專利名稱:針刺式組織片玻璃化冷凍載體與冷凍卵巢組織的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于玻璃化冷凍保存領(lǐng)域,特別涉及卵巢、肝臟等器官或組織的玻璃化冷凍 載體和冷凍方法。
背景技術(shù):
隨著深低溫保存技術(shù)的進(jìn)步,冷凍技術(shù)已不局限于冷凍細(xì)胞、配子或胚胎。對組織 器官的凍存是冷凍技術(shù)的發(fā)展趨勢。玻璃化冷凍法是近年提出的超快速冷凍方法,比程 序化冷凍耗時短,方便廉價,無冰晶損傷,研究認(rèn)為更適合細(xì)胞成分不單一的組織或器 官凍存,但玻璃化冷凍存在的缺點(diǎn)是所需冷凍保護(hù)劑濃度較高,導(dǎo)致細(xì)胞毒性增加, 限制了其在人體組織、器官保存中的應(yīng)用。改善冷凍載體或方法來提高冷凍速率以降低 冷凍保護(hù)劑的濃度,是近年來學(xué)者對玻璃化冷凍研究探索的主要內(nèi)容。
卵巢是女性重要的生殖和內(nèi)分泌器官,其內(nèi)含有多種不同特性的細(xì)胞成分,且卵母 細(xì)胞具有不可再生的特性,因此對于卵巢的冷凍保存較其它組織器官更具有難度和挑戰(zhàn)
性。對一些經(jīng)歷了大劑量化放療的惡性腫瘤存活者、自身免疫疾病的治療和其他醫(yī)源性 因素而發(fā)生卵巢早衰的患者,疾病治療前取少量卵巢皮質(zhì)組織進(jìn)行冷凍保存,之后解凍 復(fù)蘇移植,給患者恢復(fù)月經(jīng)和生育帶來希望,是目前生殖醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。
在對哺乳動物卵巢組織玻璃化冷凍中,傳統(tǒng)的玻璃化冷凍方法是采取冷凍管作為載 體(麥管或冷凍小管),將卵巢組織切成片狀或條狀,采用高濃度的冷凍保護(hù)劑脫水后, 將組織連同保護(hù)劑一起吸入或放入冷凍管封閉后,再直接放入液氮中,該方法冷凍保護(hù) 劑體積較大,降溫速率較慢,因此,近年來被直接與液氮接觸的冷凍方法所取代。如對 小鼠和人卵巢組織的冷凍研究中,采用聚酯纖維薄膜或電鏡銅網(wǎng)作為載體(見Hasegawa A, Hamada Y, Mehandjiev T and Koyama K (2004) In vitro growth and maturation as well as fertilization of mouse preantral oocytes from vitrified ovaries. Fertil Steril 81, 824—830.; Isachenko E, Isachenko V, Rahimi G and Nawroth F (2003) Cryopreservation of human ovarian tissue by direct plunging into liquid nitrogen. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 108,186-193.);同樣原理,有研究采用尼龍網(wǎng)作為冷凍載體;或者將牛或小鼠卵巢組織塊放入冷凍管中,將不封口的冷凍管直接放在液氮中或?qū)⑸倭恳旱苯痈采w于卵巢組織 來增加組織與液氮接觸面積,以加快降溫速率(見Bordes A, Lornage J, Demirci B, Franck M, Courbiere B, Guerin JF and Salle B (2005) Normal gestations and live births after orthotopic autograft of vitrified—wanned hemi陽ovaries into ewes. Hum Reprod 20, 2745 _ 2748.; Chen SU, Chien CL, Wu MY, Chen TH, Lai SM, Lin