專利名稱：用于處理組織以釋放細(xì)胞的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題總體上涉及用于處理組織以獲得細(xì)胞的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
生物材料通常用于治療、診斷或研究應(yīng)用。然而，材料在被用于這些應(yīng)用之前，優(yōu)選的是使材料與其所源于的組織分離。例如，干細(xì)胞可能源于多種類型的組織，包括脂肪組織、肌肉和血液。可能希望在引入患者或用于其他應(yīng)用的進(jìn)一步處理之前將干細(xì)胞從組織分離。為了從組織分離生物材料，通常使組織受到解聚處理或離解處理。組織解聚處理可以涉及比如均化作用和聲作用的機(jī)械方式。在許多情形中，還可能涉及試劑比如酶的使用，這些試劑消化、溶解或改變組織結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)所期望的材料的釋放。例如，為了從脂肪組織獲得干細(xì)胞，可添加比如膠原酶的酶的溶液，以消化脂肪組織的結(jié)締組織成分，從而釋放期望的干細(xì)胞。比如膠原酶的酶的使用可能需要控制在組織解聚處理期間的溫度、PH和其他變量。在組織解聚之后或甚至在組織解聚期間，可使期望的材料經(jīng)受各種提純步驟，可能地包括過濾、離心和親合方法。仍需要用于處理組織(包括解聚和提純步驟)的設(shè)備和方法，以獲得包括細(xì)胞的生物材料。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例中，本公開涉及用于處理組織以從組織釋放細(xì)胞的設(shè)備。該設(shè)備包括第一殼體，第一殼體具有外壁且所述外壁具有選定的形狀。第一殼體適合于接收組織樣品。 第一殼體的外壁是充分多孔的，允許包含源自組織的細(xì)胞的材料通過其中。在該示例中， 設(shè)備還包括第二殼體，第二殼體至少大體上包圍第一殼體且具有帶選定形狀的外壁，該外壁與第一殼體的外壁間隔開，以便在其之間限定出間隙，第一殼體的外壁和第二殼體的外壁之間的間隙具有均勻的寬度或連續(xù)變化的寬度。第一殼體和第二殼體中的至少一個能移動，以輔助在第一殼體中的組織處理并且輔助包含源自組織的細(xì)胞的材料通過第一殼體的多孔外壁。在另一示例中，本公開涉及用于處理組織以從組織釋放細(xì)胞的設(shè)備，其中該設(shè)備具有第一殼體，第一殼體具有帶選定形狀的外壁。第一殼體適合于接收組織樣品且外壁是充分多孔的，允許包含源自組織的細(xì)胞的材料通過其中。設(shè)備還包括第二殼體，第二殼體至少大體上包圍第一殼體且具有帶選定形狀的外壁，該選定形狀基本上與第一殼體的外壁的選定形狀相同或相對于第一殼體的外壁的選定形狀連續(xù)變化。第一殼體和第二殼體還設(shè)置成相對于水平面成小于90度的角度，且第一殼體能相對于第二殼體移動，以輔助流體流過第一殼體中的組織并使包含源自組織的細(xì)胞的材料通過第一殼體的多孔外壁。本公開還涉及一種處理組織的方法。在一個示例中，組織的處理可包括從組織釋放細(xì)胞。在該示例中，將包含細(xì)胞的組織樣品插入第一殼體中。第一殼體具有帶選定形狀且是充分多孔的外壁，允許包括源自組織樣品的細(xì)胞的材料通過其中。第一殼體至少大體上由第二殼體包圍，第二殼體具有帶選定形狀的外壁，該選定形狀基本上類似于第一殼體的外壁的選定形狀或相對于第一殼體的外壁的選定形狀連續(xù)變化。處理還包括將組織釋放劑引入所述殼體中的至少一個中。處理還包括使第一殼體和第二殼體中的至少一個移動， 以處理組織樣品并使包含源自組織樣品的細(xì)胞的材料通過第一殼體的多孔外壁。


圖1是示例性的用于處理組織的設(shè)備的剖面示意圖；圖加是示例性的用于處理組織的設(shè)備的透視圖；圖2b是圖加中示出的示例的局部剖面透視圖；圖2c是圖加的設(shè)備的分解圖；圖3a是另一示例性的用于處理組織的設(shè)備的透視圖；圖北是圖3a中示出的示例的局部剖面透視圖；圖3c是圖3a所示的設(shè)備的分解圖；圖如是用于處理組織的設(shè)備的另一示例的透視圖；圖4b是圖如所示的設(shè)備的分解圖；圖5是圖如的用于處理組織的設(shè)備的局部剖面圖；圖6是用于處理組織的示例性步驟的示意性流程圖；圖7是利用了攪拌器的用于處理組織的設(shè)備的又一示例的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式盡管此處公開了詳細(xì)的示例，但是應(yīng)理解，這些公開的示例僅是示例性的，且此處描述的各種方面和特征能以所明確示出之外的但對本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的方式單獨(dú)地使用或與其他特征或方面相組合使用。本申請的主題總體上涉及用于處理組織以獲得生物材料的設(shè)備和方法。在優(yōu)選示例中，使用設(shè)備來處理脂肪組織以釋放細(xì)胞，特別是釋放干細(xì)胞。根據(jù)本說明書，在圖1中用附圖標(biāo)記10總體上以橫截面視圖示出了用于處理組織的設(shè)備。該設(shè)備包括具有外壁22的第一殼體12。外壁具有內(nèi)表面2 和外表面22b。第一殼體12適合于接收組織樣品16。設(shè)備10還包括第二殼體18，該第二殼體18的尺寸設(shè)定成使得第一殼體12基本上定位于第二殼體18內(nèi)或由第二殼體18包圍。第二殼體18包括具有內(nèi)表面19a和外表面19b的外壁19。第一殼體12的外壁22的至少一部分是多孔的。第一殼體12的外壁22的多孔部分允許期望的材料通過其中，而其他不期望的材料被保留在第一殼體中。