一种用于组织块切割的自动化装置的制作方法

本实用新型涉及实验器材技术领域，尤其涉及一种用于组织块切割的自动化装置。

背景技术：

目前，从脐带华通氏胶中提取脐带间充质干细胞主要采用华通氏胶组织块贴壁法进行制备，处理和切碎华通氏胶则是提取间充质干细胞的关键步骤。

在实际操作过程中，组织贴壁法需要将脐带华通氏胶组织剪碎成小组织块，便于组织块贴附在培养容器底部。所剪组织块大小要合适，组织块太大，不利于间充质干细胞游离出组织块，组织块太小，则组织块贴壁后再加培养基容易漂浮。如专利CN102127522B、CN105586309A、CN101914496B均要求将组织块剪碎至1mm³～3mm³大小。

当前技术人员通常将华通氏胶组织块置于培养皿中，使用眼科剪采用盲剪的方式剪碎脐带华通氏胶组织，操作性较差，结果导致获得的华通氏胶组织块大小不一，非常影响后续培养过程中间充质干细胞从华通氏胶中游离出的数量和质量。另外，剪碎一根脐带华通氏胶的时间在30～60分钟，耗时费力，有时更需要在短时内处理多根脐带组织，这使得工作效率大打折扣。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是：提供一种结构简单、设计合理且能在保证组织块质量的同时有效提高切割效率的用于组织块切割的自动化装置，以解决采用盲剪的方式剪碎脐带华通氏胶组织存在的组织块大小不一、耗时费力及效率低下的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于组织块切割的自动化装置，包括壳体及设于所述壳体内的切割机构；所述切割机构包括刀组及驱动所述刀组转动的动力机构，所述刀组包括两根相对转动的刀轴，每根所述刀轴上均设有竖向布置的刀片组，且两根所述刀轴上的刀片组的辊刀刀片呈相互交错设置，构成用于切割组织块的切割通道；所述壳体的上端设有进料口，所述进料口位于所述切割通道的进口端的上方，所述壳体的前端设有与所述切割通道的出口端连通的出料口。

优选的，所述刀组还包括两组刀梳，两组所述刀梳与两个设于所述刀轴上的刀片组一一对应设置；所述刀片组的辊刀刀片之间有空槽，对应设置的所述刀梳插入所述辊刀刀片之间的空槽内；所述刀梳的安装端固定在所述壳体的上端，所述刀梳的梳齿向下延伸至所述刀片组的底部。

优选的，所述壳体内还设有倾斜设置的平板，所述平板位于所述刀梳的下方，且所述平板的一端与所述切割通道连通，另一端与所述出料口连通，以构成用于输送所述组织块的输送通道。

优选的，其中一根所述刀轴的一端与所述动力机构连接，另一端设有主联动啮齿轮；另一根所述刀轴的端部设有与所述主联动啮齿轮相啮合的副联动啮齿轮。

优选的，所述动力机构包括电动机及传动组件，所述传动组件包括主链传动齿轮及通过传动链条与所述主链传动齿轮连接的副链传动齿轮，所述主链传动齿轮与所述电动机的驱动轴连接，所述副链传动齿轮与设有所述主联动啮齿轮的刀轴连接。

优选的，两根所述刀轴的端部均通过转动销子分别与所述主联动啮齿轮及所述副联动啮齿轮连接。

优选的，所述壳体内还设有第一支撑板及设于所述第一支撑板上的第一压板，所述第一支撑板及第一压板的端部均开设有槽部，且所述第一支撑板与第一压板的槽部共同限定出用于供所述转动销子穿过并转动的滑孔，所述第一压板通过紧固件与所述第一支撑板固定连接。

优选的，所述刀组的数量为两个或两个以上，多个所述刀组沿着所述刀轴的轴线方向依次设置，且相邻的两个所述刀组的刀轴通过连接销子连接。

优选的，所述壳体内还设有第二支撑板及设于所述第二支撑板上的第二压板，所述第二支撑板及第二压板的端部均开设有槽部，且所述第二支撑板与第二压板的槽部共同限定出用于供所述连接销子穿过并转动的通孔，所述第二压板通过紧固件与所述第二支撑板固定连接。

