(57)【要約】      （修正有）【課題】細胞又は幹細胞を動物組織又は脂肪から分離可能な装置を提供する。【解決手段】組織から細胞を分離する装置１００であって、回転可能なカッター１１１を備えるとともに、モータにより駆動される回転子連動ロッド１２０が設けられ、消化酵素溶液を投入して分解する際に当該組織を切断しながら攪拌する攪拌切断部材１１０と、攪拌切断部材及び消化酵素溶液が載置されるとともに、選別部材を備え、攪拌切断部材により切断された所望の細胞を含む溶液を濾過する内層濾過カップ１３０と、内層濾過カップが載置され、濾過した所望の細胞を有する溶液を収容する外層カップ１４０、を含み、回転可能なカッターは、上下に一定間隔を置く複数の回転刃１１１１を含むとともに、内層濾過カップの内壁に固定される複数の静止刃１１１２を含み、各静止刃は、サンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターを形成するよう、各回転刃の上方又は下方に対応して配置される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
組織から細胞を分離する装置であって、
回転可能なカッターを備えるとともに、モータにより駆動される回転子連動ロッドが設けられ、消化酵素溶液を投入して分解する際に当該組織を切断しながら攪拌する攪拌切断部材と、
前記攪拌切断部材及び前記消化酵素溶液が載置されるとともに、選別部材を備え、前記攪拌切断部材により切断された所望の細胞を含む溶液を濾過する内層濾過カップと、
前記内層濾過カップが載置され、前記濾過した所望の細胞を有する溶液を収容する外層カップ、を含み、
前記回転可能なカッターは、上下に一定間隔を置く複数の回転刃を含むとともに、前記内層濾過カップの内壁に固定される複数の静止刃を含み、各静止刃は、サンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターを形成するよう、各回転刃の上方又は下方に対応して配置される装置。
【請求項２】
前記回転可能なカッターは、複数組のサンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターであり、各サンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターは回転刃と静止刃を有し、各回転刃の長さは各静止刃の長さよりも小さく、且つ、各静止刃は、前記カッターの回転時において、前記内層濾過カップの内壁に位置する少なくとも１つの制動部材に阻止されることで、回転することなく静止する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記内層濾過カップの選別部材は、前記内層濾過カップを貫通する複数の濾過孔であり、前記複数の濾過孔の孔径は、所望の細胞については濾過可能であるが、前記消化酵素溶液で分解不可能な組織断片については遮断する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記内層濾過カップの選別部材は、前記内層濾過カップの底を貫通する複数の濾過孔と、前記カップの底に配置される濾過網であり、前記濾過網の目は前記カップの底の濾過孔よりも小さく、且つ、所望の細胞については濾過可能であるが、前記消化酵素溶液で分解不可能な組織断片については遮断する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記回転可能なカッターは複数組のサンドイッチ構造を有し、且つ、前記攪拌切断部材は単独で取り外し可能であるか、前記内層濾過カップとともに取り外し可能である請求項２に記載の装置。
【請求項６】
各切断攪拌カッターは、複数の刃が複数の層状に直に積層されてなる請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記制動部材は、円柱状、長尺プレート状又は半円柱状である請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記内層濾過カップの内壁に固定される各静止刃は、ほぞによって前記内層濾過カップの内壁に固定される請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記モータの回転子は正回転又は逆回転し、且つ、回転数が９０ｒｐｍ未満である請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記攪拌切断部材は、前記回転可能なカッターを支持するために連結されたベースを有する請求項１に記載の装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、組織から迅速に細胞を分離可能な装置に関し、特に、細胞又は幹細胞を動物組織又は脂肪から分離可能な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