例如，細(xì)胞20可在解聚處理中從組織樣品16被釋放出來并且可從第一殼體12的內(nèi)部通過第一殼體12的外壁22的微孔，而較大的組織片斷M可被保留在第一殼體12內(nèi)。通過第一殼體12的外壁的多孔部分的細(xì)胞20可傳遞到第一殼體12和第二殼體18之間的空間或間隙沈內(nèi)。在一個示例中，第一殼體12和第二殼體18的外壁22、19具有基本上相同的形狀。 更具體地，第二殼體18的外壁19的內(nèi)表面19a(在所示實(shí)施方式中)為大體圓筒形，而第一殼體12的外壁22的外表面22b也為大體圓筒形，從而在其間限定出間隙26。第一殼體和第二殼體可為同軸的，從而在它們之間限定出具有基本上均勻的寬度26a的間隙。可選地，如果希望的話，則各自的軸可偏離，從而限定出具有變化寬度的間隙。而且，盡管所示的組件利用了都為圓筒形的殼體，但是不必需需要兩者中的任何一個為圓筒形形狀或兩者都為圓筒形形狀。第一殼體12的壁22的外徑和第二殼體18的壁19的內(nèi)徑被選擇為使得第二殼體18的內(nèi)表面19a圍繞第一殼體12的外表面22b。換句話說，內(nèi)表面19a和外表面22b 處于面對的布置且在其間限定出間隙26，即在第一殼體和第二殼體的外壁之間限定出間隙 26。間隙的寬度可針對期望的分離、待使用的離解流體的量來選擇，并且根據(jù)需要產(chǎn)生或限制間隙內(nèi)的剪切力或湍流。例如，在圖1的示例中，盡管未按比例繪制，但是第一殼體12的外壁22如圖所示地可以是圓筒形，且具有從約IOcm至約12cm的外徑。第二殼體18的外壁19則同樣可以是圓筒形且具有從約12cm至約15cm的外徑。而且例如，第一殼體12的壁22的外表面22b和第二殼體18的壁19的內(nèi)表面19a之間的間隙沈可具有范圍在從約 Icm至約2. 5cm的間隙寬度^a。這可對應(yīng)于具有在第一殼體12內(nèi)接收約500ml組織的容量以及在第二殼體18內(nèi)約700ml的總?cè)萘康氖纠栽O(shè)備。如上面提到的，第一殼體12和第二殼體18優(yōu)選地具有共同的縱軸，且在具有適當(dāng)?shù)南鄳?yīng)地基本上相似的形狀的情況下，在第一殼體12的外壁22的外表面22b和第二殼體 18的外壁19的內(nèi)表面19a之間提供了基本均勻的間隙沈。然而，應(yīng)理解，殼體替代性地可以不共用共同的軸線，在該情形下，間隙寬度26a將不是均勻的，而是將圍繞裝置連續(xù)變化。此外，對于殼體的預(yù)選定的長度，較小的間隙沈?qū)?dǎo)致具有較小的相對容積的較小空間。因此，第一殼體12的外壁22的外表面22b和第二殼體18的外壁19的內(nèi)表面19a之間的較小的間隙寬度26a將需要較小的體積的可能昂貴的溶液，以用于處理組織以完全浸沒組織樣品，包括用于組織的解聚。因而，可能需要較小量的比如酶的解聚試劑。這可以提供成本方面的益處。此外，殼體的間隙寬度和相對的轉(zhuǎn)速可根據(jù)流體動力學(xué)/處理原因來選擇。例如， 對于給定的殼體12和殼體18之間的相對轉(zhuǎn)速或直徑，較小的間隙寬度26a可以增加流體所經(jīng)受的剪切力或湍流，例如引起間隙內(nèi)的漩渦。這可幫助確保在處理過程中試劑和組織的更完全的混合或增強(qiáng)細(xì)胞穿過多孔的第一殼體外壁的通過能力。較高的剪切力還可通過較高的相對轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，比如，例如如果第一殼體以較高的速度旋轉(zhuǎn)而第二殼體不旋轉(zhuǎn)，或反者過來，或者如果兩個殼體都旋轉(zhuǎn)但以相反的方向旋轉(zhuǎn)以便在兩個殼體之間產(chǎn)生增加的相對轉(zhuǎn)速差。類似地，如果希望更多的脆弱組織或細(xì)胞受到較低的流體剪切力，則在確定第一殼體12的外壁22和第二殼體18的外壁19的相對直徑時可選擇較大的間隙寬度^a，并且/或者可使用較小的相對轉(zhuǎn)速。此外，第一殼體和第二殼體之間的間隙寬度可在軸向方向上變化。因而，例如，當(dāng)以較輕的組織比如脂肪組織工作時，間隙寬度能在設(shè)備的一端處較寬或較窄。更具體地， 第一殼體可具有在第一殼體的頂部的外徑比在第一殼體的底部的外徑大的外壁，從而形成截頭錐形狀。作為一個示例，第一殼體的外徑可以是頂部的外徑比底部的外徑大0.5cm至 1. 25cm,由此第一殼體具有連續(xù)變化的形狀，而第二殼體可具有帶有恒定直徑的外壁，由此第二殼體具有圓筒形的內(nèi)部形狀。這將使得越靠接近設(shè)備的頂部產(chǎn)生越小的間隙，且可能在該位置產(chǎn)生較高的剪切力，以輔助處理可能往往會漂浮或以其他方式積聚在上部區(qū)域的較輕的脂肪細(xì)胞。這樣的越靠近設(shè)備頂部間隙越小也可能由具有圓筒形外壁的第一殼體和具有帶有截頭錐形狀的外壁的第二殼體來實(shí)現(xiàn)，該截頭錐形狀在第二殼體的頂部的直徑比在底部的直徑小。為了處理某些組織，可能希望在給定的轉(zhuǎn)速下，越靠近設(shè)備的底部產(chǎn)生越高的剪切力。在這樣的情形中，如果例如第一殼體具有帶有在第一殼體頂部的外徑比在其底部外徑小的截頭錐形狀的外壁而第二殼體具有帶有恒定直徑的圓筒形的內(nèi)部形狀的外壁，則這能實(shí)現(xiàn)。相對于越靠近設(shè)備的底部產(chǎn)生的剪切力越大來說，越靠近設(shè)備頂部間隙越大可能將在該位置產(chǎn)生較低的剪切力。這樣的越靠近設(shè)備底部間隙越小也可能由具有圓筒形外壁的第一殼體和具有帶有變化直徑例如截頭錐形狀的外壁的第二殼體來實(shí)現(xiàn)，該截頭錐形狀在第二殼體的頂部的直徑比在底部的直徑大。因而，將理解的是，在用于特定的處理過程的設(shè)備的設(shè)計中可以選擇殼體之間的間隙和轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)期望的剪切力，該期望的剪切力將防止第一殼體的外壁中的孔的堵塞并且有助于產(chǎn)生組織的離解。