快速分离组织的器械盒的制作方法

本实用新型涉及医疗器械领域，具体涉及一种快速消化分离组织以获取基底细胞悬液的器械盒。

背景技术：

创面是指机体由于内在或外在的因素导致皮肤完整性丧失，其修复一直以来是临床中的主要难题。临床上按时间可划分为急性创面及慢性创面。急性创面包括烧伤、创伤等重大疾病或者瘢痕、皮肤色素性疾病、良恶性肿瘤等手术切除后形成的皮肤缺损，慢性创面如外伤性溃疡、糖尿病性溃疡、血管性溃疡、压力性溃疡、放射性溃疡、肿瘤性溃疡、瘢痕性溃疡等等。尤其是慢性创面，发病率呈逐年上升趋势，其病程长，难愈合，植皮成活率低，植皮后皮肤功能丧失，从而导致生活质量下降，社会负担沉重。有文献报道，全世界约有1％的人遭受到难愈性创面的困扰，5％左右的医疗费用被用于创面修复。据美国创面愈合协会资料显示，超过60％的慢性创面经半年的治疗后仍无法完全愈合，每年的医疗费极高。欧洲每年投入慢性创面治疗的费用占卫生健康财政支出的2％，同时，创面修复后因瘢痕增生而修复的医疗费用也高达120亿美元，而且，这些费用每年仍在增加。

手术修复是目前的主要治疗方法，但是，无论是传统的皮片移植、皮瓣移植、邮票皮移植、微粒皮移植、网状皮移植、复合皮移植等，还是新兴的组织工程皮肤，目前都未能有效的解决创面修复的难题。尤其是重大疾病烧伤患者康复后往往瘢痕增生，汗腺缺失，皮肤失去原有的功能，生活质量低下；慢性创面则迁延不愈，轻者极大消耗医疗资源，重者并发感染、脓毒血症等严重危害生命。究其原因，在于当前的各种治疗方法及用于皮肤修复的设备均未能达到理想的人工皮肤要求。

前期研究表明：植皮术中喷洒基底细胞悬液于创面能提高创面愈合率，改善后期皮肤愈合质量，甚至能修复部分皮肤附属器官，如汗腺等。目前基底细胞悬液的获取主要是通过胰酶消化薄皮片实现的，而胰酶的来源为动物源性，有药物残留和dna残留，还存在过敏等风险。另外，细胞解离过程中条件要求严苛，处理时间也需要严格把控，还要避免微生物或其他空气中的杂质污染，操作起来十分繁琐，急需开发出一种用于盛放安全高效的解离试剂的器械盒，将其应用于获取基底细胞悬液。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种快速消化分离组织以获取基底细胞悬液的器械盒，当将需要解离的组织置于该器械盒中时，该器械盒能够提供恒定的工作温度并严格把控解离时间，得到所需的基底细胞悬液。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种快速分离组织的器械盒，包括：用于盛装解离试剂的器械盒体和安装于器械盒体内的电路控制单元，其中，器械盒体包括顶部开口、设于器械盒体顶部的可开合盖体；

电路控制单元包括中央控制器、加热电路、温度感测电路、按键电路和电源电路，中央控制器分别与加热电路、温度感测电路、按键电路通信连接，电源电路分别与按键电路、加热电路、温度感测电路和中央控制器电力连接。

由此，当按键电路感应到一外部操作时生成初级控制信号，并将其传输至中央控制器，实现开机启动；温度感测电路感测器械盒体内解离试剂的温度进而生成第一次级控制信号，并将其传输至中央控制器；中央控制器对第一次级控制信号进行处理并将处理后的结果与已提前设定的温度值进行比对，生成第二次级控制信号，并将其传输至加热电路；加热电路基于第二次级控制信号产热/停止产热；电源电路为中央控制器、加热电路和温度感测电路供电。

本实用新型提出的快速分离组织的器械盒能够提供恒定的工作温度，实时监测解离试剂的温度，并基于实时监测的温度值与设定温度比对进而通过加热电路的产热或停止产热自动调整解离试剂的温度，方便盒体内置的解离试剂发挥最大的解离活性，保障解离试剂快速完成组织分离，获取基底层细胞，进而制作成细胞悬液；器械盒与解离试剂一起包装，使用时可以分开消毒、灭菌，然后在无菌环境中将解离试剂加入到器械盒中，进而可以用来解离组织。

