专利名称：临床自动生物细胞治疗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物医学装置，尤其涉及一种应用于临床生物细胞治疗的自动化装置，更具体地说，这是一种适合应用于临床生物细胞治疗、符合临床无菌化要求、自动化操作、自动控制、具有多重标本管理、自动细胞培养、自动细胞活性监测、预置多种警报功能和专家系统的自动化临床应用系统，可以广泛应用于各种类型的临床生物细胞治疗。
背景技术：
生物细胞治疗已经被公认为临床最有发展前景的治疗方式之一，很多不同类型的生物细胞治疗已经广泛应用在临床医疗领域，树突状细胞免疫治疗和肿瘤疫苗治疗已经表现出良好的临床疗效和强大的治疗作用，造血干细胞移植更已经成为血液肿瘤的首选治疗方法。过继性免疫细胞治疗也已经应用于多种肿瘤治疗及免疫治疗领域。
生物细胞体外治疗和扩增是生物细胞治疗的基础和重要组成部份，只有完成生物细胞的体外扩增，生物细胞治疗才有可能成为现实。目前临床采用的生物细胞培养方式多沿用生物实验室的方式，多数采用开放性结构、手工操作，故污染率高、效率差、工作量系统繁重，容易出现差错，影响生物细胞的深入开展。
为了克服现有技术的缺陷和弥补现有技术的不足，本发明提出一种新型自动生物细胞治疗系统。
发明内容
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案，其特征是●所有与人体或人体组织、细胞接触的材料全部是医疗等级，无毒无害材料。
●所使用的与人体组织细胞接触的器具，全部预先经过严格消毒，无菌包装，经严格检验的一次性使用器具，符合临床应用标准。
●系统全封闭，自动化操作，没有任何可能与人体组织细胞接触的材料暴露在外界空气中。
●为双重保险，所有操作均在无菌消毒环境操作，可以是无菌操作台(超净工作台)，但更推荐为手术室等级的超净工作间。
●系统操作显示全部为数字化自动控制，排除手工操作可能的误差和失误。
●系统统一管理，各个操作单元必须在系统操作平台上选定实施方案，由被授权者输入密码(或授权的条形码卡被扫描后)指定的操作单元才有可能开启操作，例如须进行外周血淋巴细胞采集程序，操作人员必须预先选定操作程序后，由主管(被授权者)认可输入指令后，外周血采集机才能工作。
●每个病人独立的ID贯穿整个治疗过程，在每个程序上都必须三重确认，每个病人入院时，都会给予一个独一无二的ID条形码卡，该号码在与该病人密切相关，任何一次性使用物品都有同样的ID，病人相关标本的每个操作程序都必须确认ID后才能进行，所有ID相关的资料集中在一个文件夹下，没有输入这个ID(条形码扫描)所有操作都不可能继续下去。
每次识别病人ID后，显示器都会出现病人的ID号码、姓名和照片，操作人员必须确认后，才能继续进行程序。
●每个操作人员都有一个独特的ID，操作人员进行任何操作时，都必须扫描ID，否则不能进行操作，每个病人都有指定的操作人员，只有被指定的操作人员才有权利操作设备，(指导人员的ID由被授权的主管输入)，每个操作人员操作机器后，个人的ID都会被记录。
●系统全面记录病人的相关资料。
病人的所有相关临床资料和实验室资料都必须输入系统(可以采用扫描机扫描后由软件自动整理成规整格式，所有临床医生可以直接扫描病历资料进入系统)。
●系统完整记录病人的全部实验室资料。病人的所有实验室操作过程被全面记录，包括血细胞采集时间、次数、采集时速度、状态、有否故障、采集数量、保存方法、保存温度等，然后，净化过程、程序、操作步骤、培养时间、培养温度等。
所有操作单元的所有操作记录都自动输到主电脑系统，并自动记录，在操作结束后，没有按规定记录和转输至主系统将会出现警报，而且下次操作会关闭，只有补充全面资料后操作单元才能关机。
●强制性自动执行程序所选择的使用方案会被完全强制性执行，走漏任何环节都会出现警报，而且不会继续操作下去。
●强制性自动监测细胞活性在采集细胞后、培养中、培养结束后，均要求用显微镜观察细胞活性，从细胞容器的自动封闭口中，用注射器采样，放到显微镜下观察，并将观察结果输入电脑，如果没有观察结果系统会自动显示和警告。
●强制性自动记录显微镜图像在每次采用显微镜进行观察细胞活性，并输入结果后，必须同时输入拍摄的显微镜图像(显微镜带摄相机可以自动拍摄观察结果)，如果没有显微镜观察的图像输入，系统会自动报警。
●强制性自动监测细菌污染情况与上述程序相同，在采集细胞后、培养中、培养后、抽样时，必须用同一份标本的另外一部份进行细胞检查，采用(BDS)自动细胞探测装置，加入标本培养，并检测结果。
●强制性自动记录细菌污染情况每次细菌检查结果必须输入该病人的资料下，如果没有输入则会自动报警。