CW and Yang YS (2006) Novel direct cover vitrification for cryopreservation of ovarian tissues increases follicle viability and pregnancy capability in mice. Hum Reprod 21,2794 - 2800);此夕卜,也有研究 采用無載體的玻璃化冷凍(見Yeoman RR, Wolf DP and Lee DM (2005) Coculture of monkey ovarian tissue increases survival after vitrification and slow-rate freezing. Fertil Steril 83, 1248 — 1254; Li YB, Zhou CQ, Yang GF, Wang Q and Dong Y (2007) Modified vitrification method for cryopreservation of human ovarian tissues. Chin Med J (Engl) 120, 110-114)。這些方法或者不能使組織充分接觸液氮,或者組織表面的冷 凍保護(hù)劑殘留會降低冷凍速率,特別是多樣本同時進(jìn)行冷凍時,會增加操作難度,難以 保證各樣本以同樣的條件脫水和冷凍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種新型的針刺式組織片玻璃化冷凍 載體及與該載體配套的冷凍方法,使用此種載體和配套的冷凍方法,不僅可提高降溫速 率,降低冷凍保護(hù)劑濃度和毒性,在多樣本同時進(jìn)行冷凍時,使各樣本能以同樣的條件 脫水和冷凍,而且操作簡單、高效。
本發(fā)明所述針刺式組織片玻璃化冷凍載體由一端封閉、 一端開口的凍存管和針刺裝 置組成;所述針刺裝置包括針頭和安裝在針頭上的用于穿組織片的針,針頭上設(shè)置有與
凍存管開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的部段;針刺裝置與凍存管組合后,用于穿組織片
的針位于凍存管內(nèi),針頭為凍存管的管塞將凍存管開口端封閉。
為防止載體放于空氣中因液氮揮發(fā)引起的壓力驟變使凍存管爆裂,凍存管內(nèi)設(shè)置有 隔板,該隔板與開口端之間的空間用于裝液氮和穿在針上的組織,該隔板與封閉端和它 們之間的管壁圍成的空間裝有減壓填料,隔板、凍存管的封閉端壁或/和它們之間的管壁
上開有減壓孔。隔板安裝位置的優(yōu)選方案隔板與凍存管封閉端的間距LI是隔板與凍 存管開口端的間距L2的五分之一至四分之一。減壓填料為棉繩或棉紗或其它纖維等軟 性材料。
用于穿組織片的針至少為一根(即一根或多根),為了了避免組織的損傷,所述針
5的直徑不大于0.2mm,優(yōu)選0.12 0.18mm。
為了便于操作,針刺裝置可設(shè)置手柄,所述手柄與針頭連接。為了既便于操作,又 節(jié)約儲存空間,本發(fā)明將手柄設(shè)計成長手柄和短手柄,長手柄和短手柄可以是一體化結(jié) 構(gòu),在長手柄與短手柄的分界處設(shè)置易于折斷的收縮結(jié)構(gòu);長手柄和短手柄也可以是兩 個構(gòu)件,采用插裝式連接。這樣在將裝有液氮和被冷凍組織的載體放入液氮罐儲存前能 方便、快速地去掉長手柄。
本發(fā)明所述載體中,瓶塞或短手柄可以采用不同的顏色,便于樣本的分組;瓶管側(cè)
壁和手柄側(cè)壁都可以采用耐低溫記號筆作標(biāo)記,以方便區(qū)分不同樣本。 本發(fā)明所述載體可用于卵巢、肝臟等多種組織片的玻璃化冷凍。 本發(fā)明所述玻璃化冷凍卵巢組織的方法,使用上述針刺式組織片玻璃化冷凍載體,
操作步驟如下