在一些实施方式中，电路控制单元还可以包括蜂鸣器电路，蜂鸣器电路与电源电路连接；按键电路还可以包括用于设定工作时间的时间键和用于设定工作温度的温度键，

工作时间自首次达到设定工作温度起计算，当工作时间达到设定的工作时间时，中央控制器生成第三次级控制信号并传输至蜂鸣器电路，蜂鸣器振动；

当工作温度达到设定的工作温度时，加热电路停止产热；当工作温度未达到设定的工作温度时，加热电路产热。由此，可以基于蜂鸣器产生的振动提醒使用者组织分离过程结束，避免因忽略将组织取出而使解离时间过久，破坏基底细胞的完整性，整个操作过程更加智能化。另外，还能通过器械盒设定解离时的工作温度，确保解离试剂高活性的同时，不至于因解离时工作温度过高而使细胞失活或者工作温度过低而无法充分解离。

在一些实施方式中，器械盒体还包括一对设于盒体两侧的耳型把手。由此，盒体两侧的耳型把手使得使用者能够方便的用手提起该器械盒体。

在一些实施方式中，器械盒体上还可以设有显示面板，显示面板用于显示工作时间和工作温度。由此，通过显示面板显示工作时间和工作温度，实时监控解离试剂的工作温度及其解离时间，有效防止解离试剂工作温度偏离设定值(即最高活性温度)或者解离时间的不足或延长，便于监控。

在一些实施方式中，解离试剂可以为tryple^tmexpress解离试剂。该试剂是一种非动物源性重组酶，既能高效解离组织，还对细胞作用温和，能保护细胞表面蛋白，对细胞功能影响小。

在一些实施方式中，加热电路包括第三mos场效应管和加热板；中央控制器的一输出引脚与第三mos场效应管的栅极电连接，第三mos场效应管的漏极与排针座j3的第一针脚电连接，第三mos场效应管的源极接地；电源vcc与排针座j3的第二针脚电连接，从而为加热电路和温度感测电路供电；排针座j3的第三针脚与中央控制器电连接，进而将温度感测电路输出的温度信号传输到中央控制器；针排座j4与排针座j3对接；在排针座j4的第一针脚和第四针脚之间连接所述加热板，在排针座j4的第二针脚和第三针脚之间连接所述温度感测电路。由此，实现中央控制器控制第三mos场效应管的导通/断开，进而实现中央控制器控制加热电路工作或者停止工作，通过设定的程序能够更加精准、智能化控制解离试剂的工作温度。

在一些实施方式中，电源电路还可以包括稳压器和电池，电池、按键电路和稳压器依次串联，电池通过稳压器为中央控制器、加热电路、温度感测电路和蜂鸣器电路供电。由此，通过稳压器的稳定电压作用，去除电路中的纹波电压或者电线路自感产生的共模信号，进而为工作电路提供稳定工作电压的作用；另一方面，还能通过按键电路控制该器械盒整体的开/关机，便于操作者对该器械盒进行控制。

在一些实施方式中，按键电路可以包括开机键、第一三极管和第二mos场效应管；

开机键的一端与中央控制器电连接，开机键的另一端与第一三极管的基极电连接；

电池正极/负极分别与第一三极管的发射极和第二mos场效应管的漏极电连接，电池负极/正极接地；

第二mos场效应管的栅极分别于与中央控制器和第一三极管的集电极电连接，第二mos场效应管的源极与稳压器电连接；

当按下开机键时，电池与中央控制器和稳压器之间的电力链路瞬时电导通，中央控制器生成第四次级控制信号并将其传输至第二mos场效应管，使得电池与稳压器之间实现电导通。由此，第一三极管和第二mos场效应管均起到开关作用，控制电池与中央控制器之间的初始导通，当按下开机键时，电池与中央控制器之间实现电力导通，中央控制器输出第四控制信号到第二mos场效应管的栅极，控制第二mos场效应管的导通/断开，进而实现中央控制器控制该器械盒的工作状态，当开机键释放时，电池继续与稳压器电导通，进而为中央控制器、加热电路、温度感测电路和蜂鸣器电路供电。

在一些实施方式中，按键电路还可以包括第六二极管，第六二极管用于实现电池与第二mos场效应管之间的电力单向导通。由此，当电池正极与第二mos场效应管的漏极电连接时，仅允许电流从电池端向稳压器端流通，而不允许电流反向流通；当电池负极与第二mos场效应管的漏极电连接时，仅允许电流从稳压器端向电池端流通，而不允许电流反向流通，有效避免了电池反接对整体器械盒电路造成的损坏。

