SE459791B

SE459791B - centrifuge

Info

Publication number: SE459791B
Application number: SE8602242A
Authority: SE
Inventors: P Unger; E Westberg
Original assignee: Omega Medicinteknik Ab
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1989-08-07
Also published as: SE8605456L; SE8602242D0; ATE90575T1; EP0305397A1; AU7400087A; WO1987006857A1; SE8605456D0; SE8602242L; SE461192B; JPH01502561A

Abstract

A centrifuge apparatus for batch centrifugal separation of a liquid, preferably blood and other biological liquid. The separation is carried out in a flexible collapsible annular container (20) connected to one or more component containers (21). An annular separation compartment (1) receiving the flexible annular container (20) is provided in the centrifuge apparatus. Moreover, the apparatus is provided with a pressure medium compartment (13) communicating with the separation compartment and holding an elastic body (14) adapted during the centrifugation to be pressed against the separation compartment by the action of the centrifugal field and to exert pressure on the annular container positioned in the separation compartment. A separated component is thereby expelled to a component container (21) during the centrifugation. The centrifuge apparatus is particularly suited for carrying out plasmapheresis.

Description

459 791 i en av behâllarna inbyggd pumpanordning. Sådana behållare och centrifuger blir emellertid för dyrbara för t ex rutinmässig skördning av plasma från givare (s k plasma- fereser). z Det är ävenledes känt att överföra en komponent från en behållare till en annan med hjälp av en deplacementvätska som pumpas med en utanför centrifughuvudet belägen pump- anordning. De roterande vätskekopplingar som härvid er- fordras är dock konstruktionstekniskt dyra och har ej hög tillförlitlighet. 459 791 in a pump device built into one of the containers. However, such containers and centrifuges become too expensive for, for example, routine harvesting of plasma from sensors (so-called plasmapheresis). It is also known to transfer a component from one container to another by means of a displacement liquid which is pumped by a pumping device located outside the centrifuge head. However, the rotating fluid couplings required in this case are technically expensive and do not have high reliability.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla en centrifuganordning för skonsam och effektiv sepa- ration av vätskor, speciellt blod och andra biologiska vätskor, där de nämnda olägenheterna med kända typer av centrifuger är övervunna. Sålunda innefattar centrifugan- ordningen enligt uppfinningen ett enkelt och tillförlit- ligt system för att från en ringbehållare överföra en separerad komponent till en komponentbehàllare medan vät- skan står under inverkan av centrifugens g-fält, utan att nâgra manuella eller utifrân styrda ingrepp i centrifugens drift behöver vidtagas.An object of the present invention is to provide a centrifuge device for gentle and efficient separation of liquids, especially blood and other biological fluids, where the mentioned inconveniences with known types of centrifuges are overcome. Thus, the centrifuge device according to the invention comprises a simple and reliable system for transferring from a ring container a separated component to a component container while the liquid is under the influence of the centrifuge's g-field, without any manual or externally controlled intervention in the centrifuge's operation. needs to be taken.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en enkel, tillförlitlig och lättskött ut- rustning för plasmaferes, och som lämpar sig för använd- ning vid mobila tappningsenheter såsom blodbussar.A further object of the present invention is to provide a simple, reliable and easy-care equipment for plasmapheresis, and which is suitable for use in mobile collection units such as blood buses.

Dessa och andra ändamål och fördelar, som närmare framgår av den följande beskrivningen, uppnås enligt uppfinningen med en centrifuganordning som framgår av patentkraven.These and other objects and advantages, which will become more apparent from the following description, are achieved in accordance with the invention with a centrifuge device as set out in the claims.

Centrifuganordningen enligt uppfinningen centrifughuvud som inrymmer en innefattar ett ringformad separatione- kammare för en flexibel, kollaberbar ringbehàllare och en i centrifughuvudets centrum anordnad centrumkammare för en 459 791 till hållare, samt en tryckmediumkammare som kommunicerar med eller flera ringbehàllaren anslutna komponentbe- separationskammaren och innehåller en elastisk kropp.The centrifuge device according to the invention comprises a centrifuge head comprising an annular separation chamber for a flexible, collapsible ring container and a center chamber arranged in the center of the centrifuge head for a 459 791 holder, and a pressure medium chamber communicating with one or more ring containers. body.

Kroppen är anordnat att vid centrifugeringen påverkas av g-fältet så att det pressas mot separationskamaren och därigenom utövar ett tryck på den i separationskammaren befintliga ringbehâllaren och är avpassad att utöva ett högre tryck på ringbehàllaren än trycket från den i ring- behållaren inneslutna vätskan. Den elastiska kroppen kan t ex ha väsentligt högre specifik vikt än vätskan i ring- behållaren eller ha inlägg av tyngre kroppar som likt kolvar pressar kroppen mot separationskammaren.The body is arranged to be actuated by the g-field during centrifugation so that it is pressed against the separation chamber and thereby exerts a pressure on the annular container present in the separation chamber and is adapted to exert a higher pressure on the annular container than the pressure from the liquid contained in the annular container. The elastic body can, for example, have a significantly higher specific gravity than the liquid in the ring container or have inserts of heavier bodies which, like pistons, press the body against the separation chamber.