●自动设置各种警报系统设置多项自动报警功能，如系统电源故障，会自动报警，例如细胞培养过程中，温度低于或高于规定温度标准；如培养时间超过规定的期限；如系统各个单元之间连线故障；如各个单元出现任何操作故障等，均可自动报警。
●各单元与主操作系统网络连接，相互控制各个单元采用DSP控制，并有自己的贮存芯片，而各个单元DSP又有标准接口与主操作系统有网络连接，各个操作单元即可以单独操作，又可以通过主操作平台监控，各单元的贮存芯片内容自动转输到主操作平台数据库，各操作单元与主操作系统相互连接，相互控制。
●远程会诊及远程技术支持系统配置有网络摄像头、麦克风及远程通讯软件，既可以即时传递各种资料、医学图像，又可以得到公司所聘请医疗专家的咨询和帮助。
●远程故障诊断和维修系统软件有网络接口，可以与远程进行网络联系，如主系统或各单元出现故障，均可远程故障诊断、远程故障排除，公司技术支持部门可以在远程为客户提供服务。
●远程监控如果客户委托，本公司总部可以提供远程监控服务，公司设立的远程监控中心、远程24小时监控客户系统运作，如发生任何不规范操作或不合理操作或出现故障及时向客户报告并协同处理。
●自动报警并手机短信息警报系统的各项自动报警功能，可以通过电脑自动拔号至某电话，或某传呼机机，自动显示短信息，传递警报，可以同时通知数人(预先设置)，并采用不同方法和途径。
●系统的不间断电源以及双操作系统。
系统采用不间断电源，任何电源故障都不足以破坏电脑功能，同时主操作系统采用双系统，一个系统工作同时，资料会在另一系统同时贮存，故有一个系统故障时，另一个系统仍能维持正常运作。
●系统内有内存的多种实验室操作方案并有详细步骤指导，屏幕显示，具体操作步骤，操作程序，根据不同的配置，装有多种已公开发表并成熟的实施方案，客户可以按照方案进行操作，重复已成熟的技术以满足自己的要求。
●系统具有“帮助”功能，帮助操作者按步骤实施操作过程，逐步图示指导，或录像摄放指导，“帮助”功能可以是分解图示(照片)+文字注释，或是用已录制的录像对装置的操作，功能使用有示范、详细说明、解答疑难，“帮助”键可以帮助客户迅速掌握系统功能。
●系统有临床专家系统，内含多种已公开发表的临床治疗方案和详细的资料，该临床专家系统，收集各种已公开发表的临床文献，客户只要输入所需搜寻的主题词，就能快速寻找到所感兴趣的领域内进展(文献文摘)，客户需要某些全文，向公司情报部门申请，可E-mail或传真给客户，这些临床专家系统能满足客户开展各项相关临床治疗或临床研究的需要。
●系统内临床专家系统不断更新，(有专人收集资料并更新)。
系统内的临床专家系统有专人不断搜集新的资料，并不断更新内容，跟踪最新研究进展，搜寻新的文献。客户只要加入会员，可以自动更新数据库内容，随时掌握最新进展。
●系统软件自动开放系统采用标准、统一的操作平台，所有软件的开发都在这个新的平台上，因此，公司可以随时帮助客户的软件进行更新换代，自动升级(有些收费，有些免费)。客户的软件可以不断升级，增加新的功能。
●系统采用统一软件平台，标准接口，设备配置可以开放或根据需要增加外周配置和设备，或更新升级，系统采用统一平台、接口，各种新开发的设备、工具、周边设备的采用同样操作系统，同样接口，可以很容易与原有系统兼容。
●系统为模块式结构，组合系统，各种模块有标准接口相接，相互兼容，客户可以根据自己需要选择不同功能和不同选项，或逐步增加选项或升级。
系统根据临床不同需要，不同规模，采用多种不同组合以满足多种层次的需求，任何客户可以根据自己的兴趣，需求预算来进行多种选择。
●系统有网络摄像和记录功能，必要时，被授权者可以要求某一部份操作时程进行实时摄像，并予以保存。系统配置的网络摄像机，既可以从事远程会诊，又可以用来记录某一操作过程，或实验过程，作为资料予以保存。
●系统操作完成后，有自动提醒刻录功能，并附有光盘刻录装置和光盘表面印刷装置，制作病人独有光盘，在病人整个治疗过程结束，系统有自动提醒操作者刻录该病人全部资料的光盘，系统自动整理所有病人资料进入一个预先设计的格式，操作者很容易刻录，刻录的光盘表面的标签为预先设计，并自动印刷。
●公司成立临床研究资料库，参加的成员可以共享库中其他成员的临床资料，自己的资料也可给别的成员人分享，更容易开展临床研究。系统内临床资料均按一定的程序和格式贮存，很容易调用，客户只要参入公司大资料库，就可以将自己的临床资料加入大资料库，自己也有权调用大资料库的任何内容，以进行临床研究或拟写文章。
●系统采用“触摸屏操作显示系统”，各个操作单元主操作系统都采用Kiosk操作平台，控制各个装置和部位操作，系统主操作平台和各个控制单元均采用kiosk操作平台，使操作过程更简易，更一目了然。
