一种干细胞收集系统的制作方法

1.本发明涉及生物医疗技术领域，尤其涉及生物组织处理保存技术领域，具体为一种干细胞收集系统。


背景技术：

2.干细胞是来自于胚胎、胎儿或成人体内的具有在一定条件下无限制自我更新与增殖分化能力的一类细胞，能够产生表现型与基因型和自己完全相同的子细胞，也能产生组成机体组织、器官的已特化的细胞，同时还能分化为祖细胞。多向分化潜能和自我更新是干细胞的基本特点，可作为细胞治疗与组织器官替代治疗的种子细胞，也可用于探讨胚胎发育的调控机制或作为疾病基因治疗的载体，也能够支撑药物筛选平台的建立、药理研究与新药开发，使得干细胞在生命科学的细胞修复、发育生物学、药物学等领域有着极为广阔的应用前景。
3.目前针对干细胞的收集方案中，方案主要基于采集结构设置以及采集过程控制实现采集效率、采集质量的提升。例如，公开号为cn114600871a的专利公开了一种干细胞冷冻保存设备，具备：被从一个或多个密闭式的制作装置排出并且容纳冻结后干细胞的干细胞冻结小瓶，将所述干细胞冻结小瓶进行冷冻保存的一个或多个保存装置，容纳所述保存装置的容纳库，以及向所述容纳库搬入或搬出所述保存装置的第一搬送装置；所述保存装置具备：容纳一个或多个所述干细胞冻结小瓶的容纳部，以及容纳用于冷冻所述干细胞冻结小瓶的保冷介质的冷冻槽。公告号为cn109943470b的专利公开有一种脐血干细胞采集器，包括采血针、主袋、副袋、第一连通管、第二连通管，主袋和副袋之间通过第一连通管连通，第一连通管上还设置有第一单向阀，采血针通过第二连通管连接主袋，第一连通管上设置有第二单向阀，主袋内设置有活动隔断结构，活动隔断结构可隔断主袋，将主袋分割为左部分和右部分，主袋上侧设置有至少一个刻度管，主袋下侧单向导通管。上述方案在干细胞采集过程以及储存过程中设置有分隔结构或多组结构以实现优化采集以及备份保存，但采集过程和保存过程并未关联干细胞状态和干细胞处理参数进行设置，无法根据干细胞状态以及干细胞处理过程设置最佳冷冻方案。
4.基于上述内容，现有干细胞采集储存方案较少涉及将采集装置和存储装置关联干细胞状态进行设置，即基于采集装置实现针对性的冷冻前置处理并根据干细胞状态及保存要求置入具有对应环境参数的储存装置，尤其是在不同类别的干细胞采集储存过程中，干细胞状态中的干细胞参数、干细胞介质环境以及干细胞输运状态与针对干细胞的前置处理过程和冷冻过程均存在直接关联，使得干细胞前置处理过程和冷冻过程的相关参数需根据干细胞状态进行针对性设置，从而保证采集储存装置对于不同干细胞的适用性并基于不同干细胞状态下的采集储存参数调整提升干细胞采集存储的作业效率和作业质量。
5.此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申
请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

6.针对现有技术所提出的至少一部分不足之处，本技术提供了一种干细胞收集系统，包括：采集模块，用于获取干细胞原液并将干细胞原液加工处理为干细胞保存液；储存模块，用于对干细胞保存液进行冷冻保存；冷冻模块，用于对采集模块和/或储存模块进行降温处理；智能模块，用于控制干细胞原液的加工处理过程以及干细胞保存液的冷冻保存过程；其中，智能模块基于干细胞原液的干细胞状态设置用于将干细胞原液加工处理为干细胞保存液的加工参数并至少基于干细胞保存液的干细胞状态设置冷冻模块对于储存模块执行的程控降温方案，其中，干细胞状态至少包括由干细胞本身特性确定的第一特征和由干细胞所处环境确定的第二特征。
7.本技术中，干细胞原液为从组织抽离出经过检验而未经冷冻前加工处理的干细胞及其介质溶液，干细胞保存液为经加工处理后可直接用于冷冻保存的干细胞及其介质溶液。
8.针对现有技术中的干细胞采集处理冷冻方案较少涉及将冷冻处理过程和冷冻保存过程同干细胞状态进行关联设置，使得干细胞的冷冻处理过程以及冷冻保存过程并未基于干细胞状态进行针对性设置的问题，本技术的系统基于采集模块执行冷冻处理过程以实现针对干细胞的冷冻前置处理，并基于储存模块执行冷冻保存过程以实现冷冻降温处理，尤其是对于不同类别干细胞的冷冻处理保存，干细胞状态中由干细胞本身特性确定的第一特征和由干细胞所处环境确定的第二特征均与冷冻处理过程和冷冻保存过程存在直接关联。