Enligt en föredragen utföringsfornx utgöres tryckmedium- kammaren av en ringformad kammare och tryckmediet.av en i kropp, som denna kammare anordnad elastisk ringformad kommunicerar med separationskammaren via en ringformad öppning mellan dessa kammare. Eventuellt sker kommunika- tionen via ett i denna öppning anordnat ringformat mem- bran.According to a preferred embodiment, the pressure medium chamber consists of an annular chamber and the pressure medium of an elastic annular means arranged in the body, which chamber is arranged in this chamber, communicates with the separation chamber via an annular opening between these chambers. The communication may take place via a ring-shaped membrane arranged in this opening.

Komponentbehàllaren eller behällarna placeras i en cen- trumkammare i centrifughuvudets mittparti och deltager således i rotationen. Roterande kopplingar i förbindelsen mellan ringbehållare och komponentbehàllare kan på detta sätt undvikas.The component container or containers are placed in a center chamber in the central portion of the centrifuge head and thus participate in the rotation. Rotating couplings in the connection between ring container and component container can be avoided in this way.

Separationskammaren och centrumkammaren kan vara förbundna med varandra via en spaltformad förbindelsezon, vilket möjliggör användandet av ändamålsenliga passet, där ring- behållare och komponentbehållare är sammanfogade med var- andra och hanteras som en enhet.The separation chamber and the center chamber can be connected to each other via a slit-shaped connection zone, which enables the use of appropriate passports, where ring containers and component containers are joined together and handled as one unit.

För att ytterligare förbättra centrifuganordningens ända- målsenlighet speciellt för plasmaferes och annan blodbe- handling i direkt anslutning till tappning av blod från en blodgivare/patient, kan centrifugen förses med ett system 459 791 för fyllning och tömning av ringbehàllaren medan- denna befinner sig i centrifughuvudet. Detta åstadkommas genom att separationskamxnaren sätts under över- eller undertryck via en trycklufts-/vacuumanslutning till centrifugbnvudet.To further improve the efficiency of the centrifuge device, especially for plasmapheresis and other blood treatment in direct connection with the drawing of blood from a blood donor / patient, the centrifuge can be provided with a system 459 791 for filling and emptying the annular container while it is in the centrifuge head. . This is accomplished by placing the separation chamber under overpressure or underpressure via a compressed air / vacuum connection to the centrifuge head.

Genom styrning av centrifugmotorn kan centrifugem samti- digt med dessa fyllníngs-/tömningsoperationer ges m» fram- och återgàende agiterande rörelse. Fyllningsoperationen kan även avbrytas automatiskt genom att ringbehålïaren blockerar vacuumanslutningen när den fyllts till en förut- bestämd volym.By controlling the centrifuge motor, the centrifuge can be given with reciprocating agitating movement simultaneously with these filling / emptying operations. The filling operation can also be interrupted automatically by the ring container blocking the vacuum connection when it is filled to a predetermined volume.

Den elastiska kroppen kan anordnas att alltid utñvauett tryck på ringbehàllaren så snart centrifughuvudet roterar. Överförandet av separerad komponent till komponentšäehåll- aren regleras dà av en eller flera ventilersom påverkar förbindelsen mellan ringbehållare och komponentbehâïlare.The elastic body can be arranged to always exert pressure on the annular container as soon as the centrifuge head rotates. The transfer of a separated component to the component container then is controlled by one or more valves which affect the connection between the ring container and the component container.

Ventilerna håller därvid nämnda förbindelse normalt stängda och öppnar den när överföring skall ske. Ventilezma- kan vara centrifugalpàverkade och anordnade att öppna vid ett visst varvtal som ligger högre än det normala driftsvarv- talet.The valves thereby keep said connection normally closed and open it when transfer is to take place. The valves may be centrifugally operated and arranged to open at a certain speed which is higher than the normal operating speed.

