JP2003093922A - Centrifugal separation bowl - Google Patents

Centrifugal separation bowl

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JP2003093922A
JP2003093922A JP2001295656A JP2001295656A JP2003093922A JP 2003093922 A JP2003093922 A JP 2003093922A JP 2001295656 A JP2001295656 A JP 2001295656A JP 2001295656 A JP2001295656 A JP 2001295656A JP 2003093922 A JP2003093922 A JP 2003093922A
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JP
Japan
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cavity
annular
bowl
centrifuge bowl
rotation
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Application number
JP2001295656A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Sakota
紘一郎 迫田
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Haemonetics Corp
Original Assignee
Haemonetics Corp
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B5/00Other centrifuges
    • B04B5/04Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0442Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation
    • B04B2005/0464Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation with hollow or massive core in centrifuge bowl

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  • Centrifugal Separators (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel centrifugal separation bowl for treating particles suspended in liquid. SOLUTION: This centrifugal separation bowl 10 contains an inside cavity 120 and an outside cavity 150 arranged concentrically with a rotation shaft. The inside cavity 120 is preferably constituted so as to be parallel with the rotation shaft and have the annular cross-sectional area which increases toward the centripetal side of the cavity from the centrifugal side of the cavity. The constitution permits a quasi- rigid rotation stratified flow field to be generated on the rotation of the centrifugal separation bowl, the field aids Corioli's force to be uniformly dispersed all over the surrounding of the cavity and prevents turbulent mixing of the particles. The outside cavity 150 separates the particles in accordance with the density before treating the same through the inside cavity. The constitution is suitable for the treatment of whole blood in particular, in which platelet-enriched plasma is picked with a reduced leukocyte contamination level. An annular plate 129 is disposed on the inside cavity 120, annular plates 170-173 and level differences are disposed on the outside cavity 150, thereby, Ekman layers E4, E5 which generate a flow parallel and/or vertical to the rotation shaft and Stewartson layers S4, S5 are additionally established and the separation is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は粒子の分離の分野に
関し、特に液体中に懸濁された大きさ及び/密度の異な
る粒子を分離するための遠心分離ボウルに関する。より
詳細には、医療分野に適用された場合、本発明は、著し
く低い白血球汚染レベルでもって血小板製剤を製造する
ことを可能にする、改良された遠心分離ボウルに関する
ものである。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the field of particle separation, and more particularly to a centrifuge bowl for separating particles of different sizes and / or densities suspended in a liquid. More particularly, when applied to the medical field, the present invention relates to an improved centrifuge bowl which makes it possible to produce platelet products with significantly lower leukocyte contamination levels.

【0002】[0002]

【従来の技術】多くの技術分野において、液体中に懸濁
された粒子を分離することが望まれている。例えば医療
分野では、輸血の目的で、人の全血を分画することが望
まれている。具体的に言うと、人の全血は赤血球、白血
球及び血小板といった血液細胞を含むものであり、これ
らの細胞はタンパク質及び他の化学物質の水溶液である
血漿中に懸濁されている。今日の輸血は、全血の輸血を
用いるのではなしに、特定の患者によって必要とされる
血液成分のみを輸血することによって広く行われてい
る。必要とされる血液成分のみを輸血することは、利用
可能な血液供給を節約することになり、また多くの場
合、患者にとっても好都合である。
BACKGROUND OF THE INVENTION In many technical fields it is desirable to separate particles suspended in a liquid. For example, in the medical field, it is desired to fractionate human whole blood for the purpose of blood transfusion. Specifically, human whole blood contains blood cells such as red blood cells, white blood cells and platelets, which are suspended in plasma, an aqueous solution of proteins and other chemicals. Today's transfusions are widely practiced by transfusing only the blood components needed by a particular patient, rather than using whole blood transfusions. Transfusing only the blood components that are needed saves the available blood supply and is often convenient for the patient.

【0003】こうした目的で、人の全血はアフェレーシ
スと呼ばれる手順を用いて、各種の血液成分へと分離さ
れる。典型的なアフェレーシスプロセスによれば、全血
は赤血球のような高密度成分と、血小板、リンパ球や顆
粒球などの白血球のような少なくとも一つの中間密度成
分と、血漿のような低密度成分とに分離され、所望の血
液成分が単独又は複数で分取される。アフェレーシスを
通じて得ることのできる各種の血液成分製剤又は画分の
中で、濃縮血小板製剤に対する需要は急速に増大してい
る。これは特に、癌の治療法の発達に伴い、化学療法や
放射線療法を受けた後で造血機能が低下することの多い
患者に対し、より多くの血小板を投与する必要があるた
めである。
For this purpose, human whole blood is separated into various blood components using a procedure called apheresis. According to a typical apheresis process, whole blood has a high density component such as red blood cells, at least one intermediate density component such as white blood cells such as platelets, lymphocytes and granulocytes, and a low density component such as plasma. And the desired blood component is collected alone or in plural. Among the various blood component products or fractions that can be obtained through apheresis, the demand for concentrated platelet products is rapidly increasing. This is because it is necessary to administer more platelets to patients whose hematopoietic function is often reduced after receiving chemotherapy or radiation therapy as the treatment of cancer develops.

【0004】公知のように、血小板は半減期が4−6日
と短く、通常はドナーの数も限られている。従って、濃
縮血小板製剤、即ち富血小板血漿の製造に際しては、ド
ナーから供給された全血から、血小板を最大の収量で分
取することが重要になる。また、白血球で汚染された濃
縮血小板製剤は、GVH反応のような重篤な合併症を引
き起こしうることが知られている。従って、血小板の収
量を最大化しつつ、白血球による汚染レベルを可能な限
り低く保つこともまた、非常に重要である。
As is well known, platelets have a short half-life of 4-6 days and usually have a limited number of donors. Therefore, in the production of a concentrated platelet preparation, that is, platelet-rich plasma, it is important to separate the platelets from the whole blood supplied by the donor in the maximum yield. It is also known that concentrated platelet preparations contaminated with leukocytes can cause serious complications such as GVH reaction. Therefore, it is also very important to keep the level of leukocyte contamination as low as possible while maximizing the yield of platelets.

【0005】最近の免疫学的研究により、汚染物質であ
る白血球の副作用は、汚染レベルが十分に低ければ、完
全に回避できないにしても、著しく低減可能であること
が判明している。例えば、2.0−3.0×1011個の血小板を
含んでいるであろう200 mlの輸液バッグに含まれる白血
球の数が、5×107個又はそれ以下であれば、非溶血性
発熱反応(NHFR)は殆ど発症しないことが報告されてい
る。同様に、バッグ中の白血球のレベルがそれぞれ1.0
×107個及び1.0×106個又はそれ以下であれば、CMV
ウィルス感染やアロ免疫反応のような合併症は殆ど発症
しないことが認識されている(椿和央、最新医学48巻7
号(1993)989-996ページ)。これらに鑑みれば、アフ
ェレーシスを通じて、白血球が1.0×106個又はそれ以下
である濃縮血小板製剤を一貫して製造できることが望ま
しい。
Recent immunological studies have shown that the side effects of the contaminant leukocyte can be significantly reduced, if not completely avoided, if the contamination level is sufficiently low. For example, if the number of white blood cells contained in a 200 ml infusion bag that may contain 2.0-3.0 × 10 11 platelets is 5 × 10 7 or less, a non-hemolytic fever reaction (NHFR ) Has been reported to rarely develop. Similarly, the level of white blood cells in the bag is 1.0 each
CMV if x10 7 and 1.0 x 10 6 or less
It has been recognized that complications such as viral infections and alloimmune reactions rarely occur (Kazuo Tsubaki, latest medicine, Vol. 48, 7).
Issue (1993) pages 989-996). In view of these, it is desirable to be able to consistently produce a concentrated platelet preparation having leukocytes of 1.0 × 10 6 or less through apheresis.

【0006】利用可能な幾つかのアフェレーシス方式の
中で、間歇血流方式と連続血流方式が広く用いられてい
る。また、密度、即ち比重によって血液成分を分離する
ための技術として、遠心分離が広く受け入れられてい
る。本明細書において「レーサム」ボウルと呼ぶ、米国
特許第4,300,717号に開示されたタイプの遠心分離ボウ
ルは、間歇血流方式で使用する遠心分離ボウルの代表的
なものである。このボウルは、血液成分が分離されるロ
ーター部分と、入口及び出口ポートを有するステーター
部分からなり、これらが回転シールによって結合されて
いる。ローター部分は、ほぼ円錐台形の本体からなり、
同様の形状のコアがその内部に同心的に配置されてい
て、それらの間に分画チャンバを形成している。使用時
には、抗凝固処理された全血が、入口ポートからボウル
内へと導入される。ローターは一定の又は可変の速度で
回転され、血液成分は分画チャンバ内で遠心分離によ
り、密度に応じて分離される。全血が入口ポートからボ
ウル内へと引き続いて流入されると、分離された血液成
分はボウルの半径方向外側の部分から内方へと徐々に移
動され、順次出口ポートに到達する。出口ポートから流
出される血液成分は分取され保存されるが、ボウル内に
残存する成分は通常、患者又はドナーへと戻される。
Among several available apheresis methods, the intermittent blood flow method and the continuous blood flow method are widely used. Centrifugation is widely accepted as a technique for separating blood components by density, that is, specific gravity. Centrifuge bowls of the type disclosed in U.S. Pat. No. 4,300,717, herein referred to as "Latham" bowls, are representative of centrifuge bowls for use with intermittent blood flow systems. The bowl consists of a rotor part in which the blood components are separated and a stator part with inlet and outlet ports, which are connected by a rotary seal. The rotor part consists of a frustoconical body,
A similarly shaped core is concentrically disposed within it, forming a fractionation chamber between them. In use, anticoagulated whole blood is introduced into the bowl through the inlet port. The rotor is rotated at a constant or variable speed and the blood components are separated by density in the fractionation chamber by centrifugation. As whole blood continues to flow from the inlet port into the bowl, the separated blood components are gradually displaced inward from the radially outer portion of the bowl and sequentially reach the outlet port. The blood components flowing out of the outlet port are sorted and stored, while the remaining components in the bowl are usually returned to the patient or donor.

【0007】血小板の収量を最大化すると同時に白血球
による汚染を低減させるために、種々の優れた技術がレ
ーサムボウルに関連して開発されてきた。例えば本出願
と同じ譲受人に対して譲渡されたSchoendorferらの米国
特許第4,416,654号及び第4,416,654号には、「サージ」
技術が開示されている。このサージ技術によれば、全血
が採取され、分画チャンバ内で赤血球層と、血小板及び
白血球の混合物であるバフィコート層と、血漿層とに分
離された時点で、低密度成分、好ましくは血漿が、比較
的速い流速で遠心分離器を通して給送される。密度が近
いが有効直径の異なる、バフィコート層中の血小板と白
血球は、遠心エルトリエーションを受け、それによって
血小板の収率が改善される。
Various excellent techniques have been developed in connection with the Latham Bowl to maximize platelet yield while reducing white blood cell contamination. For example, U.S. Pat. Nos. 4,416,654 and 4,416,654 to Schoendorfer et al. Assigned to the same assignee as the present application, "surge"
The technology is disclosed. According to this surge technique, when whole blood is collected and separated into a red blood cell layer, a buffy coat layer that is a mixture of platelets and white blood cells, and a plasma layer in a fractionation chamber, a low density component, preferably Plasma is pumped through the centrifuge at a relatively high flow rate. Platelets and white blood cells in the buffy coat layer, which have similar densities but different effective diameters, undergo centrifugal elutriation, which improves the yield of platelets.

【0008】また、やはり本出願の譲受人に譲渡された
Lathamらの米国特許第5,494,592号及び第5,607,579号に
よれば、血小板と白血球の間の分離は、サージ段階に先
立って全血の採血を中止し、遠心分離器を通して血漿を
再循環させることによって、さらに改善される。この技
術は「ドウェル」と呼ばれ、サージ技術を用いて遠心分
離器から流出される以前に、ドウェルの間に血小板と白
血球は効果的に分離されて大きさの順に配列される。こ
れら592号特許及び579号特許はまた、全血の採血の間に
血漿を再循環させて、全血を希釈すると共に血液成分の
間の分離を促進することを教示している。
Also assigned to the assignee of the present application
According to Latham et al., U.S. Pat. Further improved. This technique is called "dwell" and platelets and white blood cells are effectively separated and arranged in order of size during the dwell before being drained from the centrifuge using the surge technique. The '592 and' 579 patents also teach recirculating plasma during whole blood sampling to dilute the whole blood and promote separation between blood components.

【0009】ドウェル技術によれば、白血球による汚染
レベルは、血小板を通常必要とされる投与量で含んでい
る輸液バッグ当たりで、1.0×107のオーダまで低減され
る。しかしながら、今日の厳しい治療上のニーズに応え
るためには、汚染レベルをさらに低下させることが望ま
しい。
According to the dwell technique, leukocyte contamination levels are reduced to the order of 1.0 × 10 7 per infusion bag containing platelets in the normally required dose. However, it is desirable to further reduce contamination levels to meet today's demanding therapeutic needs.

【0010】他方、連続血流方式のアフェレーシス法の
分野においても、遠心エルトリエーションはやはり広く
用いられている。例えば米国特許第4,268,393号、第4,2
69,718号、第4,350,283号及び第4,798,579号は、遠心エ
ルトリエーションを行うために、回転軸の周囲を遠心分
離器と一緒に回転可能な、漏斗形又は円錐形状のチャン
バを記載している。通常は、チャンバは遠心側に配置さ
れた入口から、求心側に配置された出口に向かって広が
っている。血漿のような低密度流体がチャンバを通して
給送されると、沈降速度の遅い小さな細胞は出口を通っ
てチャンバから流出可能であるが、沈降速度がより速い
大きな細胞は、チャンバ内に保持される。回転速度を適
当に制御することによって、所望の直径を有する細胞
を、チャンバから順次エルトリエーションにより流出さ
せることができる。
On the other hand, centrifugal elutriation is also widely used in the field of continuous blood flow apheresis. For example, U.S. Patent Nos. 4,268,393 and 4,2
69,718, 4,350,283 and 4,798,579 describe a funnel-shaped or conical chamber that can be rotated with a centrifuge around an axis of rotation for centrifugal elutriation. Usually, the chamber extends from an inlet located on the distal side towards an outlet located on the centripetal side. When a low-density fluid, such as plasma, is pumped through the chamber, small cells with slow sedimentation rate can exit the chamber through the outlet, while larger cells with faster sedimentation rate are retained in the chamber. . By appropriately controlling the rotation speed, cells having a desired diameter can be sequentially flown out of the chamber by elutriation.