組織から細胞を分離するための従来技術の多くでは、ハサミを用いて手作業で組織を細切するとともに、補助的に酵素反応を利用して組織を分解している。これにより細胞を組織から放出した後、放出された細胞を遠心分離により取得する。しかし、この手順にはかなりの時間と労力を要し、且つ、分離される細胞量も多くはない。また、従来の組織細胞のためのホモジナイザーでは、生産機械のような切断動作は利用できない。そのため、効果的に組織を細切して酵素との接触機会を増やすことができず、反応時間が伸びてしまう。また、得られる細胞数も少量である。
【０００３】
特許文献１は、脂肪細胞を迅速に分離する方法について、脂肪組織を収容空間に投入し、中心軸の刃を駆動ユニットに接続して脂肪組織を細切することを開示している。また、特許文献２では、収容空間にフィルタを備え、分解後の溶液中に浮遊する細胞を底部の排出口に集中可能とすることを開示している。特許文献１及び２では脂肪細胞を迅速に分離する方法を提示してはいるが、図面から明らかなように、これらの装置ではジューサーのような刃で組織を細切している。また、特許文献１では、切刃の回転数を３００〜３０００回転として脂肪組織を高速回転切断しなければ、脂肪細胞の細切及び分離が不可能であることを開示している。しかし、高速回転動作では有用幹細胞の破壊が大幅に進み、容易に温度が上昇することから、分離した細胞が機能を喪失してしまう。また、関連特許で提示される装置では、回転時に刃に付着した脂肪組織が刃とともに回転するため、切断機能が損なわれる。
【０００４】
このほか、特許文献３は、ポット状本体を内部に備える精製動作室を含む細胞分離装置について開示している。前記ポット状本体は内部に鋭利なカッターを備える。前記鋭利なカッターは、２つのカッター軸と、前記２つのカッター軸にそれぞれ装着される２つのブレード群と、前記鋭利なカッターの外側に覆設されるフィルタカバーを含む。前記フィルタカバーは濾過孔を有する。また、前記ポット状本体の底部には、下向きに延伸する排出部が備わっており、前記排出部の底部にベース容器が設けられている。しかし、当該装置は運転時の回転数が高いことから細胞を傷つけ、分離細胞の活性を損なう恐れがある。
【０００５】
特許文献４は、細胞分離装置について開示している。当該細胞分離装置は、容器と、前記容器内に設けられる分離部材を含む。前記分離部材は軸部と複数のブレード群を備え、前記複数のブレード群が前記軸部に結合している。また、前記細胞分離装置は、前記細胞分離装置の回転数を２００ｒｐｍにするとの攪拌条件を有する。しかし、当該特許文献は応用分野が異なっており、且つ、細胞分離のための選別装置を備えない。したがって、当該特許文献は本案の応用分野には適用されない。
【０００６】
上記より、従来技術における様々な欠点を解決可能な新技術の開発が切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】台湾特許出願公開第２０１５１２３９５号公報
【特許文献２】中国実用新案第２０４７５２６９２号明細書
【特許文献３】中国特許出願公開第１０３０７０７１８号明細書
【特許文献４】米国特許第８８８２０１２号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案は、取得した塊状の組織を短時間のうちに切断し、組織と消化酵素の接触面積が増加するよう小片化した後、酵素消化法で組織を消化することで、組織内の細胞を組織から切り離して消化溶液中に浮遊させ、且つ、装置内の濾過構造により浮遊細胞を分離するとともに、消化酵素により分解されなかった組織断片を隔離する、組織から細胞を分離する装置を提供することを目的とする。また、本考案は、動作回転数が毎分９０回転未満であり、切断方式を用いるとともに酵素反応を補助的に適用して迅速且つ効果的に組織又は脂肪内の細胞を分離する「切断」能力を備えたホモジナイザーを提供することを目的とする。
【０００９】
前記組織は脂肪組織に限らず、幹細胞の単一細胞を含む浮遊細胞を分離する。
【００１０】
従来のその他の類似技術と比較すると、組織から単一細胞を分離する従来技術では、酵素切断及び遠心分離による分離ステップに基づくことから、かなりの時間を要していた。また、生成量が多くはないため、体外培養によって細胞量を増幅する必要があった。
【００１１】
本考案の他の目的は、特定酵素を配合することで、化学試薬を補助的に用いながら組織を物理的に切断する分離装置を提供することである。当該試薬の統合及びステップでは体外増幅の過程を必要とせず、迅速に大量の単一細胞を取得できるとの効果が得られるため、速やかな臨床応用が可能となる。
【００１２】
本考案の更なる目的は、自家脂肪間葉系幹細胞を一度で移植する独自技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本考案の装置の特性としては、攪拌切断部材と前記攪拌切断部材に対応する２層のカップを有する。前記カップは金属構造である。内層カップは、濾過孔又は濾過網といった濾過部材を有し、特定サイズの固体物を遮断可能である。外層カップは濾過構造を備えず、分離した液体及び濾過部材を通過した浮遊物を受け付ける。このステップによって、組織内の細胞を効果的に消化酵素溶液に分散させられる。