优选的，所述进料口、出料口的数量与所述刀组的数量一致，且所述进料口、出料口与所述切割通道一一对应设置。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供了一种用于组织块切割的自动化装置，包括壳体及设于壳体内的切割机构；切割机构包括刀组及驱动刀组转动的动力机构，刀组包括两根相对转动的刀轴，每根刀轴上均设有竖向布置的刀片组，且两根刀轴上的刀片组的辊刀刀片呈相互交错设置，构成用于切割组织块的切割通道；壳体的上端设有进料口，进料口位于切割通道的进口端的上方，壳体的前端设有与切割通道的出口端连通的出料口。本申请提供的用于切割组织块的装置，结构简单，设计合理；使用时，通过动力机构驱动两个刀轴相对转动，仅需将待切割的组织放入进料口，待切割的组织经由两个刀片组构成的切割通道进行切割，最后从出料口滑出。如此，采用自动化的方式获得所需组织块，切割速度快，省时省力，生产效率高；且切割获得的组织块大小均匀、一致，有效提高了生产质量，便于后续组织块贴壁与培养操作，实用性强，利于进行标准化生产及推广。

附图说明

图1是本实用新型一种用于组织块切割的自动化装置实施例中自动化装置的外部结构示意图；

图2是本实用新型一种用于组织块切割的自动化装置实施例中刀组、动力机构及出料口的连接方式的结构示意图；

图3本实用新型一种用于组织块切割的自动化装置实施例中刀组与动力机构的连接方式的结构示意图；

图4是本实用新型一种用于组织块切割的自动化装置实施例中刀组与刀梳的连接方式的结构示意图；

图5是本实用新型一种用于组织块切割的自动化装置实施例中动力机构的结构示意图；

图6是本实用新型一种用于组织块切割的自动化装置实施例中刀梳的结构示意图。

图中：1：电动机；2：主链传动齿轮；3：传动链条；4：副链传动齿轮；5：主联动啮齿轮；6：副联动啮齿轮；7、10：主动辊刀；8、11、13、16：转动销子；9、14：连接销子；12、15：从动辊刀；17：第二支撑板；18：第二压板；19、22：固定螺母；20：第一支撑板；21：第一压板；23、24、25、26：刀梳；27、28：平板；A1、B1：进料口；A：第一刀组；B：第二刀组。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。

需说明的是，本申请提供的用于组织块切割的自动化装置，可用于处理和切碎脐带华通氏胶，也可用于其它生物组织的切割处理。为便于表述，本申请优选以处理和切碎脐带华通氏胶为例，以具体说明。

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供了一种用于组织块切割的自动化装置，包括壳体及设于壳体内的切割机构；具体地，切割机构包括刀组及驱动刀组转动的动力机构，刀组包括两根相对转动的刀轴，每根刀轴上均设有竖向布置的刀片组，且两根刀轴上的刀片组的辊刀刀片呈相互交错设置，即每组刀组中对滚的辊刀刀片间隔嵌入对应的刀片间隙内，进而构成用于切割组织块的切割通道，其中，两根刀轴上的辊刀刀片均以固定间隙均匀设置，以使得切割出来的组织块大小均一，可高质量制备脐带间充质干细胞；壳体的上端设有进料口，进料口位于切割通道的进口端的上方，壳体的前端设有与切割通道的出口端连通的出料口。

采用本申请提供的用于组织块切割的自动化装置，使用时，通过动力机构驱动两个刀轴相对转动，仅需将待切割的一根脐带华通氏胶放入进料口，脐带华通氏胶经由两个刀片组构成的切割通道进行切割，最后从出料口滑出。如此，采用自动化的方式获得所需组织块，省时省力，大大提高了切割组织块的生产效率；且获得的组织块大小均一，也有效提高了生产质量。另外，本申请提供的自动化装置，结构简单，设计合理，操作简便，在保证生产质量的同时也有效提高了生产效率，实用性强，利于进行标准化生产及推广。

优选地，本申请中的刀组与壳体可拆卸连接，便于刀组的清洗、消毒与再次使用。

其中，设于刀轴上的刀片组包括多个辊刀刀片，优选的，辊刀刀片的数量为20片～40片之间，具体可根据实际实施条件来选择合理的辊刀刀片的数量；辊刀刀片优选选用不锈钢材质制成，不锈钢材质具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及强韧性，能便于长期、有效且可靠的切割作业；辊刀刀片的形状优选选用圆形，结构简单，加工工艺简便，利于降低生产成本，经济性好。

其中，每组刀组中对滚的辊刀刀片嵌入对应的刀片间隙内，且嵌入对应的刀片间隙内的深度范围为1mm～5mm，具体深度的距离可根据实际需要的华通氏胶组织块的大小来进行合理的选择与设定。

