脂肪组织离心装置和使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于生物混合物例如脂肪组织的组分的筛选和分离的离心装置。所述装置通过离心导致组织通过网孔元件、或筛选螺旋件、或挤压元件，因此材料被分解成浆液，来提供组织中的纤维结构的机械分解。接着可通过离心分离将此已处理材料分离成其组分，以便获得含多能细胞的部分。这些多能细胞可用于各种医疗过程以刺激愈合和组织再生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月31日提交的美国临时专利申请61/934,069的申请日的权益，该申请的公开内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及离心装置。
技术介绍
已知多能细胞用于各种医疗手术以帮助患者受感染部位的愈合，例如通过提供治疗部位的增强的细胞再生。多能细胞可源自生物身体的各种组织用于外科手术中。所述多能细胞可为自体同源的，其中所述患者是用于治疗同一患者的细胞的供体。术语“多能细胞”包括脂肪源性干细胞，其也被描述为脂肪源性干/基质细胞、脂肪源性成体干细胞、脂肪源性成体基质细胞、脂肪源性基质细胞、脂肪基质细胞、脂肪间充质干细胞、成脂细胞、周皮细胞、前脂肪细胞和脂肪抽吸术后的细胞。众所周知的是人体中的脂肪组织包含大量的多能细胞，事实上，脂肪中每单位体积所存储的多能细胞远多于骨髓中每单位体积所存储的多能细胞。一些估计对脂肪组织中每单位体积所存储的多能细胞相对于骨髓中每单位体积所存储的多能细胞的比率给出500:1的因数。为了从脂肪取得多能细胞，一般通过本领域中已知的技术(例如，外科手术或抽脂术)从患者取得脂肪样本。已知利用诸如胶原酶或胰蛋白酶等的酶来分解胶原网络中将脂肪组织保持在一起的肽键，并且分解单个细胞周围的基底膜。一旦完成了此分解，多能细胞便可使用离心分离、沉淀或过滤技术分离出，并浓缩，并且清洗所述浓缩物以去除用来处理脂肪样本的酶(残余物)。去除已添加用来分解胶原网络的剂被认为是至关重要的，因为这些酶被认为导致降低所获得的细胞的存活力。已清洗的浓缩物接着可用于注射回到患者中，以实现加速修复损伤的目的。不幸的是，制备多能细胞的有用样本的这个过程需要若干小时(并且在一些情况下长达14天)，这使得此类手术的临时使用变得困难或不可行；需要多个处理步骤，从而增加感染、无菌性受损的可能性，并且所述过程需要熟练的技术知识。先前已知除了制备与脂肪组织隔离的多能细胞的样本之外，还可将多能细胞与骨髓样本隔离。然而，为了从骨髓取得细胞，患者必须在抽吸骨髓液(BMA)之前忍受骨(例如，髂嵴)中的髓隙/腔的极度不舒服的穿刺。接着BMA样本在离心装置中自旋以获得细胞浓缩物，其接着可被注射到患者中以修复某种损伤。虽然此过程的时间允许手术室中的临时使用，但是所获得的浓缩物的剂量水平可能在不采用培养法来增加浓缩物的情况下不足以用于某些应用。利用BMA的手术相对于使用来自脂肪的多能细胞的手术可能具有竞争力，然而，用于BMA手术的组织的获得的缺点在于需要痛苦的入路手术(accessprocedure)。因此，需要一种快速的多能细胞收集、隔离和浓缩设备和手术，其使得所获得的细胞能够临时用于外科手术中，其中所获得的细胞可在短时帧(少于5分钟)内制得，并且能够遵循简单协议执行，所述协议具有不需要广泛的技术培训的简单步骤。本专利技术通过提供紧凑的、无菌的、自含的、方便使用的离心分离单元以提供与所收集的或所获得的脂肪组织的快速并可靠的多能细胞隔离以及用于快速并可靠地隔离多能单元与所收集的或所获得的脂肪组织的方法而解决了该需求(和其它需求)。脂肪组织可通过本领域中已知的任何方式收集或获得，包含但不限于抽脂术和外科手术获得的脂肪。在脂肪组织的情况下，生物混合物由脂肪和纤维组织以及用于稳定脂肪以便提取的肿胀液(例如，盐水、肾上腺素、利多卡因等)的一部分组成，其中多能细胞驻留在脂肪和纤维组织中。为了隔离多能细胞以进行获取，装置机械地分解胶原结构，并且按比重分离其部分，以便隔离含多能细胞的部分以进行收集并且用在各种类型的手术中，那些手术为诊断的、治疗的或外科的。关于用于再植入的脂肪处理，人们可可替代地以如下方式获得用在外科手术上的所获得脂肪的样本：不需要从组织结构分离出多能干细胞，如刚在上文所述。脂肪转移，例如也被称为自体同源的脂肪移植，涉及患者的脂肪组织的去除和再植入。通常从身体区域如腹部、大腿或臀部去除脂肪材料。根据提取技术(例如，外科手术去除、抽脂术等)，可能有必要从组织提取物去除所获得的样本(例如，肿胀溶液)的某些部分。