【0011】しかしながら、このタイプのチャンバによ
る遠心エルトリエーションには、多くの固有の欠点があ
る。具体的に言うと、遠心分離器の軸の周囲を回転する
チャンバに細胞が入り、血漿がチャンバを通して給送さ
れると、渦流を生ずることが知られているコリオリ力が
発生し、細胞は血漿と共に、遠心分離器の回転方向を向
いたチャンバ壁に沿って乱流となって流れる。これによ
り、チャンバ内で分離を受けている細胞は混合され、ま
た理論的に遠心エルトリエーションが生ずるはずの領域
を通過させずに、細胞を入口から出口へと直接的に送っ
てしまう。このことは、遠心エルトリエーションの効率
を著しく低下させる。これらの従来技術による遠心エル
トリエーションの別の問題点は、濃度反転による細胞の
混合である。チャンバは入口から出口へと広がっている
から、チャンバに流入する細胞の速度は、入口から出口
へと移動するにつれて減少する。これにより、出口近く
は高濃度になり、入口近くは低濃度になる。この状態は
不安定であり、遠心力が出口付近の高濃度領域にある細
胞を入口に向かって押しやる場合に、反転と乱流混合を
生ずる可能性がある。
However, centrifugal elutriation with this type of chamber has many inherent drawbacks. Specifically, as cells enter a chamber that spins around the axis of a centrifuge and plasma is pumped through the chamber, Coriolis forces, known to cause vortexes, are generated, which cause the cells to At the same time, it flows as a turbulent flow along the chamber wall facing the rotation direction of the centrifuge. This causes the cells undergoing separation in the chamber to mix and also send the cells directly from the inlet to the outlet without passing through a region where centrifugal elutriation would theoretically occur. This significantly reduces the efficiency of centrifugal elutriation. Another problem with these prior art centrifugal elutriations is the mixing of cells by concentration inversion. Since the chamber extends from the inlet to the outlet, the velocity of cells entering the chamber decreases as it moves from the inlet to the outlet. This results in a high concentration near the outlet and a low concentration near the inlet. This condition is unstable and can cause reversal and turbulent mixing when centrifugal forces push cells in the high concentration region near the outlet towards the inlet.

【0012】Hlavinkaらの米国特許第5,674,173号は、
上述した問題点を緩和する一方で、遠心エルトリエーシ
ョンの利点を享受する技術を記載している。この173号
特許によれば、凧の形状の軸方向断面を有するチャンバ
が遠心分離器上に、これと一緒に回転するように設けら
れる。チャンバの内部は、出口付近の最大断面領域から
入口に向かって窄まっている。この内部には、チャンバ
の長手方向軸を取り巻く一つ又はより多くの溝があり、
コリオリ力をこの長手方向軸の周りで周方向に分散させ
るようになっている。しかしながら、この173号特許の
チャンバの形状は依然としてほぼ円錐形であり、コリオ
リ力は溝を通って十分には分散されず、また依然とし
て、回転方向に向いたチャンバ壁に沿って、分離された
細胞の乱流混合を生じうる。さらに、173号特許は、血
小板の飽和ベッドが最大断面積領域に確立され、このベ
ッドが白血球を拒絶すると記載しているが、血小板のベ
ッドと上流の血漿との間には循環流が形成されうるもの
であり、これによってまた細胞の渦流混合が生じうる。
US Pat. No. 5,674,173 to Hlavinka et al.
A technique is described which alleviates the above-mentioned problems while enjoying the advantages of centrifugal elutriation. According to the '173 patent, a chamber having an axial cross section in the shape of a kite is provided on a centrifuge for rotation therewith. The inside of the chamber narrows from the maximum cross-sectional area near the outlet toward the inlet. Inside this there is one or more grooves surrounding the longitudinal axis of the chamber,
The Coriolis force is distributed circumferentially about this longitudinal axis. However, the shape of the chamber of this 173 patent is still approximately conical, the Coriolis forces are not well distributed through the grooves, and still the separated cells along the chamber wall oriented in the direction of rotation. Turbulent mixing of Further, the '173 patent states that a saturated bed of platelets is established in the area of maximum cross-section, which bed rejects white blood cells, but a circulating flow is formed between the bed of platelets and the plasma upstream. Yes, this can also cause eddy mixing of cells.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、液体中に懸濁された粒子、特に全血の血液成分又は
細胞を分離するための改良された遠心分離ボウルを提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an improved centrifuge bowl for separating particles suspended in a liquid, especially blood components or cells of whole blood. .

【0014】本発明の別の課題は、著しく低い白血球汚
染レベルでもって、血小板を高収率で分離又は収穫する
ための遠心分離ボウルを提供することである。
Another object of the invention is to provide a centrifuge bowl for separating or harvesting platelets in high yield with significantly lower leukocyte contamination levels.

【0015】本発明のさらなる課題は、上記した利点を
もたらしつつも、在来のアフェレーシス装置に装着する
ことが可能であり、また在来のプロトコルに従って動作
させることのできる遠心分離ボウルを提供することであ
る。
A further object of the present invention is to provide a centrifuge bowl which, while providing the above-mentioned advantages, can be mounted on a conventional apheresis device and can be operated according to conventional protocols. Is.

【0016】本発明のさらなる課題は、構造がシンプル
で、製造コストがより廉価な遠心分離ボウルを提供する
ことである。
A further object of the present invention is to provide a centrifuge bowl that is simple in construction and cheaper to manufacture.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の一つの側面によ
れば、遠心分離ボウルは入口ポートと、出口ポートと、
遠心分離ボウルの回転軸と同心に形成され配置される少
なくとも一つの環状キャビティとからなる。環状キャビ
ティはその求心側周縁及び遠心側周縁において入口ポー
ト及び出口ポートとそれぞれ連通し、それによって入口
ポートから流入する液体は回転軸に向かってキャビティ
内を流れ、その後出口ポートから流出する。本発明者は
先にこのタイプの遠心分離ボウルに関する提案を行って
いるが(特願2000-94690号)、ここではさらに、この環
状キャビティの内部に向けて、半径方向内方へ、すなわ
ち遠心側から求心側へと突出する部材を備えることを提
案する。
In accordance with one aspect of the present invention, a centrifuge bowl has an inlet port, an outlet port, and
It comprises at least one annular cavity formed and arranged concentric with the axis of rotation of the centrifuge bowl. The annular cavity communicates at its centripetal and distal edges with an inlet port and an outlet port, respectively, whereby liquid flowing from the inlet port flows through the cavity towards the axis of rotation and then out the outlet port. The present inventor has previously proposed a centrifuge bowl of this type (Japanese Patent Application No. 2000-94690), but here, further toward the inside of this annular cavity, radially inward, that is, on the centrifugal side. It is proposed to provide a member protruding from the center to the centripetal side.

【0018】好ましくは、ボウルは軸方向の一端に開口
を有する中空のボウル本体からなり、入口ポート及び出
口ポートはこの開口を介して、例えばチューブを通じ
て、ボウル内部と流体連通する。必要であれば、開口を
覆うために回転シールが配置される。ボウル本体の中空
の内部には、これと一緒に回転するようにコアを配置す
ることができ、環状キャビティはボウル本体とこのコア
の間に画定される。ボウル本体とコアはまた、それらの
間に軸方向のギャップを形成して、液体を入口ポートか
ら半径方向外方に、キャビティの遠心側周縁へと差し向
けるための通路を規定することができる。
Preferably, the bowl comprises a hollow bowl body having an opening at one axial end, the inlet port and the outlet port being in fluid communication with the interior of the bowl through this opening, for example through a tube. If necessary, a rotating seal is placed to cover the opening. A core can be disposed within the hollow interior of the bowl body for rotation therewith, and an annular cavity is defined between the bowl body and the core. The bowl body and core can also form an axial gap therebetween to define a passage for directing liquid radially outward from the inlet port to the distal peripheral edge of the cavity.

【0019】このタイプの遠心分離ボウルは、密度が似
ているが直径の異なる第一の粒子及び第二の粒子を含む
液体を処理するのに適している。血漿中に懸濁された血
小板と白血球を含む、分画された全血は、こうした液体
のよい例である。このボウルは例えば、アフェレーシス
装置の二次的遠心分離器として採用可能であり、主遠心
分離器から富血小板血漿を受け取り、白血球の汚染レベ
ルを低減させることによってこれを精製するように動作
可能である。しかしながら、この技術分野の当業者には
他の用途も自明であり、それらは本発明の範囲内に包含
される。例えば、他の血液成分も、このボウルによって
適切に処理できる。またこのボウルは適宜スケーリング
して、血液画分ではなく全血を処理するように構成でき
る。全血から白血球混入の非常に少ない血小板を採取す
ることや、全血から血小板ならびに赤血球の混入の非常
に少ない白血球分画を採取することが可能である。さら
に、必要であればこうした環状キャビティを二つ又はよ
り多く連続して設けることも、当業者の技術範囲内にあ
る。
This type of centrifuge bowl is suitable for treating liquids containing first and second particles of similar density but different diameters. Fractionated whole blood, which contains platelets and white blood cells suspended in plasma, is a good example of such a liquid. This bowl can be employed, for example, as a secondary centrifuge in an apheresis device and is operable to receive platelet-rich plasma from the main centrifuge and purify it by reducing the level of leukocyte contamination. . However, other uses will be apparent to those of skill in the art and are within the scope of the invention. For example, other blood components can be properly processed by the bowl. The bowl can also be scaled accordingly to process whole blood rather than blood fractions. It is possible to collect platelets containing very little leukocyte contamination from whole blood, or to collect a leukocyte fraction containing very little platelet and erythrocyte contamination from whole blood. Furthermore, it is within the skill of one in the art to provide two or more such annular cavities in series, if desired.

【0020】基本的には、液体中に懸濁されている粒子
は、遠心分離ボウルの回転中に液体が環状キャビティを
通って流れるに際し、遠心エルトリエーションによって
分離されると考えられる。具体的に言うと、バフィコー
ト、又は血小板と白血球を含有している血漿の場合、こ
れらの粒子は似たような密度を持っている。しかしなが
ら、白血球は直径がより大きいため、ストークスの法則
により、加えられた遠心力によって半径方向外側へと移
動する速さ、すなわち沈降速度が血小板よりも速い。従
って、このような血漿懸濁液を入口ポートから出口ポー
トへとキャビティを通して給送することにより、白血球
をキャビティ内に残存させながら、血小板を高収率で採
取することができる。この観点からは、本発明は上述し
た従来技術の遠心エルトリエーションと共通性を具備し
うる。
Basically, it is believed that the particles suspended in the liquid are separated by centrifugal elutriation as the liquid flows through the annular cavity during rotation of the centrifuge bowl. Specifically, in the case of buffy coat or plasma containing platelets and white blood cells, these particles have similar densities. However, since white blood cells have a larger diameter, the speed at which they move radially outward by the applied centrifugal force, that is, the sedimentation speed is faster than that of platelets, according to Stokes' law. Therefore, by feeding such a plasma suspension from the inlet port to the outlet port through the cavity, platelets can be collected in high yield while leaving leukocytes in the cavity. From this point of view, the present invention may have commonality with the above-mentioned prior art centrifugal elutriation.

【0021】しかしながら、本発明によるキャビティは
環状の形状のものであり、これに対して従来技術の遠心
エルトリエーション用のチャンバはそうではない。前述
したように、従来技術の遠心エルトリエーション装置
は、回転方向に面したチャンバ壁に沿っての、分離した
粒子の乱流混合を生ずるコリオリ力の悪影響を蒙る。本
発明によれば、キャビティが環状構成を有することによ
り、遠心分離ボウル内の液体は円周方向に流れることが
可能になる。コリオリ力によって、まさに液体は周方向
に循環する。この流れは地衡流と呼ばれている。この結
果、コリオリ力は局在化されず、キャビティ全体にわた
って一様に分散されると考えられる。従って本発明によ
れば、コリオリ力の局在化に伴う従来技術の問題点は回
避可能である。
However, the cavity according to the invention is of annular shape, whereas the prior art chamber for centrifugal elutriation is not. As mentioned above, prior art centrifugal elutriation devices suffer from the Coriolis forces adversely resulting in turbulent mixing of separated particles along the rotationally facing chamber walls. According to the invention, the cavity having an annular configuration allows the liquid in the centrifuge bowl to flow circumferentially. The Coriolis force causes the liquid to circulate exactly in the circumferential direction. This flow is called geostrophic flow. As a result, it is considered that the Coriolis force is not localized and is uniformly dispersed over the entire cavity. Therefore, according to the present invention, the problems of the prior art associated with the localization of the Coriolis force can be avoided.

【0022】また、本発明者は特定の理論又は作用に拘
束されることを望むものではないが、環状キャビティ内
では、準剛体回転成層流として知られる現象が生成され
ているものと考えられる。すなわち、懸濁粒子を含有す
る液体が、遠心分離ボウルの回転中に導入され、キャビ
ティを充填すると、液体の流れは殆どが、キャビティの
壁面に沿って形成される、スチュワートソン層及びエク
マン層として知られる薄い層を通して行われる。これら
の層は、遠心分離ボウルに流入した液体が、遠心分離ボ
ウルに近い回転角速度を得るまで十分に加速されたなら
迅速に確立されるものと考えられており、系の角運動量
をキャビティ全体を通じて分散させる。このことの故
に、キャビティ内では乱流は生じない。粒子はスチュワ
ートソン層及びエクマン層を通って移動するにつれて遠
心エルトリエーションによって分離され、より速い沈降
速度を有する粒子は、キャビティからの流出を妨げら
れ、或いはこれらの層から逸らされて、これらの層の間
に形成される内部流域に取り込まれる。また粒子の一部
はキャビティ内で液体と一緒に何等かの形で循環し、こ
れがまた粒子間の分離を促進すると想像される。
Although the present inventor does not wish to be bound by a particular theory or action, it is considered that a phenomenon known as quasi-rigid rotational stratification is generated in the annular cavity. That is, when a liquid containing suspended particles is introduced during the rotation of a centrifuge bowl and fills the cavity, most of the liquid flow is formed as Stewartson and Ekman layers, which form along the walls of the cavity. It is done through known thin layers. It is believed that these layers are established quickly if the liquid entering the centrifuge bowl is sufficiently accelerated to obtain a rotational angular velocity close to that of the centrifuge bowl, which will increase the angular momentum of the system throughout the cavity. Disperse. Because of this, no turbulence occurs in the cavity. As the particles move through the Stewartson and Ekman layers, they are separated by centrifugal elutriation and particles with faster sedimentation velocity are blocked from escaping from the cavity or diverted from these layers It is taken up in the internal basin formed between. It is also envisioned that some of the particles somehow circulate in the cavity with the liquid, which also facilitates separation between the particles.

