細胞分離儀器的制作方法

專利名稱：細胞分離儀器的制作方法
細胞分離儀器本發明涉及一種用于再生醫學的臨床/研究的領域，或者是用于細胞培養的領域的細胞分離儀器，并且本發明更具體地涉及一種用于以高存活率從組織(活體組織)分離細胞的細胞分離儀器。存在這樣一種技術，其中，為了獲得分離的活體細胞，用利刃切碎組織，并且利用膠原酶等使切碎的組織受到酶處理，以消化細胞外的基質。在所述技術中，必須重復地進行酶處理和細胞回收的過程。因此，所述技術需要勞力和大量時間。所述技術還具有這樣的問題由于在利用刃物的切碎過程方面以及在酶處理中的滲透速度等方面的差異，細胞回收率分散。日本專利文獻JP-T-2007505631公開了自動化進行切碎處理和酶處理的裝置。在設置于該裝置中的容器內，放置可繞著該容器的中心軸旋轉的刃部件以及相對地提供對所 述刃部件的運動的抗力的擋板。當將要從其獲得分離細胞的一組織裝填到容器中并且使刃部件旋轉時，處于刃部件咬入到該組織中的狀態下的該組織一起旋轉，并且與所述擋板撞擊。由于該擋板所提供的抗力，組織被所述刃部件切割。當刃部件的旋轉持續了預定時間段時，重復所述切割，使得所述組織被切碎。酶處理溶液預先裝填到所述容器中，因此，并行地進行酶處理。在JP-T-2007505631所公開的構造中，可以使切碎處理和酶處理自動化。然而，為了回收分離細胞，必須將由于所述切碎處理和酶處理所獲得的細胞懸濁液取出到容器外部，然后使其受到過濾處理。在穩定地回收大量分離細胞的自動化系統的實現中，必須減輕用戶的負擔，并且必須減小人為處理對分離細胞的數目和質量的影響。因此，需要盡可能減少由用戶進行的處理。然而，在JP-T-2007505631所公開的構造中，由用戶所進行的處理的減小是不足的。結果，該構造不足以實現自動系統。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種細胞分離儀器，其中能夠盡可能地減少由用戶進行的處理，并且能夠有效地回收從組織(活體組織)分離的細胞。為了實現該目的，根據本發明，提供一種細胞分離儀器，包括第一容器，該第一容器在上部中具有開口 ；過濾部件，該過濾部件形成所述第一容器的下部的至少一部分；分離部件，該分離部件可移動地收容在所述第一容器中以與組織撞擊，從而使細胞分離；以及第二容器，該第二容器以能夠取出所述第一容器的方式收容所述第一容器。所述分離部件可以包括刃部件；以及在所述第一容器內可旋轉地支撐所述刃部件的軸部件。所述軸部件的上端部分可以連接于使該軸部件旋轉的細胞分離裝置。細胞分離裝置可以進一步包括蓋部件，該蓋部件裝配于所述第一容器以閉合所述開口。使所述軸部件穿過的通孔可以形成在所述蓋部件中，并且所述軸部件的位于所述蓋部件下方的部分的至少一部分可以在直徑方面比所述通孔更大。所述蓋部件可以包括第一蓋部件，其中形成有使所述軸部件穿過的第一通孔和至少一個開口 ；以及
第二蓋部件，其中形成有使所述軸部件穿過的第二通孔，并且該第二蓋部件從所述第一蓋部件的上方封蓋該第一蓋部件的所述至少一個開口。凹槽可以形成在所述第一容器的外壁和所述第二容器的內壁的至少其中一者中。在所述第一容器收容在所述第二容器中的狀態下，該第二容器的上端部分可以位于該第一容器的上端部分上方。


圖I是示出了本發明一實施例的細胞分離儀器的分解透視圖。圖2是示出了圖I的細胞分離儀器處于組裝過程中的狀態的縱向剖視圖。圖3是示出了組裝了圖I的細胞分離儀器的狀態的縱向剖視圖。 圖4是示出了圖I的細胞分離儀器連接于細胞分離裝置的狀態的縱向剖視圖。圖5是示出了利用圖I的細胞分離儀器回收過濾的細胞懸濁液的狀態的縱向剖視圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖詳細說明本發明的實施例。圖I示出了本發明實施例的細胞分離儀器I被拆解的狀態。該細胞分離儀器I包括分離部件10、內側容器(第一容器)20、外側容器(第二容器)30、內蓋(蓋部件，第一蓋部件)40和外蓋(蓋部件，第二蓋部件)50。這些部件由對環氧乙烷氣殺菌具有耐受性的材料(諸如，樹脂)形成。分離部件10包括軸部件11和多個刃部件12。