【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
专利
本专利技术涉及保存生物材料的方法和保存生物材料的装置。
技术介绍
0、背景
1、40多年来，精子低温保存(冷冻)已成功与不孕症治疗结合使用，导致成千上万的新生儿出生。在精液质量非常差的情况下，利用冷冻捐赠的精子可以提供一种受孕机制。冷冻供体精子还有一个额外的好处，即，便于患者重复使用以实现拥有同一生父的家庭，并且还可以最大限度地提高对需要这种通常有限资源的患者群体可用材料的利用效率。在许多情况下，男性在开始癌症治疗之前进行精子冷冻也可以提供保留其生育能力的唯一选择。
2、1953年首次报道了使用冷冻保护剂甘油冷冻精子。该程序今天继续使用，仅作了微小的修改。常规使用三种冷冻方法：a)将小瓶或吸管悬浮在液氮蒸气中[2]；b)以10℃/min的估计冷冻速率冷却或c)使用控制速率冷冻机冷冻1.5℃/分钟。这些方法之间显然存在很大差异，并且很少进行优化研究。在冷冻和随后的解冻过程中，渗透压和氧化应激、冷冻保护剂的毒性和细胞内冰晶的形成会导致损伤，从而减少解冻后正常功能的精子数量。因此，冷冻保存的效率对于最大程度地降低精子受损的风险至关重要。为了减少渗透变化和氧化应激的影响，在冷冻之前和期间添加了蛋白质和抗氧化剂以减少损伤。然而，这些方法通常只是一种补偿不充分的冷冻和解冻方案的方法。
3、在辅助生殖治疗(art)的许多情况下，例如胚胎冷冻保存，只有极少数细胞被冷冻，高细胞存活率对成功结果至关重要。相比之下，通常可用于冷冻的大量精子意味着通常可以容忍较低的存活率而不会产生重大临床影响。因此，关于
4、由于细胞毒性疗法的改进，在过去几十年中，长期癌症存活率显著提高。超过80％的儿童和青少年在癌症中幸存下来，因此在16-45岁的成年人中，每900名就有1名幸存者。因此，改善这一不断增长的幸存者人口的生活质量，以及包括生育在内的所有正常生活预期，是一项主要的健康优先事项。然而，细胞毒性癌症治疗的结果是卵巢卵泡的破坏导致过早绝经，因此女性的受孕窗口要么短暂存在，要么被根除。到30岁时，40％到97％的女性幸存者可能会经历不孕症，具体取决于治疗的类型和剂量以及治疗时的年龄。这通常反映在卵巢卵泡数量上。
5、因可能丧失生育能力而给患者带来的痛苦，以及在治疗前未提供保护生育能力的措施的严重遗憾已得到充分证明。讨论癌症治疗对生育能力的影响以及保持生育能力的潜在方法现在已成为国际护理标准。通过卵母细胞(成熟卵子)或包含未成熟原始卵泡的卵巢组织的冷冻保存(通过腹腔镜采集并冷冻以便日后移植回体内)来保存生育力的技术现在已成为儿童和妇女的成熟程序，可为他们提供在癌症存活后使用自己的遗传物质进行繁殖的选择。如果随后的移植成功，它可能会恢复内分泌功能并产生多年的成熟卵母细胞。我们小组从移植到非卵巢部位的冷冻保存的卵巢组织中收集卵母细胞后出生的双胞胎显示了成功保存原始卵泡的明确证据。据报道，全世界只有140例新生儿是将冷冻保存的卵巢组织移植回作为供体的妇女。
6、多年来，将红细胞(rbc)储存在体外的能力一直被认为是一种拯救生命的做法。最近，对冷藏存储的rbc在输血医学中的用途已进行了广泛的评估。在冷藏过程中，红细胞进行性地退化，输注长期存储的rbc与术后感染、住院时间和死亡率等方面的不良的临床结果相关。
7、关于输注存储的rbc的担忧依然存在，并且目前倾向于限制性输血策略。这引起了人们对冷冻保存的兴趣。在超低温下储存红细胞会停止细胞代谢，从而防止与不良临床结果相关的进行性细胞退化。
8、最初，冷冻保存似乎是使rbc长时间存活的有希望的方法。然而，这种保存方法的昂贵、费时和低效的特性阻碍了冷冻保存的rbc(通常称为“冷冻rbc”)的临床应用。
9、冷藏保存红细胞的要求
10、当前，取决于所用的保存溶液，通常将rbc在2-6℃下最多保存5至6周。另一方面，冷冻保存可以使红细胞保存数年。冷冻保存目前是用于对来自具有罕见血型的捐献者的红细胞的长期保存以及用于军事部署的有价值的方法。但是，在rbc供不应求的紧急情况或临床情况下，冷冻保存的rbc的储备也可能是有利的。使用当前方法冷冻保存的rbc的保质期长达十年。
11、国际指南要求冷藏的rbc储存单元中的溶血必须保持在允许水平以下(即，欧洲为0.8％，美国为1％)，并且所输注的rbc中至少有75％仍必须在输液24小时后循环。