基于扁平状生物反应器的自动生物细胞治疗系统图1是实施例1细胞制备系统与组成部份图2是实施例1系统构成3是实施例1系统外形示意4是细胞培养盒的顶部和侧面图5是细胞培养系统剖面图6是细胞培养系统导管通路图7是生物反应器中细胞培养部份剖面8是生物反应器顶盖的俯视图和侧面9是生物反应器底部碟状细胞床俯视图和剖面10是生物反应器底部俯视图及剖面11是控制管理系统。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明实施例1-造血干细胞培养装置1.装置●附图1所示实例干细胞培养系统组成包括■一次性使用细胞培养腔(100)-用来成长和扩增细胞■培养设备单元(200)-提供培养环境(温度)
■管理系统(300)-控制系统■处理单元(400)-初始接种细胞和最终收获细胞●附图5所示细胞培养盒是一个碟状生物反应器10，拥有良好的循环到周围，生物反应器形成4个主要部份顶-20，底-30，细胞床碟-40，半透膜-50(透气/防水)●附图7所示生物反应器顶20和底30采用防水的结构连接，例如螺丝螺帽，在辐射状周围的外周，半透膜50被固定在顶和底之间，分开生物反应器内部为上部和下部。细胞床碟40位于生物反应器下部的内侧，它基本上像个碟子一样，带有向上的环状边缘42，在它的辐射状外周的外面。
■在细胞接种后，细胞成长在细胞成长床25(它位于碟状物40的上表面)，半透膜下方，以及环状边缘42，环状边缘的上表，42A贴近基底30的上表面凸缘30A，当碟状物40安置在底部时，所以半透膜50可以配合环状边缘42封闭细胞生长床25。
■细胞培养床的碟状物40，有一个中央媒介辐射状供应口44，它扩散成长媒介向下穿过基底30到达生物反应器外面。
■它同样有一个收获口46，靠近细胞床辐射状外周的限制处，正好位于环形边缘42的内面，收获口46同样扩散成长媒介穿过底部到达生物反应器外面。
最后，基底部有多重出口24，废弃液释放出口48，扩散媒介穿过整个厚度从顶部到底部，出口48是等距离包绕碟状物40的周边，正靠近环形边缘42。
■营养液供应，从营养液入口44进入细胞床25，然后辐射状向外流向碟状物40的辐射形外周，营养弃液被排出从细胞床，通过多重出口48而流出。
■因为辐射状灌注的营养液和多重出口48装置，在细胞培养过程中，在细胞床内的细胞被始终一致的营养液灌注。
■基底30有开口32和34，通过开口，出口44和46可以延伸在一个防水的状态。
■同样还包括一个中央位置出口36，作为废弃液出口，废弃液从多重出口48辐射状向内部流动，穿过在基底30顶部表面和碟状物40底面的空间，到达出口36，然后流出生物反应器，出口36可能是多轴的，但也可以稍微分枝从基底30辐射中央，以顺应媒介入口44的开口32。
■生物反应器顶部20牢固地与基底30以防水的形式结合，半透膜50被固定在当中。一个同中心错综复杂的肋骨样通道从顶部20向内部延伸，以支撑半透膜50对抗弯曲(因为灌注到细胞床的流体压力所致)，肋骨样物22保持规定的空间在碟状物40的顶部和半透膜50的底部，即将一个规定的厚度给予细胞成长床。这个厚度最好不要超过4mm，以保证足够的氧给细胞床上的细胞。
■肋骨状物22同样形成一个迷宫样气体腔，氧气通过它流动，例如空气，可以流动以供应氧，氧会穿透半透膜而供应细胞。
■迷宫的两个未端可以相互靠近，这样含氧的空气可以供应气体入口24，而通过气体出口26排出。
■像钟样形状向上的开口28，被形成一个辐射样顶部20的中心，以及形成一个腔室幕顶被环状肋状物29向下方对抗半透膜50。
●细胞可以被接种到细胞成长腔室，通过中央出口隔膜28A，(可采用手动或电磁阀门)。一个非橡胶的针隔膜被一个空气密封的绑带固定，为了直接进入细胞居住地。
●附图8-附图10详细显示生物反应器顶、底、细胞床碟形物。顶部20最好是注塑成型，采用非反应性塑料，例如苯乙烯树脂或PETG，它大致上碟状主要部份20A，通过凸缘20B来限制它的辐射状外周，凸缘20B有一个同心等距多孔的螺丝孔20C，通过它可以穿过螺丝，紧密地固定顶部20和底部30。
●上升的中开口28有一个铃的形态和一个中央隔膜28A，隔膜是阻碍气体及阻碍液体的阻碍物，它可以被一个注射针穿刺，当抽完后又可以自动封闭。
●一个同心等距离多个辐射状增强部位肋骨样物20D，从主要部位20A开始，在中央部位28和环状边缘起肋骨样物28之间，邻近边缘20B。
●肋骨样物22是环状面向东方，形成迷宫20F(显示器8A虚线)，迷宫是盘绕，因此气体能穿过气体腔室面到达整个细胞床。迷宫的对侧未端邻近另一个主要部位20A的辐射状未端。
●一个入口24和出口26与迷宫对侧相通。
●辐射状最深处肋骨29持续环绕，并与半透膜相结合。气体腔室顶幕从中央部位28内侧被覆盖。
●一个辐射状最外侧持续肋状物20F作为迷宫最外侧限制。肋状物20F的所有尖端，22和29是与法兰20B的底面至共面状态，所以当组装时，半透膜50被肋状物压紧。