Ventilernas utformning samt öppnings- och stängningskarak- teristika kan avpassas efter den aktuella användningen av centrifugen. För separation som skall utföras under ste- rila förhållanden föredrages dock att använda klâxnrenti- ler, som pressar samman kollaberbara förbindelser mellan de olika behållarna. Behâllarna kan då kopplas samman till ett slutet system för att kommunicera med varandra utan att deras innehåll kommer i kontakt med omgivningen.The design of the valves and the opening and closing characteristics can be adapted to the current use of the centrifuge. For separation to be carried out under sterile conditions, however, it is preferred to use clutch rates, which compress collapsible connections between the various containers. The containers can then be connected to a closed system to communicate with each other without their contents coming into contact with the environment.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer av vilka figur l visar en utföringsform av ett centrifughunud till en centrifuganordning enligt uppfinningen, 459 791 figur 2 visar en horisontalvy av samma centrifughuvud med locket borttaget, figur 3 visar en centrifugalkraftspåverkad slangventíl till ett centrifughuvud enligt uppfinningen, figur 4 visar ett ventilarrangemang i form av ett ring- format klämdom till ett centrifughuvud enligt uppfinningen, figur 5 visar en lásnings- och agitationsanordning till ett centrifughuvud enligt uppfinningen, I centrifughuvudet enligt figur lzoch. 2 betecknar l en ringformad separationskammare, som löper runt centrifug- huvudet utmed dess periferi. 2 betecknar en centrumkammare som via en spaltformad förbindelsezon 3 står i förbindelse med separationskammaren. 4 betecknar en centrifugkona, som drivs av en ej visad programstyrd motor och 5 ett mot centrifugkonan passande nav till centrifughuvudet. 6 är en rotationsformad skàlformad undre del av huvudet mot vilken en övre ring 7 är permanent fastdragen. Mellan delarna 6 och 7 är ett elastiskt ringformat membran 8 fastklämt.The invention will be described in more detail below in connection with the appended figures, of which Figure 1 shows an embodiment of a centrifuge skin for a centrifuge device according to the invention, 459 791 Figure 2 shows a horizontal view of the same centrifuge head with the lid removed, Figure 3 shows a centrifugal force hose valve for a centrifuge head according to the invention, figure 4 shows a valve arrangement in the form of an annular clamp for a centrifuge head according to the invention, figure 5 shows a locking and agitation device for a centrifuge head according to the invention, In the centrifuge head according to figure 1zoch. 2 denotes an annular separation chamber running around the centrifuge head along its periphery. 2 denotes a center chamber which communicates with the separation chamber via a slit-shaped connecting zone 3. 4 denotes a centrifuge cone, which is driven by a program-controlled motor (not shown) and 5 a hub fitting to the centrifuge cone to the centrifuge head. 6 is a rotationally shaped cup-shaped lower part of the head against which an upper ring 7 is permanently fastened. Between the parts 6 and 7 an elastic annular membrane 8 is clamped.

Membranets 8 innerkant är fastklämt mellan de rotations- syxnmetriska delarna 9 och 10 genom att del 10 med ett antal skruvar ll är fastdragna mot skålen 6. Skälen 6 är i sin tur fastdragen vid navet 5 med ett antal skruvar 12.The inner edge of the diaphragm 8 is clamped between the rotationally symmetrical parts 9 and 10 in that part 10 is fastened to the bowl 6 with a number of screws 11, the shells 6 are in turn fastened to the hub 5 with a number of screws 12.

Utrymmet mellan delarna 6, 8 och 9 bildar en ringformad tryckmediumkammare 13, vilken är fylld av en elastisk kropp 14, t ex latexgummi med inblandat metallpulver. Den elastiska kroppen skall ha en väsentligt högre specifik vikt än den vätska som skall separeras i centrifugen.The space between the parts 6, 8 and 9 forms an annular pressure medium chamber 13, which is filled with an elastic body 14, for example latex rubber with mixed metal powder. The elastic body must have a significantly higher specific gravity than the liquid to be separated in the centrifuge.

Förutom genom inblandning av metallpulver och annat fast material kan detta åstadkommas genom inlägg 49 (figur 7) av t ex metall i den mot rotationscentrum vända delen av kroppen. 459 791 15 är ett genom spännringen 16 lätt avtagbart genomsynligit lock till centrifughuvudet. I spänningsfritt tillstånd är ringen 16 till hälften utskjuten i ett spår i ringen 7 och till hälften kvarligger den i ett relativt djupt spår i del 15 och låser därigenom samman dessa delar. Ringens EG ändsektioner 17 är vinkelvikta relativt ringen och gär genom ett uttag i del 15 .ut genom denna så att de är greppbara. Genom att pressa samman ändsektionerna 17 min;- skar ringens diameter så att den och därmed del 15 kan inpassas i ringen 7, för att läsas fast vid denna då grep- pet om ândsektionerna 17 upphör. 18 är en O-ring som täta-r mellan sektionerna 7 och 15. 19 är en O-ringförsedd tät- skruv som förhindrar att vätska som kommer ut i Centrifug- huvudet kan tränga in i huvudets nedre delar. 20 är en flexibel kollaberbar ringbehållare som genom en kollaberbar förbindelse 22 står i förbindelse med en kcm- ponentbehållare 21. Ringbehållaren 20 är avsedd att ta emot en vätskesats som skall centrifugeras, t ex en blod- donation, och komponentbehållaren 21 är avsedd för uppsam- ling av en genom centrifugeringen avskild lättare kompo- nent, t ex plasma. Ringbehållaren 20 är något excentrisk med största radiella måttet mitt för förbindelsen 22.In addition to mixing metal powder and other solid material, this can be achieved through inserts 49 (Figure 7) of, for example, metal in the part of the body facing the center of rotation. 459 791 15 is an easily removable transparent cover for the centrifuge head through the clamping ring 16. In the tension-free state, the ring 16 is half projected in a groove in the ring 7 and half remains in a relatively deep groove in part 15, thereby locking these parts together. The EC end sections 17 of the ring are angularly folded relative to the ring and pass through a socket in part 15 through it so that they are grippable. By pressing the end sections 17 together for a minute, the diameter of the ring is cut so that it and thus part 15 can be fitted in the ring 7, in order to be locked to it when the grip on the end sections 17 ceases. 18 is an O-ring which seals between sections 7 and 15. 19 is an O-ringed sealing screw which prevents liquid coming out of the Centrifuge head from penetrating into the lower parts of the head. 20 is a flexible collapsible ring container which, through a collapsible connection 22, communicates with a component container 21. The ring container 20 is intended to receive a batch of liquid to be centrifuged, for example a blood donation, and the component container 21 is intended to collect of a lighter component separated by the centrifugation, eg plasma. The ring container 20 is slightly eccentric with the largest radial dimension in the middle of the connection 22.