12、然而，指南没有具体反映输注后红细胞的作用能力。
13、存储的rbc的质量
14、尽管在4℃下储存减慢了rbc中的生化过程，但是在这些温度下细胞代谢并未被完全抑制。在冷藏过程中，已观察到各种变化，这些变化可能会损害红细胞在输注后的作用能力。这些变化包括降低了2,3-二磷酸甘油酸(dpg)、三磷酸腺苷(atp)和膜唾液酸含量的浓度。其他变化包括：磷脂酰丝氨酸(ps)转运到细胞表面、膜脂质和蛋白质的氧化损伤、球囊细胞的形状变化、膜起泡和钾积累、游离血红蛋白(hb)、细胞因子、生物活性脂质以及rbc存储单元中的(促凝剂)微泡。
15、在冷藏过程中，红细胞的流变特性也被削弱。冷藏的rbc表现出增加的聚集和粘附于内皮细胞(ec)的趋势，并且从储存的第二周起变形能力降低。这些变化可能会妨碍rbc在微循环中正常作用的能力。
16、在超低温下储存rbc会停止rbc的生物学活性，从而使其能够长时间保存。通常，为了防止细胞损伤，需要高浓度的防冻添加剂或快速冷冻速率。在缓慢冷却速率下，将发生细胞外冰形成。随着冰的形成，未冷冻部分的溶质含量变得更浓。引发的渗透性失衡导致液体从rbc中移出，并发生细胞内脱水。另一方面，在快速冷却时，rbc细胞质变得过冷并发生细胞内冰形成，这随后可能导致机械损伤。
17、为了使冷冻损害最小化，防冻添加剂是至关重要的。多年来，已经研究了用于rbc冷冻保存的不同的非渗透性和渗透性添加剂。诸如羟乙基淀粉和聚乙烯吡咯烷酮之类的非渗透性添加剂以及各种二醇和糖类似乎很有希望，因为有人建议在输血前不需要将其从融化的rbc中去除。
18、相反，渗透性添加剂甘油以其在超低温下保护rbc的能力而闻名。保护rbc所需的甘油浓度取决于冷却速率和储存温度。甘油通过减缓冰形成的速度和程度来保护rbc，同时最大程度地降低冷冻过程中的细胞脱水和溶质效应。
19、冷冻保存的红细胞的要求
20本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于保存生物材料的装置，包括
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述泵的泵送能力为至少50L/min、至少60L/min、至少70L/min、至少约80L/min，和/或优选高达约100L/min，优选高达120L/min，优选高达约150L/min。
3.如权利要求1或2所述的装置，进一步包括用于将所述传热流体从所述泵输送到隔室的管布置，所述管布置包括通向所述隔室的基本上线性的细长管部分，并且具有至少大约0.2m，优选至少约0.4m，更优选至少约0.5m的长度。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述细长管部分具有约1英寸、约0.5英寸或最大约1.5英寸的直径。
5.如权利要求1所述的装置，其中，
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述插入件包括挡板，所述挡板配置成引导所述热交换流体沿着一个或多个特定路径流过所述隔室。
7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，包括可容纳在所述隔室中用于保持所述生物材料的结构，其中所述结构是托盘、支架和篮子中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的装置，其中
9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述外部隔热罐包括：一个侧面，当所述插入件布置在所述外部隔热罐内时，所述侧面与所述插入件的所述面相邻；所述侧面包括至少一个入口和至少一个出口，所述入口在使用时将所述外部隔热罐的外部连通到所述隔室内，并且所述出口在使用时将所述隔室连通到所述外部隔热罐的外部；
10.一种保存生物材料的方法，包括：
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括立即储存来自所述隔室的冷却样品。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中，所述样品不含冷冻保护剂。
