[發明專利]切割裝置

無效

• 申請號: 200880014695.1
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101796181A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 埃里克·松德斯特倫;埃爾斯貝特·奧克松;托馬斯·勞雷;拉爾斯·瓦爾曼
• 申請（專利權）人: 埃里克·松德斯特倫;埃爾斯貝特·奧克松;托馬斯·勞雷;拉爾斯·瓦爾曼
• 主分類號: C12M3/08
• 分類號: C12M3/08;B01L3/00;C12M1/33;C12N5/00;G01N1/18;G01N1/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 焦麗雅

發明領域

本發明涉及一種生物微細網格(microgrid)，其包括至少兩個孔，所述孔的尺寸適合于細胞、細胞團塊、組織或其他生物材料通過所述孔，以及將所述孔彼此分隔的一個或幾個切割束(slicing?beam)，其中當通過所述微細網格時，生物材料被拆分/切割/分裂為至少兩部分；一種切割裝置；一種包含所述切割裝置的設備以及所述微細網格、切割裝置和設備的用途。

發明背景

未成熟細胞，即所謂的干細胞，祖細胞或前體細胞，具有發育為不同類型成熟細胞的潛力，是最有希望用于修補受傷組織的方式。

干細胞(本文中表示所有類型的未成熟的、多能的細胞)可以從不同來源分離得到。胚胎干細胞來源于多余的受精卵細胞，胎兒干細胞分離自胚胎/胎兒組織，成人干細胞來自于不同類型的成人組織，腫瘤被用于(提取)腫瘤干細胞。將這些自我更新的細胞置于細胞培養系統進行擴增，以提供用于不同實驗和臨床目的的來源。除了干細胞培養外，許多成熟細胞也進行細胞分裂，能夠使用與干細胞相同的培養方式進行擴增。

細胞培養于適合其存活和生長的環境下，其或者是貼壁培養物(即，所有細胞附著于細胞培養瓶或培養盤的底部)，或者是自由懸浮的細胞團塊。隨著時間延長，每個培養瓶的細胞數不斷增加，最終需要將細胞拆分至更多細胞培養瓶。拆分細胞通常包括將細胞分離至單一細胞的均質懸液中(解離)。解離通過研磨的機械方式，或者通過添加蛋白水解酶類來進行。可選擇的，細胞團塊可切割成較小的塊，而不用解離。該方法包括使用保險刀片或剪刀切割組織，其非常耗時，且容易污染。

在整個過程中使細胞的死亡最小化是細胞培養中細胞進行成功擴增的先決條件。解離過程總是導致一些細胞死亡，可能是由于解離期間的細胞膜破裂以及將其作為單一細胞進行再接種后的細胞崩解所帶來的綜合影響。根據細胞間連接強度的不同，不同的細胞類型在解離過程中可能更易受損傷。因此對該過程進行優化是十分重要的。

在解離過程中加入酶除了會產生低濃度的酶保留在用于細胞治療的細胞中的問題以外，還會導致引入污染的風險。總而言之，開發一種方法增強細胞培養的存活與擴增，并消除外源性酶的使用，是很有好處的。

可重復的生物組織的剪切或切割作為操作過程重要的組成部分還有其他應用。所謂的器官型培養即建立在使用組織薄層切片的基礎上，其通常為200-400μm的尺寸。這些切片被置于培養體系中，以保持所使用的器官的單元組織。這些組織切片或棱片(prisms)還用于體外實驗，例如用于研究將組織露置于一種藥物下時的代謝變化。近幾年我們同樣注意到組織切片被用于所謂的高容量篩選中，后者是在復雜的細胞系統例如器官型培養中利用大規模檢測藥物和底物的檢測系統。

發明概述

本發明涉及一種生物材料切割裝置。所述切割裝置屬于一種技術平臺，由微-網格(micro-grids)組成，在此稱為微細網格(microgrids)，其用于將生物材料切割成目標小塊。所述微細網格包括至少兩個孔，所述孔的尺寸適合于細胞、細胞團塊、組織或其他生物材料通過所述孔，以及將所述孔彼此分隔的切割束，其中當通過所述微細網格時生物材料被拆分/切割/分裂為至少兩部分。

根據另一個方面，本發明涉及一種設備，其包括所述切割裝置，該設備用于細胞培養，以將細胞團塊切割為較小的團塊。

在最后一個方面，本發明涉及所述切割裝置或所述設備的用途。

通過提供一種切割裝置和所述設備，能夠將組織、細胞團塊和其他生物材料切割為具有目標體積的精細的小塊，切割過程高度可再現且可以大量進行。該技術可以很容易的用于流體系統中，使用自動化程序來切割組織或細胞團塊。在此描述的裝置可以用于細胞培養，來切割干細胞、前體細胞、祖細胞或成熟細胞的團塊，切割過程中進行抽吸或注射以使其穿過該裝置，從而避免酶促解離和對胰蛋白酶的需求，以及避免伴隨著大量細胞死亡的機械解離。

附圖簡述

圖1-5示意了本發明的不同實施方式。

圖6描述了如何將細胞簇穿過安裝在一個組織裝置中的所述微細網格。

發明詳述

定義

本申請和發明的上下文中采用下述定義：

術語″細胞培養″表示有活力的細胞或組織在其原始分離來源的生物體外部，在人工條件下維持或短或長的時間所進行的過程和采用的條件。

術語″細胞團塊″表示兩個或多個細胞彼此連接。其包括任何人工的或天然產生的細胞團塊或細胞簇。