用于处理组织和细胞的方法和装置制造方法及图纸

本文提供了一种处理样品的装置和方法，在多个实施例中，所述方法包括旋转安装在支撑板上的一个或更多个微流控芯片。每个微流控芯片能够在支撑板上旋转180

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理组织和细胞的方法和装置
[0001]通过引用任何优先权申请而并入
[0002]在与本申请一起提交的申请数据表中标识的外国或国内优先权要求的任何和所有申请根据37CFR 1.57的规定通过引用并入本文。
[0003]关于联邦资助研究或开发的声明
[0004]本专利技术是在美国政府的支持下完成的，其合同号为1R43DK116389
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01，由美国国立卫生研究院(NTH)国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所(NIDDK)授予。美国政府可能拥有本专利技术的某些权利。


[0005]本申请总体上涉及用于向活细胞、组织、试剂、颗粒和流体施加剪切应力的装置和方法、以及所得细胞在治疗受损组织中的用途。具体而言，该
涉及与基于微流控的装置结合利用旋转力来向活细胞和/或组织、试剂、颗粒和流体施加剪切应力。在多个实施例中，本文所述的方法和装置可用于治疗伤口，例如糖尿病性溃疡、静脉淤滞性溃疡、动脉性溃疡和压迫性溃疡(即，褥疮)。在需要转移处理和收获的脂肪组织时，本文所述的方法和装置可用于与以下外科专业相关的治疗：整形外科手术、关节镜手术、神经外科手术、胃肠外科手术和附属器官外科手术、泌尿外科手术、普通外科手术、妇科手术、胸外科手术、腹腔镜手术，以及在希望美学塑身时的整形和重建手术。

技术介绍

[0006]糖尿病足溃疡(DFU)是糖尿病(DM)的一种严重并发症，并且是非创伤性下肢截肢的主要原因，糖尿病下肢截肢在男性中的发生率与女性相比为2比1。在患有糖尿病的个体中，DFU形成的终生发生率可能高达25％。在2013年，估计有3.84亿人患有糖尿病，预计到2035年这一数字将攀升至5.92亿。DFU的病因是多因素的，主要包括神经病变、血管供应不良和孤立或重复创伤的某些组合。一旦形成DFU，伤口微环境就具有因持续的压力和/或创伤、慢性感染和足底脂肪垫移位而导致的愈合不良的特征。目前治疗DFU的方法费用高昂且结果不可预测；但是，正在出现的证据表明，自体干细胞治疗可能是目前的治疗方案的一种安全有效的替代。
[0007]有多种技术和程序可用于处理组织。在某些应用中，向组织中添加化学物质或酶，以将较大的组织块或聚集体分解成越来越小的块。例如，诸如胶原酶、胰蛋白酶或分散酶等消化酶用于消化组织，例如脂肪组织。这种酶处理通常涉及洗涤，随后是酶降解和离心。由于消化酶的活性水平不同，这种酶法可能存在变动性。此外，这些方法需要额外的试剂成本，包括源自细菌的昂贵的酶，并且需要相当长的时间来完成。这些方法还可能需要额外的处理和/或洗涤步骤，以最大限度地减少酶污染的影响。
[0008]还开发了非酶方法来处理组织，包括脂肪组织。例如，已经提出了超声空化，用于从脂肪组织分离基质血管成分。参见第8,440,440号美国专利，该专利的全部内容通过引用并入本文。其它方法涉及使用微珠来均化脂肪组织，例如在第WO2014/036094号国际专利公
告中公开的方法，该专利公告的全部内容通过引用并入本文。第9,580,678号美国专利(其全部内容通过引用并入本文)公开了一种微流控肿瘤分解装置，该装置使用多个串联布置的通道或级，这些通道或级具有用于分解肿瘤组织的扩张和收缩区域。使用注射泵通过该微流控装置来回传送肿瘤组织。
[0009]诸如脂肪组织等组织的处理对于整形和重建外科领域具有特别的重要性，在该领域中脂肪组织被从一个位置转移到另一个位置，以填充软组织缺损处(即，脂肪移植)。细胞辅助脂肪转移(CAL)是一项涉及向脂肪移植物添加基质血管成分(SVF)的技术，并导致脂肪移植物留存的显著改善。典型情况下，通过使用胶原酶的短时间消化步骤从脂肪组织收获SVF。最近，开发了一种称为“纳米脂肪移植”的技术，利用该技术，通过手工地在两个连接的注射器之间强力传送标准脂肪抽吸物而使其均质化，然后将均质化的脂肪抽吸物重新注射到人类患者体内，以修正表面皱纹和色素沉着。还发现，纳米脂肪处理方法可以作为机械地解离SVF的手段，同时还对细胞施加压力以产生多能干细胞或甚至多能干细胞群。例如，已知源自纳米脂肪的SVF具有更大比例的间质干细胞(MSC)、源自脂肪的干细胞(ADSC)、内皮祖细胞(EPC)和多系分化持续应激(Muse)细胞。据推测，施加于细胞的应力大小与干细胞样特性直接相关。
[0010]例如，间质干细胞(MSC)可用于治疗糖尿病溃疡。目前对糖尿病足溃疡的治疗(例如同种异体移植)费用高昂，并且可能因患者的潜在排斥而无效。若这种溃疡得不到治疗，则患者必须接受截肢手术，这反过来又会导致更多的健康并发症。治疗这些溃疡的一个创新方案是通过使用MSC直接治疗这些溃疡。但是，目前获得这种细胞的方法冗长、复杂，并且在细胞产量、数量和可重复性方面产生多变的结果。需要一种快速且经济高效的方法来获得处理的组织。