當(dāng)構(gòu)造設(shè)備時，第一殼體12和第二殼體12可由各種材料(包括一次性材料)中的一種或多種材料形成。在優(yōu)選的示例中，殼體也以使殼體大體上剛性的方式由材料形成。 材料可包括玻璃、塑料和金屬和/或這些材料的組合。在一個示例中，第二殼體可至少部分地由允許第二殼體所包圍的空間(包括第一殼體)可視的相對透明的材料構(gòu)成。在示例性的設(shè)備中，第一殼體12的外壁22的多孔部分可由網(wǎng)孔板(mesh panel) 形成。網(wǎng)孔板可包括具有孔的模制板、無紡膜或具有由一種或多種材料形成的股的織物結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中所述股被編織在一起以形成多孔結(jié)構(gòu)?？捎迷谠撛O(shè)備中的材料可以是美國專利6，491，819,5, 194，145,6, 497，821或美國公布申請20050263452中描述的類型， 所有這些文獻(xiàn)都通過引用包含在此。網(wǎng)孔板的材料可被涂有防止組織、細(xì)胞、分子或試劑粘到外壁22或與外壁22化學(xué)反應(yīng)的材料。例如，多孔部分可以包括編織到一起并涂有特氟綸的金屬絲。不管其各自的形狀如何，外壁22的孔的直徑可被設(shè)定成等同于在從約5 μ m 至約3000 μ m的范圍中的大小。在優(yōu)選示例中，孔的直徑等同于約200 μ m或更大。此外， 第一殼體12的外壁22的內(nèi)表面2 和外表面22b可被改變成使得組織處理劑或提純劑被粘結(jié)或整合到外壁22的材料內(nèi)。在各種示例中，第一殼體12和第二殼體18中的至少一個可以是可移動的，以輔助組織處理并且輔助材料比如細(xì)胞通過第一殼體12的多孔外壁22。殼體可以根據(jù)需要被搖動、旋轉(zhuǎn)、攪拌或以其他方式移動。一個或兩個殼體的移動可以例如防止組織片斷M粘到第一殼體12且也可有利于組織釋放劑在整個組織樣品中的均勻分布。在一個示例中，第一殼體相對于第二殼體旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速可以是例如每秒約1轉(zhuǎn)。然而，應(yīng)理解，可根據(jù)需要選擇其他速度。這樣的旋轉(zhuǎn)行為可以用于提高第一殼體12的多孔外壁22和空間沈內(nèi)的液體之間的剪切速率，以防止多孔壁22被處理中使用的組織或其他材料的固體部分堵塞。因而，轉(zhuǎn)速可被改變，以在第一殼體12的多孔外壁22的表面處實(shí)現(xiàn)期望的剪切速率。盡管一個殼體相對于另一殼體的連續(xù)旋轉(zhuǎn)可能是優(yōu)選的，但是一個殼體相對于另一殼體的旋轉(zhuǎn)振動或改變轉(zhuǎn)速和/或方向可用以提高離解的速率或程度。在一些示例中，殼體的移動可通過將殼體配合到具有下方的基座的耐用裝置或可再用裝置而實(shí)現(xiàn)，其中所述裝置可包括比如適合于與殼體相互作用和移動殼體的一個或多個馬達(dá)的裝置。該基座還可包括用以控制和監(jiān)測溫度、PH和其他變量的裝置?，F(xiàn)轉(zhuǎn)向圖加至圖2c，以三個視圖示出了組織處理設(shè)備的示例。設(shè)備28包括第一殼體30，第一殼體30包括具有內(nèi)表面3 和外表面32b的多孔外壁32。盡管在該示例中第一殼體30的外壁32被示出為幾乎全部為多孔的，但是根據(jù)需要該壁可以僅部分為多孔的。而且，在該示例中，第一殼體30的外壁32基本上為圓筒形。壁32的孔尺寸被選擇成例如在上述公開的范圍內(nèi)，以允許期望的生物材料比如源于放置在第一殼體30中的組織的細(xì)胞的通過。如該示例所示，第一殼體30被第二殼體36包圍。第二殼體36包括具有內(nèi)表面37a和外表面37b的外壁37。外壁37也是大體上的圓筒形，且因此具有與第一殼體 30的外壁32大體上相同的形狀。在相對面向的第一殼體壁32的外表面32b和第二殼體壁 37的內(nèi)表面37a之間可限定出空間或間隙38。殼體30的外壁32和殼體36的外壁37各自的直徑以及第一殼體30的外壁32的外表面32b和第二殼體36的外壁37的內(nèi)表面37a 之間的相對間隙寬度38a優(yōu)選地落入上面關(guān)于圖1的示例所公開的范圍內(nèi)，但是可以根據(jù)預(yù)期的處理的需要而被改變。此外，第一殼體30和第二殼體36可以是可移除的，以方便處理、清潔或用于其他目的。在圖加至圖2c所示的示例中，第一殼體30可以具有罩或蓋39， 第二殼體36可以具有罩或蓋40，該罩或蓋39、40配合各自的殼體的上開口。罩可以密封設(shè)備觀的內(nèi)容物使其與外部環(huán)境隔離。罩或蓋39、40可以是可移除的，以方便組織的放置或移除，或者以便于以其他方式允許需要時獲取殼體的內(nèi)容物。每個相應(yīng)的殼體的底部也可包含罩或蓋(未顯示)或每個殼體的外壁可延伸形成底壁或表面。如上面提到的，第一殼體和第二殼體可適合于配合到基座結(jié)構(gòu)42?；?2可包含馬達(dá)，該馬達(dá)用于使第一殼體30相對于第二殼體36振動、旋轉(zhuǎn)或以其他方式移動，以攪拌至少一個殼體并且便于組織解聚、和細(xì)胞從組織樣品的釋放?；Y(jié)構(gòu)還可包括控制和監(jiān)測溫度、PH或其他合適變量的裝置。殼體和相關(guān)的基座可利用美國專利No. 5，194，145中說明的原理和結(jié)構(gòu)，在該原理和結(jié)構(gòu)中，內(nèi)殼體和外殼體之間的相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生剪切應(yīng)力，減緩裝置內(nèi)的堵塞，從而提高過濾。