●附图9A和附9B。细胞床碟40最好是用注塑模型制造，采用非反应的塑料如聚乙烯树脂或PETG，它有一个碟状的主要部份40A，在它的辐射状外周边缘被环形凸缘42限制，主要部份的上表面是平滑的，非阻碍地形成一个粘附表面以培养移来的细胞。
●附图10A和附10B。
■基底部50最好也用注塑成型的方式制造，用非反应聚苯稀树脂或PETG，同样也是一个碟状主要部份30A被上升周围环形部位所限制，上升部份有一个上表面30B和螺丝孔30C。
■在组装时，碟子40与带有向上环形限制部位上表面的30A完全相合并紧密相邻，并与表面30B形成共面。
■当顶部20和基部30组装时，螺丝孔30C和20C形成一条直线，因此基部和底部能紧密结合。
■周围凸起30D从法兰30B的辐射状周边向上延伸，为了固定和保留半透膜50的位置，在组装生物反应器时。
■主要部位30A的上表面有多个抬高的部份30E，它支撑碟子40的底部并保持基部30和碟子40处于分离状态，同时也形成废弃液体流回中央出口34的液体通道。凹陷30F和30G围绕每个装置32和34，并可以通过弹性组份来遮盖装置。
●多个辐射状支撑肋骨状物30H从基部表面延伸，在环形支持肋骨状物30I和30J。
●环状支持扩大部份30K，30L，30M分别环绕32，34，36部份。
2.组装●在组装生物反应器时，32和34装置部位应该妥善的遮盖和碟子40被妥善的固定在基部30，同时出口44和46部份的乳头状物被延伸遮盖通过各自装置(图7)。
●半透膜50然后被放置在碟子40和凸缘30A上，被凸起部位30包紧。
●顶部20被放置在基部30上，用螺丝孔20C和30C对准在一条直线上，螺丝穿过并固定紧合，同时，外周环形肋状物20F将夹紧半透膜50(与辐射状深部表面30B共同夹紧)，以遮盖生物反应器内部。
●附图5和附图6。生物反应器10被固定在细胞培养盒100上形成一个预先组装的一次性使用单元，生物反应器被固定在盒子底部60，底部60有一个支持凸缘(法兰)62，有多个同心等距的螺丝孔用来固定基部和顶部的螺丝，同时也可以用来固定延伸穿过这些孔以固定生物反应器到基底部60。盒子底部被封闭从上面被顶64从上面封闭，在底部被托盘66从下面封闭。
■媒介供应容器68被堆放在盒基底部60的前面，以供应成长媒介至生物反应器，它还提供媒介供应管道68A到生物反应器媒介入口44。
■压力化的空气来自于空气泵提供应容器媒介上方的空气界面，通过管道68B，在这种状态下，成长媒介被压力化，所以提供持续灌注的媒介到生物反应器内的细胞成长床25，此外，成长媒介被提供到容器内通过张力释放导管68C。
■细胞收获袋70通过导管72和收获阀门74被连接到收获口46。
■废弃液袋76位于生物反应器下部和依托托盘66(细胞盒)，它接受来自生物反应器的废弃液，通过一个滴注腔装置78(附属在阀门盘80，在细胞盒后面)。滴注腔包括一个虹吸管(破裂)允许控制液体速率，以保证持续不断的灌注培养液通过细胞床。一个滴液计数器(drip counter)可以作为一种辅助在滴注腔室，它能探测废弃液滴数以判断媒介流速。废弃液通过一个废弃液阀门82到达滴液腔装置，在生物反应器中央部位28的气体压力被用来调整通过滴液腔的压力，通过中央部位阀84和管道84A。
■同样附属于阀门盘是泵供应口86，以供应压缩空气维持持续压力到媒介供应容器通过气体供应线68B。气体在入口88和出口90以供应新鲜氧气进入和排出耗尽氧气的气体，一个媒介供应阀门92连接到媒介张力释放线68C，缓冲液阀94和胰旦白酶阀96。
●每个盒子同样包括贮存装置和一个时钟，在使用前，被输入追踪资料，推荐的解决方法和即时时间通过管理系统300。
●在使用时，一个消毒的、单次使用的细胞盒100在一个保护性的包装内被供应，它包括媒介供应容器68，一个供应泵，生物反应器10，废弃液容器76，收获容器70，一个贮存装置和必需的管道，阀门以及内部连接和支持的组件。
●在运行时，贮存装置首先被管理系统300初始化。
●系统管理300包括圆形界面300、彩色触摸屏330、微电脑340(包括贮存装置342)、条形码阅读器310、界面350、打印机和键盘。
其功能包括设置为细胞接种和收获，初始化盒上的贮存装置，推荐方案和准确时间，监测每个培养箱正常或非正常的活动，打印报告。
实施例2-自动树突状细胞制备系统1.制备产品类型●用于制备各种来源树突状细胞●用于制备人体外周血单核细胞(monocyte，CD14+)来源的树突状细胞和造血干细胞(CD34+细胞)来源的树突状细胞●用于制备人体骨髓造血干细胞来源(CD34+)和单核细胞来源(monocyte，CD14+)的树突状细胞●用于制备脐血造血干细胞来源(CD34+)和单核细胞(monocyte，CD14+细胞)来源树突状细胞2.应用●临床应用