技术实现思路

[0011]考虑到对于以高效、有效和可重复的方式处理组织的装置、系统和方法的需求，本文提供了这样的装置、方法和系统的多种实施例，以及它们在开发、生产或以其它方式制备用于治疗或施用给受试者的细胞的用途。关于本文公开的产生活化干细胞的装置的各种细节可以在第WO 2017/214323 A1号PCT专利公告中找到，该专利公告的全部内容通过引用并入本文。
[0012]在一些实施例中，提供了一种用于处理生物样品的系统，该系统包括支撑板。该支撑板包括中央部分和至少一个侧臂，所述中央部分配置成与用于提供旋转力的电动机可逆地相互作用，其中所述至少一个侧臂中的每一个包括第一开口和至少一个固定开口。所述系统包括至少一个滑架组件，其中所述至少一个滑架组件配置成与所述至少一个侧臂之一可逆地相互作用。所述系统的至少一个滑架组件包括底座、弹簧平台和固定元件。所述至少一个滑架组件的底座包括顶面、底面、第一臂和第二臂，所述顶面包括至少一个圆形凹槽，所述底面包括配置成穿过所述至少一个侧臂之一的第一开口延伸的柱。所述弹簧平台包括位于弹簧平台的底面上的至少一个圆形凹槽、第一接合部分和第二接合部分。所述弹簧平台邻近底座的顶面布置。所述固定元件配置成将芯片组件固定在所述至少一个滑架组件上。所述至少一个滑架组件可以包括至少一个被保持在底座与弹簧平台之间的弹簧，其中所述至少一个弹簧在第一端处固定在底座的至少一个圆形凹槽中，在顶端处固定在弹簧平
台的至少一个圆形凹槽中，其中所述至少一个弹簧配置成在弹簧平台上提供向上的力。所述多个滑架组件中的每一个至少能够旋转大约180度。
[0013]在其它实施例中，所述弹簧平台可以配置成响应于芯片组件的插入或移除而在第一位置与第二位置之间移动。在其它实施例中，所述弹簧平台还可以包括凸片，并且所述固定元件还包括配置成接收弹簧平台的凸片的通道，并且其中在弹簧平台配置成在第一位置与第二位置之间移动时，凸片配置成在固定元件的通道内移动。在其它实施例中，所述固定元件包括至少一个配置成导引和定位芯片组件的导轨。在其它实施例中，所述弹簧平台的第一接合部分配置成保持底座的第一臂，并且其中所述弹簧平台的第二接合部分配置成保持底座的第二臂。在其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理生物样品的系统，包括：支撑板，其包括：配置成与用于提供旋转力的电动机可逆地相互作用的中央部分，以及至少一个侧臂，其中所述至少一个侧臂中的每一个包括第一开口和至少一个固定开口；至少一个滑架组件，其中所述至少一个滑架组件配置成与所述至少一个侧臂之一可逆地相互作用，其中所述至少一个滑架组件中的每一个包括：底座，其包括：顶面，其包括至少一个圆形凹槽，底面，其包括配置成穿过所述至少一个侧臂之一的第一开口延伸的柱，第一臂，以及第二臂；弹簧平台，其包括：至少一个位于弹簧平台的底面上的圆形凹槽，第一接合部分，第二接合部分，并且其中所述弹簧平台邻近底座的顶面布置，至少一个被保持在底座与弹簧平台之间的弹簧，其中所述至少一个弹簧在第一端处固定在底座的至少一个圆形凹槽中，在顶端处固定在弹簧平台的至少一个圆形凹槽中，其中所述至少一个弹簧配置成在弹簧平台上提供向上的力，以及配置成将芯片组件固定在所述至少一个滑架组件上的固定元件；并且其中所述多个滑架组件中的每一个至少能够旋转大约180度。2.如权利要求1所述的系统，其中所述弹簧平台配置成响应于芯片组件的插入或移除而在第一位置与第二位置之间移动。3.如权利要求2所述的系统，其中所述弹簧平台还包括凸片，并且所述固定元件还包括配置成接收弹簧平台的凸片的通道，并且其中在弹簧平台配置成在第一位置与第二位置之间移动时，凸片配置成在固定元件的通道内移动。4.如权利要求1所述的系统，其中所述固定元件包括至少一个配置成导引和定位芯片组件的导轨。5.如权利要求1
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4所述的系统，其中所述弹簧平台的第一接合部分配置成保持底座的第一臂，并且其中所述弹簧平台的第二接合部分配置成保持底座的第二臂。6.如权利要求1
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5所述的系统，其中所述弹簧平台还包括配置成将芯片组件导引到所述至少一个滑架组件中的平台。7.如权利要求1
