用于处理生物组织样本的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本公开设及一种用于处理生物组织样本的系统和方法，更具体地，其实施方式设 及用于处理组织从而分离细胞的自动化系统和方法。
【背景技术】
[0002] 间充质干/基质细胞(MSC)可与诸如骨髓、脂肪、胎盘，W及厮带等其他若干成年人 组织分离并且是再生医学的非常有希望的来源。尽管骨髓是最为常见的MSC来源，然而，其 临床应用中的主要限制在于骨髓中的MSC的浓度非常低。皮下脂肪组织是有希望的可替代 来源，因为其具有高的MSC含量并且通过诸如脂肪去除或脂肪切除等方法可W容易获得动 物皮下脂肪组织。
[0003] 脂肪组织可W通过酶被破裂，W产生两种主要细胞群体:成熟的脂肪细胞和基质 血管组分（SVF) dSVF是包括前脂肪细胞(preadipo^te)、成熟内皮细胞化C)、内皮祖细胞 化PC)、血管平滑肌细胞(SMC)、周皮细胞、壁细胞、巨隧细胞、纤维原细胞，W及脂肪衍生干/ 基质细胞(ASC)的异类细胞混合物。ASC是自我更新的多能间充质祖细胞(progenitor)，可 容易地分化成脂肪细胞、造骨细胞，W及软骨细胞。此外，若干个调查人员也已经在具体诱 导条件下从ASC分化出内皮、生肌、肝，W及神经元谱系。除其可塑性之外，ASC还分泌诸如免 疫调节剂的生物分子，和营养因子、抗调亡因子、抗癒痕化因子、生成血管因子，W及有丝分 裂因子等。因此，来自脂肪组织的SVF和ASC在基于细胞的治疗方面具有巨大的潜能。
[0004] 具体地，非膨胀的SVF细胞非常适用于自体同源的细胞治疗，其中，通过最小程度 的操作可W移植回临床剂量的患者自身衍生的脂肪干细胞。已经证明，SVF细胞在若干潜伏 疾病模型，W及诸如克罗恩氏病(Crohn'S disease)、移植物抗宿主病、自体免疫和过敏病 理等迹象的临床试验中具有治疗性益处，如多发性硬化症和炎症性肠病、屯、肌梗塞、肢体缺 血、非治愈慢性伤口、放射损伤、尿失禁等（Gimble等人，干细胞研究与疗法（Stem Cell Research&Therapy)2010)。由于已经证明了自体同源脂肪移植的延长的存活时间，所Wsvf 细胞在美容和整形医学方面具有巨大的潜能。由Yoshimura等人指导的临床研究 (Yoshimura等人，Aesth Plast Surg,2008)已经表明富集在脂肪移植术中的SVF在隆胸术 中的功效。脂肪移植可应用于术后乳房再造、整容隆胸、面皱權的再造、抗皱，W及许多其他 软组织缺陷。在动物模型方面的研究已经表明，通过改进移植的血管新生，W及通过脂肪细 胞的更新和抗调亡因素的分泌物，利用富集的SVF细胞的脂肪移植提高了移植成活率。事实 上，SVF的异源组合物，具体地，高含量的内皮祖细胞是增生细胞治疗和血管修复的理想细 胞。若干组已经确认SVF中的CD34阳性细胞能够直接或通过释放诸如IGF-I、HGF，W及VEGF 等生长因子而模拟血管生成;并且已经证明SVF细胞在动物模型方面具有生成新血管的潜 能。
[0005] 用于分离SVF的常规程序设及通过胶原酶对脂肪间充质组织的酶消化的手动处 理，胶原酶破坏基质矩阵，W释放SVF细胞。然后，通过离屯、使得SVF与脂肪组分分离。常规的 手动分离程序在临床应用环境中具有若干局限性：
[0006] 首先，需要将脂肪组织从医院运送至符合GMP的实验室，其中，脂肪组织的存储、处 理W及运输能够影响SVF中包含的细胞的产量、生存能力W及质量。进一步地，细胞的运输、 分离W及交付所需花费的时间非常长。
