一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的制作方法

本发明涉及细胞复苏仪，尤其涉及一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪。

背景技术：

随着科技的发展，细胞治疗技术发展迅速，主要包括干细胞疗法和以car-t细胞为代表免疫细胞疗法。细胞制品制备过程中涉及细胞的冻存和复苏解冻。细胞复苏解冻时，最佳操作是将刚由液氮罐取出的细胞冻存袋快速升温至37℃，以减少对细胞造成损伤。目前的细胞冻存袋的复苏操作多用37℃水浴加热，不仅操作流程不易规范，且容易污染细胞。细胞冻存袋的干式复苏更符合细胞制剂生产的gmp规范流程。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

根据本发明的一个方面，提供一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪，包括第二工作部和与第二工作部配合的第一工作部，第一工作部设有第一加热装置和压力改变装置，第二工作部设有第二加热装置，第一加热装置和第二加热装置之间设有供细胞冻存袋放置的工作腔，压力改变装置能够改变第一加热装置对细胞冻存袋的局部压力。

本发明通过控制压力改变装置，能够改变第一加热装置对细胞冻存袋的局部压力，如此实现对细胞冻存袋施加按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化，使细胞冻存袋均匀受热，提高细胞活力。

在一些实施方式中：还包括控制器，控制器分别电连接于第一加热装置、第二加热装置和压力改变装置。由此，能够通过控制器来控制第一加热装置、第二加热装置和压力改变装置的开启或关闭。

在一些实施方式中：第一加热装置包括依次设置的第一加热元件、第一导热盘和导热硅胶层，导热硅胶层位于第一加热装置朝向工作腔的一侧，第一导热盘设有第一温度传感器，第一温度传感器电连接于控制器，第一加热元件电连接于控制器；第一加热元件为帕尔帖、石墨烯电热膜或陶瓷发热板。由此，第一加热元件对第一导热盘进行加热，导热硅胶将自行适应细胞冻存袋上表面的三维形状，使其与第一导热盘之间完全没有空气缝隙，能够进行均匀和快速加热；第一温度传感器用于监测工作腔内的细胞冻存袋的温度,且将该温度信号发送给控制器，控制器根据该温度信号来控制第一加热元件开启与关闭。

在一些实施方式中：压力改变装置包括多个伸缩装置，多个伸缩装置沿第一加热装置边缘均匀设置；伸缩装置一端设置于第一工作部，另一端连接于第一加热装置。由此，在细胞复苏过程中，通过多个伸缩装置交替施加压力和减小压力，使第一加热装置对细胞冻存袋施加按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。

在一些实施方式中：每个伸缩装置均包括第一步进电机和第一丝杆，第一步进电机电连接于控制器，第一丝杆包括第一螺杆和套设于第一螺杆的第一螺母，第一螺杆一端连接于第一步进电机输出端，第一螺母套设于第一螺杆，第一螺母一侧连接于第一加热装置。由此，伸缩装置能够交替施加压力和减小压力，使第一加热装置对细胞冻存袋施加按揉动作。

在一些实施方式中：还包括多个第一压力传感器，多个第一压力传感器均设置于第一加热装置，每个第一压力传感器一一对应伸缩装置设置，每个第一压力传感器均电连接于控制器。由此，可以在控制器内设定安全压力值，第一压力传感器不间断检测压力变化，负反馈给控制主机，调节伸缩装置的动作，保证压力不超设定的安全压力值。

在一些实施方式中：第一加热装置包括多个水囊，每个水囊内均设有加热棒和第二温度传感器，加热棒和第二温度传感器均电连接于控制器，多个水囊平铺设置于第一工作部。由此，加热棒能够加热水囊中的水，并以此来加热细胞冻存袋，水囊还能够自行适应细胞冻存袋上表面的三维形状，使其与水囊之间完全没有空气缝隙，能够进行均匀和快速加热；第二温度传感器用于监测水囊的温度,且将该温度信号发送给控制器,控制器根据该温度信号来控制第一加热元件开启与关闭。

在一些实施方式中：压力改变装置包括多个水泵，每个水泵均电连接于控制器，每个水泵将两个相邻的水囊连通，水泵能够将其中一个水囊中的水输送至另一个水囊中；每个水囊内设有第二压力传感器，第二压力传感器电连接于控制器。由此，第二压力传感器不间断检测水囊内水的压力变化，负反馈给控制主机，通过持续检测第二温度传感器和第二压力传感器的反馈信号，多个水泵交替运行，使相连接通的两个水囊的水量和压力出现此消彼长的变化，对水囊下方的细胞冻存袋发挥按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。