軸部件11包括大徑部I la、小徑部Ilb和連接部11c。刃部件12由大徑部Ila的下端支撐。小徑部Ilb的直徑小于大徑部Ila的直徑，并且臺階Ild形成在該大徑部Ila與小徑部Ilb之間的交界面中。連接部Ilc設置在小徑部Ilb的上端，并且構成為將要連接于后述的細胞分離裝置60的部分。內側容器20包括本體單元21與過濾器(過濾部件)22。本體單元21是在上部和下部開口的筒狀部件。過濾器22由無細胞毒性的材料形成。在本實施例中，使用具有50μπι的開口的尼龍網作為所述過濾器22。將該過濾器22粘附于或者焊接于本體單元21，以便封蓋該本體單元21的整個下部開口。外側容器30包括本體單元31和底座部32。本體單元31是上部開口的筒狀部件。本體單元31的內側包括第一內壁33a和第二內壁33b。在該第二內壁33b中，多個凹槽34以一致的間隔形成在本體單元31的周向上。在本體單元31的上端部分中，第一內壁33a具有第一內徑。第二內壁33b具有比第一內徑小的第二內徑，并且該第二內徑大于所述內側連接器20的本體單元21的外徑。內側臺階33c形成在所述第一內壁33a與第二內壁33b之間的交界面中。第二內壁33b從所述內側臺階33c延續至本體單元31的下端部分。內蓋40是具有上表面40a和下表面40b的盤狀部件(見圖2)。使上表面40a和下表面40b相互連通的通孔(通孔，第一通孔)41形成在內蓋40的中間部分中。使上表面40a和下表面40b相互連通的多個開口 42形成為環繞所述通孔41。通孔41的內徑大于分離部件10的軸部件11的小徑部Ilb的外徑，而小于大徑部Ila的外徑。
內蓋40的外徑基本等于外側容器30的本體單元31的第一內壁33a的內徑(第一內徑)。環狀的上側嵌合壁43形成在上表面40a的周緣部分中。環狀的下側嵌合壁44形成在下表面40b的周緣部分的稍內側，并且臺階45形成在該壁44的外側(見圖2)。下側嵌合壁44的外徑基本等于內側容器20的本體單元21的內徑。外蓋50是具有上表面50a和下表面50b(見圖3)的盤狀部件(見圖3)。使上表面50a和下表面50b相互連通的通孔(通孔，第一通孔)51形成在外蓋50的中間部分中。通孔51的內徑大于分離部件10的軸部件11的小徑部Ilb的外徑。外蓋50的外徑基本等于內蓋40的上側嵌合壁43的內徑。環狀的嵌合壁52設置在上表面50a的周緣部分中。接下來，將參考圖2和圖3描述組裝本實施例的細胞分離儀器的方法以及細胞分離處理的步驟的一部分。首先，以過濾器22指向下的姿態將內側容器20收容在外側容器30中。此時，內側容器20的外壁21a經由小的間隙與外側容器30的第二內壁33b相對。使本體單元21·的上端表面21b與本體單元31的內側臺階33c相齊平。在內側容器20收容在外側容器30中的狀態下，外側容器30的上端表面(上端部分)31a位于內側容器20的上端表面(上端部分)21b上方。接下來，將分離部件10收容在內側容器20中。此時，軸部件11的下端部分被放置于過濾器22上。然后，安裝內蓋40，使得分離部件10的軸部件11的小徑部Ilb穿過通孔41。此時，內蓋40的臺階45被放置在內側容器20的上端表面21b上以及外側容器30的內側臺階33c上。此外，內蓋40的下側嵌合壁44嵌合于內側容器20的內壁21c，并且上側嵌合壁43嵌合于外側容器30的第一內壁33a。在圖2所示的狀態下，將預先被加熱到活化溫度的預定量的酶處理溶液通過開口42傾倒至內側容器20中。將用于細胞分離目的的從活體提取的組織同樣地通過開口 42裝填到內側容器20中。接下來，安裝外蓋50，使得分離部件10的軸部件11的小徑部Ilb穿過通孔51。此時，外蓋50的下表面50b封蓋內蓋40的開口 42，以防止異物在后續步驟中進入所述內側容器20。將外蓋50的嵌合壁52嵌合于內蓋40的上側嵌合壁43的內側。圖3示出了這種狀態。在軸部件11的小徑部Ilb與通孔41、51之間形成有小的間隙。由于上述步驟，將容納所述組織和所述酶處理溶液的細胞分離儀器I放置在設置于所述細胞分離裝置60內的基臺(未示出)上。如圖4所示,細胞分離裝置60包括軸承部件61、旋轉機構62、控制器63、設定部64和高度調節機構65。