圖3a至圖3c示出根據(jù)本公開的設(shè)備44的另一示例。與前述示例一樣，第一殼體 46具有適合于接收組織樣品的外壁48。外壁48包括內(nèi)表面48a和外表面48b，且與上述示例一致地是充分多孔的，允許包含源于組織樣品的細(xì)胞的材料通過其中，同時優(yōu)選地保留不期望的材料。第一殼體46被具有外壁51的第二殼體50包圍，外壁51包括內(nèi)表面51a 和外表面51b。第一殼體可具有罩或蓋52，第二殼體可具有罩或蓋M，并且所述殼體具有類似地成形的外壁，所述外壁在該示例中為截頭錐形狀，或如上討論地可以具有在殼體之間產(chǎn)生變化的間隙的不同的形狀。因而，第一殼體46和第二殼體50可被構(gòu)造成如果殼體外壁 48,51的尺寸對應(yīng)且具有基本相同的形狀，在第一殼體46的外壁48的外表面48b和第二殼體50的外壁51的內(nèi)表面51a之間形成具有相對均勻的間隙寬度5 的間隙55。該間隙寬度5 可以是預(yù)選擇的尺寸，且在這些表面之間產(chǎn)生給定的空間，如上面關(guān)于先前示例所討論的。各個表面之間的間隙寬度5 可以根據(jù)如下因素比如前面關(guān)于剪切力、需要的試劑體積或其他因素來選擇，并且還可以根據(jù)各自殼體的形狀而改變。基座結(jié)構(gòu)56可以包括用以使第一殼體和/或第二殼體相對于另一個殼體旋轉(zhuǎn)或攪拌所述殼體中的至少一個的裝置，并且根據(jù)需要還可包括檢測和控制溫度、PH和其他變量的監(jiān)測器及相關(guān)系統(tǒng)。在該示例中，基座56包括馬達(dá)，比如適合于驅(qū)動基座的蓋58上的協(xié)作的齒輪或磁性聯(lián)接器57的齒輪或磁性驅(qū)動器(未示出)，以使第一殼體46以固定的或變化的速度在第二殼體50內(nèi)旋轉(zhuǎn)。而且，盡管第一殼體和第二殼體以同心方式示出，但是軸可以是偏移的，以在圍繞間隙的不同周向位置處提供具有變化的間隙寬度^a的間隙 55，并且如果殼體的形狀不同，則間隙寬度能沿軸向變化。圖如和圖4b顯示了根據(jù)本公開的設(shè)備60的另一示例。在該示例中，第一殼體 62包括外壁64且適合于接收組織樣品。外壁64是充分多孔的，允許包含源于組織的細(xì)胞的材料通過其中，并且外壁64具有內(nèi)表面6 和外表面64b。第一殼體62被具有蓋69的第二殼體68包圍。第二殼體68包括具有內(nèi)表面71a和外表面71b的外壁71。殼體尺寸大小和殼體之間的間隙意圖在上述公開的范圍內(nèi)，并且應(yīng)理解，在該示例中，各個殼體外壁 64、71基本為相同的圓筒狀。在該示例中，第一殼體62和第二殼體68以與設(shè)備60所坐靠的表面成小于90度的角度的方式定位在基座70內(nèi)。如果流體不完全填充第二殼體68，則該成角度或傾斜的定位增加第一殼體內(nèi)的組織的可暴露于布置在設(shè)備60中的流體或溶液的表面積。這樣，可使用較少的溶液同時與第一殼體內(nèi)的更多的組織接觸。對于第一殼體 62的外壁64的外表面64b和第二殼體68的外壁71的內(nèi)表面71a之間的間隙和間隔的選擇，這可提供用以限制實(shí)現(xiàn)期望的處理所需的流體的一種另外的方式?；?0可包括馬達(dá)，該馬達(dá)可用來使第一殼體62相對于第二殼體68旋轉(zhuǎn)以增強(qiáng)組織樣品的處理以及材料通過多孔外壁64，所述材料包括細(xì)胞?；?0還可根據(jù)需要包括控制和監(jiān)測溫度、PH和其他變量的裝置。此外，孔口 72可存在于第二殼體68的底部，以允許來自設(shè)備的流體流動，所述流體包括包含有生物材料比如細(xì)胞的流體。圖5顯示了用于處理組織的設(shè)備74的另一示例。該剖面視圖包括釋放出來的細(xì)胞90和溶液92比如解聚劑溶液。如在前述示例中的，第一殼體76包括多孔外壁78且適合于接收組織樣品。盡管該視圖也未按比例繪制，但另外地，僅為了說明的目的，第一殼體76 以基本上減小的直徑示出。第一殼體76的外壁78包括內(nèi)表面78a和外表面78b。第一殼體76被第二殼體82包圍，第二殼體82包括具有內(nèi)表面8 和外表面8 的外壁85。第一殼體76可以具有罩或蓋83，并且第二殼體82可以具有罩或蓋84，且可定位在基座96中。 雖然如前面論述的，存在如下情形，即在該情形中，不同的橫截面形狀和殼體之間的變化的間隙是有益的，但該示例的殼體76、82的尺寸可在前述公開的范圍內(nèi)，且外壁78、85優(yōu)選地具有對應(yīng)的尺寸以允許他們具有基本上相同的形狀，該相同的形狀在本示例中示出為圓筒形。如前面的示例中的，基座96可包括一個或多個馬達(dá)或驅(qū)動單元比如以磁性方式或齒輪聯(lián)接的驅(qū)動器，該馬達(dá)或驅(qū)動單元可用以移動所述殼體中的至少一個殼體比如使第一殼體相對于第二殼體旋轉(zhuǎn)，以增強(qiáng)第一殼體中的組織處理和包含源于組織樣品的材料的通過，所述材料包括細(xì)胞。基座96還可根據(jù)需要包括控制和監(jiān)測溫度、pH和其他變量的裝置。此外，可以設(shè)置出口 86和管道88，使得生物材料比如在組織解聚期間釋放出來的細(xì)胞
