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包含改進(jìn)的氣體分配系統(tǒng)的用于模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的對(duì)接站的制作方法

文檔序號(hào):42230761發(fā)布日期:2025-06-20 19:23閱讀:19來(lái)源:國(guó)知局

本發(fā)明總體涉及活生物材料的培養(yǎng)領(lǐng)域,尤其涉及用于體外受精(ivf)程序的培養(yǎng)箱。更具體地,本發(fā)明第一方面涉及一種用于模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的對(duì)接站。在第二方面,本發(fā)明涉及一種用于培養(yǎng)活生物材料的模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng),其包含根據(jù)第一方面的對(duì)接站以及一個(gè)或多個(gè)要對(duì)接在該對(duì)接站中的模塊化培養(yǎng)箱腔室。在第三方面,本發(fā)明涉及一種氣源,用于向?qū)佣鄠€(gè)模塊化培養(yǎng)箱腔室的模塊化培養(yǎng)箱對(duì)接站的對(duì)接站提供氣體。在第四方面,本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明第一方面的對(duì)接站在培養(yǎng)活生物材料中的用途。在第五方面,本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明第二方面的模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)在培養(yǎng)活生物材料中的用途。在第六方面,本發(fā)明提供了一種使用根據(jù)本發(fā)明第二方面的模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)培養(yǎng)活生物材料的方法。


背景技術(shù):

1、近幾十年來(lái),體外受精(ivf)程序的發(fā)展帶來(lái)了顯著改進(jìn)的方法和技術(shù),提高了ivf介導(dǎo)的懷孕和分娩成功率。

2、體外受精包括從女性卵巢獲取成熟卵子,用精子使卵子受精,在受控環(huán)境中培養(yǎng)受精卵,隨后將受精并培養(yǎng)后的卵子植入女性子宮。

3、由于體外受精最常用于那些通過(guò)自然方式懷孕存在困難的女性或夫婦(這意味著夫婦中的男方或女方,或雙方的生育能力有所下降),并且體外受精技術(shù)涉及相當(dāng)昂貴的程序,因此這些體外受精技術(shù)通常以優(yōu)化效率的方式進(jìn)行,特別是考慮到為了成功懷孕,通常需要將多個(gè)受精卵植入女性子宮。

4、此外,與自然受孕相比,對(duì)于一方患有遺傳疾病或懷疑患有此類疾病的夫婦,ivf介導(dǎo)的懷孕可能更具優(yōu)勢(shì)。

5、因此,為了提高體外受精技術(shù)的效率,女性通常在從卵巢采集卵子之前接受激素治療。這種激素治療會(huì)使女性卵巢同時(shí)排出多個(gè)卵子,而不僅僅是一個(gè)。

6、為了增加成功受孕的機(jī)會(huì),來(lái)自同一女性的多個(gè)卵子會(huì)在培養(yǎng)箱中同時(shí)受精并培養(yǎng)。

7、現(xiàn)有技術(shù)的培養(yǎng)箱包括一個(gè)隔層,可容納多個(gè)裝有受精卵的培養(yǎng)皿。

8、進(jìn)行成功的體外受精和受精卵培養(yǎng)并非易事。體外受精成功率較低的主要原因之一是缺乏為胚胎提供和維持最佳培養(yǎng)條件的可靠方法。

9、一些改進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)培養(yǎng)箱包括一個(gè)外殼,該外殼帶有一個(gè)或多個(gè)門,用于進(jìn)入培養(yǎng)箱內(nèi)部。培養(yǎng)箱內(nèi)部放置一個(gè)或多個(gè)培養(yǎng)皿,用于培養(yǎng)胚胎。這種培養(yǎng)箱可能配備各種調(diào)節(jié)裝置,用于控制培養(yǎng)箱內(nèi)部的濕度、溫度和氣體成分。

10、最近,市場(chǎng)上推出了較小的模塊化培養(yǎng)箱。這些模塊化培養(yǎng)箱被配置為存儲(chǔ)在對(duì)接站的對(duì)接端口中,對(duì)接站可以控制容納在其中的胚胎所接觸的物理和化學(xué)參數(shù)。一旦需要對(duì)胚胎進(jìn)行任何手動(dòng)操作步驟,例如手動(dòng)檢查或添加、移除或更換生長(zhǎng)培養(yǎng)基,模塊化培養(yǎng)箱將從對(duì)接站中取出并放置在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)上,以便于接觸胚胎。

