CH627953A5

CH627953A5 - Sammelkammer fuer zentrifuge.

Info

Publication number: CH627953A5
Application number: CH464178A
Authority: CH
Inventors: Robert Melroy Kellogg; Alfred Paul Mulzet
Original assignee: Ibm
Priority date: 1977-06-27
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1982-02-15
Also published as: FR2395785A1; DE2821057C2; CA1074276A; JPS5411565A; IT7824891A0; IT1112269B; FR2395785B1; ZA782115B; DE2821057A1; US4094461A; ES470723A1; GB1583837A; JPS5616711B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Sammelkammer für eine Zentrifuge entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie die Verwendung dieser Sammelkammer für die Zerlegung von Blut.

Eine Sammelkammer der beschriebenen Art ist für die Verwendung in einer Zentrifuge geeignet, mit deren Hilfe eine Suspension in Bestandteile auftrennbar ist. Eine praktische Anwendung ist z.B. bei einer Zentrifuge zur Blutzerlegung in seine Bestandteile möglich. Nach dem Stande der Technik sind bereits taschenförmige Zentrifugengefässe bekannt, die nur für die einmalige Verwendung gedacht sind. Hierzu sind die Lösungen nach den deutschen Patentanmeldungen P 2 624 154.3 und P 2 262 856.4 zu nennen. Die darin beschriebenen taschenartigen Behälter sind relativ kompliziert ausgebildet. Des weiteren gewähren die Sammelkammern solcher Taschenbehälter keine klare Trennungslinie, wie sie z.B. bei der Blut-fraktionierung sehr von Vorteil ist. Selbstregulierende Betriebsmerkmale sind bei den bekannten taschenförmigen Behältern ebenfalls nicht gegeben.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Zentrifugensammel-kammer, die eine bessere Wirksamkeit und leichtere Herstell-barkeit gewährt; ein gewisser Selbstregulierungseffekt für den Betrieb bei der Auftrennung einer Suspension wie z.B. Blut soll mit der verbesserten Kammer ebenfalls ermöglicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Verwendungen sind in abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend beschrieben.

Fig. 1 zeigt perspektivisch ein Zentrifugengefäss mit einem innen befindlichen Mittelstück und nach oben herausgezogen einen Flüssigkeitsbehälter mit einer nach der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Sammelkammer.

Fig. 2 zeigt den Schnitt durch die Sammelkammer gemäss Fig. 1 entlang der Schnittlinie 2—2.

Fig. 3 ist wiederum eine Ansicht der Sammelkammer gemäss Fig. 1 in auseinandergenommener Form, die die Einzelheiten näher erkennen lässt.

Die Sammelkammer besteht aus zwei Teilen, die getrennt herstellbar sind. Diese beiden Teile werden dann durch Verklebung oder Verschweissung miteinander verbunden. Die gebildete Kammer enthält wenigstens einen Trenndamm, der sich vom Deckelteil in das Unterteil hineinerstreckt, jedoch nicht bis zum Boden der Kammer reicht. Die Einlassseite der Kammer ist mit dem einen Ende eines ringförmigen Zentrifugen-Flüssigkeitsbehälters verbunden, dessen anderes Ende mit einer Zuführung für die aufzutrennende Suspensionflüssigkeit verbunden ist. Zu trennendes Blut wird z.B. über eine Drehdichtung durch eine Einlassröhre zum Einlassende des ringförmigen Flüssigkeitsbehälters eingegeben. Unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft wird das Blut in Schichten verschiedener Dichte aufgeteilt, wobei die schwereren Bestandteile im ringförmigen Flüssigkeitsbehälter nach aussen streben. Das geschichtete Blut betritt die Sammelkammer an dessen Einlass und bewegt sich zum Entnahmeende der Kammer weiter.