Detta för att förhindra att tyngre komponent sugs in i komponentbehâllaren medan det fortfarande finns lättare komponent kvar i ringbehàllaren. 23-25 betecknar en centrifugalpàverkad klämventil som i den visade utföringsformen består av ett gummirep 24 som pressar den kollaberbara förbindelsen 22 mot en tröskel 23. Ringbehállare och komponentbehâllare läggs in i cens- trifugen med den kollaberbara förbindelsen 22 liggande över tröskeln 23. Gummirepet 24 som på ömse sidor om trös- keln 23 styrs i axiellt led av styrningen 25 spänner fär- bindelsen 22 mot tröskeln 23 så att förbindelsen håll-es stängd. Gummirepets spänning är sådan att det av centri- fugalkraften lyfter från förbindelsen- 22 och därmed öppnar 459 7.91 denna först då centrifughastigheten överstiger den pro- grammerade separationshastigheten. 26 och 27 är tvà foto- celler som indikerar och till programverket rapporterar om t ex blod eller plasma finns i deras strâlgång. 28 är en med en strypanordning försedd kanal genom vilken centrifugrummet står i förbindelse med atmosfären utanför centrifughuvudet. 29 är en trycklufts-/vacuumanslutning genonz vilken separationskammaren kan sättas under över- eller undertryck i samband med tömning och fyllning av ringbehàllaren. 30 är en slang genom vilken ringbehållaren via en koppling 32 kan anslutas till en behållare, blodgivare eller dylikt utanför centrifugen. 31 är en på slangen 30 fast monterad tätningsanordning som tätat centrifugrummet utåt (frånsett strypningen 28 och anslutningen 29) då den av draganord- ningen 33 drages fast i locket 15.This is to prevent heavier components from being sucked into the component container while there is still a lighter component left in the ring container. 23-25 denotes a centrifugally actuated clamping valve which in the embodiment shown consists of a rubber rope 24 which presses the collapsible connection 22 against a sill 23. Ring containers and component containers are inserted into the centrifuge with the collapsible connection 22 overlying the sill 23. The rubber rope 24 on either side of the sill 23 is guided in the axial direction by the guide 25, the connecting link 22 closes against the sill 23 so that the connection is kept closed. The voltage of the rubber rope is such that it is lifted by the centrifugal force from the connection 22 and thus opens 459 7.91 only when the centrifuge speed exceeds the programmed separation speed. 26 and 27 are two photocells that indicate and report to the program whether, for example, blood or plasma is present in their radiation. 28 is a channel provided with a throttling device through which the centrifuge space communicates with the atmosphere outside the centrifuge head. 29 is a compressed air / vacuum connection genonz which the separation chamber can be placed under overpressure or underpressure in connection with emptying and filling the ring container. 30 is a hose through which the ring container can be connected via a coupling 32 to a container, blood donor or the like outside the centrifuge. 31 is a sealing device mounted on the hose 30 which seals the centrifuge space outwards (apart from the choke 28 and the connection 29) when it is tightened by the pulling device 33 in the lid 15.

Centrifuganordningen enligt uppfinningen kan användas för många olika tillämpningsomráden. Centrifuganordningen är dock speciellt lämpad för separation av blod och i synner- het separation av blod i direkt anslutning till tappning av blod frân en blodgivare eller patient.The centrifuge device according to the invention can be used for many different areas of application. However, the centrifuge device is particularly suitable for the separation of blood and in particular the separation of blood in direct connection with the drawing of blood from a blood donor or patient.

I anslutning till figur 1 och 2 skall uppfinningens funk- tion närmare beskrivas i samband med dess användning för plasmaferes.In connection with Figures 1 and 2, the function of the invention will be described in more detail in connection with its use for plasmapheresis.