13.一种确定在保存之前添加到生物材料中的冷冻保护剂的量的方法，包括：
14.如权利要求13所述的方法，其中在步骤(a)至(d)的任何重复之前冷冻保护剂的初始量为零。
15.如权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，所述缓慢冷却速率高达每分钟约10℃。
16.如权利要求10至15中任一项所述的方法，其中，所述缓慢冷却速率在每分钟约0.1℃至约10℃之间。
17.如权利要求10至16中任一项所述的方法，其中，所述快速冷却速率大于约100℃/分钟。
18.如权利要求10至17中任一项所述的方法，其中，所述快速冷却速率大于约200℃/分钟。
19.如权利要求10至18中任一项所述的方法，其中，从以一致的冷却速率经历冷冻的样品的冷却曲线来估计液-固相变的开始。
20.如权利要求19所述的方法，其中，经历冷冻的样品的冷却曲线是从对样品的所述计算流体动力学分析中获得的。
21.一种对冷冻保存的生物材料进行解冻的方法，包括：
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述解冻流体的入口温度在约2℃和100℃之间，包括端值，优选约37℃。
23.如权利要求21或22所述的方法，其中，所述固-液相变的开始是从以一致的冷却速率经历冷冻的样品的冷却曲线来估计的。
24.如权利要求23所述的方法，其中，经历冷冻的所述样品的所述解冻曲线是从对所述样品的所述计算流体动力学分析中获得的。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于保存生物材料的装置，包括
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述泵的泵送能力为至少50l/min、至少60l/min、至少70l/min、至少约80l/min，和/或优选高达约100l/min，优选高达120l/min，优选高达约150l/min。
3.如权利要求1或2所述的装置，进一步包括用于将所述传热流体从所述泵输送到隔室的管布置，所述管布置包括通向所述隔室的基本上线性的细长管部分，并且具有至少大约0.2m，优选至少约0.4m，更优选至少约0.5m的长度。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述细长管部分具有约1英寸、约0.5英寸或最大约1.5英寸的直径。
5.如权利要求1所述的装置，其中，
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述插入件包括挡板，所述挡板配置成引导所述热交换流体沿着一个或多个特定路径流过所述隔室。
7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，包括可容纳在所述隔室中用于保持所述生物材料的结构，其中所述结构是托盘、支架和篮子中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述隔室包括限定若干子隔室的若干内部分隔件，每个子隔室被配置成接收所述结构中的一者。
9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述外部隔热罐包括：一个侧面，当所述插入件布置在所述外部隔热罐内时，所述侧面与所述插入件的所述面相邻；所述侧面包括至少一个入口和至少一个出口，所述入口在使用时将所述外部隔热罐的外部连通到所述隔室内，并且所述出口在使用时将所述隔室连通到所述外部隔热罐的外部；
10.一种保存生物材料的方法，包括：
11.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·泰勒，肖恩·卡梅伦，布伦特·欧文斯，
申请(专利权)人：维特拉菲生命科学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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