其中，每组刀组包括多个辊刀刀片，相邻两个辊刀刀片之间的间距范围为1mm～2mm，具体深度的距离可根据实际需要的华通氏胶组织块或其它生物组织块的大小来进行合理的选择与设定。

进一步地，刀组还包括两组刀梳，两组刀梳与两个设于刀轴上的刀片组一一对应设置；刀片组的辊刀刀片之间有空槽，对应设置的刀梳插入辊刀刀片之间的空槽内；刀梳的安装端固定在壳体的上端，刀梳的梳齿向下延伸至刀片组的底部。其中，刀梳的安装端可通过铆钉或螺栓或粘接的方式与壳体的上端固定连接，具体可根据实际实施条件来选择合理的连接方式。

在本实施例中，刀梳包括作为安装端的横梁及固定在横梁上的梳齿，其中，梳齿的截面形状呈折线型，且梳齿向下弯折。将刀梳的一端固定在壳体的上端，另一端延伸至刀片组的底部，可使切碎后的华通氏胶组织块集中由两刀梳底部中间位置掉落，便于切割掉落的华通氏胶组织块的收集。

进一步地，壳体内还设有倾斜设置的平板，平板位于刀梳的下方，且平板的一端与切割通道连通，另一端与出料口连通，以构成用于输送组织块的输送通道。在本实施例中，平板采用不锈钢材质制成，不锈钢材质具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及强韧性，以有效防止对切割后的华通氏胶组织块产生影响，进而以保证后续培养过程中间充质干细胞从华通氏胶中游离出的数量和质量。

特别的，平板的倾斜角度优选为60度，以保证切割后的华通氏胶组织块的顺利滑出。当然，平板的倾斜角度也可设置为其它角度，如30度～80度之间的任一角度，具体可根据实际实施条件进行合理的选择与设定。

具体地，其中一根刀轴的一端与动力机构连接，另一端设有主联动啮齿轮5；另一根刀轴的端部设有与主联动啮齿轮5相啮合的副联动啮齿轮6。一个刀组包括两根相对转动的刀轴，其中一根刀轴作为主动旋转轴，设于主动旋转轴上的辊刀刀片记为主动辊刀；另一根刀轴作为从动旋转轴，设于从动旋转轴上的辊刀刀片记为从动辊刀；主动旋转轴与动力机构连接，动力机构驱动主动旋转轴转动，主动旋转轴通过主联动啮齿轮5与副联动啮齿轮6啮合，带动从动旋转轴转动，结构简单，传动效果好。

具体地，动力机构包括电动机1及传动组件，传动组件包括主链传动齿轮2及通过传动链条3与主链传动齿轮2连接的副链传动齿轮4，主链传动齿轮2与电动机1的驱动轴连接，副链传动齿轮4与设有主联动啮齿轮5的刀轴连接。电动机1驱动主链传动齿轮2旋转，进而带动传动链条3转动，传动链条3带动副链传动齿轮4旋转，副链传动齿轮4带动上述主动旋转轴转动，主动旋转轴转动带动从动旋转轴与其相对转动，进而形成了用于切割脐带华通氏胶的切割通道，自动化程度高，大大节约了人力资源，提高了生产效率，同时也利于保证生产质量。

在本实施例中，副链传动齿轮4通过转动销子8与设有主联动啮齿轮5的刀轴连接，采用转动销子的连接方式，结构简单，安装简便。相对的，设有副联动啮齿轮6的刀轴在远离副联动啮齿轮6的端部设有转动销子13，且在该端部设有相应的销子支撑板及压板，以同时为转动销子8和转动销子13提供支撑力，进而保证刀轴与动力机构的连接可靠性，也利于延长整个自动化装置的使用寿命。

优选的，两根刀轴的端部均通过转动销子分别与主联动啮齿轮及副联动啮齿轮连接。具体地，在本实施例中，主动旋转轴通过转动销子11与主联动啮齿轮连接，从动旋转轴通过转动销子16与副联动啮齿轮连接，采用转动销子的连接方式，结构简单，安装简便。