Auf der einen Seite des Trenndammes zunächst dem Einlass der Sammelkammer ist eine erste Abzugsröhre vorgesehen, die durch den Deckelteil bis zu vorgegebenem Abstand von der äusseren Kammerbodenwand hineinragt; die Röhre weist eine Öffnung in einem ersten vorgegebenen Abstand von der äusseren Kammerbodenwand auf. Die Trennschicht zwischen dem Plasma und den roten Blutzellen, die durch eine schwabbelige Schicht weisser Zellen oder Plättchen gegeben ist, befindet sich während des Laufe der Zentrifuge in diesem vorgegebenen Abstand, wobei die schwabbelige Schicht durch die erste Abzugsröhre abziehbar ist. Auf der anderen Seite des einen Überlauf bildenden Trenndamms ist eine zweite Abzugsröhre angeordnet, deren Öffnung im wesentlichen in der gleichen Entfernung von der äusseren Kammerbodenwand entfernt ist, wie die der ersten Abzugsröhre. Ein Gemisch von Plasma und roten Zellen ist über diese zweite Abzugsröhre abziehbar. Durchlässe beim Trenndamm ermöglichen den Durchfluss von Plasma und roten Blutzellen hinter dem Damm. Eine dritte Röhre ist am Entnahmeende der Kammer vorgesehen, wobei sich die Öffnung dieser dritten Röhre bis zu einer zweiten gegebenen Entfernung vom Grunde der Kammerbodenwand erstreckt und verdichtete rote Blutzellen über diese dritte Röhre abnehmbar sind.

Die Einzelteile der Gesamtanordnung sind aus geeignetem Kunststoff herstellbar, so z.B. aus medizinisch geeignetem Polyvinylchlorid.

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In Fig. 1 ist als Beispiel ein Blutbehälter 10 erkennbar, der aus einer Länge von halbsteifem Kunststoffmaterial 11 besteht, vorzugsweise aus medizinisch geeignetem Polyvinylchlorid mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt. Das Röhrenmaterial 11 bildet einen Trennkanal und ist ringförmig ausgebildet, wobei seine beiden Enden 12 und 13 mit den Enden 14 und 15 der Sammelkammer 16 durch Kleben oder Ver-schweissen verbunden sind. Die Sammelkammer 16 weist innen eine hier nicht erkennbare Unterteilung auf, die das Einlassende 14 von der eigentlichen Sammelkammer abtrennt. Flüssigkeitsverbindungen 17, 18, 19 und 20 für den Behälter 10 sind in Verbindung mit einer Drehdichtung 21 vorgesehen, die z.B. der Ausführung gemäss US-PS 3 489 145 entsprechen möge. Die Verbindung 17 dient als Einlassverbindung und die übrigen Verbindungen 18 bis 20 als Auslassverbindungen zwischen Behälter 10 und Drehdichtung 21.

Der Flüssigkeitsbehälter 10 ist für das Einlegen in eine Zentrifuge ausgebildet, mit deren Hilfe die Fraktionierung einer eingegebenen Suspensionsflüssigkeit wie z.B. Blut durchführbar ist. Eine solche Zentrifugenanordnung ist in Fig. 1 dargestellt und umfasst ein Zentrifugengefäss 24 mit einem Mittelstück 25, welches an seinem Umfang gegenüber der Zentrifugengefässwand eine ringförmige Mulde 23 bildet, in welche der Behälter 10 mit der Sammelkammer 16 hineinpasst. Radiale Schlitze 26 sind im Mittelstück 25 vorgesehen zur Aufnahme der Röhrenverbindungen für Einlass und Auslass über die Drehdichtung. Das Zentrifugengefäss 24 kann aus geeignetem Material wie z.B. Metall oder Kunststoff oder aus einer Materialkombination bestehen. Das Mittelstück 25 kann ebenfalls aus geeignetem Material wie z.B. Kunststoff hergestellt sein. Es wird durch eine Mittelerhebung oder mehrere verteilte Warzen oder Stifte, die nicht gezeigt sind, in der richtigen Lage zum Zentrifugengefäss gehalten. Das Mittelstück hat eine innere Öffnung 27 für die Drehdichtung und die Röhrenverbindungen. Löcher 28 mögen im Mittelstück zur bequemen Herausnehmbarkeit und des weiteren zum dynamischen Auswuchten der Gesamtanordnung vorgesehen sein.