■皮下注射治疗各种肿瘤——可用于单独树突状细胞治疗或在造血干细胞移植同时进行树突状细胞治疗。
■实体瘤部位肿瘤内注射治疗各种肿瘤。
■术中手术切除时肿瘤周围部位注射以及周围淋巴结注射，减少肿瘤复发和远处播散。
■体表已转移淋巴结部位淋巴结内注射以治疗各类晚期肿瘤。
■动脉插管灌注时同时灌注，以治疗局部肿瘤。
■内窥镜下肿瘤局部注射，以限制肿瘤转移。
●研究应用■各类树突状细胞机理研究■树突状细胞动物试验研究■树突状细胞临床研究■各类免疫相关的研究3.系统构成外周血树突状细胞制备系统●自动外周血单个核细胞采集装置(骨髓及脐血方式相似)。
采用多种已成熟的国外临床采集装置，选择其中简单易行、价格低廉者。
●细胞分离净化装置(根据不同需要，选择其中一项或两项)■单核细胞(monocyte，CD14+cell)分离净化装置(TFF盒+TFF容器，膜为基础净化装置)。
适合于单独树突状细胞进行肿瘤治疗的状态，适合于实体瘤病人。
■造血干细胞(CD34+cell)分离净化装置(骨髓及脐血方法类似)(CD34+抗体免疫磁珠分离装置)。
适合于造血干细胞移植同时开展树突状细胞治疗病人。适合于各类血液系统肿瘤、淋巴系统恶性肿瘤。分离的CD34+细胞进行造血干细胞移植，而其他分离液在浓缩后进行体外培养，诱导分化的树突状细胞回输治疗，而CD34+细胞分离过程中的其他分离液可能需要进一步分离净化，而这一部份成份分离净化，需要采用Ficoll液非连续密度梯度方法+光电探测装置的自动分离方法(见设计方案中相关部份)和TFF浓缩技术。所以，在这个装置中，需加一项选项“非连续密度梯度分离净化装置”，以浓缩纯化非CD34+细胞成份进行培养(可以大量节省培养液，细胞因子和成本以及提高效率)●体外自动细胞培养装置。采用一次性使用生物反应器+自动控制装置●主操作系统及管理软件
●倒置显微镜+数码摄像机(或数码照相机)●自动细菌探测系统(BDS)●无菌环境装置。可以根据客户不同需要和不同预算■超净工作台。用于小型医院，病例不多的状态。
■超净工作间。适用于大型医院、区域性实验服务中心，病例数较多状态。
4.系统配置根据客户状态、规模、需要和经费预算提供不同规模系统●小型系统仅适合小型医院，同时只能处理数个病人(有数个培养单元)●中型系统适合于中型医院，同时处理数个～数十个病人(有数十个培养单元)●大型复合系统适合大型医院、区域性实验室服务中心，可同时处理数十个～数百个病人。
实施例3自动肿瘤疫苗制备系统1.制备产品类型●自体(肿瘤细胞)肿瘤疫苗■自体肿瘤细胞溶解物致敏DC形成的肿瘤疫苗■自体凋亡肿瘤细胞致敏DC形成的肿瘤疫苗■DC与肿瘤细胞融合DC形成的肿瘤疫苗●肿瘤抗原肽或旦白体外致敏DC形成的肿瘤疫苗●细胞因子基因修饰DC形成的肿瘤疫苗●肿瘤抗原基因修饰DC形成的肿瘤疫苗2.应用●临床应用肿瘤疫苗治疗各类肿瘤病人●研究应用■用于各类肿瘤免疫学研究■用于肿瘤疫苗的动物实验■肿瘤疫苗的临床研究实施例4肿瘤抗原制备系统1.系统构成●肿瘤细胞采集、贮存、运输装置肿瘤病人肿瘤组织采集后(手术标本，内窥镜活检或体液)，标本容器-＞采集、贮存、运输-＞到实验室后放入恒温组织培养箱(无菌、一次性容器、内置培养液+抗菌素，自动保温、温度显示、采集时间显示、半透膜通气不通液，微电脑芯片控制、自动时钟记录、温度报警装置、外层保温材料、有小孔与外界交通，内层包装采用透气/防水半透膜，保证足够的氧气交换，自动加温装置，可以保持在37℃水平)。
●悬浮肿瘤细胞制备装置病人的肿瘤组织经粉碎、胶原酶溶解后，放入特制的专用培养装置，自动培养、收获后，深低温冷藏备用。(一次性使用带框架的两面为透气膜的培养袋)。
●专用细胞裂解超声波装置专用超声探头、时间控制器、专用容器，用于裂解细胞，制备细胞溶解物。
●专用容器装载肿瘤细胞进行放射灭活，或高温灭活，或紫外线照射灭活。
小型高电压、高电流装置灭活；瞬间高压蒸汽装置高温灭活细胞；高强度紫外线装置灭活细胞。
●专用培养箱。
专门多格多层、专用培养盒、培养空间、半透气膜、自动控制盒。
●专用离心机。
专用多头离心机、离心袋、专用夹具(血浆夹)，用于细胞离心分离。专用离心袋配有自动封闭针型阀，可以抽吸内容。
●专用TFF装置。
用于细胞收获和浓缩，小型TFF盒、TFF容器、蠕动泵。
●专用冷藏容器，进行深低温冷藏。
●专用液氮罐贮存肿瘤细胞。
●活体组织运输盒采用密封、无菌、无毒、一次性使用、表面有瓶盖的组织培养瓶。组织培养瓶有一面为透气膜，放在密封的保温盒内，自动恒温(有电池驱动的加温装置)和记时器，记录装盒时间、运输时间、温度。
●肿瘤组织消化装置恒温振荡培养箱+加压过滤装置+一次性培养袋(带自封闭口或手动阀门)+冷藏袋组织培养瓶内加入胶原酶，放入恒温振荡培养箱培养30分钟。