在一些实施方式中：还包括升降装置，升降装置电连接于控制器，升降装置能够驱动第一工作部相对于第二工作部往复移动。由此，第一工作部通过升降装置升高至设定高度，便于放入细胞冻存袋操作，细胞冻存袋放置好后，升降装置驱动第一工作部下降，使第一工作部盖合于第二工作部，两者共同形成细胞复苏工作舱。

在一些实施方式中：升降装置包括第二步进电机和第二丝杆，第二步进电机电连接于控制器，第二丝杆包括第二螺杆和第二螺母，第二步进电机设置于第二工作部一侧，第二螺杆一端连接于第二步进电机输出端，第二螺母套设于第二螺杆，第二螺母一侧连接于第一工作部一侧。由此，控制器能够控制升降装置来够驱动第一工作部相对于第二工作部往复移动。

在一些实施方式中：压力改变装置包括倾角步进电机，倾角步进电机电连接于控制器，倾角步进电机设置于升降装置的输出端；倾角步进电机的输出轴与升降装置的轴线垂直，且与第一工作部靠近倾角步进电机的一侧平行；倾角步进电机驱动第一工作部绕倾角步进电机的输出轴转动，第一工作部设有倾角传感器，倾角传感器电连接于控制器。由此，倾角传感器用于检测第一工作部倾斜的角度，并将该角度信号反馈给控制器，控制器接受倾角传感器的信号反馈，指挥升降装置和倾角步进电机做出适当动作，使第一工作部做前倾或后倾动作，对细胞冻存袋施加前后方向的按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。

在一些实施方式中：第二工作部设有测距传感器，由此，测距传感器能够测量第一工作部与第二工作部之间的距离，并将该距离信号反馈给控制器，控制器可以根据该距离信号来控制升降装置的升降动作。

在一些实施方式中：第二加热装置包括第二导热盘和设置于第二导热盘一侧的第二加热元件，第二导热盘设有第三温度传感器，第三温度传感器电连接于控制器，第二加热元件电连接于控制器；第二加热元件为帕尔帖、石墨烯电热膜或陶瓷发热板。由此，第二加热元件能够对第二导热盘进行加热，并以此来加热细胞冻存袋，第二温度传感器用于监测工作腔内的细胞冻存袋的温度,且将该温度信号发送给控制器,控制器根据该温度信号来控制第二加热元件开启与关闭。

在一些实施方式中：第二工作部内设有散热腔，散热腔位于第二加热装置一侧，散热腔一侧设有散热孔，散热腔内设有散热风扇。由此，当细胞复苏完成时，散热风扇开始工作，使热空气通过散热孔排出，带走热量，使导热盘的温度降至0～5℃，更好的保存细胞活力。

在一些实施方式中：还包括报警器、指示灯和触控屏，报警器、指示灯和触控屏设置于第二工作部面板，报警器、指示灯和触控屏均电连接于控制器。由此，当细胞复苏完成时，控制器通过控制开启报警器和指示灯提示操作人员细胞复苏结束，触控屏可以用于向控制器设定工作参数。

在一些实施方式中：第二工作部底部设有配重体盘。由此，配重体盘能够增加复苏仪的整体稳定性，防止其重心不稳而倾倒。

在一些实施方式中：还包括铰接件，铰接件安装于第二工作部的后侧方，第一工作部的舱盖后侧通过连接臂连接于铰接件，第一工作部能够通过铰接件盖合或打开于第二工作部。

附图说明

图1是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第一实施例的侧视图；

图2是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第一实施例的正视图；

图3是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第二实施例的侧视图；

图4是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第二实施例的正视图；

图5是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第一工作部和第二工作部之间铰接连接方式闭合状态的第一实施例侧视结构示意图；

图6是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第一工作部和第二工作部之间铰接连接方式打开状态的第一实施例侧视结构示意图；

图7是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第一工作部和第二工作部之间铰接连接方式闭合状态的第二实施例侧视结构示意图；

图8是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第一工作部和第二工作部之间铰接连接方式打开状态的第二实施例侧视结构示意图；

