一种用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注采集装置

摘要

本发明提供了一种用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注装置和采集装置，所述灌注装置包括灌注进口，三通，第一灌注针和第二灌注针；所述灌注进口的一端与所述三通的进口端相连接；所述三通的第一出口端与所述第一灌注针相连接，所述三通的第二出口端与所述第二灌注针相连接。本发明所述采集装置包括导液管和采集针；所述导液管的一端与所述采集针相连接；所述采集针设置有固定装置。本发明提供的灌注和采集装置，采用双针头-可固定灌注针进行胎盘灌注，在胎盘HSC分离提取的全过程中，避免了HSC与外界环境接触，极大的降低了污染率；而且还可以持续灌注，大大的提高灌注效率。

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种用于从胎盘中提取造血 干细胞的灌注采集装置。

背景技术

造血干细胞(HemopoieticStemcell，HSC)是存在于造血组织中的 一群原始造血细胞，它不是组织固定细胞，可存在于造血组织及血液 中。造血干细胞是所有造血细胞和免疫细胞的起源，具有自我更新和 多向分化能力。它的基本特性是具有自我更新能力，即经过一个细胞 周期活动之后，可以产生两个与分裂前性质相同的造血干细胞，同时 又具有多向分化能力，即在一定的环境条件下，造血干细胞具有向各 系血细胞分化的能力。

随着对造血干细胞(HSC)日渐深入的研究，HSC移植已经成为 治疗许多恶性血液系统疾病及其他肿瘤的有效手段。目前，HSC的主 要来源是骨髓、外周血及脐血，骨髓和外周血HSC增殖和分化能力下 降，并且易受供者健康状态影响，而脐血HSC数量有限，这些限制因 素使其不能满足日渐增长的HSC临床应用需求。近年来，国内外学者 研究发现，胎盘中含有大量的早期干细胞，包括数量丰富的造血干细 胞。这些干细胞在胎盘中行使着造血的功能。小孩出生后剥离的胎盘 内所含的造血干细胞，是脐带血的8-10倍，可供小孩自用几次，甚至 可提供给多个成人患者的治疗。胎盘造血干细胞的成功分离和提取可 解决临床上HSC的来源问题，具有广阔的临床应用前景。

目前，胎盘HSC的分离提取方法主要采用机械法、机械酶解法和 灌洗法等。机械法所获取的细胞数量较少，且含有大量的细胞碎片， 细胞活率低；而机械酶解法能获取数量充足的细胞，但其中的造血干 细胞含量较低。此外，整个提取过程操作繁复、耗时长、成本高；提 取出来的细胞活率低。灌洗法是将胎盘预处理后，用灌洗液灌注清洗 胎盘，再将动员剂等灌洗液从胎盘动脉灌注，静置，再松开胎盘动静 脉并从动脉灌注动员剂，从静脉处收集全部液体，离心取细胞沉淀， 然后依次回收纯化包含造血干细胞的单个核细胞，最后获得胎盘造血 干细胞。灌洗法由于在细胞数量和细胞活率方面相比其他方法具有明 显的优势，因而受到了领域内学者广泛的关注。但是现有的灌洗法灌 注效率低，且多次穿插胎盘，破坏了胎盘的完整性也造成了污染率高 等问题。

所以如何高效的分离出胎盘HSC，提高灌注效率降低污染率，已 成为了领域内的当务之急。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于从胎盘中 提取造血干细胞的灌注和采集装置，采用本发明提供的灌注和采集装 置，能够在胎盘HSC从分离到采集的过程中，实现高效持续灌注，有 效的分离采集HSC，提高灌注效率，减少胎盘的破损程度，进而降低 污染率。

本发明提供了一种用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注装置，所 述灌注装置包括灌注进口，三通，第一灌注针和第二灌注针；

