一种干细胞制备系统的制作方法

本发明属于干细胞制备技术领域，具体涉及为一种干细胞制备系统。

背景技术：

干细胞即为起源细胞。简单来讲，它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。干细胞在形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，具有较高的端粒酶活性。干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。

随着人们生活水平的提高，医疗科技的发展，干细胞移植技术除了在疾病治疗方面，越来越多应用在增强免疫力、抗衰老领域。现有技术在干细胞制备过程中，多个工艺环节相对独立，之间的串联需要经过长距离管道或人工运送的方式将上一工艺环节所得的产品运送到下移工艺环节中，对无菌环境控制非常不利。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种干细胞制备系统，本发明集成度高、自动化程度高，干细胞培养过程无需人工参与，最大程度的减少外部细菌对干细胞培养的影响。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

一种干细胞制备系统，包括干细胞制备装置、控制系统、供电系统、消化液箱、生理盐水箱、上清液收集箱、废液收集箱、培养基箱、培养基回收箱、干细胞收集器。

干细胞制备装置包括外壳、以及位于外壳内部从上到下依次连接的消化室、离心室、培养室。

消化室上端面设有脂肪组织添加口，消化液箱通过消化液添加管与脂肪组织添加口贯通连接，消化室内部设有浮板ⅰ，浮板ⅰ上端固定连接有消化室上清液排出管，上清液排出管与浮板ⅰ接触部位开有孔洞，上清液排出管与上清液收集箱贯通连接。消化室下端面中间设有下料口，下料口上端设有过滤网，过滤网下端设有密封盘。

离心室内部设有浮板ⅱ，浮板ⅱ上端面与离心室上清液排出管一端固定连接，上清液排出管与上清液收集箱贯通连接，离心室内部圆周面上凸设有若干根搅动板,离心室底面开口通过圆形的堵板ⅱ密封，离心室外部套设有皮带轮ⅱ，外壳外部固定有电机ⅲ，皮带轮ⅲ与皮带轮ⅱ之间通过同步带ⅱ连接。

培养室上端面内部设有电缸ⅱ，电缸ⅱ通过连接杆控制堵板ⅱ上下移动，培养室上端设有进料口，培养基排出管与培养基回收箱贯通连接，培养基添加管与培养基箱贯通连接。

培养室下端面向下内凹有干细胞排出腔，干细胞排出腔上端开口设有堵板ⅲ，堵板ⅲ下方设有电缸ⅲ，干细胞排出腔通过干细胞排出管向干细胞收集器输送干细胞。

生理盐水箱通过消化室生理盐水添加管向消化室添加生理盐水，通过离心室生理盐水添加管与下料口贯通连接。

控制系统控制各电气部件开启以及关闭，供电系统为各电气部件提供工作所需电源。

优选的，消化室上端面中间设有与外壳固定连接的中间块，所述的中间块中心设有脂肪组织添加口，脂肪组织添加口将消化室内部与外壳外部贯通连接，脂肪组织添加口通过密封盖进行密封，中间块底面向下设有若干根环形布置的限位杆ⅰ，若干根限位杆ⅰ底部共同连接有底部限位板，若干根限位杆ⅰ中间滑动设有浮板ⅰ，上清液排出管上端通过中间块穿设置外壳外部并与上清液收集箱贯通连接。

下料口将消化室与离心室贯通连接，密封盘转动设置于转槽内部，密封盘一侧设有转轴，转轴下端的齿轮部与齿轮啮合连接，电机ⅰ驱动齿轮旋转。

消化室底面向下内凹有废液排出腔，废液排出腔上端口通过堵板ⅰ密封，废液排出腔下方设有电缸ⅰ，电缸ⅰ控制堵板ⅰ上下移动，废液排出腔与废液收集箱之间通过消化室废液排出管贯通连接。

消化室下端面向下设有若干根环形布置的限位杆ⅱ，限位杆ⅱ插设至离心室内部，若干根限位杆ⅱ之间上下滑动设有浮板ⅱ，上清液排出管另一端通过消化室底面穿设至外壳外部并与上清液收集箱贯通连接，上清液排出管与浮板ⅱ接触部位设有若干个孔洞。

进料口内径大于堵板ⅱ外径，培养基排出管穿设至外壳外部并与培养基回收箱贯通连接，培养基添加管穿设至外壳外部并与培养基箱贯通连接，培养基箱通过培养基添加管向消化室内部添加新的培养基。