图9是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第三实施例的侧视结构示意图；

图10是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第三实施例的第一工作部前倾状态侧视结构示意图；

图11是本发明一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪的第三实施例的第一工作部后倾状态侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明，对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，一种按揉式细胞冻存袋干式复苏仪，包括第二工作部2和与第二工作部2配合的第一工作部3，第一工作部3设有第一加热装置和压力改变装置，第二工作部2设有第二加热装置，第一加热装置和第二加热装置之间设有供细胞冻存袋放置的工作腔，在本实施例中，第二工作部2可以包括有舱体，在舱体底部可以固定安装有底座1，底座1的底部还可以固定安装有配重体盘15。由此，配重体盘能够增加复苏仪的整体稳定性，防止其重心不稳而倾倒。第一工作部3可以包括有舱盖，舱盖能够盖合于第二工作部2上表面，舱盖和第二工作部2上表面之间形成细胞复苏的工作舱,舱盖一侧可以设有围屏37，提高工作腔的密封性。舱盖内可以安装有第一加热装置，在第一加热装置和舱盖之间可以安装有压力改变装置，压力改变装置能够改变第一加热装置对细胞冻存袋的局部压力。通过压力改变装置，能够改变第一加热装置对细胞冻存袋的局部压力，如此实现对细胞冻存袋施加按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化，使细胞冻存袋均匀受热，提高细胞活力。

此外，还可以包括控制器12，控制器12可以是单片机或微处理器，控制器12分别电连接于第一加热装置、第二加热装置和压力改变装置。由此，能够通过控制器来控制第一加热装置、第二加热装置和压力改变装置的开启或关闭。

其中，第一加热装置包括依次设置的第一加热元件31、第一导热盘32和导热硅胶层33，第一加热元件31和第一导热盘32之间可以通过导热胶粘接在一起，导热硅胶层33和第一导热盘32之间也可以通过导热胶粘接在一起，第一导热盘32可以是金属导热盘，导热硅胶层33位于第一加热装置朝向工作腔的一侧，第一导热盘32可以嵌设有第一温度传感器，第一温度传感器电连接于控制器12，第一加热元件31电连接于控制器12；第一加热元件31可以为帕尔帖、石墨烯电热膜或陶瓷发热板。在本实施例中其中，第一加热元件31为帕尔贴，帕尔帖即半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵，不需要任何制冷剂，可连续工作，工作时没有震动和噪音，寿命长。半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，因此使用一个元件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。半导体制冷片是电流换能型元件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和微处理器控制手段，很容易组成自动控制系统。半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。由此，第一加热元件对第一导热盘进行加热，导热硅胶将自行适应细胞冻存袋上表面的三维形状，使其与第一导热盘之间完全没有空气缝隙，能够进行均匀和快速加热；第一温度传感器用于监测工作腔内的细胞冻存袋的温度,且将该温度信号发送给控制器,控制器根据该温度信号来控制第一加热元件开启与关闭。

其中，压力改变装置可以包括多个伸缩装置，多个伸缩装置沿第一加热装置边缘均匀设置，在本实施例中，伸缩装置的数量为四个，分别设置于第一加热装置的四个角处，且上述局部压力指第一加热装置的四个角处对细胞冻存袋的压力。伸缩装置一端设置于第一工作部3，另一端连接于第一加热装置。由此，在细胞复苏过程中，通过多个伸缩装置交替施加压力和减小压力，使第一加热装置对细胞冻存袋施加按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。

其中，每个伸缩装置均可以包括有第一步进电机34和第一丝杆35，第一步进电机34电连接于控制器12，第一丝杆35包括第一螺杆和套设于第一螺杆的第一螺母，第一螺母与第一螺杆螺纹连接，第一螺杆一端键连接于第一步进电机34输出端，第一螺母一侧可以焊接或通过螺栓固定连接于第一加热装置的第一加热部件上。由此，伸缩装置能够交替施加压力和减小压力，使第一加热装置对细胞冻存袋施加按揉动作。

此外，还包括多个第一压力传感器36，多个第一压力传感器36均设置于第一加热装置，每个第一压力传感器36一一对应伸缩装置设置，在本实施例中，第一压力传感器36可以设置于第一螺母和第一加热部件之间，第一压力传感器36可以通过焊接分别连接于第一螺母一侧和第一加热部件一侧，每个第一压力传感器36均电连接于控制器12。由此，可以在控制器内设定安全压力值，第一压力传感器不间断检测压力变化，负反馈给控制主机，调节伸缩装置的动作，保证压力不超设定的安全压力值。

