微囊发生器的制作方法

本实用新型涉及生物设备技术领域，尤其涉及一种微囊发生器。

背景技术：

微囊化细胞技术起源于1964年CHANG提出的人工细胞概念，即用具有细胞相容性的半透膜包裹组织细胞。囊内的细胞可以通过半透膜获得电解质、氧等小分子营养物，细胞所分泌的小分子生物活性物质如免疫细胞、免疫球蛋白等则不能通过囊膜。经过半个世纪的发展，微囊化细胞技术已经成为在细胞移植医学领域广泛应用的生物工程技术，在治疗糖尿病、肾功能受损、急性肝衰竭、帕金森氏症、贫血及视网膜变性等领域发挥了重要作用，并已被国际上列为21世纪重点研究开发的高新技术。

随着现代生物学、制造学、材料学等相关基础学科的发展，细胞微囊化的制作工艺已日趋完善。目前所用微囊发生器多为研究人员自制，产品化的商品以瑞士Nisco公司生产的微囊发生器为代表，按工作原理可以分为两类，一类是空气流体微囊发生器，主要原理是利用液体的表面张力作用，通过带有一定冲量的气流切割而形成微球，可制成多口式和单口式。另一类是高压静电微囊发生器，其原理实质是以静电力代替气流作用于微滴，成囊更均匀稳定。微囊发生器主要由推进器、高压电场发生器和收集装置三部分组成，可以通过改变电压、推进速度及反应时间来调节微囊的直径和通透性。高压静电微囊发生器成膜质量佳，所以微囊直径小，尺寸较均匀，表面平滑，成囊率较高。产生这种差异主要是因为采用气流液滴成囊时，气压压力不稳，容易带来喷嘴处液滴晃动，造成微囊大小不一，形状不规则，而且成囊直径较大。高压静电法可改进为用微量注射装置代替气压发生器，这样给溶液施加的压力比气流法稳定。而且，静电相互作用是一种弱相互作用力，不涉及热交联过程中的高温及化学交联过程中的共价键形成，对包载物的性质影响很小。

现有的高压静电微囊发生器多为接触式，即电极与收集装置中的固化液直接接触，如Nisco公司生产的VarV1微胶囊包装系统。此类装置的最大优点在于固化液直接与负电极接触，溶液电动势稳定，电场均匀，但正是这点特点使其在创造无菌条件上存在明显劣势，对负电极无菌要求非常高，一旦处理不当，很容易染菌导致试验失败。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种微囊发生器，旨在避免电极与收集装置中的固化液接触，降低对电极的无菌要求。

为实现上述目的，本实用新型提供一种微囊发生器，包括注射装置、收集装置和高压电场发生器，其中，所述注射装置包括注射头，所述收集装置包括收集容器，所述高压电场发生器包括与所述注射头电性连接的第一电极以及与所述收集容器连接的第二电极，所述注射头与所述收集容器对应设置，所述收集装置还包括具有通孔的调高组件、和具有相对设置的底部和顶部的封闭容体；所述收集容器设于所述底部上而收容于所述封闭容体内，所述调高组件装设于所述顶部，所述注射头插设于所述通孔中且伸入所述封闭容体内；所述第一电极设于所述调高组件内，所述第二电极位于所述底部和所述收集容器之间、且对应所述注射头设置。

优选地，所述调高组件包括第一轴套以及设于所述第一轴套中的第二轴套，所述第一轴套与所述第二轴套螺纹连接，所述通孔为所述第二轴套的轴孔。

优选地，所述调高组件还包括抵接件，所述抵接件的一端穿过所述第一轴套而与所述第二轴套的外周面抵接，所述抵接件与所述第一轴套螺纹连接。

优选地，所述第一电极为导电弹簧，所述注射头包括导电圆管部以及与所述导电圆管部连接的导电抵接部，所述导电圆管部贯穿所述导电弹簧而伸入所述封闭容体内，所述导电抵接部与所述导电弹簧的一端抵接。

优选地，所述第一电极包括至少两片可分离拼接在一起的导电弹片，所述注射头穿过所述导电弹片之间的拼接处而与所述导电弹片连接。

优选地，所述注射装置还包括注射器以及与所述注射器连接、用以驱动所述注射器注射的推进装置，所述注射器与所述注射头通过软管连通。

优选地，所述封闭容体为有机玻璃盒体。

优选地，所述第二电极嵌入所述底部设置。

优选地，所述底部的外表面设有走线槽，所述走线槽与所述第二电极连通。

优选地，所述封闭容体还包括连接所述底部和顶部的侧部，所述侧部包括依次连接的第一侧部、第二侧部、第三侧部和第四侧部，所述第一侧部可沿所述底部和顶部滑动而开合所述封闭容体。

