CN101687074A - 具有扩口细胞捕获腔室的血液处理设备 - Google Patents
具有扩口细胞捕获腔室的血液处理设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101687074A CN101687074A CN200880020788A CN200880020788A CN101687074A CN 101687074 A CN101687074 A CN 101687074A CN 200880020788 A CN200880020788 A CN 200880020788A CN 200880020788 A CN200880020788 A CN 200880020788A CN 101687074 A CN101687074 A CN 101687074A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cell separation
- curve
- axis
- section
- segregation section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title description 37
- 239000008280 blood Substances 0.000 title description 37
- 238000012545 processing Methods 0.000 title description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 104
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 139
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims description 57
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 41
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 33
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 12
- ZFXYFBGIUFBOJW-UHFFFAOYSA-N theophylline Chemical compound O=C1N(C)C(=O)N(C)C2=C1NC=N2 ZFXYFBGIUFBOJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 3
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 57
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 57
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 24
- 210000001772 blood platelet Anatomy 0.000 description 23
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 18
- 239000010836 blood and blood product Substances 0.000 description 17
- 229940125691 blood product Drugs 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 239000000306 component Substances 0.000 description 9
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 9
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 4
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 210000003677 hemocyte Anatomy 0.000 description 3
- 229940000351 hemocyte Drugs 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 210000003719 b-lymphocyte Anatomy 0.000 description 2