890可流出組織處理器74的第二殼體82。根據(jù)圖5的描述且大體參考圖5，一種使用設(shè)備74的方法大體包括將包含細(xì)胞的組織樣品(例如，包含干細(xì)胞的脂肪組織)插入第一殼體76內(nèi)。在被放置到第一殼體中時，使組織樣品受到解聚處理。解聚處理可包括添加溶液92以有利于生物材料的釋放。生物材料比如細(xì)胞90可在解聚期間被釋放出來且細(xì)胞90可從第一殼體76流過第一殼體76 的多孔外壁78。在該示例中，細(xì)胞被示出為初始地收集在主要地由第一殼體76的外壁78 的外表面78b和第二殼體82的外壁85的內(nèi)表面8 之間的具有間隙寬度94a的間隙94 形成的空間內(nèi)。在解聚過程中，第一殼體和第二殼體中的至少一個可相對于另一個旋轉(zhuǎn)或以其他方式攪拌，以便于細(xì)胞從組織樣品的釋放并且便于細(xì)胞流過第一殼體76的多孔外壁78。根據(jù)該描述，設(shè)備可用于希望解聚的許多組織源。例如，設(shè)備可用于脂肪組織或肌肉，其中具有成人干細(xì)胞。可被釋放的源于組織的材料包括細(xì)胞，其包括有個體細(xì)胞、多細(xì)胞聚合體和與非細(xì)胞材料相關(guān)的細(xì)胞。所釋放的細(xì)胞可包括于一種以上的類型。在一些示例中，生物材料還可以是實(shí)質(zhì)上非細(xì)胞的。在優(yōu)選的示例中，組織處理器可用于處理脂肪組織以釋放干細(xì)胞。在脂肪組織的示例中，可利用包括抽脂術(shù)或脂肪抽吸術(shù)的常規(guī)方式從患者獲得組織。從患者獲得的脂肪組織隨后可直接放入第一殼體內(nèi)或可在被放入第一殼體中之前初始地被沖洗或以其他方式處理。在一個示例中，組織解聚處理可包括組織樣品的酶處理。例如，結(jié)締組織的膠原酶消化可用于實(shí)現(xiàn)從脂肪組織釋放干細(xì)胞。當(dāng)采用酶處理時，可將酶溶液直接添加到組織所放置的第一殼體76中，或添加到第一殼體76和第二殼體82的壁之間的間隙94處的空間， 使得酶從殼體間空間擴(kuò)散到第一殼體76內(nèi)。在解聚處理之后或解聚處理期間，可通過使與細(xì)胞相容的流體流過或泵送通過第一殼體76，使得細(xì)胞從第一殼體由流體流載運(yùn)通過多孔外壁78，而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞90從第一殼體 76流過第一殼體76的多孔外壁78。在一個示例中，流體流連續(xù)地通過第一殼體76，將細(xì)胞從第一殼體載運(yùn)通過多孔外壁78并到達(dá)例如位于第二殼體82的底部處的出口 86，如圖5 中所示。在一個示例中，設(shè)備可直接鏈接到用于進(jìn)一步處理材料的一個或多個系統(tǒng)或設(shè)備。源于組織的材料(包括細(xì)胞)可從組織處理設(shè)備流過出口且可隨后流到用于細(xì)胞的沖洗、減小體積、加工或進(jìn)一步處理的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)比如是采用分離器的系統(tǒng)，所述分離器比如是紡絲膜或[12]離心分離機(jī)，所述進(jìn)一步處理比如是例如經(jīng)免疫選擇提純或其他合適的處理。圖6是顯示了組織處理設(shè)備可如何作為用于多步驟處理和提純細(xì)胞的較大系統(tǒng)的一部分的示意性流程圖。泵(未顯示)可被包括進(jìn)來以有利于材料比如細(xì)胞從組織處理設(shè)備流到細(xì)胞處理系統(tǒng)，所述泵比如是蠕動泵或其他合適的泵。圖7示出了根據(jù)本公開的處理組織的設(shè)備98的另一示例。如前面示例中的，設(shè)備 98包括具有多孔外壁102的第一殼體100，多孔外壁102具有內(nèi)表面10 和外表面102b。 第一殼體102適合于接收組織樣品且被包圍在第二殼體104內(nèi)，第二殼體104包括具有內(nèi)表面10 和外表面10 的外壁105。該示例的殼體100、104的相對尺寸以及各個外壁 102、105之間的距離與前面公開的范圍保持一致。而且，殼體外壁102、105基本上具有相同的圓筒形形狀。在該示例中，設(shè)備還包括設(shè)置在第一殼體100內(nèi)以增強(qiáng)組織處理的攪拌器106。攪拌器106可通過直接接觸組織108以離解或撕裂組織108、通過在第一殼體100內(nèi)產(chǎn)生剪切效應(yīng)、通過促進(jìn)試劑和組織混合或者通過這些效應(yīng)的一些組合而增強(qiáng)組織解聚。在圖7所示的示例中，攪拌器106被構(gòu)造成螺旋鉆，但是可以采用任何其他合適的構(gòu)造，比如槳片、攪漿器或其他器具。螺旋鉆的直徑和長度以及螺旋鉆飛行(flighting)的節(jié)距可根據(jù)特定的要求來選擇。攪拌器106比如螺旋鉆如這里所述地可用于組織處理設(shè)備的任意前述的示例。設(shè)備98還優(yōu)選地包括用于移動攪拌器106的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，例如，比如使上述螺旋鉆旋轉(zhuǎn)。在圖7所示的示例中，螺旋鉆經(jīng)安裝在軸承116中的驅(qū)動軸112而被馬達(dá)114驅(qū)動。 應(yīng)理解，在其他實(shí)施方式中可能期望利用磁性驅(qū)動機(jī)構(gòu)來旋轉(zhuǎn)螺旋鉆，使得第一殼體100 和第二殼體104的內(nèi)容物被完全密封以不受外部環(huán)境影響。根據(jù)該示例，如前面示例中的，將組織樣品放入第一殼體100內(nèi)，第一殼體100包括攪拌器或螺旋鉆106。包含組織解聚劑如膠原酶的溶液也可被放入第一殼體100或第二殼體104內(nèi)。在組織樣品的處理期間，攪拌器106和第一殼體100可都相對于第二殼體104 旋轉(zhuǎn)。攪拌器和第一殼體100可相對于彼此以相同或不同的方向、連續(xù)地或間歇地、以及相同或不同的速度旋轉(zhuǎn)。在優(yōu)選的示例中，攪拌器106和第一殼體100以不同的方向旋轉(zhuǎn)。攪拌器106與組織108的直接接觸可使組織108的離解或撕裂成較小的片斷，增強(qiáng)組織解聚。此外，螺旋鉆的旋轉(zhuǎn)可由于對于組織的剪切效應(yīng)以及組織與解聚試劑的促進(jìn)的混合而促進(jìn)組織解聚。