所述灌注进口的一端与所述三通的进口端相连接；

所述三通的第一出口端与所述第一灌注针相连接，所述三通的第 二出口端与所述第二灌注针相连接。

优选的，所述第一灌注针设置有针柄；所述第二灌注针设置有针 柄。

优选的，所述第一灌注针设置有固定装置，所述第二灌注针设置 有固定装置。

优选的，所述固定装置为软线。

优选的，所述三通的第一出口端通过第一导管与所述第一灌注针 相连接；

所述三通的第二出口端通过第二导管与所述第二灌注针相连接。

优选的，所述灌注进口的一端通过导管与所述三通的进口端相连 接。

优选的，所述第一灌注针为静脉输液针，型号为3～9号；

所述第二灌注针为静脉输液针；型号为3～9号。

本发明提供了一种用于从胎盘中提取造血干细胞的采集装置，包 括导液管和采集针；

所述导液管的一端与所述采集针相连接；

所述采集针设置有固定装置。

优选的，所述采集针为静脉输液针，型号为3～9号；所述固定装 置为软线。

本发明还提供了一种胎盘造血干细胞的制备方法，包括以下步 骤：

a)将上述技术方案任一项所述的灌注装置中的第一灌注针和第二 灌注针分别导入胎盘的两条脐动脉中，将上述技术方案任一项所述的 采集装置中的采集针导入胎盘的脐静脉中；

b)通过上述技术方案任一项所述的灌注装置进行灌注处理后， 再通过上述技术方案任一项所述的采集装置收集采集液，并直接进行 后处理，得到胎盘造血干细胞。

本发明提供了一种用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注装置和 采集装置，所述灌注装置包括灌注进口，三通，第一灌注针和第二灌 注针；所述灌注进口的一端与所述三通的进口端相连接；所述三通的 第一出口端与所述第一灌注针相连接，所述三通的第二出口端与所述 第二灌注针相连接。本发明所述采集装置包括导液管和采集针；所述 导液管的一端与所述采集针相连接；所述采集针设置有固定装置。与 现有技术相比，本发明提供的灌注和采集装置，采用双针头-可固定灌 注针进行胎盘灌注，在胎盘HSC分离提取的全过程中，避免了HSC 与外界环境接触，极大的降低了污染率；而且还可以持续灌注，大大 的提高灌注效率。有效的解决了现有的灌注方法，效率低且多次穿插 胎盘，破坏了胎盘的完整性，不利于灌注液充分灌注胎盘，而且胎盘 破损程度高，污染几率高的问题。本发明提供的灌洗法制备胎盘造血 干细胞的方法，能够在胎盘HSC从分离到采集的过程中，实现高效持 续灌注，有效的分离采集HSC，提高灌注效率，减少胎盘的破损程度， 进而降低污染率。实验结果表明，采用本发明提高的灌注和采集装置， 灌注时间仅为现有灌注时间的43％，细胞活率提高了约10％。

附图说明

图1为本发明提供的用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注装置；

图2为本发明提供的用于从胎盘中提取造血干细胞的采集装置。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案 进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征 和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明所用材料和原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买 的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所用胎盘由某医院妇产科提供，已经脱离人体的，而且肝 炎、梅毒、艾滋病等传染病检测阴性且无产科并发症的胎盘，术前经 得产妇知情同意并签署知情同意书。

本发明所用材料，对其规格没有特别限制，采用本领域的常规规 格即可，本发明优选为符合医疗器械要求。

本发明提供了一种用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注装置，所 述灌注装置包括灌注进口，三通，第一灌注针和第二灌注针；

所述灌注进口的一端与所述三通的进口端相连接；

所述三通的第一出口端与所述第一灌注针相连接，所述三通的第 二出口端与所述第二灌注针相连接。

本发明对所述灌注进口没有特别限制，以本领域技术人员熟知的 用于医疗上用于灌注的接口装置即可，在本实施例中，所述灌注进口 优选为常规规格，可优选与多种注射器匹配；在其他实施例中，本领 域技术人员可以根据实际生产情况和注射器型号采用相应的箱体形状 规格即可，以方便操作，减小污染，提高效率为优选方案。