消化液添加管、消化室生理盐水添加管、离心室生理盐水添加管、消化室上清液排出管、离心室上清液排出管、消化室废液排出管、培养基添加管、培养基排出管、干细胞排出管上均设有抽液泵。

优选的，还包括气体保护系统，气体保护系统包括保护气箱、气泵、以及二氧化碳添加系统，保护气箱内部设有压力传感器、氧浓度传感器、二氧化碳传感器以及紫外线杀菌灯ⅱ。

保护气箱贯通连接有泄气管，泄气管上设有电磁阀ⅰ，气泵将保护气箱内部的气体通过保护气供给管输送到消化室内部，消化室与保护气箱之间贯通连接有保护气回收管，保护气回收管上设有单向阀。

二氧化碳添加系统包括若干个二氧化碳气瓶，二氧化碳气瓶出气口上均设有电磁阀ⅱ，若干个二氧化碳气瓶出气口均与二氧化碳添加管贯通连接，二氧化碳添加管与保护气箱贯通连接。

压力传感器、氧浓度传感器、二氧化碳传感器、紫外线杀菌灯ⅱ、气泵、电磁阀ⅱ分别与控制系统电性连接。

优选的，所述的气体保护系统还包括氮气添加系统，氮气添加系统包括若干个氮气气瓶，氮气气瓶出气口上均设有电磁阀ⅲ，若干个氮气气瓶出气口均与氮气添加管贯通连接，氮气添加管与保护气箱贯通连接，电磁阀ⅲ与控制系统电性连接。

优选的，培养室圆周壁采用透明材料制成，外壳内侧与培养室向对应的部位设有若干个恒温加热器以及摄像头，恒温加热器、摄像头分别与控制系统电性连接。

优选的，所述的消化室内部设有粉碎搅拌装置，所述的粉碎搅拌装置包括转环、垂直杆、刀片、一个刮板，转环套设在中间块外部，中间块下端凸设有支撑盘，转盘设置于支撑盘上方，垂直杆顶面通过水平杆与转环底面固定连接，垂直杆底部与消化室内部底面接触，垂直杆侧面于消化室内壁接触，刀片、刮板固定于垂直杆面向消化室中心的一侧，刮板底面与消化室内部底面接触，刮板长度大于消化室内部半径。

过滤网顶面与消化室内部底面平齐。

外壳外部固定有电机ⅱ，电机ⅱ带动皮带轮ⅰ旋转，皮带轮ⅰ通过同步带ⅰ带动转换转动，电机ⅱ与控制系统电性连接。

优选的，所述的培养室内部下方设有分配环，培养基添加管与分配环贯通连接，所述的分配环正上方设有收集环，所述的收集环与培养基排出管贯通连接。

所述的分配环与收集环之间均布有若干根培养杆，所述的培养杆上端与收集环贯通连接，培养杆下端与分配环贯通连接。

所述的培养杆由内部支撑骨架以及缠绕在支撑骨架外部的滤网组成，培养基中的营养物质可通过滤网流入到培养室内部。

优选的，所述的培养室内部设有消化酶添加管，消化酶添加管末端穿设至外壳外部并与消化酶箱贯通连接。

优选的，所述的外壳外侧设有稳压盒，稳压盒内部设有稳压管，稳压管另一端开口位于下料口内部，稳压盒下方开口处设有静电驻极体过滤棉，稳压盒内部设有紫外线杀菌灯ⅰ，紫外线杀菌灯ⅰ与紫外线杀菌灯ⅰ电性连接。

优选的，所述的下料口为上窄下宽的圆台形。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：

(1)消化室、离心室、培养室由上到下集成在外壳内部，提高干细胞培养工艺装置的集成度，有效的减小干细胞培养所需设备的整体体积，提高车间的空间利用率。

(2)干细跑培养过程中实现了无人化，减少了外部细菌对干细跑培养过程中的影响，更好的营造了干细跑培养的无菌环境。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一种干细胞制备系统流程图，

