一种血液低温保存袋及其快速且均匀的降温和复温方法

1.本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种血液低温保存袋及其快速且均匀的降温和复温方法。


背景技术：

2.血液的低温保存，可以解决现阶段血液资源空间与时间上分配不均匀的根本问题。在深低温保存血液方面，一般将低温保护溶液与相应血液制品(血浆，血细胞等)相互混合后逐步降温至-80℃或者-196℃长期保存。在低温条件下，血液制品的品质一般不会明显改变。决定其品质的关键在于冷冻过程与复温过程所受到的损伤。传统冷冻过程会面临冰晶损伤以及保护剂渗透损伤等，复温过程会有重结晶等情况产生。有较多实验验证了置核保存过后的血细胞更高的存活率以及更好的形态结构，倘若能在保存过程中引入置核的操作，之后再匹配血液细胞的降温速率就可以实现血液细胞的更好的保存。而常用的血液低温保存耗材一般采用pvc材质的血袋，其导热性较差，难以在适合温度(-5～-10℃)下成核，且这一较大容量保存体积在降温过程当中会存在一定程度上的温度不均匀，使得整个体积内部温度场存在较大差异，这不利于血液内部细胞的保存。
3.市面上thawstar等大部分复温设备都是提高外表面温度进行外部加热的形式进行复温，但是外部温度升高必须限制在合理温度范围，一般需要低于42℃，超过该温度会使得细胞活力严重损伤。水浴加热温度从37℃提升到42℃可以一定程度上稍微提升复温速率，但是提升程度非常小，无法从根本上改变其外部加热过程中复温速率过慢的现状。另一方面，由于保存血液一般采用1～2个单位(100～400ml)，由于体积较大，外部加热的复温方式难以及时传导到内部，这是因为热量在较大尺度上扩散需要一定的时间。而这一较大体积的限制，在复温过程中，会形成更大的温度差，不能够实现结构中心区域和边缘区域的同步复温。且由于中心区域复温速率较慢，会使得中心区域样品在复温过程中可能发生冰晶再生长的情况，对血液中重要细胞造成进一步的伤害，严重降低血液保存后质量。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种血液低温保存袋，包括保存袋本体，所述保存袋本体内部设有导热件，所述导热件于所述保存袋本体底部设有多个置核位点，多个所述置核位点与所述导热件一体设置；所述保存袋顶部设有进血口、血液检测通道和出血口，所述进血口、血液检测通道和出血口与多个所述置核位点相对设置。
5.进一步地，所述导热件为金属薄膜，所述金属薄膜设有多个通孔，所述金属薄膜的四周边缘与所述保存袋的四周边缘通过粘胶和热封技术密封粘合。
6.进一步地，多个所述置核位点于所述保存袋底部等间距设置。
7.进一步地，所述金属薄膜厚度为0.2～1mm之间。
8.一种快速且均匀的降温方法，使用上述血液低温保存袋，包括如下步骤：
9.步骤1:将所述血液低温保存袋放置于程序降温仪中，降温至置核温度范围-5℃
～-10℃区间，获得溶液的过冷状态；
10.步骤2：取出所述专用保存袋，并将置核位点快速浸入液氮中，进行局部过冷，形成局部成核点；
11.步骤3：将形成局部成核点的所述血液低温保存袋放回所述程序降温仪中，保持初始置核温度并平衡3～5min；
12.步骤4：所述金属薄膜内部局部区域开始产生晶核生长过程，并于金属薄膜内多处形成晶核，进而整个血袋内部均匀分布有晶核；
13.步骤5：最终，血液低温保存袋整体降温至-80℃或-196℃，并进行长期储存。
14.进一步地，一种快速且均匀的复温方法，使用如上述的血液低温保存袋，特征在于，通过交变磁场激励金属薄膜和对流式水浴分别对血液低温保存袋的内部和外部共同加热，实现快速复温。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
16.1、通过金属薄膜良好的导热性与局部成核位点的设计，可以提高异相成核概率，便于置核操作的成功实现，且内部多孔结构的边缘存在较多成核位点，也有利于不同区域更加均匀成核，对于改善整个大体积血袋内部结晶过程均匀性有较大促进作用；
17.2、金属薄膜可以实现较大速率的大体积快速均匀复温，其内部多孔结构在复温过程会有利于融化的液体的流动换热，大片的金属膜结构作为一个良好的导热结构，会使得整个冻结体系温度场更加均匀快速的升温。
附图说明
18.图1为本发明一种血液低温保存袋底层的结构图；
19.图2为本发明一种血液低温保存袋的中间层的结构图；
