[发明专利]用于处理组织和细胞的方法和装置

说明书

本文提供了处理样品的装置和方法，其在一些实施方式中包括使用马达驱动的旋转卡盘使安装在支撑板上的一个或多个微流体芯片旋转。通过使一个或多个微流体芯片以受控方式围绕公共的旋转中心旋转，以受控方式将高流速(和高剪切力)赋予样品。每个微流体芯片可以在支撑板上旋转180使得样品可以来回通过微流体装置。因为支撑板可以相对高的RPM驱动，因此在微流体芯片内产生高流速。这增加了样品上的剪切力并且还减少了所涉及的处理时间，因为样品可以快速通过一个或多个微流体芯片的剪切诱导器件。

相关申请

本申请要求于2016年6月8日提交的美国临时专利申请第62/347,290号的优先权，其通过引证整体并入本文。根据35 U.S.C.§119和任何其它适用法规要求保护优先权。

技术领域

技术领域总体上涉及用于将剪切应力施加到活细胞和/或组织、试剂、颗粒和流体的装置和方法。具体地，技术领域涉及利用旋转力结合用于将剪切应力施加到活细胞和/或组织、试剂、颗粒和流体的基于微流体的装置。

背景技术

使用各种技术和程序来处理组织。在一些应用中，将化学物质或酶添加到组织中以将较大的组织团块或聚集体破碎成更小和更小的片。例如，消化酶如胶原酶、胰蛋白酶或分散酶用于消化组织，如脂肪组织。这种酶促处理通常涉及洗涤，然后酶促降解和离心。由于消化酶的不同活性水平，该酶促方法可能遭受可变性。此外，这些方法需要增加试剂的成本，包括源自细菌的昂贵的酶，并且需要相当长的时间完成，以及需要额外的处理和/或洗涤步骤以使酶污染的影响最小化。

还开发了非酶促方法来处理组织，包括脂肪组织。例如，已经提出了超声空化用于从脂肪组织中分离基质血管部分。参见每个专利第8,440,440号，其通过引证整体并入本文。其它方法涉及使用珠来均化脂肪组织，如国际专利公开号WO2014-036094中公开的方法，其通过引证整体并入本文。美国专利第9,580,678号(其通过引证整体并入本文)公开了一种微流体肿瘤解离装置，其使用多个串联布置的通道或级，具有用于破碎肿瘤组织的扩张和收缩区域。注射泵用于使肿瘤组织来回通过微流体装置。

对组织如脂肪组织的处理对整形外科重建外科手术领域特别重要，其中脂肪组织从一个位置转移到另一个位置以填充软组织缺陷(即，脂肪移植术)。细胞辅助脂肪移植术(CAL)是一种涉及向脂肪移植物添加基质血管部分(SVF)并且导致脂肪移植物保留的显著改善的技术。通常，使用酶胶原酶通过短消化步骤从脂肪组织收获SVF。最近，开发了一种称为‘纳米脂移植’的技术，其中标准的脂肪组织提取物通过使其手动地在两个连接的注射器之间充分通过然后在人类患者体内重新注射均质的脂肪组织提取物以校正表面皱纹和色素沉着而均质化。还发现纳米脂肪处理方法可以用作机械解离SVF同时对细胞施加应力以产生专能干细胞或甚至多能细胞群的手段。例如，已知纳米脂衍生的SVF具有更大比例的间充质干细胞(MSC)、脂肪间充质干细胞(ADSC)、内皮祖细胞(EPC)和Muse细胞。据推测，施加于细胞的应力量与胚胎干细胞样性质直接相关。

例如，MSC可以用于治疗糖尿病性溃疡。目前对糖尿病足溃疡(如同种异体移植物)的治疗是昂贵的，并且由于患者可能的排斥反应可能无效。如果不对此类溃疡进行治疗，则患者必须进行截肢，这继而会导致另外的健康并发症。治疗这些溃疡的一种创新解决方案是通过使用MSC来直接治疗这些溃疡。然而，获得此类细胞的当前方法是冗长的、复杂的，并且就细胞产量、数量和再现性而言产生可变结果。需要用于获得处理后组织的快速且成本有效的方法。

发明内容

鉴于对于以有效、高效和可再现的方式处理组织的装置、系统和方法的需要，本文提供了这种装置、方法和系统的各种实施方式，以及其在开发、生产或以其它方式制备用于治疗受试者或向受试者给予的细胞中的用途。

在若干实施方式中，提供了一种用于处理生物样品的系统，其包括：支撑板，包括中心部，包括接收元件；侧部，包括多个相互作用区域，每个相互作用区域配置为与多个托架可逆地相互作用；多个托架，其中多个托架中的每个配置为可操作地连接到支撑板的侧部。