9.本技术发明人首次凭借科学性分类方式创造性地提出了干细胞的与保藏和提取相关的特征分类方式，具体为在本技术中，干细胞状态包括第一特征和第二特征，第一特征为由干细胞本身特性确定的内源性特征，至少包括干细胞的类别参数、结构参数以及活性参数，例如，类别参数可以是干细胞种类，结构参数可以是干细胞尺寸以及干细胞形状等，活性参数可以是干细胞细胞存活率以及生长状态等；第二特征为由干细胞所处环境确定的外源性特征，至少包括干细胞的介质参数、温度参数以及流动参数，例如，介质参数可以是干细胞浓度以及其它成分浓度，温度参数可以是干细胞温度以及干细胞介质温度，流动参数可以是干细胞及介质的流动速度。基于干细胞状态的第一特征和第二特征能够准确把握干细胞原液及干细胞保存液中的干细胞特点和干细胞所处介质的特点，从而为冷冻处理过程以及冷冻保存过程提供准确的信息参考。
10.因此，为实现干细胞冷冻处理的精细化操作以提升干细胞冷冻保存质量，本技术中，冷冻处理过程的加工参数和冷冻保存过程的程控降温方案基于干细胞状态进行选择或调整，加工参数是指将干细胞原液加工为干细胞保存液过程中的干细胞分离提纯、冷冻保护液配置的相关参数，使得干细胞原液能够被加工处理为满足冷冻保存条件的干细胞保存液，程控降温方案是指将干细胞保存液由常温降至冷冻保存温度的降温区间和降温速率，使得干细胞保存液能够基于程控方案中降温区间和降温速率的设置调整来匹配干细胞保存液的干细胞状态，可保证对于不同干细胞冷冻保存的适用性并基于不同干细胞状态下的参数调整实现干细胞处理冷冻的精细化操作过程。
11.优选地，在采集模块配置有用于将干细胞原液加工处理为干细胞保存液的预处理单元的情况下，智能模块至少基于干细胞原液的干细胞状态设置用于将干细胞原液加工处理为干细胞保存液的加工参数，包括：智能模块采集进入预处理单元前的干细胞原液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择和/或调整预处理单元的加工参数。
12.具体地，智能模块采集进入预处理单元前的干细胞原液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择和/或调整预处理单元的加工参数，包括：智能模块基于监测采集或外部信息源获取干细胞原液中干细胞状态的第一特征和第二特征中的若干参数，将第一特征和第二特征中的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比判定以获得第一质检结果，基于第一质检结果选择和/或调整预处理单元的加工参数。预设冷冻条件为基于干细胞状态中的类别参数而针对干细胞状态中其它若干参数设定的设定阈值或设定范围，即预设规则确定有该类干细胞用于冷冻保存的适宜状态以及参数范围，将预设规则确定的适宜状态和干细胞状态进行对比，可为预处理单元的加工参数提供设置或调整依据，从而将干细胞状态加工处理为适于冷冻保存的状态。
13.优选地，在储存模块配置有若干可由冷冻模块独立进行降温处理的储存单元的情况下，智能模块至少基于干细胞保存液的干细胞状态设置冷冻模块对于储存模块执行的程控降温方案包括：智能模块采集经预处理单元加工后的干细胞保存液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择用于冷冻干细胞保存液的储存单元以及调整储存单元的程控降温方案。
14.具体地，智能模块采集经预处理单元加工后的干细胞保存液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择用于冷冻干细胞保存液的储存单元以及调整储存单元的程控降温方案，包括：智能模块基于监测采集或外部信息源获取干细胞保存液中干细胞状态的第一特征和第二特征的若干参数，将第一特征和第二特征的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比以获得第二质检结果，基于第二质检结果选择储存单元并调整储存单元的程控降温方案。储存单元基于程控降温的方式进行冷冻处理，程控降温的具体参数可基于干细胞状态进行区别设置，使得储存单元能够对于不同生物目标的不同类型干细胞进行针对性的冷冻处理，从而有效提升系统对于干细胞保存的适用性以及长期保存质量。
15.优选地，在预设规则中的预设冷冻条件包括阈值条件和判断条件的情况下，智能模块将第一特征和第二特征中的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比判定以获得第一质检结果或第二质检结果包括：智能模块基于干细胞状态中若干参数的参数范围和/或参数值与阈值条件的设定值和/或设定范围的对比结果以及判断条件设定的判断逻辑对于对比结果的判定结果以获得第一质检结果或第二质检结果。