- 238000010241 blood sampling Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000000822 natural killer cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 101800004538 Bradykinin Proteins 0.000 description 1
- 102400000967 Bradykinin Human genes 0.000 description 1
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 1
- 206010015287 Erythropenia Diseases 0.000 description 1
- 208000001953 Hypotension Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- QXZGBUJJYSLZLT-FDISYFBBSA-N bradykinin Chemical compound NC(=N)NCCC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N1[C@H](C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N2[C@@H](CCC2)C(=O)N[C@@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O)CCC1 QXZGBUJJYSLZLT-FDISYFBBSA-N 0.000 description 1
- 230000009134 cell regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000013024 dilution buffer Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 210000003714 granulocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000036543 hypotension Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 210000004623 platelet-rich plasma Anatomy 0.000 description 1
- 229920005644 polyethylene terephthalate glycol copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000024883 vasodilation Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3693—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits using separation based on different densities of components, e.g. centrifuging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/02—Blood transfusion apparatus
- A61M1/0209—Multiple bag systems for separating or storing blood components
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3693—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits using separation based on different densities of components, e.g. centrifuging
- A61M1/3696—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits using separation based on different densities of components, e.g. centrifuging with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
- B04B5/0442—Radial 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
- B04B5/0442—Radial 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
- B04B2005/0471—Radial 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 additional elutriation separation of different particles
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
一种血液细胞分离腔室具有：第一进入壁，具有向外扩口曲线；分离段，具有包括向内曲线的壁；及过渡段，在进入段与分离段之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用来分离流体的颗粒或成分的设备和方法。本发明具有与分离血液成分，如白细胞和血小板，有关的具体优点。
本发明的扩口淘选腔室可以用于各种血液-分离设备，如在下述专利文件中描述的设备：1998年3月3日颁布的美国专利No.5,722,926；1999年9月14日颁布的美国专利No.5,951,877；2000年4月25日颁布的美国专利No.6,053,856；2002年1月1日颁布的美国专利No.6,334,842；2004年7月1日提交的美国专利申请No.10/884,877；美国专利No.7,201,848。这些专利和专利申请的每一个的全部公开通过参考包括在这里。
背景技术
在多个不同的领域中，携带颗粒物质的液体必须过滤或处理，以得到净化液体或净化颗粒最终产物。在其最宽广的意义上，过滤器是能够从物质除去或分离颗粒的任何装置。因而，这里所使用的过滤器不限于多孔介质材料，而是包括多种不同类型的装置和过程，在所述装置和过程中颗粒彼此分离或与液体分离。
在医学领域中，常常需要过滤血液。全血包括各种液体成分和颗粒成分。血液的液体部分大都由血浆组成，并且颗粒成分包括红细胞(红血球)、白细胞(白血球)及血小板(thrombocytes)。尽管这些组分具有类似密度，但它们的平均密度关系，按减小密度的顺序，如下：红细胞、白细胞、血小板及血浆。另外，颗粒成分根据尺寸相关，按尺寸减小的顺序，如下：白细胞、红细胞及血小板。大多数当前净化装置依据密度和尺寸差或表面化学特性来分离和/或过滤血液成分。
典型地，使用离心机从其它血液成分中分离或收集所捐献的血小板。也可以收集白细胞或其它选定成分。离心机转动血液分离容器，以使用离心力分离在容器或储箱内的成分。在使用时，血液进入分离容器，同时它正在以非常快的速度转动，并且离心力使血液成分分层，从而可以分别地除去具体成分。这些成分通过在血液成分的分层层内布置的端口取出。
在血浆中的白细胞和血小板形成中密度分离层或“血沉棕黄层(buffy coat)”。因为典型的离心机收集过程不能一致地和满意地从血沉棕黄层中将白细胞与血小板分离，所以已经加设其它过程以改进结果。在一种程序中，在离心之后，使血小板通过多孔的纺织或非纺织的介质过滤器，以脱除白细胞，该过滤器可以具有改性表面。然而，多孔过滤器的使用也带来了它自己的一系列问题。常规多孔过滤器是低效率的，因为它们可以永久地脱除或捕获血小板的近似5-20％。这些常规过滤器也会降低“血小板活力”，这意味着一旦通过过滤器，一定百分比的血小板就不能适当地起作用，并且可能部分地或完全活化。另外，多孔过滤器可能引起缓激肽、炎症介体和血管舒张体的释放，这可能导致病人的低血压发作。多孔过滤器价值不菲，并且常常要求额外的耗时人工劳动以进行过滤过程。尽管多孔过滤器在脱除相当大数量的白细胞方面是有效的，但活化血小板会堵塞过滤器。因此，至少一些多孔过滤器对于在线过程而言是不可使用的。
另一种分离过程是称作离心淘选的过程。这个过程分离在液体介质中悬浮的细胞，而不使用膜过滤器。在一种普通形式的淘选中，将批量细胞引入到液体淘选缓冲剂的流中。在悬浮液中携带批量细胞的这种液体，然后引入到漏斗形腔室中，该漏斗形腔室布置在旋转的离心机上。当另外的液体缓冲剂溶液流过腔室时，液体向在腔室内的淘选边界扫除较小、较不致密、沉积较慢的细胞，而较大、较致密、沉积较快的细胞向具有最大离心力的腔室区域迁移。
当离心力和由液体流动产生的力平衡时，流体流量增大以强迫沉积较慢的细胞离开在腔室中的出口端口，而沉积较快的细胞保持在腔室中。如果通过腔室的流体流量增大，则可以从腔室逐渐地除去沉积较快的细胞。依据诸如流量或粘度之类的条件，例如，沉积速率将由细胞的尺寸或密度决定。
因而，离心处理分离具有不同沉积速度的颗粒。斯托克斯定律按如下描述球形颗粒的沉积速度(VS)：
VS＝((D2 细胞＊(ρ细胞-ρ介质))/(18＊μ介质)＊ω2r