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6所述的系统，其中所述弹簧平台包括位于弹簧平台的底面上的防溅板，该防溅板配置成防止流体被引入到所述至少一个弹簧中。8.如权利要求1所述的系统，其中所述芯片组件包括：微流控芯片，其包括从微流控芯片的第一端延伸到微流控芯片的第二端的流体路径，流体连接在微流控芯片的第一端的第一样品室，以及流体连接在微流控芯片的第二端的第二样品室。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述流体路径包括至少一个扩张区域和多个压缩区域。10.如权利要求9所述的系统，其中所述至少一个扩张区域的半径沿着第一轴线、第二轴线和第三轴线增大，其中所述第一轴线、第二轴线和第三轴线垂直于流体路径的中心轴线，并且其中所述至少一个压缩区域的直径小于所述至少一个扩张区域的直径，其中所述至少一个压缩区域的直径不变。11.如权利要求10所述的系统，其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线彼此垂直。12.如权利要求9所述的系统，其中所述至少一个扩张区域在不止两个维度上增大。13.如权利要求1
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12中的任何一项所述的系统，其中所述流体路径包括多个泪滴形扩张区域。14.如权利要求1
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13中的任何一项所述的系统，其中所述流体路径包括球形或椭圆形扩张区域。15.如权利要求1
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12中的任何一项所述的系统，其中所述流体路径包括多个半泪滴形扩张区域。16.如权利要求15所述的系统，其中所述流体路径包括半球形或半椭圆形扩张区域。17.如权利要求15所述的系统，其中所述流体路径包括D形扩张区域。18.如权利要求1
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17所述的系统，其中所述流体路径包括沙漏。19.如权利要求1
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12所述的系统，其中所述流体路径包括至少两个扩张区域和位于所述至少两个扩张区域之间的至少一个压缩区域。20.如权利要求1
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12所述的系统，其中所述流体路径包括至少三个扩张区域和至少两个压缩区域，其中所述至少两个压缩区域中的每一个都位于相邻的扩张区域之间。21.如权利要求8
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20所述的系统，其中，在微流控芯片与第一样品室或微流控芯片与第二样品室中的至少一个之间设有过滤器。22.如上述权利要求中的任何一项所述的系统，其中所述微流控芯片包括位于微流控芯片的第一端和微流控芯片的第二端上的鲁尔锁。23.一种用于处理生物样品的系统，包括：支撑板，其包括：配置成与用于提供旋转力的电动机可逆地相互作用的中央部分，以及至少一个侧臂，其中所述至少一个侧臂中的每一个包括相互作用区域；至少一个滑架组件，其中所述至少一个滑架组件配置成与所述至少一个侧臂之一可逆地相互作用，其中所述至少一个滑架组件中的每一个包括：底座；位于底座上方的弹簧平台，至少一个被保持在底座与弹簧平台之间的弹簧，其中所述至少一个弹簧配置成在弹簧平台上提供向上的力，以及固定元件；至少一个芯片组件，其包括：微流控芯片，其包括从微流控芯片的第一端延伸到微流控芯片的第二端的流体路径，
其中所述流体路径包括至少一个扩张区域和至少一个压缩区域，其中所述至少一个扩张区域的直径沿着第一轴线、第二轴线和第三轴线增大，其中所述第一轴线、第二轴线和第三轴线垂直于流体路径的中心轴线，并且其中所述至少一个压缩区域的直径小于所述至少一个扩张区域的直径，其中所述至少一个压缩区域的直径不变；流体连接在微流控芯片的第一端的第一样品室，流体连接在微流控芯片的第二端的第二样品室；其中所述至少一个芯片组件被接收在所述至少一个滑架组件内，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：A佐比，A巴哈尼，J斯托夫纳，H萨拉斯，
申请(专利权)人：辛特卫生技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：