进一步地，壳体内还设有第一支撑板20及设于第一支撑板20上的第一压板21，第一支撑板20及第一压板21的端部均开设有槽部，且第一支撑板20与第一压板21的槽部共同限定出用于供转动销子穿过并转动的滑孔，第一压板21通过紧固件与第一支撑板20固定连接。为保证两根刀轴分别与主联动啮齿轮及副联动啮齿轮的连接可靠性，壳体内设有用于支撑转动销子11和转动销子16的第一支撑板20，具体地，第一支撑板20的上边缘分别对应于转动销子11和转动销子16开设有半圆形的槽部，第一压板21的下边缘分别对应于转动销子11和转动销子16开设有半圆形的槽部，当将转动销子11和转动销子16置入第一支撑板20的槽部内后，再将第一压板21组装在第一支撑板20上，且第一压板21通过紧固件，以实现其与第一支撑板20的固定连接。

优选地，紧固件可以为螺钉或螺栓及固定螺母。在本实施例中，选用螺栓及固定螺母22的方式固定第一支撑板20及第一压板21，其中，第一支撑板20及第一压板21均设有安装孔，螺栓依次穿过两个安装孔后通过固定螺母22紧固，结构简单，操作简便且固定效果好。

优选的，刀组的数量为两个或两个以上，多个刀组沿着刀轴的轴线方向依次设置，且相邻的两个刀组的刀轴通过连接销子连接。需说明的是，刀组的数量可以为一个，或两个或两个以上，具体可根据实际实施情况进行合理的设定。当刀组的数量为两个或两个以上时，多个刀组以刀轴所在的中心轴的轴线方向依次设置，其相邻设置的两个刀组之间均通过连接销子连接。

在本实施例中，刀组的设置数量优选为两组，即第一刀组和第二刀组，第一刀组和第二刀组均包括两根相对转动的刀轴；其中，第一刀组的主动旋转轴通过连接销子9与第二刀组的主动旋转轴连接，第一刀组的从动旋转轴通过连接销子14与第二刀组的从动旋转轴连接，结构简单，安装简便。

进一步地，壳体内还设有第二支撑板17及设于第二支撑板17上的第二压板18，第二支撑板17及第二压板18的端部均开设有槽部，且第二支撑板17与第二压板18的槽部共同限定出用于供连接销子穿过并转动的通孔，第二压板18通过紧固件与第二支撑板17固定连接。为保证第一刀组A的两根刀轴与第二刀组B的两根刀轴的连接可靠性，壳体内设有用于支撑连接销子9与连接销子14的第二支撑板17，具体地，第二支撑板17的上边缘分别对应于连接销子9与连接销子14开设有半圆形的槽部，第二压板18的下边缘分别对应于连接销子9与连接销子14开设有半圆形的槽部，当将连接销子9与连接销子14置入第二支撑板17的槽部内后，再将第二压板18组装在第二支撑板17上，且第二压板18通过紧固件，以实现其与第二支撑板17的固定连接。

优选地，紧固件可以为螺钉或螺栓及固定螺母。在本实施例中，选用螺栓及固定螺母19的方式固定第二支撑板17及第二压板18，其中，第二支撑板17及第二压板18均设有安装孔，螺栓依次穿过两个安装孔后通过固定螺母19紧固，结构简单，操作简便且固定效果好。

具体地，进料口、出料口的数量与刀组的数量一致，且进料口、出料口与切割通道一一对应设置，防止不同源的脐带华通氏胶的组织块发生混淆。在本实施例中，刀组的数量为两个，为此，相对应的，进料口的数量也为两个，即进料口A1和进料口B1；输送通道、出料口的数量也为两个，即包括平板27和平板28；其中，平板27对应于进料口A1设置，平板28对应于进料口B1设置。另外，刀梳的数量为四个，即包括刀梳23、刀梳24、刀梳25及刀梳26，其中，刀梳23对应于第一刀组的主旋转轴上的主动辊刀7设置；刀梳24对应于第一刀组的从旋转轴上的从动辊刀12设置；刀梳25对应于第二刀组的主旋转轴上的主动辊刀10设置；刀梳26对应于第二刀组的从旋转轴上的从动辊刀15设置。

本发明提供的用于组织块切割的自动化装置，可使获取华通氏胶组织块的时间大大缩短，在1分钟内即可将一根脐带华通氏胶切割完毕，获得的组织块大小均匀、一致。且本申请提供的自动化装置配有两个刀组，可同时切割两根不同产妇来源的脐带华通氏胶，切割过程互不干扰，获得的组织块也不会发生混淆。同时，每个刀组均为可拆卸式，如果需要处理多根脐带华通氏胶组织，切割刀组拆卸下来后，经常规清洁、消毒、装配后，可立即将剩余脐带华通氏胶投入装置内进行切割，对于大规模从脐带华通氏胶中提取间充质干细胞而言，使用该装置可大大提高获取华通氏胶组织块的质量，提高工作效率，增加多次制备间充质干细胞的一致性。收集获得的华通氏胶组织块按照贴壁法制备脐带间充质干细胞，有利于组织块中的脐带间充质干细胞游离出，又不致使组织块贴壁不牢而漂浮，最终废弃。