如在前面示例中，組織解聚導(dǎo)致較大的組織片斷108被保留在第一殼體100內(nèi)，而細(xì)胞110通過第一殼體100的多孔外壁102。上述的本發(fā)明主題的方面可已是單獨(dú)地有益或與一個或多個其他方面組合時有益。不限于前述描述的，這里根據(jù)本文主題的一個方面，提供了一種用于處理組織以從組織釋放細(xì)胞的設(shè)備，其中設(shè)備包括具有外壁的第一殼體，該外壁具有選定的形狀。第一殼體適合于接收組織樣品且外壁具有外表面且是充分多孔的，允許包含源于組織的細(xì)胞的材料通過其中。設(shè)備還包括第二殼體，該第二殼體至少基本上包圍第一殼體且具有帶選定的形狀和內(nèi)表面的外壁。第二殼體的外壁的內(nèi)表面與第一殼體的外壁的外表面間隔開以便在其間限定出間隙。第一殼體的外壁的外表面和第二殼體的外壁的內(nèi)表面之間的間隙具有均勻的寬度或連續(xù)變化的寬度。此外，第一殼體和第二殼體中的至少一個是可移動的，以輔助第一殼體中的組織處理并且輔助包含源于組織的細(xì)胞的材料通過第一殼體的多孔外壁。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，殼體適合于裝配到基座內(nèi)。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，基座適合于使第一殼體相對于第二殼體移動。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，基座適合于使第一殼體相對于第二殼體旋轉(zhuǎn)。根據(jù)可用于任一前述三個方面或與任一前述三個方面結(jié)合的另一方面，基座適合于在處理期間以相對于基座所坐靠的表面成小于90度的角度保持第一殼體和第二殼體。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，第二殼體外壁基本是剛性的。
10
根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，所述第一殼體和第二殼體各自的外壁具有基本上的圓筒形形狀。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁是充分多孔的，以允許包括具有從約5μπι至約3000 μ m的直徑的細(xì)胞的材料通過其中。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁是充分多孔的，以允許包括具有約200 μ m的直徑的細(xì)胞的材料通過其中。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁還包括網(wǎng)孔板。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，第一殼體能從第二殼體移除。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，設(shè)備適合于鏈接到用于處理細(xì)胞的系統(tǒng)。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，殼體適合于接收與組織樣品相通的組織釋放劑。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，組織釋放劑是酶。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，組織樣品是脂肪組
幺口
/Ν ο根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，包含細(xì)胞的材料包括干細(xì)胞。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，攪拌器可移動地設(shè)置在第一殼體內(nèi)。根據(jù)可用于任一前述方面或與任一前述方面結(jié)合的另一方面，攪拌器包括能相對于第一殼體旋轉(zhuǎn)的螺旋鉆。根據(jù)另一方面，提供了用于處理組織以從組織釋放細(xì)胞的設(shè)備，包括具有外壁的第一殼體，該外壁具有選定的形狀。而且，第一殼體適合于接收組織樣品且外壁是充分多孔的，允許包含源于組織的細(xì)胞的材料通過其中。設(shè)備還包括第二殼體，第二殼體至少基本上包圍第一殼體且具有帶選定的形狀的外壁，該選定的形狀基本上與第一殼體的外壁的選定形狀相同或相對于第一殼體的外壁的選定形狀連續(xù)變化。第一殼體和第二殼體以相對于水平面成小于90度的角度布置。第一殼體能相對于第二殼體移動，以輔助使流體移過第一殼體中的組織并且輔助使包含源于組織的細(xì)胞的材料通過第一殼體的多孔外壁。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，殼體適合于裝配到基座內(nèi)。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，基座適合于使第一殼體相對于第二殼體移動。根據(jù)可用于前述兩個方面中任一個或與前述兩個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，基座適合于使第一殼體相對于第二殼體旋轉(zhuǎn)。根據(jù)可用于前述四個方面中任一個或與前述四個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第二殼體外壁基本是剛性的。根據(jù)可用于前述五個方面中任一個或與前述五個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體和第二殼體各自的外壁具有基本上的圓筒形形狀。