11、這些模塊化培養(yǎng)箱和對(duì)接站的相應(yīng)對(duì)接端口甚至可以配備氣體連接器,這樣當(dāng)模塊化培養(yǎng)箱對(duì)接在對(duì)接站的對(duì)接端口中時(shí),模塊化培養(yǎng)箱的氣體連接器和對(duì)接端口的相應(yīng)氣體連接器會(huì)以某種方式接合,使得具有所需氣體成分的氣體可以從對(duì)接站通過(guò)每個(gè)模塊化培養(yǎng)箱,并通過(guò)這些氣體連接器返回對(duì)接站。通過(guò)這種方式,在模塊化培養(yǎng)箱對(duì)接在對(duì)接站的對(duì)接端口期間,可以將所需的氣體成分輸送到模塊化培養(yǎng)箱內(nèi)部。

12、氣體成分通常通過(guò)使用氣體混合箱來(lái)控制,該氣體混合箱能夠添加co2和n2。氣體混合箱的出口與每個(gè)模塊化培養(yǎng)箱的進(jìn)氣連接器流體連接,氣體混合箱的回流入口與每個(gè)模塊化培養(yǎng)箱的出氣連接器流體連接。因此,氣體在模塊化培養(yǎng)箱和氣體混合箱中循環(huán)。在控制供應(yīng)給培養(yǎng)箱的氣體成分時(shí),向氣體混合箱中添加co2以達(dá)到所需的co2濃度,并向氣體混合箱中添加n2以將o2水平降低到所需濃度。由于氣體供應(yīng)系統(tǒng)中不可避免地存在泄漏,大氣中的空氣會(huì)進(jìn)入系統(tǒng),因此氧氣濃度永遠(yuǎn)不會(huì)低于所需的氧氣濃度。

13、通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中循環(huán)氣體的co2濃度和o2濃度,并根據(jù)與所需和預(yù)定氣體成分的任何偏差不斷調(diào)節(jié)離開氣體混合箱的氣體成分,可以確保離開氣體混合箱供應(yīng)給模塊化培養(yǎng)箱的氣體具有所需和預(yù)定的最佳成分。

14、已經(jīng)發(fā)現(xiàn),對(duì)于培養(yǎng)箱腔室內(nèi)的氣體成分,即使與被認(rèn)為是最佳氣體成分的微小偏差,也可能對(duì)在其中培養(yǎng)的生物材料的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響,從而最終影響在培養(yǎng)胚胎的情況下最終懷孕的成功率。

15、因此,盡可能確保每個(gè)模塊化培養(yǎng)箱內(nèi)的氣體成分始終相同,且為被認(rèn)為是胚胎培養(yǎng)最佳的預(yù)定氣體成分,這一點(diǎn)非常重要。

16、已經(jīng)發(fā)現(xiàn),即使在通往和來(lái)自每個(gè)模塊化培養(yǎng)箱的供應(yīng)管線中供應(yīng)最佳氣體成分,當(dāng)在非穩(wěn)態(tài)下從一個(gè)模塊化培養(yǎng)箱切換到另一個(gè)模塊化培養(yǎng)箱時(shí),各種模塊化培養(yǎng)箱內(nèi)部的氣體成分可能會(huì)在不期望的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)生變化;也就是說(shuō),當(dāng)一個(gè)或多個(gè)模塊化培養(yǎng)箱從對(duì)接站短暫取出以對(duì)正在培養(yǎng)的生物材料進(jìn)行目視檢查和手動(dòng)補(bǔ)充、移除或更換生長(zhǎng)培養(yǎng)基時(shí),大氣中的空氣會(huì)進(jìn)入模塊化培養(yǎng)箱內(nèi)部。

17、在氣體混合箱中混合的所需氣體成分隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化并供應(yīng)給模塊化培養(yǎng)箱的情況下,也是如此。

18、發(fā)明人認(rèn)為,這些問(wèn)題可能源于在氣體混合箱和模塊化培養(yǎng)箱之間供應(yīng)氣體的氣體供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng),并且培養(yǎng)箱腔室之間的氣體成分變化可能源于模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的模塊化培養(yǎng)箱腔室內(nèi)部在對(duì)接站對(duì)接端口的氣體入口和出口之間的壓降變化。