本发明对所述三通没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用于 医疗上的三通装置即可，在本实施例中，所述三通优选为Y型三通； 在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和三通前后 连接的装置的型号采用相应的形状和规格，以紧密连接，减小污染， 提高效率为优选方案。

本发明对所述第一灌注针没有特别限制，以本领域技术人员熟知 的用于医疗上的灌注针即可，在本实施例中，所述第一灌注针上优选 设置有针柄；本发明对所述针柄没有特别限制，以本领域技术人员熟 知的手持针柄即可；在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际 生产情况和灌注针的型号设置其他的手持装置，以方便操作，减小污 染，提高效率为优选方案。

在本实施例中，所述第一灌注针上还优选设置有固定装置；本发 明对所述固定装置没有特别限制，本发明优选为软线，更优选为细的 软线；在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和灌 注针的型号设置其他的固定装置，以能够固定灌注针，减小污染，提 高效率为优选方案。

本发明对所述第二灌注针没有特别限制，以本领域技术人员熟知 的用于医疗上的灌注针即可，在本实施例中，所述第二灌注针上优选 设置有针柄；本发明对所述针柄没有特别限制，以本领域技术人员熟 知的手持针柄即可；在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际 生产情况和灌注针的型号设置其他的手持装置，以方便操作，减小污 染，提高效率为优选方案。

在本实施例中，所述第二灌注针上还优选设置有固定装置；本发 明对所述固定装置没有特别限制，本发明优选为软线，更优选为细的 软线；在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和灌 注针的型号设置其他的固定装置，以能够固定灌注针，减小污染，提 高效率为优选方案。

本发明对所述第一灌注针和第二灌注针的规格和型号没有特别 限制，本领域技术人员可以根据灌注情况、胎盘情况以及产品结果进 行选择和调整。

本发明对所述第一灌注针没有其他特别限制，以本领域技术人员 熟知的用于医疗上的灌注针即可，在本实施例中，所述第一灌注针上 优选为静脉输液针；本发明对所述静脉输液针的规格型号没有特别限 制，以本领域技术人员熟知的静脉输液针规格型号即可，本领域技术 人员可以根据灌注情况、胎盘情况以及产品结果进行选择和调整，本 发明所述第一灌注针优选为3～9号静脉输液针，更优选为4～8号静脉 输液针，更优选为5～7号静脉输液针，最优选为7号静脉输液针；在 其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和胎盘情况选 择其他针型，以方便操作，增加采集速度，减少堵塞，保证采集液的 质量为优选方案。

本领域公知的静脉输液针的内径与其规格型号对应，即5号静脉 输液针的内径约为5mm，6号静脉输液针的内径约为6mm，7号静脉 输液针的内径约为7mm，8号静脉输液针的内径约为8mm，9号静脉 输液针的内径约为9mm，以此类推。

本发明对所述第二灌注针没有其他特别限制，以本领域技术人员 熟知的用于医疗上的灌注针即可，在本实施例中，所述第二灌注针上 优选为静脉输液针；本发明对所述静脉输液针的规格型号没有特别限 制，以本领域技术人员熟知的静脉输液针规格型号即可，本领域技术 人员可以根据灌注情况、胎盘情况以及产品结果进行选择和调整，本 发明所述第二灌注针优选为3～9号静脉输液针，更优选为4～8号静脉 输液针，更优选为5～7号静脉输液针，最优选为7号静脉输液针。在 其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和胎盘情况选 择其他针型，以方便操作，增加采集速度，减少堵塞，保证采集液的 质量为优选方案。

在本实施例中，所述三通的第一出口端还优选通过第一导管与所 述第一灌注针相连接；本发明对所述第一导管没有特别限制，以本领 域技术人员熟知的导液管即可，本发明优选为软管；本发明对所述第 一导管的规格没有特别限制，以本领域技术人员熟知的导液管即可， 本发明优选为内径为4～6mm导液管，更优选为内径为5mm的导液管。 在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和前后的连 接装置设置其他的延长或输送装置，以能够固定三通和灌注针，增加 灌注和采集速度，减少堵塞，保证采集液的质量为优选方案。