在另一种实施例中，如图3和图4所示，第一加热装置可以包括多个水囊81，每个水囊81内均设有加热棒82和第二温度传感器84，加热棒82和第二温度传感器84均电连接于控制器12，多个水囊81平铺设置于第一工作部3，在本实施例中，水囊81的数量为四个，上述局部压力为每个水囊81对细胞冻存袋的压力，舱盖内可以通过螺栓安装有水囊安装板，水囊81和第二温度传感器84均可以固定安装于水囊安装板上。由此，加热棒能够加热水囊中的水，并以此来加热细胞冻存袋，水囊还能够自行适应细胞冻存袋上表面的三维形状，使其与水囊之间完全没有空气缝隙，能够进行均匀和快速加热；第二温度传感器用于监测水囊的温度,且将该温度信号发送给控制器,控制器根据该温度信号来控制第一加热元件开启与关闭。

此时，当第一加热装置为水囊时，压力改变装置可以包括多个水泵86，每个水泵86均电连接于控制器12，每个水泵86可以通过螺栓固定安装于水囊安装板上，每个水泵86将两个相邻的水囊81连通，水泵86可以通过水管连通水囊81，水泵86能够将其中一个水囊81中的水输送至另一个水囊81中；每个水囊81内设有第二压力传感器85，第二压力传感器85可以固定安装于水囊安装板上，第二压力传感器85电连接于控制器12。由此，第二压力传感器不间断检测水囊内水的压力变化，负反馈给控制主机，通过持续检测第二温度传感器和第二压力传感器的反馈信号，多个水泵交替运行，使相连接通的两个水囊的水量和压力出现此消彼长的变化，对水囊下方的细胞冻存袋发挥按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。

此外，在一种实施方式中，如图5-8所示，第一工作部3的舱盖后侧可以铰接于第二工作部2的后侧，可以方便打开或关闭舱盖，具体来说，第二工作部2的后侧固定安装有铰接件5，第一工作部3的舱盖后侧通过连接臂51连接于铰接件5。

此外，在另一种实施方式中，还可以包括升降装置4，升降装置4电连接于控制器12，升降装置4能够驱动第一工作部3相对于第二工作部2往复移动。由此，第一工作部通过升降装置升高至设定高度，便于放入细胞冻存袋操作，细胞冻存袋放置好后，升降装置驱动第一工作部下降，使第一工作部盖合于第二工作部，两者共同形成细胞复苏工作舱。

具体来说，升降装置4可以包括第二步进电机41和第二丝杆，第二步进电机41电连接于控制器12，第二丝杆包括第二螺杆42和第二螺母43，第二步进电机41设置于第二工作部3一侧，在本实施例中，第二步进电机41可以固定安装于底座1内，第二螺杆42一端键连接于第二步进电机41输出端，第二螺母43套设于第二螺杆42，第二螺母43与第二螺杆42螺纹连接，第二螺母43一侧可以通过焊接或螺栓固定连接于第一工作部3的舱盖一侧。由此，控制器能够控制升降装置来够驱动第一工作部相对于第二工作部往复移动。

如图9所示，当复苏仪设置有升降装置4时，压力改变装置可以包括倾角步进电机7，倾角步进电机7电连接于控制器12，倾角步进电机7可以通过安装座固定安装于于升降装置4的输出端，在本实施例中倾角步进电机7可以固定安装于第二螺母43上；倾角步进电机7的输出轴与升降装置4的轴线垂直，且与第一工作部3靠近倾角步进电机7的一侧平行；倾角步进电机7驱动第一工作部3绕倾角步进电机7的输出轴转动，第一工作部3设有倾角传感器7，倾角传感器7电连接于控制器12。在实际操作时，如图10所示，升降装置4升起，同时倾角步进电机7逆时针旋转，可以使第一工作部做前倾动作，如图11所示，升降装置4下降，同时倾角步进电机7顺时针旋转，可以使第一工作部做后倾动作，由此，在本实施例中，局部压力改变是通过第一加热装置前后倾角运动配合升降装置上下运动对细胞冻存袋的前侧或后侧施加按揉压力。倾角传感器用于检测第一工作部倾斜的角度，并将该角度信号反馈给控制器，控制器接受倾角传感器的信号反馈，指挥升降装置和倾角步进电机做出适当动作，使第一工作部做前倾或后倾动作，对细胞冻存袋施加前后方向的按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。