16.优选地，智能模块基于第一质检结果选择和/或调整预处理单元的加工参数至少包括：智能模块基于第一质检结果选择或调整预处理单元的离心操作参数中的离心转速、离心时间以及冷冻保护液配置参数中的物质类别、物质配比浓度中的一项或多项。
17.优选地，智能模块基于第二质检结果选择储存单元并调整储存单元的程控降温方案，至少包括：智能模块基于第二质检结果选择或调整程控降温方案中干细胞保存液由第一温度变化至第二温度的降温区间和降温区间内的降温速率，其中，第一温度为干细胞保存液进入储存单元的温度，第二温度为干细胞保存液的冷冻保存温度。
18.另外，智能模块基于第二质检结果选择储存单元并调整储存单元的程控降温方案至少包括：智能模块基于第二质检结果调整程控降温方案中的降温区间和降温区间内的降温速率以及升温区间和升温区间内的升温速率，其中，升温区间按照包含冷冻保护液的固液相变转化温度的方式设置。
19.常用降温过程是循序渐进的梯度式降温，但由于冷冻保护液的用量限制，梯度式降温过程仍然会有少量的冰晶在细胞内造成细胞损伤，则通过改变降温的梯度，使得降温过程并非单一的梯度式降温，而是在降温到某一温度节点时采取适当升温，可使冻存中的细胞受损伤的程度大大减少，该温度节点可根据干细胞冷冻保护液的配比所确定的液固相变转化温度进行设置。干细胞冷冻保护液配方不同，则程序降温时对应的液固相变转化温度不同，当干细胞冷冻保护液的液固相变转化温度位于升温区间时，干细胞冷冻保护液潜热吸收越多，可减少冰晶产生以降低细胞损伤，可显著提升干细胞冻存前后的存活率以提升冷冻保存质量。
20.优选地，在采集模块的预处理单元需要将干细胞原液进行分批次处理并将干细胞保存液分配至若干储存单元的情况下，采集模块基于分别连接若干储存单元的输运路径传输干细胞保存液并在储存模块的储存单元达到储存总量后执行对应的程控降温方案。
附图说明
21.图1是本技术实施例的系统功能连接示意图；图2是本技术实施例的系统功能流程示意图。
22.附图标记列表100：采集模块；101：采集单元；102：预处理单元；103：输运单元；104：质检单元；200：储存模块；201：储存单元；300：冷冻模块；301：第一降温单元；302：第二降温单元；400：智能模块；401：监测单元；402：输运控制单元；403：冷冻控制单元。
具体实施方式
23.本技术中规定的任何方向仅为读者阅读方便而设置，并不对本技术做出相应的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
24.下面结合附图对本发明进行详细说明。
25.本技术提供了一种干细胞收集系统，尤其涉及一种干细胞采集储存系统，尤其涉及一种干细胞智能收集系统，以下简称为系统，属于生物医学技术领域，可用于对不同类别的干细胞以及不同状态下的干细胞进行针对性的采集处理以及冷冻保存。
26.如图1所示，本技术的系统包括用于获取干细胞原液并将干细胞原液处理为干细胞保存液的采集模块100，与采集模块100连接并用于冷冻保存干细胞保存液的储存模块200，作用于采集模块100和储存模块200以实现低温环境的冷冻模块300以及用于控制获取处理储存过程的智能模块400。
27.本技术中，干细胞原液为从组织抽离出经过检验而未经冷冻前加工处理的干细胞
及其介质溶液，干细胞保存液为经加工处理后可直接用于冷冻保存的干细胞及其介质溶液，将干细胞原液处理为干细胞保存液包括检测、分离提纯、冷冻保护液添加、输运控制等步骤。
28.具体地，如图1和图2所示，为有效获取干细胞原液并加工处理为干细胞保存液，采集模块100配置有用于获取干细胞原液的采集单元101、用于将干细胞原液处理为干细胞保存液的预处理单元102以及用于将干细胞保存液传输至储存模块200的输运单元103。采集单元101获取干细胞原液可基于现有技术中的采集装置实施，采集装置可以是相应的手动装置或自动机械；或是采集单元101直接与现有干细胞采集装置或储存容器进行连接以受控地获得用于冷冻保存的干细胞原液。例如，干细胞原液来源可包括外周血造血干细胞、骨髓造血干细胞、脐带血造血干细胞等。进一步地，采集的干细胞原液在进入冷冻前处理及冷冻保存前（即制备生产保存阶段）需进行准入检验和质量检验。