根據(jù)可用于前述六個方面中任一個或與前述六個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁還包括網(wǎng)孔板。根據(jù)可用于前述七個方面中的任一個或與前述七個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體能從第二殼體移除。根據(jù)可用于前述八個方面中的任一個或與前述八個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，設(shè)備適合于鏈接到用于處理細(xì)胞的系統(tǒng)。根據(jù)可用于前述九個方面中的任一個或與前述九個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，流體包括組織釋放劑。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，組織釋放劑是酶。根據(jù)可用于前述十一個方面中的任一個或與前述十一個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，組織樣品是脂肪組織。根據(jù)可用于前述十二個方面中的任一個或與前述十二個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，包含細(xì)胞的材料包括細(xì)胞。根據(jù)可用于前述十三個方面中的任一個或與前述十三個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，攪拌器可移動地設(shè)置在第一殼體內(nèi)。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，攪拌器包括能相對于第一殼體旋轉(zhuǎn)的螺旋鉆。根據(jù)可用于前述十五個方面中的任一個或與前述十五個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁具有外表面而第二殼體的外壁具有內(nèi)表面，且第一殼體的外壁的外表面與第二殼體的外壁的內(nèi)表面間隔開以限定出間隙。根據(jù)可用于前述十六個方面中的任一個或與前述十六個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁的外表面與第二殼體的外壁的內(nèi)表面之間的間隙具有均勻的寬度或連續(xù)地變化。根據(jù)另一方面，提供了用于處理組織以從組織釋放細(xì)胞的方法，該方法包括將包含細(xì)胞的組織樣品插入第一殼體內(nèi)，其中第一殼體具有帶有選定形狀的外壁且是充分多孔的，允許包含源于組織樣品的細(xì)胞的材料通過其中。而且，第一殼體至少基本上被具有帶選定形狀的外壁的第二殼體包圍，該選定形狀基本上與第一殼體的外壁的選定形狀類似或相對于第一殼體的外壁的選定形狀連續(xù)變化。另外，可將組織釋放劑引入至少一個殼體中?？墒沟谝粴んw和第二殼體中的至少一個移動，以處理組織樣品并使包含源于組織樣品的細(xì)胞的材料通過第一殼體的多孔外壁。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，組織釋放劑被添加到第一殼體。根據(jù)可用于前述兩個方面中的任一個或與前述兩個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，組織釋放劑被添加到第二殼體。根據(jù)可用于前述三個方面中的任一個或與前述三個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，組織釋放劑是膠原酶。根據(jù)可用于前述四個方面中的任一個或與前述四個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，組織樣品是脂肪組織。根據(jù)可用于前述五個方面中的任一個或與前述五個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，源于組織樣品的細(xì)胞包括干細(xì)胞。根據(jù)可用于前述六個方面中的任一個或與前述六個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，使源于組織樣品的細(xì)胞從第二殼體流出到收集裝置。根據(jù)可用于前述七個方面中的任一個或與前述七個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，泵被用于使源于組織樣品的細(xì)胞從第二殼體流出到收集裝置。根據(jù)可用于前述八個方面中的任一個或與前述八個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，使源于組織樣品的細(xì)胞流到用于進(jìn)一步處理的設(shè)備。根據(jù)可用于前述九個方面中的任一個或與前述九個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，使第一殼體和第二殼體中的至少一個移動包括使第一殼體相對于第二殼體移動。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，使第一殼體相對于第二殼體移動包括使第一殼體相對于第二殼體旋轉(zhuǎn)。根據(jù)可用于前述兩個方面中的任一個或與前述兩個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，使第一殼體相對于第二殼體移動包括相對于第二殼體搖動第一殼體。根據(jù)可用于前述十二個方面中的任一個或與前述十二個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，攪拌器被放入第一殼體。