根据用来获得样本的技术，可能进一步有必要对组织筛选，以便产生同质产物并且展现具有适当粒径的材料以用于预期用途。组织的筛选在许多临床应用中是期望的，在临床应用中再植入样本的途径有限。例如，在存在美观考虑的情况下(例如，面部美容手术)，为了最小化切口留下的伤痕，可通过经由小直径的针来注射材料而执行手术。当用作面部填料时，脂肪移植可改善面部的皱纹和凹陷区域，并且为唇部和脸颊添加丰盈性。脂肪移植还常常用在胸部和臀部增大中，通常代替植入。当前脂肪移植通过使用多种技术和外科手术工具获得脂肪材料而执行。因此，所获得的产物的细胞存活力、纹理(例如，粒径)和组成(例如，脂肪组织、血液、肿胀溶液、油、盐水、水)可因所用的获取技术而大不相同。此导致材料的可变性，其可在再植入之前在处理脂肪样本期间被有利地解决。此外，适用于供再植入用的脂肪样本的制备技术和器械也可能改变，从而潜在地导致为再植入制备的产物可能被筛选成太小而不能用于材料的预期用途的粒径，导致可归因于过度处理的较低细胞存活力、增加洗掉植入材料和植入部位体积损耗的可能性。可替代地，被筛选成太大而不能用于预期用途的粒径的样本可导致对植入的挑战，诸如不均匀的纹理、用于再植入的窄表针的阻塞、以及大粒径移植的血管再生难度，其可不利地影响存活力。需要一种装置，其能够将材料筛选成有利的一致性，并能够提供用于植入的材料的可靠组成，而无关于原始收集技术，以便避免上述问题。进一步需要一种一体式装置，其可在无菌封闭系统中快速处理所获得的脂肪以用于脂肪移植到具有可靠均匀的粒径的同质材料中。理想装置将始终以独立于脂肪样本的初始获取方式的方式对材料筛选。此外，需要一种装置，其能够从所获得的样本去除不想要的成分的大部分，以及保留要植入的成分，诸如通过从样本去除血液、水、盐水、油、肿胀溶液中的一者或多者。此外，理想装置将使破坏样本内的细胞成分和组织结构的可能性最小化，以便使将植入的细胞存活力最大化。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于处理生物混合物(例如，脂肪组织)以及选择性地浓缩其组分的离心装置。那些组分具有不同比重并且在由所述离心装置产生的离心场中可层化。所述离心装置包括处理组件和旋转源。所述处理组件包括内腔室、外腔室、至少一个切割元件和环形网筛。所述内腔室被布置成包含生物混合物，并且具有中心纵轴线，所述内腔室被布置成能够绕所述中心纵轴线旋转；并且包括圆锥形构件、基座和在沿着所述中心纵轴线的第一位置处并径向延伸穿过所述内腔室的至少一个挤压孔。所述外腔室被布置成接收来自所述内腔室的生物混合物并且被同轴地布置在所述内腔室的中心纵轴线上并且被布置在所述内腔室周围。所述外腔室被布置成绕中心纵轴线旋转并且包括外腔室壁和碟状物。所述至少一个切割元件定位在所述内腔室的一部分和所述外腔室的一部分之间，并且被布置成相对于所述内腔室和外腔室的旋转保持静止。所述环形网筛定位在所述切割元件和所述外腔室之间。所述网筛在其中提供一系列开口并且被布置成绕中心纵轴线旋转。所述旋转源耦合到所述内腔室和外腔室。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于选择性地浓缩生物混合物(例如，脂肪组织)的至少一种组分的离心装置。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理生物混合物和选择性地浓缩所述生物混合物的组分的离心装置，所述组分具有不同比重并且在由所述离心装置产生的离心场中可层化，所述离心装置包括：a.处理组件，其包括：i.内腔室，其被布置成接收所述生物混合物，并且具有中心纵轴线，所述内腔室被布置成能够绕所述中心纵轴线旋转，所述内腔室包括具有侧壁和基座的渐缩的管状构件，所述渐缩的管状构件具有径向延伸穿过其中并且位于沿着所述中心纵轴线的第一位置处的至少一个挤压孔；ii.外腔室，其被布置成从所述内腔室接收生物混合物，所述外腔室被同轴地布置在所述内腔室的所述中心纵轴线上并且被布置在所述内腔室周围，所述外腔室具有侧壁和碟状物并且被布置成能够绕所述中心纵轴线旋转；iii.至少一个切割元件，其定位在所述内腔室的一部分和所述外腔室的一部分之间，所述至少一个切割元件被布置成相对于所述内腔室和外腔室的旋转保持静止；和b.旋转源，其用于使所述内腔室和所述外腔室绕所述中心纵轴线旋转。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.31 US 61/934,0691.