准入检验是样本自采集处取回后，在进入制备生产保存阶段前对采集时可能暴露的样本（例如脂肪、血液、脐带、胎盘等）进行生物安全性、病原体等快速检测的过程。检测合格的样本予以准入制备生产保存阶段，进行后续制备生产，对于不合格的样本，记录后按程序及时销毁，不得进入制备生产保存阶段。质量检验是为保证干细胞经特定体外处理后的安全性、有效性和质量可控性而进行的较全面质量检验。干细胞的质量检验项目包括但不限于：细胞鉴别、存活率及生长活性、纯度和均一性、无菌试验和支原体检测、细胞内外源致病因子的检测、内毒素检测、异常免疫学反应、致瘤性、生物学效力试验、培养基及其他添加成分残余量的检测等。本技术基于采集模块100获得的干细胞原液为通过准入检验和质量检验的干细胞，使得干细胞原液可由本技术的采集模块100和冷冻模块300进行制备生产保存。另外，干细胞原液不能直接进行冷冻保存，需要对其进行处理并添加相应的冷冻保护液，其原因在于，干细胞原液中存在大量其它非需求的成分物质，且细胞内外主要成分都是水，若不加保护液直接冻存，细胞内外的水分会凝结成冰晶，引发细胞内源性的机械损伤。细胞内水分凝结导致的细胞脱水，也会使得胞内ph值改变、蛋白变性、细胞内器官功能丧失乃至核内dna损伤，极有可能导致细胞的死亡。大部分冷冻保护液为易溶解的小分子物质，具有细胞渗透性，可以穿过细胞膜，进入细胞内，降低冰点，同时又可以提高细胞膜对水的通透性，使得细胞内水分渗出到细胞外，从而减少细胞内冰晶的形成。
29.因此，由采集单元101获取的干细胞原液需要由预处理单元102加工为可用于直接冷冻保存的干细胞保存液并由输运单元103传输至储存模块200进行冷冻保存。为有效控制干细胞原液的预处理过程并获得符合预设冷冻条件的干细胞保存液，采集模块100还配置有用于获取干细胞状态的质检单元104，质检单元104可采集进入预处理单元102前的干细胞原液的干细胞状态，从而为预处理单元102的加工参数设置以及加工参数调整提供参考；质检单元104还可采集干细胞保存液的干细胞状态，干细胞保存液的干细胞状态和预设冷冻条件的对比结果可作为预处理单元102的加工参数进行反馈调整的依据，使得采集模块100能够通过质检单元104的作用实现预处理过程的准确有效。干细胞保存液的干细胞状态和预设冷冻条件的对比结果还可用于在对应的储存单元201中配置与干细胞保存液的干细胞状态相匹配的程控降温方案，使得储存模块200的若干储存单元201能够分别存储不同类别的干细胞并根据干细胞保存液的干细胞状态进行针对性地设置。
30.本技术首次创造性地给出了干细胞与保藏和提取有关的先进分类方式，具体为：
干细胞状态包括第一特征和第二特征，第一特征为由干细胞本身特性确定的内源性特征，至少包括干细胞的类别参数、结构参数以及活性参数，例如，类别参数可以是干细胞种类，结构参数可以是干细胞尺寸以及干细胞形状等，活性参数可以是干细胞细胞存活率以及生长状态等；第二特征为由干细胞所处环境确定的外源性特征，至少包括干细胞的介质参数、温度参数以及流动参数，例如，介质参数可以是干细胞浓度以及其它成分浓度，温度参数可以是干细胞温度以及干细胞介质温度，流动参数可以是干细胞及介质的流动速度。则基于干细胞状态的第一特征和第二特征能够准确把握干细胞原液及干细胞保存液中的干细胞特点和干细胞所处介质的特点，从而为预处理过程以及冷冻过程提供准确的信息参考。预设冷冻条件为基于干细胞状态中的类别参数而针对干细胞状态中其它若干参数设定的设定阈值或设定范围，使得符合设定阈值或设定范围的干细胞能够符合冷冻保存的参数要求并达成良好的冷冻保存效果。加工参数包括离心操作参数、冷冻保护液配置参数，离心操作参数可以是用于分离干细胞原液中的干细胞及介质溶液的离心转速以及离心时间；冷冻保护液配置参数可以是冷冻保护液的物质类别以及物质配比浓度。
31.优选地，储存模块200配置有若干可独立进行降温控制的储存单元201，若干储存单元201分别与采集模块100的输运单元103连接，使得若干储存单元201可用于保存不同生物目标的不同类型干细胞。储存单元201基于程控降温的方式进行冷冻处理，程控降温的具体参数可基于干细胞状态进行区别设置，使得储存单元201能够对于不同生物目标的不同类型干细胞进行针对性的冷冻处理，从而有效提升系统对于干细胞保存的适用性以及长期保存质量。
