專利名稱：細胞離析裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在再生醫療的臨床/研究領域或細胞培養領域中使用的細胞離析裝置，并且更具體地涉及一種能夠以高存活率從組織(活體組織)離析細胞的細胞離析裝置。
背景技術：
為了獲得活體細胞，利用鋒利刃具來切碎組織，并且利用膠原酶等對被切碎的組織進行酶處理以消化細胞外基質，從而得到離析的細胞。在現有技術中，在利用膠原酶溶液的酶處理時，重復酶處理和細胞回收的過程。因此，現有技術需要很長的時間。現有技術還存在進一步的問題，例如，由于在利用刀具的切碎處理中，酶處理時的浸透速度等的差異，引起了細胞回收率不均衡。通過旋轉使組織解離的現有技術的組織解離裝置包括用于保持要被解離的組織以及液體介質的內部無菌的容器，而且在該容器內部，還包括解離部件，用于使組織結合以引起組織的解離。該裝置還包括在容器內的抵抗部件(resistive element)，用于抵抗所述組織針對由于解離部件的結合而引起的運動。在該裝置中，解離部件與抵抗部件之間的相對運動，以及抵抗部件由于該運動而提供的抵抗使得解離部件能夠高效地解離組織。動力式組織解離裝置包括可操作地連接于解離部件的電源，用于使得該解離部件移動至與組織結合(見 JP-T-2OO7-5O563I)。然而，在現有技術的裝置中，由抵抗部件提供的抵抗使得解離部件能夠高效地解離組織，因而細胞與該抵抗部件相碰撞，從而引起了使細胞的成活率降低的可能性。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種能夠以高存活率從組織(活體細胞)離析細胞的細胞離析裝置。本發明的另一個目的是提供一種能夠顯著縮短操作時間的細胞離析裝置。為了實現上述目的，根據本發明，提供一種細胞離析裝置，包括腔體，該腔體包括其中要引入組織的腔；離析部件，該離析部件在所述腔內運動并且與組織碰撞以使細胞離析；以及控制部，該控制部控制所述離析部件在腔體內的操作。所述離析部件可以包括多個刀部件。所述細胞離析裝置還可以包括液位傳感器，該液位傳感器檢測所述腔體內的溶液的位置。所述控制部可以基于所述液位傳感器的檢測結果來控制所述離析部件的操作。所述細胞離析裝置還可以包括溫度控制單元，該溫度控制單元控制所述腔體內的溫度和所述細胞離析裝置的溫度中的一個溫度。所述細胞離析裝置還可以包括液體引入部，該液體引入部將液體引入所述腔體內。所述離析部件可以包括軸部件、裝接于該軸部件的多個刀部件，以及支撐所述軸部件中的多個刀部件的支撐單元。可以通過不與所述離析部件接觸的磁性旋轉驅動部而使所述軸部件旋轉。在所述腔體內可以設置收容所述軸部件的軸承。
圖1是示出了本發明的細胞離析裝置的第一實施例的組裝透視圖。圖2是示出了從旁側觀看時本發明的細胞離析裝置的第一實施例的視圖。圖3是示出了本發明的細胞離析裝置的第一實施例中的離析部件的組裝透視圖。圖4是示出了本發明的細胞離析裝置的第一實施例中的離析部件的修改的透視圖。圖5A是示出了本發明的細胞離析裝置的第二實施例的組裝透視圖，并且圖5B是示出了從旁側觀看時本發明的細胞離析裝置的第二實施例的視圖。圖6是示出了從旁側觀看時本發明的細胞離析裝置的第二實施例的視圖。圖7是示出了本發明的細胞離析裝置的第二實施例中的離析部件的組裝透視圖。圖8是示出了本發明的細胞離析裝置的第二實施例中的離析部件的修改的透視圖。圖9是示出了通過本發明的技術和現有技術得到的細胞的獲取量的圖表的視圖。圖10是示出了在通過本發明的技術和現有技術得到離析細胞的獲取之后即刻，每單位細胞數量的肌酸激酶的活性值的圖表的視圖。圖11是示出了在通過本發明的技術和現有技術得到離析細胞的獲取之后的第四天，細胞存活率的圖表的視圖。