用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法，该装置包括：第一芯片，其下表面具有第一通道，第一通道包括多个入口及第一混合器；第二芯片，位于第一芯片的下方，其上表面具有第二通道，该第二通道包括入口及第二混合器，其下表面具有第三通道，第三通道包括物质交换区；第三芯片，位于第二芯片的下方，其上表面具有第四通道，第四通道包括物质交换区；至少四片第一多孔膜；及至少一片第二多孔膜；第一芯片的第一通道与第二芯片的第二通道连通；第二芯片的第二通道与第三通道连通。本发明专利技术用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法，能够有效、自动地装载冻干保护剂于红细胞中，提高红细胞冻干存活率和回收率，具有较好的便利性。

【技术实现步骤摘要】
用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法。
技术介绍
冷冻干燥是一种用于长期保存红细胞(RBCs)的常用方法，尤其对保存珍贵的细胞具有重大的意义，它有许多优于传统方法的优点，如可室温储存，性能稳定，便于运输等。为减少冷冻干燥过程中细胞的低温损伤，常需要在保存的细胞悬浮液中加入一定浓度的某种冻干保护剂。维持红细胞膜的完整性是实现红细胞冻干保存的重要前提。海藻糖是一种天然存在的二糖，有研究表明细胞膜两侧存在海藻糖可增强红细胞对寒冷和干燥的耐受性。但由于海藻糖是一种非渗透性保护剂，因此需要提出有效的方法使红细胞负载海藻糖。当前海藻糖负载红细胞的方法主要有脂质体法、电穿孔法、合成物法、和孵化法。在脂质体法中，含有海藻糖的脂质体在孵化后的几个小时后进入红细胞中。在电穿孔法中，在一定的电场强度下，细胞膜成孔，海藻糖通过细胞膜上的孔中被负载，这一过程对细胞膜造成不可逆转的损害。合成物法使用PP-50，一种合成的生物聚合物，来提高红细胞磷脂双层膜的渗透性，以达到负载海藻糖。但过程复杂耗力且PP-50对红细胞的生理影响还有待进一步证实。在孵化法中，红细胞在高渗性海藻糖溶液中长时间孵育。总之，上述方法通常需要多步操作和长时间处理。渗透压成孔法是一种简单的、有效的红细胞负载药物的方法，在过去的几年中已经应用于红细胞负载海藻糖中。然而，在对该方法的研究中，不同实验的结果(例如，加载效率和细胞存活率)是不同的。其原因主要是实验流程是多样化的。因此，冷冻干燥和复水研究的结果也各不相同。为了更好地研究红细胞冷冻干燥的相关条件，有必要开发一种基于低渗成孔的原理负载冻干保护剂(海藻糖)于红细胞的装置。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法，以便解决上述问题的至少之一。(二)技术方案为了达到上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置，包括：第一芯片，其下表面具有第一通道，该第一通道包括多个入口及第一混合器；第二芯片，位于所述第一芯片的下方，其上表面具有第二通道，该第二通道包括入口及第二混合器，其下表面具有第三通道，该第三通道包括物质交换区和出口；第三芯片，位于所述第二芯片的下方，其上表面具有第四通道，该第四通道包括入口、物质交换区和出口；至少四片第一多孔膜：第一片第一多孔膜的第一表面与所述第一芯片的下表面贴合；第二片第一多孔膜的第一表面与所述第一片第一多孔膜的第二表面相对，第二片第一多孔膜的第二表面与所述第二芯片的上表面贴合；第三片第一多孔膜的第一表面与所述第二芯片的下表面贴合；第四片第一多孔膜的第一表面与所述第三片第一多孔膜的第二表面相对，第四片第一多孔膜的第二表面与所述第三芯片的上表面贴合；至少一片第二多孔膜，设置在所述第二芯片的物质交换区和第三芯片的物质交换区之间，其第一表面覆盖所述第二芯片的物质交换区，第二表面覆盖所述第三芯片的物质交换区；所述第一芯片的第一通道与所述第二芯片的第二通道连通；所述第二芯片的第二通道与第三通道连通。