32.通常状况下，干细胞在常温环境下可存放5个小时，零下8摄氏度左右可存放48小时，深低温冰箱零下80摄氏度可存放一个月，液氮零下196摄氏度理论上可永久保存。因此，冷冻模块300配置有分别针对采集模块100进行降温处理的第一降温单元301和针对储存模块200进行降温处理的第二降温单元302，第一降温单元301用于将采集模块100保持在零上低温，可避免常温对于采集模块100中干细胞活性造成不利影响，从而提升由采集模块100传输至储存模块200的干细胞质量。第二降温单元302用于对储存模块200的若干储存单元201执行程控降温并最终达成液氮温度，使得容纳于储存单元201的干细胞能够实现长期乃至永久保存。
33.为实现上述预处理过程和冷冻过程的有效控制，系统的智能模块400配置有至少用于获取干细胞状态的监测单元401，用于控制干细胞由采集模块100传输至储存模块200的输运控制单元402以及用于控制冷冻模块300实施降温处理的冷冻控制单元403，监测单元401与采集模块100的质检单元104数据连接，使得监测单元401可共享质检单元104获取的与干细胞状态相关的数据。
34.优选地，为有效控制干细胞原液的预处理过程以获得符合预设冷冻条件的干细胞保存液，智能模块400基于质检单元104采集进入预处理单元102前干细胞原液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择和/或调整预处理单元102的加工参数，包括：基于监测采集或外部信息源获取干细胞原液中干细胞状态的第一特征和第二特征中的若干参数，将第一特征和第二特征中的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比判定以获得第一质检结果，基于第一质检结果选择和/或调整预处理单元102的加工参数。具体地，干细胞的监测采集可通过传感器以及现有测量装置实施，主要用于获得可即时测量
获得的干细胞状态相关参数，如第一特征中的结构参数以及第二特征中的温度参数和流动参数，外部信息源可用于输入不便于即时测量获得的干细胞状态相关参数，如第一特征中的类别参数、活性参数以及第二特征中的介质参数等。
35.例如，外部信息源中，获取干细胞状态的类别参数可依靠干细胞的表面标志来区分和鉴定各种干细胞，干细胞的表面标志是指覆盖在细胞表面的特殊的蛋白质受体，它能选择性地结合或黏附其他信号分子；干细胞分布浓度可基于干细胞计数仪获取，例如luna-stem荧光细胞计数仪；获得干细胞状态的干细胞存活率可基于流式细胞仪获得，例如赛默飞attune nxt流式细胞仪。
36.优选地，预设规则中的预设冷冻条件规定有适于进行冷冻加工的阈值条件和判断条件，基于干细胞状态中的参数值或参数范围与阈值条件的设定值或设定范围的对比结果以及判断条件设定的判断逻辑对对比结果进行判定以获得第一质检结果，第一质检结果包括针对预处理单元102的加工参数的选择调整指令，选择调整指令用于选择或调整预处理单元102的加工参数值或加工参数范围，例如离心操作参数中的离心转速和离心时间以及冷冻保护液配置参数中的物质类别以及物质配比浓度。
37.具体地，预设规则中的预设冷冻条件可基于干细胞类别进行设置，例如预设冷冻条件包括：基于干细胞种类的干细胞尺寸设定范围、干细胞正常形状以及干细胞致密度约达80％、活力达90%；干细胞浓度计数设定范围为10
6-107/ml，干细胞温度以及干细胞流速设定范围。智能模块400基于监测采集或外部信息源获取干细胞状态中的相关参数并与上述预设冷冻条件进行对比以判定获得第一质检结果，例如，当干细胞浓度计数小于设定范围的值而需要对预处理单元102的加工参数进行设置或调整，即根据由干细胞浓度计数与设定范围的偏差设置或调整加工参数中的离心操作中离心转速以及离心时间，对干细胞原液进行分离提纯，在添加冷冻保护液后，干细胞浓度计数可符合预设冷冻条件的设定范围。预设规则的预设冷冻条件还基于干细胞状态设置有关于冷冻保护液的配置方案，例如，基于干细胞种类确定其使用的冷冻保护液的物质类别，基于干细胞状态中的若干参数设置冷冻保护液的配比浓度，例如，第一类型的冷冻保护液一般为渗透型保护液，如甘油或10%的二甲基亚砜（dmso）和10%-90%胎牛血清，又比如干细胞的冷冻保护液由下列物质组成：各组分的浓度配比为：8～10％二甲基亚砜（dmso）、10～20％人体血清、2～6(w/v)％海藻糖、3～7(w/v)％葡聚糖、0.85～0.9％生理盐水，各组分的重量配比为：二甲基亚砜1、人体血清2、海藻糖1、葡聚糖1、生理盐水5；再比如第二类型的冷冻保护液的组分配比为5%的人血白蛋白、5%的二甲基亚砜、40%~60%的复方电解质液、1%~10%的质量浓度为0.9%的氯化钠液、1%~10%的质量浓度为10%的葡萄糖液、1%~10%右旋糖苷40葡萄糖液、0.5%~5%羟丙基-β-环糊精。
