一种循环肿瘤细胞在体清除系统

本发明实施例涉及医疗器械，尤其涉及一种循环肿瘤细胞在体清除系统。背景技术：1、由原发瘤脱落到外周血中的肿瘤细胞被称为循环肿瘤细胞，其在外周血中存活，进行外渗和定植，形成新的转移灶，这是介导肿瘤转移的关键因素之一。清除外周血的循环肿瘤细胞(ctc，circulating tumor cell)有希望减轻肿瘤转移的风险，可以作为辅助化疗、放疗的治疗方式。然而该设想面临两个挑战：1、如何完成全身血液的循环肿瘤细胞分离，2、如何清除循环肿瘤细胞。目前的研究止步于对ctc的采样式分离，或者在体清除少量的ctc，而没有实现针对外周血ctc的治疗，主要是难以对患者的全身血液进行连续性的处理。2、相关技术中提供的一种方案是利用介电泳分离ctc后电穿孔清除细胞，但是这是一种微流循环肿瘤细胞在体清除系统控方法，处理速度和体积受到极大限制，只适用于采血场景，无法高效清除体内循环肿瘤细胞在体清除系统所有的ctc，也就无法最大程度地减少肿瘤转移风险。3、相关技术中提供的另一种方案是基于生物亲和技术在体捕获ctc并对其清除的方法，但是或是捕获系统的容量受限，需要频繁地取出更换，或是需要在血液流动中保证细胞和装置有充足反应时间，因此处理通量受限，均无法满足持续性清除所有ctc的功能。技术实现思路1、本发明实施例提供了一种循环肿瘤细胞在体清除系统，以持续高效的对生物体内的循环肿瘤细胞进行清除2、本发明实施例提供了一种循环肿瘤细胞在体清除系统，所述系统包括以下组件：第一蠕动泵、第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀、第二蠕动泵、电穿孔缓冲液储液管、废液储液管和高压脉冲电源；3、各个组件通过硅胶软管连接，使血液或电穿孔缓冲液流通，所述第一电磁阀和第二电磁阀用于控制循环肿瘤细胞分离通路、循环肿瘤细胞电穿孔通路和细胞碎片清除通路的切换；4、所述循环肿瘤细胞分离通路包括连通的活体对象动脉、第一蠕动泵、第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀和活体对象静脉；5、所述循环肿瘤细胞电穿孔通路包括连通的电穿孔缓冲液储液管、第二蠕动泵、第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀和废液储液管；所述装载有金属滤膜的夹具上设置有第一铂网电极和第二铂网电极，所述第一铂网电极和第二铂网电极通过导线连接有高压脉冲电源；6、所述细胞碎片清除通路包括连通的活体对象动脉、第一蠕动泵、第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀和废液储液管。7、可选地，所述金属滤膜为镍多孔膜，所述镍多孔膜上包含27万以上个滤孔。8、可选地，所述镍多孔膜的面积为1cm2，滤孔直径为8-10μm，孔间距为4-5μm，滤孔形状为正六边形。9、可选地，所述装载有金属滤膜的夹具包括：第一夹具主体、第二夹具主体、第一垫片、第二垫片、第一铂网电极、第二铂网电极和卡扣，所述第一铂网电极和第二铂网电极通过导线引出连接至高压脉冲电源，所述第一垫片和第二垫片分别用于固定第一铂网电极和第二铂网电极，并控制第一铂网电极和第二铂网电极之间的电极间距，所述第一垫片和第二垫片之间夹有金属滤膜。10、可选地，在循环肿瘤细胞分离通路连通的过程中，所述第一蠕动泵将活体对象血液从活体对象动脉引出，所述活体对象血液流经第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀后回输至活体对象静脉，所述金属滤膜从流经的活体对象血液中捕获循环肿瘤细胞。11、可选地，在循环肿瘤细胞电穿孔通路连通的过程中，所述第二蠕动泵将电穿孔缓冲液从电穿孔缓冲液储液管引出，所述电穿孔缓冲液经过第一电磁阀后冲洗夹具，将所述金属滤膜上剩余的血液推出，经过第二电磁阀流入废液储液管，并且所述电穿孔缓冲液充满夹具，形成均匀的电缓冲液体介质；所述连接有高压脉冲电源的第一铂网电极和第二铂网电极在所述金属滤膜两侧形成电场，完成细胞电穿孔。12、可选地，在细胞碎片清除通路连通的过程中，所述第一蠕动泵将活体对象血液从活体对象动脉引出，所述活体对象血液经过第一电磁阀后冲洗夹具，将电击穿孔缓冲液的废液排出至废液储液管，所述废液中包含细胞电穿孔过程中破碎的细胞碎片。13、可选地，所述系统还包括：通路切换控制装置，所述通路切换控制装置基于串口通信协议分别于第一蠕动泵、第二蠕动泵、第一电磁阀和第二电磁阀连接通讯，所述通路切换控制装置包括：14、第一切换模块，用于控制第一电磁阀和第二电磁阀切换至循环肿瘤细胞分离通路连通状态，并控制第一蠕动泵工作；15、第二切换模块，用于控制第一电磁阀和第二电磁阀切换至循环肿瘤细胞电穿孔通路连通状态，并控制第二蠕动泵工作；16、第三切换模块，用于控制第一电磁阀和第二电磁阀切换至细胞碎片清除通路连通状态，并控制第一蠕动泵工作。