(1 )將手術(shù)獲得的人卵巢皮質(zhì)片在盛有標(biāo)本收集液的培養(yǎng)皿中分割成卵巢組織片, 然后將至少4片卵巢組織片相隔有間距地穿在針上;
(2) 將穿有卵巢組織片的針轉(zhuǎn)移至冷凍保護(hù)劑中脫水后,用消毒吸水材料吸去卵 巢組織片表面的冷凍保護(hù)劑,再將穿有卵巢組織片的針放入盛有液氮的容器中;
(3) 將凍存管放入盛有液氮的容器中,并使液氮裝入凍存管,然后在液氮中將穿 有卵巢組織片的針放入凍存管,針頭作為管塞將凍存管的開口端封閉;
(4) 將步驟(3)組裝的裝有液氮和卵巢組織片的冷凍載體轉(zhuǎn)移至液氮罐進(jìn)行儲存。 若針刺式組織片玻璃化冷凍載體設(shè)置的手柄由長手柄和短手柄組成,則去掉長手柄后, 將步驟(3)組裝的裝有液氮和卵巢組織片的冷凍載體轉(zhuǎn)移至液氮罐進(jìn)行儲存。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、 使用本發(fā)明所述載體,在多樣本組織同時進(jìn)行玻璃化冷凍時,不僅操作簡單、 高效,而且可使各樣本以同樣的條件接觸冷凍保護(hù)劑和液氮。
2、 由于本發(fā)明所述載體可將多個卵巢組織片相隔有間距地穿在針上串成一排進(jìn)行 玻璃化冷凍的各項(xiàng)操作和儲存,使多個組織片以相同的條件脫水和冷凍,防止樣本逐一 冷凍由于脫水時間不一致而造成的凍存效果不穩(wěn)定。
3、 使用本發(fā)明所述載體操作,可以將卵巢組織表面附著的冷凍保護(hù)劑體積降至最 低,有效提高降溫速率和降低冷凍保護(hù)劑殘留的不利影響,并使卵巢組織片各部位均能 直接接觸液氮,目前現(xiàn)有的玻璃化冷凍方法,尚不能同時滿足組織全面接觸液氮和最小 化冷凍保護(hù)劑體積的要求。4、 使用本發(fā)明所述載體,由于玻璃化冷凍降溫速率的明顯提高,可以采用較低濃 度的冷凍保護(hù)劑進(jìn)行脫水(例如,人類卵巢組織玻璃化冷凍,可采用目前最低濃度冷凍 保護(hù)劑15%二甲基亞楓和15%乙二醇,v/v),因而具有低濃度保護(hù)劑低毒性的優(yōu)點(diǎn),具 備臨床應(yīng)用前景。5、 實(shí)驗(yàn)表明,使用本發(fā)明所述載體及其配套的玻璃化冷凍方法,可以良好保存卵 泡的形態(tài)和活力,且對卵巢多細(xì)胞成分的保存(如間質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)成分的保存) 優(yōu)于程序化慢凍和無載體玻璃化冷凍法;通過小鼠凍融卵巢的同種異體異位移植的動物 模型表明卵巢移植物的發(fā)育潛和功能恢復(fù)較其他冷凍方法保存效果更佳,與新鮮組最 為接近。6、 本發(fā)明所述載體將凍存管與針刺裝置有機(jī)組合,使操作和儲存功能更加完善, 使用更加方便;針頭和手柄結(jié)構(gòu)便于穿刺樣本和冷凍操作,針頭兼作凍存管瓶塞,既簡 化了結(jié)構(gòu),又方便于存放樣本和取出樣本。7、 本發(fā)明所述載體中凍存管所設(shè)計的減壓結(jié)構(gòu),可防止載體放于空氣中因液氮揮 發(fā)引起的壓力驟變而使凍存管爆裂,因而使用更加安全。8、 本發(fā)明所述載體中,將手柄設(shè)計為短手柄和易于去除的長手柄,既方便操作, 又便于在將裝有液氮和被冷凍組織的載體放入液氮罐儲存前去掉長手柄,節(jié)約儲存空 間。