38.因此，基于质检单元104的第一质检结果可用于确定预处理单元102的加工参数，即明确针对不同类别的干细胞以及不同干细胞状态选择适宜的加工处理方案，包括基于离心操作参数的干细胞分离提纯以及杂质去除，以及基于冷冻保护液配置参数的冷冻保护液添加混匀，使得预处理单元102能够将干细胞原液针对性地加工为符合冷冻要求的干细胞保存液。
39.优选地，质检单元104还可采集干细胞保存液的干细胞状态，干细胞保存液的干细胞状态和预设冷冻条件的对比结果可作为预处理单元102的加工参数进行反馈调整的依据，使得采集模块100能够通过质检单元104的作用实现预处理过程的准确有效。一般地，预
处理单元102会同时处理或分批次处理一定容量的干细胞原液，该容量是根据预处理单元102的装置结构以及预处理能力进行确定的，则在分批次处理的情况下，根据预处理获得的干细胞保存液的干细胞状态与预设冷冻条件的对比结果可用于对预处理单元102的加工参数进行反馈调整。
40.优选地，为获得经预处理单元102加工后的干细胞保存液的干细胞状态，智能模块400基于质检单元104采集经预处理单元102加工后的干细胞保存液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择用于冷冻干细胞保存液的储存单元201以及调整储存单元201的程控降温方案，包括：基于监测采集或外部信息源获取干细胞保存液中干细胞状态的第一特征和第二特征的若干参数，将第一特征和第二特征的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比判定以获得第二质检结果，基于第二质检结果选择储存单元201并调整储存单元201的程控降温方案。具体地，预设规则中的预设冷冻条件凭借干细胞状态与阈值条件和判断条件的对比结果来调整程控降温方案，程控降温方案至少包括降温区间和降温速率。程控降温是按计算机设定程序调节阀门来控制液氮的释放以达到精确降温目的降温方式，程控降温可基于参数设置选择最佳的降温速率，可用于平衡“胞内冰损伤”以及“溶质性损伤”以提升冷冻质量。
41.进一步地，预设冷冻条件的阈值条件和判断条件规定适用于不同程控降温方案的干细胞状态，不同的程控降温方案可基于独立降温控制的储存单元201进行设置并实施，则基于干细胞第一特征和第二特征的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比而获得的第二质检结果可作为程控降温方案的设置依据。同时，智能模块400的输运控制单元402基于第二质检结果以及储存单元201的程控降温方案所确定的设定输运参数来调整采集模块100输运单元103的输运参数，例如干细胞保存液流量和干细胞保存液总量，使得输运单元103的输运参数与储存单元201的程控降温方案相匹配以保证冷冻质量。
42.例如，针对干细胞保存液的干细胞状态中第二特征的介质参数，例如冷冻保护液的物质类别及配比浓度与储存单元201的程控降温方案存在直接关联，基于冷冻实验和经验数据，对于干细胞保存液中的不同冷冻保护液物质类别以及配比浓度设置若干分组，对于每组设置对应的程控降温方案，使得程控降温方案对应的降温方案匹配干细胞保存液的介质参数以保证程控降温冷冻质量。程控降温方案的关键点在于干细胞保存液的液固相变转化过程，而冷冻保护液配比的不同会让干细胞保护液的液固相变转化温度产生变化，则程控降温方案可至少根据冷冻保护液配比进行针对性地设置。例如，针对添加有第一类型冷冻保护液的干细胞保存液，其程控降温方案包括：以1℃/min的速度降至标本温度-7℃或箱体-11℃；以50℃/min的速度降至箱体-50℃；以15℃/min的速度升至箱体-25℃，并保持-25℃等待3min；以1℃/min的速度降至标本-50℃或箱体-60℃；以10℃/min的速度降至标本-90℃或箱体-120℃，降至液氮温度长期储存，其中，箱体为储存单元201的接触干细胞保存液的壳体。又比如针对添加有第二类型冷冻保护液的干细胞保存液，其程控降温方案包括：4℃等待3-4min；以1℃/min的速度降温至样品温度为-5℃；以21℃/min的速度降温至-54℃；以17℃/min的速度降温至-17℃；以2℃/min的速度降温至样品的温度为-40℃；以10℃/min的速度降温，至样品的温度为-80℃，降至液氮温度长期储存。一般地，降温过程是循序渐进的梯度式降温，但由于冷冻保护液的用量限制，梯度式降温过程仍然会有少量的冰晶在细胞内造成细胞损伤；则通过改变降温的梯度，使得降温过程并非单一的梯度式降温，
