Устройство для программного замораживания ядросодержащих клеток биоматериала

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n>789668 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 170878 (21) 2654786/28-13 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 231280, Бюллетень 14о 47

Дата опубликования описания 231280 (51)М. Кл.

F 25 0 29/00

A 01 N 1/02

Государственный комитет

СССР но делам иэобретеннй н открытий (53) УДК 621. 566. .4(088.8) и криомедицины AH Украинской CCP (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ

ЯДРОСОДЕРЖАЩИХ КЛЕТОК БИОМАТЕРИАЛА

Изобретение относится к медицинской криогенной технике, а именно к устройствам для программного замораживания ядросодержащих клеток биоматериала, преимущественно крови и костного мозга.

Известны устройства аналогичного назначения, содержащие камеру замораживания, контейнеры для размещения биоматериала, блок снабжения хладагентом и систему автоматического управления режимом замораживания 1», 2» .

Известно также устройство для про-15 граммного замораживания ядросодержащих клеток биоматериала, преимущественно крови и костного мозга, вклю" чающее камеру замораживания с контейнерами для биоматериала, датчики тем-20 пературы, установленные соответственно в камере замораживания и в одном из контейнеров для биоматериала, задающий блок, подключенный к блоку сравнения, и усилитель мощности,связанный своим выходом с первым входом исполнительного органа, второй вход которого соединен с выходом блока снабжения хладагентом, а выход подключен к камере замораживания <3». 30

Основным недостатком известных устройств является отсутствие воэможности автоматизации процесса замораживания как при кристаллизации биоматериалов, так и после ее окончания, что отрицательно отражается на сохранении клеток биообъекта.

Цель изобретения — повышение точности исполнения заданной программы замораживания и обеспечение тем самым максимальной выживаемости клеток биоматериала.

Достигается зто тем, что устройство снабжено блоком разности температур, блоком суммирования, блоком опорного сигнала, компаратором, программным блоком и коммутатором, три входа которого подключены соответственно к выходам блока сравнения и блока суммирования и первому выходу компаратора, связанного своим вторым выходом со входом задающего блока, а первым и вторым входами — соответственно с выходами программного блока и блока разности температур,первый вход которого соединен с датчиком температуры в контейнере для биоматериала и первым входом блока сравнения, а второй — с датчиком температуры в камере замораживания, 789668 при этом выход блока разности темйератур подключен к первому входу бло-; ка суммирования, второй вход которого соединен с выходом блока опорного сигнала, третий — с выходом блока сравнения, а выход коммутатора подключен ко входу усилителя мощности.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — термограммы камеры замораживания и контейнера с биоматериалом при программном замораживании.

Устройство для программного замораживания ядросодержащих клетОк биоматериала состоит из камеры 1 замораживания, контейнеров 2 для размещения биообъекта, датчика 3 температуры, установленного в одном иэ контейнеров 2 датчика 4 температуры,распо" ложенного в камере 1 замораживания, исполнительного органа 5, второй вход которого соединен с выходом блока б снабжения хладагентом, а выход со входом камеры 1 замораживания,усилителя 7 мощности, подключенного своим выходом к первому входу исполнительного органа 5, коммутатора 8, первый вход которого связан с выходом блока 9 сравнения, задающего блока 10, подключенного своим выходом ко второму входу блока 9 сравнения, компаратора 11, первый выход которого соединен с третьим входом коммутатора 8, а второй — с задающим блоком 10, программного блока 12, связанного своим выходом с первым входом компаратора 11, блока 13 разности температур, первый вход которого соединен с датчиком 3 температуры внутри контейнера 2, а второй — с датчиком 4 температуры в камере 1 замораживания, блока 14 суммирования, связанного своим первым входом с выходом блока 13 разности температур, третьим — с выходом блока 9 сравнения, а выходом — со вторым входом коммутатора 8, и блока 15 опорного сигнала, выход которого подключен к второму входу блока 14 суммирования. Блок 13 разности температур связан также своим выходом со вторым входом компаратора, а датчик 3 температур соединен с первым входом блока 9 сравнения, Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем. . Сигнал с выхода задающего блока 10 s виде линейно-изменяющегося напряжения, угол наклона которого пропорционален заданной скорости охлаждения контейнеров 2 с биоматериалом, поступает на второй вход блока 9 сравнения, на первый вход которого подают сигнал от датчика 3. температуры в контейнере 2. Результирующий сигнал с выхода блока 9 сравнения подается на первый вход коммутатора

8 и через усилитель 7 мощности на

10 !

d0 б5 исполнительный орган 5, осуществляющий подачу хладагента от блока б его снабжения в камеру 1 замораживания в количестве, необходимом для обеспечения заданнога охлаждения биообъекта.