图2为本发明干细胞制备装置外观图，

图3为本发明干细胞制备装置取出外壳后内部结构图，

图4为本发明干细胞制备装置a-a面剖视图，

图5为本发明干细胞制备装置b-b面剖视图，

图6为本发明干细胞制备装置c-c面剖视图，

图7为本发明干细胞制备装置d处局部放大图，

图8为本发明干细胞制备装置e处局部放大图，

图9为本发明干细胞制备装置粉碎搅拌装置驱动示意图，

图10为本发明干细胞制备装置密封盘驱动示意图，

图11为本发明干细胞制备装置离心室驱动示意图，

图12为本发明保护气系统结构图，

图13为本发明保护气系统气箱剖视图，

图14为本发明培养装置局部放大图。

图中：100-干细胞制备装置、200-控制系统、300-供电系统、400-消化液箱、500-生理盐水箱、600-上清液收集箱、700-废液收集箱、800-培养基箱、900-培养基回收箱、1000-干细胞收集器、1100-消化酶箱；

01-消化液添加管、021-消化室生理盐水添加管、022-离心室生理盐水添加管、031-消化室上清液排出管、032-离心室上清液排出管、04-消化室废液排出管、051-保护气供给管、052-保护气回收管、061-培养基添加管、062-培养基排出管、07-干细胞排出管、08-消化酶添加管；

1-外壳、1a-恒温加热器、1b-摄像头；

2-中间块、2a-脂肪组织添加口、2b-支撑盘、2c-密封盖、2d-限位杆ⅰ、2e-底部限位板、2f-浮板ⅰ；

3-消化室、3a-下料口、3b-过滤网、3c-转槽、3d-密封盘、3d1-转轴、3e-电机ⅰ、3e1-齿轮、3f-废液排出腔、3g-电缸ⅰ、3g1-堵板ⅰ、3h-限位杆ⅱ；

4-粉碎搅拌装置、4a-转环、4b-垂直杆、4c-刀片、4d-刮板；

5-电机ⅱ、5a-皮带轮ⅰ、5b-同步带ⅰ；

6-离心室、6a-搅动板、6b-浮板ⅱ、6c-皮带轮ⅱ、6d-堵板ⅱ、6d1-连接杆、6e-电缸ⅱ；

7-电机ⅲ、7a-皮带轮ⅲ、7b-同步带ⅱ；

8-培养室、8a-进料口、8b-分配环、8c-培养杆、8c1-收集环、8d-干细胞排出腔、8e-堵板ⅲ、8f-电缸ⅲ；

9-稳压盒、9a-稳压管、9b-紫外线杀菌灯ⅰ、9c-静电驻极体过滤棉；

10-气体保护系统、10a-保护气箱、10b-压力传感器、10c-氧浓度传感器、10d-二氧化碳浓度传感器、10e-泄气管、10e1-电磁阀ⅰ、10f-气泵、10g-单向阀、10h-二氧化碳添加系统、10h1-二氧化碳气瓶、10h2-电磁阀ⅱ、10h3-二氧化碳添加管、10i-氮气添加系统、10i1-氮气气瓶、10i2-电磁阀ⅲ、10i3-氮气添加管、10j-紫外线杀菌灯ⅱ。

具体实施方式

附图为该一种干细胞制备系统的最佳实施例，下面结合附图对本发明进一步详细的说明。

由附图1所示，一种干细胞制备系统，包括干细胞制备装置100、控制系统200、供电系统300、消化液箱400、生理盐水箱500、上清液收集箱600、废液收集箱700、培养基箱800、培养基回收箱900、干细胞收集器1000、消化酶箱1100、气体保护系统10。

由附图2至附图5所示，干细胞制备装置100包括外壳1、以及位于外壳1内部从上到下依次连接的消化室3、离心室6、培养室8。

由附图8所示，消化室3上端面中间设有与外壳1固定连接的中间块2，所述的中间块2中心设有脂肪组织添加口2a，脂肪组织添加口2a将消化室3内部与外壳1外部贯通连接,消化液箱400通过消化液添加管01与脂肪组织添加口2a贯通连接。脂肪组织添加口2a通过密封盖2c进行密封。

中间块2底面向下设有若干根环形布置的限位杆ⅰ2d，若干根限位杆ⅰ2d底部共同连接有底部限位板2e，若干根限位杆ⅰ2d中间滑动设有浮板ⅰ2f，浮板ⅰ2f上端固定连接有消化室上清液排出管031，上清液排出管031与浮板ⅰ2f接触部位开有孔洞，上清液排出管031上端通过中间块2穿设置外壳1外部并与上清液收集箱600贯通连接。

脂肪组织通过脂肪组织添加口2a放入到消化室3内部，消化液添加管01向消化室3内部添加消化液，对脂肪组织进行消化处理，使脂肪组织分离成沉淀物以及上清液。浮板ⅰ2f的密度大于上清液小于沉淀物，因此浮板ⅰ2f位于沉淀物与上清液之间。开启上清液排出管031上的抽液泵，将上清液全部抽出。