Die in näheren Einzelheiten in den Fig. 2 und 3 dargestellte Sammelkammer 16 ist so ausgebildet, dass sie das selektive und gleichzeitige Herausziehen der einzelnen sich bei der Zentrifugierung trennenden Bestandteile der eingeleiteten Suspensionsflüssigkeit gestattet. Wenn z.B. normales Blut zentri-fugiert sind, ergeben sich drei deutlich unterscheidbare Fraktionen: ganz aussen ordnen sich wegen ihrer relativ grössten Dichte die roten Blutzellen an; dann folgt als nächstes mit etwas geringerer Dichte die schwabbelige Schicht aus weissen Blutzellen in einem verhältnismässig dünnen Bereich, wohingegen sich innen mit geringster Dichte das Plasma sammelt.

Das normale Ziel beim Blutschleudern ist die Sammlung der schwabbeligen Zwischenschicht mit höchstmöglicher Wirksamkeit. Dazu ist eine genaue Begrenzung der roten von den weissen Zellen und dabei das Sammeln und Abziehen der weissen Zellen erforderlich. Mittels der vorliegenden Erfindung ist dies durchführbar. Dazu ist die beschriebene Sammelkammer mit zwei untereinander verbundenen Teilkammern und mit einem Abzug für ein Gemisch aus roten Zellen und Plasma und einem Abzug für weisse Zellen ausgestattet.

In Fig. 2 ist die Sammelkammer 16 als Schnittbild dargestellt. Die Schicht mit den roten Blutzellen ist gestrichelt dargestellt, die schwabbelige Schicht mit den weissen Zellen punktiert und das übrigbleibende Plasma als weisser Bereich. Die Sammelkammer ist in die beiden über den Trenndamm 32 verbundenen Kammerteile 30 und 31 unterteilt, wobei mittels des Trenndamms ein Durchfluss weisser Zellen nach rechts verhindert wird. Weisse Zellen bzw. Plättchen, die sich in der für sie gegebenen Schicht ansammeln, werden mittels Vakuum über den Abzug 34 abgezogen. Der Damm ermöglicht dabei aber die freie Bewegung von roten Blutzellen zwischen den beiden Teilkammern. Plasma kann ebenfalls frei in den rechten Kammerteil durch Durchführungskanäle hinter den Abzug für die weissen Zellen hindurchtreten. Ein solcher Kanal 35 ist gestrichelt dargestellt. Im zweiten Kammerteil 31 ist der Abzug 36 zur Abnahme des Gemisches aus roten Zellen und Plasma angeordnet. Der Kanal 35 ermöglicht dem Plasma den Durchfluss, so dass es zusammen mit roten Zellen abgezogen werden kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass dieser Sammelabzug in die rechte Teilkammer etwa ebenso weit hineinragt, wie der Abzug 34 für die weissen Zellen; damit wird die Anordnung der weissen Zellen in der gezeigten Lage möglich. Die Entnahmekapazität des Abzugs 36 ist grösser als die des Abzugs 34. Gewisse Variationen in der Auslasswirksamkeit können durch Variation des jeweils anliegenden Vakuums gesteuert werden.