根據由用戶通過設定部64所設定的攪拌條件(旋轉數、旋轉方法、持續時間等等)，控制器63控制旋轉機構62來旋轉所述軸承部件61。根據用戶指令或者以自動方式，控制器63控制高度調節機構65以使所述機臺與所述軸承部件61的至少其中一者垂直運動。這種操作使得分離部件10的軸部件11的連接部Ilc連接于軸承部件61。分離部件10固定于其中所述軸部件11的下端部分與所述過濾器22分離的這樣一個位置，并且該軸部件11的臺階Ild并不與內蓋40的下表面40b相接觸。分離部件10由軸承部件61支撐，使得刃部件12可以隨著軸承部件61的旋轉而在內側容器20中旋轉。圖4示出了這種狀態。
當用戶通過設定部64設定了攪拌條件并且輸入了用于開始處理的指令時，控制器63根據所預設的攪拌條件來控制所述旋轉機構62，使得刃部件12通過軸承部件61在內側容器20中旋轉。結果，可以對所述組織自動地作用切碎處理和酶處理。存在這樣一種可能性當分離的細胞長期地浸沒在外側容器30中的酶處理溶液中時，該細胞損壞。因此，有時，以多個步驟分部地進行酶處理。具體地，提升內側容器20，并且一次獲取被過濾的細胞懸濁液。之后，將新的酶處理溶液傾倒至外側容器30中，并且使內側容器20下降，從而再次進行分離處理和酶處理。在現有技術中，這些工作必須手動進行。根據本實施例的構造，當用戶通過設定部64設定了多個酶處理時，可以自動地并且在適當的時刻執行期望的酶處理。在攪拌操作期間，酶處理溶液可以進入內側容器20與外側容器30之間的間隙。然而，形成在外側容器30的第二內壁33b中的凹槽34起到了作為進入的酶處理溶液的脫離
路徑的作用。因此，可以防止發生由于毛細作用力使進入的酶處理溶液通過所述間隙上升并且該溶液泄露至內側容器20外部的這種情況。即使當酶處理溶液泄露時，由于外側容器30的上端表面31a位于內側容器20的上端表面21b上方，該酶處理溶液也留存在外蓋50的上表面50a上，因此，該溶液并不會泄露到外側容器30的外側表面。當攪拌操作終止時，在細胞分離儀器I中獲得了其中切碎的組織片和分離的細胞懸浮在酶處理溶液中的溶液。接下來，將參考圖5描述從所述溶液中回收分離的細胞的步驟。首先，解除細胞分離儀器I與細胞分離裝置60的連接，并且將細胞分離儀器I從該細胞分離裝置60取出。在保持外側容器30的同時，握持分離部件10的軸部件11并且向上提升，然后，由于該軸部件11的大徑部Ila的直徑大于內蓋40的通孔41的直徑，所以臺階Ild抵接該內蓋40的下表面40b。當進一步向上提升軸部件11時，可以在內蓋40仍舊嵌合在內側容器20中的狀態下向上提升該內側容器20。此時，溶液中所包含的不想要的組織片71由于比過濾器22的網口大而無法通過該過濾器22，并且留存在內側容器20中。相比之下，包含比過濾器22的網口更小的分離細胞的細胞懸濁液70通過該過濾器22而向下流入到外側容器30中。根據本實施例的構造，即，簡單地通過向上提升內側容器20以從外側容器30中取出的簡單操作，可以將包含分離細胞的細胞懸濁液70容易且確定地回收至外側容器30中。因此，可以顯著地提升回收分離細胞的步驟的效率。已經為了便于本發明的理解而描述了所述實施例，但是其并不旨在限制本發明。顯而易見的是，在不脫離本發明的精神的情況下，本發明可以被修改或改進，并且包括等同實施方式。過濾器22并非總是需要封蓋內側容器20的下部中的整個開口。需要的是在并不干擾分離細胞通過過濾而回收的范圍內，過濾器22形成內側容器20的下部的至少一部分。分離部件10并非總是需要由可旋轉地支撐刃部件12的軸部件11構造。也可以采用諸如使用攪拌器的構造的各種其他構造，只要在組織上發生撞擊并且能夠分離細胞即可。內蓋40并非總是必要的。在不設置內蓋的情況下，使得外殼50的通孔51的內徑小于分離部件10的軸部件11的大徑部Ila的內徑，這是因為當提升軸部件11時，臺階Ild必須抵接外蓋50的下表面50b。回收分離細胞的步驟可以是自動化的。例如，可以采用這樣的構造將用于保持外側容器30的結構設置在細胞分離裝置60的基臺上，并且在攪拌操作之后，通過控制器63使得高度調節機構65進行提升軸承部件61的操作。在軸部件11連接于軸承部件61的狀態下向上提升該軸部件11，并且可以從外側容器30中取出內側容器20。并非總是需要在內蓋40中形成多個開口 42。在并不損害裝填酶處理溶液和組織的操作的可操作性的范圍內，能夠適當地確定至少一個開口 42數目和大小。凹槽34并非總是需要形成在外側容器30的第二內壁33b中。即使當凹槽形成在內側容器20的與第二內壁33b相對的外壁21a中時，也可以防止酶處理溶液泄露。替換地，該凹槽可以形成在所述第二內壁33b和所述外壁21a兩者中。
