[实用新型]一种基于多级透析法清除细胞低温保护剂的微装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于多级透析法去除细胞低温保护剂的微装置，其可用于细胞低温保护剂清除，也可拓展用于红细胞载药或细胞标记。

背景技术

低温保存是用于生殖医学、组织再生和细胞治疗等领域珍贵细胞保存的重要技术。低温保护剂能够使细胞在低温保存过程中避免低温损伤，但是因其负面效应，使用前需将其清除。一些临床治疗(如：干细胞/免疫细胞治疗等)和基础研究(如片上细胞实验室、组织工程等)过程中所需细胞样品大部分为冷冻细胞液且细胞样品量较少，如果使用样品前不将其中的低温保护剂去除则会影响临床治疗效果和基础研究的结果。因此，有效地去除低温保存的微量珍贵细胞样品中的低温保护剂对于临床治疗和基础研究极为重要。

目前，主要通过离心的方法去除细胞悬浮液中的低温保护剂。虽然此方法能在一定程度上去除低温保护剂，但其过程中渗透压的变化、机械应力、细胞聚集以及去除甘油时间不可控性均会对细胞造成损伤，同时其开放环境会造成细胞污染。基于中空纤维的透析和过滤法无法实现低温保护剂的自动清除。更为重要的是，这些方法仅用于大体积细胞悬液，并不适用于微量细胞样品。因此，发展快速、有效、安全的去除微量细胞中低温保护剂的方法非常必要。

近年来，随着微流控技术、软刻蚀技术和光刻技术的发展，可以实现对细胞以及其周围的微环境可控精准操作，如细胞分离、细胞分析以及细胞载体介质的交换等。因此，微流控芯片能用于有效的控制去除低温保护剂过程中细胞的行为以及细胞所处的溶液环境，从而可解决传统法去除低温保护剂过程中所遇到的问题。目前虽已有微流控技术用于低温保护剂的去除，但是现有低温保护剂清除微装置清除效率低、细胞损伤大、细胞回收率低以及流体条件的不可控性依然限制其推广和应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于透析法连续性地清除细胞低温保护剂的微装置，本实用新型提供的微装置能够安全、有效地去除低温保护剂，减少细胞的机械损伤和渗透压损伤，提高细胞的存活率和回收率。

本实用新型提供了一种基于透析法连续地清除细胞低温保护剂的微装置，其包括：

带有第一通道的上层芯片，所述第一通道的深度小于上层芯片的厚度，所述第一通道位于上层芯片的下表面；

所述第一通道包括细胞悬液通道和4个透析单元；

带有第二通道的下层芯片，所述第二通道的深度小于下层芯片的厚度，所述第二通道位于下层芯片的上表面；

所述第二通道包括透析液产生区、透析液收集区和4个透析单元，其中透析液产生区中设置4个混合器；

所述上层芯片和下层芯片从上到下依次排列；在改变上层芯片和下层芯片入、出口的情况下，其位置顺序相应颠倒；

设置在所述第一通道的透析单元和第二通道的透析单元之间的多孔膜，所述多孔膜的一面覆盖于所述第一通道的透析单元，另一面覆盖所述第二通道的透析单元；

所述第一通道的入口和出口与第二通道的入口和出口相互之间独立。

所述第一通道的透析单元、第二通道的透析单元和多孔膜构成透析执行单元。

优选的，所述上层芯片和下层芯片的材质独立地选自有机玻璃或者聚二甲基硅氧烷。

优选的，所述上层芯片和下层芯片的面积独立地在64平方厘米～225平方厘米的范围内，厚度独立地在0.5～1cm的范围内。

优选的，所述第二通道的设计方式为级联式网络。

优选的，所述第一通道和第二通道独立地为矩形凹槽，所述凹槽的深度可变，宽度可变，装置尺寸可变。

优选的，所述第二通道中设置有混合器，所述混合器独立地为改进的特斯拉混合器。

优选的，所述第一通道和第二通道的透析单元为嵌有高低交错排列的微型圆柱阵列的矩形凹槽，所述矩形凹槽的宽度远大于凹槽的深度。

优选的，所述第一通道和第二通道每一级透析单元中心的压力相同。

优选的，所述多孔膜为聚偏氟乙烯微孔滤膜。

在本实用新型的另一方面，所述基于透析法连续地清除细胞低温保护剂的微装置可用于连续地清除细胞低温保护剂，也可拓展用于红细胞载药和细胞标记。

在本实用新型提供的一种清除细胞低温保护剂的微装置中，所述第二通道透析液产生区产生变浓度和变流量的透析液，随后透析液和细胞悬浮液流入透析执行区，逐级地在透析执行区中实现低温保护剂的清除，这种去除低温保护剂的微装置能安全、有效地去除细胞悬浮液中的低温保护剂，具有较高的细胞存活率和回收率。