【0023】上記のように本発明では、半径方向内側へ
と環状キャビティの内部に向けて突出する部材が備えら
れる。これは例えば外周と内周を有する環状のプレート
であり、この環状プレートは外周側で環状キャビティの
壁面、通常は環状キャビティの半径方向外側若しくは遠
心側の壁面に取着され、内周側は環状キャビティの中空
の内部に存在する。もちろん環状プレートは環状キャビ
ティの作成時に、ボウル本体又はコアと一体に形成して
よい。環状プレートの内周側の端面は、回転軸と平行、
すなわち回転軸を同心に取り囲むのが好ましい。このよ
うな環状プレートは、その内周側の端面に沿って別個に
スチュワートソン層を形成させる。このスチュワートソ
ン層は環状キャビティの半径方向外側の壁面よりも内側
にあり、両者の間には環状空間が形成され、この空間で
は液体は殆ど半径方向には流れず、相対的に静止してい
る。このスチュワートソン層を通る移動の際に粒子が遠
心エルトリエーションによって分離されるについて述べ
ると、遠心力方向により速い沈降速度を有する粒子は、
スチュワートソン層の内側の領域に加えてこの環状空間
にも取り込まれうる。これは例えばバフィコート内の白
血球からの、血小板の分離の効率を増大させる。環状プ
レートは好ましくは、キャビティ入口の近傍に取着され
る。
As described above, the present invention is provided with the member protruding inward in the radial direction toward the inside of the annular cavity. This is, for example, an annular plate having an outer circumference and an inner circumference, and this annular plate is attached to the wall surface of the annular cavity on the outer peripheral side, usually on the radial outer side or the centrifugal side wall surface of the annular cavity, and the inner peripheral side has It exists inside the hollow of the cavity. Of course, the annular plate may be integrally formed with the bowl body or core when creating the annular cavity. The inner peripheral end surface of the annular plate is parallel to the rotation axis,
That is, it is preferable to concentrically surround the rotating shaft. Such an annular plate forms the Stewartson layer separately along the end face on the inner peripheral side thereof. The Stewartson layer is located inside the radially outer wall surface of the annular cavity, and an annular space is formed between the two, and the liquid hardly flows in the radial direction in this space and is relatively stationary. . Described as particles are separated by centrifugal elutriation during their movement through this Stewartson bed, particles with faster sedimentation velocity in the direction of centrifugal force are
In addition to the area inside the Stewartson layer, it can also be incorporated into this annular space. This increases the efficiency of separation of platelets, for example from white blood cells within the buffy coat. The annular plate is preferably attached near the cavity inlet.

【0024】本発明の枠内において、環状キャビティは
種々の異なる形態をとることができる。環状キャビティ
に適している一つの形態は、回転軸と平行な方向に延び
る、すなわち回転軸を中心として取った仮想の円筒形に
沿う環状断面の面積が、この仮想円筒の直径の減少につ
れて増大するというものである。これは、rを回転軸か
らの半径方向の距離とし、hをその半径方向距離におけ
る回転軸と平行なキャビティの高さとした場合に、2π
rhとして記述される値が、rの減少につれて増大する
ことを意味している。環状キャビティがこの条件を満た
す場合、遠心側周縁、即ち環状キャビティの半径方向外
側からキャビティに流入する液体が、求心側周縁に向け
て、即ち環状キャビティの半径方向内側へと流れるにつ
れて、キャビティを通る流速は低減される。このことは
普通、液体中に懸濁された粒子を遠心エルトリエーショ
ンによって分離するために好ましい。一例として、環状
キャビティは三角形又は四角形の軸方向断面形状を有す
ることができるが、他の幾何学的形状もまた可能である
ことが理解されねばならない。好ましくは、最大の環状
断面積はキャビティ出口付近に位置するが、しかしこの
ことは、環状断面積が最大の環状断面積からキャビティ
出口にかけて減少していく、環状遷移領域を設けること
を排除するものではない。
Within the framework of the invention, the annular cavity can take a variety of different forms. One suitable form for an annular cavity is that the area of the annular cross section running parallel to the axis of rotation, ie along an imaginary cylinder centered on the axis of rotation, increases as the diameter of this imaginary cylinder decreases. That is. This is 2π, where r is the radial distance from the axis of rotation and h is the height of the cavity parallel to the axis of rotation at that radial distance.
It is meant that the value described as rh increases with decreasing r. When the annular cavity satisfies this condition, the liquid flowing into the cavity from the centrifugal side peripheral edge, that is, the radial outside of the annular cavity passes through the cavity as it flows toward the centripetal side peripheral edge, that is, the radial inside of the annular cavity. The flow rate is reduced. This is usually preferred for separating particles suspended in a liquid by centrifugal elutriation. As an example, the annular cavity can have a triangular or square axial cross-sectional shape, but it should be understood that other geometric shapes are also possible. Preferably, the maximum annular cross-sectional area is located near the cavity exit, but this precludes providing an annular transition region where the annular cross-sectional area decreases from the maximum annular cross-sectional area to the cavity exit. is not.

【0025】さらに、遠心分離ボウルの入口ポートと流
体連通しておりキャビティ内への流体流入のための周縁
スロットを画定する、環状キャビティの遠心側周縁が、
遠心分離ボウルの出口ポートと流体連通しておりキャビ
ティからの流体流出のための周縁スロットを画定する、
環状キャビティの求心側周縁に対し、回転軸に沿って垂
直方向にオフセットしていることが好ましい。この構成
は、粒子がキャビティを通って十分に分離されるよりも
前に、流体の流れが遠心側周縁から求心側周縁へと半径
方向に直接に送られてしまうのを防止しうる。より好ま
しくは、キャビティの軸方向断面は、キャビティの入口
と出口を通る直線に対して非対称である。またキャビテ
ィが求心側において、回転軸に沿って延びる円筒形の壁
でもって終端し、周縁のキャビティ出口がこの円筒形の
壁の上部周縁と下部周縁の間に形成されることも好まし
い。
Further, the distal peripheral edge of the annular cavity is in fluid communication with the inlet port of the centrifuge bowl and defines a peripheral slot for fluid entry into the cavity.
In fluid communication with the outlet port of the centrifuge bowl and defining a peripheral slot for fluid outflow from the cavity,
It is preferable that the center of the annular cavity is offset vertically along the axis of rotation. This configuration may prevent the fluid flow from being directed radially directly from the distal peripheral edge to the centripetal peripheral edge before the particles are sufficiently separated through the cavity. More preferably, the axial cross section of the cavity is asymmetric with respect to the straight line passing through the inlet and outlet of the cavity. It is also preferred that the cavity terminates on the centripetal side with a cylindrical wall extending along the axis of rotation and a peripheral cavity outlet is formed between the upper and lower peripheral edges of this cylindrical wall.

【0026】本発明の別の側面によれば、半径方向外側
キャビティと半径方向内側キャビティを有する遠心分離
ボウルが提供される。これは特に、密度の異なる粒子、
並びに密度が似ているが直径の異なる粒子を含んでいる
液体を処理するのに適している。全血は、このボウルで
の処理に馴染みやすい典型例である。このタイプの遠心
分離ボウルを用いると、レーサムボウルのような在来の
遠心分離ボウルを有利に代替することが可能であり、レ
ーサムボウルを用いる既存のアフェレーシス装置に対す
る実質的な改変なしに、改善された分離を達成すること
ができる。
According to another aspect of the invention, there is provided a centrifuge bowl having a radially outer cavity and a radially inner cavity. This is especially true for particles with different densities,
And suitable for treating liquids containing particles of similar density but different diameters. Whole blood is a typical example, which is amenable to processing in this bowl. This type of centrifuge bowl can advantageously replace a conventional centrifuge bowl, such as the Latham bowl, and can be improved without substantial modification to existing apheresis equipment using the Latham bowl. Good separation can be achieved.

【0027】好ましくは、この側面による遠心分離ボウ
ルは、回転軸と同心に配置されたボウル本体と、これと
一緒に回転するようにボウル本体内に配置されたコアか
らなり、外側及び内側の環状キャビティは、これらの間
に画定される。外側キャビティは入口ポートと流体連通
する遠心側周縁スロットを含み、内側キャビティは出口
ポートと流体連通する求心側周縁スロットを含む。内側
及び外側の環状キャビティは、キャビティ間に形成され
た環状の制限チャネルを介して相互に流体連通する。環
状制限チャネルがキャビティ間を半径方向においてだけ
連通させ、遠心分離ボウル全体の高さを低減可能なよう
にすることが好ましい。同じ理由から、環状制限チャネ
ルの軸方向位置は、外側キャビティの軸方向高さの半分
以下の位置にあるのが好ましい。環状制限チャネルは軸
方向高さが低く、外側キャビティからの流れは環状チャ
ネルを通して絞られる。内側キャビティは通例、前述し
た環状キャビティと同じ作用を営むように構成され、従
って環状キャビティに関して上述したところは、この内
側キャビティに対して等しく当てはまる。もちろん上記
した環状プレートのような突出する部材を内側キャビテ
ィに配置することが望ましいが、これが常に必要という
訳ではない。外側キャビティは通常、粒子を密度に従っ
て分離するよう機能するが、本発明によればその構造
は、回転軸と平行及び/又は垂直な流れを生成するよう
に構成される。これは最も単純な例では、外側キャビテ
ィの壁面それ自体が回転軸と平行又は垂直に形成される
ことを意味するが、より好ましくは、これらの壁面に加
えて、さらに付加的に回転軸と平行及び/又は垂直な流
れを生成する構成が採用される。
Preferably, the centrifuge bowl according to this aspect comprises a bowl body arranged concentrically with the axis of rotation and a core arranged within the bowl body for rotation therewith, the outer and inner annular rings. A cavity is defined between them. The outer cavity includes a distal peripheral slot in fluid communication with the inlet port and the inner cavity includes a centripetal peripheral slot in fluid communication with the outlet port. The inner and outer annular cavities are in fluid communication with each other via an annular restriction channel formed between the cavities. It is preferred that the annular restriction channels allow only radial communication between the cavities so that the overall height of the centrifuge bowl can be reduced. For the same reason, the axial position of the annular restriction channel is preferably no more than half the axial height of the outer cavity. The annular restriction channel has a low axial height and the flow from the outer cavity is throttled through the annular channel. The inner cavity is usually configured to perform the same function as the annular cavity described above, and so the above description of the annular cavity applies equally to this inner cavity. Of course, it is desirable to place a protruding member, such as the annular plate described above, in the inner cavity, but this is not always necessary. The outer cavity normally serves to separate the particles according to their density, but according to the invention the structure is arranged to produce a flow parallel and / or perpendicular to the axis of rotation. This means, in the simplest case, that the walls of the outer cavity itself are formed parallel or perpendicular to the axis of rotation, but more preferably in addition to these walls it is additionally parallel to the axis of rotation. And / or configurations that produce a vertical flow are employed.

【0028】ボウル本体は軸方向の一端に開口を有する
ことができ、入口ポート及び出口ポートを有する回転シ
ールアセンブリを、この開口を覆うようにしてボウル本
体に固定できる。ボウル本体は、ディスク状の底壁と、
射出成型により形成可能な成形された上部部材とを含
む、二部材構造を有することができる。ボウルを組み立
てるには、コアを底壁上に配置して、コアの下側表面と
底壁の上側表面の間に半径方向のギャップ又は通路を画
定し、次いで上部部材をコアに被せて配置する。その後
上部部材を底壁と、周縁部分で一緒に密封シールするこ
とによって一体化し、回転シールアセンブリをボウル本
体の軸方向開口を介して挿入し、これを覆う。このタイ
プの遠心分離ボウルは構造が単純であり、廉価に製造可
能である。
The bowl body may have an opening at one axial end, and a rotary seal assembly having an inlet port and an outlet port may be secured to the bowl body over the opening. The bowl body has a disk-shaped bottom wall,
It can have a two-piece structure, including a molded upper member that can be formed by injection molding. To assemble the bowl, the core is placed on the bottom wall to define a radial gap or passage between the bottom surface of the core and the top surface of the bottom wall, and then the top member is placed over the core. . The top member is then integrated with the bottom wall by hermetically sealing them together at the peripheral edge, and the rotary seal assembly is inserted through and covers the axial opening in the bowl body. This type of centrifuge bowl has a simple structure and can be manufactured inexpensively.

【0029】入口ポートは、ボウル本体の底壁に沿って
形成された半径方向通路と流体連通し、入口ポート内へ
と給送された流体はこの通路を通って半径方向外側へと
差し向けられて、遠心側周縁において環状の外側キャビ
ティに流入する。この場合、流入が外側キャビティの最
も半径方向外側の領域から行われることが好ましい。流
体は次いで、環状チャネルを通って環状の内側キャビテ
ィに流入し、この環状の内側キャビティと流体連通して
いる出口ポートから流出する。
The inlet port is in fluid communication with a radial passageway formed along the bottom wall of the bowl body through which fluid delivered into the inlet port is directed radially outwardly. And flows into the annular outer cavity at the peripheral edge of the centrifugal side. In this case, the inflow preferably takes place from the outermost radial region of the outer cavity. The fluid then enters the annular inner cavity through the annular channel and exits the outlet port in fluid communication with the annular inner cavity.

【0030】全血が入口ポートを通して給送され、遠心
分離ボウル内へと案内される場合、それは半径方向通路
を介して導かれ、遠心側周縁スロットから環状の外側キ
ャビティに流入する。なおこの場合、遠心側周縁スロッ
トからの流入は、半径方向に見て外側キャビティの最も
外側から行われるのが好ましい。環状の外側キャビティ
内で、全血は遠心力によって分離され、密度に従って階
層化される。この時点で、赤血球層、バフィコート層、
及び血漿層が形成される。全血の採取を継続すると、分
離された血液成分は血漿層を先頭にして、環状の制限チ
ャネルを通って内側キャビティに流入する。
When whole blood is pumped through the inlet port and guided into the centrifuge bowl, it is directed through the radial passage and flows from the distal peripheral slot into the annular outer cavity. In this case, it is preferable that the inflow from the peripheral slot is performed from the outermost side of the outer cavity as viewed in the radial direction. Within the annular outer cavity, whole blood is separated by centrifugal force and stratified according to density. At this point, the red blood cell layer, the buffy coat layer,
And a plasma layer is formed. With continued collection of whole blood, the separated blood components, beginning with the plasma layer, flow through the annular restriction channel into the inner cavity.

【0031】上述したように、内側キャビティ内では、
バフィコート層の成分が遠心エルトリエーションによっ
て、そして恐らくは準剛体回転成層流の影響の下に分離
され、血小板を高い収率で回収できる。しかし例えばサ
ージ体積、すなわち遠心エルトリエーションを行うに際
しての血漿の供給量を低減させて所要単位量の血小板を
効率良く回収するためには、外側キャビティ内において
も、バフィコート層の分離を促進し、血小板を追い出す
ことが好ましい。また血小板は分離に際して、外側キャ
ビティ内に形成される濃厚な赤血球層の内部にもトラッ
プされることになるが、これを追い出すことは血小板採
取効率の向上につながる。
As mentioned above, within the inner cavity:
The components of the buffy coat layer are separated by centrifugal elutriation, and possibly under the influence of quasi-rigid rotational stratified flow, allowing platelets to be recovered in high yield. However, in order to efficiently recover the required volume of platelets by reducing the surge volume, that is, the amount of plasma supplied during centrifugal elutriation, the separation of the buffy coat layer is promoted even in the outer cavity, It is preferable to expel platelets. Further, when the platelets are separated, they are also trapped inside the dense red blood cell layer formed in the outer cavity, but expelling the platelets improves the platelet collection efficiency.