【００１４】
本考案における組織から細胞を分離する装置は、回転可能なカッターを備えるとともに、モータにより駆動される回転子連動ロッドに設けられ、消化酵素溶液を投入して分解する際に当該組織を切断しながら攪拌する攪拌切断部材と、前記攪拌切断部材及び前記消化酵素溶液が載置されるとともに、選別部材を備え、前記攪拌切断部材により切断された所望の細胞を含む溶液を濾過する内層濾過カップと、前記内層濾過カップが載置され、前記濾過した所望の単一細胞を有する溶液を収容する外層カップ、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本考案に基づく組織から細胞を分離する装置の全体構造図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本考案は、組織から迅速に細胞を分離可能な装置を提供する。当該装置は、連続組織を切断するための攪拌切断部材を主に含む。前記攪拌切断部材は、スクリューブレードの回転子を有するとともに、外部のカップに固定切刃構造を備えている。投入された組織は、スクリューブレードの回転によって切断及び攪拌される。操作時には、当該装置に組織と消化酵素溶液を同時に投入する。上記の切断及び攪拌と消化酵素の働きによって、塊状の組織は小片状に効果的に切断されて、消化酵素との接触が増加する。前記消化酵素は組織を消化し、組織内の細胞を放出する。溶液中に浮遊する細胞組織は、前記カップの内層の濾過部材を通過する。そして、消化完了後に前記可動スクリューブレードと内層の濾過用カップを取り外すと、細胞組織が外層のカップに残留して、細胞の収集が完了する。
【００１７】
図１に示すように、本考案の実施例に基づく組織から細胞を分離する装置１００は、回転可能なカッター１１１を備える攪拌切断部材であって、モータ（図示しない）により駆動される回転子連動ロッド１２０に設けられ、消化酵素溶液を投入して分解する際に当該組織を切断しながら攪拌する攪拌切断部材１１０と、前記攪拌切断部材１１０及び前記消化酵素溶液が載置される内層濾過カップであって、選別部材（図示しない）を備え、前記攪拌切断部材１１０により切断された所望の細胞を含む溶液を濾過する内層濾過カップ１３０と、前記内層濾過カップ１３０が載置され、前記濾過した所望の細胞を有する溶液を収容する外層カップ１４０、を含む。
【００１８】
本考案の装置において、前記回転可能なカッター１１１は、複数組のサンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターである。各サンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターは、回転刃１１１１と、静止刃１１１２を有する。各回転刃１１１１の長さは各静止刃１１１２の長さよりも小さい。また、各静止刃１１１２は、前記カッター１１１の回転時において、前記内層濾過カップ１３０の内壁に位置する少なくとも１つの制動部材１３１に阻止されることで、回転することなく静止する。前記制動部材１３１は、円柱状、半円柱状又は長尺プレート状である。
【００１９】
他の実施例において、前記回転可能なカッター１１１は、上下に一定間隔を置く複数の回転刃１１１１を含むとともに、前記内層濾過カップ１３０の内壁に固定される複数の静止刃（図示しない）を含む。各静止刃は、サンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターを形成するよう、各回転刃１１１１の上方又は下方に対応して配置される。
【００２０】
本考案の一実施例において、前記内層濾過カップ１３０の選別部材は、前記内層濾過カップを貫通する複数の濾過孔（図示しない）である。前記複数の濾過孔の孔径は、所望の細胞については濾過可能であるが、前記消化酵素溶液で分解不可能な組織断片については遮断する。また、他の実施例において、前記内層濾過カップ１３０の選別部材は、前記内層濾過カップの底を貫通する複数の濾過孔と、前記カップの底に配置される濾過網（図示しない）である。前記濾過網の目は前記カップの底の濾過孔よりも小さく、且つ、所望の細胞については濾過可能であるが、前記消化酵素溶液で分解不可能な組織断片については遮断する。
【００２１】
また、本考案において、前記攪拌切断部材１１０は単独で取り外し可能であるか、前記内層濾過カップ１３０とともに取り外し可能である。また、各サンドイッチ構造を有する切断攪拌カッターは、複数の刃が複数の層上に直に積層されてなる。
【００２２】
本考案の装置において、前記内層濾過カップの内壁に固定される各静止刃（図示しない）は、ほぞによって前記内層濾過カップの内壁に固定される。
【００２３】
また、本考案の装置では、前記モータの回転子を正回転又は逆回転するよう設けるとともに、回転数を９０ｒｐｍ未満とすることができる。
【００２４】
本考案によれば、前記攪拌切断部材１１０は、前記攪拌切断部材１１０を支持するために連結されたベース１１２を有する。
【図１】
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