一种动物组织无菌脱细胞装置

1.本发明涉及组织工程技术领域，更具体地说，它涉及一种动物组织无菌脱细胞装置。


背景技术：

2.随着经济与社会的发展，生物材料在医学上的应用也显得越来越突出，生物材料是指通过生物的过程形成的材料，包括细胞和细胞外基质。在将生物材料应用于临床时，需要对生物材料进行清洗、杀菌消毒、脱细胞等处理过程。
3.在现有技术中，通常将生物材料与脱细胞试剂通过振荡进行脱细胞，通常需要对生物材料进行预处理去除多余组织，而后将预处理后的生物材料放入大型反应罐中在振荡下进行脱细胞，随着振荡的进行，生物材料容易团聚、缠绕在一起，不利于生物材料与反应罐拍击进行脱细胞，并且，在脱细胞完成后，需要将生物材料分离开来，加强了后续劳动强度，因此，为了提高脱细胞效果，减少后续处理过程，通常采用少量多次的方式对生物材料进行脱细胞，但是，这样限制了生物材料的批处理规模。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种动物组织无菌脱细胞装置，该动物组织无菌脱细胞装置通过采用旋转离心使得脱细胞液和动物组织混合并反应，这样可以防止生物材料相互缠绕成一个整体，从而提高了脱细胞处理的效果；同时该脱细胞装置可以保证全程无菌处理，能够有效的避免或减少灭菌技术的使用，防止采用灭菌技术对脱细胞材料的主要成分和关键结构造成破坏；此外，该装置可以对脱细胞液的温度进行调节，为脱细胞过程提供最佳的温度环境。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种动物组织无菌脱细胞装置，包括罐体，所述罐体的底部设有出液管，所述罐体的顶部设有进液管，所述罐体内侧底部设有支撑块，所述支撑块的底部设有将出液管和罐体内部连通的积液通道，所述支撑块的顶部嵌设有旋转电机，所述旋转电机的输出端设有管壳，所述管壳竖直安装，所述管壳的顶部穿过罐体的顶部与进液管转动连接，所述管壳的侧壁套设有旋转脱细胞装置；
6.所述旋转脱细胞装置包括旋转箱体、多个隔板、多个控制箱体、多个过滤网和多个旋转挡水装置；所述旋转箱体为圆柱形箱体，所述旋转箱体的旋转轴处套接于管壳上，多个所述隔板的外侧壁均与旋转箱体的内侧壁固定连接，且多个所述隔板沿旋转箱体的高度等距分布；多个所述隔板与旋转箱体之间形成多层旋转腔室；所述旋转箱体的外侧壁在多个隔板之间均设有出液通道，多个所述出液通道沿旋转箱体的侧壁等距分布，多个所述控制箱体位于相邻两个出液通道之间，且多个所述控制箱体均与旋转箱体的内侧壁固定连接；所述出液通道和控制箱体内设有相互贯通的滑槽，所述滑槽的顶部和底部均设有开口向滑槽的限位槽一；多个所述过滤网的两端均与出液通道的两端可拆卸连接，多个所述旋转挡水装置分别位于多个控制箱体内；
7.所述旋转挡水装置包括步进电机、轴承、传动杆、多个齿轮和多个弧形挡水板；所述步进电机和轴承分别与旋转箱体的底部和顶部固定连接，所述传动杆的底部与步进电机的输出端固定连接，所述传动杆的顶部穿过旋转箱体内的多个隔板与轴承固定连接，多个所述齿轮均套接于传动杆上，且多个所述齿轮分别位于每层旋转腔室中的控制箱体内，多个所述弧形挡水板分别位于每两个隔板之间的滑槽内，所述弧形挡水板的内侧壁为齿面，所述弧形挡水板的内侧壁与齿轮啮合，所述弧形挡水板的顶部和底部均设有弧形滑块一，所述弧形滑块一位于限位槽一内，所述弧形挡水板用于阻断出液通道；
8.所述罐体的外侧壁设有显示控制面板、控制处理器和电源线接口。
