软骨微粒获取装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种软骨微粒获取装置。
【背景技术】
[0002]关节软骨缺损临床常见，据统计60%以上膝关节镜手术患者伴有软骨缺损，其中42%为局灶性透明软骨缺损，即缺损的深度不超过钙化软骨层，缺损的面积在2?4cm2之间。由于透明软骨没有血管、神经和淋巴系统，自然修复能力低下，直径超过4mm的缺损几乎不能完全修复。如果不进行及时治疗，损伤将继续加重并引发关节炎，出现关节疼痛肿胀、畸形。针对此类软骨缺损，传统治疗策略是术中采用微骨折方法使骨髓血渗出，利用血凝块中的间充质干细胞增殖、修复软骨缺损，但最终形成的是耐磨性较差的纤维软骨。随着组织工程技术的快速发展，自体软骨细胞移植技术逐渐在临床推广应用，但该技术需要对自体软骨细胞进行体外扩增，然后二次手术植入；由于体外培养难以模拟在体微环境，尤其是缺乏机体免疫系统的监控，植入的软骨细胞通常已经发生表型改变，因此最终形成的修复组织无论在结构上还是成分上都与天然软骨存在本质差异，难以确保其治疗的长期有效性。
[0003]针对上述问题，我们提出:采用自体软骨微粒移植策略将软骨细胞体外扩增过程转移至体内，避免其去分化；同时辅以软骨仿生基质溶胶进行分散与固定，利用在体微环境实现软骨细胞增殖、分泌基质，再生高质量关节软骨。前期研宄表明关节软骨细胞平均密度为14000个/_3，可以采用机械方法将软骨进行粉碎，制备微米级软骨颗粒，使每个颗粒都包含具有增殖能力的软骨细胞，然后与软骨仿生基质溶胶复合后植入体内。软骨微粒中的软骨细胞利用在体微环境，模拟天然软骨形成过程进行增殖、分泌基质，再生修复软骨缺损。
[0004]与传统自体软骨细胞移植技术比，该策略具有以下优势:采用机械粉碎方法、以软骨微粒方式将软骨中的软骨细胞进行分散，无需对软骨细胞进行分离与扩增，辅以仿生基质溶胶一次手术即可完成；利用在体微环境实现软骨细胞增殖，避免体外扩增引起软骨细胞去分化，从而提高再生软骨质量；从软骨缺损边缘获取少量自体软骨，废物利用可以最小限度减少创伤，且不受软骨缺损形状限制。本项目实施以后，可望实现术中发现局灶性关节软骨缺损即可及时进行修补，终止其引发关节炎病理过程，解除患者疼痛、恢复关节运动功能，具有广泛的应用前景。
[0005]然而，要实现上述目标，首先需解决自体软骨微粒制备技术问题。前期研宄表明，粒径在100-150 μm的微粒中的软骨细胞增殖能力最强，但如何高效获取此粒径范围的软骨微粒？且最大限度降低制备过程中软骨细胞的机械损伤？是实现上述目标急需解决的关键技术问题。在前期研宄中，我们尝试采用人工切割的方法制备软骨微粒，虽然能保证微粒中软骨细胞的增殖活性，但存在粒径大小难以控制、劳动强度大、效率低等问题；采用砂轮打磨方式虽然粒径大小可控，且微粒均匀、效率高，但其由于砂轮在打磨过程中会产生热量，致使微粒中的软骨细胞失去活性，无法实现软骨细胞增殖。
[0006]因此，有必要研制一种自体软骨微粒获取装置，高效获取粒径在100-150 μ m的软骨微粒，同时最大限度降低制备过程中软骨细胞的机械损伤，保证软骨微粒中软骨细胞的增殖活性。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明专利的目的在于研制一种自体软骨微粒获取装置解决自体软骨微粒制备技术问题，使用该装置可以高效获取粒径在100-150 μm的软骨微粒，同时最大限度降低制备过程中软骨细胞的机械损伤，保证软骨微粒中软骨细胞的增殖活性。同时解决现有技术中存在的粒径大小难以控制、劳动强度大、软骨细胞增殖活性低等问题。
[0008]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0009]本发明软骨微粒获取装置，包括用于切割软骨微粒的磨钻头、收集软骨微粒的收集系统、驱动磨钻头高速旋转的电机及套装在磨钻头上的负压防护套，所述磨钻头前端为球形或锥形切削头，后端为磨钻杆，所述切削头表面设置有呈螺旋排布的楔形锯齿刀刃，所述负压防护套为一端开口、另一端封闭的管状结构，其封闭端设置有可将安全保护套密封的套装在磨钻杆上的磨钻杆过孔，其开口端与磨钻头的切削头形成环状微粒入口，所述负压防护套的内表面、磨钻杆的外表面及负压防护套的封闭端形成环状微粒通道，所述磨钻杆的远端延伸出安全防护套与电机的驱动轴固定，所述收集系统包括设置在负压防护套外可对微粒通道产生吸附力的真空泵和与微粒通道连通的用于收集软骨微粒的收集器，所述收集系统还包括可对微粒进行稀释的喷水装置，所述喷水装置包括设置在负压防护套外与微粒通道连通的喷水泵。