在一些实施方式中，蜂鸣器电路可以包括蜂鸣器和第四三极管，蜂鸣器的一端与稳压器电连接，蜂鸣器的另一端与第四三极管的集电极电连接，第四三极管的基极与中央控制器电连接，第四三极管的发射极接地。由此，第四三极管起到开关的作用，通过中央控制器控制蜂鸣器电路的导通与否，进而控制蜂鸣器的工作与否，使整体器械盒更加智能化。

在一些实施方式中，中央控制器可以包括单片机，单片机型号为pic16f676。pic16f676单片机使用内部晶振，内部自带掉电保存记忆体eeprom来记录使用状况，低成本、高性价、低功耗。

在一些实施方式中，加热板可以是fpc加热软板，温度感测电路包括ntc10k温度传感器。fpc加热软板具有配线密度高、散热性能好、重量轻和厚度薄等特点，适合用于器械盒内部用来加热解离试剂；ntc10k温度传感器为热敏电阻传感器，防潮湿、绝缘性好、可靠性高、时间常数小、体积小，适用于医疗器械中温度检测。

在一些实施方式中，稳压器可以为ht7650型稳压器。ht7650型稳压器为超低功耗稳压器，输出+5v电压，性能稳定、兼容性和抗干扰能力强。

附图说明

图1为本实用新型快速分离组织的器械盒的电路模块连接示意图；

图2为本实用新型一实施方式的器械盒的整体结构示意图；

图3为中央控制器与加热电路、温度感测电路连接的电路图；

图4为电源电路和按键电路的电路图；

图5为蜂鸣器电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图5示意性地显示了本实用新型的一种实施方式的快速分离组织的器械盒。

该器械盒包括：解离试剂(此处解离试剂可以是胰酶混合液体系或者tryple^tmexpress解离试剂，优选tryple^tmexpress解离试剂，tryple^tmexpress解离试剂购自invitrogen公司)、用于盛装解离试剂的器械盒体1和安装于器械盒体1内的电路控制单元，电路控制单元包括中央控制器s1(中央控制器s1可以包括单片机，例如，型号为pic16f676的单片机)、加热电路s2、温度感测电路s3、按键电路s4和电源电路s5，电源电路s5分别与按键电路s4、加热电路s2、温度感测电路s3和中央控制器s1电力连接，为按键电路、加热电路s2、温度感测电路s3和中央控制器s1供电；按键电路s4与中央控制器s1通信连接，按键电路s4能够感应外部操作，用于实现人机交互；加热电路s2与中央控制器s1通信连接，加热电路s2在中央控制器s1的控制下产生热能或者停止产生热能，进而稳定温度；温度感测电路s3与中央控制器s1通信连接，温度感测电路s3用于检测温度。

中央控制器s1基于从按键电路s4、温度感测电路s3接收的信号，控制加热电路s2是否工作以及工作持续时长，具体如下。当按键电路s4感应到存在一外部操作时生成初级控制信号并将该初级控制信号传输至中央控制器s1，中央控制器s1控制器械盒开机启动(例如，此处外部操作可以是按下开机键；此处初级控制信号为电信号。例如，当按下开机键时，中央控制器s1与电源电路导通，此时电源电路向中央控制器s1发送vsignal等于电源电压的电信号，中央控制器s1控制该器械盒开机启动),此时，电源电路s5为中央控制器s1通电，温度感测电路s3开始工作，但加热电路s2不工作，达到开机准备工作的效果。

温度感测电路s3感测器械盒体1内解离试剂的温度并生成第一次级控制信号(例如，此处第一次级控制信号为电压信号，例如可以是热敏电阻两端的电压，包括正温度系数热敏电阻器(ptc)和负温度系数热敏电阻器(ntc)，热敏电阻的阻值与温度呈线性关系，不同的阻值对应不同的温度，由此输出与特定温度对应的电压信号，从而实现输出电压信号与温度值线性匹配的效果。在本实施例中，还可以通过a/d转换将该温度值对应的电压信号转换成可显示的数字信号并显示在显示面板上，方便监控)。温度感测电路s3将第一次级控制信号传输至中央控制器s1，中央控制器s1将第一次级控制信号进行处理并将处理后的结果与已提前设定的温度值进行比对(此处也可以是将第一次级控制信号的电压大小与提前设定的温度值转换后对应的电压大小进行比对)，从而生成第二次级控制信号并将该第二次级控制信号传输至加热电路s2，控制加热电路s2产热/停止产热。例如，此处第二次级控制信号是脉冲电压信号，脉冲电压信号传输至位于电源电路s5和加热板之间的mos场效应管进而控制加热板与电源电路s5之间的导通/断开，从而控制加热电路s2产热/停止产热。在本实施例中，脉冲电压信号的频率决定加热电路s2的加热工作功率，没有脉冲电压信号输出时，停止加热。在本实施例中，当工作温度与预设定的工作温度差距较大时，例如工作温度低于预设定的工作温度5℃以上时，脉冲电压信号的频率较大；工作温度低于预设定的工作温度5℃以内时，脉冲电压信号的频率较小。在本实施例中，当工作温度达到或者超过设定的工作温度时，加热电路s2停止产热；当工作温度未达到设定的工作温度时，加热电路s2继续产热。