9.通过采用上述技术方案，通过将旋转箱体套接在管壳的外侧壁上，且管壳的底部与旋转电机的输出端固定连接，这样可以通过采用高速旋转使得脱细胞液与动物组织材料之间产生相对运动，可以防止动物组织材料相互之间缠绕，使得脱细胞处理更彻底；通过将齿轮与弧形挡水板的内侧进行啮合，这样可以使弧形挡水板沿着滑槽移动，当弧形挡水板位于出液通道时，可以防止脱细胞液在离心力的作用从出液通道甩出，可使脱细胞液与动物组织材料充分接触，当完成脱细胞过程后，齿轮可使弧形挡水板进入控制箱体中的滑槽中，从而使脱细胞液从出液通道甩出，同时这样可以将动物组织材料全部留在旋转腔室中，提高了脱细胞效率。
10.本发明进一步设置为：所述管壳内设有多个出液支管，多个所述出液支管的出液端分别位于每层旋转腔室中，多个所述出液支管的进液端设有用于分流的文丘里分液头，所述文丘里分液头位于管壳内，所述文丘里分液头的顶部设有主管，所述主管与管壳一体成型，所述主管的顶部设有供液装置，且所述主管与供液装置活动连接。
11.通过采用上述技术方案，在每一个旋转腔室中均设有出液支管，并且出液支管的进液端位于管壳内与文丘里分液头连接，通过文丘里分液头，可以将脱细胞液均匀分流到每一个出液支管内，使得每一个旋转腔室中的脱细胞液均匀，并且这样可以将动物组织材料均匀放入多个旋转腔室中，提高了脱细胞效率。
12.本发明进一步设置为：所述供液装置包括进液管、蠕动泵、连接管和积液装置；所述主管的顶部穿过罐体顶部与进液管的底部旋转密封连接；所述进液管远离主管的端部与蠕动泵的出液端连接，所述连接管的端部与蠕动泵的进液端连接，所述蠕动泵的底部与罐体的顶部固定连接，所述连接管远离蠕动泵的端部与积液装置连接。
13.通过采用上述技术方案，将进液管与主管的顶部采用旋转密封连接，这样可以实现整个旋转箱体的旋转；将蠕动泵的进出液端分别与连接管和进液管连接，可以将脱细胞液抽入旋转腔室中；将积液装置通过蠕动泵连接，可以实现全程脱细胞无菌操作。
14.本发明进一步设置为：所述积液装置包括积液头、多个进液支管、多个开关旋钮和多个脱细胞液箱体；所述积液头的顶部与连接管的端部固定连接，所述积液头的底部与多个进液支管连接，多个所述进液支管远离积液头的端部分别与多个脱细胞液箱体连接，多个所述脱细胞液箱体的外侧壁均与罐体的外侧壁固定连接。
15.通过采用上述技术方案，设置多个脱细胞液箱体，可以将不同的脱细胞液放入不同的脱细胞液箱体中，提高了装置的适用性；在每一个进液支管的侧壁均安装开关旋钮，可以单独选择不同的脱细胞液进行脱细胞处理。
16.本发明进一步设置为：所述罐体的侧壁对称设有两个贯穿罐体侧壁的存放通道，
所述存放通道的顶部和底部均设有限位槽二，所述存放通道内设有用于开关存放通道的弧形挡板，所述弧形挡板的顶部和底部均设有弧形滑块二，所述弧形滑块二均位于限位槽二内；所述弧形挡板的外侧壁设有握把。
17.通过采用上述技术方案，通过在罐体的侧壁对称设置两个贯穿罐体侧壁的存放通道，存放通道内安装了弧形挡板，可以通过拉动握把将弧形挡板拉入凹槽中，方便操作者取放动物组织材料。
18.本发明进一步设置为：所述罐体的底部设有四个支撑杆，四个所述支撑杆的底部均设有万向轮。
19.通过采用上述技术方案，通过在支撑杆的底部安装万向轮，方便操作者移动该脱细胞装置。
20.所述控温装置包括多个制冷半导体、两个导热板和多个散热柱，多个所述制冷半导体嵌设在脱细胞液箱体的侧壁内，多个所述制冷半导体的两端分别与两个导热板固定连接，两个所述导热板也嵌设在脱细胞液箱体的侧壁内，两个所述导热板远离制冷半导体的侧壁分别与脱细胞液箱体的内侧壁和外侧壁平齐；多个所述散热柱与位于外侧壁的导热板固定连接；两个控温装置之间的沿高度方向等距设有多个导热棒，多个所述导热棒的两端分别与两个位于脱细胞液箱体内侧的导热板固定连接；所述脱细胞液箱体内固定安装有温度传感器。
21.通过采用上述技术方案，将导热棒的两端分别与两个控温装置相近的导热板固定连接，从而可以将脱细胞液调节到指定温度；将多个导热棒沿着脱细胞液箱体的高度等距安装，这样可以使脱细胞液箱体中的脱细胞液均匀受热，提高了制冷或制热的效率。