其中D是细胞或颗粒的直径，ρ细胞是颗粒的密度，ρ介质是液体介质的密度，μ介质质是介质的粘度，而ω是角速度，并且r是从转动中心到细胞或颗粒的距离。因为颗粒的直径在斯托克斯公式中升高到二次方，而颗粒的密度没有升高，所以典型的是，细胞的尺寸，而不是其密度，通常影响其沉积速率。这就解释了为什么在离心处理期间较大颗粒一般被保持在腔室中，而较小颗粒被释放，如果颗粒具有近似的密度的话。
如在授予Sartory的美国专利No.3,825,175中描述的那样，离心淘选存在多种局限。在这些过程的大多数中，颗粒必须按分离的、不连续的批次引入到流体介质的流中，以允许足够的颗粒分离。因而，一些淘选过程只许可在颗粒批量中的分离，并且需要另外流体介质来输送颗粒。另外，流动力必须精确地相对于离心力平衡，以允许适当的颗粒分离。
因为这些原因以及其它原因，存在着对颗粒分离和/或流体成分分离加以改进的需要。
发明内容
本发明包括一种用来分离在流体，特别是血液和血液成分，中的颗粒的离心机、和用来控制离心机的方法。设备具有安装在转子上的细胞分离腔室，细胞分离腔室具有流体进口和流体出口，流体进口从流体出口径向向外，第一进入段与流体出口相邻，并且从所述进口径向向内，进入段具有包括向外扩口曲线的壁，该向外扩口曲线绕所述对称轴线形成第一表面，优选地转动表面，进入段具有轴向长度和与轴向长度相垂直的最内最大直径，轴向长度大于最内最大直径。细胞分离腔室可以是易处置血液处理容器的部分，该易处置血液处理容器可以安装在转子上。细胞进入腔室的向外扩口曲线总体上由下式定义
A＝(A0)exp(CeXe)
其中
A是在Xe处的流动面积(横截面面积)，
A0是在进口处与对称轴线相垂直的流动面积，
Xe是沿对称轴线离进口的距离，0＜Xe＜Le，
Le是进入段的长度，并且
Ce是设计常数。
细胞分离腔室还包括在下游与进入段间隔开的分离段，分离段具有包括第一向内曲线的壁，该第一向内曲线绕所述对称轴线形成第二表面，优选地转动表面。第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与对称轴线相垂直的流动面积。
本发明的另一个特征是在进入段与分离段之间的过渡或主段，过渡段具有包括第二向内曲线的壁，该第二向内曲线绕所述对称轴线形成第三表面，优选地转动表面，所述第二向内曲线与所述第一向内曲线不同。第一曲线可以在第一曲线和第二曲线之间的第一接合处与第二曲线相切，并且第二曲线可以在第二曲线和第三曲线之间的第二接合处与第三曲线相切。
细胞分离腔室也可以具有在分离段下游的出口段，所述出口段包括截头锥形壁，该截头锥形壁从所述分离段的第二壁向对称轴线渐缩。
要理解，以上一般描述和如下详细描述都是示范性的，并且打算提供要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
图1是颗粒分离系统的示意图，该颗粒分离系统具有按照本发明的一个实施例的流体分离腔室。
图2是如图1中描绘的安装在离心机转子上的流体腔室和分离容器的立体图。
图3是图1的流体腔室的立体图。
图4是图3的流体腔室的后视立体图。
图5是图3的流体腔室的平面图。
图6是沿线6-6得到的、图5的流体腔室的剖视图。
图7是用于本发明的流体分离腔室的细胞分离数据的曲线图。
图8是用于光滑锥形分离腔室的细胞分离数据的曲线图。
具体实施方式
为了描述本发明，现在将参考附图。
本发明的优选实施例包括由Gambro BCT，Inc.of Lakewood，Colorado制造的Elutra血液成分离心机。Elutra
离心机包括在授予Ito的美国专利No.4,425,112中所公开的一奥米伽/二奥米伽无缝管连接，该专利的全部公开通过参考包括在这里。尽管本发明的实施例结合Elutra离心机来描述，但这种参考仅为了例示的目的，并非用以在任何意义上限制本发明。可使用其它离心机，包括但不限于COBESpectra单采血液成分术系统，还有Trima
、Trima Accel
Atreus
及Spectra OptiaTM系统，也由Gambro BCT，Inc.制造，以及用来分离血液成分的其它淘选装置。本发明可以有利地用在各种离心机装置中，这些离心机装置包括但不限于，通常用来将血液分离成它的各种成分的那些装置。具体地说，本发明可以用于任何离心设备，而与设备是否采用一奥米伽/二奥米伽无缝管连接无关。
也将显然的是，本发明的讲授也可用来分离颗粒和血细胞以及其它细胞。本发明既提到颗粒又提到细胞，并且要理解，这两者可以互换使用，而不脱离本发明的精神。本发明的讲授还可用于用来分离颗粒和血细胞以及其它细胞的任何淘选系统。
如在图1中示出的那样，本发明可以包括与离心机转子12一起使用的颗粒分离易处置系统10。优选地，离心机转子12经在图2中表示的臂14联接到马达(未示出)上，从而离心机转子12绕其转动轴线A--A转动。
