CN111197006B - Car-t细胞扩增器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CAR‑T细胞扩增器，包括：主机体、培养袋、用于冷藏培养试剂的细胞冷藏箱和能够将细胞冷藏箱内的液体输送至培养袋的管路输送***；管路输送***包括用于从细胞冷藏箱内抽取培养试剂泵入培养袋的蠕动泵；CAR‑T细胞扩增器还包括：用于将管路输送***输送的培养试剂加热到室温的管路加热模块；细胞冷藏箱、蠕动泵和管路加热模块均安装至主机体。本发明的有益之处在于，可以对CAR‑T细胞进行扩增培养，细胞冷藏箱对培养试剂进行冷藏，如需使用培养试剂时可以通过管路加热模块对培养试剂进行升温。

Description

CAR-T细胞扩增器

技术领域

本发明涉及一种CAR-T细胞扩增器。

背景技术

T细胞也叫T淋巴细胞，是人体白细胞的一种，来源于外周血，在人体中发挥免疫作用。其作用相当于人体内的“战士”，能够抵御和消灭“敌人”如感染、肿瘤、外来异物等。在实验室，技术人员通过基因工程技术，将T细胞激活，并装上定位导航装置CAR(肿瘤嵌合抗原受体)，将T细胞这个普通“战士”改造成“超级战士”，即CAR-T细胞。

传统的CAR-T细胞扩增大多采用人工培养方式，步骤繁琐，工作量大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种CAR-T细胞扩增器，可以对CAR-T细胞进行扩增培养，细胞冷藏箱对培养试剂进行低温存储，如需使用培养试剂可以通过管路加热模块加热。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种CAR-T细胞扩增器，包括：主机体、培养袋、用于冷藏培养试剂的细胞冷藏箱和能够将细胞冷藏箱内的液体输送至培养袋的管路输送***；管路输送***包括用于从细胞冷藏箱内抽取培养试剂泵入培养袋的蠕动泵；CAR-T细胞扩增器还包括：用于将管路输送***输送的培养试剂加热到室温的管路加热模块；细胞冷藏箱、蠕动泵和管路加热模块均安装至主机体。

进一步地，主机体形成有培养腔；CAR-T细胞扩增器还包括用于摇动培养袋的摇动装置；摇动装置和培养袋设置于培养腔内。

进一步地，摇动装置包括：底座、用于承载培养袋的托盘、上传动组件、中传动组件和下传动组件；下传动组件包括：第一活动座、第一电机和偏心块；偏心块固定至第一电机的电机轴；偏心块连接至第一活动座；第一电机通过偏心块驱动第一活动座绕第一电机的电机轴公转；中传动组件包括：第二活动座、第二电机、用于沿水平方向推动第二活动座的第二凸轮和复位弹簧；第一活动座设有导向第二活动座滑动的滑轨和用于定位复位弹簧的定位座；第二电机驱动第二凸轮转动通过第二凸轮推动第二活动座沿滑轨滑动；复位弹簧的两端连接定位座和第二活动座；复位弹簧和第二凸轮位于第二活动座的两端；上传动组件包括：第三电机、用于沿高度方向推动托盘使托盘沿高度方向起伏运动的第三凸轮和连接托盘和第二活动座的多个连接弹簧；连接弹簧的一端固定至托盘的底部；连接弹簧的另一端固定至第二活动座的顶部；第三电机驱动第三凸轮转动；第三凸轮与托盘的底部接触。

进一步地，下传动组件还包括：多个连接绳；连接绳连接底座和第一活动座；多个连接绳环绕第一电机的电机轴。

进一步地，偏心块设有偏心圆柱；偏心圆柱的轴线偏离第一电机的电机轴的转动轴线。

进一步地，第一活动座形成有轴承座；下传动组件还包括轴承；轴承安装至轴承座；轴承套装在偏心圆柱的外周。

进一步地，上传动组件还包括：主动轴和从动轴；第三凸轮的数目为偶数；多个第三凸轮均分为两组分别安装至主动轴和从动轴；第三电机驱动主动轴转动并通过皮带轮传动带动从动轴转动。