而是在降温到某一温度节点时采取适当升温，可使冻存中的细胞受损伤的程度大大减少，该温度节点可根据冷冻保护液配比以及干细胞保存液的液固相变转化温度进行设置。
43.优选地，在确定储存单元201以及程控降温方案后，智能模块400确定适用于当前程控降温方案的设定输运参数，智能模块400的输运控制单元402基于设定输运参数控制采集模块100的输运单元103，使得输运单元103可按照设定输运参数将经预处理单元102加工后的干细胞保存液传输至储存模块200的对应储存单元201。输运参数可包括输运路径、输运流量以及输运总量，尤其是在预处理单元102需要将干细胞原液进行分批次处理并将干细胞保存液分配至若干储存单元201的情况下，若干储存单元201分别设置有连接输运单元103的输运路径，则输运单元103可基于输运路径的不同向对应的储存单元201分别以设定输运参数规定的输运流量传输对应输运总量的干细胞保存液，使得储存单元201内对应的干细胞保存液的储存总量能够符合预期以匹配针对性设置的程控降温方案，避免干细胞保存液的储存总量过多或过少导致程控降温方案对于干细胞保存液的冷冻处理出现非预期偏差，从而保证本技术的储存模块200能够配合采集模块100以及冷冻模块300实现精细化的干细胞冷冻保存。
44.需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种干细胞收集系统，其特征在于，系统包括：采集模块（100），用于获取干细胞原液并将所述干细胞原液加工处理为干细胞保存液；储存模块（200），用于对所述干细胞保存液进行冷冻保存；冷冻模块（300），用于对所述采集模块（100）和/或所述储存模块（200）进行降温处理；智能模块（400），用于控制干细胞原液的加工处理过程以及干细胞保存液的冷冻保存过程；其中，所述智能模块（400）基于干细胞原液的干细胞状态设置用于将干细胞原液加工处理为干细胞保存液的加工参数并基于干细胞保存液的干细胞状态设置所述冷冻模块（300）对于所述储存模块（200）执行的程控降温方案，其中，所述干细胞状态包括由干细胞本身特性确定的第一特征和由干细胞所处环境确定的第二特征。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述采集模块（100）配置有用于将所述干细胞原液加工处理为所述干细胞保存液的预处理单元（102）的情况下，所述智能模块（400）基于干细胞原液的干细胞状态设置用于将干细胞原液加工处理为干细胞保存液的加工参数，包括：所述智能模块（400）采集进入所述预处理单元（102）前的干细胞原液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择和/或调整所述预处理单元（102）的加工参数。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述智能模块（400）采集进入所述预处理单元（102）前的干细胞原液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择和/或调整所述预处理单元（102）的加工参数，包括：所述智能模块（400）基于监测采集或外部信息源获取干细胞原液中干细胞状态的所述第一特征和所述第二特征中的若干参数；将第一特征和第二特征中的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比判定以获得第一质检结果；基于所述第一质检结果选择和/或调整预处理单元（102）的加工参数。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，在所述储存模块（200）配置有若干由所述冷冻模块（300）独立进行降温处理的储存单元（201）的情况下，所述智能模块（400）基于干细胞保存液的干细胞状态设置所述冷冻模块（300）对于所述采集模块（100）和/或所述储存模块（200）执行的所述程控降温方案，包括：所述智能模块（400）采集经所述预处理单元（102）加工后的干细胞保存液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择用于冷冻干细胞保存液的所述储存单元（201）以及调整所述储存单元（201）的程控降温方案。