一种血小板体外释放系统及血小板生产方法技术方案

本发明专利技术提供一种体外血小板体外释放系统及血小板制备方法，包括：盖体、腔体部、原料进口、产品出口及驱动液体进口，腔体部设于盖体内部，原料进口、产品出口及驱动液体进口均设于盖体的表面；滤膜包括滤膜本体及设于滤膜本体上的若干个过滤孔，过滤孔呈锥形，过滤孔的大口朝向上半腔体部，过滤孔的大口口径为6μm～20μm，小口口径为2μm～6μm，滤膜本体的厚度为10μm～100μm；压力调节装置及流量调节装置。本发明专利技术的有益效果在于：巨核细胞进入微流控芯片被锥形微孔阵列截留并在压强作用下发生形变，部分被挤到锥形小孔外部，巨核细胞在受平行滤膜剪切力和微结构所产生的湍流作用下释放血小板。通过巨核细胞可不间断的注入以实现血小板的批量生产。以实现血小板的批量生产。以实现血小板的批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种血小板体外释放系统及血小板生产方法


[0001]本专利技术属于生物材料制造设备领域，具体涉及一种血小板体外释放系统及血小板生产方法。

技术介绍

[0002]血小板具有止血、凝血，促进伤口愈合及参与免疫炎症反应等重要作用，血小板减少或功能障碍会导致出血等多种疾病。临床需求的血小板依赖于志愿者献血，但血小板储存期短、献血者人数的不确定性等往往造成血小板供给不足，因此在体外量产功能性血小板具有重大的临床意义。血小板在体内是由骨髄造血组织中的巨核细胞产生的，即造血组织中的多功能造血干细胞在经过定向分化形成原始的巨核细胞后，进一步发展成为成熟的巨核细胞，然后前血小板从巨核细胞延伸浸入到血管中被释放而生成血小板。目前已证实脐带血造血干细胞、外周血造血干细胞和骨髓造血干细胞均可进行体外培养，并诱导生成巨核细胞，最终生成血小板(Lee等，2014,Strassel等，2016)。用多能干细胞特别是多能诱导干细胞体诱导生成巨核细胞和血小板具有很多独特优势。例如，多能诱导干细胞不仅可以得到可以长期扩增的巨核细胞系，而且可以通过基因操作得到能预防免疫反应的血小板(Sugimoto等2017)。特别是可通过引入的适当转录因子及调控相关的成熟转录因子，得到扩增能力很强和血小板产率更高的巨核细胞(Nakamura等，2014年；Moreau等，2016年)。尽管如此，目前对血小板产生过程的具体机制尚不清楚。最近研究还表明，巨核细胞可从骨髓循环到肺部后再释放血小板。所设计的血小板体外释放装置和方法均有缺陷，各种调控参数也需要优化。
[0003]现有的设备大多限于巨核细胞在静态系统中生长和血小板释放，所得到的巨核细胞和血小板数量十分有限。在流动条件可对成熟的巨核细胞施加剪切力，由此提高血小板释放的效率。例如，Blin等所设计的生物反应器在微流芯片通道中集成了柱状阵列并对其von Willebrand因子基质修饰，以加强与成熟巨核细胞的作用,在剪切力作用下巨核细胞伸长和破碎，以增加血小板释放(Blin等，2016)。Thon等利用压强差的原理开发了一种有两个平行沟道的微流控芯片。在流体压强差的作用下，在第一个沟道中流动的巨核细胞会被带到平行沟道间的空隙中，受困的巨核细胞会将其前血小板延伸到第二渠道并释放血小板(Thon等，2014)。Pallotta等使用带水凝胶可收缩的拉伸丝素蛋白模拟“海绵状”骨髓支架材料，然后将成熟巨核细胞引入期内并施加一定的力，由此可产生功能性血小板(Pallotta等，2011)。上述设备流体通过量小，以致产生的血小板也有限。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种血小板体外释放系统及血小板生产方法。
[0005]具体技术方案如下：
[0006]一种血小板体外释放系统，其不同之处在于，包括：
[0007]微流控芯片，所述微流控芯片包括盖体、腔体部、原料进口、产品出口及驱动液体
进口，所述腔体部设于所述盖体内部，所述原料进口、所述产品出口及所述驱动液体进口均设于所述盖体的表面；
[0008]设于所述腔体部的滤膜，所述滤膜将所述腔体部分为上半腔体部及下半腔体部，所述原料进口与所述上半腔体部连通，所述产品出口与所述下半腔体部连通，所述滤膜包括滤膜本体及设于所述滤膜本体上的若干个过滤孔，所述过滤孔呈锥形，所述过滤孔的大口朝向所述上半腔体部；
[0009]压力调节装置，所述压力调节装置可分别调节所述上半腔体部及所述下半腔体部的压强；
[0010]及
[0011]流量调节装置，所述流量调节装置可分别调节进入所述上半腔体部及进入所述下半腔体部的液体流量。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：将巨核细胞通过带有锥形通孔的锥形滤膜，通过锥形通孔的挤压，受流体压强作用发生形变，被挤到锥形微孔小孔径外部受剪切力的作用分裂产生高产量血小板；同时隔离腔体的设计，更易于收集产品。