圖1是本發(fā)明所述針刺式組織片玻璃化冷凍載體的一種結(jié)構(gòu)簡圖; 圖2是本發(fā)明所述針刺式組織片玻璃化冷凍載體的又一種結(jié)構(gòu)簡圖; 圖3是針刺裝置的第一種結(jié)構(gòu)圖; 圖4是針刺裝置的第二種結(jié)構(gòu)圖; 圖5是針刺裝置的第三種結(jié)構(gòu)圖;圖6是圖5中三根針在針頭上的一種安裝方式示意圖;圖7是圖5中三根針在針頭上的又一種安裝方式示意圖;圖8是針刺裝置的第四種結(jié)構(gòu)圖;圖9是圖8的側(cè)視圖;圖IO是針剌裝置的第五種結(jié)構(gòu)圖;圖11是圖10中四根針在針頭上的一種安裝方式示意圖;圖12是使用本發(fā)明所述載體對卵巢組織片進(jìn)行玻璃化冷凍的操作示意圖。圖中,l一凍存管、2—隔板、3—減壓孔、4一減壓填料、5—長手柄、6—短手柄、 7—針頭、8—針、9一盛有液氮的容器、IO—長柄鑷、ll一組織片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l本實(shí)施例中,針刺式組織片玻璃化冷凍載體的結(jié)構(gòu)如圖1所示,由凍存管1和針刺 裝置組成。凍存管1為圓管, 一端封閉、 一端開口,用PE (聚乙烯)材料制作,長度 40畫,內(nèi)徑6誦。針刺裝置的結(jié)構(gòu)如圖8、圖9所示,由針頭7和用于穿組織片的針8 組成,針頭7的下部段為與凍存管1開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的圓錐狀,其上部段 為矩形板狀(玻璃化冷卻操作的夾持部位),針8為兩根,用不銹鋼制作,其直徑0.14mm、 長度30mm,相隔一定間距安裝在針頭7的下端。凍存管1與針刺裝置的組合方式如圖 l所示,組合后,針8從凍存管1的開口端插入凍存管1內(nèi),針頭7為凍存管1的管塞, 將凍存管l的開口端封閉。實(shí)施例2本實(shí)施例中,針刺式組織片玻璃化冷凍載體的結(jié)構(gòu)如圖2所示,由凍存管l和針刺 裝置組成。凍存管1為圓管, 一端封閉、 一端開口,用PE (聚乙烯)材料制作,長度 50mm,內(nèi)徑6mm,凍存管內(nèi)設(shè)置有隔板2,所述隔板與封閉端之間的間距Ll為lOmm, 與開口端之間的伺距L2為40mra,隔板2、封閉端和它們之間的管壁圍成的空間裝有減 壓填料棉繩4,隔板2、凍存管1的封閉端壁開有孔徑為1.5隱的減壓孔3。針刺裝置 的結(jié)構(gòu)如圖3所示,由長手柄5、短手柄6、針頭7和用于穿組織片的針8組成,長手 柄5和短手柄6為一體化結(jié)構(gòu),長手柄5與短手柄6的分界處為易于折斷的收縮結(jié)構(gòu), 針頭7的下部段為與凍存管1開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的圓錐狀,其上端與短手柄 6固連,針8為一根,用不銹鋼制作,其直徑0.18mm、長度35 mm,安裝在針頭7的 下端。凍存管1與針刺裝置的組合方式如圖2所示,組合后,針8從凍存管1的開口端 插入凍存管l內(nèi),針頭7為凍存管1的管塞,將凍存管l的開口端封閉。實(shí)施例3本實(shí)施例中,針刺式組織片玻璃化冷凍載體由凍存管1和針刺裝置組成。凍存管l 與實(shí)施例l相同;針刺裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示,由長手柄5、短手柄6、針頭7和用于 穿組織片的針8組成,長手柄5和短手柄6為兩個構(gòu)件,長手柄5的下部段為圓錐體, 短手柄6的上部段設(shè)置有與長手柄5相匹配的圓錐孔,長手柄5與短手柄6為插裝式連 接。針頭7的下部段為與凍存管1開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的圓錐狀,其上端與短手柄6固連,針8為一根,用不銹鋼制作,其直徑0.16mm、長度35 mm。組合后,針 8從凍存管1的開口端插入凍存管l內(nèi),針頭7為凍存管1的管塞,將凍存管l的開口 端封閉。實(shí)施例4本實(shí)施例中,針刺式組織片玻璃化冷凍載體由凍存管l和針刺裝置組成。