17、可选地，所述系统中血液或电穿孔缓冲液的通量为：1ml/分钟。18、可选地，所述镍多孔膜是按照以下步骤制备得到的：19、在硅片表面溅射铝粘附层；20、在粘附层表面溅射铜种子层；21、在铜种子层表面采用az4620型号光刻胶进行光刻、显影后形成微柱阵列；22、电镀镍，在铜种子层表面生长镍，形成多孔膜结构；23、洗去光刻胶，腐蚀铜，得到镍多孔膜。24、采用本发明实施例提供的循环肿瘤细胞在体清除系统，通过循环肿瘤细胞分离通路、循环肿瘤细胞电穿孔通路和细胞碎片清除通路这三种通路的切换，基于金属滤膜持续的完成循环肿瘤细胞的在体分离，并周期性的对收集到的循环肿瘤细胞进行电穿孔破碎和清除，避免金属滤膜持续工作堵塞滤孔，从而可以周期性的持续工作，持续清除体内所有现存的和实时新生成的ctc。技术特征：1.一种循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述系统包括以下组件：第一蠕动泵、第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀、第二蠕动泵、电穿孔缓冲液储液管、废液储液管和高压脉冲电源；2.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述金属滤膜为镍多孔膜，所述镍多孔膜上包含27万以上个滤孔。3.根据权利要求2所述循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述镍多孔膜的面积为1cm2，滤孔直径为8-10μm，孔间距为4-5μm，滤孔形状为正六边形。4.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述装载有金属滤膜的夹具包括：第一夹具主体、第二夹具主体、第一垫片、第二垫片、第一铂网电极、第二铂网电极和卡扣，所述第一铂网电极和第二铂网电极通过导线引出连接至高压脉冲电源，所述第一垫片和第二垫片分别用于固定第一铂网电极和第二铂网电极，并控制第一铂网电极和第二铂网电极之间的电极间距，所述第一垫片和第二垫片之间夹有金属滤膜。5.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，在循环肿瘤细胞分离通路连通的过程中，所述第一蠕动泵将活体对象血液从活体对象动脉引出，所述活体对象血液流经第一电磁阀、装载有金属滤膜的夹具、第二电磁阀后回输至活体对象静脉，所述金属滤膜从流经的活体对象血液中捕获循环肿瘤细胞。6.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，在循环肿瘤细胞电穿孔通路连通的过程中，所述第二蠕动泵将电穿孔缓冲液从电穿孔缓冲液储液管引出，所述电穿孔缓冲液经过第一电磁阀后冲洗夹具，将所述金属滤膜上剩余的血液推出，经过第二电磁阀流入废液储液管，并且所述电穿孔缓冲液充满夹具，形成均匀的电缓冲液体介质；所述连接有高压脉冲电源的第一铂网电极和第二铂网电极在所述金属滤膜两侧形成电场，完成细胞电穿孔。7.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，在细胞碎片清除通路连通的过程中，所述第一蠕动泵将活体对象血液从活体对象动脉引出，所述活体对象血液经过第一电磁阀后冲洗夹具，将电击穿孔缓冲液的废液排出至废液储液管，所述废液中包含细胞电穿孔过程中破碎的细胞碎片。8.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述系统还包括：通路切换控制装置，所述通路切换控制装置基于串口通信协议分别于第一蠕动泵、第二蠕动泵、第一电磁阀和第二电磁阀连接通讯，所述通路切换控制装置包括：9.根据权利要求1-8任一项所述的循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述系统中血液或电穿孔缓冲液的通量为：1ml/分钟。10.根据权利要求2所述的循环肿瘤细胞在体清除系统，其特征在于，所述镍多孔膜是按照以下步骤制备得到的：技术总结本发明提供了循环肿瘤细胞在体清除系统，涉及医疗器械技术领域。采用本发明实施例提供的循环肿瘤细胞在体清除系统，通过循环肿瘤细胞分离通路、循环肿瘤细胞电穿孔通路和细胞碎片清除通路这三种通路的切换，基于金属滤膜持续的完成循环肿瘤细胞的在体分离，并周期性的对收集到的循环肿瘤细胞进行电穿孔破碎和清除，避免金属滤膜持续工作堵塞滤孔，从而可以周期性的持续工作，持续清除体内所有现存的和实时新生成的CTC。技术研发人员：王玮,窦松涛,张毅,许清梅受保护的技术使用者：北京大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15