Während des Schleuderns erfolgt die Trennung des Blutes infolge von Schwereunterschieden bei der Rotation. Die weissen Zellen sammeln sich über der Trennlinie zu den roten Zellen in der ersten, linken Teilkammer 30, werden jedoch vom Durchtritt nach rechts durch den Trenndamm gehindert und über den Abzug 34 abgezogen. Die roten Zellen und das Plasma können frei nach rechts in den zweiten Kammerteil 31 durchtreten und bilden dort ein von weissen Zellen nahezu freies Gemisch. Der Abzug 36 hält, da er genauso weit in die Kammer hineinreicht wie sein Gegenstück für die weissen Zellen, die Trennlinie in fester vorgegebener Lage, womit eine hochwirksame Entfernung der weissen Zellen möglich wird. Die beschriebene Anordnung erübrigt die laufende Nachstellung der Abzugsmengen über die einzelnen Abzüge von Hand.

Die Sammelkammer gemäss Fig. 2 unterliegt bei der Dichteschichtung der roten Zellen in der ersten und zweiten Teilkammer 30 und 31 und im Durchlass einer gewissen Zeitabhängigkeit. Während die roten Zellen hindurchtreten, sammeln sich die dichteren Zellen ganz aussen (in Fig. 2 unten) im Durchlass und verengen dessen wirksame Weite, wobei der Durchfluss der roten Zellen in Richtung zum Abzug 36 gehemmt wird. Die zunehmende Behinderung des Durchtritts der roten Zellen verursacht die Verlagerung der Trennschicht nach innen (in der Figur nach oben), wobei die automatische Steuerfunktion der beiden gleich weit hineinragenden Abzüge 34 und 36 gestört wird. Die Ablagerung roter Zellen an der äusseren Wand wird durch einen zusätzlichen Abzug 37 (in Fig. 3) für verdichtete rofé Zellen verhindert. Dieser Abzug ragt so weit wie möglich nach aussen in die Kammer hinein, so dass mit seiner Hilfe rote Zellen höchster Dichte abgezogen werden können und die Verstopfung des Durchlasses verhindert wird.

Der Abzug für verdichtete rote Zellen gewährt eine weitere Steuerungsmöglichkeit und Flexibilität bei der automatischen Funktion der Abzüge 34 und 36. Ein Kriterium für die Qualität der Arbeitsweise ist der Grad der Verunreinigung der roten Zellen. Durch Erhöhung des Flusses im Abzug für die verdichteten roten Zellen kann die Schichtlinie der roten Zellen um Bruchteile eines Millimeters radial verschoben werden und der Verunreinigungsgrad geringstmöglich gehalten werden. Der Durchfluss im Abzug für die verdichteten roten Zellen kann so eingestellt werden, dass sich ein optimales Verunreinigungsverhältnis weisser Zellen zu roten Zellen ergibt und die Gesamtanordnung für eine längere Zeit ohne Zugriff eines Bedieners laufen kann.

Der Behälter 10 aus schlauchförmigem Material 11 und die Sammelkammer 16 nach der vorliegenden Erfindung sind durch geeignete Giess- oder Spritztechnik leicht herstellbar und ermöglichen das Wegwerfen der Gesamtanordnung nach einmaliger Verwendung. Der Behälter kann fortlaufend extru-diert werden, während die Sammelkammer in zwei Stücken wie in Fig. 3 dargestellt gespritzt werden kann. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, weist das Unterteil 40 der Kammer Öffnun5

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gen an ihren beiden Enden 14 und 15 auf, in die sich die beiden Enden 12 und 13 des schlauchförmigen Behälters einfügen lassen. Des weiteren sind Anschläge 41 zur Positionierung des Deckelteils 42 beim Einsetzen in das Unterteil vorgesehen. Die Unterfläche des Deckels weist eine rechteckige Warze 43 auf, die das Ende des Behälters 10 beim Einsetzen stoppt, so dass später der ungehinderte Eintritt von Suspensionsflüssigkeit in den Behälter gewährleistet ist. Der Trenndamm 32 und die Verdickungen 44 und 45 mit den darin enthaltenen Abzügen 34 und 36 werden als gemeinsames Teil hergestellt und ragen aus dem Deckelteil nach innen aus der Verstärkungsrippe 46 heraus. Die Abzüge 34 und 36 sind mit inneren Anschlägen ausgebildet zur Begrenzung beim Einschieben der Verbindungsröhren. Beim Zusammensetzen von Deckelteil, Unterteil, Behälter und Röhren werden die Oberflächen mittels Verklebung oder Verschweissung so verbunden, dass sich eine einheitliche Struktur ergibt. Diese Herstellungstechnik garantiert genau angeordnete Abzüge für weisse Blutzellen und für die Mischung roter Blutzellen mit Plasma, wobei die Trennschicht der weissen Blutzellen sich in der richtigen Lage 5 halten lässt.