如图2中所示，支架16提供在转子12的顶部表面上。支架16可释放地将扩口流体腔室18保持在转子12上，从而用于成分的出口20，下文叫做流体腔室18的出口，定位得比流体腔室18的进口22更靠近转动轴线A--A。支架16优选地将流体腔室18在转子12上定向成，使流体腔室18的纵向轴线在与转子的转动轴线A-A横交的平面中。另外，支架16优选地布置成，将流体腔室18保持在转子12上，使得用于成分的流体腔室出口20面对转动轴线A--A。尽管支架16将流体腔室18保持在转子12的顶部表面上，但流体腔室18也可以在可供选择的位置处固定到转子12上，如在转子12的顶部表面下面。也要理解，流体腔室18可由除所表示的支架之外的其它公知的固定装置或其它方法固定。如图1和2中所示，流体腔室18的进口22和出口20沿流体腔室18的纵向轴线布置。流体腔室18的壁21在进口22与出口20之间延伸，由此限定流体腔室18的进口22、出口20、侧面及内部。
如图1和图6中所示，流体腔室18(下面进一步描述)包括两个大致截头锥形形状的段25、27，这两个大致截头锥形形状的段25、27在流体腔室18的最大横截面区域23处接合在一起。流体腔室18的内部从最大横截面区域23在向着进口22和出口20的相反方向上渐缩(横截面减小)。扩口流体腔室18的另外重要方面在下文中叙述。
流体腔室18可以由整体塑料件或由分立件建造，这些分立件使用已知固定或密封方法接合在一起，以形成流体腔室18的分立段。流体腔室18可以由透明或半透明的共聚多酯塑料，如PETG，制成，以允许在分离过程期间借助于可供选择的频闪观测器(未示出)来观察在腔室内部内的成分。
如图1中所示，描绘成易处置的系统10包括第一导管或管线28、第二导管或管线30、与流体腔室18的进口22流体连通的进口导管或管线32及三通或Y形连接器34，该三通或Y形连接器34具有用来流动或流体连接第一管线28、第二管线30以及进口管线32的三个支腿。第一管线28包括蠕动泵环路43，该蠕动泵环路43用来将第一管线28与管线17、管接头39及第一源38相流动连接，该第一源38包含流体或源血产物，该流体携带待彼此分离的颗粒，该源血产物包含白细胞。同样，第一管线28通过泵环路44连接到导管或管线37上，该导管或管线37包括用来将第一管线28与第二源42相流动连接的管接头40，该第二源42包含低密度稀释、沉积或淘选流体。管接头39和40优选地是任何类型的普通医学联接装置，如尖头或消毒管连接器。要理解，管线或导管17和37可以通过在进口蠕动泵环路上游的管接头(未示出)连接，从而可使用单个环路泵(未示出)。
第一管线28包括泵环路43和44。在使用期间，泵环路43和44安装在蠕动泵(未示出)中，用来从第一源38泵送流体或细胞或颗粒产物，并且用来从第二源42泵送稀释、沉积或淘选流体。来自第一源38的流体和颗粒和来自第二源42的稀释、沉积或淘选流体，通过第一管线28流到三通连接器34。这些物质然后通过进口管线32流到流体腔室18的进口22中。在流体腔室18中-该流体腔室18当安装在转子12上时随其旋转，在离心场中的颗粒根据沉积速度的差而分离，将沉积较快的颗粒留在流体腔室18中，并且允许某些沉积较慢的颗粒从流体腔室18流走，如下面将描述的那样。
当流体腔室18装载有颗粒时，流体和具有比较慢沉积速度的颗粒——它们一般包括血浆、血小板以及可能某些白细胞，通过流体腔室出口20流到导管或管线48中。如图1和2中所示，管线48连接到在离心机转子12上安装的分离容器52或颗粒浓缩器的出口50上。如下面描述的那样，分离容器52浓缩来自流体的颗粒。而且，在将白细胞分离成为子组(subset)的任何淘选过程中，这样被分离的子组将从流体腔室18流到分离容器52。
与离心机转子12的外部部分相邻，分离容器52具有收集坑54，用来收集流到分离容器52中的颗粒。离心机转子12的转动将颗粒沉积到收集坑54中，而沉积较慢的流体和可能某些沉积较慢的颗粒保持在收集坑54的顶部边界上方。在收集坑54中的已收集颗粒可包括已经离开流体腔室18的任何细胞或颗粒，包括白细胞的分离子组，如以上提到的那样。
收集坑54具有连接到颗粒浓缩管线或导管58上的颗粒浓缩出口56。颗粒浓缩管线58除去在收集坑54中保持的颗粒以及小部分流体。分离容器52也包括连接到流体出口管线或导管62上的流体出口60。流体出口管线62除去在收集坑54的顶部边界上方流动的流体。这种流体可以包括血浆或淘选缓冲剂或低密度流体。另外，流体出口管线62可以除去在顶部边界层上方流过收集坑54的某些沉积较慢的颗粒。
流体出口60布置在分离容器52的一个端部处或者与其相邻，并且出口50布置在分离容器52的相对端部处或者与其相邻。这个空隙保证用于颗粒与流体分离、在收集坑54中收集大量颗粒以及大量颗粒通过颗粒浓缩管线58的相应地被脱除的充分时间，该大量颗粒包括白细胞的任何分离子组。