[0007] 其次，患者在治疗时不得不经历一次W上坐诊，并且在急需该细胞的紧急条件下 不能立即使用该细胞(例如，伤口愈合、烧伤、屯、肌梗塞等）。进一步地，台式开放系统处理需 要对治疗产物进行严格的质量控制。
[000引已经适当地开发出一种用于处理干细胞的自动化封闭式设备/系统的一些解决方 法。PCT公开号W02005012480(W下称之为'480公开）中公开了一种用于处理生物样本的自 动化系统。'480公开的自动化系统包括收集室、处理室、废物室、输出室、W及样本室中的一 个或多个。各个室经由一个或多个管道禪接在一起，W使得包含生物物质的流体可在封闭 的无菌流体/组织路径中从一个室穿过至另一室。在特定实施方式中，废物室、输出室W及 样本室是可选的。该系统还包括多个过滤器。结合脂肪组织的处理，过滤器有效地从溶液中 存在的胶原质、脂肪细胞W及组织解聚剂等中分离出干细胞和/或祖细胞。
[0009] 美国专利公开号US 20080014181(W下称之为'181公开）中公开了用于处理生物 样本的另一种自动化系统。' 181公开装置的自动化系统可结合诸如细胞收集设备和/或铺 皮装置(sodding appara化S)等互补性设备使用，W支持各种治疗。'181公开的自动化装置 包括具有介质存储器的细胞分离装置。细胞处理设备设置在细胞分离装置中，其中，细胞处 理设备包括至少一个入口和至少一个出口、第一凸角和第二凸角。进一步地，细胞分离装置 包括至少一个累，W及被适配成转移或阻止流体流动的至少一个阀。
[0010] 现有文献中公开的自动化设备采用了诸如管、软管等流体供应介质，W用于供应 存储容器与处理容器之间的液体。在开始该过程之前，手动连接流体供应介质，运可能产生 错误。手动连接也是危及细胞分离系统的无菌度或灭菌性质的危险因素。不正确的处理可 能引入微生物污染物或破坏细胞分离系统的封闭性质。此外，为了通过流体介质供应流体， 使用累。累从存储容器抽吸流体并且将流体供应至细胞浓缩室，由此对液体施加压力。已知 用于提取细胞的组织不应被施加压力，因为该压力影响组织中的细胞并且由此降低活细胞 的产量。因此，需要开发一种在不使用管和累的情况下在无菌条件下处理生物组织的系统。
[0011] 根据上述讨论，需要开发一种用于处理生物组织样本的改进型自动化系统，W克 服上述所述问题。
【发明内容】
[0012] 本公开的实施方式提供一种自动化系统，该自动化系统能够在多个平面内操作并 且执行具有通过提供本公开中要求保护的系统而提供额外优点的多种功能。
[0013] 通过本公开中的技术实现了额外的特征和优点。本公开中的其他实施方式和各方 面在此处进行了详细地描述并且被视为要求保护的公开内容的一部分。
[0014] 在本公开的一种非限制性实施方式中，提供一种用于处理组织来分离细胞的自动 化无管系统。该系统包括多个容器，其中，该多个容器中的每个均存储组织样本、缓冲溶液、 酶，W及试剂中的至少一个。组织处理容器用于处理组织，并且机器人组件禪接至组织处理 容器，W运送用于处理组织的组织处理容器。机器人组件被配置为:朝向该多个容器中的每 个运送组织处理容器，并且使组织处理容器的入口端口与用于收集组织样本、缓冲溶液、 酶、W及试剂中的至少一个的该多个容器中的每个的出口端口对准;在多个平面内移动组 织处理容器，W执行洗涂处理、消化处理、相分离处理，W及用于从消化组织样本分离出含 水组分和脂肪组分的组合中的至少一个。该系统还包括与机器人组件对接的控制单元，W 在处理组织的同时控制机器人组件的操作。