采用本申请提供的用于组织块切割的自动化装置的切割步骤，其中，刀组的数量为两个，具体包括：

1、启动电动机1，电动机1驱动主链传动齿轮2旋转，主链传动齿轮2通过传动链条3带动副链传动齿轮4逆向转动，主联动啮齿轮5随副链传动齿轮4同向转动，通过齿轮啮合，带动副联动啮齿轮4反向转动。两组刀组A和B中的主动辊刀7和10随主联动啮齿轮5逆向转动，从动辊刀12和15则随副联动啮齿轮6作对滚运动。

2、将长约2～3cm的华通氏胶从第一组刀组A或/和第二组刀组B的进料口A1或/和B1投入，经主动辊刀7或/和10、从动辊刀12或/和15的刀片竖向切割，华通氏胶被切割成条，所得华通氏胶条经刀梳下方的平板27或/和平板28滑出并在相应出料口处进行收集。

3、整理收集的华通氏胶条，使华通氏胶条与辊刀刀片呈90度垂直角度，将华通氏胶条再次投入，再次经主动辊刀7或/和10、从动辊刀12或/和15的刀片竖向切割，此时可将华通氏胶条切割为大小为1～2mm³的组织块，组织块经平板27或/和平板28滑出并在相应出料口处进行收集。

另外，在切割获取华通氏胶组织块之前，还包括步骤：

1、脐带华通氏胶分离

A、无菌环境下，将脐带组织置于样本储存管中，储存管中加入样本保存液，使得保存液浸没脐带组织，将样本储存管置于4～8℃运输箱，于24小时内送至GMP标准实验室处理；

B、将样本储存管喷洒75％酒精消毒后，放入生物安全柜中，用组织镊取出脐带组织，置于细胞培养皿中，浸没于75％酒精中约30s，再用PBS缓冲液清洗脐带组织2～4次；

C、将脐带组织剪至长度为2～3cm的小段，用组织镊按压组织中的动脉和静脉血管，使血液尽量排出，用PBS缓冲液清洗2～4次；

D、眼科剪配合使用组织镊，去除脐带组织小段中的动脉血管和静脉血管，即得华通氏胶。

采用本申请提供的用于组织块切割的自动化装置，脐带间充质干细胞制备步骤，主要包括：

A、华通氏胶经PBS缓冲液清洗1～2次；

B、打开装置电源，将华通氏胶小段投入自动化装置中，收集并整理华通氏胶条，使之与刀片呈90度垂直角度，再次投入自动化装置中，即可获得华通氏胶组织块；

C、用药匙收集华通氏胶组织块至培养皿中，用组织镊将组织块均匀平铺于培养皿底部，将培养皿于37℃、5％CO₂培养箱中培养2～4小时，然后添加细胞培养基，使培养基刚刚浸没过组织块，于37℃、5％CO₂培养箱中继续培养；

D、培养第6天和第10天时，分别半量更换细胞培养基，在细胞融合度达80％～90％时，收获细胞进行传代培养。

综上所述，本实用新型提供了一种用于组织块切割的自动化装置，包括壳体及设于壳体内的切割机构；切割机构包括刀组及驱动刀组转动的动力机构，刀组包括两根相对转动的刀轴，每根刀轴上均设有竖向布置的刀片组，且两根刀轴上的刀片组的辊刀刀片呈相互交错设置，构成用于切割组织块的切割通道；壳体的上端设有进料口，进料口位于切割通道的进口端的上方，壳体的前端设有与切割通道的出口端连通的出料口。本申请提供的用于切割组织块的装置，结构简单，设计合理；使用时，通过动力机构驱动两个刀轴相对转动，仅需将待切割的组织放入进料口，待切割的组织经由两个刀片组构成的切割通道进行切割，最后从出料口滑出。如此，采用自动化的方式获得所需组织块，切割速度快，省时省力，生产效率高；且切割获得的组织块大小均匀、一致，有效提高了生产质量，便于后续组织块贴壁与培养操作，实用性强，利于进行标准化生产及推广。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。