20.图3为本发明一种血液低温保存袋的表层的结构图；
21.图4为本发明一种血液低温保存袋整体的结构图。
22.图中，1、底层；2、中间层；3、表层；4、置核位点；5、进血口；6、血液检测通道；7、出血口。
具体实施方式
23.下面将结合示意图对本发明一种血液低温保存袋及其快速降温和升温的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛了解，而并不作为对本发明的限制。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
25.如图1～4所示，一种血液低温保存袋，包括保存袋本体，保存袋内部设有导热件，导热件为灭菌金属薄膜，厚度在0.2～2mm之间，保存袋于其顶部边缘处设有进血口5、血液
检测通道6和出血口7，于底部设有多个置核位点4，血液检测通道6储存少量血液，可以在使用前进行抽取少量血液进行检测，而不用打开进血口5或出血口7，减少污染；而多个置核位点4以及整体金属薄膜结构利于血液低温保存袋整体的置核操作，实现对袋体内部血液均匀的降温。
26.保存袋采用三明治夹层设计，设有表层3、中间层2和底层1。灭菌金属薄膜为中间层2。表层3、中间层2和底层1四周边缘处通过粘胶和热封技术密封粘合。在表层3和中间层2之间以及底层1和中间层2之间形成有用于存放血液的两个溶液腔室，而灭菌金属薄膜整体覆盖设有多个通孔，两个溶液腔室的血液可以通过多个通孔实现两个溶液腔室之间的相互流动。
27.如图1和4所示，本发明中，进血口5、血液检测通道6和出血口7设置于底层1的上边缘，且进血口5、血液检测通道6和出血口7同侧设置。
28.参考图2和图4，值得一提的是，多个置核位点4与灭菌金属薄膜一体设置，且多个置核位点4设置于灭菌金属薄膜的底部，而灭菌金属薄膜的四周边缘与表层3和底层1的四周边缘固定，所以，多个置核位点4设置于血液低温保存袋的底部，本发明设置有3个置核位点4，3个置核位点4等间距设置于保存袋底部。
29.一种通过置核位点实现快速且均匀降温的方法，使用本发明血液低温保存袋。
30.在血液的低温保存过程中，需要将整个血袋逐步降温至-80℃或者-196℃，通过在零下-5～-10℃左右进行置核操作，将外部溶液提前进行预结晶，进而提高胞内低温保护剂浓度，进而在降温过程中可以较为容易实现整个血液低温保存袋中血细胞的降温后玻璃化保存。预置核过程具体方式为，将整个血液低温保存袋在程序降温仪慢速降温至-5～-10℃之间，取出这一血液低温保存袋，将血液低温保存袋的袋体底部的多个置核位点4快速浸没于液氮中，进行局部过冷，形成局部成核点，继续放回程序降温仪保留在初始置核温度平衡3～5min，平衡过程的作用是为了置核操作后冰晶形态更加稳定，利于后续进一步降温过程细胞的存活。下一步，程序降温仪继续进行降温阶段，该阶段中内部金属薄膜部分局部区域会开始产生晶核生长过程，晶核生长速度随着降温速率的增加而增加。而在金属薄膜与溶液接触界面处会形成较多的晶核，均匀分布在整个血液低温保存溶液中，使得整个大体积下的血液低温保存袋中溶液实现较为均匀的成核，对于提升整个大体积血液低温保存袋内部温度与浓度均匀性产生较大促进作用，待降温至-80℃或-196℃后即可进行长期储存。
31.对于上述长期储存的血液低温保存袋的一种快速且均匀复温的方法，使用交变磁场激励金属薄膜，在目前临床上最常见的给血液低温保存袋加热方法是：将血液低温保存袋放入在水浴箱中进行加热。采用水浴箱加热时，是将温度较低的血液低温保存袋放置到37℃左右的恒温水浴中，此时，血液低温保存袋不同位置处的复温过程存在内外不均匀的问题，外部先接触水浴的区域先融化，造成中心区域的血液复温不及时出现冰晶再生长现象，降低复温后的血液质量。而本发明血液低温保存袋，可以利用励磁线圈交变磁场激励内部金属薄膜进行快速产热，结合外部水浴复温的方式，可以实现较大速率的大体积快速均匀复温，内部金属薄膜多孔结构在复温过程会有利于融化的液体的流动换热，大片的金属膜结构也是一个良好的导热结构，会使得整个冻结体系温度场更加均匀快速的升温，提高血液质量。
32.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属
技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。