【0032】上記したように、回転する環状のキャビテ
ィの内部では、準剛体回転成層流が生成されていると考
えられ、液体の流れは殆どが、キャビティの壁面に沿っ
て形成されるスチュワートソン層及びエクマン層を通し
て行われる。本発明は、外側キャビティの壁面それ自体
を回転軸と平行又は垂直に形成してこれらの層を確立
し、さらに付加的に、或いは外側キャビティの壁面の構
成に関わらず、回転軸と平行及び/又は垂直な流れを別
途生成する構成、すなわちスチュワートソン層及びエク
マン層を追加的に確立する構成を提案する。これは例え
ば、外側キャビティ内部に配置される少なくとも1つの
環状板からなる。好ましくは環状板は複数、例えば外側
キャビティの軸方向高さに応じて2から5枚程度が回転
軸と同心に間隔を置いて配置され、それぞれがの内周端
面及び/又は外周端面は回転軸と平行に延びる。この環
状板の内周端面及び/又は外周端面の断面形状は、矩形
であるのが望ましいが、角が丸められた矩形、半円形、
或いは半楕円形であってもよい。環状板の厚みは、回転
下に形状を安定に保ちうる程度のものであればよい。あ
るいは、外側キャビティ内部で回転軸と平行に延びる環
状壁面や、外側キャビティの半径方向内側の壁面に段差
を設けることによっても、スチュワートソン層を追加的
に確立することができる。こうした壁面は回転軸と平行
に延びる下部壁面と、この下部壁面と段差を介して接続
された上部壁面とからなることができる。段差は下部壁
面から上部壁面へと半径方向内方に水平に延びていてよ
く、環状制限チャネルはこの段差の部分に配置できる。
上部壁面は垂直、すなわち回転軸と平行でもよいが、環
状制限チャネルに向けて20°未満の角度で傾斜している
のが好ましいであろう。なお外側キャビティの半径方向
外側の壁面も同様の角度の傾斜を有することができる。
また外側キャビティの高さ、すなわち回転軸に沿った長
さと半径方向寸法との比(アスペクト比)は、小さい方
が流れを安定させる。
As described above, it is considered that a quasi-rigid rotating stratified flow is generated inside the rotating annular cavity, and most of the liquid flow is formed by the Stewartson layer formed along the wall surface of the cavity. And through the Ekman layer. The present invention establishes these layers by forming the walls of the outer cavity itself parallel or perpendicular to the axis of rotation, and additionally or irrespective of the configuration of the walls of the outer cavity and / or parallel to the axis of rotation. Alternatively, we propose a configuration that separately generates a vertical flow, that is, a configuration that additionally establishes the Stewartson layer and the Ekman layer. This consists, for example, of at least one annular plate arranged inside the outer cavity. Preferably, a plurality of annular plates, for example, about 2 to 5 sheets are arranged concentrically with the rotating shaft depending on the axial height of the outer cavity, and each of the inner plate and the outer peripheral end face has a rotating shaft. Extends parallel to. The cross-sectional shape of the inner peripheral end surface and / or the outer peripheral end surface of this annular plate is preferably rectangular, but a rectangular shape with rounded corners, a semicircular shape,
Alternatively, it may be a semi-elliptical shape. The thickness of the annular plate may be such that the shape can be stably maintained under rotation. Alternatively, the Stewartson layer can be additionally established by providing a step on the inner wall surface of the outer cavity that extends in the outer cavity in parallel to the rotation axis or on the inner wall surface of the outer cavity in the radial direction. The wall surface may include a lower wall surface extending parallel to the rotation axis and an upper wall surface connected to the lower wall surface through a step. The step may extend horizontally radially inward from the lower wall surface to the upper wall surface and the annular restriction channel may be located in the step portion.
The upper wall may be vertical, ie parallel to the axis of rotation, but it will preferably be inclined at an angle of less than 20 ° towards the annular restriction channel. The outer wall surface of the outer cavity in the radial direction can also have a similar inclination.
The smaller the height of the outer cavity, that is, the ratio of the length along the axis of rotation to the radial dimension (aspect ratio), stabilizes the flow.

【0033】外側キャビティの内部に環状板が配置され
ていると、この環状板の上下の面に沿ってエクマン層が
確立され、回転軸に垂直な流れが生ずる。これによって
赤血球層から、トラップされている血小板を追い出すこ
とができるようになる。また環状板の周縁、特に内周端
面に沿って、内周端面の軸方向寸法に関わらず、外側キ
ャビティの高さ全体にわたってスチュワートソン層が形
成される。バフィコートがこの内周端面に位置するよう
に環状板を適宜位置決めすることにより、バフィコート
内での分離を促進することができる。同様に、外側キャ
ビティの底面から立ち上がる環状壁面や上記のような段
差の下部壁面が存在すると、それらの軸方向高さに関わ
らず、外側キャビティの高さ全体にわたってスチュワー
トソン層が形成される。従ってこうした環状壁面や下部
壁面をバフィコートが形成される位置と整合させておく
ことにより、分離の促進が図られる。また上述のよう
に、外側キャビティのアスペクト比は小さい方がよい
が、環状板を配置することで外側キャビティを実質的に
(環状板の数+1)個の、低減された有効高さを有する
複数の外側キャビティに分割することができる。
When the annular plate is arranged inside the outer cavity, the Ekman layer is established along the upper and lower surfaces of the annular plate, and a flow perpendicular to the rotation axis is generated. This allows the trapped platelets to be expelled from the red blood cell layer. In addition, a Stewartson layer is formed along the peripheral edge of the annular plate, particularly along the inner peripheral end surface, over the entire height of the outer cavity regardless of the axial dimension of the inner peripheral end surface. By properly positioning the annular plate so that the buffy coat is located on this inner peripheral end face, the separation within the buffy coat can be promoted. Similarly, if there is an annular wall surface rising from the bottom surface of the outer cavity or a lower wall surface of the above step, a Stewartson layer is formed over the entire height of the outer cavity regardless of their axial height. Therefore, the separation is promoted by aligning the annular wall surface and the lower wall surface with the position where the buffy coat is formed. Further, as described above, it is preferable that the aspect ratio of the outer cavities is small, but by arranging the annular plates, the outer cavities are substantially (the number of the annular plates +1) and have a plurality of reduced effective heights. Can be divided into outer cavities.

【0034】内側キャビティと外側キャビティを有す
る、本発明のこの側面による遠心分離ボウルは、在来の
レーサムボウルと同じ直径寸法を有するように寸法取ら
れ、かくして本件の譲受人である米国マサチューセッツ
州02184ブレイントリー、ウッドロード400在のヘモネテ
ィクス・コーポレイションにより製造されたMCS、M
ulti又はCCSといった在来のアフェレーシス装置
に装着可能とされる。さらに、これらのキャビティ及び
環状チャネルの半径方向位置は、ボウルが在来のアフェ
レーシス装置の既存の光学処理系及び/又は電子処理系
と両立可能であるように調節される。例えば血漿層、バ
フィコート層、赤血球層などを感知するための光学セン
サが、外側キャビティの半径方向内側の壁面の上端付近
に位置決めされるように、外側キャビティや内側キャビ
ティの位置関係を調節してボウルを製造することができ
る。なおこうした光学センサとしては、例えばオムロン
製E3MC-MY11のようなフルカラーセンサや、オムロン製F
150のような視覚センサを用いて、色相の変化を検出す
ることが好ましい。
The centrifuge bowl according to this aspect of the invention, having an inner cavity and an outer cavity, is sized to have the same diameter dimensions as a conventional Latham bowl, and thus is the assignee of the present application, MA 02184. Braintree, MCS, M manufactured by Haemonetics Corporation of Woodroad 400
It can be attached to conventional apheresis devices such as ulti or CCS. Moreover, the radial positions of these cavities and annular channels are adjusted so that the bowl is compatible with existing optical and / or electronic processing systems of conventional apheresis equipment. For example, an optical sensor for sensing a plasma layer, a buffy coat layer, an erythrocyte layer, etc. is adjusted in position so that the outer cavity and the inner cavity are positioned so as to be positioned near the upper end of the wall surface radially inward of the outer cavity. A bowl can be manufactured. Examples of such optical sensors include full-color sensors such as OMRON E3MC-MY11 and OMRON F
Preferably, a visual sensor such as 150 is used to detect the change in hue.

【0035】富血小板血漿を採集するための典型的なプ
ロトコルによれば、抗凝固処理された全血がボウル内へ
と、20から200ml/分、好ましくは50から150ml/分の速
度で採血される。この全血が外側キャビティ内部で分離
され、バフィコート層の先端が外側キャビティの半径方
向内側の壁に近付いた時点で、或いは外側キャビティ内
に環状板が装着されている場合にはバフィコート層先端
が環状板の内周端面に近付いた時点又はそこに到達した
時点で、血液の採取は中断され、血漿がサージ速度で、
例えば80から240ml/分、好ましくは100から200ml/分
の範囲内の速度で再循環されて、血小板と白血球を効率
的に分離する。このプロセスによれば、血小板は内側キ
ャビティから出口を介して選択的に給送流出されるが、
白血球は内側キャビティ内に保持される。遠心分離ボウ
ル内に残存する血液画分は次いで、患者又はドナーに戻
される。サージ段階に先立って、ドウェル段階を行うこ
とができるが、そこでは血漿が60から160ml/分の範囲
内の一定の、又は徐々に増大する速度でもって、血小板
を出口ポートから流出させることなしに再循環される。
さらに、ボウル内への全血の採取の際に、血漿を循環さ
せることによって流れを希釈又は補償することが可能で
ある。これは、クリティカルフロー技術として知られて
いる。
According to a typical protocol for collecting platelet rich plasma, anticoagulated whole blood is drawn into a bowl at a rate of 20 to 200 ml / min, preferably 50 to 150 ml / min. It When this whole blood is separated inside the outer cavity and the tip of the buffy coat layer approaches the radially inner wall of the outer cavity, or when an annular plate is mounted inside the outer cavity, the buffy coat layer tip When the blood pressure approaches or reaches the inner peripheral end surface of the annular plate, blood sampling is interrupted and plasma is surged at
For example, it is recirculated at a rate in the range of 80 to 240 ml / min, preferably 100 to 200 ml / min to effectively separate platelets and leukocytes. According to this process, platelets are selectively pumped out of the inner cavity via the outlet,
White blood cells are retained within the inner cavity. The blood fraction remaining in the centrifuge bowl is then returned to the patient or donor. The dwell step can be performed prior to the surge step, where the plasma is at a constant or gradually increasing rate in the range of 60 to 160 ml / min without allowing platelets to flow out of the outlet port. Is recycled.
Moreover, during the collection of whole blood into the bowl, it is possible to dilute or compensate for the flow by circulating the plasma. This is known as the critical flow technique.

【0036】本発明の上述した、及びその他の課題、特
徴及び利点は、図面に示された好ましい実施形態につい
ての、以下の詳細な説明から明らかであろう。図面は必
ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を例示するため
に誇張が行われている場合もある。
The above as well as additional objects, features, and advantages of the present invention will become apparent in the following detailed description of the preferred embodiments illustrated in the drawings. The drawings are not necessarily drawn to scale, and exaggerations may have been made to illustrate the principles of the invention.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1を参照すると、単一の環状キ
ャビティ20を有する遠心分離ボウル10の実施形態が示さ
れている。以下ではこのボウルを、分画された全血、例
えば血漿中に懸濁された血小板及び白血球(以下「富血
小板血漿画分」又は「PRP画分」)を処理するのに適
合された、使い捨ての遠心分離ボウルとして記述する
が、本発明は如何なる面でも、これに限定されるもので
ないことが理解されねばならない。例えば図1のボウル
は、変更を加えて又は変更なしに、他の全血画分又は全
血それ自体を処理するのに用いることができる。また後
述するように、全血を分離するための外側キャビティ及
び内側キャビティを有する遠心分離ボウルの構成に対し
て、図1のボウルの環状キャビティの構成を、内側キャ
ビティにそのまま適用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to FIG. 1, an embodiment of a centrifuge bowl 10 having a single annular cavity 20 is shown. In the following, this bowl is a disposable, adapted to treat fractionated whole blood, for example platelets and white blood cells suspended in plasma (hereinafter "platelet-rich plasma fraction" or "PRP fraction") However, it should be understood that the present invention is not limited in any way to this. For example, the bowl of Figure 1 can be used with or without modification to process other whole blood fractions or whole blood itself. Further, as will be described later, the configuration of the annular cavity of the bowl of FIG. 1 can be applied to the inner cavity as it is, as opposed to the configuration of a centrifuge bowl having an outer cavity and an inner cavity for separating whole blood.

【0038】図1に示されているように、ボウルは回転
シールアセンブリ、即ち全体を30で示すシール及びヘッ
ダアセンブリと、全体を12で示すボウル本体と、コア14
とからなる。シール及びヘッダアセンブリ30は、図3に
より詳しく示されている。これは回転可能なボウル本体
12の内部と、流入ポート31及び流出ポート32にそれぞれ
接続された固定の導管41及び42との間に、回転シール及
び流体連通用の通路をもたらす。アセンブリ30は、全体
を33で示す固定のヘッダーと、全体を34で示す給送チュ
ーブアセンブリと、流出チューブ35と、全体を36で示す
回転シールとからなりる。回転シール36は固定のシール
リング37と、ダイアフラム部材38と、外側シール部材即
ちクラウン16に配置された回転可能なシールリング39と
からなる。ダイアフラム部材38はその外側周縁付近で、
シールリング37の周囲に固定されている。シールリング
37は、シールリング39の対向する表面に対して摺動接触
する環状リップを含んでいる。クラウン16はその周縁
に、軸方向に開放する溝を含むことができ、或いはそう
でなければ、ボウル本体12と液密な結合を確立するよう
に、適宜構成されている。クラウン16は中央開口を有
し、流出チューブ35はこれを通って延びている。ダイア
フラム部材38の内側周縁は、流出チューブ35に接合され
ている。
As shown in FIG. 1, the bowl includes a rotating seal assembly, ie, a seal and header assembly generally indicated at 30, a bowl body generally indicated at 12, and a core 14.
Consists of. The seal and header assembly 30 is shown in more detail in FIG. This is a rotatable bowl body
Between the interior of 12 and the fixed conduits 41 and 42 connected to the inflow port 31 and the outflow port 32, respectively, are provided passages for rotary seals and fluid communication. The assembly 30 comprises a fixed header, generally designated 33, a feed tube assembly, generally designated 34, an outflow tube 35, and a rotary seal, generally designated 36. The rotary seal 36 comprises a fixed seal ring 37, a diaphragm member 38, and a rotatable seal ring 39 located on the outer seal member or crown 16. The diaphragm member 38 is near its outer peripheral edge,
It is fixed around the seal ring 37. Seal ring
37 includes an annular lip that is in sliding contact with the opposing surfaces of the seal ring 39. The crown 16 may include an axially open groove at its periphery, or is otherwise suitably configured to establish a fluid tight connection with the bowl body 12. Crown 16 has a central opening through which outflow tube 35 extends. The inner peripheral edge of the diaphragm member 38 is joined to the outflow tube 35.