一个加压抽吸装置带金属滤膜100目，过滤组织消化液，并将组织消化液直接灌注入一次性培养袋。在培养袋中加入培养液离心，用血浆夹夹住上清液，去除上清液。(培养袋采用自封闭口，可以反复用注射器抽吸后自动封闭或带手动阀门)，在一次性培养袋内加入培养液，放入CO2培养箱内培养，培养完成再次离心、清洗后放入冷藏袋深低温冷藏。
该装置由下列部份组成■组织培养瓶-瓶盖有透气膜，其余同正常组织培养瓶，内装培养液。
■包装运输盒-有恒温装置、保暖材料和时钟，可容纳组织培养瓶。
■恒温振荡培养箱-37℃恒温、振荡功能，用于孵育培养+CD2供应。
■TFF过滤罐-用蠕动泵驱动，进入TFF容器前由100目金属滤网，然后加缓冲液冲冼，反复浓缩，浓缩后的细胞+培养液进入一次培养袋。
■一次性培养袋-透气培养袋，四边框带硬塑料，前端带手动阀门。培养结束后，再用同样TFF装置清洗、浓缩，装入冷藏袋或瓶。
■冷藏袋或冷藏瓶-最后装入冷藏袋、液氮罐中培养。
●细胞裂解装置专门用于细胞裂解程序，制备细胞溶解物。购买专用裂解细胞的超声探头。将这种超声探头固定在一个无毒塑料容器的底部，超声探头功率可调，时间可控制，使用前带超声探头的容器无菌消毒包装，超声探头可以与控制机器相分离，使用前连接超声探头至控制机器，设定频率、功率和时间，然后自动裂解肿瘤细胞成为肿瘤细胞裂解物，装入特定培养袋备用。
●肿瘤细胞灭活装置专用小型恒温培养箱，温度可以设定在37℃-45℃，可调温、控温、控制时间、时间设置自动报警。有专用培养袋，(带有手动阀门或自闭式阀门)，使用前将拟灭活的肿瘤细胞注入培养袋，放入培养箱，开启“灭活肿瘤细胞”按钮，设备自动调节温度至41℃，并自动测定时间至1小时，时间到达预定自动报警，恢复温度至37℃常温，运用细胞染色可以监测细胞灭活情况。
●自动树突状细胞制备系统该系统的全部设备均可用来制备肿瘤疫苗，在树突状细胞被部份诱导分化成熟后，采用上述各种肿瘤抗原致敏，即可形成肿瘤疫苗，而培养装置无需改变，仅在培养内容物内加入肿瘤抗原和部份其他细胞因子，诱导因子或成长因子即可。故“自动肿瘤疫苗制备系统”其实由两个重要部份组成a.肿瘤抗原制备系统b.树突状细胞制备系统。
2.抗原类型在制备自体肿瘤疫苗过程中，可能采用的肿瘤抗原包括●自体肿瘤溶解物-最主要、最有效、最常用肿瘤抗原。采用营养新鲜肿瘤组织经妥善处理后获得，为最常用的肿瘤抗原形式，也是本系统最重视的方法，原则上制作自体肿瘤疫苗均可采用这种形式和方法。
◆凋亡的肿瘤细胞。可以来自自体或细胞珠或异体，可能有效产生肿瘤疫苗，对于无法获得自体新鲜肿瘤细胞的病人可以考虑采用。
◆肿瘤抗原肽或旦白。已有多家公司发展特异性肿瘤抗原，或为肿瘤抗原肽或为抗原旦白。可针对特异性病人，尤其适用于病人体内这种抗原高表达人群，也可以适用于无新鲜肿瘤细胞的病人，可以通过向这些公司购买抗原产品，制备肿瘤疫苗。
◆肿瘤抗原基因。已有多家公司发展出多种肿瘤抗原基因，可向其购买产品及疫苗制备方法，用于那些无大量新鲜肿瘤组织细胞的病人。
实施例5自动外周血造血干细胞移植系统1.产品制备●外周血单核细胞●外周血造血干细胞(CD34+细胞)2.应用●用于外周血造血干细胞移植(自体或异体)●用于外周血造血干细胞体外扩增培养后移植●用于外周血造血干细胞移植同时树突状细胞治疗及肿瘤疫苗治疗3、系统配置●外周血单核细胞采集装置●外周血单核细胞净化装置。用于外周血造血干细胞移植，减少移植物容器，从而减少DMSO用量，减少回输付作用，减少残留红细胞溶血反应。装置原理、构造与骨髓单个核细胞分离净化装置基本一致，仅取消金属滤网，由专用离心管(可能需数个)、光电探测架、光电控制系统、电磁阀(数个)、 蠕动泵、控制系统(DSP及触摸式显示屏)、专用离心机构成。
●外周血CD34+细胞分离净化装置(同前)●外周血CD34+细胞体外培养扩增装置。采用与骨髓CD34+细胞同样培养装置。其余与前相同。
实施例6自动骨髓移植系统1.制备产品●供临床移植用的，已经净化的骨髓单个核细胞●供临床移植用的，已分离纯化的骨髓CD34+造血干细胞2.应用应用于临床骨髓移植
●自体骨髓移植●异基因骨髓移植3.系统构成1)骨髓单个核细胞净化装置。用于采集骨髓后，骨髓单个核细胞的分离、纯化。
●采集后的骨髓通过一个带金属滤网100目(在蠕动泵驱动加压下)进入封闭式离心管。
●离心管内加入Ficoll或Percoll分离液，离心管底部有手动阀，顶部有手动阀门。
●放入离心机离心。
●放入光电探测装置分离，取单核细胞层。
●分离的单核细胞进入TFF容器，用0.22μm的TFF滤膜净化(加缓冲液)并浓缩，后加防冻液冻存。
装置包括●专用离心管特殊设计，无毒塑料，不同容量，全封闭，顶部有手动阀门，底部有手动阀门的“专用离心管”，离心管带管架，既可稳妥固定在光电分离架上，又可稳妥放置在光电探测架上，顶部有手动阀门可以注入细胞高密度分离液，底部手动阀门可以控制与TFF容器相连的管道。