消化室3下端面中间设有下料口3a，所述的下料口3a为上窄下宽的圆台形。下料口3a将消化室3与离心室6贯通连接，下料口3a上端设有过滤网3b，过滤网3b下端设有密封盘3d。由附图6、附图7、附图10所示，密封盘3d转动设置于转槽3c内部，密封盘3d一侧设有转轴3d1，转轴3d1下端的齿轮部与齿轮3e1啮合连接，电机ⅰ3e驱动齿轮3e1旋转。

启动电机ⅰ3e，通过齿轮3e1带动密封盘3d于转槽3c内部转动，使得消化室3与离心室6贯通连接。消化室3内部的沉淀物通过过滤网3b过滤后流入到离心室6内部。

消化室3底面向下内凹有废液排出腔3f，废液排出腔3f上端口通过堵板ⅰ3g1密封，废液排出腔3f下方设有电缸ⅰ3g，电缸ⅰ3g控制堵板ⅰ3g1上下移动，废液排出腔3f与废液收集箱700之间通过消化室废液排出管04贯通连接。

生理盐水箱500通过消化室生理盐水添加管021向消化室3添加生理盐水，生理盐水将过滤网3b上方残留的物质冲入到废液排出腔3f内部，然后通过消化室废液排出管04排入到废液收集箱700内部，进行集中处理。

由附图9所示，所述的消化室3内部设有粉碎搅拌装置4，所述的粉碎搅拌装置4包括转环4a、垂直杆4b、刀片4c、一个刮板4d。转环4a套设在中间块2外部，中间块2下端凸设有支撑盘2b，转盘4a设置于支撑盘2b上方。垂直杆4b顶面通过水平杆与转环4a底面固定连接，垂直杆4b底部与消化室3内部底面接触，垂直杆4b侧面于消化室3内壁接触。刀片4c、刮板4d固定于垂直杆4b面向消化室3中心的一侧，刮板4d底面与消化室3内部底面接触，刮板4b长度大于消化室3内部半径。刀片4c将消化室3内部的脂肪组织切碎。

过滤网3b顶面与消化室3内部底面平齐。

外壳1外部固定有电机ⅱ5，电机ⅱ5带动皮带轮ⅰ5a旋转，皮带轮ⅰ5a通过同步带ⅰ5b带动转换4a转动，电机ⅱ5与控制系统200电性连接。

消化室3下端面向下设有若干根环形布置的限位杆ⅱ3h，限位杆ⅱ3h插设至离心室6内部，若干根限位杆ⅱ3h之间上下滑动设有浮板ⅱ6b。浮板ⅱ6b上端面与离心室上清液排出管032一端固定连接，上清液排出管032另一端通过消化室3底面穿设至外壳1外部并与上清液收集箱600贯通连接，上清液排出管032与浮板ⅱ6b接触部位设有若干个孔洞。

离心室6内部圆周面上凸设有若干根搅动板6a,离心室6底面开口通过圆形的堵板ⅱ6d密封。由附图11所示，离心室6外部套设有皮带轮ⅱ6c，外壳1外部固定有电机ⅲ7，电机ⅲ7带动皮带轮ⅲ7a旋转，皮带轮ⅲ7a与皮带轮ⅱ6c之间通过同步带ⅱ7b连接。

生理盐水箱500离心室生理盐水添加管022与下料口3a贯通连接，将生理盐水注入到离心室6内部，与消化室3排下的物质混合。电机ⅲ7带动离心室6旋转，使得搅动板6a带动离心室6内部液体旋转，产生离心力，对沉淀物进行离心处理，使沉淀物分离成上清液以及上清液下方的干细胞。浮板ⅱ6b位于上清液与干细胞之间，启动上清液排出管032上的抽液泵，将上清液排出至上清液收集箱600内部。

培养室8上端面内部设有电缸ⅱ6e，电缸ⅱ6e通过连接杆6d1控制堵板ⅱ6d上下移动。堵板ⅱ6d上移到最高点时，可将离心室6底面开口堵住，堵板ⅱ6d下移，离心室6内部的干细跑进入到培养室8内部。培养室8上端设有进料口8a，进料口8a内径大于堵板ⅱ6d外径，堵板ⅱ6d为锥形，方便离心室6内部的干细跑流入到培养室8内部。