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述智能模块（400）采集经所述预处理单元（102）加工后的干细胞保存液的干细胞状态并通过干细胞状态与预设规则的对比来选择用于冷冻干细胞保存液的所述储存单元（201）以及调整所述储存单元（201）的程控降温方案，包括：所述智能模块（400）基于监测采集或外部信息源获取干细胞保存液中干细胞状态的所述第一特征和所述第二特征的若干参数；将第一特征和第二特征的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比以获得第
二质检结果；基于所述第二质检结果选择所述储存单元（201）并调整所述储存单元（201）的程控降温方案。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述预设规则中的所述预设冷冻条件包括阈值条件和判断条件的情况下，所述智能模块（400）将所述第一特征和所述第二特征中的若干参数与预设规则中的预设冷冻条件进行对比判定以获得所述第一质检结果或所述第二质检结果，包括：所述智能模块（400）基于干细胞状态中若干参数的参数范围和/或参数值与所述阈值条件的设定值和/或设定范围的对比结果以及所述判断条件设定的判断逻辑对于所述对比结果的判定结果以获得所述第一质检结果或所述第二质检结果。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述智能模块（400）基于所述第一质检结果选择和/或调整所述预处理单元（102）的加工参数，包括：所述智能模块（400）基于所述第一质检结果选择或调整预处理单元（102）的离心操作参数中的离心转速、离心时间以及冷冻保护液配置参数中的物质类别、物质配比浓度中的一项或多项。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述智能模块（400）基于所述第二质检结果选择所述储存单元（201）并调整所述储存单元（201）的程控降温方案，包括：所述智能模块（400）基于所述第二质检结果选择或调整所述程控降温方案中干细胞保存液由第一温度变化至第二温度的降温区间和降温区间内的降温速率，其中，第一温度为干细胞保存液进入储存单元（201）的温度，第二温度为干细胞保存液的冷冻保存温度。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述智能模块（400）基于所述第二质检结果选择所述储存单元（201）并调整所述储存单元（201）的程控降温方案，包括：智能模块（400）基于所述第二质检结果调整所述程控降温方案中的降温区间和所述降温区间内的降温速率以及升温区间和所述升温区间内的升温速率，其中，所述升温区间按照包含冷冻保护液的固液相变转化温度的方式设置。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述采集模块（100）的预处理单元（102）需要将干细胞原液进行分批次处理并将干细胞保存液分配至若干所述储存单元（201）的情况下，所述采集模块（100）基于分别连接若干所述储存单元（201）的输运路径传输干细胞保存液并在所述储存模块（200）的所述储存单元（201）达到储存总量后执行对应的程控降温方案。

技术总结
本发明涉及一种干细胞收集系统，涉及生物医疗技术领域。系统包括采集模块，用于获取干细胞原液并加工处理为干细胞保存液；储存模块，用于对干细胞保存液进行冷冻保存；冷冻模块，用于对采集模块和/或储存模块进行降温处理；智能模块，用于控制干细胞原液的加工处理过程以及干细胞保存液的冷冻保存过程；智能模块可基于干细胞原液的干细胞状态设置用于将干细胞原液加工处理为干细胞保存液的加工参数并基于干细胞保存液的干细胞状态设置冷冻模块对于储存模块执行的程控降温方案，可保证对于不同干细胞的适用性并基于不同干细胞状态下的处理降温参数调整实现精细化的干细胞冷冻保存。冷冻保存。冷冻保存。


技术研发人员：刘玲英 尹会男 彭江 余华庆 康雨欣 张倞 张敏芝 殷悦
受保护的技术使用者：中国人民解放军总医院第四医学中心
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/8/9