【0039】ヘッダー33は、軸方向通路43に向かって半
径方向に延びる流入ポート31を有する、一体的に形成さ
れた部材からなる。軸方向通路43は、給送チューブアセ
ンブリ34内で軸方向に延びるボアにより形成された内部
固定通路41に結合され、次いで給送チューブステム18に
結合されて、PRP画分がボウル本体12の内部に流入す
るための回転しない流入経路を提供している。ヘッダー
33はまた流出ポート32を含み、これは給送チューブアセ
ンブリ34の周囲で同軸に延びるチャネル44へと半径方向
に延びている。チャネル44は次いで、固定の導管42に結
合されて、出口通路を形成する。ヘッダ33には、回転シ
ール36を覆って延在する外側シールド部材40が形成され
ている。
The header 33 is an integrally formed member having an inflow port 31 extending radially toward the axial passage 43. The axial passage 43 is connected to an internal fixed passage 41 formed by an axially extending bore within the feed tube assembly 34 and then to the feed tube stem 18 to allow the PRP fraction to be internal to the bowl body 12. It provides a non-rotating inflow path for inflow. header
33 also includes an outflow port 32, which extends radially into a channel 44 that extends coaxially around the feed tube assembly 34. Channel 44 is then coupled to stationary conduit 42 to form an outlet passage. An outer shield member 40 is formed on the header 33 so as to extend over the rotary seal 36.

【0040】給送チューブアセンブリ34は、これと一体
の半径方向フランジ34Aを備えて形成され、また半径方
向フランジ35Aが流出チューブ35に一体に形成されて、
半径方向外方に開口する収集ポート45が、出口ポート32
と流体連通して形成されている。こうしたシール及びヘ
ッダアセンブリ30は、個別のユニットとして形成され組
み立てられ、図1に示すようにしてコア14がボウル本体
12内部に配設された後に、ボウル本体12の開口12Aから
挿入され、ボウル本体12に対して溶接、螺着など適宜の
手段によって固定される。
The feed tube assembly 34 is formed with a radial flange 34A integral therewith, and the radial flange 35A is integrally formed with the outflow tube 35,
The collecting port 45, which opens radially outward, is connected to the outlet port 32.
Is formed in fluid communication with. Such seal and header assembly 30 is formed and assembled as a separate unit, with the core 14 as shown in FIG.
After being disposed inside 12, it is inserted from the opening 12A of the bowl body 12 and fixed to the bowl body 12 by an appropriate means such as welding or screwing.

【0041】ボウル本体12は二部材構成であり、軸方向
開口を有する成形された上部部材11と、成形された下部
部材又は底部ディスク13からなっている。これらの部材
は適切であれば、生理学的流体に適合性のある、ポリカ
ーボネート樹脂、アクリル樹脂やポリスチレン樹脂のよ
うな、どのようなプラスチック材料からも作成される。
コア14が底部ディスク13上に配置された後、上部部材11
とディスク13とが組み立てられ、例えば超音波溶接によ
って一緒に密封シールされる。ディスク13又はコア14は
スペーサ15を含み、これは例えば60°毎といった所定の
間隔で周方向に配置されて、ディスク13とコア14が軸方
向ギャップGだけ隔てられ、これが給送チューブステム
18から導入されるPRP画分をキャビティ20へと案内す
るための、半径方向通路17として作用する。
The bowl body 12 has a two-piece construction and comprises a molded upper member 11 having an axial opening and a molded lower member or bottom disc 13. These components are suitably made of any plastic material compatible with physiological fluids, such as polycarbonate resins, acrylic resins and polystyrene resins.
After the core 14 is placed on the bottom disc 13, the top member 11
And the disk 13 are assembled and hermetically sealed together, for example by ultrasonic welding. The disk 13 or core 14 includes spacers 15, which are circumferentially arranged at predetermined intervals, eg every 60 °, to separate the disk 13 and the core 14 by an axial gap G, which feed tube stem.
It acts as a radial passage 17 for guiding the PRP fraction introduced from 18 into the cavity 20.

【0042】環状キャビティ20は、上部ボウル部材11の
下側表面とコア14の上側表面の間に形成され、またこれ
らによって境界付けられる。キャビティ20は、その遠心
側に形成された周縁スロットであるキャビティ入口21
と、その求心側に形成された周縁スロットであるキャビ
ティ出口22とを含んでいる。入口スロット21は、軸方向
に延び周方向に連続したスリット19を介して半径方向通
路17と連通し、出口スロット22、上部ボウル部材11とコ
ア14の間に形成された半径方向に延びる通路23を通じて
収集ポート45と連通している。
An annular cavity 20 is formed between and bounded by the lower surface of the upper bowl member 11 and the upper surface of the core 14. The cavity 20 has a cavity inlet 21 which is a peripheral slot formed on its centrifugal side.
And a cavity outlet 22 which is a peripheral slot formed on its centripetal side. The inlet slot 21 communicates with the radial passage 17 through an axially extending circumferentially continuous slit 19, and the outlet slot 22, the radially extending passage 23 formed between the upper bowl member 11 and the core 14. Through the collection port 45.

【0043】環状キャビティ20は、軸方向断面でほぼ三
角の形状を有している。キャビティ20の高さは入口スロ
ット21から出口スロット22に向けて増大し、かくしてr
を回転軸からの半径方向の距離とし、hをその半径方向
距離における回転軸と平行なキャビティ20の高さとした
場合に、2πrhにより与えられる環状断面積はrの減
少につれて増大する。キャビティ20は上部環状壁24を有
し、これは入口スロット21から遠心分離ボウル10の回転
軸に向かって半径方向内方且つ軸方向上方へと延び、上
部周辺壁25で終端している。上部周辺壁25はそこから、
出口スロット22の上側の周縁まで下方へと延びている。
出口スロット22の下側の周縁からは、下部周辺壁26が始
まり、入口スロット21から半径方向内方且つ軸方向やや
上方に延びる傾斜壁27に出会うまで、回転軸とほぼ平行
に延びる。傾斜壁24は回転軸との間に鋭角を挟む。この
角度は20から60度の範囲をとることができ、好ましくは
30から50度の範囲にある。
The annular cavity 20 has a substantially triangular shape in the axial cross section. The height of the cavity 20 increases from the inlet slot 21 towards the outlet slot 22 and thus r
Let h be the radial distance from the axis of rotation and h be the height of the cavity 20 parallel to the axis of rotation at that radial distance, the annular cross section given by 2πrh increases with decreasing r. Cavity 20 has an upper annular wall 24 that extends radially inwardly and axially upward from the inlet slot 21 toward the axis of rotation of centrifuge bowl 10 and terminates in upper peripheral wall 25. From there the upper peripheral wall 25
It extends down to the upper peripheral edge of the outlet slot 22.
From the lower perimeter of the outlet slot 22, a lower peripheral wall 26 begins and extends substantially parallel to the axis of rotation until it meets a ramped wall 27 extending radially inward and slightly axially upward from the inlet slot 21. The inclined wall 24 forms an acute angle with the rotation axis. This angle can range from 20 to 60 degrees, preferably
It is in the range of 30 to 50 degrees.

【0044】この構成において、入口スロット21と出口
スロット22は、下部周辺壁26の軸方向長さとほぼ等しい
距離だけ、軸方向に相互にオフセットされている。この
オフセットの量は任意に決定することができ、オフセッ
トがゼロの場合もありうる。しかしながら一般には、入
口スロット21と出口スロット22を同一平面的な関係に配
置せず、前述したようにこれらのスロットの間に直接的
な半径方向通路が形成されないようにすることが望まし
い。より好ましいのは、軸方向断面で見た場合に、スロ
ット21と22を通って引かれる直線に関してキャビティが
非対称となるように、キャビティ20を形成し、入口スロ
ット21と出口スロット22を配置することである。
In this arrangement, the inlet slot 21 and the outlet slot 22 are axially offset from each other by a distance approximately equal to the axial length of the lower peripheral wall 26. The amount of this offset can be arbitrarily determined, and the offset may be zero. However, it is generally desirable not to have the inlet slot 21 and outlet slot 22 in a coplanar relationship so that no direct radial passages are formed between these slots as previously described. More preferably, the cavity 20 is formed and the inlet slot 21 and outlet slot 22 are arranged so that the cavity is asymmetric when viewed in axial cross section with respect to the straight line drawn through the slots 21 and 22. Is.

【0045】入口スロット21の近傍には、環状プレート
29が配置されている。この環状プレートは外周側で上部
環状壁24の半径方向外端部に取着され、内周側は環状キ
ャビティ20の内部に向けて片持ち梁式に突出している。
内周側の端面は、回転軸に対して平行である。
An annular plate is provided near the inlet slot 21.
29 are arranged. The annular plate is attached to the radially outer end of the upper annular wall 24 on the outer peripheral side, and projects on the inner peripheral side toward the inside of the annular cavity 20 in a cantilever manner.
The end surface on the inner peripheral side is parallel to the rotation axis.

【0046】さて図2を参照して、環状キャビティ20に
ついて想定される作用を説明する。富血小板血漿即ちP
RP画分が入口ポート31からボウル10内に給送された場
合、それは導管41、次いでステム18を通って、ボウルの
底部へと流れる。PRP画分は半径方向通路17と周縁の
スリット19を介して導かれ、入口スロット21を通して半
径方向キャビティ20に流入する。
Now, with reference to FIG. 2, an expected operation of the annular cavity 20 will be described. Platelet rich plasma or P
When the RP fraction is delivered into the bowl 10 from the inlet port 31, it flows through the conduit 41 and then the stem 18 to the bottom of the bowl. The PRP fraction is guided through the radial passage 17 and the peripheral slit 19 and flows into the radial cavity 20 through the inlet slot 21.

【0047】ボウル10内へのPRP画分の給送を続ける
と、キャビティ20はそれによって満たされる。ボウル10
は十分な速度、例えば2000から7000rpm、好ましくは300
0から5000rpmで回転しているから、準剛体回転成層流と
呼ばれる流れの場が、環状キャビティ20の内部に生成さ
れる。PRP画分はボウル10内へと、20から200ml/
分、好ましくは50から150ml/分の流量で給送される。
この流量は、時間に関して実質的に一定であることがで
きる。或いはまた、流量は時間と共に増大することもで
き、また一定流量と増大流量の組み合わせも使用でき
る。
Continued delivery of the PRP fraction into bowl 10 causes cavity 20 to be filled thereby. Bowl 10
Is of sufficient speed, for example 2000 to 7000 rpm, preferably 300
Since it is rotating at 0 to 5000 rpm, a flow field called quasi-rigid rotating stratified flow is created inside the annular cavity 20. PRP fraction goes into bowl 10, 20 to 200 ml /
Min, preferably 50 to 150 ml / min.
This flow rate can be substantially constant over time. Alternatively, the flow rate can increase over time, and a combination of constant and increasing flow rates can be used.

【0048】準剛体回転成層流場の下では、スチュワー
トソン層S1、S2が壁25及び26に沿って生成され、さらに
スチュワートソン層S3が環状プレート29の内端部に沿っ
て軸方向に生成される。またエクマン層E1、E2、E3が壁
24及び27と環状プレート29の下側の面に沿って形成され
る。PRP画分の流れは殆どが、これらの層に沿って生
じ、I1で示された内部領域を通る流れは殆ど生じない。
またスチュワートソン層S3の背後の、環状プレート29と
壁24に囲まれた部分の内部I2にも、流れは殆ど生じな
い。
Under the quasi-rigid rotating stratified flow field, Stewartson layers S1 and S2 are generated along the walls 25 and 26, and further Stewartson layer S3 is generated axially along the inner end of the annular plate 29. To be done. Ekman layers E1, E2, and E3 are walls
It is formed along the lower surface of 24 and 27 and the annular plate 29. Most of the flow of the PRP fraction occurs along these layers, with little flow through the interior region indicated by I1.
Also, almost no flow occurs in the inside I2 of the portion surrounded by the annular plate 29 and the wall 24 behind the Stewartson layer S3.

【0049】PRP画分に含まれる血小板と白血球がキ
ャビティ20に流入すると、それらはエクマン層E2からス
チュワートソン層S2に沿って、あるいはエクマン層E3、
スチュワートソン層S3、エクマン層E1、スチュワートソ
ン層S1に沿って移動して、遠心エルトリエーションによ
り分離される。PRP画分がエクマン層を通って流れる
場合、血小板の沈降速度は白血球よりも遅いため、血小
板は液体の流れにより、白血球よりも迅速に出口スロッ
ト22に向かって引きずられる。白血球は遠心方向への沈
降速度がより速いため、全部ではないとしても大部分
が、エクマン層E1、E2中に保持される。残りの白血球は
エクマン層を通過し、スチュワートソン層S1、S2に到達
する。スチュワートソン層S1、S2中においては、血小板
(「×」で表す)は粘稠な血漿の流れにより生成された
軸方向の抗力Dを受け、出口スロット22に向けて進むこ
とが許されるが、より大きな白血球(「○」で表す)は
遠心分離ボウル10の回転により生成された遠心力Cを受
け、血小板より大きい遠心方向の沈降速度Vsを与えら
れることから、出口スロット22に到達するより前に、内
部領域I1中に取り込まれる。スチュワートソン層S3中の
白血球も、エクマン層E1に到達するより前に、内部領域
I2に取り込まれる。キャビティ20の輪郭が内方に向けて
広がっていることから、PRP画分の流速は、軸方向の
壁25、26に向かって内方に移動するにつれて低減され
る。PRP画分中の細胞は、このようにしてエクマン層
及びスチュワートソン層を通じて遠心エルトリエーショ
ンされるため、そしてまた準剛体回転成層流場の下で
は、コリオリ力に基因する乱流は抑制され又は発生しな
いという事実により、血小板と白血球の間での良好な分
離が達成されるものと考えられる。特に本発明では環状
プレート29の設置によって形成されるスチュワートソン
層S3が、背後の内部領域I2と相俟って、追加的な分離の
場を提供している。
When the platelets and white blood cells contained in the PRP fraction flow into the cavity 20, they flow from the Ekman layer E2 to the Stewartson layer S2, or the Ekman layer E3,
It moves along the Stewartson layer S3, Ekman layer E1, and Stewartson layer S1 and is separated by centrifugal elutriation. When the PRP fraction flows through the Ekman layer, the sedimentation rate of platelets is slower than that of white blood cells, so that the flow of liquid causes the platelets to be dragged toward the exit slot 22 faster than the white blood cells. Most, if not all, leukocytes are retained in the Ekman layers E1 and E2 because leukocytes sediment faster in the centrifugal direction. The remaining white blood cells pass through the Ekman layer and reach the Stewartson layers S1 and S2. In the Stewartson's layers S1, S2, platelets (represented by "x") are subject to the axial drag D created by the viscous plasma flow and are allowed to travel towards the exit slot 22, Larger white blood cells (represented by “◯”) receive the centrifugal force C generated by the rotation of the centrifuge bowl 10 and are given a sedimentation velocity Vs in the centrifugal direction larger than that of the platelets, so that they reach the outlet slot 22. Then, it is taken into the internal area I1. The white blood cells in the Stewartson layer S3 also reach the inner region before reaching the Ekman layer E1.
Captured by I2. Due to the inwardly diverging profile of the cavity 20, the flow rate of the PRP fraction is reduced as it moves inwardly towards the axial walls 25,26. The cells in the PRP fraction are thus centrifugally elutriated through the Ekman and Stewartson layers, and also under quasi-rigid rotating stratified flow fields, the turbulence due to Coriolis forces is suppressed or generated. It is believed that the fact that they do not achieve good separation between platelets and white blood cells. In particular, according to the invention, the Stewartson layer S3 formed by the installation of the annular plate 29, together with the inner region I2 behind it, provides an additional separating field.