在图2中表示的实施例中，分离容器52放置于在转子12中形成的凹槽64中。优选地，分离容器52是由半刚性材料形成的通道，从而当分离容器52响应在分离容器52中的流体和颗粒或者响应离心力而扩张时，在凹槽64的外壁中的凹谷65形成收集坑54。如图2中所示，转子12的顶部表面优选地包括保持凹槽，这些保持凹槽用来接纳第一和第二管线28和30、三通连接器34、管线48、颗粒浓缩管线58及流体出口管线62。
流体出口管线62流体地联接到用来选择性地收集从分离容器52除去的流体的一部分的流体收集储器66上，并且颗粒浓缩管线58流体地联接到用来收集从分离容器52除去的颗粒的一个或多个颗粒收集储器70上。优选地，颗粒浓缩管线58包括泵环路或出口泵环路72，该泵环路或出口泵环路72能够安装在蠕动泵中，该蠕动泵用来通过颗粒浓缩管线58泵送颗粒。用于泵环路72的泵对于在颗粒浓缩管线58中的流量和颗粒浓度进行调节。感兴趣的白细胞或所需的颗粒将被收集在各储器70之一中。要理解，任何数量的储器70可用来收集白细胞的所需子组。
图1示出用于感兴趣的血细胞的三个收集袋。如果希望，血小板也可被收集在分立的袋中。在腔室18中的沉积之后，红细胞可通过进口22被移送到进口管线32。红细胞然后通过Y形连接器34到达管线30。管线30流体地连接到红细胞收集储器或细胞收集储器31上，该红细胞收集储器或细胞收集储器31用来收集在过程期间收集的红细胞。优选地，红细胞收集管线或导管30包括泵环路46，该泵环路46能够被安装在蠕动泵中，用来控制通过管线30和通过进口22出去的红细胞的流动。
为了控制在系统10的操作期间各种物质和细胞的流量和转子12的转动速度，提供控制器。控制器(未示出)控制用来通过泵环路43、44、46及72泵送物质的泵(未示出)，并且控制用来转动离心机转子12的马达(未示出)。
来自第一源38的流体和颗粒，可以通过管线17和与蠕动泵相关联的泵环路43而与空气腔室47相连接。而且，来自源42的稀释、沉积、或淘选流体可以通过管线37和与蠕动泵相关联的泵环路44而与空气腔室47相连接。空气腔室47提供进口过滤器，该进口过滤器用来在颗粒分离之前过滤团粒。空气腔室47起到气泡捕获和空气探测腔室的作用。空气腔室47还起到流体脉动抑制器的作用。然而，空气腔室47的使用是选择性的，并且也要理解，它可从源输送构造中省去。
再循环管线或导管67从管线或导管62连接到流体进口管线或导管37上。滑动夹子或其它流动控制元件49设在管线37上，并且滑动夹子或其它流动控制元件68设在管线62上。基本上没有细胞并且没有血浆的介质或流体可通过管线67引导到进口泵环路44的上游。这允许稀释缓冲剂或介质被重新循环。来自分离容器52的初始介质或流体可能包含对于再循环而言不需要的血浆或细胞。这种初始介质或流体在再循环过程的开始之前引导到流体收集储器66。尽管与血液成分分离过程和具体地说白细胞分离或分级过程相结合来描述本发明，但应该理解，本发明在其最宽广意义上并非局限于此。本发明可以用来分离多种不同类型的颗粒。
初始地，从病人采集血液，并且这种血液在离心分离过程中分离，以隔离称作血液产物的东西，该血液产物包含白细胞。在这种初始离心过程期间，富血小板血浆和一部分红细胞以及较致密的白细胞可以与血液分离，将生成的白细胞产物留下。另外，这种生成的血液产物最可能包括某些血小板和红细胞。不是所有的开始血液产物都将要求初始离心分离。例如，来自脐带的收集血液一般不经受初始离心分离。开始血液产物然后将从第一源38提供。
所收集的血液的初始分离优选地在与系统10分开的离心机(未示出)上进行，如双级或单级离心分离机。在一个可选择实施例中，离心机转子12可以包括用来在离心机转子12上提供初始血液成分分离的结构，如在以上提到的美国专利No.5,674,173中公开的那样。分离血液产物也可由其它方法收集并且初始地分离。
所生成的已分离或已收集的血液产物被设置在第一源38中，尽管血液产物也可通过管线(未示出)直接来自分离系统。第一源38通过管线17联接到第一管线28上。另外，包含稀释、沉积或淘选流体的第二源42通过管线37联接到管线28上。离心机转子12在近似2400rpm的速度下绕转动轴线A--A转动，尽管可使用其它速度。血液产物按选定流量，通过泵环路43从源38泵送并且加载到流体腔室18中，以对于选定离心机速度提供所需的加载产物的填充(packing)。与环路43相关联的泵被停止，以停止来自源38的血液产物的流动。然后使用泵环路44和其关联泵的作用启动沉积或淘选流体的流，以清洗管线28和/或洗涤加载血液产物。稀释、沉积流体或淘选流体通过管线28和Y形连接器34及进口管线32进入到腔室18的进口22中。