凍存管l 的形狀和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式與實(shí)施例2相同,與實(shí)施例2不同之處是凍存管1長度60mm 內(nèi)徑12ran,隔板與封閉端之間的間距L1為10mm,與開口端之間的間距L2為50mm;針 刺裝置的結(jié)構(gòu)如圖5、圖6所示,與實(shí)施例2不同之處是用于穿組織片的針8為三根, 長度42mm,相隔一定間距呈"三角"狀安裝在針頭7的下端。三根針也可隔一定間距 呈"一字"狀安裝在針頭7的下端,如圖7所示。實(shí)施例5本實(shí)施例中,針刺式組織片玻璃化冷凍載體由凍存管l和針刺裝置組成。凍存管l 的形狀和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式與實(shí)施例2相同,與實(shí)施例2不同之處是:凍存管1的內(nèi)徑12誦; 針刺裝置的結(jié)構(gòu)如圖IO、圖11所示,由針頭7和用于穿組織片的針8組成,針頭7的 下部段為與凍存管1開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的圓錐狀,其上部段為矩形板狀(玻 璃化冷卻操作的夾持部位),針8為四根,用不銹鋼制作,其直徑0.12mm、長度35 mm, 相隔一定間距呈"矩形"狀安裝在針頭7的下端。。實(shí)施例6本實(shí)施例使用實(shí)施例2所述針刺式組織片玻璃化冷凍載體對凍卵巢組織進(jìn)行玻璃化 冷凍,操作方式如圖12所示,操作步驟如下(1) 將手術(shù)獲得的人卵巢皮質(zhì)片在盛有標(biāo)本收集液(Leibovitz-15培養(yǎng)基添加10% 的胎牛血清或白蛋白或合成血清替代成分)的培養(yǎng)皿中分割成面積1 4mm2的卵巢組織 片,然后將4-6片卵巢組織片相隔2 5 mm間距穿在不銹鋼針8上;(2) 手持長手柄5將穿有卵巢組織片的不銹鋼針8依次轉(zhuǎn)移至第一種冷凍保護(hù)劑 7.5% (v/v) 二甲基亞楓和7.5% (v/v)乙二醇中脫水IO分鐘、第二種冷凍保護(hù)劑15%(v/v) 二甲基亞楓和15% (v/v)乙二醇中脫水2分鐘,然后用消毒紗布吸去卵巢組織 片表面的冷凍保護(hù)劑,再將穿有卵巢組織片的不銹鋼針8放入盛有液氮的容器9中;(3) 用長柄鑷10將凍存管1傾斜放入盛有液氮的容器9中,使液氮進(jìn)入凍存管1, 然后手持長手柄5在液氮中將穿有卵巢組織片的不銹鋼針8放入凍存管1,針頭7作為 管塞將凍存管1的開口端封閉;(4) 折去長手柄5后,將步驟3組裝的裝有液氮和卵巢組織片的冷凍載體轉(zhuǎn)移至 液氮罐進(jìn)行儲存。
權(quán)利要求
1、一種針刺式組織片玻璃化冷凍載體,包括一端封閉、一端開口的凍存管(1),其特征在于還包括針刺裝置,所述針刺裝置包括針頭(7)和安裝在針頭上用于穿組織片的針(8),針頭(7)上設(shè)置有與凍存管(1)開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的部段;針刺裝置與凍存管(1)組合后,針(8)位于凍存管(1)內(nèi),針頭(7)為凍存管(1)的管塞將凍存管開口端封閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的針刺式組織片玻璃化冷凍載體,其特征在于所述凍存管 (1)內(nèi)設(shè)置有隔板(2),該隔板與封閉端和它們之間的管壁圍成的空間裝有減壓填料 (4),隔板(2)、凍存管(1)的封閉端壁或/和它們之間的管壁上開有減壓孔(3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的針刺式組織片玻璃化冷凍載體,其特征在于隔板(2)與凍存管(1)封閉端的間距L1是隔板(2)與凍存管(1)開口端的間距L2的五分之一 至四分之一;減壓填料(4)為棉繩或棉紗。