【0050】出口スロット22から流出する血小板と血漿
は、半径方向通路23を通って案内されて収集チャンバ46
に入るが、そこには収集ポート45が半径方向外方に開口
している。チャンバ20と通路23から移動してきた血漿の
先端が半径方向内方に動いて収集ポート45に到達した時
点で、空気はボウル内部から逃れることができず、従っ
て収集チャンバが血漿で溢れてしまうことはないことに
注意すべきである。
Platelets and plasma flowing out of the outlet slot 22 are guided through the radial passage 23 and into the collection chamber 46.
There, a collection port 45 opens radially outward. When the tip of the plasma moving from the chamber 20 and the passage 23 moves inward in the radial direction and reaches the collection port 45, air cannot escape from the inside of the bowl, and therefore the collection chamber overflows with the plasma. It should be noted that there is no.

【0051】典型的には、ボウル10の直径は要求される
処理容量に応じ、10−30cmである。好ましくは15−20cm
の範囲内にあり、実質的な改変なしに在来のアフェレー
シス装置に装着できるようにされる。
Typically, the diameter of the bowl 10 is 10-30 cm, depending on the processing capacity required. Preferably 15-20 cm
, Which allows it to be fitted to a conventional apheresis device without substantial modification.

【0052】さて図4を参照すると、内側環状キャビテ
ィ120と外側環状キャビティ150を有する遠心分離ボウル
110の一つの実施形態が示されている。この遠心分離ボ
ウル110は、一端に開口112Aを有する使い捨て式の遠心
分離ロータ、即ちボウル112と、回転シールアセンブリ1
30と、コア160とからなっている。回転シールアセンブ
リ130は、図3を参照して上に説明した回転シールアセ
ンブリ30と実質的に同じ構造のものであり、従ってここ
では詳細に説明しない。
Referring now to FIG. 4, a centrifuge bowl having an inner annular cavity 120 and an outer annular cavity 150.
One embodiment of 110 is shown. The centrifuge bowl 110 comprises a disposable centrifuge rotor or bowl 112 having an opening 112A at one end and a rotary seal assembly 1
It consists of 30 and core 160. The rotary seal assembly 130 is of substantially the same construction as the rotary seal assembly 30 described above with reference to FIG. 3, and thus will not be described in detail here.

【0053】ボウル10の場合と同様に、ボウル本体112
は透明なポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリス
チレン樹脂、その他のような適当なプラスチック材料か
ら形成することができ、上部成形部材111と下部成形部
材即ち底部ディスク113からなる。回転シールアセンブ
リ130のクラウン116は、開口112Aに対して螺着、溶接な
どにより固定されている。
As with bowl 10, bowl body 112
Can be made of any suitable plastic material such as transparent polycarbonate resin, acrylic resin, polystyrene resin, or the like, and comprises an upper molding member 111 and a lower molding member or bottom disk 113. The crown 116 of the rotary seal assembly 130 is fixed to the opening 112A by screwing, welding, or the like.

【0054】ボウル本体112の内部に配置されたコア160
は段付きの輪郭を有し、テーパ付きのボア162を含むハ
ブ161と、このハブ161の一端から半径方向外方に延びる
半径方向ディスク163と、ハブ161とディスク163の間に
挟まれた環状ショルダ164を含んでいる。こうしたコア
は、射出成型によって容易に製造可能である。ボウルの
底部ディスク113とコア160の間には、例えば60°の間隔
でスペーサ115が角度を置いて隔置されており、給送チ
ューブステム118からボウル内に導入される液体を案内
する半径方向通路117として作用する、軸方向ギャップ
Gを画定している。
A core 160 disposed inside the bowl body 112
Is a hub 161 having a stepped profile and including a tapered bore 162, a radial disc 163 extending radially outward from one end of the hub 161, and an annulus sandwiched between the hub 161 and the disc 163. Includes shoulder 164. Such a core can be easily manufactured by injection molding. Spacers 115 are angularly spaced, for example 60 ° apart, between the bottom disk 113 of the bowl and the core 160 to guide the liquid introduced from the feed tube stem 118 into the bowl. It defines an axial gap G, which acts as a passage 117.

【0055】上部成形部材111は、段付き輪郭を有する
コア160と共働して、内側及び外側の環状キャビティ12
0、150を画定するような形状を有している。具体的に言
うと、図示の例において上部成形部材111は、内側及び
外側の壁152、153を有する外側円筒形部分151と、円錐
形傾斜部分154と、内側壁152と傾斜部分154の間にまた
がるネック部分155からなっている。コア160の半径方向
ディスク163と共に、外側円筒形部分151は外側キャビテ
ィ150を画定するが、これは矩形の断面を有する、ほぼ
環状の形状のものである。外側キャビティ150は下側の
遠心側周縁において、半径方向通路117と連通する。ネ
ック部分155と傾斜部分154はコア160のショルダ164と共
働して、図1の環状キャビティ20と同様の形状を有する
内側環状キャビティ120を画定する。外側キャビティ150
と内側キャビティ120は、ショルダ164の立ち上がり部分
とネック部分155の間に配置された環状チャネル121を介
して半径方向に相互に連通する。
The upper molding member 111 cooperates with the core 160 having a stepped contour to form the inner and outer annular cavities 12.
It has a shape that defines 0,150. Specifically, in the illustrated example, the upper molding member 111 includes an outer cylindrical portion 151 having inner and outer walls 152, 153, a conical sloping portion 154, and an inner wall 152 and a sloping portion 154. It consists of a straddling neck portion 155. Together with the radial disc 163 of the core 160, the outer cylindrical portion 151 defines an outer cavity 150, which is of generally annular shape with a rectangular cross section. The outer cavity 150 communicates with the radial passage 117 at the lower, peripheral edge. Neck portion 155 and beveled portion 154 cooperate with shoulder 164 of core 160 to define an inner annular cavity 120 having a shape similar to annular cavity 20 of FIG. Outer cavity 150
And the inner cavity 120 are in radial communication with one another via an annular channel 121 located between the rising portion of the shoulder 164 and the neck portion 155.

【0056】図4に示されているように、内側キャビテ
ィ120は、環状チャネル即ち入口スロット121の上端から
半径方向内方且つ軸方向上方に延びる傾斜部分154によ
り画定された上側環状壁124と、環状チャネル121の下端
から半径方向内方且つ軸方向上方に延びるショルダ164
の上部表面により画定される下側環状壁127の間で、軸
方向に境界付けられている。上側壁124は回転軸との間
に鋭角を挟み、下側壁127は回転軸との間に鈍角を挟
む。上側環状壁124は従って下側環状壁127よりも急峻で
あり、それゆえ内側キャビティ120の軸方向高さは、回
転軸からの距離が減少するにつれて増大する。好ましく
は、半径方向距離の減分は軸方向高さの増分よりも小さ
く、Δr<Δhであり、2πrhによって与えられる環
状キャビティ120の環状断面積は、rの値が小さくなる
につれて増大する。
As shown in FIG. 4, the inner cavity 120 has an upper annular wall 124 defined by a beveled portion 154 extending radially inward and axially upward from the upper end of the annular channel or inlet slot 121. A shoulder 164 extending radially inward and axially upward from the lower end of the annular channel 121.
Bounded axially between the lower annular walls 127 defined by the upper surface of the. The upper side wall 124 forms an acute angle with the rotation axis, and the lower side wall 127 forms an obtuse angle with the rotation axis. The upper annular wall 124 is therefore steeper than the lower annular wall 127, so that the axial height of the inner cavity 120 increases as the distance from the axis of rotation decreases. Preferably, the radial distance decrement is less than the axial height increment, Δr <Δh, and the annular cross-sectional area of the annular cavity 120 given by 2πrh increases as the value of r decreases.

【0057】内側キャビティ120は半径方向内側の端部
において、上部及び下部の周辺壁125及び126で終端して
おり、それらの間に周縁方向の出口スロット122が画定
されている。入口スロット121の近傍には、環状プレー
ト129が取着されている。上部周辺壁125は、内側円筒形
部分156の外側壁によって画定され、下部の周辺壁126は
ハブ161の外側周辺壁によって画定されている。内側円
筒形部分156はハブ161の上側表面から、半径方向通路12
3によって離隔されており、この通路は内側キャビティ1
20を、円筒形部分156の内側壁158と収集ポート145の間
に画定された収集チャンバ146と連通させている。
The inner cavity 120 terminates at its radially inner end in upper and lower peripheral walls 125 and 126, with a circumferential exit slot 122 defined therebetween. An annular plate 129 is attached near the inlet slot 121. The upper peripheral wall 125 is defined by the outer peripheral wall of the inner cylindrical portion 156 and the lower peripheral wall 126 is defined by the outer peripheral wall of the hub 161. The inner cylindrical portion 156 is formed from the upper surface of the hub 161 from the radial passage 12
Separated by 3, this passageway is the inner cavity 1
The 20 is in communication with a collection chamber 146 defined between the inner wall 158 of the cylindrical portion 156 and the collection port 145.

【0058】外側キャビティ150の内部には、環状板170
-173が回転軸と同心に、軸方向に間隔を置いて配置され
ている。これらの環状板は外側キャビティ150の半径方
向外側の壁153に対し、例えば60°ずつの間隔を置いた
個所において175で示すようにして接続されうる。なお
この接続は環状板170についてのみ示し、残りの環状板1
71-173については図示を簡明にするために省略してい
る。これらの環状板170-173は、環状板173について示す
ように、回転軸と平行に延びる内周端面176及び外周端
面177を有している。ボウル110は、全血を分画し、血小
板を高収率で採取するのに特に適している。このボウル
は好ましくは、直径寸法が在来のレーサムボウルに匹敵
するが、軸方向高さが低いものでありうる。従って、こ
の高さを補償するために適宜形成されたアダプタなどを
装着することによって、ボウル110は前述したMCS、
Multi又はCCSといった在来のアフェレーシス装
置に装着可能であり、既存の光学処理系及び/又は電子
処理系を用いて既存のプロトコルでもって動作されう
る。この場合に環状板170-173の内周端面176は、在来の
アフェレーシス装置の光センサBOの位置と半径方向にほ
ぼ整合されるのが好ましい。しかしもちろん、このこと
は他のボウル構成を排除するものではない。広く言え
ば、ボウル110は10−30cm、好ましくは15−20cmの直径
を有することができる。
Inside the outer cavity 150 is an annular plate 170.
-173 are concentric with the axis of rotation and axially spaced. These annular plates may be connected to the radially outer wall 153 of the outer cavity 150, as shown at 175, for example at 60 ° intervals. This connection is shown only for the annular plate 170, and the remaining annular plates 1
71-173 are omitted for the sake of simplicity. These annular plates 170-173 have an inner peripheral end surface 176 and an outer peripheral end surface 177 extending parallel to the rotation axis, as shown for the annular plate 173. Bowl 110 is particularly suitable for fractionating whole blood and collecting platelets in high yield. The bowl is preferably comparable in diameter dimension to a conventional Latham bowl, but may have a low axial height. Therefore, by mounting an adapter or the like appropriately formed to compensate for this height, the bowl 110 can be made to have the above-mentioned MCS,
It can be attached to a conventional apheresis device, such as a Multi or CCS, and can be operated with existing protocols using existing optical and / or electronic processing systems. In this case, the inner peripheral end surface 176 of the annular plates 170-173 is preferably substantially aligned with the position of the optical sensor BO of the conventional apheresis device in the radial direction. But of course, this does not exclude other bowl configurations. Broadly speaking, the bowl 110 can have a diameter of 10-30 cm, preferably 15-20 cm.

【0059】まず、蠕動ポンプ(図示せず)を用いるこ
とによって、抗凝固処理された全血が患者又はドナーか
ら採血され、入口ポート131を介してボウル110内に案内
され、そしてボウルの回転が開始される。血液の採取は
通常、20から150ml/分、好ましくは50から100ml/分の
流量で行われ、ボウルは2000から7000rpm、好ましくは3
000から5000rpmの速度で回転させることができる。この
血液の採取の間、流量は時間に関して実質的に一定であ
ることができる。代替的には、時間と共に連続的又は段
階的に増大させることができ、或いは一定流量と増大流
量の組み合わせもまた使用できる。
First, by using a peristaltic pump (not shown), anticoagulated whole blood is drawn from the patient or donor, guided into the bowl 110 via the inlet port 131, and rotation of the bowl is prevented. Be started. Blood collection is usually performed at a flow rate of 20 to 150 ml / min, preferably 50 to 100 ml / min, and the bowl is 2000 to 7000 rpm, preferably 3
It can be rotated at a speed of 000 to 5000 rpm. During this blood draw, the flow rate can be substantially constant over time. Alternatively, it can be increased continuously or in steps over time, or a combination of constant and increasing flow rates can also be used.