与泵环路44相关联的进口泵被停止，以停止低密度稀释沉积或淘选流体到腔室18中的流动。当离心机继续转动时，在腔室中加载的颗粒组分在所形成的离心力的作用下通过沉积而分离。在血液产物的颗粒组分的沉积之后，如果要求红细胞的减少，则与泵环路46相关联的泵被致动，以按低流量通过腔室18的进口22并然后通过进口管线32和到储器31的管线30而脱除沉积的红细胞。在淘选的红细胞减少之后，在腔室18中剩余的白细胞可通过淘选进一步分离，或者与泵环路43相关联的进口泵可被重新启动，以将第二批次的血液产物从源38再引入到腔室18中。
在每个程序之后，或者在源38没有血液产物之后，可进行用来将白细胞分离成所需子组的淘选步骤。唯一要求是，在腔室18中有足够数量的白细胞，以实现有效分离或淘选。因此，在确定淘选步骤的工序顺序时，应该考虑开始血液产物的白细胞含量。
为了已分级或已分离白细胞或其它分离颗粒的收集，在第一源38空了之后，操作人员缓慢地增大与泵环路44相关联的进口泵速度，减小离心机速度，或者增大将在腔室18中的细胞通过淘选分离成子组的稀释、沉积或淘选流体的密度或粘度，如在现有技术中公知的那样。用于分离的沉积或稀释流体初始流到流体收集储器66中，因为这样的流体的初始流动可能包含血浆或开始细胞悬浮介质。在夹子68关闭之后，更加没有细胞和基本没有血浆的流体通过再循环管线或管线67流动，其中它由用于再使用的环路44通过选择性空气腔室47、管线28、连接器34及进口管线32而被泵送到腔室18的进口22。过程然后继续，直到实现在腔室18中的细胞的所需分离和使用分离容器52的所需的细胞体积减少。
控制器将转子12的转动速度保持在预定转速范围内，以促进流化床的形成。另外，控制器将泵调整成，按预定流量通过进口管线32输送流体并且输送到流体腔室18的进口22中。这些流动血液成分从流体腔室18排出灌注的流体。当血小板和白细胞颗粒进入流体腔室18时，它们经受两种相反的力。借助于泵而通过流体腔室18的流体流动建立第一粘性阻力，该第一粘性阻力将颗粒推向出口20。由转子12和腔室18的转动所形成的第二离心力起作用，以将颗粒推向进口22。
在另一种、无淘选用途中，控制器可以调整转子12的转动速度和泵的流量，以在流体腔室18中收集血小板和白细胞。当血浆流过流体腔室18时，血浆的流动速度减小，并且当血浆流动接近流体腔室18的最大横截面区域时达到最小值。因为转动离心机转子12在流体腔室18中形成足够的重力场，所以血小板累积在流体腔室18的最大横截面区域附近，而不是与血浆一起流动离开腔室18。白细胞从流体腔室18的最大横截面区域略微径向向外地累积。然而，密度颠倒趋向于在流化颗粒床的这种初始建立期间将这些颗粒轻微地混合。
流体腔室18，如在图3、4、5及6中表示的那样，构造成允许选定颗粒(如白细胞)的循环收集，接着是细胞进入收集袋70中的有效排空。与用来形成流化床的其它腔室设计相反，本发明的流体腔室具有用于血液成分的自动收集的具体用途，因为具有选定特性的细胞团可收集在流体腔室18中，并且然后用低密度流体冲洗到收集袋中，并且这些步骤可重复多次，允许较大量的选定细胞从捐献人或病人收集，同时减少对于捐献过程必需的时间量。当一定量的细胞已经收集在流体腔室18中时，通过腔室的流体流动可增大，并且所收集细胞可被洗涤到腔室外并被引导到收集袋中。
流体腔室18包括扩口进入段176、主段或过渡段180及分离段182(图6)。进入段176具有使沿流动轴线每单位距离的速度、动量或动能的分步变化率最小的形状。就是说，从进口22到主段或过渡段180的标准化减速由于是恒定的而被最小化。目的是使在流体速度变化是最大的地方，就是说，在进入段中，对于在流体中层流混合的趋势最小。分离段182这样成形，从而颗粒逃逸条件的临界角出现在最大腔室面积处，并且这个临界角被缓慢地接近。当在流动方向上每单位距离的速度的分步减小等于离心场随单位距离的分步减小时，临界角逃逸条件出现。标准化减速从主段或过渡段的端部到分离段的端部应该最小化。目的是使颗粒逃逸条件对于沉积速度的灵敏度最大化，基于流动条件而增强在各细胞类型之间的区分。
流体腔室18可以分两件而构成：主体166和帽168。在一个优选实施例中，这两件可以围绕轴线170或对称轴线而对称。主体166具有进口22，该进口22包括通孔172和同心中断孔174。通孔172的直径与第一进口管线32的内径相对应，而中断孔174的直径与第一进口管线32的外径相对应，从而进口管线32可安置在中断孔174中，并且在进口管线32与通孔172之间可形成恒定直径的流体通路。通孔172通到扩口段176或进入段中。扩口段176的壁178离轴线170渐远。细胞进入腔室的向外扩口曲线总体上由下式定义
A＝(A0)exp(CeXe)
其中
A是在Xe处与对称轴线相垂直的面积；
A0是在进口处与对称轴线相垂直的面积；
Xe是沿对称轴线离进口的距离，0＜Xe＜Le；
Le是进入段的长度；并且
Ce是用于进入段的设计常数，由设计约束条件而确定。
Ve＝(A-A0)/Ce
其中
Ve是在A0与A之间的体积。