При достижении температуры кристаллизации биообъект начинает интенсивно выделять тепло, что приводит, несмотря на продолжающуюся подачу хладагента в камеру 1 замораживания, к дестабилизации, а иногда и к рез кому повышению температуры в контейнере 2. Сигнал на выходе блока 13 разности температур увеличивается и при превышении значения, заданного программным блоком 12 приводит к срабатыванию компаратора 11, который фиксирует сигнал задающего блока 10 на постоянном уровне и переключает коммутатор 8. Выходной сигнал блока

14 суммирования, равный алгебраической сумме выходных сигналов блока

13 разности температур и блока 15 опорного сигнала, а также сигнала с выхода блока 9 сравнения, поступает через коммутатор 8 и усилитель 7 мощности на исполнительный орган 5 который обеспечивает подачу хладагента иэ блока б его снабжения в камеру 1 замораживания в количестве,поддерживающем постоянство разности температур между камерой 1 и контейнером 2, задаваемое блоком 15 опорного сигнала.

После завершения процесса кристаллизации температура в контейнере

2 начинает снижаться, что приводит к уменьшению сигнала на выходе блока 9 сравнения. Это вызывает уменьшение регулирующего сигнала с выхода блока 14 суммирования и, следовательно, снижение подачи хладагента в камеру 1 замораживания и уменьшение сигнала на выходе блока 13 разности температур. Как только сигнал на- выходе последнего станет меньше сигнаЛа, задаваемого программным блоком 12, компаратор 11 возвращается в исходное положение, переключая коммутатор 8, при этом вновь включается задающий блок 10 и результирующий сигнал.с выхода блока 9 сравнения через коммутатор 8.и усилитель

7 мощности поступает на исполнительный орган 5, обеспечивающий протекание процесса замораживания биоматериала с заданной скоростью.

ПредлагаеМое усррсйство для программного заморажйвания ядросодержащих клеток биоматериала выгодно отличается от известных устройств аналогичного назначения благодаря автоматизации всего цикла замораживания как на участке кристаллизации биообъекта, так и после него, при этом полностью исключается субъективный фактор в лице оператора, неблагоприятно влияющий на качество и повторя789668 емость заданных программ замораживания и приводящий к снижению выживаемости клеток биоматериала. Возможность программирования в широких пределах сигнала программного блока 12 и блока 15 опорного сигнала дает воэможность использовать данное устройство как при массовом криоконсервировании ядросодержащих клеток крови и костного мозга на станциях переливания крови, так и в научно-исследовательских целях.

Формула изобретения

Устройство для программного замораживания ядросодержащих клеток биоматериала, преимущественно крови и костного мозга, включающее камеру замораживания с контейнерами для биоматериала, датчики температуры, установленные соответственно в камере замораживания и в одном из контейнеров для биоматериала, задающий блок, подключенный к блоку сравнения, и усилитель мощности, связанный своим выходом с первым входом исполнительного органа, второй вход которого соединен с выходом блока снабжения хладагентом, а выход подключен к камере замораживания, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исполнения заданной программы замораживания и обеспечения тем самым максимальной выживаемости клеток биоматериала, оно снабжено блоком разности температур, блоком суммирования, блоком опорного сигнала, компаратором, программным блоком и коммутатором, три входа которого подключены соответственно к выходам блока сравнения и блока суммирования и первому выходу компаратора, связанного своим вторым входом со входом задающего блока, а первым и вторым входами — соответственно с выходами программного блока и блока разности температур, первый вход которого соединен с датчиком температуры в контейнере для биома15 териала и первым входом блока срав" нения, а второй — с датчиком температуры в камере замораживания, при этом выход блока разности температур подключен к первому входу блока сумзО мирования, второй вход которого соединен с выходом блока опорного сигнала, третий — с выходом блока сравнения, а выход коммутатора подключен ко входу усилителя мощности.

2S

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 288232, кл. F 25 0 3/10, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 422927, кл. F 25 0 3/10, 1975.

3. Инструкция по эксплуатации программного замораживания ЗБ-1, Харьков, ФТИНТ AH УССР, 1974 (прототип).

789668 а Неабтома пияиробциныи процесс кристалеитции

К Абптоматигиробаниыи процесс йристаллизации

7,г ТецпеОатцоа Еиомотериоло о конте унере т, Теип рацра ерши о нанере Лъ,юру Кон

ДЫ z

Составитель В. Чантурия

Редактор С. Патрушева Техред М.Кузьма Корректор О. Билак

Заказ 9017/34 Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб.„ д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4