本实用新型技术方案，将第二电极设置在封闭容体的底部和收集容器之间，而在第二电极和注射头之间形成电场，进而将注射头输出的液滴均匀化，并滴入收集容器的固化液中而成囊化，因此，该第二电极可以与收集容器中的固化液分离，避免第二电极与固化液接触，降低了对电极的无菌要求；同时，该第一电极设于调高组件内，该第二电极位于封闭容体中，电极均未外露设置，避免操作过程中操作人员误触电极而引发触电的危险，提高了微囊发生器的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型微囊发生器第一实施例的原理图；

图2为图1中微囊发生器的简化示意图；

图3为图2中微囊发生器的调高组件与注射头装配后的剖视图；

图4为图2中微囊发生器的注射装置的模块图；

图5为图2中微囊发生器的收集装置的结构示意图，图中未示出调高组件；

图6为本实用新型微囊发生器第二实施例的调高组件与注射头装配后的剖视图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种微囊发生器，请参照图1和图2，在本实用新型第一实施例中，该微囊发生器包括注射装置1、高压电场发生器2和收集装置3，其中，该注射装置1包括用于输出液滴的注射头10，该高压电场发生器2包括第一电极20和第二电极22，该收集装置3包括用于盛放固化液和收集微囊的收集容器30、具有通孔的调高组件32、和具有相对设置的底部340和顶部342的封闭容体34。具体地，该收集容器30设于底部340上而收容于封闭容体34内，该调高组件32装设于顶部342，注射头10插设于通孔中、且伸入封闭容体34内而对应收集容器30设置；该第一电极20设于调高组件32内、且与注射头10电性连接，该第二电极22位于底部340和收集容器30之间、且对应注射头10设置。

本实施例的微囊发生器将第二电极22设置在封闭容体34的底部340和收集容器30之间，而在第二电极22和注射头10之间形成电场，进而将注射头10输出的液滴均匀化，并滴入收集容器30的固化液中而成囊化，因此，该第二电极22可以与收集容器30中的固化液分离，避免第二电极22与固化液接触，降低了对电极的无菌要求；同时，该第一电极20设于调高组件32内，该第二电极22位于封闭容体34中，电极均未外露设置，避免操作过程中操作人员误触电极而引发触电的危险，提高了微囊发生器的安全性；此外，该封闭容体34为收集容器30提供了一个相对封闭的环境，避免在固化液上方进行其他操作时污染固化液，保证了无菌环境和工作的顺利进行。

需要说明的是，该高压电场发生器2优选采用SA167-Y(天津)，输出电压0-40kV。该收集容器30优选为培养皿。该注射头10的末端伸入封闭容体34中，输出液滴时，在该末端与第二电极22之间形成的电场的作用下，液滴均匀化，因此，该注射头10的末端至注射头10与第二电极22的连接处采用导电材质，该注射头10可以为注射针头；另外，注射头10可以通过过盈配合或者卡扣配合定位在通孔中，且该注射头10可以部分插入通孔中，也可以完全插入通孔中。该调高组件32可以设于顶部342的外表面上，同时在顶部342开设供注射头10穿过而伸入封闭容体34的贯穿孔；也可以设于顶部342的内表面上，同时在顶部342开设供注射头10插入调高组件32中的插入孔；还可以设于顶部342上开设的安装孔中。该第一电极20可以是正极或负极，该第二电极22与第一电极20相反，在本实施例中，该第一电极20优选为正极，该第二电极22优选为负极且为铜片。

请参照图3，进一步地，该调高组件32包括第一轴套320以及设于第一轴套320中的第二轴套322，第一轴套320与第二轴套322螺纹连接，通孔为第二轴套322的轴孔。

通过在第一轴套320上设置内螺纹，在第二轴套322上设置外螺纹，第二轴套322的外螺纹可沿第一轴套320的内螺纹移动，从而带动插入第二轴套322中的注射头10移动，进而调节注射头10的末端与第二电极22之间的距离可以调节，进而改变电场大小，满足不同液滴大小的需求。由于采用螺纹调距，可以实现高精度调距，进而可以实现液滴大小的精确控制。