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的針刺式組織片玻璃化冷凍載體,其 特征在于用于穿組織片的針(8)至少為一根,其直徑不大于0.2mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的針刺式組織片玻璃化冷凍載體,其特征在于針刺裝置還 包括手柄,所述手柄與針頭(7)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的針刺式組織片玻璃化冷凍載體,其特征在于所述手柄由長手柄(5)和短手柄(6)組成,長手柄(5)和短手柄(6)為一體化結(jié)構(gòu),長手柄(5) 與短手柄(6)的分界處為易于折斷的收縮結(jié)構(gòu)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的針刺式組織片玻璃化冷凍載體,其特征在于所述手柄由 長手柄(5)和短手柄(6)組成,長手柄(5)與短手柄(6)為插裝式連接。
8、 一種玻璃化冷凍卵巢組織的方法,其特征在于冷凍載體為權(quán)利要求1至5所述的任一針刺式組織片玻璃化冷凍載體,操作步驟如下(1) 將手術(shù)獲得的人卵巢皮質(zhì)片在盛有標(biāo)本收集液的培養(yǎng)皿中分割成卵巢組織片, 然后將至少4片卵巢組織片相隔有間距地穿在針(8)上;(2) 將穿有卵巢組織片的針(8)轉(zhuǎn)移至冷凍保護(hù)劑中脫水后,用消毒吸水材料吸 去卵巢組織片表面的冷凍保護(hù)劑,再將穿有卵巢組織片的針(8)放入盛有液氮的容器(9)中;(3) 將凍存管(1)放入盛有液氮的容器(9)中,并使液氮裝入凍存管(1),然后在液氮中將穿有卵巢組織片的針(8)放入凍存管(1),針頭(7)作為管塞將凍存管 (1)的開口端封閉;(4)將步驟(3)組裝的裝有液氮和卵巢組織片的冷凍載體轉(zhuǎn)移至液氮罐進(jìn)行儲存。 9、 一種玻璃化冷凍卵巢組織的方法,其特征在于冷凍載體為權(quán)利要求6或7所述 的針剌式組織片玻璃化冷凍載體,操作步驟如下(1) 將手術(shù)獲得的人卵巢皮質(zhì)片在盛有標(biāo)本收集液的培養(yǎng)皿中分割成卵巢組織片, 然后將至少4片卵巢組織片相隔有間距地穿在針(8)上;(2) 手持長手柄(5)將穿有卵巢組織片的針(8)轉(zhuǎn)移至冷凍保護(hù)劑中脫水后, 用消毒吸水材料吸去卵巢組織片表面的冷凍保護(hù)劑,再將穿有卵巢組織片的針(8)放 入盛有液氮的容器(9)中;(3) 將凍存管(1)放入盛有液氮的容器(9)中,并使液氮裝入凍存管(1),然 后手持長手柄(5)在液氮中將穿有卵巢組織片的針(8)放入凍存管(1),針頭(7) 作為管塞將凍存管(1)的開口端封閉;(4) 去掉長手柄(5)后,將步驟(3)組裝的裝有液氮和卵巢組織片的冷凍載體 轉(zhuǎn)移至液氮罐進(jìn)行儲存。
全文摘要
一種針刺式組織片玻璃化冷凍載體,由一端封閉、一端開口的凍存管和針刺裝置組成。所述針刺裝置包括針頭和安裝在針頭上用于穿組織片的針,針頭上設(shè)置有與凍存管開口端的內(nèi)部形狀和尺寸匹配的部段;針刺裝置與凍存管組合后,針位于凍存管內(nèi),針頭為凍存管的管塞將凍存管開口端封閉。使用本發(fā)明所述載體,可將多個組織片(如卵巢組織片、肝臟組織片)相隔有間距地穿在針上串成一排進(jìn)行玻璃化冷凍的各項(xiàng)操作和儲存,在多樣本組織同時進(jìn)行玻璃化冷凍時,操作簡單、高效,可使各樣本以同樣的條件脫水和冷凍。對卵巢多細(xì)胞成分的保存(如間質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)成分的保存)優(yōu)于程序化慢凍和無載體玻璃化冷凍法。
文檔編號C12N5/08GK101314757SQ200810045568
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者李尚為, 燕 汪 申請人:四川大學(xué)華西第二醫(yī)院