进一步地，主动轴和从动轴上的第三凸轮转动时在周向上相隔180度。

进一步地，在主动轴上的第三凸轮的偏心凸起结构顶起托盘时，从动轴上的第三凸轮的偏心凸起结构不与托盘接触；在从动轴上的第三凸轮的偏心凸起结构顶起托盘时，主动轴上的第三凸轮的偏心凸起结构不与托盘接触。

进一步地，连接弹簧的数目为4；4个连接弹簧呈矩形排布；第三凸轮位于矩形内。

本发明的有益之处在于，可以对CAR-T细胞进行扩增培养，在存储时可以将培养试剂放入细胞冷藏箱内冷藏，如需使用培养试剂可以通过管路加热模块加热，升温方便。

采用摇动装置对培养袋进行摇动摆晃的方式，相比传统的搅拌方式剪切力小，对细胞损伤小。通过摇动摆晃能保证营养成分的均匀分布，又可降低剪切力，从而减少对细胞的损伤。

摇动装置从多个维度对培养袋进行摇晃相比单一摆动方式营养成分的分布更加均匀。

附图说明

图1是本发明的一种CAR-T细胞扩增器的示意图；

图2是图1中CAR-T细胞扩增器的摇动装置的示意图；

图3是图2中摇动装置的剖视图；

图4是图3中摇动装置的主动轴和第三凸轮的安装示意图。

CAR-T细胞扩增器100，主机体10，培养腔11，细胞冷藏箱20，蠕动泵30，管路加热模块40，摇动装置50，底座51，托盘52，上传动组件53，第三凸轮531，连接弹簧532，主动轴533，从动轴534，中传动组件54，第二活动座541，第二凸轮542，复位弹簧543，下传动组件55，第一活动座551，定位座551a，轴承座551b，第一电机552，偏心块553，偏心圆柱553a，连接绳554，轴承555。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1至图4所示，一种CAR-T细胞扩增器100，包括：主机体10、培养袋、细胞冷藏箱20和管路输送***。细胞冷藏箱20用于冷藏培养试剂。管路输送***能够将细胞冷藏箱20内的液体输送至培养袋。管路输送***包括蠕动泵30。蠕动泵30用于从细胞冷藏箱20内抽取培养试剂泵入培养袋。具体而言，蠕动泵30起到液体的抽吸功能，开启时能使培养试剂从细胞冷藏箱20到培养腔11。管路输送***还包括软管。软管用于输送培养试剂。CAR-T细胞扩增器100还包括：管路加热模块40。管路加热模块40用于将管路输送***输送的培养试剂加热到室温。细胞冷藏箱20、蠕动泵30和管路加热模块40均安装至主机体10。

CAR-T细胞扩增器100采用细胞冷藏箱20存储培养试剂，将培养试剂放入细胞冷藏箱20内冷藏，如需使用培养试剂可以通过管路加热模块加热，升温方便。

细胞冷藏箱相对于一台冰箱，温度范围为2～8℃，控制精度为±1℃，其功能为冷藏培养试剂。

作为一种具体的实施方式，管路加热模块由加热片、加热安装板、温度传感器组成，其位置处于试剂培养室与细胞培养室之间，其功能是给把试剂保存室穿出管路的液体从2～8℃加热至室温。加热pain安装至加热安装板。温度传感器对温度进行检测。加热片通电发热对试剂进行加热。

作为一种具体的实施方式，CAR-T细胞扩增器100还包括：控制面板。控制面板为一块电子屏幕，触摸式控制，内含设备控制软件，可在此设置扩增培养过程所需要的参数。

作为一种具体的实施方式，主机体10形成有培养腔11。CAR-T细胞扩增器100还包括摇动装置50。摇动装置50用于摇动培养袋。摇动装置50和培养袋设置于培养腔11内。

具体而言，培养腔11为细胞培养的位置，外接二氧化碳气罐，能控制温度、二氧化碳浓度、湿度等。其内置一个摇动装置50，可以定期摇动培养袋防止细胞沉淀。

作为一种具体的实施方式，摇动装置50包括：底座51、托盘52、上传动组件53、中传动组件54和下传动组件55。托盘52用于承载培养袋。

具体而言，下传动组件55包括：第一活动座551、第一电机552和偏心块553。偏心块553固定至第一电机552的电机轴。偏心块553连接至第一活动座551。第一电机552通过偏心块553驱动第一活动座551绕第一电机552的电机轴公转。下传动组件55还包括：多个连接绳554。连接绳554连接底座51和第一活动座551。多个连接绳554环绕第一电机552的电机轴。