由附图14所示，所述的培养室8内部下方设有分配环8b，培养基添加管061与分配环8b贯通连接，所述的分配环8b正上方设有收集环8c1，所述的收集环8c1与培养基排出管062贯通连接。

所述的分配环8b与收集环8c1之间均布有若干根培养杆8c，所述的培养杆8c上端与收集环8c1贯通连接，培养杆8c下端与分配环8b贯通连接。

所述的培养杆8c由内部支撑骨架以及缠绕在支撑骨架外部的滤网组成，培养基中的营养物质可通过滤网流入到培养室内部。离心室6下来的干细跑流到培养杆8c上，滤网的孔径小于干细跑直径，同时滤网有一定的摩擦力，方便干细跑挂在培养杆8c上。干细胞培养后为了使干细跑从培养杆8c上脱落，所述的培养室8内部设有消化酶添加管08，消化酶添加管08末端穿设至外壳1外部并与消化酶箱1100贯通连接。消化酶添加管08上的抽液泵将消化酶注入到培养室8内部，使干细跑从培养杆8c上脱落。

培养基排出管062穿设至外壳1外部并与培养基回收箱900贯通连接，培养基添加管061穿设至外壳1外部并与培养基箱800贯通连接，培养基箱800通过培养基添加管061向消化室8额分配环8b内部添加新的培养基。

培养室8下端面向下内凹有干细胞排出腔8d，干细胞排出腔8d上端开口通过堵板ⅲ8e密封，设置于干细胞排出腔8d下方的电缸ⅲ8f控制堵板ⅲ8e上下移动，干细胞排出腔8d通过干细胞排出管07向干细胞收集器1000输送干细胞。

培养室8圆周壁采用透明材料制成，外壳1内侧与培养室8向对应的部位设有若干个恒温加热器1a以及摄像头1b，恒温加热器1a、摄像头1b分别与控制系统200电性连接。恒温加热器1a确保培养室8内部处于恒温状态，摄像头1b将影响实时传递给控制中心，技术人员通过影像观察培养室8内部的干细跑培养程度。

消化液添加管01、消化室生理盐水添加管021、离心室生理盐水添加管022、消化室上清液排出管031、离心室上清液排出管032、消化室废液排出管04、培养基添加管061、培养基排出管062、干细胞排出管07、消化酶添加管08上均设有抽液泵。

控制系统200控制各电气部件开启以及关闭，供电系统300为各电气部件提供工作所需电源。

由附图12以及附图13所示，气体保护系统10包括保护气箱10a、气泵10f、以及二氧化碳添加系统10h，保护气箱10a内部设有压力传感器10b、氧浓度传感器10c、二氧化碳传感器10d以及紫外线杀菌灯ⅱ10j。

保护气箱10a贯通连接有泄气管10e，泄气管10e上设有电磁阀ⅰ10e1，气泵10f将保护气箱10a内部的气体通过保护气供给管051输送到消化室8内部，消化室8与保护气箱10a之间贯通连接有保护气回收管052，保护气回收管052上设有单向阀10g。

二氧化碳添加系统10h包括若干个二氧化碳气瓶10h1，二氧化碳气瓶10h1出气口上均设有电磁阀ⅱ10h2，若干个二氧化碳气瓶10h1出气口均与二氧化碳添加管10h3贯通连接，二氧化碳添加管10h3与保护气箱10a贯通连接。

压力传感器10b、氧浓度传感器10c、二氧化碳传感器10d、紫外线杀菌灯ⅱ10j、气泵10f、电磁阀ⅱ10h2分别与控制系统200电性连接。

所述的气体保护系统10还包括氮气添加系统10i，氮气添加系统10i包括若干个氮气气瓶10i1，氮气气瓶10i1出气口上均设有电磁阀ⅲ10i2，若干个氮气气瓶10i1出气口均与氮气添加管10i3贯通连接，氮气添加管10i3与保护气箱10a贯通连接，电磁阀ⅲ10i2与控制系统200电性连接。氮气添加系统10i可调节保护气内部的氧气浓度。

所述的外壳1外侧设有稳压盒9，稳压盒9内部设有稳压管9a，稳压管9a另一端开口位于下料口3a内部，稳压盒9下方开口处设有静电驻极体过滤棉9c，稳压盒9内部设有紫外线杀菌灯ⅰ9b，紫外线杀菌灯ⅰ9b与紫外线杀菌灯ⅰ9b电性连接。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。