Behállarna 20-21 inlägges i centrifughuvudet med förbin- delsen 22 över tröskel 23 och låses fast med gummirepet 24 varvid förbindelsen mellan behâllarna blockeras. Behållar- na hållas dessutom på plats av ett antal (ej visade) styr- stift. 459 791 Locket 15 lägges på plats och läses med ring 16 som tidi- gare beskrivits. Ringbehàllaren 20 är i förhand beskickad med en lämplig mängd antikoagulans. Kopplingsanordningen 32 anslutes till ett standard tappningsaggregat, vilket även anslutes till blodgivaren. Då centrifugen har bekväm arbetshöjd blir det hydrostatiska undertrycket från giva- ren till behållaren för litet för normal blodgivning. En (ej visad) undertryckspump som anslutits till kanal 29 ger i kombination med strypningen 28 det önskade tillskottet av undertryck. Givarens blod strömmar nu in i ringbehàlla- ren 20. För att säkerställa god inblandning av antikoagu- lans i blodet är centrifugen programerad att under denna fas oscillera med förutbestämd amplitud och frekvens. Allt eftersom ringbehâllaren 20 fylls med blod närmar sig dess översida lockets 15 undersida. Då behållaren är fylld stänger den flexibla ringbehàllaren hålet 29 och vacuumet i vacuumpumpen ökar då det är avskuret från strypningen 28. Härvid larmas personalen och blodgivningen avbrytes.Containers 20-21 are inserted into the centrifuge head with the connection 22 over sill 23 and locked with the rubber rope 24 thereby blocking the connection between the containers. The containers are also held in place by a number of guide pins (not shown). 459 791 The lid 15 is put in place and read with ring 16 as previously described. The annular container 20 is pre-loaded with an appropriate amount of anticoagulant. The coupling device 32 is connected to a standard draining unit, which is also connected to the blood donor. As the centrifuge has a comfortable working height, the hydrostatic negative pressure from the sensor to the container becomes too small for normal blood donation. A negative pressure pump (not shown) connected to channel 29 in combination with the throttle 28 provides the desired addition of negative pressure. The donor's blood now flows into the annular container 20. To ensure good mixing of anticoagulant in the blood, the centrifuge is programmed to oscillate during this phase with predetermined amplitude and frequency. As the ring container 20 is filled with blood, its upper side approaches the underside of the lid 15. When the container is filled, the flexible ring container closes the hole 29 and the vacuum in the vacuum pump increases when it is cut off from the choke 28. The staff is alerted and the blood donation is interrupted.

Blodgivningsaggregatet bortkopplas från kopplingen 32, och blodgivaren får på sedvanligt sätt koksaltlösning som -ersättning för avgivet blod samt för att hålla blodgiv- ningsslangarna rena.The blood donating device is disconnected from the coupling 32, and the blood donor receives saline solution in the usual way as a replacement for donated blood and to keep the blood donating tubes clean.

Centrifugen startas med normal separatíonshastighet varvid förbindelsen 22 förblir stängd. Då den elastiska kroppen 14 dels har högre spec.vikt än blodet och dels når närmare centrum än detta uppstår det ett betydande övertryck i behållare 20 jämfört med det som alstras av blodet. Blodet kan emellertid inte komma någonstans då 22 är stängd.The centrifuge is started at normal separation speed leaving the connection 22 closed. When the elastic body 14 partly has a higher specific gravity than the blood and partly reaches closer to the center than this, a considerable overpressure arises in container 20 compared with that produced by the blood. However, the blood cannot get anywhere when 22 is closed.

Efter en beräknad tid ökas centrifughastigheten något varvid gummirepet 24 av centrifugalkraften lyftes från förbindelsen 22 som därvid öppnas och den frånseparerade plasman strömmar över till komponentbehâllaren 21. Härvid ökar blodets tryckhöid så att_den blir större än gummits, men till följd av gummits högre tryckverkan fortsätter plasma att strömma in i behållare 21. Då den rena plasman I är slut i behållare 20 när celler upp till fotocellens 27 459 791 strálgàng och centrifughastigheten styrs genom programverk eller dator ner till den lägre hastighet då ventil 23-25 är stängd. Plasma fortsätter emellertid om än i lägre hastighet att frigöras ur cellmassan, och då plasman nätt fotocellens 26 strålgång ökas centrifughastigheten ånyo så att ventil 23-25 öppnas och en ny kvantitet plasma slussas in i komponentbehâllare 21. Anordningen med 2 fotoceller möjliggör långsam överföring av plasma, medan separationen ännu pågår, vilket innebär tidsbesparing.After a calculated time, the centrifugal speed is increased slightly, with the rubber rope 24 being lifted by the centrifugal force from the connection 22 which is opened and the separated plasma flows over to the component container 21. The blood pressure rises so that it becomes larger than the rubber, but due to the higher pressure of the rubber flow into container 21. When the pure plasma I is exhausted in container 20 when cells up to the beam path of the photocell 27 459 791 and the centrifuge speed are controlled by software or computer down to the lower speed when valve 23-25 is closed. Plasma, however, continues to be released from the cell mass, albeit at a slower rate, and as the plasma reaches the radius of the photocell 26, the centrifuge speed is increased again so that valve 23-25 is opened and a new quantity of plasma is introduced into component container 21. The 2 photocell device enables slow plasma transfer , while the separation is still in progress, which means time savings.

