[发明专利]人体脐血干细胞溶液的降温保存方法及其装置

说明书

本发明涉及人体脐血干细胞的降温保存方法及装置。

人体脐血干细胞在医学上有许多特别的用途。如何在较长时间内保存是一个很复杂的问题。一般过程是，从脐血中分离出干细胞后，再逐步加入低温保护液，最后以一定速度(大都控制在1-3℃/分钟内)降温到-80℃左右，置于深低温液氮罐中保存。现有技术中的降温过程是通过程序冷冻降温系统来实现的。具体的是利用电磁阀控制液氮喷射流量，再辅以电加热，达到控制降温速度的目的。但实际使用中常常会碰到难以控制的问题，使脐血干细胞会因非正常性复温而死亡。例如在降温过程中(1)电磁阀突然损坏，(2)遇到突然断电事故时，液氮也会立即停止喷射，(3)当降温到保存温度时，需要取出干细胞袋，将其放入液氮罐内(在这过程当中，脐血干细胞会有一段时间(1-2分钟)呈裸露在常温环境中的状况。由于干细胞很少，热惰性小，这三个事件会使脐血干细胞因非控制性复温而死亡。综合以上三点可以看出，目前的程序冷冻降温系统及其操作过程在降温过程中从根本上存在质量隐患。脐血干细胞保存失败，在医学上的损失是无法估量的，它往往会直接影响到一个病人乃至一个家庭的医治机会。此外，所述程序冷冻降温系统的容量很小，一般只能同时降温两份脐血，因此该系统每日需耗用大量的液氮。并且需要经专门培训过的人员全程操作，日常运行费用高。本发明的目的在于：针对现有技术中的不足，提供一种能够使盛装在细胞袋中的人体脐血干细胞以合适的速度降温的保存方法及其装置。

本发明的目的由以下方式来实现。

本发明所述的人体脐血干细胞的降温保存方法，包括现有技术中从新鲜人体脐血分离出干细胞并添加低温保护液后装入专用密封细胞袋中。其特征在于，此后的操作过程是：(1)将细胞袋放置在专用保存盒的内盒中，使袋的每个表面均与盒腔的内壁面接触；(2)将内盒放到保存盒的外盒内的支架上，使内盒的每个外表面与盒腔的内壁面的距离均等；(3)再将保存盒放入到已经恒温在-50℃至-80℃的低温环境中2-3小时，例如-80℃低温冰箱中；(4)取出保存盒，整体置于深低温液氮罐中。所述的专用保存盒包括由金属材料构成的内盒和外盒，其特征在于：其内盒腔的形状与细胞袋的形状相吻合；外盒的内底面上设有支架，内盒放置在此支架上，内盒的每个外壁面与外盒的内壁面间的距离均等，最好为0.2-0.5cm，一个外盒的内腔中能够放置两个或两个以上的内盒，内盒与内盒的间距等同于其盒壁与外盒内壁面的距离；所述的外盒由导热系数为20-40w/m·K的金属材料构成例如不锈钢等，所述的内盒的金属材料是导热系数为100-200w/m·K的金属，例如铝等。

本发明所述的人体脐血干细胞的降温保存方法，使用特定结构的组合式内外盒，并将其放入低温环境中。其降温速度的控制曲对盒体的材质及其结构形状的选择来实现的。由于内、外盒之间存在一定空气间隙，热阻很大。加上外盒材料的蓄热作用，经过适当设计，内盒中细胞的降温速度会控制在要求的范围内。根据传热数学模型的计算，当盒体材料的导热系数、内外盒壁间的间距为木发明所述的设定值时，所述细胞溶液的降温速度将控制在1-3℃/分钟左右，满足使用要求。

使用本发明所述的降温保存方法对人体脐血干细胞溶液进行降温保存，可克服现有技术中因非正常性复温而导致细胞死亡的缺陷。具有投资少、操作方便等优点。本发明所述的特定结构的组合式内外盒，结构简单，所用材料为通用金属材料，制作成本低。现有技术中程序冷冻降温系统每次只能保存两份脐血，该种方法可同时处理多份。当使用低温冰箱作为低温环境时，在降温过程中，可以随时打开低温冰箱门，操作上十分方便。使用上，无需专门的操作人员，也不用全程操作。

下面通过实施例及附图对本发明作进一步地描述。

图1是本发明所述组合保存盒的一种实施例结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

参见图1，(1)为外盒，(2)为内盒。从整体看，外盒为长方形，每一个外盒中均匀放置3个内盒。为方便开启，内外盒的连接是抽屉式。

参见图2，(3)是置于外盒中的支架，用于放置内盒。(4)为干细胞溶液袋，它放置在内盒中，该袋的每个表面均与盒腔的内壁面接触。内盒的每个外壁面与外盒的内壁面间的距离均等，由它们之间的支架保证。(5)为支架和内盒抽出放入口。

以下提供人体脐血的降温保存方法的实施例。

1)从新鲜人体脐血分离出干细胞并添加低温保护液处理后装入专用密封细胞袋中；2)将细胞袋放置在专用保存盒的内盒中，使袋的每个表面均与盒腔的内壁面接触；3)将内盒放到保存盒的外盒内的支架上，使内盒的每个外表面与盒腔的内壁面的距离均等；4)再将保存盒放入到已经恒温在-80℃低温冰箱中2-3小时；5)取出保存盒，整体置于深低温液氮罐中。所述外盒为一扁箱，其断面尺寸为：宽度19.5±2cm，高度1.5±0.5cm，壁厚0.76mm±0.2；其材质为不锈钢，导热系数为20-40w/m·K、比热为0.4±0.2kJ/kg·K。在外盒内部并排摆放4个内盒，每个盒长×宽×高=(15.2±2)×(18.7±2)×(1.0±0.5)cm，其内盒材质为铝，它的导热系数为100-200w/m·K，比热为0.92±0.2kJ/kg·K，内外盒之间有0.25±0.5cm的空隙。