【0060】全血は入口ポート131から給送チューブス
テム118を介して半径方向通路117に導かれ、外側環状キ
ャビティ150へとその下側の周方向縁部から流入する。
全血は遠心分離され、外側キャビティ150内で半径方向
に最も外側に来る赤血球の層と、その内側のバフィコー
ト層及び血漿層とに階層化される。全血の採取を続ける
と、分離された血液成分は血漿層を先頭にして、内側キ
ャビティ120に流入する。分画された血液成分は次いで
内側キャビティ120から半径方向通路123を通って移動さ
れ、収集ポート145により収集される。図1のボウルの
場合のように、移動されてきた成分の先端が収集ポート
145に到達した時点で、空気はボウルの中心部にトラッ
プされ、従って収集チャンバ146が血液成分で溢れてし
まうことはない。分画された血漿は出口ポート132から
流出し、貯蔵用バッグ(図示せず)に収集される。
Whole blood is directed from the inlet port 131 through the feed tube stem 118 into the radial passage 117 and into the outer annular cavity 150 from its lower circumferential edge.
Whole blood is centrifuged and stratified in the outer cavity 150 into a radially outermost layer of red blood cells, and the inner buffy coat and plasma layers. When the whole blood is continuously collected, the separated blood component flows into the inner cavity 120, with the plasma layer as a head. The fractionated blood component is then moved from inner cavity 120 through radial passageway 123 and collected by collection port 145. As in the case of the bowl in Figure 1, the tip of the transferred component is at the collection port.
Upon reaching 145, air is trapped in the center of the bowl and therefore the collection chamber 146 is not flooded with blood components. The fractionated plasma flows out of the outlet port 132 and is collected in a storage bag (not shown).

【0061】バフィコート層の先端が外側キャビティの
内壁に接近又は到達した時点で、あるいは環状板が存在
する場合にはその内周端面に接近又は到達した時点で、
バフィコート層内に存在している血小板と白血球を分離
するために、サージ段階を開始することができる。この
サージはより早期に又はより遅く、例えばバフィコート
層の先端がまだ環状板を通過している時点や、環状チャ
ネル又は入口スロット121に接近した時点、或いは入口
スロット121又は内側キャビティ120に入った時点で開始
することができる。バフィコート層の先端、並びに分離
された血液成分の間の他の境界は、例えば光学センサBO
によって検出可能である。これは、遠心分離器内で分離
された血液成分により占有される領域の半径を監視し、
半径が特定の値になった場合に信号を出すものである。
When the tip of the buffy coat layer approaches or reaches the inner wall of the outer cavity, or when the annular plate is present, approaches or reaches the inner peripheral end surface thereof.
A surge phase can be initiated to separate the platelets and leukocytes present in the buffy coat layer. This surge is earlier or slower, for example, when the tip of the buffy coat layer is still passing through the annular plate, when it approaches the annular channel or inlet slot 121, or when it enters the inlet slot 121 or inner cavity 120. You can start at a point. The tip of the buffy coat layer, as well as other boundaries between separated blood components, may be, for example, optical sensor BO.
Can be detected by. It monitors the radius of the area occupied by the separated blood components in the centrifuge,
It outputs a signal when the radius reaches a specific value.

【0062】サージを実行するためには、全血の採取は
停止され、収集された血漿の一部が貯蔵バッグからボウ
ル110内へと、増大した流量、例えば120から240ml/
分、好ましくは160から220ml/分の範囲内で選択された
流量で再循環される。これに先立ち、全血の採取を停止
した状態で、バフィコート内の成分を内側キャビティ12
0に流出させることなしに血漿を循環させる、いわゆる
ドウェルを実行することもできる。ドウェルによってバ
フィコート内での血小板と白血球の分離は改善される。
その後のサージによりバフィコート層内の成分は内側キ
ャビティ120に流入し、図2に関して図示し説明したキ
ャビティ20の場合のように、エクマン層及びスチュワー
トソン層を通って移動するにつれて、遠心エルトリエー
ションにより分離される。殆どの血小板が貯蔵バッグに
採取された後に、血漿の導入は停止される。この技術分
野の当業者に認識可能であるように、必要であれば、サ
ージ段階に先立ってドウェル段階を実行することができ
る。このプロセスは、十分な量の血小板が収集されるま
で、所望なだけ自動的に繰り返すことができる。得られ
る製剤は血小板を高収率で含有し、白血球汚染物質は低
減されている。
To perform the surge, the whole blood collection is stopped and a portion of the collected plasma is transferred from the storage bag into the bowl 110 at an increased flow rate, eg 120 to 240 ml /
Min, preferably at a selected flow rate in the range of 160 to 220 ml / min. Prior to this, the components in the buffy coat were removed from the inner cavity 12 with the whole blood collection stopped.
It is also possible to carry out a so-called dwell, which circulates the plasma without letting it flow to zero. Dwell improves the separation of platelets and leukocytes within the buffy coat.
Subsequent surges cause the components in the buffy coat layer to enter the inner cavity 120 and by centrifugal elutriation as they travel through the Ekman and Stewartson layers, as in cavity 20 shown and described with respect to FIG. To be separated. The introduction of plasma is stopped after most of the platelets have been collected in the storage bag. As will be appreciated by those skilled in the art, the dwell step can be performed prior to the surge step, if desired. This process can be repeated as often as desired until sufficient platelets have been collected. The resulting formulation contains high yields of platelets and reduced leukocyte contaminants.

【0063】こうしたプロセスの間に、外側キャビティ
150内の環状板170-173のそれぞれの半径方向面に沿っ
て、エクマン層E4及びE5が確立され、また内周端面176
と外周端面177に沿って外側キャビティ150の軸方向高さ
の全体にわたりスチュワートソン層S4及びS5が確立され
る。これらに沿って回転軸と平行又は垂直な流れが生成
され、分離の改善が図られる。例えばスチュワートソン
層S4ではバフィコート内の血小板は抗力Dを受けて軸方
向に移動されるが、より大きな白血球は遠心力Cを受
け、血小板より大きい遠心方向の沈降速度Vsを与えら
れて、流れの存在しない領域の中に取り込まれる。また
例えばエクマン層E4では、血小板は血漿の流れにより、
濃縮された赤血球層から洗い出される。
During such a process, the outer cavity
Along the respective radial planes of the annular plates 170-173 within 150, Ekman layers E4 and E5 are established and an inner peripheral end face 176
And Stewartson layers S4 and S5 are established along the outer peripheral surface 177 over the entire axial height of the outer cavity 150. Along these lines, a flow that is parallel or perpendicular to the axis of rotation is created to improve separation. For example, in the Stewartson layer S4, the platelets in the buffy coat are moved in the axial direction by receiving the drag force D, while the larger leukocytes are subjected to the centrifugal force C and are given the sedimentation velocity Vs in the centrifugal direction larger than that of the platelets to flow. Are captured in the area where no. Also, for example, in the Ekman layer E4, platelets are
Washed out of the concentrated red blood cell layer.

【0064】図5はさらに別の実施形態を示す。この実
施例では外側キャビティ150の内部には図4と同様に、
やはり環状板180-182が回転軸と同心に、軸方向に間隔
を置いて配置されている。これらの環状板の固定はこの
場合には、外側キャビティ150内で軸方向に延び、環状
板180-182を貫通するポール183によって行われており、
ポール183は例えば60°ずつの間隔を置いて配置され、
上端及び下端でボウル本体112の外側円筒形部分151とコ
ア160の半径方向ディスク163にそれぞれ接続されてい
る。この実施例では外側キャビティ150の内側壁152は、
回転軸と平行に延びる環状壁面である下部壁184と、こ
れと段差185をなしている上部壁186によって構成されて
いる。段差185は環状チャネル121へと連続しており、上
部壁186は環状チャネル121に向けて傾斜している。環状
板180-182の機能については図4で説明したところと同
様である。この構成の場合、垂直に延びる下部壁184に
よってスチュワートソン層S6が形成され、これは図4で
説明したスチュワートソン層S4及びS5と同様に回転軸と
平行な流れの場を生成する。下部壁184は環状板の内周
端面の機能を、環状チャネル121の構成を利用して別の
仕方で実現したものであり、その高さが低くとも、例え
ば1mm程度であったとしても、スチュワートソン層S6は
十分に確立され、分離の改善が図られる。図5は環状板
180-182との組み合わせを示しているが、環状板を設け
ずに、下部壁184のみによっても優れた効果を得ること
ができる。
FIG. 5 shows still another embodiment. In this embodiment, inside the outer cavity 150, as in FIG.
Again, annular plates 180-182 are concentric with the axis of rotation and axially spaced. The fixation of these annular plates is in this case carried out by means of a pole 183 which extends axially in the outer cavity 150 and which penetrates the annular plates 180-182,
The poles 183 are arranged at intervals of 60 °, for example,
The upper and lower ends are connected to the outer cylindrical portion 151 of the bowl body 112 and the radial disc 163 of the core 160, respectively. In this embodiment, the inner wall 152 of the outer cavity 150 is
It is composed of a lower wall 184 which is an annular wall surface extending parallel to the rotation axis, and an upper wall 186 which forms a step 185 with the lower wall 184. The step 185 is continuous with the annular channel 121, and the upper wall 186 is inclined toward the annular channel 121. The functions of the annular plates 180-182 are the same as those described in FIG. In this configuration, the vertically extending lower wall 184 forms the Stewartson layer S6, which produces a flow field parallel to the axis of rotation similar to the Stewartson layers S4 and S5 described in FIG. The lower wall 184 realizes the function of the inner peripheral end surface of the annular plate in another way by utilizing the configuration of the annular channel 121. Even if the height is low, for example, even about 1 mm, Stewart The Sonn layer S6 is well established for improved separation. Figure 5 shows an annular plate
Although the combination with 180-182 is shown, an excellent effect can be obtained only by the lower wall 184 without providing the annular plate.

【0065】[0065]

【実施例】遠心分離ボウルとしては、図4に示した構造
で、外側キャビティ内には環状板を備えていないが、内
側キャビティに環状プレートが取り付けられているもの
を使用した。外側キャビティの半径方向外側の壁の回転
軸からの距離は59mm、半径方向内側の壁の回転軸か
らの距離は45mm、内側キャビティの半径方向内側の
壁の回転軸からの距離は23mmであって、外側キャビ
ティと内側キャビティの最大高さはそれぞれ34mmお
よび20mmであり、内側キャビティの出口は、入口よ
り11mmほど高い位置に設定されていた。また、外側
キャビティと内側キャビティの容積はそれぞれ155m
lおよび36mlであった。この遠心分離ボウルをヘモ
ネティクス社製の血液成分遠心分離装置であるCCS
(製品名)の遠心回転装置に装着し、所定の回転速度で
回転させた。蠕動ポンプを用いて、前日に採血した抗血
液凝固剤添加ヒト全血を毎分60mlの速度で遠心分離
ボウル内へと送液した。バフィコート(血小板と白血球
よりなる乳白色の層で赤血球層の内側に形成される)が
外側キャビティの半径方向内側の壁より2mmの位置に
到達した時点で全血の送液を中止し、予め採取しておい
た血漿を使用してサージ操作を開始した。流出する血漿
中の血小板の濃度が減少するまで、流出する血漿を10
ml毎に試験管に採取した。サージ操作は、血漿を次第
に速度を増加させながら遠心分離ボウルに送液すること
によって、血小板のみを選択的に流出させて分取する方
法であるが、30秒間で所定の初速度から所定の最終速
度にまで増加させるように操作した。それ以降はその最
終速度を保って送液を続けた。採取した血漿中の血小板
と白血球の数を計測し、遠心分離ボウル内に導入した血
小板数に対する収率を計算し、また10単位の血小板(2
×1011個)を採取した時に混入するであろう白血球数
を外挿によって求めた。操作条件および結果を下表にま
とめた。
EXAMPLE A centrifuge bowl having the structure shown in FIG. 4 but having no annular plate in the outer cavity but having an annular plate attached to the inner cavity was used. The outer cavity has a radial outer wall distance of 59 mm from the axis of rotation, the inner radial wall has a distance of 45 mm from the axis of rotation, and the inner cavity has a radial inner wall of 23 mm from the axis of rotation. The maximum heights of the outer cavity and the inner cavity were 34 mm and 20 mm, respectively, and the outlet of the inner cavity was set at a position about 11 mm higher than the inlet. The volume of the outer cavity and the inner cavity is 155m each.
1 and 36 ml. This centrifuge bowl is a CCS which is a blood component centrifuge made by Haemonetics.
It was attached to the centrifugal rotation device (product name) and rotated at a predetermined rotation speed. Using a peristaltic pump, anti-coagulant-added human whole blood collected the day before was fed into a centrifuge bowl at a rate of 60 ml / min. When the buffy coat (a milky white layer consisting of platelets and white blood cells and formed inside the red blood cell layer) reaches a position 2 mm from the inner wall in the radial direction of the outer cavity, the delivery of whole blood is stopped and collected in advance. The surge operation was started using the stored plasma. Until the concentration of platelets in the outflowing plasma is reduced, the outflowing plasma is reduced to 10
Each tube was collected in a test tube. The surge operation is a method in which blood plasma is sent to a centrifuge bowl while gradually increasing its speed to selectively flow out and collect only platelets. It takes 30 seconds to change from a predetermined initial speed to a predetermined final speed. Manipulated to increase to speed. After that, liquid transfer was continued while maintaining the final speed. The number of platelets and white blood cells in the collected plasma was measured, the yield was calculated with respect to the number of platelets introduced into the centrifuge bowl, and 10 units of platelets (2
The number of white blood cells likely to be mixed when (x10 11 ) were collected was determined by extrapolation. The operating conditions and results are summarized in the table below.

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】[0067]

【発明の効果】表1の結果から、本発明のボウルが、白
血球の汚染の非常に少ない血小板を効率良く採取できる
ことが示された。以上に説明したように、本発明によれ
ば、粒子、特に血小板及び白血球といった血液細胞を処
理するための、改良された非常に有利な遠心分離ボウル
が提供される。特に本発明によれば、著しく低い白血球
汚染レベルでもって血小板製剤を製造することを可能に
する、改良された遠心分離ボウルが提供されるが、その
用途はこれに限定される訳ではない。例えば本発明のボ
ウルを用いて、全血から、血小板及び赤血球の混入の非
常に少ない白血球分画を採取することも可能であり、ま
た幹細胞の分離などの分野における幅広い応用が期待で
きる。
The results of Table 1 show that the bowl of the present invention can efficiently collect platelets with very little white blood cell contamination. As explained above, the present invention provides an improved and very advantageous centrifuge bowl for treating particles, in particular blood cells such as platelets and white blood cells. In particular, but not exclusively according to the invention, an improved centrifuge bowl is provided which makes it possible to produce a platelet preparation with a significantly lower leukocyte contamination level. For example, using the bowl of the present invention, it is possible to collect a leukocyte fraction containing very little platelets and red blood cells from whole blood, and it can be expected to have a wide range of applications in the field of stem cell separation and the like.

