一种附带血液絮状物去除功能的干细胞提取装置及方法与流程

本发明涉及造血干细胞提取设备，具体为一种附带血液絮状物去除功能的干细胞提取装置及方法

背景技术：

1、可以应用于临床的造血干细胞仅能来源于骨髓、外周血以及脐带血。采集外周血干细胞需要用一些细胞因子如粒细胞集落刺激因子等药物来增加外周血中干细胞的数量，使用药物动员剂促使造血干细胞释放到外周血，通过血细胞分离机从循环血中收集造血干细胞，干细胞被分离出来，而其余血液回输给供体。

2、在血浆差速离心过程中，血细胞破碎会释放出蛋白酶，在蛋白酶的作用下，纤维蛋白原聚集成纤维蛋白絮状物，这部分絮状物留在血浆中不利于血液回输供体，在完全分离造血干细胞后再将絮状物清除，会使部分细胞丧失活力，需要在分离造血干细胞的同时清除试管中的絮状物沉淀。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种附带血液絮状物去除功能的干细胞提取装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种附带血液絮状物去除功能的干细胞提取装置及方法的提取装置包括底架、第一伺服电机、夹持离心装置、安装架、转动座、控制机箱、清理装置，底架与第一伺服电机固定连接，第一伺服电机与夹持离心装置传动连接，安装架与底架固定连接，转动座与安装架固定连接，清理装置与转动座转动连接，清理装置与控制机箱固定连接，第一伺服电机与控制机箱通过电信号连接，夹持离心装置与控制机箱通过电信号连接，清理装置与控制机箱通过电信号连接。

3、该装置在离心分离造血干细胞前，需要向人体内注入药物，增加外周血中造血干细胞的数量，控制机箱发送电信号至夹持离心装置，控制机箱发送电信号至第一伺服电机，夹持离心装置松开夹爪，将外周血试管放置在夹持离心装置上，夹持离心装置夹紧试管，第一伺服电机输出转矩至夹持离心装置上，夹持离心装置对试管中的血浆进行差速离心分离，得到的上清液为造血干细胞，差速离心的过程中会导致血细胞的破裂，从血细胞中泄露的蛋白酶会与血浆中的蛋白质反应生成絮状沉淀物，夹持离心装置对絮状沉淀进行监测，当生成絮状沉淀时，发送电信号至控制机箱，反馈清理装置对试管中生成的絮状物沉淀进行清理。

4、进一步的，夹持离心装置包括限位座、卡盘机构、第一外壳、推动气缸、第一铰接座、第二铰接座、固定卡扣，限位座与底架固定连接，卡盘机构与限位座转动连接，卡盘机构与第一伺服电机传动连接，卡盘机构与控制机箱通过电信号连接，第一外壳与底架固定连接，推动气缸与第一外壳固定连接，推动气缸与控制机箱通过电信号连接，推动气缸与第一铰接座传动连接，固定卡扣与第一铰接座铰接，第二铰接座与第一外壳固定连接，固定卡扣与第二铰接座铰接。

5、控制机箱首先发送电信号至推动气缸，推动气缸推动第一铰接座，由于固定卡扣一端与第一铰接座铰接，另一端与第二铰接座铰接，当第一铰接座向着远离推动气缸的方向移动时，固定卡扣向着靠近卡盘机构的方向转动，固定卡扣固定住卡盘机构，限制卡盘机构转动，第一伺服电机输出转矩转变为卡盘机构松开夹爪，将试管放入后，第一伺服电机输出反向转矩，卡盘机构夹紧试管，推动气缸收回，固定卡扣松开卡盘机构，第一伺服电机输出的转矩传递至卡盘机构，卡盘机构在限位座限制转动，对试管进行差速离心。

6、进一步的，卡盘机构包括外筒、底盘、传动齿柱、齿面卡盘、螺纹轨道、探头卡座、固定卡座，外筒与限位座转动连接，外筒上设有滑移轨道、通孔，底盘与传动齿柱滑动连接，传动齿柱与齿面卡盘齿面啮合，传动齿柱设于通孔内，齿面卡盘与底盘转动连接，齿面卡盘与第一伺服电机传动连接，底盘与外筒固定连接，螺纹轨道与齿面卡盘固定连接，螺纹轨道位于齿面卡盘远离传动齿柱的一侧，探头卡座与螺纹轨道滑动连接，探头卡座设于滑移轨道内，探头卡座与控制机箱通过电信号连接，固定卡座与螺纹轨道滑动连接，固定卡座与螺纹轨道滑动连接。

7、固定卡扣固定住外筒时，第一伺服电机输出转矩至齿面卡盘，因底盘固定连接外筒，齿面卡盘通过传动齿柱在底盘上转动，通过螺纹轨道转变探头卡座沿着滑移轨道的滑动，通过固定外筒可以将第一伺服电机输出的转矩转变为探头卡座的开合；固定卡扣松开外筒时，第一伺服电机输出转矩至齿面卡盘，齿面卡盘通过传动齿柱与底盘，带动整个卡盘机构转动，对试管进行差速离心。

8、进一步的，探头卡座包括螺纹底座、滑移座、激光探头，螺纹底座上设有滑移槽，滑移座与滑移槽滑动连接，螺纹底座与螺纹轨道滑动连接，激光探头与滑移座固定连接，激光探头与控制机箱通过电信号连接。

9、当探头卡座眼滑移轨道滑动时，因外筒被固定，滑移座先抵住试管侧壁，螺纹底座再滑动至抵住试管位置，通过固定在滑移座上的激光探头透过试管侧壁对血浆中的絮状物沉淀进行检测，当絮状物生成过多时，激光探头发出的激光受阻，激光探头反馈电信号至控制机箱。

10、进一步的，清理装置包括第二外壳、第二伺服电机、弹簧杆、螺纹连接机构、清理钩机构、第三伺服电机、输出轴、内弧齿轮，第二外壳与转动座转动连接，第二伺服电机与第二外壳固定连接，第二伺服电机与控制机箱通过电信号连接，第二伺服电机与弹簧杆传动连接，弹簧杆与螺纹连接机构通过螺纹连接，螺纹连接机构与清理钩机构固定连接，第三伺服电机与第二外壳固定连接，第三伺服电机与控制机箱通过电信号连接，第三伺服电机与输出轴传动连接，输出轴与内弧齿轮固定连接，内弧齿轮与螺纹连接机构传动连接。

11、当试管中生成絮状物沉淀，激光探头识别絮状物沉淀在试管中的位置，控制机箱发送电信号至第三伺服电机，第三伺服电机通过输出轴输出转矩至内弧齿轮，通过内弧齿轮与螺纹连接机构之间的螺纹连接，将输出轴的转矩转变为螺纹连接机构的向下位移，螺纹连接机构的上下位移在弹簧杆的形变范围内，通过螺纹连接机构将清理钩机构下降至试管中指定位置，第二伺服电机输出转矩至弹簧杆，弹簧杆输出转矩至螺纹连接机构，下降到试管中指定位置后清理钩机构展开，对试管中的絮状物沉淀进行吸附清理。

12、进一步的，螺纹连接机构包括螺纹筒、螺纹连杆、限位扣，螺纹筒上设有外螺纹、内螺纹，螺纹筒与螺纹连杆通过内螺纹连接，螺纹筒与内弧齿轮通过外螺纹传动连接，限位扣与螺纹筒固定连接，螺纹连杆与清理钩机构固定连接。

13、内弧齿轮与螺纹筒之间通过外螺纹，将内弧齿轮的转动转变为螺纹筒的上下位移，弹簧杆传递的转矩通过内螺纹转变为螺纹连杆的上下螺旋位移，通过螺纹连杆将清理钩机构展开，对试管中的絮状物进行清理。