[0013]进一步，所述过滤孔的大口口径为6μm～20μm，小口口径为2μm～6μm，所述滤膜本体的厚度为10μm～100μm；
[0014]进一步，所述过滤孔在所述滤膜本体上的分布密度数不小于30万个/cm2。
[0015]进一步，所述下半腔体部的内部设有湍流件，所述湍流件包括湍流件本体及若干个障碍物，所述障碍物分布在所述湍流件本体上。
[0016]采取上述进一步技术方案的有益效果在于：从驱动液体进口进入的驱动液体经过障碍物时，形成湍流，进一步确保流体剪切力的不间断进行。
[0017]进一步，所述湍流件设于所述下半腔体内部底面且与所述滤膜对准。
[0018]进一步，所述压强调节装置安装在与所述上半腔体部及与所述下半腔体部的连通体系中，所述流量调节装置安装在与所述上半腔体部及与所述下半腔体部的连通体系中。
[0019]进一步，所述盖体的表面还开设有控压口，所述驱动液体进口及所述产品出口通过第一通道与所述下半腔体部连通，所述原料进口与所述控压口通过第二通道与所述上半腔体部连通。
[0020]采取上述进一步技术方案的有益效果在于：可以通过控制控压口的关闭或开启，实现维持系统压力稳定性。
[0021]进一步，所述第一通道与所述第二通道的宽为1mm～5mm，所述第一通道与所述第二通道的高为0.2mm～1mm。
[0022]进一步，所述障碍物为平面定向凸起，所述平面定向凸起包括长臂及短臂，所述长臂及所述短臂形成夹角，其夹角方向指向所述驱动液体进口；
[0023]进一步，所述长臂及所述短臂的厚度为0.2mm～1mm，所述长臂及所述短臂的宽为0.1mm～1mm，所述长臂长度为0.5mm～2mm，所述短臂长度为0.2mm～1mm，所述长臂与所述短臂的夹角为45
°
～90
°
。
[0024]采取上述进一步技术方案的有益效果在于：障碍物采取上述结构参数设计可以使湍流件在下半腔体部形成湍流。
[0025]进一步，所述长臂与所述短臂的夹角为60
°
～90
°
。
[0026]采取上述进一步技术方案的有益效果在于：采取上述夹角范围可以使湍流混合效果更好。
[0027]进一步，所述盖体包括相互配合上盖本体与下盖本体，所述上盖本体及所述下盖本体的内部各包含所述腔体部的一部分，所述上盖本体及所述下盖本体之间设有软膜层，所述软膜层设置在腔体两侧且包括上软膜层与下软膜层，所述上软膜层与所述上盖本体连接，所述下软膜层与所述下盖本体连接。
[0028]采取上述进一步技术方案的有益效果在于：上盖本体与下盖本体的分体结构设计可以便于制造及滤膜核心部件的更换，软膜层的设计则可以确保密封性。
[0029]进一步，所述上软膜层与所述上盖本体采用真空键合，所述下软膜层与所述下盖本体采用真空键合。
[0030]进一步，所述血小板释放系统还包括原料容器、血小板收集容器、驱动液体容器及控压容器，所述原料容器与所述原料进口通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血小板体外释放系统，其特征在于，包括：微流控芯片，所述微流控芯片包括盖体、腔体部、原料进口、产品出口及驱动液体进口，所述腔体部设于所述盖体内部，所述原料进口、所述产品出口及所述驱动液体进口均设于所述盖体的表面；设于所述腔体部的滤膜，所述滤膜将所述腔体部分为上半腔体部及下半腔体部，所述原料进口与所述上半腔体部连通，所述产品出口及所述驱动液体进口与所述下半腔体部连通，所述过滤孔呈锥形，所述过滤孔的大口朝向所述上半腔体部；压力调节装置，所述压力调节装置可分别调节所述上半腔体部及所述下半腔体部的压强；及流量调节装置，所述流量调节装置可分别调节进入所述上半腔体部及进入所述下半腔体部的液体流量。2.根据权利要求1所述的血小板体外释放系统，其特征在于，所述下半腔体部的内部设有湍流件，所述湍流件包括湍流件本体及分布在所述湍流件本体上的若干障碍物。3.根据权利要求2所述的血小板体外释放系统，其特征在于，所述障碍物为平面定向凸起，所述平面定向凸起包括长臂及短臂，所述长臂及所述短臂形成45
°
～90
°
夹角，其夹角方向指向所述驱动液体进口。4.根据权利要求1所述的血小板体外释放系统，其特征在于，所述盖体的表面还设有控压口，所述驱动液体进口及所述产品出口通过第一通道与所述下半腔体部连通，所述原料进口与所述控压口通过第二通道与所述上半腔体部连通。5.根据权利要求1所述的血小板体外释放系统，其特征在于，所述盖体包括相互配合上盖本体与下盖本体，所述上盖本体及所述下盖本体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄博鑫，石剑，汪莉，陈勇，
申请(专利权)人：武汉介观生物科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：