圖12是示出了利用數值表示的圖9至圖11的圖表的視圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖來描述發明的細胞離析裝置的各實施例。在附圖中，同樣的部件由相同的參考標號來表示。圖1是第一實施例的細胞離析裝置的組裝透視圖，而圖2是從旁側觀看時，組裝狀態的視圖。該細胞離析裝置包括杯狀腔體11、用于該腔體11的蓋部件12、離析部件20和控制設備30。腔體11具有腔13，組織將被引入到該腔13中并且離析部件在該腔13中運動。在腔體11的開口部的內周壁中形成臺階14。蓋部件12的蓋板15的周緣部1 對接并放置在臺階14上。在腔體11的下部中設置凸緣16，使得能夠穩定地安置該細胞離析裝置。如圖3所示，離析部件20包括作為旋轉軸的軸部件21 ；接合于該軸部件21的多個刀部件22 ；以及將多個刀部件22支撐在軸部件21中的支撐單元。每個刀部件22都形成為隨著從基部22a向頂端部22b推進而寬度逐漸變窄。該刀部件22具有銳角等腰三角形的平面形狀。在一個長邊或兩個長邊中形成刀刃。在基部22a中，在厚度方向上開有孔24。在軸部件21的下端部附近形成收納刀部件22的基部2 的凹部25。螺孔2 形成為在軸向上從凹部25進入軸部件21。在該實施例中，四個刀部件22通過墊圈沈彼此交替地堆疊，并且各刀部件的其中兩個刀部件的頂端部22b處在與另兩個刀部件的頂端部22b分開180度的方向上。通過經由刀部件22的孔M和墊圈沈將螺釘27螺入到軸部件21的螺孔25a中，來支撐以所述狀態堆疊的刀部件22。如上所述，凹部25、螺孔25a、墊圈26和螺釘27構成了支撐多個刀部件22的支撐單元。上述刀部件22的數目和伸出方向僅僅是例子。因此，如圖4所示，離析部件可以包括在分開90度的方向上伸出的刀部件22。軸部件21的上端部形成為矩形柱狀的接合部四，該接合部四接合于裝接在控制裝置30的電機33的軸承孔34。在蓋部件12的中部形成有軸部件21所穿過的通孔17。軸部件21的接合部四穿過該通孔17而接合于軸承孔34。在腔體11的腔13的底表面的中部形成凹部18，該凹部構成了收容軸部件21的下端部觀的軸承。在組裝了該裝置的狀態下，軸部件21的下端部觀被凹部18可旋轉地支撐。在該狀態下，刀部件22處在與腔體11的腔13的底表面稍微向上分開的位置處，并且當旋轉時，與組織碰撞使得組織能夠被恰當地離析。在蓋部件12中，形成有孔19，該孔19構成了用于將液體引入到腔體11內的液體引入部。在該孔19中，蓋片19A設置在腔體11內部的一側上，該蓋片19A由彈性部件構成，并且當從外側按壓時，該蓋片19a移動而使得腔體11的內部經過孔19與外部連通。因此，當要停止酶的作用時，將其中吸入有抑制劑等的滴管插入到通常被蓋片19A封閉的孔19中，并且能夠進行所需的液體引入。控制設備30包括由用于控制細胞離析裝置的CPU構成的控制部31。包括各種按鍵等的操作部32和I/O 35連接于該控制部31。電機33、旋轉傳感器33A、包括溫度傳感器的溫度部件36以及液位傳感器37連接于I/O 35。旋轉傳感器33A連接于電機33，檢測轉數和旋轉方向，并將它們傳送到控制部31。溫度部件36設置在腔體11的外壁表面或內壁表面上，并且用作為溫度控制單元，其將溫度發送至控制部31并且針對控制部31的控制而進行加熱或冷卻操作來控制溫度。例如，液位傳感器37裝接于腔體11的內側上的蓋部件12的表面，檢測腔體11的側底表面上的液位的位置數據(從裝接位置到液位的距離)，并將該數據發送到控制部31。這樣構成的細胞離析裝置能夠按下面的方式來進行細胞離析處理。將預先被加熱至活性溫度的預定量的酶溶液引入腔體11。接著，將從活體提取的組織投入腔體11中。將離析部件20、蓋部件12和控制裝置30設定在預定的位置來組裝細胞離析裝置。通過操作部32來設定攪拌條件(轉數、旋轉方式、時間等)以及溫度條件，并且操作用于使處理開始的按鍵。在旋轉方式中，設定右轉aa秒，停止ΙΛ秒，左轉cc秒等。輸入用于重復該方式的時間段。控制部31根據上述輸入來控制電機31的旋轉，并且根據溫度條件來控制溫度部件36以維持預定溫度。在利用液位傳感器37的檢測結果得知預定時間段的變化超過預定閾值的情況下，通過例如降低轉數來實現恰當的攪拌狀態，并且以高成活率來離析細胞。將已經如上述被處理的懸濁溶液從腔體11取出，而后對其進行篩網處理來取出離析的細胞。接下來，將描述第二實施例的細胞離析裝置的構造。該細胞離析裝置的主要部件是杯狀腔體11A、腔體IlA的蓋部件12A、離析部件20A和控制裝置30A。圖5A是組裝透視圖。離析部件20A的軸部件21A具有扁平的圓柱狀，并且包括從下表面伸出的小圓柱軸51。在腔體IlA的腔13的底表面的中部形成有軸承52，該軸承52可旋轉地支撐所述軸51并且由有底孔構成。圖7是離析部件20A的組裝透視圖。在軸部件21A的側部中在徑向上成對位置處，形成其中插入有刀部件22的基部22a的開口 53。在軸部件21A的頂部的中部形成沒有穿過表面的螺孔討。兩個刀部件22在經由墊圈沈彼此堆疊的同時被插入到各自的開口 53中。在軸部件21A的下部的中部中形成穿過表面的孔55。在插過兩個開口 53的總共四個刀部件22中，螺釘27經由孔55而穿過孔M，從而構成了支撐多個刀部件22的支撐單元。上述刀部件22的數目和伸出方式僅僅是例子。因此，如圖8所示，離析部件可以包括以間隔90度的方向伸出的刀部件22。如圖5B和圖6所示，攪拌器驅動裝置61設置在腔體IlA下方。在該實施例中，示出了攪拌器驅動裝置61并入控制設備30A的構造。然而，除該攪拌器驅動設備61之外的其它部件可以設置在其它部位處。腔體IlA的連接槽62形成在控制裝置30A的外殼上，并且與腔體IlA的突起(未示出)嵌合而固定于此。除了控制部31A控制攪拌器驅動裝置61來控制構成了攪拌器轉子的軸部件21A的旋轉之外，以與第一實施例同樣的方式來構造控制裝置30A。根據該構造，通過攪拌器驅動裝置61使軸部件21A作為轉子旋轉，該攪拌器驅動裝置是不與離析部件20A接觸的磁性旋轉驅動部。這樣構成的細胞離析裝置能夠以下面的方式來進行細胞離析處理。將預先被加熱至活性溫度的預定量的酶溶液引入腔體IlA0接著，將從活體提取的組織投入腔體IlA中。將離析部件20A、蓋部件12A和控制裝置30A設定在預定的位置來組裝細胞離析裝置。在該狀態下，腔體IlA的腔13與外部絕緣，并且能夠被設定為處于密閉狀態。結果，消除了不想要的物質進入到腔體IlA的危險，并且不存在腔體IlA中的液體等濺出到外部的可能性。以與第一實施例相同的方式，通過操作部32來設定攪拌條件和溫度條件，并且操作用于開始處理的按鍵，在控制部31A的控制下進行該處理，并且從腔體IlA取出懸濁液，然后對其進行篩網處理來取出離析的細胞。通過利用上述第一或第二實施例的細胞離析裝置，細胞從組織離析。在該情況下，將通過現有技術獲得的細胞與通過本發明獲得細胞相互比較。將新生兒的心肌細胞(cardiomyocyte)組織作為組織。對于攪拌條件，轉數是200rpm、并且進行0. 5秒的旋轉和1秒的停止的間歇操作達30分鐘。使用40 μ m的篩孔。圖9示出了由通過本發明的技術和現有技術得到從相同量的組織獲取的細胞的獲取量的平均值與標準偏差的圖表。圖12以數值形式示出了所述平均值與標準偏差。從圖9和圖12顯而易見，本發明能夠以很高效率獲得細胞。
值和標準偏差的圖表。圖12以數值形式示出了所述平均值和標準偏差。如圖10和圖12所示，能夠獲知每單位數量的細胞的心肌細胞的比率。在本發明的技術中，能夠減少對細胞的損傷，因此可知的是，與現有技術相比，能夠以更優異的方式容易地獲取活體心肌細胞。圖11示出了在通過本發明的技術和現有技術得到離析細胞的獲取之后第四天，5/5頁
細胞成活率的平均值和標準偏差的圖表。圖12以數值形式示出了所述平均值和標準偏差。如圖11和圖12顯而易見可知，與現有技術相比，在本發明的技術中，對細胞的破壞更少，并且能夠以高成活率來獲取細胞。根據本發明的一方面，所述細胞離析裝置包括腔體，該腔體具有其中要引入組織并且離析部件在其中運動的腔，并且該腔體中的離析部件的操作被控制。因此，能夠提高細胞成活率。根據本發明的一方面，離析部件具有多個刀部件，因為能夠高效率地進行細胞離析。根據本發明的一方面，細胞離析裝置包括檢測腔內溶液位置的液位傳感器，并且控制部基于該液位傳感器的檢測結果來控制離析部件的操作。因此，能夠恰當地進行攪拌而不會使溶液在腔內起泡，并且能夠提高細胞成活率。根據本發明的一方面，細胞離析裝置包括控制腔體內溫度或裝置內溫度的溫度控制單元。因此，能夠控制酶的活性/非活性。根據本發明的一方面，細胞離析裝置包括用于將液體引入腔體內的液體引入部。因此，當要停止酶的作用時，能夠進行例如引入抑制劑的必要液體引入。根據本發明的一方面，細胞離析裝置包括軸部件、結合于該軸部件的多個刀部件，以及支撐軸部件中的多個刀部件的支撐單元。因此，能夠通過需要的旋轉來實現恰當的攪拌狀態，并且能夠提高細胞成活率。根據本發明的一方面，通過沒有與離析部件接觸的磁性旋轉驅動部來使軸部件旋轉。因此，能夠在腔體被蓋封閉的同時進行攪拌，并且存在能夠防止不想要的物質從外部進入腔體，而且防止外部被污染的效果。根據本發明的一方面，在腔體內形成用于收容旋轉軸的軸承。因此，在腔體中能夠確保穩定的旋轉。
權利要求
1.一種細胞離析裝置，包括腔體，該腔體包括腔，該腔中要引入組織；離析部件，該離析部件在所述腔內運動并且與所述組織碰撞以使細胞離析；以及控制部，該控制部控制所述離析部件在腔體內的操作。
2.根據權利要求1所述的細胞離析裝置，其中所述離析部件包括多個刀部件。
3.根據權利要求1所述的細胞離析裝置，還包括液位傳感器，該液位傳感器檢測所述腔體內的溶液的位置，其中所述控制部基于所述液位傳感器的檢測結果來控制所述離析部件的操作。
4.根據權利要求1所述的細胞離析裝置，還包括溫度控制單元，該溫度控制單元控制所述腔體內的溫度和所述細胞離析裝置的溫度中的一個溫度。
5.根據權利要求1所述的細胞離析裝置，還包括液體引入部，該液體引入部將液體引入到所述腔體內。
6.根據權利要求1所述的細胞離析裝置，其中所述離析部件包括軸部件、裝接于該軸部件的多個刀部件，以及支撐所述軸部件中的多個刀部件的支撐單元。
7.根據權利要求6所述的細胞離析裝置，其中通過不與所述離析部件接觸的磁性旋轉驅動部而使所述軸部件旋轉。
8.根據權利要求6所述的細胞離析裝置，其中在所述腔體內設置收容所述軸部件的軸承。
全文摘要
提供一種細胞離析裝置，包括具有其中要引入液體的腔的腔體；在所述腔內運動并且與組織碰撞以使細胞離析的離析部件；以及控制所述離析部件在腔體內的操作的控制部。
文檔編號C12M1/34GK102382757SQ20111025261
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月29日 優先權日2010年8月27日
發明者岡野光夫, 原口裕次, 武田樸, 清水達也, 鹽山高廣, 鈴木茜 申請人:學校法人東京女子醫科大學, 日本光電工業株式會社