22.综上所述，本发明具有以下有益效果：
23.1、通过将旋转箱体套接在管壳的外侧壁上，且管壳的底部与旋转电机的输出端固定连接，这样可以通过采用高速旋转使得脱细胞液与动物组织材料之间产生相对运动，可以防止动物组织材料相互之间缠绕，使得脱细胞处理更彻底；
24.2、通过将齿轮与弧形挡水板的内侧进行啮合，这样可以使弧形挡水板沿着滑槽移动，当弧形挡水板位于出液通道时，可以防止脱细胞液在离心力的作用从出液通道甩出，可使脱细胞液与动物组织材料充分接触，当完成脱细胞过程后，齿轮可使弧形挡水板进入控制箱体中的滑槽中，从而使脱细胞液从出液通道甩出，同时这样可以将动物组织材料全部留在旋转腔室中，提高了脱细胞效率。
附图说明
25.图1是本发明实施例中一种动物组织无菌脱细胞装置的侧面剖视图；
26.图2是图1中a-a处的截面图；
27.图3是图1中a处的放大图；
28.图4是图1中b处的放大图；
29.图5是图1中c处的放大图；
30.图6是本发明实施例中一种动物组织无菌脱细胞装置的正视图；
31.图7是本发明实施例中脱细胞液箱体的侧面剖视图。
32.图中：1、罐体；2、握把；3、传动杆；4、隔板；5、存放通道；6、弧形挡板；7、支撑杆；8、
万向轮；9、支撑块；10、积液通道；11、出液管；12、旋转电机；13、步进电机；14、旋转腔室；15、控制箱体；16、齿轮；17、弧形挡水板；18、旋转箱体；19、轴承；20、管壳；21、进液管；22、出液支管；23、出液通道；24、过滤网；25、蠕动泵；26、滑槽；27、弧形滑块一；28、限位槽一；29、主管；30、文丘里分液头；31、限位槽二；32、弧形滑块二；33、显示控制面板；34、控制处理器；35、电源线接口；36、脱细胞液箱体；37、开关旋钮；38、进液支管；39、积液头；40、连接管；41、散热柱；42、导热板；43、制冷半导体；44、导热棒；45、温度传感器。
具体实施方式
33.以下结合附图1-6对本发明作进一步详细说明。
34.实施例：一种动物组织无菌脱细胞装置，如图1至图6所示，包括罐体1，罐体1的底部安装有出液管11，罐体1的顶部安装有进液管21，其特征是：罐体1内侧底部固定安装有支撑块9，支撑块9的底部开有将出液管11和罐体1内部连通的积液通道10，支撑块9的顶部嵌设有旋转电机12，旋转电机12的输出端固定安装有管壳20，管壳20竖直安装，管壳20的顶部穿过罐体1的顶部与进液管21转动连接，管壳20的侧壁套设有旋转脱细胞装置；
35.旋转脱细胞装置包括旋转箱体18、多个隔板4、多个控制箱体15、多个过滤网24和多个旋转挡水装置；旋转箱体18为圆柱形箱体，旋转箱体18的旋转轴处套接于管壳20上，并且旋转箱体18与管壳20的外侧壁固定连接，多个隔板4的外侧壁均与旋转箱体18的内侧壁固定连接，多个隔板4沿旋转箱体18的高度等距分布，多个隔板4将旋转箱体18分成多层的旋转腔室14；旋转箱体18的外侧壁在多个隔板4之间都开有多个方向的出液通道23，多个出液通道23沿旋转箱体18的侧壁等距分布，多个控制箱体15位于相邻两个出液通道23之间，且多个控制箱体15均与旋转箱体18的内侧壁固定连接；出液通道23和控制箱体15内设有相互贯通的滑槽26，滑槽26的顶部和底部均开有开口向滑槽26的限位槽一28；多个过滤网24的两端均与出液通道23的两端可拆卸连接，比如两端卡接在控制箱体15的侧壁上，多个旋转挡水装置分别位于多个控制箱体15内；