【0068】本明細書中において用いた術語及び表現
は、説明のための用語として使用したものであって限定
のためのものではなく、そうした術語及び表現を用いる
については、図示し説明した特徴及びその一部と均等な
何物をも排除する意図はない。むしろ、請求項に記載し
た発明の範囲内において、種々の改変が可能であること
が認識されるものである。
The terminology and expressions used herein are used as terms of description and not of limitation, and the use of such terms and expressions is illustrated and described in terms of features and There is no intent to exclude anything equivalent to that part. Rather, it will be appreciated that various modifications are possible within the scope of the claimed invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従う、単一の環状キャビティからなる
遠心分離ボウルの一つの実施形態の軸方向断面図であ
る。
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of one embodiment of a single annular cavity centrifuge bowl according to the present invention.

【図2】図1の環状キャビティについて想定される作用
を説明する軸方向断面図である。
FIG. 2 is an axial cross-sectional view illustrating a possible operation of the annular cavity shown in FIG.

【図3】図1の遠心分離ボウルに用いられる回転シール
アセンブリを例示する、部分的に切除した立面図であ
る。
FIG. 3 is a partially cutaway elevational view illustrating a rotary seal assembly used in the centrifuge bowl of FIG.

【図4】本発明に従う、内側及び外側の環状キャビティ
からなる遠心分離ボウルの実施形態の軸方向断面図であ
る。(A)は全体を示し、(B)は外側環状キャビティ内部の
詳細を示す。
FIG. 4 is an axial cross-sectional view of an embodiment of a centrifuge bowl consisting of inner and outer annular cavities according to the present invention. (A) shows the whole and (B) shows the details inside the outer annular cavity.

【図5】本発明に従う、内側及び外側の環状キャビティ
からなる遠心分離ボウルの別の実施形態の軸方向断面図
である。
FIG. 5 is an axial cross-sectional view of another embodiment of a centrifuge bowl consisting of inner and outer annular cavities according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10, 110 遠心分離ボウル 20 環状キャビティ 20 環状キャビティ 21 キャビティ入口 22 キャビティ出口 29 環状プレート 30, 130 回転シールアセンブリ 31, 131 流入ポート 32, 132 出口ポート 120 内側環状キャビティ 121 環状チャネル 150 外側環状キャビティ 170-173 環状板 176 内周端面 177 外周端面 180-182 環状板 184 下部壁 185 段差 186 上部壁 S1-S6 スチュワートソン層 E1-E5 エクマン層 I1-I2 内部領域 10, 110 centrifuge bowl 20 annular cavity 20 annular cavity 21 Cavity inlet 22 Cavity outlet 29 annular plate 30, 130 rotating seal assembly 31, 131 Inflow port 32, 132 Exit port 120 inner annular cavity 121 annular channel 150 outer annular cavity 170-173 annular plate 176 Inner peripheral end face 177 Outer peripheral face 180-182 annular plate 184 Lower wall 185 steps 186 Upper wall S1-S6 Stewartson layer E1-E5 Ekman layer I1-I2 internal area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 迫田 紘一郎 東京都調布市柴崎2−13−3,A716 Fターム(参考) 4C077 AA12 BB04 EE01 KK11 4D057 AA03 AB01 AC01 AC06 AD01 AE02 AF07 BA13 BC05 BC11   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Koichiro Sakoda             2-13-3 Shibasaki, Chofu City, Tokyo, A716 F term (reference) 4C077 AA12 BB04 EE01 KK11                 4D057 AA03 AB01 AC01 AC06 AD01                       AE02 AF07 BA13 BC05 BC11

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転軸の周囲を回転するよう適合されたボ
ウル本体と、 入口ポートと、 出口ポートと、 前記ボウル本体内に前記回転軸と同心に形成された少な
くとも一つの環状キャビティであって、前記回転軸を中
心として取った円筒状断面の面積が遠心側から求心側へ
と増大するよう構成された環状キャビティと、 遠心側で前記環状キャビティに形成されて前記入口ポー
トと連通するキャビティ入口と、 求心側で前記環状キャビティに形成されて前記出口ポー
トと連通するキャビティ出口と、及び半径方向内方に前
記環状キャビティ内部へと突出する部材からなる、遠心
分離ボウル。
1. A bowl body adapted to rotate about an axis of rotation, an inlet port, an outlet port, and at least one annular cavity formed in the bowl body concentric with the axis of rotation. An annular cavity configured such that the area of the cylindrical cross section taken around the rotation axis increases from the centrifugal side to the centripetal side, and a cavity inlet formed in the annular cavity on the centrifugal side and communicating with the inlet port And a cavity outlet formed in the annular cavity on the centripetal side and communicating with the outlet port, and a member protruding radially inward into the annular cavity.
【請求項2】 前記ボウル本体がその一方の軸方向端部
に開口を有し、回転シールアセンブリがこの開口を覆っ
て前記ボウル本体に固定されており、前記入口ポート及
び前記出口ポートが前記回転シールアセンブリに設けら
れている、請求項1の遠心分離ボウル。
2. The bowl body has an opening at one axial end thereof, a rotary seal assembly is secured to the bowl body over the opening, and the inlet port and the outlet port are rotatable. The centrifuge bowl of claim 1 provided in a seal assembly.
【請求項3】 前記キャビティ入口が遠心側で前記環状
キャビティに形成された周縁スロットからなる、請求項
1の遠心分離ボウル。
3. The centrifuge bowl of claim 1, wherein the cavity inlet comprises a peripheral slot formed in the annular cavity on the centrifugal side.
【請求項4】 前記キャビティ出口が求心側で前記環状
キャビティに形成された周縁スロットからなる、請求項
1の遠心分離ボウル。
4. The centrifuge bowl of claim 1, wherein the cavity outlet comprises a peripheral slot formed in the annular cavity on the centripetal side.
【請求項5】 前記突出する部材が環状プレートであ
り、この環状プレートはその外周側が前記環状キャビテ
ィの壁面に取着され、その内周側が前記環状キャビティ
内部で前記回転軸に平行な端面を規定している、請求項
1の遠心分離ボウル。
5. The projecting member is an annular plate, the outer peripheral side of which is attached to the wall surface of the annular cavity, and the inner peripheral side of the annular plate defines an end surface inside the annular cavity that is parallel to the rotation axis. The centrifuge bowl of claim 1, wherein:
【請求項6】 前記環状プレートの前記外周側が前記キ
ャビティ入口の近傍に取着されている、請求項5の遠心
分離ボウル。
6. The centrifuge bowl according to claim 5, wherein the outer peripheral side of the annular plate is attached near the cavity inlet.
【請求項7】回転軸の周囲を回転するよう適合されたボ
ウル本体と、 入口ポートと、 出口ポートと、 前記ボウル本体内に前記回転軸と同心に形成された環状
の内側キャビティと、前記内側キャビティの半径方向外
方において、前記ボウル本体内に前記回転軸と同心に形
成された環状の外側キャビティと、 前記外側キャビティの遠心側に形成されて前記外側キャ
ビティを前記入口ポートと連通させるキャビティ入口
と、 前記内側キャビティの求心側に形成されて前記内側キャ
ビティを前記出口ポートと連通させるキャビティ出口
と、及び、 前記内側キャビティと前記外側キャビティを連通させる
環状制限チャネルとからなり、 前記外側キャビティが前記回転軸と平行及び/又は垂直
な流れを生成するよう構成されている、遠心分離ボウ
ル。
7. A bowl body adapted to rotate about an axis of rotation, an inlet port, an outlet port, an annular inner cavity concentric with the axis of rotation within the bowl body, and the inner side. An annular outer cavity formed concentrically with the rotation axis in the bowl body radially outward of the cavity, and a cavity inlet formed on the centrifugal side of the outer cavity for communicating the outer cavity with the inlet port. A cavity outlet formed on the centripetal side of the inner cavity for communicating the inner cavity with the outlet port, and an annular restriction channel for communicating the inner cavity with the outer cavity, wherein the outer cavity is A centrifuge bowl configured to generate a flow parallel and / or perpendicular to the axis of rotation.
【請求項8】 前記ボウル本体がその一方の軸方向端部
に開口を有し、回転シールアセンブリがこの開口を覆っ
て前記ボウル本体に固定されており、前記入口ポート及
び前記出口ポートが前記回転シールアセンブリに設けら
れている、請求項7の遠心分離ボウル。
8. The bowl body has an opening at one axial end thereof, a rotary seal assembly is secured to the bowl body over the opening and the inlet port and the outlet port are rotatable. The centrifuge bowl of claim 7, wherein the centrifuge bowl is provided in a seal assembly.
【請求項9】 前記キャビティ入口が前記外側キャビテ
ィの遠心側に形成された周縁スロットからなる、請求項
7の遠心分離ボウル。
9. The centrifuge bowl of claim 7, wherein the cavity inlet comprises a peripheral slot formed on the centrifugal side of the outer cavity.
【請求項10】 前記キャビティ出口が前記内側キャビ
ティの求心側に形成された周縁スロットからなる、請求
項7の遠心分離ボウル。
10. The centrifuge bowl of claim 7, wherein the cavity outlet comprises a peripheral slot formed on the centripetal side of the inner cavity.
【請求項11】 前記外側キャビティがその内部に、前
記回転軸と平行及び/又は垂直な流れを生成する手段を
備える、請求項7の遠心分離ボウル。
11. The centrifuge bowl of claim 7, wherein the outer cavity comprises therein means for producing a flow parallel and / or perpendicular to the axis of rotation.
【請求項12】 前記手段が前記外側キャビティ内部に
配置された少なくとも1つの環状板である、請求項11
の遠心分離ボウル。
12. The means as claimed in claim 11, wherein the means is at least one annular plate located inside the outer cavity.
Centrifuge bowl.
【請求項13】 前記環状板が前記回転軸と同心に配置
され、その内周端面及び/又は外周端面が前記回転軸と
平行に延びている、請求項12の遠心分離ボウル。
13. The centrifuge bowl according to claim 12, wherein the annular plate is arranged concentrically with the rotation shaft, and an inner peripheral end surface and / or an outer peripheral end surface of the annular plate extends parallel to the rotation shaft.
【請求項14】 前記環状板の内周端面及び/又は外周
端面が、矩形、角が丸められた矩形、半円形、又は半楕
円形の断面形状を有する、請求項12の遠心分離ボウ
ル。
14. The centrifuge bowl according to claim 12, wherein an inner peripheral end surface and / or an outer peripheral end surface of the annular plate has a rectangular, rounded rectangular, semicircular, or semielliptical cross-sectional shape.
【請求項15】 前記環状板が複数、前記回転軸と同心
に、前記回転軸に沿って間隔を置いて設けられる、請求
項12の遠心分離ボウル。
15. The centrifuge bowl according to claim 12, wherein a plurality of the annular plates are provided concentrically with the rotation shaft and spaced along the rotation shaft.
【請求項16】 前記手段が、前記外側キャビティ内部
に配置され、前記回転軸と平行に延びる環状壁面であ
る、請求項11の遠心分離ボウル。
16. The centrifuge bowl of claim 11, wherein said means is an annular wall surface located inside said outer cavity and extending parallel to said axis of rotation.
【請求項17】 前記外側キャビティが求心側に、段差
の付いた壁面を有し、この壁面が前記回転軸と平行に延
びる下部壁面と、前記段差を介して前記下部壁面と接続
された上部壁面とからなり、前記手段が前記下部壁面に
よって構成される、請求項11の遠心分離ボウル。
17. The outer cavity has a wall surface with a step on the centripetal side, and the wall surface has a lower wall surface extending parallel to the rotation axis and an upper wall surface connected to the lower wall surface through the step. 12. The centrifuge bowl of claim 11, comprising: and the means is defined by the lower wall surface.
【請求項18】 前記段差が前記下部壁面から前記上部
壁面へと半径方向内方に延び、前記環状制限チャネルが
前記段差に配置され、前記上部壁面が前記環状制限チャ
ネルに向けて傾斜している、請求項17の遠心分離ボウ
ル。
18. The step extends radially inward from the lower wall surface to the upper wall surface, the annular restriction channel is disposed at the step, and the upper wall surface is inclined toward the annular restriction channel. The centrifuge bowl of claim 17, wherein.
【請求項19】 前記外側キャビティが求心側に、段差
の付いた壁面を有し、この壁面が前記回転軸と平行に延
びる上部壁面と、前記段差を介して前記上部壁面と接続
された下部壁面とからなり、前記手段が前記上部壁面に
よって構成される、請求項11の遠心分離ボウル。
19. The outer cavity has a wall surface with a step on the centripetal side, and the wall surface has an upper wall surface extending parallel to the rotation axis and a lower wall surface connected to the upper wall surface through the step. 12. The centrifuge bowl of claim 11, comprising: and the means is defined by the upper wall surface.
【請求項20】 前記内側キャビティが、前記回転軸を
中心として取った円筒状断面の面積が遠心側から求心側
へと増大するよう構成されている、請求項11の遠心分
離ボウル。
20. The centrifuge bowl of claim 11, wherein the inner cavity is configured such that the area of the cylindrical cross section taken about the axis of rotation increases from the centrifugal side to the centripetal side.
【請求項21】 半径方向内方に前記内側キャビティ内
部へと突出する部材をさらに含む、請求項20の遠心分
離ボウル。
21. The centrifuge bowl of claim 20, further comprising a member that projects radially inward into the inner cavity.
【請求項22】 前記突出する部材が環状プレートであ
り、この環状プレートはその外周側が前記内側キャビテ
ィの壁面に取着され、その内周側が前記内側キャビティ
内部で前記回転軸に平行な端面を規定している、請求項
21の遠心分離ボウル。
22. The projecting member is an annular plate, the outer peripheral side of which is attached to the wall surface of the inner cavity, and the inner peripheral side of the annular plate defines an end surface parallel to the rotation axis inside the inner cavity. 22. The centrifuge bowl of claim 21, wherein:
【請求項23】 前記環状プレートの前記外周側が前記
環状制限チャネル近傍に取着されている、請求項22の
遠心分離ボウル。
23. The centrifuge bowl of claim 22, wherein the outer peripheral side of the annular plate is attached near the annular restriction channel.
【請求項24】 前記外側キャビティが全血を遠心分離
によって赤血球、血小板と白血球を含むバフィコート、
及び血漿へと分離するよう適合されており、前記内側キ
ャビティが血小板と白血球を遠心エルトリエーションに
よって分離するよう適合されている、請求項11の遠心
分離ボウル。
24. A buffy coat, wherein the outer cavity contains red blood cells, platelets and white blood cells by centrifuging whole blood,
The centrifuge bowl of claim 11, wherein the centrifuge bowl is adapted to separate into blood plasma and plasma, and the inner cavity is adapted to separate platelets and white blood cells by centrifugal elutriation.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008289766A (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Koichiro Sakota Improved latham bowl and its use
JP2017136376A (en) * 2012-02-15 2017-08-10 ケンゼー・ナッシュ・コーポレーションKensey Nash Corporation Centrifugal device, centrifuge, and test kit comprising centrifuge

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