Wie bereits beschrieben, ragen praktischerweise die Abzüge für weisse Zellen und das Gemisch aus roten Zellen und Plasma etwa gleich weit in die Sammelkammer hinein. Ihre Lage zueinander steht jedoch in gewisser Abhängigkeit von io der zu fraktionierenden Suspension und von der erwünschten Grenzschichtlage. Die Abzüge können, falls erforderlich, relativ verschieden zueinander sein, wobei eine entsprechende Steuerung der Abzugsmengen in den Abzügen möglich ist. Wenn eine Einstellung für eine spezielle Suspensionsflüssigkeit 15 durchgeführt ist, lässt sich die Funktion dér Sammelkammer jedoch als zeitstabil betrachten.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Sammelkammer für eine Zentrifuge zum laufenden Abzug übereinander geschichteter Bestandteile einer zu verarbeitenden flüssigen Suspension am Auslassende eines Zentrifugenbehälters, gekennzeichnet durch einen im Kammerinnern angeordneten Trenndamm (32), der in Zentrifugalrichtung von innen nach aussen gerichtet in die Sammelkammer hineinragt und diese in zwei untereinander in Verbindung stehende Teile, einen vorderen Kammerteil (30) und einen hinteren Kammerteil (31), unterteilt, sowie durch einen ersten Abzug (34) und einen zweiten Abzug (36), welche beide in gleicher Richtung wie der Trenndamm, aber nicht so weit wie dieser in das Kammerinnere hineinragen, wobei der erste Abzug (34) in den vorderen Kammerteil (30) und der zweite Abzug (36) gleichweit in den hinteren Kammerteil (31) hineinragen.

2. Sammelkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Abzug (37) vorgesehen ist, der weiter als die beiden anderen Abzüge (34, 36) in das Kammerinnere hineinragt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Sammelkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trenndamm (32) mit einem Deckelteil (42) der Sammelkammer als gemeinsames Teil ausgebildet ist.

4. Sammelkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre sämtlichen Teile aus Polyvinylchlorid hergestellt sind.

5. Sammelkammer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen vorderem Kammerteil (30) und hinterem Kammerteil (31) mindestens ein Durchführungskanal (35) für den sich am weitesten innen ansammelnden Bestandteil vorgesehen ist.

6. Verwendung der Sammelkammer nach Anspruch 5, für die Zerlegung von Blut, dadurch gekennzeichnet, dass die sich beim Schleudern als mittlere Schicht zwischen roten Blutzellen aussen und Plasma innen ansammelnden weissen Blutzellen durch den Trenndamm (32) aufgehalten und über den ersten Abzug (34) abgesaugt werden, dass die roten Blutzellen zumindest zu einem wesentlichen Teil über den Trenndamm (32) hinweg in den hinter dem Trenndamm (32) gelegenen hinteren Kammerteil (31) gelangen und dass das im vorderen Kammerteil (30) am weitesten innen sich anordnende Plasma durch einen vorgesehenen Durchführungskanal (35) in den hinteren Kammerteil (31) gelangen kann und von dort zusammen mit den sich ansammelnden roten Blutzellen abgesaugt wird.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Schleudern an der äusseren Kammerbodenwand verdichtend ansammelnde rote Blutzellen über den dritten Abzug (37) abgesaugt werden.