在一些实施例中，所述第一通道的深度小于第一芯片的厚度；所述第二通道的深度小于第二芯片的厚度；所述第三通道的深度小于第二芯片的厚度；所述第四通道的深度小于第三芯片的厚度。在一些实施例中，所述第一通道包括第一入口和第二入口，第一入口用于流入低渗溶液，第二入口用于流入红细胞悬浮液，所述第一混合器用于混合经第一入口流入的低渗溶液及经第二入口流入的红细胞悬浮液；所述第二通道包括第三入口，用于流入高渗溶液，所述第二混合器用于混合经第三入口流入的高渗溶液及经第一混合器混合的混合液，得到负载冻干保护剂的红细胞悬浮液；所述第四通道包括第四入口和第一出口，第四入口用于流入等渗溶液；所述等渗溶液由第四通道流至第三芯片的所述物质交换区，所述负载冻干保护剂的红细胞悬浮液经由第二通道、第三通道流至第二芯片的所述物质交换区，与所述等渗溶液进行物质交换，所述第一出口用于流出交换后的等渗溶液；所述第三通道包括第二出口，用于流出交换后的负载冻干保护剂的红细胞悬浮液；所述第一芯片的第一通道与所述第二芯片的第二通道连通，用于使所述第一通道中的混合溶液进入所述第二通道；所述第二芯片的第二通道与第三通道连通，用于使所述第二通道的混合溶液进入所述第三通道。在一些实施例中，设置在所述第二芯片与第三芯片之间的两片第一多孔膜上具有多个开口，所述第二多孔膜设置在所述两片第一多孔膜之间，覆盖所述多个开口。在一些实施例中，所述第一芯片、第二芯片、第三芯片的材质为有机玻璃或聚二甲基硅氧烷，所述第一多孔膜为硅胶多孔膜，第二多孔膜为聚醚砜膜或聚偏氟乙烯微孔滤膜。在一些实施例中，所述第一芯片、第二芯片和第三芯片的面积介于70平方厘米～150平方厘米之间；所述第一芯片、第二芯片和第三芯片的厚度介于5毫米～10毫米之间；所述第一多孔膜的厚度为0.1毫米～0.5毫米，所述第一多孔膜的孔径是20微米～50微米；所述第二多孔膜的孔径为0.1微米～1.2微米。在一些实施例中，所述第一芯片、第二芯片和第三芯片呈阶梯式分布；所述第一通道和第二通道采用T型级联式分布结构，分别包括横向通道和垂直于横向通道的纵向通道，所述横向通道与纵向通道连通；所述第一混合器、第二混合器为S形混合器。在一些实施例中，所述第一通道、第二通道和第三通道为矩形凹槽结构，矩形凹槽的宽度大于凹槽的深度。在一些实施例中，所述物质交换区为中心处具有四个微型矩形柱的矩形凹槽，矩形凹槽的宽度大于凹槽的深度，所述微型矩形柱用于支撑所述第二多孔膜。根据本公开的另一个方面，提供了一种利用所述的装置进行红细胞负载冻干保护剂的方法，包括：将红细胞悬浮液从所述装置的第一芯片的第一通道的第一入口灌入，将低渗溶液从所述第一芯片的第一通道的第二入口灌入，红细胞悬浮液与低渗溶液在所述第一芯片的第一混合器处混合均匀，混合液经第一通道流入第二芯片的第二混合器；将高渗溶液从所述第二芯片的第二通道的第三入口处灌入，高渗溶液和所述混合液流至第二芯片的第二混合器处混合均匀，并经第二芯片的第二通道、第三通道流向第二芯片物质交换区；将等渗溶液从所述第三芯片的第四通道的第四入口处灌入，等渗溶液沿着第四通道流动，流至所述第三芯片的物质交换区，与第二芯片的物质交换区的混合液进行物质交换。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法至少具有以下有益效果其中之一：(1)本专利技术用于红细胞负载冻干保护剂的装置及方法，采用低渗、高渗溶液能够更有效地、自动地装载冻干保护剂于红细胞中，提高红细胞冻干存活率和回收率。(2)本专利技术红细胞负载海藻糖的装置及方法具有自动负载冻干保护剂、血浆分离、细胞培养、和药物筛选等多种功能，具有较好的便利性。