在本实施例中，所述三通的第二出口端还优选通过第二导管与所 述第一灌注针相连接；本发明对所述第二导管没有特别限制，以本领 域技术人员熟知的导液管即可，本发明优选为软管；本发明对所述第 二导管的规格没有特别限制，以本领域技术人员熟知的导液管即可， 本发明优选为内径为4～6mm导液管，更优选为内径为5mm的导液管。 在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和前后的连 接装置设置其他的延长或输送装置，以能够固定三通和灌注针，增加 灌注和采集速度，减少堵塞，保证采集液的质量为优选方案。

在本实施例中，所述灌注进口的一端还优选通过导管与所述三通 的进口端相连接；本发明对所述导管没有特别限制，以本领域技术人 员熟知的导液管即可，本发明优选为软管；本发明对所述导管的规格 没有特别限制，以本领域技术人员熟知的导液管即可，本发明优选为 内径为4～6mm导液管，更优选为内径为5mm的导液管。在其他实施 例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和前后的连接装置设置 其他的延长或输送装置，以能够固定三通和灌注进口，增加灌注和采 集速度，减少堵塞，保证采集液的质量为优选方案。

参见图1，图1为本发明提供的用于从胎盘中提取造血干细胞的 灌注装置。其中，1为灌注进口，2为固定用细线，3为7号针头，4 为针头持柄，5为第一导管，6为第二导管，7为导管，8为三通。

本发明提供了一种用于从胎盘中提取造血干细胞的采集装置，包 括导液管和采集针；

所述导液管的一端与所述采集针相连接；

所述采集针设置有固定装置。

在本实施例中，所述采集装置优选包括导液管和采集针；本发明 对所述导液管没有特别限制，以本领域技术人员熟知的导液管即可， 本发明优选为软管；在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际 生产情况和前后的连接装置设置其他的延长或输送装置，以能够将采 集针和后续收集设备进行连接，增加采集速度，减少堵塞，保证采集 液的质量为优选方案。本发明对所述导液管没有特别限制，以本领域 技术人员熟知的导液管即可，本发明优选为软管；在其他实施例中， 本领域技术人员可以根据实际生产情况和前后的连接装置选择其他类 型的导管，以增加采集速度，减少堵塞，保证采集液的质量为优选方 案。

本发明对所述采集针没有特别限制，以本领域技术人员熟知的用 于医疗上的采集针即可，在本实施例中，所述静脉输液针上优选为静 脉输液针；本发明对所述静脉输液针的规格型号没有特别限制，以本 领域技术人员熟知的静脉输液针规格型号即可，本领域技术人员可以 根据采集情况、胎盘情况以及产品结果进行选择和调整，本发明所述 采集针优选为3～9号静脉输液针，更优选为4～8号静脉输液针，更优 选为5～7号静脉输液针，最优选为7号静脉输液针。在其他实施例中， 本领域技术人员可以根据实际生产情况和胎盘情况选择其他针型，以 方便操作，增加采集速度，减少堵塞情况，保证采集液的质量为优选 方案。

在本实施例中，所述采集针上还优选设置有固定装置；本发明对 所述固定装置没有特别限制，本发明优选为软线，更优选为细的软线； 在其他实施例中，本领域技术人员可以根据实际生产情况和采集针的 型号设置其他的固定装置，以能够固定灌注针，减小污染，提高效率 为优选方案。