中传动组件54包括：第二活动座541、第二电机、第二凸轮542和复位弹簧543。第二凸轮542用于沿水平方向推动第二活动座541。第一活动座551设有滑轨和定位座551a。滑轨导向第二活动座541滑动。定位座551a用于定位复位弹簧543。滑轨设置于第一活动座551的顶部。第二电机驱动第二凸轮542转动通过第二凸轮542推动第二活动座541沿滑轨滑动。复位弹簧543的两端连接定位座551a和第二活动座541。复位弹簧543和第二凸轮542位于第二活动座541的两端。

上传动组件53包括：第三电机、第三凸轮531和多个连接弹簧532。第三凸轮531用于沿高度方向推动托盘52使托盘52沿高度方向起伏运动。连接弹簧532连接托盘52和第二活动座541。连接弹簧532的一端固定至托盘52的底部。连接弹簧532的另一端固定至第二活动座541的顶部。第三电机驱动第三凸轮531转动。第三凸轮531与托盘52的底部接触。上传动组件53还包括：主动轴533和从动轴534。第三凸轮531的数目为偶数。多个第三凸轮531均分为两组分别安装至主动轴533和从动轴534。第三电机驱动主动轴533转动并通过皮带轮传动带动从动轴534转动。

细胞较为脆弱，传统的搅拌方式剪切力较大，对细胞损伤较大。为解决传统的搅拌方式带来的损伤，CAR-T细胞扩增器100采用摇动装置50对培养袋进行摇动摆晃的方式，减少对细胞。具体而言，摇动装置50分为上传动组件53、中传动组件54和下传动组件55。

其中，在下传动组件55中，首先第一电机552驱动偏心块553，然后偏心块553带动第一活动座551绕第一电机552的电机轴进行公转，由于底座51和第一活动座551通过连接绳554连接，能够避免第一活动座551在公转的同时进行自转。可以避免培养袋打转造成软管缠绕。第一电机552安装至所述底座51。第一电机552通过偏心块带动第一活动座551运动。

第二电机安装至所述第一活动座551。第二凸轮542转动连接至所述第一活动座。在中传动组件54中，首先第二电机驱动第二凸轮542转动，然后第二凸轮542转动沿水平方向推动第二活动座541的一侧，而第二活动座541的另一侧由于复位弹簧543的弹力又会将第二活动座541推动至与第二凸轮542接触，因此在第二电机驱动第二凸轮542时，第二凸轮542能够推动第二活动座541沿滑轨的方向左右滑动。

第三电机安装至第二活动座541。第三凸轮531转动连接至第二活动座541。在上传动组件53中，首先第三电机驱动第三凸轮531转动，当主动轴533上的第三凸轮531顺时针转动时，由于主动轴533的第三凸轮531和从动轴534上的第三凸轮531朝向不一样，因此托盘52会随着主动轴533上的第三凸轮531和从动轴534上的第三凸轮531的转动进行起伏运动。

因此，通过采用摇动装置50对培养袋进行摇动摆晃的方式，能保证营养成分的均匀分布，又可降低剪切力，从而减少对细胞的损伤。上传动组件53、中传动组件54和下传动组件55的共同作用下，实现对培养袋多维尺度上摇晃。

作为一种具体的实施方式，偏心块553设有偏心圆柱553a。偏心圆柱553a的轴线偏离第一电机552的电机轴的转动轴线。

作为一种具体的实施方式，第一活动座551形成有轴承座551b。下传动组件55还包括轴承555。轴承555安装至轴承座551b。轴承555套装在偏心圆柱553a的外周。

作为一种具体的实施方式，主动轴533和从动轴534上的第三凸轮531转动时在周向上相隔180度。

作为一种具体的实施方式，在主动轴533上的第三凸轮531的偏心凸起结构顶起托盘52时，从动轴534上的第三凸轮531的偏心凸起结构不与托盘52接触。在从动轴534上的第三凸轮531的偏心凸起结构顶起托盘52时，主动轴533上的第三凸轮531的偏心凸起结构不与托盘52接触。