Efter förutbestämd tid stannas centrifugen. Då centrifugen stannas återtar gummimassan sin ursprungliga form och eftersom plasma utpressats från ringbehållaren 20 finns det nu plats för en annan vätska. Förtunningsvätska (fysiologisk koksaltlösning) tillföres nu ringbehållaren via kopplingen 32 under förnyad oscillation av centrifug- huvudet. Då cellkoncentratet utspätts till önskad koncen- tration sättes separationskammaren 1 under förutbestämt övertryck genom att luft pumpas in via anslutningen 29.After a predetermined time, the centrifuge is stopped. When the centrifuge is stopped, the rubber mass regains its original shape and since plasma has been squeezed out of the ring container 20, there is now room for another liquid. Diluent (physiological saline) is now added to the annular container via the coupling 32 during re-oscillation of the centrifuge head. When the cell concentrate is diluted to the desired concentration, the separation chamber 1 is put under predetermined overpressure by pumping air in via the connection 29.

Innehållet i ringbehållaren 20 strömmar därvid över till givaren via en avluftningsbehâllare och tillkopplat trans- fusionsaggregat med filter. Då ringbehållaren är tom är första fasen av dubbelferesen slutförd. Locket 15 avlyftes och förbindelsen 22 försluts och kapas, t ex med en slang- svetstàng. Ringbehållaren och komponentbehållaren uttages och ersätts med en ny uppsättning för upprepning av nämnda förlopp. Enligt en variant göres komponentbehâllaren Zl så stor att den rymmer två satser plasma, och båda separatio- nerna göres då i samma behållare. Enligt denna variant måste det i förväg beskickade antikoagulanset i ringbe- hàllaren ersättas med en kontinuerlig tillförsel av anti- koagulans via blodgivningsaggregatet, eller också måste centrifugens aggregat vara hepariniserat för undvikande av koagulering. 459 791 10 Alternativa utföranden är förutsedda. Sålunda kan t ex förbindelsen mellan ringbehâllaren och komponentbehâllaren utgöras av en slang och den centrifugalpàverkade klämmer:- tilen 23-25 ersättas med en slangventil såsom visas i figur 3 eller med ett ríngformat klämdon såsom visas i figur 4. Volymen elastiskt material i kroppen 14 kan min- skas genom att den förses med viktsegmept eller dylikt mot centrum för att öka dess tryckverkan på ringbehållaresx 2G.The contents of the ring container 20 then flow over to the sensor via a deaeration container and connected transfusion unit with filter. When the ring container is empty, the first phase of the double travel is completed. The cover 15 is lifted off and the connection 22 is closed and cut, for example with a hose welding rod. The ring container and the component container are removed and replaced with a new set for repeating said process. According to a variant, the component container Z1 is made so large that it holds two batches of plasma, and both separations are then made in the same container. According to this variant, the pre-loaded anticoagulant in the annular container must be replaced with a continuous supply of anticoagulant via the blood donating unit, or the centrifuge unit must be heparinized to avoid coagulation. 459 791 10 Alternative embodiments are provided. Thus, for example, the connection between the ring container and the component container may be a hose and the centrifugally clamped clamp: the blade 23-25 may be replaced by a hose valve as shown in Figure 3 or by a ring-shaped clamp as shown in Figure 4. The volume of elastic material in the body 14 may is reduced by providing it with a weight segmept or the like towards the center to increase its pressure effect on the ring container x 2G.

I figur 3 betecknar 34 en slangförbindelse mellan ringšáe- hàllaren 20 och komponentbehâllaren 21. Slangventílen består av ett fast anordnatàstöd 35 samt en likaledes fast anordnad styrning 36. I styrningen 36 löper en avstäng- ningscylinder 37 med en mejselformad spets 38 vilande mot' slangen 34. En fjäder 39 pressar cylindern 37 mot stödet 35 och pressar därvid ihop slangen 34. Styrningen 36 är radiellt anordnad och vid ett visst förutbestämt varvtal övervinner cylinderns centrifugalkraft fjäderkraften och ventilen öppnar. Ventilen kan vara anordnad på Centrifug- huvudets lock och slangen 34 ha sådan längd att den kan tas fram i en central öppning i locket och placeras i nypet mellan stödet 35 och cylindern 37.In Figure 3, 34 denotes a hose connection between the ring holder 20 and the component container 21. The hose valve consists of a fixedly arranged support 35 and a likewise fixedly arranged guide 36. In the guide 36 a shut-off cylinder 37 with a chisel-shaped tip 38 rests against the hose 34 A spring 39 presses the cylinder 37 against the support 35 and thereby compresses the hose 34. The guide 36 is arranged radially and at a certain predetermined speed the centrifugal force of the cylinder overcomes the spring force and the valve opens. The valve can be arranged on the lid of the centrifuge head and the hose 34 has such a length that it can be produced in a central opening in the lid and placed in the nip between the support 35 and the cylinder 37.

Ytterligare en annan ventilanordning visas schematískt i figur 4. Ventílen utgöres här av ett ringformat klämdom 41, som är anordnat i centrifughuvudets lock i den spalt- formiga zonen mellan separationskammaren 20 och centrum- kammaren 2l. I ett spår 40 i locket är ett ringformat klämdon 41 inlagt. Ett antal fjädrar 42 pressar klämdonet nedåt och stänger den spaltformiga förbindelsen mellan separationskaxmnaren och centrumkammaren.Yet another valve device is shown schematically in Figure 4. The valve here consists of an annular clamp 41, which is arranged in the lid of the centrifuge head in the slit-shaped zone between the separation chamber 20 and the center chamber 21. An annular clamping device 41 is inserted in a groove 40 in the lid. A number of springs 42 press the clamp downwards and close the slit-shaped connection between the separation shaft and the center chamber.