[0010]进一步，所述楔形锯齿刀刃之间及锯齿之间设置有多个微粒孔，所述磨钻头的磨钻杆为中空管，所述中空管的前端与所述微粒孔连通，其后端用堵头封住。
[0011]进一步，所述中空管分别在真空泵和喷水泵进入负压防护套的入口所在的两个横截面上设置有多个均布在其圆周上的分流孔与微粒通道连通。
[0012]进一步，所述安全防套的端部设置有与钻磨头切削头适形的保护罩。
[0013]进一步，所述收集器为收集盒，所述收集盒与安全防护套之间设置有用于活动连接收集盒的盒座，所述活动连接为设置在收集盒口部外壁的凸起及设置在盒座上与凸起相互紧配的凹槽，所述活动连接至少为两个，且均布在收集盒与盒座的四周。
[0014]进一步，所述磨钻头的球形或圆锥形切削头的直径为2_5mm。
[0015]进一步，所述楔形锯齿刀刃高100-150 μπι，两相邻刀刃之间的间距为100-150 μmD
[0016]进一步，所述微粒孔的孔径为100-150 μ m。
[0017]进一步，所述中空管的管径为150-800 μ m。
[0018]进一步，还包括设置在电机外部的外壳，所述外壳上还设置有控制开关按钮。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]1、通过设置磨钻头及负压防护套，并将磨钻头设置在负压防护套内形成可产生负压进行收集微粒的微粒通道，可在制取软骨微粒的同时，也可以进行软骨的收集，一次性完成切割微粒和收集微粒的过程，大幅节省制取时间，提高制取效率，同时，由于安全防护套可对操作过程有保护作用，使得制取微粒过程更加安全。
[0021]2、将刀刃的深及刀刃间距均设置为100-150 μπι，可保证微粒大小均匀且保证在100-150 μm内，使微粒中的软骨细胞存活率高、分裂增殖能力强。
[0022]3、通过设置孔径100-150 μπι微粒孔并通过中空管与微粒通道连通，其微粒通道与真空泵和喷水泵相连通，一方面在制取过程中，可通过中空管对软骨微粒进行喷水稀释，另一方面在收集过程中，可通过中空管对稀释微粒进行收集，且可将软骨微粒中大小控制在100-150 μπι范围内，避免过大微粒影响增殖能力，即增加了另一个通道进行制取和收集软骨微粒，可避免微粒在切削头上堵塞影响制取效率。
[0023]4、本发明由于是机械化作业，且采取了双通道作业，解决了现有技术中存在的制取劳动强度大、自体软骨源需求量大和制取的微粒容易失去活性的问题，具有结构简单、操作方便、制取效率高的优点，且制取的软骨微粒大小仅为100-150 μ m、增殖能力强，对自体软骨源需求量少，减缓了患者制取软骨的痛苦，同时也大大减缓了软骨患者的治疗周期，对实现“组织工程软骨仿生构建”理念提供了前提保障。
【附图说明】
[0024]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0025]图1为本发明软骨微粒获取装置结构示意图。
[0026]附图标记:1_磨钻头；2_负压防护套；3_切削头；4_磨钻杆；5_电机；6_分流孔；7-中空管；8_盒座；9_收集盒；10_真空泵；11_凸起；12_凹槽；13_外壳；14_控制开关按钮；15_微粒通道；16_楔形锯齿刀刃；17_微粒孔；18_啧水泵；19_密封圈；20_保护罩；21-锯齿。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0028]如图1所示，包括用于切割软骨微粒的磨钻头1、收集软骨微粒的收集系统、驱动磨钻头I高速旋转的电机5及套装在磨钻头I上的负压防护套2，所述磨钻头I前端为球形或锥形切削头3，后端为磨钻杆4，所述切削头3表面设置有呈螺旋排布的楔形锯齿刀刃16，即楔形锯齿刀刃16的厚度由切削头3与磨钻杆4的接合部到刀刃16的最前端逐渐减