[0015] 在本公开的一个实施方式中，组织是选自于脂肪组织、胎盘组织、骨髓组织W及厮 带组织中的至少一个的哺乳动物组织。在示例性实施方式中，系统用于通过处理脂肪组织 而分离基质血管组分(SV巧细胞，并且从胎盘组织和厮带组织分离多能干细胞/基质细胞。
[0016] 在本公开的一个实施方式中，系统包括被配置为过滤消化组织的含水组分的细胞 浓缩单元，W分离组成细胞(component Ce 11 )，其中，细胞浓缩单元从组织处理容器接收含 水组分样本。细胞浓缩单元是过滤器组件、旋转、W及离屯、组件中的至少一个。
[0017] 在本公开的一个实施方式中，可选地，系统被封闭在室中。
[0018] 在本公开的一个实施方式中，控制单元设置有具有显示单元和输入按钮的用户界 面，W输入用于处理组织所需的参数。
[0019] 在本公开的一个实施方式中，系统包括放置在室中W测量并且调节室的溫度的至 少一个溫度传感器，其中，溫度传感器与控制单元对接。进一步地，至少一个加热元件放置 在室中，其中，加热元件与控制单元对接，W维持室的溫度在预定的溫度范围内，并且加热 组织处理容器的内装物。额外的加热模块、溫度传感器W及控制器可用于控制系统内的环 境溫度。
[0020] 在本公开的一个实施方式中，该多个容器中的每个的出口端口与组织处理容器的 入口端口设置有阀组件。阀组件与控制单元对接。
[0021] 在本公开的一个实施方式中，系统包括被适配成由机器人组件错定并且操作的洗 涂容器。机器人组件被配置为:朝向该多个容器运送洗涂容器，并且使洗涂容器的入口端口 与存储洗涂缓冲溶液的容器的出口端口对准，W用于收集洗涂缓冲溶液;并且朝向细胞浓 缩单元运送洗涂容器，并且使洗涂容器的出口端口与细胞浓缩单元的入口端口对准，W将 洗涂缓冲溶液供应至细胞浓缩单元，W用于洗涂含水组分组织样本。
[0022] 在本公开的一个实施方式中，该多个容器中的每个和组织处理容器配备有射频识 别柄签。
[0023] 在本公开的一个实施方式中，机器人组件包括多个传感器。该多个传感器与控制 单元对接，W控制机器人组件在预定路径上的移动。
[0024] 在本公开的另一非限制性实施方式中，提供一种使用自动化系统处理组织的方 法。该方法包括下列行为:将组织样本和洗涂缓冲溶液接收到组织处理容器中，其中，机器 人组件使组织处理容器的入口端口与存储组织和洗涂缓冲溶液的容器的出口端口对准。然 后，通过借助于机器人组件揽拌组织处理容器中的混合物而使用洗涂缓冲溶液洗涂组织样 本，其中，机器人组件在多个平面内移动组织处理容器，从而允许混合物的相分离，W获得 组织处理容器中的初步脂肪上层组分和初步含水下层组分，其中，通过机器人组件使组织 处理容器相对于X轴倾斜90度完成相分离，并且将在步骤(C)中获得的初步含水下层组分设 置在洗涂收集单元中，其中，机器人组件使洗涂收集单元的入口端口与组织处理容器的出 口端口对准。然后，将消化缓冲容器中包含的预定量的消化缓冲液接收到组织处理容器，其 中，机器人组件使组织处理容器的入口端口与存储消化缓冲溶液的容器的出口端口对准。 通过借助于机器人组件揽拌组织处理容器中的混合物而使用消化缓冲液消化脂肪上层组 分，其中，机器人组件在多个平面内移动组织处理容器，并且允许组织处理容器中的混合物 的相分离，W获得最终的脂肪上层组分和最终的含水下层组分，其中，通过机器人组件使组 织处理容器相对于X轴倾斜90度完成相分离。
[0025] 在本公开的一个实施方式中，该方