参见图2，图2为本发明提供的用于从胎盘中提取造血干细胞的 采集装置。其中，a为粗口针头，b为固定用细线，c为针头持柄，d 为导液管，e为导液口。

本发明还提供了一种胎盘造血干细胞的制备方法，包括以下步 骤：

a)将上述技术方案任一项所述的灌注装置中的第一灌注针和第二 灌注针分别导入胎盘的两条脐动脉中，将上述技术方案任一项所述的 采集装置中的采集针导入胎盘的脐静脉中；

b)通过上述技术方案任一项所述的灌注装置进行灌注处理后， 再通过上述技术方案任一项所述的采集装置收集采集液，并直接进行 后处理，得到胎盘造血干细胞。

本发明上述装置上的优选方案与前面的装置所述的相同，在此不 再一一赘述。本发明为更好的进行造血干细胞的提取，优选先对胎盘 进行预处理，本发明对所述胎盘的预处理没有其他特别限制，以本领 域技术人员熟知的用于提取造血干细胞的胎盘的预处理方式即可。本 发明对所述灌注处理的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的 灌洗法的灌注处理方式即可。本发明对所述导入的方式没有特别限制， 以本领域技术人员熟知的将针头导入胎盘动脉和静脉的方式即可。本 发明对所述灌注处理的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的 灌洗法的灌注处理方式即可。本发明对所述后处理的具体工艺没有特 别限制，以本领域技术人员熟知的灌洗法的后处理操作即可。

本发明对所述胎盘造血干细胞的制备方法的具体步骤和工艺条 件没有特别限制，本领域技术人员可以根据灌注采集情况、胎盘情况 以及产品结果进行选择和调整，本发明优选为灌注法(灌洗法)制备 胎盘造血干细胞；本发明对所述灌注法没有特别限制，以本领域技术 人员熟知的用于从胎盘中提取造血干细胞的灌洗法即可。同时，本领 域技术人员能够知晓，即使采用别的从胎盘中提取造血干细胞的方法， 其实质依然是采用对胎盘进行充液和采集的方法，其应用也在本发明 的限定范围内。

本发明所述灌洗法的具体步骤可以为，首先将胎盘预处理后，用 灌洗液灌注清洗胎盘；再将酶解液从胎盘动脉灌注至胎盘静脉流出酶 解液停止并结扎胎盘动静脉静置，所述酶解液为包括I型胶原酶、透 明质酸酶、胰蛋白酶、枸橼酸盐缓冲溶液、青-链霉素双抗、罂粟碱、 N-乙酰半胱氨酸的DMEM高糖基础培养基；最后松开胎盘动静脉并 从动脉灌注所述灌洗液，从静脉处收集全部酶解液体，离心取细胞沉 淀，然后依次经羟乙基淀粉法和红细胞裂解法回收纯化包含造血干细 胞的单个核细胞，重悬后获得所述胎盘造血干细胞。

本发明提供的用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注和采集装置， 利用一个灌注进口，同时对胎盘两条动脉进行灌注，能够防止灌注液 在胎盘内动脉中回流或错流，有效的提高了灌注效率。还采用细线进 行针头固定，避免在灌注过程中，针头因液压过大而移位，而且若外 接连续灌注设备，如蠕动泵，可进行持续灌注，大大的提高灌注效率。 本发明采用粗头收集针导入胎盘的静脉中收集灌注液，3mm内径的粗 口针头能够高效的收集灌注液，细线进行针头固定，避免液体采集过 程中针头移位；此外，导液管内径为5mm，可快速的收集灌注液。

本发明提供的灌洗法制备胎盘造血干细胞的方法，能够在胎盘 HSC从分离到采集的过程中，采用双针头灌注针实现高效持续灌注， 有效的分离采集HSC；粗口的灌注和采集针头和导液管能够增加采集 速度，减少堵塞，提高灌注效率；而且一次性导入胎盘，减少了胎盘 的破损程度，保证了采集液的质量；更重要的是，胎盘HSC在全提取 过程中，并没有与外界接触，极大的降低了污染率。实验结果表明， 采用本发明提供的灌注和采集装置，灌注时间仅为现有灌注时间的 43％，细胞活率提高了约10％。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的用于从 胎盘中提取造血干细胞的灌注和采集装置以及使用方法进行详细说 明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