使用时，对器械盒体1和解离试剂tryple^tmexpress进行消毒、灭菌，完成后，在无菌环境中将解离试剂tryple^tmexpress加入到器械盒体1中，此时，将用于解离的组织，例如可以是皮肤组织(这里可以使用人工培育的皮肤组织)，放置到器械盒体1中，按下开机键，使得按键电路s4感应到存在一外部操作，从而启动该器械盒，基于中央控制器s1默认的工作温度(例如，可以是37℃)和工作时间(例如可以是15min)进行工作。温度感测电路s3实时感测器械盒体1内解离试剂的温度，当感测的温度低于32℃时，中央控制器s1发出高频脉冲电信号至加热电路s2，控制加热电路s2快速产热；当感测的温度大于等于37℃时，中央控制器s1不发出脉冲电信号至加热电路s2，加热电路s2停止加热；当感测的温度高于32℃且低于37℃时，中央控制器s1发出低频脉冲电信号至加热电路s2，控制加热电路s2缓慢产热；由此通过实时反馈调节机制，严格控制解离试剂工作时的工作温度。

在本实施例中，如图1所示，电路控制单元还可以包括蜂鸣器电路s6，按键电路s4还可以包括用于设定工作时间的时间键和用于设定工作温度的温度键。电源电路s5与蜂鸣器电路s6连接，为蜂鸣器电路s6供电；蜂鸣器电路s6与中央控制器s1通信连接，蜂鸣器电路s6在中央控制器s1的控制下实现报警。

当工作时间达到设定的工作时间时，中央控制器s1生成第三次级控制信号并传输至蜂鸣器电路s6，蜂鸣器振动，实现报警。例如，第三次级控制信号可以是电信号，如高电平信号，当高电平信号传输至作为蜂鸣器电路s6开关的的三极管时，蜂鸣器电路s6与电源电路s5电导通，发出振动。在本实施例中，工作时间自解离试剂首次达到设定工作温度起计算，当工作时间达到设定工作时间时，中央控制器s1停止输出脉冲电信号(即停止加热)。此时，取出皮肤组织，分离表皮后，即获取基底层细胞，加入到生理盐水或者营养液中还能制作成细胞悬液。

在本实施例中，如图2所示，该器械盒体1包括顶部开口、设于盒体1顶部的可开合盖体11和一对设于盒体两侧的耳型把手12，使用时通过可开合盖体11密封器械盒体1的顶部，起到保温的作用。盒体两侧的耳型把手12使得使用者能够方便的用手提起该器械盒。在本实施例中，可开合盖体11通过导轨相对于器械盒体1滑动，可开合盖体11伸出器械盒体1的一侧设有把手，方便将可开合盖体11插入/拉出器械盒体1中。在本实施例中，可开合盖体11可从开口前端拉出，在开口后端设有凹槽，此凹槽可以方便倾倒解离试剂。在本实施例中，可开合盖体11还可以通过固定栓与盒体1顶部开口的一侧铰接，同样能够实现打开/盖合该可开合盖体11的功能。

在本实施例中，如图2所示，该器械盒体1的正面还设有显示面板13，显示面板13能够显示设定工作时间、已完成工作时间、剩余工作时间、设定工作温度和目前工作温度等，使用时可根据显示面板13显示的数据操作该器械盒。在本实施例中，显示面板13为触摸显示屏，时间键和温度键均设于显示面板13上且为触摸按键，可以通过显示面板13设定工作时间和工作温度。在本实施例中，该器械盒体1的正面还设有开机键14，使用前按下该开机键14即开机，开机时显示面板13发光。

在本实施例中，如图3所示，加热电路包括第三mos场效应管q3和加热板；中央控制器s1的一输出引脚与第三mos场效应管q3的栅极电连接，第三mos场效应管q3的漏极与排针座j3的第一针脚电连接，第三mos场效应管的源极接地；电源vcc与排针座j3的第二针脚电连接，从而为加热电路s2和温度感测电路s3供电；排针座j3的第三针脚与中央控制器s1电连接，进而将温度感测电路s3输出的温度信号传输到中央控制器s1；排针座j4与排针座j3对接；在排针座j4的第一针脚和第四针脚之间连接加热板，在排针座j4的第二针脚和第三针脚之间连接温度感测电路s3。