一种用于处理生物混合物和选择性地浓缩所述生物混合物的组分的离心装置，所述组分具有不同比重并且在由所述离心装置产生的离心场中可层化，所述离心装置包括：a.处理组件，其包括：i.内腔室，其被布置成接收所述生物混合物，并且具有中心纵轴线，所述内腔室被布置成能够绕所述中心纵轴线旋转，所述内腔室包括具有侧壁和基座的渐缩的管状构件，所述渐缩的管状构件具有径向延伸穿过其中并且位于沿着所述中心纵轴线的第一位置处的至少一个挤压孔；ii.外腔室，其被布置成从所述内腔室接收生物混合物，所述外腔室被同轴地布置在所述内腔室的所述中心纵轴线上并且被布置在所述内腔室周围，所述外腔室具有侧壁和碟状物并且被布置成能够绕所述中心纵轴线旋转；iii.至少一个切割元件，其定位在所述内腔室的一部分和所述外腔室的一部分之间，所述至少一个切割元件被布置成相对于所述内腔室和外腔室的旋转保持静止；和b.旋转源，其用于使所述内腔室和所述外腔室绕所述中心纵轴线旋转。2.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述至少一个切割元件包括径向延伸穿过静态元件的至少一个出口孔，所述静态元件设置成邻近于所述内腔室并且在所述内腔室和所述外腔室之间。3.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述至少一个切割元件包括设置在所述内腔室的一部分周围的套筒中的出口开口，所述至少一个挤压孔被布置成通过所述内腔室的旋转而与所述出口开口变成径向对准，并且其中所述内腔室和所述外腔室绕所述中心纵轴线的旋转产生离心场以导致所述内腔室中的所述生物混合物自动地从所述内腔室顶出到所述外腔室中，所述自动顶出在所述内腔室的所述至少一个挤压孔与所述套筒的所述至少一个出口孔径向对准时穿过所述挤压孔以产生颗粒化的生物混合物并将所述颗粒化的生物混合物引入到所述外腔室中，因此所述外腔室的旋转导致所述颗粒化的生物混合物在所述外腔室中层化为至少两个同心的层化组分层。4.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述处理组件进一步包括：iv.网筛，其进一步插置在所述至少一个切割元件和所述外腔室之间，所述网筛中提供一系列开口。5.根据权利要求4所述的离心装置，其中所述网筛包括在大约0.04英寸到大约0.002英寸的范围中的多个开口。6.根据权利要求1所述的离心装置，其另外包括捕集器，所述捕集器定位在所述外腔室内邻近于所述侧壁。7.根据权利要求6所述的离心装置，其中所述捕集器定位在所述侧壁和所述碟状物的一部分之间。8.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述处理组件另外包括固定壳体，所述内腔室和外腔室定位在所述固定壳体中。9.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述离心装置被布置成当所述生物混合物位于所述内腔室中时以第一旋转速度旋转所述内腔室以及当所述生物混合物位于所述外腔室中时以第二旋转速度旋转所述外腔室。10.根据权利要求3所述的离心装置，其中所述离心装置被布置成产生具有长度小于大约1mm的片段的颗粒化的生物混合物。11.根据权利要求1所述的离心装置，还包括可释放耦合件以使得所述处理组件能够选择性地被所述旋转源接合而实现其旋转。12.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述碟状物包括楔形物，所述楔形物从所述碟状物延伸到所述外腔室内部，并且在距离将所述碟状物划分成第一区域和第二区域的所述中心纵轴线的第一径向距离处具有楔形物端部。13.根据权利要求12所述的离心装置，其中所述外腔室的所述侧壁包括弯曲部，所述弯曲部在距离所述中心纵轴线的第二径向距离处，其中所述第二径向距离小于或等于所述第一径向距离。14.一种用于处理生物混合物和选择性地浓缩所述生物混合物的组分的离心装置，所述组分具有不同比重并且在由所述离心装置产生的离心场中可层化，所述离心装置包括：a.处理组件，其包括：i.可旋转腔室，其被布置成接收所述生物混合物，并且具有中心纵轴线，所述腔室被布置成能够...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·T·费希尔，吉诺·布拉迪卡，约翰·E·纳什，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL