兼具量产与客制化之细胞培养系统的制作方法

本发明涉及一种自动化细胞培养工厂，尤指一种结合大型细胞培养室、检测区域、换液区域及收成区域，并利用智能管理方式达到兼具量产与客制化之细胞培养系统。

背景技术：

1、细胞培养是免疫治疗和再生医疗中的核心环节，但目前全球的细胞培养技术面临诸多困难和挑战。首先，细胞培养通常根据特定医疗个案的需求进行高度客制化，依赖于细胞实验室内进行的操作。然而，这一过程因培养环境易受外界因素影响，导致失败的风险较高，环境的温度、湿度、二氧化碳浓度、培养液的成分稳定性，以及细菌污染，均可能造成细胞培养的不稳定，甚至直接导致培养失败。这样的失败不仅会增加成本，更严重的是可能会耽误医疗进度，对患者的治疗产生负面影响。

2、细胞培养的整体周期较长，每批次通常需要约两周的时间。在此期间，细胞培养状态需要持续的监控与调整，依赖研究人员的日常观察并实时应对变化，这无形中要求大量人力投入并大幅增加成本，导致再生医疗在成本控制方面存在显著瓶颈。由于技术成本高昂，细胞培养技术无法大规模普及于一般医疗场域，使再生医疗的潜在效益难以惠及更广泛的社会需求。现行中外主要的细胞培养设备设计多着眼于「减轻研究人员的负担」，而非完全替代人工操作，如利用机器人手臂完成一些重复性高的简单动作，但这样的设计多半只是局部性地替代了部分手动操作，未能从系统的角度全方位地管理细胞培养过程，这样虽然能提高产量，但反而不利于客制化需求，无法兼顾细胞工厂的高产量与实验室的客制化培养。因此，现有的自动化细胞培养设备无法彻底解决人工投入高、风险管控弱的问题，缺少系统性思维，使得整体操作过程中依然高度依赖人力监控，增加了成本和失败风险，并限制了再生医疗的大规模应用与普及，为此，本发明提出兼具量产与客制化之细胞培养系统用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供兼具量产与客制化之细胞培养系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：兼具量产与客制化之细胞培养系统，包括：一细胞培养室，其用于培养复数个细胞培养瓶，且该细胞培养室内设置有一移载机，且该移载机用于夹持该细胞培养瓶移动至该细胞培养室的出入口处；一检测区域，其透过光学显微方式得知该细胞培养瓶的培养状态；一换液区域，其透过至少一换液针筒对该细胞培养瓶进行培养液的更换；一收成区域，其将该细胞培养瓶内液体转移至一收成瓶内，且该收成瓶透过离心方式分离细胞与培养液；一主轨道，其由该细胞培养室的出入口处延伸至该检测区域、该换液区域及该收成区域，且该主轨道上滑行有至少一自走承载盘，该自走承载盘提供该移载机放置与拿取该细胞培养瓶，并自走移动于该检测区域、该换液区域及该收成区域之间；一智能管理系统，其提供该细胞培养瓶依细胞类型生成识别标记与细胞培养流程，执行细胞培养流程控制该移载机与该自走承载盘，将该细胞培养瓶运送至该检测区域进行细胞检测，并透过人工智能方式自动依据细胞培养状态调整细胞培养流程。

3、优选的，换液区域包括有一第一供料轨道，该第一供料轨道运送该换液针筒用于提供该换液区域使用，该换液区域包括有至少一培养液筒与一废液筒，该废液筒用于注入该换液针筒由该细胞培养瓶中抽出的废弃培养液，又该培养液筒提供该换液针筒抽取新培养液注入该细胞培养瓶中。

4、优选的，收成区域包括有一第二供料轨道，该第二供料轨道运送该收成瓶用于提供该收成区域使用，该收成区域透过至少一收成针筒对该细胞培养瓶进行培养液的抽取，以及将培养液填充至该收成瓶中。

5、优选的，移载机包括有至少一移载轨道、一转向轴、一平移轴及一夹持器，该移载轨道固定于该细胞培养室内，且一端位于该细胞培养室的出入口处，该转向轴可移动的设置于该移载轨道处，且该平移轴可移动的设置于该转向轴处，又该夹持器可移动的设置于该平移轴处，且该夹持器用于夹持该细胞培养瓶。

6、优选的，移载机于该夹持器处装设有一影像镜头，该影像镜头用于拍摄该细胞培养瓶的培养液颜色，透过人工智能方式判断培养液颜色超出合理值时，自动调整细胞培养流程并实时进行检测、换液、收成或废弃处理。

7、优选的，移载机于该夹持器处装设有一标记确认器，又该标记确认器用于分辨该细胞培养瓶的识别标记，将该细胞培养瓶的实际细胞培养过程于该智能管理系统内建立一培养履历，并收集大量的该培养履历用以训练该智能管理系统之人工智能，藉此最佳化的调整该细胞培养室的温度、溼度及二氧化碳浓度，以及该细胞培养瓶的换液间隔与培养液成分。

8、优选的，智能管理系统以无线网络方式通讯有复数个行动装置，该行动装置依据该细胞培养瓶的识别标示取得其细胞信息、细胞数据、培养履历及实时监控画面。

9、优选的，细胞培养室间隔有复数个储存格，且该储存格用于放置该细胞培养瓶，每个该储存格内皆装设有一摇晃机，且该摇晃机由该智能管理系统控制对该细胞培养瓶进行指定时间的摇晃动作。

10、优选的，细胞培养瓶于瓶身形成有复数个螺旋凹部，该摇晃机摇晃时让该细胞培养瓶内的培养液沿着该螺旋凹部形成由下往上的旋涡流动。

11、优选的，摇晃机以一定位盘提供该细胞培养瓶的放置，且该定位盘凸设有复数个凸柱，又该细胞培养瓶的底部凹设有复数个定位凹孔，该定位凹孔与该凸柱的结合形成该细胞培养瓶的固定。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明该细胞培养室兼具提供培养环境与以移载机自动夹取该细胞培养瓶，让管理人员不需进入该细胞培养室，再配合主轨道之该自走承载盘运送该细胞培养瓶，更利用该智能管理系统自主执行该移载机与该自走承载盘，将该细胞培养瓶运送至该检测区域进行细胞检测，更包括将该细胞培养瓶运送至该换液区域更换培养液与该收成区域收成细胞，并透过人工智能方式自动依据细胞培养状态调整细胞培养流程，据此兼具全自动量产与全自动客制化之细胞培养功效，而细胞培养成功与失败之数据将能储存于该智能管理系统中，透过数据分析与机械学习达到自动优化细胞培养流程之功效。

技术特征：

1.兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述换液区域包括有一第一供料轨道，该第一供料轨道运送该换液针筒用于提供该换液区域使用，该换液区域包括有至少一培养液筒与一废液筒，该废液筒用于注入该换液针筒由该细胞培养瓶中抽出的废弃培养液，又该培养液筒提供该换液针筒抽取新培养液注入该细胞培养瓶中。

3.根据权利要求1所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述收成区域包括有一第二供料轨道，该第二供料轨道运送该收成瓶用于提供该收成区域使用，该收成区域透过至少一收成针筒对该细胞培养瓶进行培养液的抽取，以及将培养液填充至该收成瓶中。

4.根据权利要求1所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述移载机包括有至少一移载轨道、一转向轴、一平移轴及一夹持器，该移载轨道固定于该细胞培养室内，且一端位于该细胞培养室的出入口处，该转向轴可移动的设置于该移载轨道处，且该平移轴可移动的设置于该转向轴处，又该夹持器可移动的设置于该平移轴处，且该夹持器用于夹持该细胞培养瓶。

5.根据权利要求4所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述移载机于该夹持器处装设有一影像镜头，该影像镜头用于拍摄该细胞培养瓶的培养液颜色，透过人工智能方式判断培养液颜色超出合理值时，自动调整细胞培养流程并实时进行检测、换液、收成或废弃处理。

6.根据权利要求5所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述移载机于该夹持器处装设有一标记确认器，又该标记确认器用于分辨该细胞培养瓶的识别标记，将该细胞培养瓶的实际细胞培养过程于该智能管理系统内建立一培养履历，并收集大量的该培养履历用以训练该智能管理系统之人工智能，藉此最佳化的调整该细胞培养室的温度、溼度及二氧化碳浓度，以及该细胞培养瓶的换液间隔与培养液成分。

7.根据权利要求6所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述智能管理系统以无线网络方式通讯有复数个行动装置，该行动装置依据该细胞培养瓶的识别标示取得其细胞信息、细胞数据、培养履历及实时监控画面。

8.根据权利要求1所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述细胞培养室间隔有复数个储存格，且该储存格用于放置该细胞培养瓶，每个该储存格内皆装设有一摇晃机，且该摇晃机由该智能管理系统控制对该细胞培养瓶进行指定时间的摇晃动作。

9.根据权利要求8所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述细胞培养瓶于瓶身形成有复数个螺旋凹部，该摇晃机摇晃时让该细胞培养瓶内的培养液沿着该螺旋凹部形成由下往上的旋涡流动。

10.根据权利要求8所述的兼具量产与客制化之细胞培养系统，其特征在于：所述摇晃机以一定位盘提供该细胞培养瓶的放置，且该定位盘凸设有复数个凸柱，又该细胞培养瓶的底部凹设有复数个定位凹孔，该定位凹孔与该凸柱的结合形成该细胞培养瓶的固定。

技术总结本发明涉及细胞培养技术领域，具体为一种兼具量产与客制化之细胞培养系统，包括：一细胞培养室用于培养复数个细胞培养瓶，且该细胞培养室内设置有一移载机，且该移载机用于夹持该细胞培养瓶，一主轨道由该细胞培养室的出入口处延伸至该检测区域、该换液区域及该收成区域，且该主轨道上滑行有至少一自走承载盘，该自走承载盘提供该移载机放置与拿取该细胞培养瓶，一智能管理系统执行细胞培养流程控制该移载机与该自走承载盘，将该细胞培养瓶运送至该检测区域进行细胞检测，并透过人工智能方式自动依据细胞培养状态调整细胞培养流程，藉此兼具有量产与客制化培养细胞之功效。技术研发人员：邱运输,林上智,吕建安,洪志洋,黄建昌受保护的技术使用者：美荣生医股份有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/13