此外，第二工作部2侧边可以嵌设有测距传感器24，测距传感器24能够测量第一工作部3与第二工作部2之间的距离。由此，测距传感器能够测量第一工作部与第二工作部之间的距离，并将该距离信号反馈给控制器，控制器可以根据该距离信号来控制升降装置的升降动作。

其中，第二加热装置包括第二导热盘21和设置于第二导热盘21一侧的第二加热元件22，第二加热元件22可以通过导热胶粘接于第二导热盘21底部，第二导热盘21可以是金属导热盘，第二导热盘21中嵌设有第三温度传感器23，第三温度传感器23电连接于控制器12，第二加热元件22电连接于控制器12；第二加热元件22为帕尔帖、石墨烯电热膜或陶瓷发热板，在本实施例中，第二加热元件22为帕尔贴。由此，第二加热元件能够对第二导热盘进行加热，并以此来加热细胞冻存袋，第二温度传感器用于监测工作腔内的细胞冻存袋的温度,且将该温度信号发送给控制器,控制器根据该温度信号来控制第二加热元件开启与关闭。

此外，第二工作部2内一体成型有散热腔25，散热腔25位于第二加热装置下侧，散热腔25侧边开设有散热孔26，散热腔25内可以通过支架固定安装有散热风扇27。由此，当细胞复苏完成时，散热风扇开始工作，使热空气通过散热孔排出，带走热量，同时转变为制冷模式，使导热盘的温度降至0～5℃，更好的保存细胞活力。

此外，还可以包括报警器13、指示灯14和触控屏11，报警器13、指示灯14和触控屏11设置于第二工作部2侧面板，在本实施例中，报警器13、指示灯14和触控屏11均嵌设安装于底座1上，报警器13、指示灯14和触控屏11均电连接于控制器12。由此，当细胞复苏完成时，控制器通过控制开启报警器和指示灯提示操作人员细胞复苏结束，触控屏可以用于向控制器设定工作参数。

在实际使用时，在细胞复苏过程中，操作人员通过触控屏11设定复苏程序参数，细胞冻存袋干式复苏仪通过第一加热装置和第二加热装置开始预热，预热结束时，可以通过报警器13和指示灯14提示操作人员可以进行细胞复苏操作，此时，第一工作部3通过升降装置4升高至设定高度，便于放入细胞冻存袋操作，细胞冻存袋放置好后，第一工作部3下降，使使第一工作部3的舱盖盖合于第二工作部2的舱体，将工作舱关闭，细胞冻存袋位于下方的第二导热盘21和上方的导热硅胶33之间，在预设程序控制下，通过控制压力改变装置，使第一加热装置对细胞冻存袋施加按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化。当第一温度传感器和第二温度传感器23检测到复苏温度达到设定值时，反馈给控制器12，停止加热操作，当压力改变装置是第一步进电机34时，可以通过第一丝杆35回缩动作，使第一加热装置脱离已复温的细胞冻存袋，同时控制第二加热部件22转为降温模式，散热风扇27开始工作，使热空气通过散热孔26排出，带走热量，使第二导热盘21的温度降至0～5℃，更好的保存细胞活力，同时，控制器12通过报警器13和指示灯14提示操作人员细胞复温结束，可上升第一工作部3，取走完成复温的细胞培养袋。控制器12还可以连接扫码枪，扫码枪扫取每个细胞冻存袋上的条形码信息，并输入控制器12。控制器12记录扫码枪获取的条形码或二维码，同时跟踪并保存相应的细胞冻存袋的复苏温度以及复苏时间，将实验过程记录下的数据与细胞冻存袋形成一一对应关系，保证实验数据可追溯性。

综上，本发明通过设置压力改变装置，能够改变第一加热装置对细胞冻存袋的局部压力，如此实现对细胞冻存袋施加按揉动作，可促进冻存袋内已融化的液体流动，温度均匀分布，加速冰块融化，使细胞冻存袋均匀受热，提高细胞活力。

以上所述仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。