Устройство для замораживания и оттаивания биологических объектов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее емкость для 8 11 теплоносителя, вертикальные элементы для ввода в ткань объекта, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и сохранения качества биообъекта, оно снабжено дополнительной емкостью для теплоносителя , установленной над основной, и цилиндрическим контейнером с эластичной крышкой для биообъекта, установленным в основной емкости и сообщенным с дополнительной емкостью трубопроводом через распределительную камеру, расположенную под днищем контейнера, при этом элементы для ввода в ткань биообъекта выполнены в виде направленных вверх остроконечных трубок, нижняя часть которых закреплена в днище контейнера, а верхняя проходит через эластичную крыщку. (Л со ;с О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(511 F 25 D 310 А 61 М 100

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CD

CO )

Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3530662/28-13 (22) 29.12.82 (46) 30.01.84. Бюл. № 4 (72) Б. Т. Стегний, Г. А. Красников, В. С. Белоконь и В. Н. Шинкаренко (71) Украинский ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии (53) 664.8.037 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 906555, кл. F 25 D 3/10, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 611087, кл. F 25 D 3/10, 1977 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, содержащее емкость для

„„SU„„1070396 А теплоносителя, вертикальные элементы для ввода в ткань объекта, отличающееся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и сохранения качества биообъекта, оно снабжено дополнительной емкостью для теплоносителя, установленной над основной, и цилиндрическим контейнером с эластичной крышкой для биообъекта, установленным в основной емкости и сообщенным с дополнительной емкостью трубопроводом через распределительную камеру, расположенную под днищем контейнера, при этом элементы для ввода в ткань биообъекта выполнены в виде направленных вверх остроконечных трубок, нижняя часть которых закреплена в днище контейнера, а верхняя проходит через эластичную крышку.

1070396

Изобретение относится к холодильному оборудованию, а именно к устройствам для замораживания и оттаивания биологических объектов.

Известно устройство для замораживания и хранения биологических материалов, включающее емкость с центральным трубопроводом для циркуляции хладагента, снабженным интенсификаторами теплообмена, выполненными в виде пластин, отходящих от его стенок (1) .

Недостаток данного устройства заключается в том, что интенсификаторы усиливают отвод тепла только от поверхности замораживаемых материалов, глубинные участки которых остаются недомороженными.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для замораживания и оттаивания биологических объектов, содержащее е»кость для теплоносителя и вертикальные элементы для ввода в ткань объекта, представляющие собой ножи, рассекающие при работе ткань и остающиеся в контакте с ней до окончания замораживания (2).

Однако устройство не может обеспечить значительной интенсификации замораживания тканей в глубине органов, поскольку вводимые в них вертикально расположенные ножи не имеют непосредственного контакта с теплоносителем. Кроме того, в устройстве не предусмотрено регулирование интенсивности тепловой обработки объектов.

Цель изобретения — интенсификация теплообмена и сохранение качества биообъекта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для замораживания и оттаивания биологических объектов, содержащее емкость для теплоносителя и вертикальные элементы для ввода в ткань объекта, снабжено дополнительной емкостью для теплоносителя, установленной над основной, и цилиндрическим контейнером с эластичной крышкой для биообъекта, установленным в основной емкости и сообщенным с дополнительной емкостью трубопроводом через распределительную камеру, расположенную под днищем контейнера, при этом элементы для ввода в ткань биообъекта выполнены в виде направленных вверх остроконечных трубок, нижняя часть которых закреплена в днище контейнера, а верхняя проходит через эластичную крышку.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для замораживания и оттаивания, общий вид; на фиг. 2 — контейнер для биообъекта; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2.

Устройство для замораживания и оттаивания биологических объектов включает две емкости 1 и 2 для теплоносителя, выполненные в виде сосуда Дьюара. Основная емкость 1 закреплена на плите 3 с прикрепленной к ней штангой 4, по которой перемешается втулка 5 с фиксирующим винтом 6 и хомутом 7, удерживающим дополнительную емкость 2. Последняя имеет герметичную навинчивающуюся крышку 8 с предохранительным клапаном 9 и нагревательный элемент 10, питание которого осуществляется через блок 11 регулирования и поддержания заданной температуры.