根據(jù)可用于前述方面或與前述方面結(jié)合的另一方面，攪拌器沿在一個方向上旋轉(zhuǎn)而第一殼體在相反的方向上旋轉(zhuǎn)。根據(jù)可用于前述十四個方面中的任一個或與前述十四個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，所述第一殼體和第二殼體各自的外壁都具有基本上的圓筒形形狀。根據(jù)可用于前述十五個方面中的任一個或與前述十五個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁具有外表面而第二殼體的外壁具有內(nèi)表面，第一殼體的外壁的外表面與第二殼體的外壁的內(nèi)表面間隔開以限定出間隙。根據(jù)可用于前述十六個方面中的任一個或與前述十六個方面中的任一個結(jié)合的另一方面，第一殼體的外壁的外表面與第二殼體的外壁的內(nèi)表面之間的間隙具有均勻的寬度或連續(xù)變化。盡管上述方面涉及的是它們可以一起使用或組合使用的其他具體方面，但就技術(shù)人員能理解這樣的使用或組合是適當(dāng)?shù)亩?，這些方面也可以與未提及的其他方面一起使用或組合。應(yīng)理解，本公開的示例示出了本公開的原理的一些應(yīng)用。在不偏離本公開的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能做出許多修改。這里所說明的各種特征能夠以任意的組合方式使用且不限于這里具體描述的特定組合。
權(quán)利要求
1.一種用于處理組織以從所述組織釋放細(xì)胞的設(shè)備，包括第一殼體，所述第一殼體具有外壁且所述外壁具有選定的形狀，所述第一殼體適合于接收組織樣品，且所述外壁具有外表面并且是充分多孔的，允許包括源自組織的細(xì)胞的材料從其中通過；第二殼體，所述第二殼體至少大體上包圍所述第一殼體且具有帶選定形狀的外壁和與所述第一殼體的外壁的外表面間隔開的內(nèi)表面，以便在所述外表面和內(nèi)表面之間限定出間隙，所述第一殼體的外壁的外表面和所述第二殼體的外壁的內(nèi)表面之間的所述間隙具有均勻的寬度或連續(xù)變化的寬度；并且所述第一殼體和所述第二殼體中的至少一個能移動，以輔助在所述第一殼體中的組織處理并且輔助包括源自組織的細(xì)胞的材料通過所述第一殼體的多孔外壁。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述殼體適合于配合到基座中。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述基座適合于使所述第一殼體相對于所述第二殼體移動。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述基座適合于使所述第一殼體相對于所述第二殼體旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述基座適合于在處理期間以相對于所述基座所坐靠的表面成小于90度的角度保持所述第一殼體和所述第二殼體。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二殼體的外壁是基本上剛性的。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一殼體的外壁是充分多孔的，以允許包括具有從約5 μ m至約3000 μ m的直徑的細(xì)胞的材料通過其中。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一殼體的外壁還包括網(wǎng)孔板。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述殼體適合于接收與組織樣品相通的組織釋放劑。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括可移動地布置在所述第一殼體內(nèi)的攪拌器。
11.一種處理組織以從組織釋放細(xì)胞的方法，包括a.將包含細(xì)胞的組織樣品插入第一殼體中，其中所述第一殼體具有外壁，所述外壁具有選定形狀且是充分多孔的，允許包括源自組織樣品的細(xì)胞的材料通過其中，且其中所述第一殼體至少大體上由第二殼體包圍，所述第二殼體具有帶選定形狀的外壁，該選定形狀基本上類似于所述第一殼體的外壁的選定形狀或相對于所述第一殼體的外壁的選定形狀連續(xù)變化；b.將組織釋放劑引入所述殼體中的至少一個殼體內(nèi)；以及c.使所述第一殼體和所述第二殼體中的至少一個移動，以處理所述組織樣品并使包含源自所述組織樣品的細(xì)胞的材料通過所述第一殼體的多孔外壁。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述組織釋放劑被添加到所述第一殼體。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述組織釋放劑被添加到所述第二殼體。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括使源自所述組織樣品的細(xì)胞流到用于進(jìn)一步處理的設(shè)備。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中使所述第一殼體和所述第二殼體中的至少一個移動還包括使所述第一殼體相對于所述第二殼體移動。
全文摘要
公開了用于處理組織以釋放包含細(xì)胞的生物材料的設(shè)備和方法。
文檔編號C12M3/08GK102264889SQ200980152434
公開日2011年11月30日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者閔京允 申請人:巴克斯特醫(yī)療保健股份有限公司, 巴克斯特國際公司