进一步地，该调高组件32还包括抵接件324，该抵接件324的一端穿过第一轴套320而与第二轴套322的外周面抵接，抵接件324与第一轴套320螺纹连接。

该抵接件324通过抵顶第二轴套322的外周面而定位第二轴套322，防止第二轴套322移动而改变注射头10的末端与第二电极22之间的距离，保证电场的稳定。

进一步地，该第一电极20为导电弹簧，该注射头10包括导电圆管部100以及与导电圆管部100连接的导电抵接部102，导电圆管部100贯穿导电弹簧而伸入封闭容体34内，导电抵接部102与导电弹簧的一端抵接。

利用导电弹簧的弹性，在注射头10移动时，也可以保持导电抵接部102与导电弹簧电性连接，避免注射头10的移动造成电极与注射头10断路。需要说明的是，该导电弹簧同轴固定在第一轴套320的内壁上的设置方式，由于为常规设置方式，在此不做赘述。

请参照图4，进一步地，注射装置1还包括注射器14以及与注射器14连接、用以驱动注射器14注射的推进装置16，注射器14与注射头10通过软管12连通。

由于注射头10与注射器14通过软管12连通，方便注射头10更换以及注射头10从调高组件32的通孔中取出，简化操作，同时无需为推进装置16提供支撑装置，推进装置16可以直接放置在平面上。在本实施例中，该推进装置16(注射泵)优选为LongerPump公司TS2-60型(中美合资)，且适用1-60mL注射器，推进速度为0-90ml/min。

请参照图5，进一步地，该封闭容体34为有机玻璃盒体。

该封闭容体34具有良好的介电性和透明性，可以保证良好的电绝缘性，同时可以观察微囊化的发生过程。

进一步地，该第二电极22嵌入底部340设置。

由于第二电极22嵌入设置，避免放置在第二电极22上的收集容器30发生倾斜，保证收集容器30良好的液面平整性；同时可以很好地定位第二电极22，防止第二电极22移动而改变第二电极22与注射头10之间的距离。

进一步地，封闭容体34的底部340的外表面设有走线槽346，走线槽346与第二电极22连通。

通过走线槽346将与第二电极22连接的导线引出，提高导线连接稳定性，保持电场稳定。

进一步地，封闭容体34还包括底部340和顶部342的侧部(未标号)，该侧部包括依次连接的第一侧部344、第二侧部(未标号)、第三侧部(未标号)和第四侧部(未标号)，第一侧部344可沿底部340和顶部342滑动而开合封闭容体34。

通过第一侧部344开合封闭容体34，而更换收集容器30，方便操作，同时保证封闭性。在本实施例中，底部340和顶部342上均设有导槽，该第一侧部344沿导槽滑动，可替换地，底部340和顶部342上还可以设置导向条，第一侧部344对应导向条开设导向槽，同样可以上述技术效果。

本实施例的微囊发生器制备微胶囊的过程如下：

收集容器30内盛有100mmol/L的CaCl₂溶液作为固化液，高压电场发生器2工作，推进装置16以一定的速度推进注射器14，而推出注射器14内的海藻酸钠溶液，在电场力的作用下，海藻酸钠溶液克服粘滞力和表面张力，从注射头10的末端呈液滴状落入收集容器30中固化成海藻酸钙微胶珠，如图1所示，生理盐水洗涤后，依次吸附聚赖氨酸及海藻酸钠，最后用55mmol/L柠檬酸钠液化胶珠芯部即制成微胶囊。

请参照图6，一并结合图2和3，图6为本实用新型微囊发生器第二实施例的调高组件与注射头装配后的剖视图。第二实施例的微囊发生器与第一实施例的微囊发生器不同之处在于：

该第一电极20包括至少两片可分离拼接在一起的导电弹片200，该注射头10穿过导电弹片200之间的拼接处而与所述导电弹片200连接。

通过导电弹片200的弹性，注射头10可以穿过导电弹片200之间的拼接处，并因弹性复位使导电弹片200与注射头10保持电性连接，从而避免因注射头10的移动引起的断路情况。

进一步地，至少两片导电弹片200拼接成一圆片，并以圆心为拼接中心，该注射头10穿过该圆心，如此设置，在注射头10移动时保证注射头10与电极最好的电性连接效果。需要说明的是，该导电弹片200固定设置在第一轴套320的内壁上的设置方式，由于为常规设置方式，在此不做赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。