中央控制器s1通过显示面板13显示器械盒体1内的解离试剂的温度。使用时，中央控制器s1通过输出高/低频脉冲信号或者不输出脉冲信号来控制第三mos场效应管q3的导通与否及通过第三mos场效应管q3的电流大小，进而控制加热电路s2工作与否及工作时的加热功率。

在本实施例中，如图3所示，加热电路s2包括fpc(软性线路板)加热软板，温度感测电路s3包括负温度系数热敏电阻器温度传感器，热敏电阻器的阻值为10kω。在本实施例中，电源电路s5还包括稳压器u1(ht7650型稳压器)和电池，电池、按键电路s4和稳压器u1依次串联，按键电路s4导通时(即按下开机键power_on_test，对应图2中的开机键14被按下时)，电池与稳压器u1导通。电池通过稳压器u1(即稳压器u1的vcc输出端输出稳定的+5v电压)为中央控制器s1、加热电路s2、温度感测电路s3和蜂鸣器电路s6供电。在具体的实施方式中，电池也能被其他外部直流电源或者整型后的交流电源所代替，具有相同的供电效果。

在本实施例中，如图4所示，按键电路s4包括开机键14、第一三极管q1和第二mos场效应管q2；开机键14一端与中央控制器s1电连接，开机键14的另一端与第一三极管q1(pnp型三极管)的基极连接；电池正极分别与第一三极管q1的发射极和第二mos场效应管q2的漏极电连接，电池负极接地(在其它实施例中，电池负极分别与第一三极管q1的发射极和第二mos场效应管q2的漏极电连接，电池正极接地，具有同样的供电效果)；第二mos场效应管q2的栅极分别与中央控制器s1和第一三极管q1的集电极电连接，第二mos场效应管q2的源极与稳压器u1电连接；当按下开机键14时，第一三极管q1开关瞬间导通，进而使第二mos场效应管q2的栅极高电平，电池与中央控制器s1和稳压器u1之间分别电导通，此时，中央控制器s1生成第四次级控制信号(此处第四次级控制信号为高电平信号，该高电平信号传输至第二mos场效应管q2的栅极，进而使电池与稳压器u1之间保持电导通)，因此，当开机键14释放时，第一三极管q1断开，由于中央控制器s1输出第四次级控制信号至第二mos场效应管q2的栅极，电池与稳压器u1之间保持电导通，持续为中央控制器s1、加热电路s2、温度感测电路s3和蜂鸣器电路s6供电。

在本实施例中，如图4所示，按键电路s4还包括第六二极管d6，第六二极管d6的阳极与电池电连接，第六二极管d6的阴极与第二mos场效应管的漏极电连接，由此，仅允许电流从电池端流向第二mos场效应管(即电池到第二mos场效应管正向偏置)，能够有效防止电源反接对该器械盒造成的损坏。在其它实施例中，当电池负极分别与第一三极管q1的发射极和第二mos场效应管q2的漏极电连接且电池正极接地时，第六二极管d6的阴极与电池电连接，第六二极管d6的阳极与第二mos场效应管的漏极电连接，由此，仅允许电流从第二mos场效应管端流向电池端(即电池到第二mos场效应管反向偏置)，具有同样的供电效果。

在本实施例中，如图5所示，蜂鸣器电路s6可以包括蜂鸣器buzzer和第四三极管q4(npn型三极管)，蜂鸣器buzzer的正极与稳压器u1电连接，蜂鸣器buzzer的负极与第四三极管q4的集电极电连接，第四三极管q4的基极与中央控制器s1电连接，第四三极管q4的发射极接地。当组织解离过程结束时，中央控制器s1输出高电平并传输至第四三极管q4的基极，进而使稳压器u1-蜂鸣器buzzer-大地之间的电力链路导通，蜂鸣器buzzer工作发出滴滴声，提醒使用者解离过程结束；其它时候，中央控制器s1输出低电平信号，蜂鸣器电路s6不导通，也不工作。

在本实施例中，蜂鸣器buzzer的负极与第七二极管d7的阳极电连接，蜂鸣器buzzer的正极与第七二极管d7的阴极电连接，由此，蜂鸣器buzzer产生的自感电流经过第七二极管d7形成回路，防止突然断电形成极大的感应电动势，损坏电子元件。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。