Pà ett antal symmetriskt fördelade ställen längs klämdonet löper radiella stänger 43 genom slitsar 44 i klämdonet.At a number of symmetrically distributed places along the clamping device, radial rods 43 run through slots 44 in the clamping device.

Stängerna avslutas i sina mot periferin vända delar med en 459 791 ll vikt 45 som vilar mot en radiellt inåt riktad fjäder eller elastisk kropp 46. Stängerna 43 har en viss höjdprofil som varierar utmed dess längd.The rods terminate in their peripherally facing portions with a weight 459 791 11 which rests against a radially inwardly directed spring or elastic body 46. The rods 43 have a certain height profile which varies along its length.

När centrifughuvudet uppnår ett visst förutbestämt varvtal övervinner centrifugalkraften hos vikten 45 och stången 43 fjäderkraften hos fjädern 46 och stängerna 43 förskjuts radiellt utåt. När den stigande höjdprofilen hos stängerna passerar genom slitsarna 44 lyfts klämdonet uppåt och den spaltformiga förbindelsen mellan separationskammare och centrumkammare öppnas. Genom höjdprofilens utformning kan olika öppningskarakteristik erhållas hos ventilen. Vid en sänkning av varvtalet sker nmtsatt förlopp och ventilen stänger äter. Det är emellertid även möjligt att utforma profilen så att ventilen stänger vid en ytterligare ökning av varvtalet, t ex i form av en trappstegsformad sänkning av höjdprofilen som gör att klämdonet faller ner, stänger ventilen och samtidigt låser stängerna i deras yttre lägen när varvtalet ökas. vid ett ventilarrangemang av ovan beskriven typ kan en pannkaksformad, flexibel påse användas i vilken ringbe- hällare och komponentbehàllare hålls skilda från varandra endast med hjälp av klämdonet 41 sedan påsen placerats i centrifughuvudet och locket lagts på plats. Vätska fylls till ringbehàllaren genom ledning 47 och avtappas från komponentbehållaren genom ledning 48. Speciellt i samband med komponentframställning kan denna anordning vara för- delaktig, varvid buffycoat isoleras 5. den av klämdonet definierade komponentbehàllaren medan plasma förträngs genom ledningen 48 till en andra komponentbehállaren.When the centrifuge head reaches a certain predetermined speed, the centrifugal force of the weight 45 and the rod 43 overcome the spring force of the spring 46 and the rods 43 are displaced radially outwards. When the rising height profile of the rods passes through the slots 44, the clamp is lifted upwards and the slit-shaped connection between separation chamber and center chamber is opened. Due to the design of the height profile, different opening characteristics of the valve can be obtained. When the speed is reduced, the reverse process takes place and the valve closes again. However, it is also possible to design the profile so that the valve closes with a further increase of the speed, for example in the form of a step-shaped lowering of the height profile which causes the clamp to fall down, closes the valve and at the same time locks the rods in their external positions. in a valve arrangement of the type described above, a pancake-shaped, flexible bag can be used in which ring container and component container are kept separate from each other only by means of the clamping device 41 after the bag has been placed in the centrifuge head and the lid put in place. Liquid is filled to the annular container through line 47 and drained from the component container through line 48. Especially in connection with component production, this device can be advantageous, whereby buffycoat insulates 5. the component container defined by the clamping device while plasma is displaced through line 48 to a second component container.

Buffycoat är svår att förtränga från ringbehàllaren till en komponentbehållare via en ventilförsedd ledning och utvinna i ren form pga att den är trögflytande och utgör en relativt liten volym av en blodsats. En ventilöppning 459 791 12 som omfattar ringbehållarens hela inre periferi, såsom uppnås med klämdonet 412 underlättar isoleringen av buffy- coat.Buffycoat is difficult to displace from the annular container to a component container via a valved conduit and recover in pure form because it is viscous and constitutes a relatively small volume of a blood set. A valve opening 459 791 12 which covers the entire inner periphery of the ring container, as achieved with the clamping device 412, facilitates the insulation of buffy coat.