36.旋转挡水装置包括步进电机13、轴承19、传动杆3、多个齿轮16和多个弧形挡水板17；步进电机13和轴承19分别与旋转箱体18的底部和顶部固定连接，传动杆3的底部与步进电机13的输出端固定连接，传动杆3的顶部穿过旋转箱体18内的多个隔板4与轴承19固定连接，多个齿轮16均套接于传动杆3上，且多个齿轮16分别位于每层旋转腔室14中的控制箱体15内，多个弧形挡水板17分别位于每两个隔板4之间的滑槽26和控制箱体15内，弧形挡水板17可以从控制箱体15中沿着滑槽26滑动到出液通道23处，从而阻断出液通道23，弧形挡水板17的内侧壁为齿面，弧形挡水板17的内侧壁与齿轮16啮合，弧形挡水板17的顶部和底部均设有弧形滑块一27，弧形滑块一27位于限位槽一28内，弧形挡水板17用于阻断出液通道23；
37.罐体1的外侧壁固定安装有显示控制面板33、控制处理器34和电源线接口35；
38.管壳20内安装有多个出液支管22，多个出液支管22的出液端分别位于每层旋转腔室14中，多个出液支管22的进液端连接有用于分流的文丘里分液头30，文丘里分液头30位于管壳20内，文丘里分液头30的顶部连接有主管29，主管29与管壳20一体成型，主管29的顶部安装有供液装置，且主管29与供液装置活动连接。
39.供液装置包括进液管21、蠕动泵25、连接管40和积液装置；主管29的顶部穿过罐体
1顶部与进液管21的底部旋转密封连接；进液管21远离主管29的端部与蠕动泵25的出液端连接，连接管40的端部与蠕动泵25的进液端连接，蠕动泵25的底部与罐体1的顶部固定连接，连接管40远离蠕动泵25的端部与积液装置连接；
40.积液装置包括积液头39、多个进液支管38、多个开关旋钮37和多个脱细胞液箱体36；积液头39的顶部与连接管40的端部固定连接，积液头39的底部与多个进液支管38连接，多个进液支管38远离积液头39的端部分别与多个脱细胞液箱体36连接，多个脱细胞液箱体36的外侧壁均与罐体1的外侧壁固定连接。
41.在本实施例中，当操作者使用该装置时，首先将需要脱细胞的动物组织材料放入旋转箱体18的旋转腔室14中，在放入动物组织材料过程中，可通过显示控制面板33来打开弧形挡水板17，显示控制面板33将控制信息传递到控制处理器34中，控制处理器34调节步进电机13旋转，步进电机13带动传动杆3旋转，由于齿轮16都是固定套接在传动杆3上的，并且齿轮16都是与弧形挡水板17啮合，这样可以使原本位于出液通道23的弧形挡水板17沿着滑槽26移动到控制箱体15中，由于过滤网24是与出液通道23的侧壁可拆卸连接，也就是与控制箱体15的侧壁拆卸连接，这样操作者可直接取下过滤网24，然后将动物组织材料放入旋转腔室14中，这里可以将隔板4设置成中间位置交底，边缘位置较高的类锥状，这样防止部分液体从外部旋转腔室14中流出；放置完成后，安装好过滤网24并通过显示控制面板33选择关闭出液通道23，使得齿轮16反向旋转，使得弧形挡水板17遮挡出液通道23并密封；然后在显示控制面板33上选择灌注脱细胞液，并打开指定的开关旋钮37，此时控制处理器34会打开蠕动泵25将指定脱细胞液箱体36中的脱细胞液抽入进液管21中，本发明采用蠕动泵25但不限于用蠕动泵25，也可以采用齿轮泵等加压泵体；脱细胞液通过主管29并通过文丘里分液头30进行均匀分液，使得脱细胞液能够均匀进入每一个出液支管22内，从而灌注到每一个旋转腔室14中；
42.脱细胞过程时，控制处理器34调节旋转电机12旋转，旋转电机12带动管壳20转动，使得脱细胞液和动物组织材料在旋转腔室14中旋转并充分接触，当混合时间到程序设定的值时，控制处理器34调节步进电机13旋转，使得弧形挡水板17进入控制箱体15中的滑槽26内，这样脱细胞液在离心的作用下离开旋转箱体18并通过积液通道10和出液管11排出，由于过滤网24的作用，动物组织材料会遗留在旋转腔室14中；这里优选的将控制箱体15靠近腔室的侧壁设置成如图2所示的圆滑弧面，这样可以防止在离心的作用下控制箱体15破坏动物组织材料；弧形滑块一27和限位槽一28起到一个限位的作用；脱细胞结束后，再打开弧形挡水板17取出动物组织材料；通过电源线接口35连接电源线对整个装置的电性元器件进行供电。