根據本發明的方面，簡單地通過從第二容器取出第一容器，就使得過濾的細胞懸濁液可以回收在第二容器中。根據本發明的方面，可以在細胞分離裝置側上控制軸部件的旋轉，并且可以容易地使包括切碎組織的處理和酶處理的細胞分離步驟自動化。當要回收活體細胞時，由于諸如硬度和尺寸的特征根據各組織是不同的，所以精細調節是必要的。然而，在本發明中，僅僅需要根據要回收的組織來調節刃部件的旋轉速度和時間、種類等等，并且可以通過同一細胞分離儀器以存活狀態回收各種細胞。根據本發明的方面，可以簡單地通過提升軸部件取出第一容器，并且可以容易地使直到回收過濾的細胞懸濁液的步驟為止的各步驟自動化。此外，提升第一容器以獲取細胞懸濁液，然后將新的酶溶液傾倒至第二容器中，將第一容器再次收容在第二容器中，并且多次地進行酶處理的上述各工作可以容易地自動化。因此，可以減輕由細胞在酶溶液中的長時間浸沒而導致的對分離的細胞的損壞。根據本發明的方面，可以通過必要的最小開口將組織和酶處理溶液裝填到第一容器中，并且之后通過第二蓋部件封蓋該開口。因此，可以防止異物在細胞分離處理和回收處理期間進入儀器中。根據本發明的一方面，進入第一和第二容器之間的酶處理溶液和細胞懸濁液被引向所述凹槽。因此，可以防止液體泄漏到第一容器外部。根據本發明的一方面，即使當酶處理溶液和細胞懸濁液從第一容器泄漏時，它們也不能越過第二容器的上端。因此，可以防止發生泄漏到第二容器的外部，即細胞分離儀器的外部。
權利要求
1.一種細胞分離儀器，包括 第一容器，該第一容器在上部中具有開口 ； 過濾部件，該過濾部件形成所述第一容器的下部的至少一部分； 分離部件，該分離部件可移動地收容在所述第一容器中以與組織撞擊，從而分離細胞；以及 第二容器，該第二容器以能夠取出所述第一容器的方式收容所述第一容器。
2.根據權利要求I所述的細胞分離儀器， 其中，所述分離部件包括 刃部件；以及 軸部件，該軸部件在所述第一容器內可旋轉地支撐所述刃部件，并且 其中，所述軸部件的上端部分可連接于使該軸部件旋轉的細胞分離裝置。
3.根據權利要求2所述的細胞分離儀器，進一步包括蓋部件，該蓋部件嵌合于所述第一容器以閉合所述開口，其中 使所述軸部件穿過的通孔形成在所述蓋部件中，并且 所述軸部件的位于所述蓋部件下方的部分的至少一部分在直徑方面比所述通孔更大。
4.根據權利要求3所述的細胞分離儀器， 其中，所述蓋部件可以包括 第一蓋部件，其中形成有使所述軸部件穿過的第一通孔，和至少一個開口 ；以及第二蓋部件，其中形成有使所述軸部件穿過的第二通孔，并且該第二蓋部件在所述第一蓋部件的上方封蓋該第一蓋部件的所述至少一個開口。
5.根據權利要求I所述的細胞分離儀器， 其中，凹槽可以形成在所述第一容器的外壁和所述第二容器的內壁的至少其中一者中。
6.根據權利要求I所述的細胞分離儀器， 其中，在所述第一容器收容在所述第二容器中的狀態下，該第二容器的上端部分位于該第一容器的上端部分上方。
全文摘要
本發明提供一種細胞分離儀器，包括第一容器，該第一容器在上部中具有開口；過濾部件，該過濾部件形成所述第一容器的下部的至少一部分；分離部件，該分離部件可移動地收容在所述第一容器中以與組織撞擊，從而使細胞分離；以及第二容器，該第二容器以能夠取出所述第一容器的方式收容所述第一容器。
文檔編號C12M1/12GK102899241SQ201210262818
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者鹽山高広, 鈴木茜, 岡野光夫, 清水達也, 原口裕次 申請人:日本光電工業株式會社, 學校法人東京女子醫科大學