Figur 5 visar en detaljvy av en agitations- och spärran- ordning för ett centrifughuvud enligt uppfinningen. Detal- jer som motsvarar varandra i figurerna 1 och 2 respektive 5 har försetts med samma hänvisningsbeteckningar. 50 be- tecknar en central locksektion i ett större lock 51 i det hölje som omger centrifugen. Det större locket öppnas endast i samband med att centrífughuvudet skall öppnas, medan locksektionen 50 används när slangar kopplas mellan behâllarna i centrifughuvudet och en behållare, blodgivare eller dylikt utanför centrifugen. 52 betecknar en brons- fjäderarm som i sin ena ände är fäst i det större lockets 51 undersida och i sin andra ände har en låstapp 53 som kan bringas i ingrepp i en motsvarande urtagning 54 i centrifughuvudet. Locksektionen 50 har på sin ovansida ett stift S5 som, när locksektionen fälls upp i öppet läge, trycker på fjäderarmen 52 så att låstappen 53 bringas i ingrepp i urtagningen 54. Centrifughuvudet kan härvid endast vridas en del av ett varv och återföres därefter till utgångsläget av fjäderarmen 52. Vid kortströmstill- slag av centrifugmotorn uppstår en fram- och âtergàende rörelse hos centrifughuvudet som ger en effektiv agitation av vätskan i ringbehâllaren. hetta kan i samband med blod- tappning utnyttjas för att blanda inkommande blod med i ringbehållaren befintlig antikoagulans, t ex CPD lösning, samt för att återuppslamma cellkoncentrat med fysiologisk koksaltlösning vid plasmaferes, eller för tvättningsopera- tioner etc. Samtidigt utgör anordningen en säkerhetsspärr som förhindrar att centrifughuvudet av misstag kan för- sättas i rotation när slangar är kopplade mellan behållare i centrifughuvudet och t ex en blodgivare. Locksektionen 50 är alltid öppen när sådana slangar är kopplade och säkerhetsspärren därmed också aktiverad.Figure 5 shows a detail view of an agitation and locking device for a centrifuge head according to the invention. Details corresponding to each other in Figures 1 and 2 and 5, respectively, have been provided with the same reference numerals. 50 denotes a central lid section in a larger lid 51 in the housing surrounding the centrifuge. The larger lid is opened only in connection with the centrifuge head being opened, while the lid section 50 is used when hoses are connected between the containers in the centrifuge head and a container, blood donor or the like outside the centrifuge. 52 denotes a bronze spring arm which is attached at one end to the underside of the larger lid 51 and at its other end has a locking pin 53 which can be engaged in a corresponding recess 54 in the centrifuge head. The lid section 50 has on its upper side a pin S5 which, when the lid section is folded up in the open position, presses on the spring arm 52 so that the locking pin 53 is brought into engagement in the recess 54. The centrifugal head can only be rotated one part and then returned to the initial position of spring arm 52. When the centrifuge motor is switched on at short current, a reciprocating movement of the centrifuge head occurs, which provides an effective agitation of the liquid in the ring container. heat can be used in connection with blood draw to mix incoming blood with anticoagulant present in the ring container, eg CPD solution, as well as to resuspend cell concentrate with physiological saline solution in plasmapheresis, or for washing operations etc. At the same time the device forms a safety barrier that prevents that the centrifuge head can inadvertently be rotated when hoses are connected between containers in the centrifuge head and, for example, a blood donor. The lid section 50 is always open when such hoses are connected and the safety catch is thus also activated.

Claims

459 791/3 Patent claims

A centrifugal device for batch centrifugal separation of liquid, preferably blood and the like, into a flexible, collapsible annular container (20), which is connected to one or more component containers, which centrifugal device comprises a motor-driven centrifuge head with an annular separation chamber arranged therein - mare (1), which is designed to receive the flexible annular container, characterized by a center chamber (2) arranged in the center of the centrifuge head, which is arranged to receive at least one component container (21), which via a valve device stands in connection to the annular container (20) and a pressure medium chamber (13) arranged in the centrifuge head, which communicates with the separation chamber (1) and contains a pressure medium in the form of an elastic body (14), which is arranged to be released by the gas on rotation of the centrifuge head. exert a pressure on the annular container (20) present in the separation chamber, the elastic body (14) by its density, inserting weights or the like is adapted to exert a greater pressure on the ring container than the pressure from the liquid contained in the ring container and in open connection between the ring container and the component container (21) in the center chamber, compress the ring container and displace separated liquid against the g-field from the ring container to the component container.

Centrifuge device according to claim 1, characterized in that the pressure medium chamber (13) is annular and located below the separation chamber (1) and communicates with it via an annular zone between these chambers and that the pressure medium chamber extends radially further towards the center of rotation than said zone.

Centrifuge device according to claims 1-2, characterized in that the elastic body (14) consists of a material with a higher specific gravity than the liquid to be separated.- 459 791/7

Centrifuge device according to Claim 3, characterized in that the elastic body (14) consists of an elastic material with heavier solid material involved.

Centrifuge device according to claims 1-3, characterized in that the elastic body (14) consists of an elastic material with inserts (49) of metal or the like.

Centrifuge device according to Claim 1, characterized by one or more in the centrifuge head (23-25, 35-39, 40-46) which, depending on the speed of the centrifuge head, opens and closes connections between ring containers and component containers.

Centrifuge device according to Claim 6, characterized in that the connection or connections between the containers are collapsible and that the valves are pinch valves.

Centrifuge device according to claim 1, characterized by a slit-shaped connecting zone between the center chamber and the separation chamber and an annular core device (41) arranged in said zone with which the slit-shaped connection can be opened and closed.

Centrifugal device according to Claim 8, characterized by a centrifugally actuated operating device (43-46) for centrifugally actuated valves arranged by the clamping device,