43.罐体1的侧壁对称开有两个贯穿罐体1侧壁的存放通道5，存放通道5的顶部和底部均设有限位槽二31，存放通道5的侧壁开有弧形凹槽(图中未标注)，存放通道5内安装有用于开关存放通道5的弧形挡板6，弧形挡板6的顶部和底部均固定安装有弧形滑块二32，弧形滑块二32均位于限位槽二31内；弧形挡板6的外侧壁固定安装有握把2。
44.在本实施例中，在存取动物组织材料时，需要握住握把2拉动弧形挡板6，使得弧形挡板6进入凹槽内，弧形滑块二32和限位槽二31起到限位的作用。
45.罐体1的底部固定安装有四个支撑杆7，四个支撑杆7的底部均安装有万向轮8。
46.在本实施例中，在支撑杆7的底部设置万向轮8，方便操作者移动该无菌脱细胞装
置。
47.控温装置包括多个制冷半导体、两个导热板和多个散热柱，多个制冷半导体嵌设在脱细胞液箱体的侧壁内，多个制冷半导体的两端分别与两个导热板固定连接，两个导热板也嵌设在脱细胞液箱体的侧壁内，两个导热板远离制冷半导体的侧壁分别与脱细胞液箱体的内侧壁和外侧壁平齐；多个散热柱与位于外侧壁的导热板固定连接；两个控温装置之间的沿高度方向等距固定安装有多个导热棒，多个导热棒的两端分别与两个位于脱细胞液箱体内侧的导热板固定连接；脱细胞液箱体内固定安装有温度传感器。
48.在本实施例中，如图6和图7所示，导热棒44优选铜、铁等导热系数高的金属材料；操作者可以在显示控制面板33上设定脱细胞液的保存温度，控制处理器34将温度传感器45感应的温度与设定温度进行对比，当设定温度低于实际感应的温度时，控制处理器34对制冷半导体43正向通电，使得制冷半导体43靠近脱细胞液箱体36内侧的端部产生冷量，另一端产生热量，产生的热量通过导热板42的热传导和散热柱41的对流换热方式将热量传递到脱细胞液箱体36的外部，而产生的冷量通过另一个导热板42和导热棒44传递到脱细胞液内，这样就实现了对脱细胞液进行降温的效果，并且导热棒44沿着高度方向等距分布，这样能使脱细胞液的温度均匀，使得温度传感器45识别的温度是准确的；同样，当设定温度高于实际感应温度时，控制处理器34调节方向对制冷半导体43通电，这样就使靠近脱细胞液箱体36内侧的制冷半导体43端部产生热量，并通过导热棒44对脱细胞液进行加热；脱细胞液到达指定温度时，停止给制冷半导体43通电；整个控温过程控制处理器34是采用的pid调节方式，这种调节方式能够将温度快速调节到设定温度，并且稳定后温度拨动的偏差能够控制在0.5℃，在脱细胞液箱体36中对脱细胞液进行控温，这样就直接调节了在脱细胞过程中的温度，提高了脱细胞过程的效率；脱细胞液箱体36具有常规的注水口(图中未标注)，当脱细胞液箱体36中无液体时，操作者可以进行添加。
49.工作原理：通过将旋转箱体18套接在管壳20的外侧壁上，且管壳20的底部与旋转电机12的输出端固定连接，这样可以通过采用高速旋转使得脱细胞液与动物组织材料之间产生相对运动，可以防止动物组织材料相互之间缠绕，使得脱细胞处理更彻底；通过将齿轮16与弧形挡水板17的内侧进行啮合，这样可以使弧形挡水板17沿着滑槽26移动，当弧形挡水板17位于出液通道23时，可以防止脱细胞液在离心力的作用从出液通道23甩出，可使脱细胞液与动物组织材料充分接触，当完成脱细胞过程后，齿轮16可使弧形挡水板17进入控制箱体15中的滑槽26中，从而使脱细胞液从出液通道23甩出，同时这样可以将动物组织材料全部留在旋转腔室14中，提高了脱细胞效率。
50.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。