Емкость 2 сообщена посредством трубо10 провода 12 и вентиля 13 с размещенным под ней контейнером 14 для биообъекта, представляющим собой цилиндрический корпус 15, имеющий крышку 16 из эластичного материала с накидной гайкой 17 и сообщенный с помощью другой накидной гайки 18 и уплотнения 19 с распределительной камерой 20, расположенной под днищем контейнера 14, представляющим собой перфорированную пластину 21, в отверстиях которой закреплена нижняя часть элементов для ввода в ткань биообъекта, представляющих собой остроконечные трубки 22, которые сообщены с полостью камеры 20 и проходят через верхнюю эластичную крышку 16. Герметизация контейнера 14 обеспечивается эластичной крышкой 16 и пластиной 21- с

25 уплотнительной прокладкой 23, которые прижимаются к торцам корпуса 15 при заворачивании накидных гаек 17 и 18. На трубки 22 надета перфорированная пластина 24. В одну из трубок 22 вмонтирован датчик 25 температуры.

Принцип действия предлагаемого устройства заключается в следующем.

При работе в режиме замораживания ослабляют фиксирующий винт 6, емкость 2 вместе с обоймой контейнера 14 извлекают из емкости 1 и с помощью того же винта 6 крепят на штанге 4 в верхнем положении.

Повернув контейнер 14 на 45, извлекают его из горловины коллектора 20. Далее откручивают накидную гайку 18 и извлекают пластину 21 с остроконечными трубками 22, на которые накалывают крупные фрагменты органов, тканей или целые органы. При накалывании фрагментов органов и тканей перфорированная пластинка 24 отводится в исходное положение. Трубки 22 с наколотыми фрагментами органов или тканей вводятся в контейнер 14 (фрагменты органа или целый орган можно сразу загрузить в контейнер, а затем уже вводить остроконечные трубки). При этом до соприкосновения остриев с эластичной крышкой 16 трубки 22 с пластинкой 24 движутся свободно. При дальнейшем их введении происходит прокалывание эластичной крышки 16 и концы трубок 22 выходят на поверхность. Затем контейнер 14 герметизируют путем завинчивания накидной гайки 17. Закрытый контейнер 14 торцовой частью вставляют в горловины камеры 20 и фиксируют его поворотом на 45 .

1070396

Puz.r"

Составитель В. Чантурия

Редактор В. Петраш Текред И. Версс Корректор О. Билак

Заказ I 1332/38 Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Далее емкости 1 и 2 заполняют жидким . азотом, ослабляют винт 6 и контейнер 14 погружают в емкость 1. Замораживание объектов происходит путем охлаждения стенок контейнера 14 и отбора тепла хлаагентом, движущимся самотеком по трубкам 22 благодаря перепаду уровней жидкости. При этом пузырьки вскипающего на стенках контейнера 14 и трубок 22 жидкого азота свободно уходят к поверхности, обеспечивая активный ток жидкости. Для дополнительной интенсификации замораживания производят регулируемое включение нагревательного элемента 10, при этом усиливается кипение жидкого азота. Газообразный азот, скапливающийся в верхней части герметизированной емкости 2, воздействует на поверхность жидкого азота, усиливая скорость его движения через трубки 22 и ускоряя тем самым охлаждение замораживаемых объектов.

При оттаивании биологических объектов вновь поднимают и закрепляют в верхнем положении емкость 2 (дают вытечь жидкому азоту) и заполняют ее водой, температуру которой доводят до необходимого уровня соответствующим нагревом элемента 10.

Съем фрагментов органов и тканей с остроконечных трубок 22 после размораживания осуществляют путем смещения в сторону свободного конца трубок 22 перфорированной пластины 24, выполняющей роль очистителя.

Предлагаемое устройство позволяет более равномерно и быстро замораживать крупные биологические объекты, например целые органы или их фрагменты. Искусственная канализация объектов с помощью системы трубок 22 обеспечивает равномерный подвод хладагента ко всем участкам органа, независимо от глубины их расположения, что создает условия снижения градиентов температурных перепадов, являющихся одним из факторов, губительно действующих на замораживаемые объекты и лимитирующих применение низких температур для криоIO консервирования крупных объектов, в том числе и целых органов.

Применение устройства, где контейнер служит одновременно герметизированной емкостью для хранения и средством подвода хладагента, уменьшает затраты рабочего времени, позволяет реализовать отогрев биообъекта, обеспечивает его стерильность и повышает технологичность проводимых работ по криоконсервации в целом. Предлагаемое устройство дает возможность получить высокий выход жизнеспособных клеток при получении из замороженных фрагментов органов и тканей клеточных суспензий для последующего культивирования их в искусственных условиях. Все это позволяет существенным образом улучшить качество и сохраняемость консервируемых холодом биологических объектов.

Предлагаемое устройство предназначено для применения в научных и производственных учреждениях, использующих низкие

З0 температуры для консервации биологических объектов.