●光电探测装置光电探测架上装有激光对管控制的光电标测装置及其可自动控制或手动控制的电磁挤压阀。
●TFF装置TFF超滤装置，收集清洗细胞和浓缩细胞。
●专用冷藏袋用于专门冷藏、深低温保存。
上述装置既可用于骨髓移植时的单个核细胞收集、纯化，能明显减少DMSO用量，从而减少回输作用，同时亦可以用来净化骨髓收集其中单核细胞。
●专用离心机以及控制系统(DSP及触摸或显示屏)构成完整系统2)骨髓CD34+细胞分离纯化装置同外周血CD34+分离净化装置基本一致。但在分离前，须经过一个金属滤网100目的滤器或输血器150μm滤器，以滤除碎骨、脂肪或其他杂物，骨髓的CD34+细胞即可以直接回输用于骨髓移植，或部份用于树突状细胞的体外扩增，或用于CD34+体外扩增培养，或者部份用于树突状细胞扩增，或用于CD34+细胞体外扩增，而扩增的CD34+细胞进行骨髓移植。
3)CD34+细胞体外培养扩增4)采用持续灌注式自动造血干细胞体外培养扩增系统，长期灌注下进行长期培养。
实施例7自动脐血干细胞移植系统
1.制备产品●脐血造血干细胞(CD34+细胞)●脐血单核细胞(Monocyte，CD14+cell)●脐血单个核细胞(Mononuclear Cell)2.用途●脐血造血干细胞移植●制备树突状细胞以供HLA相吻合的肿瘤病人使用●制备肿瘤疫苗供HLA相吻合病人使用●脐血干细胞移植同时进行树突状细胞或肿瘤疫苗免疫治疗3.系统构成●脐血采集装置采用最新脐血采集装置，在脐动脉灌注抗凝平衡液后，在脐静脉回收、反复冲洗，可以增加采集量。输入、输出管与脐动静脉连接后，开放静脉端，用蠕动泵抽吸脐血，抽吸不出血液后，关闭静脉端电磁阀，开放动脉端电磁阀，灌注等量抗凝平衡液(100ml)，平台摇振，充分混匀，然后关闭动脉端，开放静脉端，再次抽吸，反复两次，吸尽胎盘内残血。
由动静脉管道，脐血收集袋，抗凝灌注袋及管道组成一次性装置，蠕动泵，电磁阀(两个)，摇振平台，直流电源(可充电)，控制系统组成●脐血单核细胞分离装置(Monocyte CD34+分离装置)TFF盒+TFF容器+缓冲液+收集袋，用来培养扩增树突状细胞或制备肿瘤疫苗。
●脐血单个核细胞分离装置(Mononuclear Cell)与骨髓单个核细胞分离装置相同，取消金属滤网。
●脐血造血干细胞分离纯化装置(CD34+细胞)采用CD34+抗体免疫磁珠分离系统。用于造血干细胞移植，或用于体外培养扩增后移植，或用于树突状细胞体外扩增，或肿瘤疫苗，或者在干细胞移植同时树突状细胞治疗，或者大部份CD34+培养后干细胞移植，其余部份(包括未分离的CD34+成份)，体外培养树突状细胞。
●脐血CD34+细胞体外扩增采用持续灌注式自动细胞培养系统●其余部份与前述装置相同实施例8自动造血干细胞移植系统由骨髓移植系统、外周血移植系统、脐血移植系统中各个特色装置组成。可以适应所有类型的造血干细胞移植。
实施例9自动淋巴细胞制备系统1.产品制备●LAK细胞●CIK细胞●CTL细胞●其他各种过继淋巴细胞制备2.应用用于各种自体或异体过继性淋巴细胞治疗。
3.系统构成与树突状细胞系统相同。收集外周血淋巴细胞，也可以直接外周血中分离淋巴细胞的方法(Ficoll或Percoll)采用单个核细胞分离净化设备。
实施例10自动细胞治疗系统包括上述所有系统。造血干细胞移植(骨髓、外周血、脐血)+树突状细胞治疗+肿瘤疫苗治疗+过继性淋巴细胞治疗。
权利要求
1.本发明涉及一种生物医学装置，尤其涉及一种应用于临床生物细胞治疗的自动化装置，更具体地说，这是一种适合应用于临床生物细胞治疗、符合临床无菌化要求、自动化操作、自动控制、具有多重标本管理、自动细胞培养、自动细胞活性监测、预置多种警报功能和专家系统的自动化临床应用系统，可以广泛应用于各种类型的临床生物细胞治疗。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征是，系统全封闭，自动化操作，没有任何可能与人体组织细胞接触的材料暴露在外界空气中，为双重保险，所有操作均在无菌消毒环境操作，可以是无菌操作台(超净工作台)，但更推荐为手术室等级的超净工作间，系统操作显示全部为数字化自动控制，排除手工操作可能的误差和失误。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征是，系统统一管理，各个操作单元必须在系统操作平台上选定实施方案，由被授权者输入密码(或授权的条形码卡被扫描后)指定的操作单元才有可能开启操作，例如须进行外周血淋巴细胞采集程序，操作人员必须预先选定操作程序后，由主管(被授权者)认可输入指令后，外周血采集机才能工作。