14、进一步的，清理钩机构包括连接滑块、第三铰接座、弹簧扣、第一连杆、第四铰接座、第二连杆、清理管、第五铰接座、清理片，连接滑块与螺纹连杆固定连接，连接滑块与第三铰接座固定连接，第一连杆与第三铰接座通过弹簧扣铰接，第四铰接座与连接滑块固定连接，第二连杆与第四铰接座铰接，清理管与第一连杆固定连接，第二连杆设于清理管内，清理管上设有推移坡面、清理开口，第五铰接座与第二连杆固定连接，第五铰接座设于清理开口内，清理片与第五铰接座铰接，清理片设于推移坡面内。

15、螺纹连杆推动连接滑块向着远离弹簧杆的方向移动，当连接滑块下降到螺纹筒末端时，螺纹筒不再限制第一连杆，第一连杆在弹簧扣的作用下向两侧张开，同时固定在第一连杆上的清理管向两侧张开，由于第二连杆的转动中心是第四铰接座，当第二连杆向两侧张开时会与清理管产生相对位移，清理管上设置的推移坡面会将清理片推起，随着清理管复位，清理片回落重新扣在清理管侧壁，同时将血浆中的絮状沉淀物夹住，将清理钩机构整体升起后，转移至侧面将絮状沉淀物清除。

16、进一步的，提取方法包括以下步骤：

17、1)第一伺服电机输出转矩，根据试管口径调整夹持离心装置夹持空间大小：控制机箱首先发送电信号至推动气缸，推动气缸推动第一铰接座，由于固定卡扣一端与第一铰接座铰接，另一端与第二铰接座铰接，当第一铰接座向着远离推动气缸的方向移动时，固定卡扣向着靠近卡盘机构的方向转动，固定卡扣固定住卡盘机构，限制卡盘机构转动，第一伺服电机输出转矩转变为卡盘机构松开夹爪。

18、2)将装有血浆的试管放在夹持离心装置中间，夹持离心装置夹紧试管：将试管放入后，第一伺服电机输出反向转矩，卡盘机构夹紧试管，推动气缸收回，固定卡扣松开卡盘机构。

19、3)启动第一伺服电机，夹持离心装置对试管中的血浆进行差速离心：第一伺服电机输出的转矩传递至卡盘机构，卡盘机构在限位座限制转动，对试管进行差速离心。

20、4)夹持离心装置检测试管中血液絮状物沉淀情况，反馈清理装置清理试管中的絮状物沉淀：通过固定在滑移座上的激光探头透过试管侧壁对血浆中的絮状物沉淀进行检测，当絮状物生成过多时，激光探头发出的激光受阻，激光探头反馈电信号至控制机箱；通过螺纹连接机构将清理钩机构下降至试管中指定位置，当第二连杆向两侧张开时会与清理管产生相对位移，清理管上设置的推移坡面会将清理片推起，随着清理管复位，清理片回落重新扣在清理管侧壁，同时将血浆中的絮状沉淀物夹住，将清理钩机构整体升起后，转移至侧面将絮状沉淀物清除。

21、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过设计夹持离心装置，不需要使用常规的离心机，使试管在离心的过程中可以进行絮状物沉淀的清除，该夹持离心装置通过固定卡扣，可以完成两种工作状态，当固定卡扣扣住卡盘机构的外筒时，可以将转矩转变为探头卡座和固定卡座的开合，通过卡座的开合将试管固定在卡盘机构中，当固定卡扣不再扣住外筒时，电机输出的转矩直接带动夹持离心装置进行差速离心，减少了复杂的电控过程，通过固定卡扣可以完成对试管的夹持离心作业；本发明通过激光探头识别试管中的絮状物沉淀，激光穿过试管时，会受絮状物沉淀的阻挡，借此可以精准判断絮状物沉淀处于试管中的位置及数量；本发明通过设计了清理钩机构，通过清理管上设计的若干组清理片，当清理管向两侧展开时，清理片立起，当清理管复位时，清理片扣住絮状物，密集的清理片可以有效将血液中的絮状物沉淀扣在清理管上；本发明具有结构稳定，机械化程度高，操作简单方便维修的优点，可以在提取造血干细胞时，有效清理血浆中的絮状沉淀物。