19、還發(fā)現(xiàn),在移除并返回模塊化培養(yǎng)箱腔室后,氣體供應(yīng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的延遲或滯后使得很難調(diào)節(jié)向氣體混合箱供應(yīng)的co2和n2氣體,以在整個(gè)供應(yīng)系統(tǒng)中達(dá)到恒定且所需的氣體成分的穩(wěn)態(tài),從而為模塊化培養(yǎng)箱供應(yīng)氣體。

20、氣體成分長(zhǎng)時(shí)間偏離被認(rèn)為是最佳的氣體成分,最終可能會(huì)增加ivf程序在胚胎植入女性子宮后導(dǎo)致懷孕失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

21、因此,為了確保在模塊化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的胚胎具有最佳培養(yǎng)條件,至關(guān)重要的是每個(gè)模塊化培養(yǎng)箱腔室內(nèi)部的氣體成分與被認(rèn)為是最佳成分的特定氣體成分偏差盡可能小,并且在從一個(gè)模塊化培養(yǎng)箱切換到另一個(gè)模塊化培養(yǎng)箱時(shí),變化盡可能小。

22、因此,仍然需要一種改進(jìn)的對(duì)接站和相關(guān)的模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng),以確保在對(duì)接站的對(duì)接端口中對(duì)接的多個(gè)模塊化培養(yǎng)箱內(nèi)部,從一個(gè)模塊化培養(yǎng)箱切換到另一個(gè)模塊化培養(yǎng)箱時(shí),與所需和/或最佳氣體成分的偏差最小化。

23、本發(fā)明的一個(gè)目的是滿足這種需求。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面,實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

2、因此,本發(fā)明第一方面涉及一種用于模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的對(duì)接站,其中所述對(duì)接站包含:

3、多個(gè)用于容納模塊化培養(yǎng)箱腔室的對(duì)接端口;以及

4、氣體供應(yīng)系統(tǒng);

5、其中對(duì)于一個(gè)或多個(gè)所述對(duì)接端口,優(yōu)選對(duì)于所述對(duì)接站的所有所述對(duì)接端口,所述對(duì)接端口包含氣體對(duì)接端口出口和氣體對(duì)接端口入口;

6、其中所述氣體供應(yīng)系統(tǒng)包含氣源和氣體分配系統(tǒng);

7、其中所述氣源包含供應(yīng)氣體出口和返回氣體入口;

8、其中所述氣體分配系統(tǒng)包含主氣體供應(yīng)管線和主氣體返回管線;

9、其中所述氣體分配系統(tǒng)的主氣體供應(yīng)管線與所述氣源的供應(yīng)氣體出口流體連接,并且其中所述主氣體返回管線與所述氣源的返回氣體入口流體連接;

10、其中所述氣體分配系統(tǒng)包含多個(gè)歧管對(duì),其中每個(gè)歧管對(duì)包含進(jìn)氣歧管和出氣歧管;

11、其中每個(gè)歧管對(duì)的進(jìn)氣歧管在進(jìn)氣歧管連接點(diǎn)處與所述主氣體供應(yīng)管線流體連接;

12、其中每個(gè)歧管對(duì)的出氣歧管在出氣歧管連接點(diǎn)處與所述主氣體返回管線流體連接;

13、其中在所述主氣體供應(yīng)管線上定義氣體供應(yīng)管線參考點(diǎn),該點(diǎn)位于所有所述進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣歧管連接點(diǎn)的上游位置;

14、其中在所述主氣體返回管線上定義氣體返回管線參考點(diǎn),該點(diǎn)位于所有所述出氣歧管的出氣歧管連接點(diǎn)的下游位置;

15、其中每個(gè)歧管對(duì)以如下方式連接到所述對(duì)接站的一個(gè)或多個(gè)對(duì)接端口:對(duì)于特定的歧管對(duì),以及對(duì)于連接到該歧管對(duì)的一個(gè)或多個(gè)對(duì)接端口,所述對(duì)接端口的氣體對(duì)接端口出口與所述進(jìn)氣歧管流體連接,并且所述對(duì)接端口的氣體對(duì)接端口入口與所述出氣歧管流體連接;

16、其中所述氣體分配系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成,對(duì)于所述對(duì)接站的兩個(gè)或更多個(gè)對(duì)接端口,優(yōu)選對(duì)于所述對(duì)接站的所有對(duì)接端口,在向所述對(duì)接端口輸送氣體和從所述對(duì)接端口輸送氣體時(shí),氣體從所述氣體供應(yīng)管線參考點(diǎn)到所述對(duì)接端口以及從所述對(duì)接端口到所述氣體返回管線參考點(diǎn)的行進(jìn)距離d基本相等;其中對(duì)于特定對(duì)接端口,行進(jìn)距離d定義為:

17、d=d1+d2+d3+d4;

18、其中d1定義為從所述氣體供應(yīng)管線參考點(diǎn)到所述主氣體供應(yīng)管線上相應(yīng)進(jìn)氣歧管連接點(diǎn)的距離;

19、其中d2定義為從所述主氣體供應(yīng)管線上相應(yīng)歧管連接點(diǎn)到所述對(duì)接端口氣體出口的距離;

20、其中d3定義為從所述對(duì)接端口氣體入口到所述主氣體返回管線上相應(yīng)出氣歧管連接點(diǎn)的距離;

21、其中d4定義為從所述主氣體返回管線上所述出氣歧管連接點(diǎn)到所述氣體返回管線參考點(diǎn)的距離。

22、在第二方面,本發(fā)明涉及一種模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng),其包含根據(jù)本發(fā)明第一方面的對(duì)接站以及一個(gè)或多個(gè)模塊化培養(yǎng)箱腔室;其中對(duì)于一個(gè)或多個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)模塊化培養(yǎng)箱腔室,所述模塊化培養(yǎng)箱腔室包含:

23、具有第一端和第二端的外殼,從而在所述第一端和第二端之間限定縱向方向x;

24、其中所述外殼包含蓋子,所述蓋子被配置為能夠在允許進(jìn)入所述模塊化培養(yǎng)箱腔室內(nèi)部的打開配置和密封所述模塊化培養(yǎng)箱腔室內(nèi)部的關(guān)閉配置之間切換;

25、其中所述模塊化培養(yǎng)箱腔室在其內(nèi)部包含培養(yǎng)皿支架,用于放置培養(yǎng)皿,以便在所述模塊化培養(yǎng)箱腔室的外殼內(nèi)容納一種或多種生物材料m;

26、其中所述模塊化培養(yǎng)箱腔室包含氣體腔室入口和氣體腔室出口,其中所述氣體腔室入口和所述氣體腔室出口與所述模塊化培養(yǎng)箱腔室的內(nèi)部流體連接。

27、在第三方面,本發(fā)明涉及一種用于向?qū)诱咎峁怏w的氣源,其中所述氣源包含供應(yīng)氣體出口,用于連接到對(duì)接站的主氣體供應(yīng)管線,并且其中所述氣源包含返回氣體入口,用于連接到所述對(duì)接站的主氣體返回管線;其中所述氣源如本發(fā)明第一方面所定義。

28、在第四方面,本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明第一方面的對(duì)接站在培養(yǎng)活生物材料中的用途。

29、在第五方面,本發(fā)明提供了根據(jù)本發(fā)明第二方面的模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)在培養(yǎng)活生物材料中的用途。

30、在第六方面,本發(fā)明提供了一種培養(yǎng)活生物材料的方法,其中所述方法包括:

31、i)提供根據(jù)本發(fā)明第一方面的模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng);

32、ii)提供活生物材料;

33、iii)將所述活生物材料放置在培養(yǎng)皿中,隨后將所述培養(yǎng)皿放置在所述模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的模塊化培養(yǎng)箱腔室內(nèi)部;

34、iv)將所述模塊化培養(yǎng)箱腔室對(duì)接在所述模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的對(duì)接站的對(duì)接端口中;

35、v)使所述活生物材料在所述模塊化培養(yǎng)箱腔室中進(jìn)行培養(yǎng);

36、vi)通過(guò)所述對(duì)接站的氣體供應(yīng)系統(tǒng),使氣體通過(guò)所述模塊化培養(yǎng)箱系統(tǒng)的模塊化培養(yǎng)箱腔室內(nèi)部。

37、本發(fā)明的各個(gè)方面確保了在對(duì)接站的各個(gè)對(duì)接端口中,通過(guò)所有對(duì)接在其中的模塊化培養(yǎng)箱腔室的氣流相等,這已被證明可以減少在偏離穩(wěn)態(tài)后,例如在短暫移除并將模塊化培養(yǎng)箱腔室返回其對(duì)接端口以對(duì)正在培養(yǎng)的生物材料進(jìn)行目視檢查和/或手動(dòng)補(bǔ)充、移除或更換生長(zhǎng)培養(yǎng)基后,氣體成分恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的延遲或滯后。

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