附图说明为了更清楚详细地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中提供的红细胞负载冻干保护剂装置结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置，包括：第一芯片，其下表面具有第一通道，该第一通道包括多个入口及第一混合器；第二芯片，位于所述第一芯片的下方，其上表面具有第二通道，该第二通道包括入口及第二混合器，其下表面具有第三通道，该第三通道包括物质交换区和出口；第三芯片，位于所述第二芯片的下方，其上表面具有第四通道，该第四通道包括入口、物质交换区和出口；至少四片第一多孔膜：第一片第一多孔膜的第一表面与所述第一芯片的下表面贴合；第二片第一多孔膜的第一表面与所述第一片第一多孔膜的第二表面相对，第二片第一多孔膜的第二表面与所述第二芯片的上表面贴合；第三片第一多孔膜的第一表面与所述第二芯片的下表面贴合；第四片第一多孔膜的第一表面与所述第三片第一多孔膜的第二表面相对，第四片第一多孔膜的第二表面与所述第三芯片的上表面贴合；至少一片第二多孔膜，设置在所述第二芯片的物质交换区和第三芯片的物质交换区之间，其第一表面覆盖所述第二芯片的物质交换区，第二表面覆盖所述第三芯片的物质交换区；所述第一芯片的第一通道与所述第二芯片的第二通道连通；所述第二芯片的第二通道与第三通道连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于红细胞负载冻干保护剂的装置，包括：第一芯片，其下表面具有第一通道，该第一通道包括多个入口及第一混合器；第二芯片，位于所述第一芯片的下方，其上表面具有第二通道，该第二通道包括入口及第二混合器，其下表面具有第三通道，该第三通道包括物质交换区和出口；第三芯片，位于所述第二芯片的下方，其上表面具有第四通道，该第四通道包括入口、物质交换区和出口；至少四片第一多孔膜：第一片第一多孔膜的第一表面与所述第一芯片的下表面贴合；第二片第一多孔膜的第一表面与所述第一片第一多孔膜的第二表面相对，第二片第一多孔膜的第二表面与所述第二芯片的上表面贴合；第三片第一多孔膜的第一表面与所述第二芯片的下表面贴合；第四片第一多孔膜的第一表面与所述第三片第一多孔膜的第二表面相对，第四片第一多孔膜的第二表面与所述第三芯片的上表面贴合；至少一片第二多孔膜，设置在所述第二芯片的物质交换区和第三芯片的物质交换区之间，其第一表面覆盖所述第二芯片的物质交换区，第二表面覆盖所述第三芯片的物质交换区；所述第一芯片的第一通道与所述第二芯片的第二通道连通；所述第二芯片的第二通道与第三通道连通。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一通道的深度小于第一芯片的厚度；所述第二通道的深度小于第二芯片的厚度；所述第三通道的深度小于第二芯片的厚度；所述第四通道的深度小于第三芯片的厚度。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一通道包括第一入口和第二入口，第一入口用于流入低渗溶液，第二入口用于流入红细胞悬浮液，所述第一混合器用于混合经第一入口流入的低渗溶液及经第二入口流入的红细胞悬浮液；所述第二通道包括第三入口，用于流入高渗溶液，所述第二混合器用于混合经第三入口流入的高渗溶液及经第一混合器混合的混合液，得到负载冻干保护剂的红细胞悬浮液；所述第四通道包括第四入口和第一出口，第四入口用于流入等渗溶液；所述等渗溶液由第四通道流至第三芯片的所述物质交换区，所述负载冻干保护剂的红细胞悬浮液经由第二通道、第三通道流至第二芯片的所述物质交换区，与所述等渗溶液进行物质交换，所述第一出口用于流出交换后的等渗溶液；所述第三通道包括第二出口，用于流出交换后的负载冻干保护剂的红细胞悬浮液；所述第一芯片的第一通道与所述第二芯片的第二通道连通，用于使所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁卫平，杜坤，沈依韧，邹丽丽，刘婧，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34