间充质干细胞过滤分离器的研制

随着世界范围内干细胞与组织工程技术研究 、应用 的深入发展.干细胞的高效、高质量分离制备作为该领域的关键技术之-而日益受到重视1-6]。迄今用于医疗领域的白细胞、肿瘤细胞、造血干细胞等的分离装置发展较快 ，但间充质干细胞的分离设备很少。目前应用最多的间充质干细胞分离装置是可手持的细胞筛网，-般选用的是 100～300目的不锈钢筛网，其通过椅 、搅拌和振荡来达到细胞与消化后的组织块分离的 目的。

比如羊膜间充质干细胞 、绒毛膜 间充质 于细胞 、脐带间充质于细胞、脂肪间充质干细胞等的分离制备就是，先用胶原酶、胰酶等生物酶消化新鲜的胎盘组织、脐带组织、脂肪组织，再用这种手持的不锈钢筛网筛选消化下来的单个细胞或细胞簇l7lOl。这种间充质于细胞分离方法的缺陷是 ：(1)费时费力 ；(2)分 离效率低；(3)干细胞成活率低 ；(4)干细胞收获量少 ；(5)由于长时间暴露操作，干细胞污染的机会大大增加；(6)干细胞制备成本较高。因此 ，现有间充质干细胞分离制备技术亟需要改进 。

1 间充质干细胞分离原理及装置结构设计在人或动物体内，与其他已经完全分化的细胞相比，间充基金项目：国家 自然科学基金资助项目(81171201)专 利 ：国家实用新型专利 (zL20l120139405.5)；国家发明专利(ZL201 1 101 14977.2)作者简介：王佃亮(1967-)，男，博士后，主任医师，主要从事干细胞组织工程方面的研究工作。

质干细胞数量稀少，因而其分离制备相对困难。在组织器官内，间充质干细胞与其他成熟的分化了的细胞混杂在-起。由于是未分化的细胞，间充质干细胞个体相对较小，比较容易被消化下来，并且在体外培养时，容易在塑料培养容器表面紧密贴壁 。利用间充质干细胞 的这些特点 ，可以先用 生物 酶(胰酶 、胶原 酶等 )将含有间充质 干细胞 的组织器官原料进行消化 ，再利用间充质干细胞过滤分离器进行快速分离制备，最后通过离心或传代培养进行精制，将混杂的少量其他细胞彻底除去。

当然，也可不必进行特意的精制，通过此后的自然传代过程达到精制目的即可。因而，间充质干细胞分离制备的关键步骤是过滤分离，其可通过间充质干细胞过滤分离器来实现。

根据其分离制备的原理，间充质干细胞过滤分离器的设计方案为：干细胞分离制备器 由打气球 、除菌过滤器(内置0.22 txm滤膜 )、可高压灭 菌的橡胶 塞 、空气压 缩室 、圆锥形不锈钢筛网(100-300目)、除菌过滤器(内置 0.22 Ixm滤膜)、干细胞收集瓶和稳压口组成，其剖视图如图 1所示。打气球通过自身的橡胶导管与除菌过滤器连接，除菌过滤器的另-端穿过并密封固定在开孔的可高压灭菌的橡胶塞上。橡胶塞密封安装在空气压缩室内，空气压缩室的另-端通过螺钉与干细胞收集瓶连接。圆锥形不锈钢筛网置于于细胞收集瓶内，环绕筛 网网口并与之无缝连接的为-圈不锈钢 片，其上下各有-圈密封垫。当空气压缩室与干细胞收集瓶鹏后，不锈钢筛网可固定在于细胞收集瓶内。干细胞收集瓶由硼硅酸盐玻璃制· 医疗卫生装备·2013年 8月第 34卷第8期 Chinese Medical Equipment Journal·Vo1.34·No.8·August·2013· 28· Study Repol研 究 报 告l打气球；2.除菌过滤器(内置O 22 m滤膜)；3.可高压灭菌的橡胶塞；4空气压缩室；5圆锥形不锈钢筛网(100～300目)；6。

除菌过滤 器(内置 O.22 Ixm 滤膜 )；7.干细胞收集 瓶 ；8.稳压 口图 1 l司充质干细胞 过滤分离器剖视图成，可进行高压蒸汽灭菌。不锈钢筛网和干细胞收集瓶可方便地进行拆卸清洗。干细胞收集瓶的侧面有-个稳压口，其通过可高压灭 菌的硅胶管与另-除菌过滤器连接 ，用 于干细胞分离制备器工作时平衡容器内外的气压。这-装置保证了间充质干细胞分离制备所需的严格的无菌操作环境。

2 安装使用使用前，可将整个装置分为 3个部分：(1)打气球；(2)连接好的除菌过滤器和橡胶塞；(3)连接好的除(1)和(2)以外的其他部分，包括空气压缩室、圆锥形不锈钢筛网(100～300目)、除菌过滤器(内置0.22 m滤膜)、干细胞收集瓶和稳压口～(2)和(3)部分进行高压蒸汽灭菌(121℃，30min)。在无菌条件下 ，通过无菌操作将经过酶解消化后的用于提蠕充质干细胞的原代细胞与组织的混合物加入圆锥形不锈钢筛网内(注意不能溢出筛网)，然后将(2)和(3)2个部分进行连接 ，再将打气球和除菌过滤器(内置 0.22 txm滤膜)进行连接。使用打气球打气时，细胞与组织的混合物便在自身质量和外界压力的作用下进行过滤分离。待过滤分离完成后，弄空气压缩室和干细胞收集瓶之间的螺钉，取出圆锥形不锈钢筛网，将干细胞收集瓶内的间充质干细胞进行传代培养，以便进-步纯化。

图 2为从人 足月产胎 盘 中分离 制备 的羊 膜间充 质干 细胞 ，细胞形态 为典型间充质干细胞 的成纤维细胞状 。

功能特点间充 质 干 细 胞嚣分离 器具 有 的悲和 特 点 包 括 ：各个部件均能方进行拆卸 、洗涤眨菌 ；(2)独 特 的庄形 的细胞 筛 网f.，既减小了其上的表面张力 .又了承载液体的体流下 ，显著提备间充质干细胞高了间充质干细充质 干细胞数量应用。

4 主要用途间充质干细胞在人体及动物组织中数量极少.这限制了其研究与应用l1l 。利用间充质干细胞过滤分 离器可从经适当消化 的人体或 动物胎盘 、羊膜 、绒毛膜 、脐带 、脂肪 、牙胚 、骨髓、皮肤等组织器官中大量分离制备间充质干细胞，以用于医学研究或临床应用。

5 结语间充质干细胞过滤分离器结构简单，操作方便，细胞制备效率高，性价比高，可用于从动物或人体的组织器官中批量分离制备各种间充质干细胞，且制备的间充质干细胞量大质优，值得进-步推广应用。