4.按照权利要求1所述的装置，其特征是，每个病人独立的ID贯穿整个治疗过程，在每个程序上都必须三重确认，每个病人入院时，都会给予一个独一无二的ID条形码卡，该号码在与该病人密切相关，任何一次性使用物品都有同样的ID，病人相关标本的每个操作程序都必须确认ID后才能进行，所有ID相关的资料集中在一个文件夹下，没有输入这个ID(条形码扫描)所有操作都不可能继续下去，每次识别病人ID后，显示器都会出现病人的ID号码、姓名和照片，操作人员必须确认后，才能继续进行程序。
5.按照权利要求1所述的装置，其特征是，每个操作人员都有一个独特的ID，操作人员进行任何操作时，都必须扫描ID，否则不能进行操作，每个病人都有指定的操作人员，只有被指定的操作人员才有权利操作设备，(指导人员的ID由被授权的主管输入)，每个操作人员操作机器后，个人的ID都会被记录，系统全面记录病人的相关资料，病人的所有相关临床资料和实验室资料都必须输入系统(可以采用扫描机扫描后由软件自动整理成规整格式，所有临床医生可以直接扫描病历资料进入系统)。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征是，系统拥有强制性自动执行程序，所选择的使用方案会被完全强制性执行，走漏任何环节都会出现警报，而且不会继续操作下去，同样，系统拥有强制性自动监测细胞活性的程序，在采集细胞后、培养中、培养结束后，均要求用显微镜观察细胞活性，从细胞容器的自动封闭口中，用注射器采样，放到显微镜下观察，并将观察结果输入电脑，如果没有观察结果系统会自动显示和警告，强制性自动记录显微镜图像，在每次采用显微镜进行观察细胞活性，并输入结果后，必须同时输入拍摄的显微镜图像(显微镜带摄相机可以自动拍摄观察结果)，如果没有显微镜观察的图像输入，系统会自动报警。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征是，系统拥有强制性自动监测细菌污染程序，在采集细胞后、培养中、培养后、抽样时，必须用同一份标本的另外一部份进行细胞检查，采用(BDS)自动细胞探测装置，加入标本培养，并检测结果，强制性自动记录细菌污染情况，每次细菌检查结果必须输入该病人的资料下，如果没有输入则会自动报警，系统还拥有自动设置各种警报的功能，系统设置多项自动报警功能，如系统电源故障，会自动报警，例如细胞培养过程中，温度低于或高于规定温度标准；如培养时间超过规定的期限；如系统各个单元之间连线故障；如各个单元出现任何操作故障等，均可自动报警。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征是，各单元与主操作系统网络连接，相互控制，各个单元采用DSP控制，并有自己的贮存芯片，而各个单元DSP又有标准接口与主操作系统有网络连接，各个操作单元即可以单独操作，又可以通过主操作平台监控，各单元的贮存芯片内容自动转输到主操作平台数据库，各操作单元与主操作系统相互连接，相互控制。
9.按照权利要求1所述的装置，其特征是，系统具有远程会诊及远程技术支持的功能，系统配置有网络摄像头、麦克风及远程通讯软件，既可以即时传递各种资料、医学图像，又可以得到公司所聘请医疗专家的咨询和帮助，系统还具有远程故障诊断和维修功能，系统软件有网络接口，可以与远程进行网络联系，如主系统或各单元出现故障，均可远程故障诊断、远程故障排除，公司技术支持部门可以在远程为客户提供服务，系统具有远程监控的功能，如果客户委托，公司总部可以提供远程监控服务，公司设立的远程监控中心、远程24小时监控客户系统运作，如发生任何不规范操作或不合理操作或出现故障及时向客户报告并协同处理。
10.按照权利要求1所述的装置，其特征是，系统具有自动报警并手机短信息报警的功能，系统的各项自动报警功能，可以通过电脑自动拔号至某电话，或某传呼机机，自动显示短信息，传递警报，可以同时通知数人(预先设置)，并采用不同方法和途径，系统具有不间断电源以及双操作系统，系统采用不间断电源，任何电源故障都不足以破坏电脑功能，同时主操作系统采用双系统，一个系统工作同时，资料会在另一系统同时贮存，故有一个系统故障时，另一个系统仍能维持正常运作。
全文摘要
本发明涉及一种生物医学装置，尤其涉及一种应用于临床生物细胞治疗的自动化装置，更具体地说，这是一种适合应用于临床生物细胞治疗、符合临床无菌化要求、自动化操作、自动控制、具有多重标本管理、自动细胞培养、自动细胞活性监测、预置多种警报功能和专家系统的自动化临床应用系统，可以广泛应用于各种类型的临床生物细胞治疗。
文档编号G06Q99/00GK1745735SQ20051002802
公开日2006年3月15日 申请日期2005年7月21日 优先权日2005年7月21日
发明者高春平 申请人:高春平