作为一种具体的实施方式，连接弹簧532的数目为4。4个连接弹簧532呈矩形排布。第三凸轮531位于矩形内。

CAR-T细胞扩增器100的使用过程为：在无菌环境下通过样品进出管道将培养基转移至试剂保存袋，细胞悬液转移至细胞培养袋，然后将试剂保存袋设置于细胞冷藏箱中，将细胞培养袋设置于培养腔中的摇动装置上；然后将细胞培养袋和试剂保存袋通过管路连接，将连接后的管道分别安装到蠕动泵和管路加热模块上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种CAR-T细胞扩增器，其特征在于，包括：主机体、培养袋、用于冷藏培养试剂的细胞冷藏箱和能够将所述细胞冷藏箱内的液体输送至所述培养袋的管路输送***；所述管路输送***包括用于从所述细胞冷藏箱内抽取培养试剂泵入所述培养袋的蠕动泵；所述CAR-T细胞扩增器还包括：用于将所述管路输送***输送的培养试剂加热到室温的管路加热模块；所述细胞冷藏箱、所述蠕动泵和所述管路加热模块均安装至所述主机体；

所述主机体形成有培养腔；所述CAR-T细胞扩增器还包括用于摇动所述培养袋的摇动装置；所述摇动装置和所述培养袋设置于所述培养腔内；

所述摇动装置包括：底座、用于承载所述培养袋的托盘、上传动组件、中传动组件和下传动组件；所述下传动组件包括：第一活动座、第一电机和偏心块；所述偏心块固定至所述第一电机的电机轴；所述偏心块连接至所述第一活动座；所述第一电机通过所述偏心块驱动所述第一活动座绕所述第一电机的电机轴公转；

所述中传动组件包括：第二活动座、第二电机、用于沿水平方向推动所述第二活动座的第二凸轮和复位弹簧；所述第一活动座设有导向所述第二活动座滑动的滑轨和用于定位所述复位弹簧的定位座；所述第二电机驱动所述第二凸轮转动通过所述第二凸轮推动所述第二活动座沿所述滑轨滑动；所述复位弹簧的两端连接所述定位座和所述第二活动座；所述复位弹簧和所述第二凸轮位于所述第二活动座的两端；

所述上传动组件包括：第三电机、用于沿高度方向推动所述托盘使所述托盘沿高度方向起伏运动的第三凸轮和连接所述托盘和所述第二活动座的多个连接弹簧；所述连接弹簧的一端固定至所述托盘的底部；所述连接弹簧的另一端固定至所述第二活动座的顶部；所述第三电机驱动所述第三凸轮转动；所述第三凸轮与所述托盘的底部接触；

所述下传动组件还包括：多个连接绳；所述连接绳连接所述底座和所述第一活动座；多个所述连接绳环绕所述第一电机的电机轴；

所述偏心块设有偏心圆柱；所述偏心圆柱的轴线偏离所述第一电机的电机轴的转动轴线；

所述第一活动座形成有轴承座；所述下传动组件还包括轴承；所述轴承安装至所述轴承座；所述轴承套装在所述偏心圆柱的外周；

所述上传动组件还包括：主动轴和从动轴；所述第三凸轮的数目为偶数；多个所述第三凸轮均分为两组分别安装至所述主动轴和所述从动轴；所述第三电机驱动所述主动轴转动并通过皮带轮传动带动所述从动轴转动；

所述主动轴和所述从动轴上的所述第三凸轮转动时在周向上相隔180度；

在所述主动轴上的所述第三凸轮的偏心凸起结构顶起所述托盘时，所述从动轴上的所述第三凸轮的偏心凸起结构不与所述托盘接触；在所述从动轴上的所述第三凸轮的偏心凸起结构顶起所述托盘时，所述主动轴上的所述第三凸轮的偏心凸起结构不与所述托盘接触；

所述连接弹簧的数目为4；4个所述连接弹簧呈矩形排布；所述第三凸轮位于所述矩形内。