括多重過濾器，用于濾出外來物質。
22.根據權利要求17所述的再生細胞擷取系統，其中連接管連接至所述主管，且光感測器安裝于所述連接管中以感測自所述再生細胞分離單元排出的物質的顏色。
23.根據權利要求17所述的再生細胞擷取系統，其進一步包括旋轉夾具，所述旋轉夾具與所述主容器及所述子容器相配合，其中所述旋轉夾具以恒定旋轉速度旋轉所述主容器及所述子容器，且將所述主容器及所述子容器加熱至恒定溫度。
全文摘要
本發明提供一種再生細胞擷取系統。本發明的再生細胞擷取系統含分離脂肪組織的再生細胞分離單元，再生細胞分離單元含子容器，在外部提供的扭力下旋轉及容納脂肪組織；中空入口/出口管，插入子容器；泵，連接中空入口/出口管。此外，本發明的再生細胞擷取系統含再生細胞擷取單元，藉由離心經分離的物質擷取再生細胞，經分離的物質是在再生細胞分離單元中離心且排出。再生細胞擷取單元含主容器，在外部施加的扭力下旋轉；中空第一排出管，插入主容器中；抽吸裝置，連接第一排出管；及多個突出容納部分，沿相對于主容器旋轉中心的半徑方向向外凸出，以容納自經分離的物質中分離的相對較重組分，經分離的物質是由欲分離的物質中隔離而來。
文檔編號C12M1/10GK102741391SQ201080059536
公開日2012年10月17日 申請日期2010年10月25日 優先權日2009年10月27日
發明者姜圣求, 尹用達, 樸承勳, 李貞圭, 申奎澈, 都秉綠, 金喆根, 金志香, 金明辰 申請人:普瑞波科技股份有限公司, 李貞圭, 都秉綠