首先，提供一种用于从胎盘中提取造血干细胞的灌注装置，包括 灌注进口，三通，第一灌注针和第二灌注针。灌注进口的一端通过内 径为5mm的导液管与Y型三通的进口端相连接，Y型三通的第一出 口端通过内径为5mm的第一导液管与第一灌注针相连接，Y型三通的 第二出口端通过内径为5mm的第二导液管与第二静脉输液针(7号) 相连接。第一灌注针采用静脉输液针(7号)，第一灌注针上设置有针 柄和固定用细线，第二灌注针采用静脉输液针(7号)，第二灌注针上 设置有针柄和固定用细线。参见图1。

其次，提供一种用于从胎盘中提取造血干细胞的采集装置，包括 导液管和采集针；导液管的一端通过内径为5mm的导液管与采集针 相连接，采集针采用静脉输液针(3号)；采集针上设置有针柄和固定 用细线。参见图2。

实施例2

将本发明实施例1提供的灌注装置和采集装置用于从胎盘中提取 造血干细胞的过程中，即制备胎盘造血干细胞的过程中，将灌注装置 的第一灌注针和第二灌注针分别导入胎盘的两条脐动脉中，将采集装 置中的采集针导入胎盘的脐静脉中；

用50mL一次性注射器把灌注液推挤进胎盘中的两条动脉，直至 胎盘内血清被清洗干净。用50mL一次性注射器吸取酶解液灌注进胎 盘中的两条动脉，当静脉流出来的液体为酶解液时，结扎动静脉后置 于室温酶解。松开静脉，50mL一次性注射器吸取灌洗液灌注进胎盘 中的两条动脉，收集全部液体。收集的液体300-800g离心5-10min。 用Gibco公司1640基础培养基重悬细胞，调整细胞密度约为 3×10⁶cells/mL，按细胞悬液：0.4％台盼蓝(V:V)＝1:1，进行细胞活率 检测。

经统计本次实验的灌注时间为45分钟，经检测，本次实验的细 胞活力92.86％

实施例3

采用与实施例2同样的方法，使用9号的灌注装置和5号采集装 置进行灌注和采集。

经统计本次实验的灌注时间为50分钟，经检测，本次实验的细 胞活力90.72％。

实施例4

采用与实施例2同样的方法，使用3号的灌注装置和7号采集装 置进行灌注和采集。

经统计本次实验的灌注时间为63分钟，经检测，本次实验的细 胞活力92.83％。

对比例

采用与实施例2～4相应条件进行平行实验，使用现有的方法，用 一次性注射器多次穿插胎盘，进行灌注和采集。

参见表1，表1为本发明实施例1～3与相应的平行实验的灌注时 间的对比。

表1本发明实施例1～3与相应的平行实验的灌注时间的对比

注射器灌注 灌注针灌注 对比实验1 120min 45min 实验2 135min 50min 实验3 115min 63min

注射器灌注，由于多次穿插胎盘，导致胎盘的血管破损，灌注效 率大大下降，三次实验，平均灌注时间为123min左右，耗费大量的时 间。而采用灌注针灌注，平均时间为53min左右，比注射器灌注节约 了70min，大大的缩短了实验操作时长。

参见表2，表2为本发明实施例1～3与相应的平行实验的细胞活 力的对比。

表2本发明实施例1～3与相应的平行实验的细胞活力的对比

注射器灌注 灌注针灌注 实验1 85.34％ 92.86％ 实验2 79.88％ 90.72％ 实验3 82.45％ 92.83％

采用注射器灌注，耗费大量的时间，三次实验获得的细胞活力平 均为82.5％。而采用灌注针灌注，平均细胞活力为92.1％，大大的提高 了10％左右的细胞活率。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思 想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发 明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和 修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现 或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来 说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的 精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被 限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新 颖特点相一致的最宽的范围。