进入段的壁具有轴向长度Xe和与轴向长度相垂直的最内最大直径Ae，该壁包括形成第一表面的向外扩口曲线，该第一表面优选地是绕对称轴线的转动表面。轴向长度Xe可以大于最内最大直径Ae。
与扩口段176紧相邻并且在其下游，主段或过渡段180从扩口段176延伸到主体166的分离段182。主段180的壁184在扩口段176的壁178与分离段182的壁186之间平滑地过渡。
分离段的壁186包括形成第二表面的第一向内曲线，该第二表面优选地是绕所述对称轴线170的转动表面。第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与对称轴线相垂直的面积；
Asmax是分离段的渐近面积；
Am是主段的实际最大面积；
Xs是沿对称轴线离分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是分离段的长度；并且
Cs是用于分离段的设计常数，由设计约束条件而确定。
Vs＝AsmaxXs-(A-Am)/Cs
其中
Vs是用于在Am与A之间的分离段的体积。
在进入段与分离段之间的过渡段或主段具有包括第二向内曲线的壁184，该第二向内曲线形成第三表面，该第三表面优选地是绕所述对称轴线的转动表面，所述第二向内曲线与所述第一向内曲线不同。第一曲线可以在第一曲线和第二曲线之间的第一接合处与第二曲线相切，并且第二曲线可以在第二曲线和第三曲线之间的第二接合处与第三曲线相切。主段具有由如下定义的形状
A＝Ammax-(Ammax-Ae)exp(-CmXm)
其中
A是在Xm处与对称轴线相垂直的面积；
Ammax是主段的渐近面积，
Xm是沿对称轴线离进入段的端部(也是主段的开始处)的距离，0＜Xm＜Lm，
Lm是主段的长度，并且
Cm是用于分离段的设计常数，由设计约束条件而确定。
Vm＝AmmaxXm-(A-Ae)/Cm
其中
Vm是用于在A与Am之间的主段的体积。
当血液成分，如血浆、血小板及白细胞，流到流体腔室18中时，它们受转动速度、科里奥力、流体流量及流体腔室的构造的影响。例如，在进入段中，流体流量将随段的横截面面积的增大而减小。同时，血液成分经受由设备转动生成的离心力。在段中由颗粒经历的离心力将随着颗粒向转动轴线径向向内运动而减小。白细胞的尺寸在平均沉积速度附近分布。
设计常数Cs、Ce及Cm的确定可以按如下方式产生。初始地，设计者基于选定流体流量和离心速度，为要同时容纳的每种类型细胞规定最大腔室容量。设计受到转子几何形状和可得到空间的约束。经验信息可以涉及细胞流量能力、离心速度及可得到空间。通常这将是最大允许腔室体积。利用计算机化模型的迭代过程，例如包括上述关系的电子表格，可以用来与长度Le、Lm及Ls相结合来调节形状常数Cs、Ce、Cm、Ammax及Asmax。
在用于细胞分离腔室的早先设计中，已经观察到，进入的细胞由于科里奥力往往沿腔室的一侧流动，直到在腔室中建立流化床条件。在本设计中，细胞水平呈现出均匀升高而没有混合，因为颗粒的速度跨过向外扩口进入段176是倾向于大体恒定的。主段或过渡段180允许平滑过渡，并且提供细胞存储容量，而分离段182允许所收集的细胞团被挤出细胞分离腔室，如本发明所描述的那样。相信的是，本发明的腔室形状提供了在进入段和分离段内颗粒的动量的比较恒定的分步变化，从而提高了细胞收集的有效性和效率。
选定颗粒开始进入流体腔室18。因为进入段176的扩口形状，使得跨过主段180的流动速度在腔室18的整个横截面上更为均匀。比较平的速度分布使得所需的细胞将被更容易地捕获在分离段182中。所捕获的白细胞开始形成团(bolus)。当分离段182被所需的颗粒(如白细胞)充分地填充时，可清空流体腔室18。在清空之后，通过腔室18的流量可增大，以将所累积的颗粒冲洗或排空到分离容器52中。因为在流体腔室中收集细胞和将所收集的细胞排空到收集袋的循环可进行多次，所以比较大量的较稀少血液成分(如白细胞)可从单个捐献人或病人收集。
图7示出按照本发明的腔室的试验性能，该腔室与从本发明的接受人可得到的光滑锥形淘选腔室相比较，该光滑锥形淘选腔室的性能表示在图8中。曲线图示出不同血液成分的分离，这些血液成分包括血小板、红细胞、单核细胞、粒细胞及诸如B细胞、NK细胞及T细胞之类的淋巴细胞。图7的曲线图示出，当流量增大时，与在图8中示出的光滑锥形腔室的性能相比，一定量的细胞类型，如红细胞、B细胞、NK细胞及T细胞，按相差较大的流量被挤出腔室。在图8中，所述一定量的细胞类型的所有四种类型按在80与90mL/min之间的流量被挤出腔室。在图7中，这些细胞类型按在40与90mL/min之间的流量被挤出本发明的腔室。这个较大范围允许各种细胞类型的分离具有较大的选择性。
在示出的实施例中，流体腔室18的主体166还包括圆周凸缘188，该圆周凸缘188支撑在支架16中。凸缘的尺寸可以变化，从而不同类型的流体腔室可用在单个离心机设备中。由于从Gambro BCT，Inc.可得到的一定腔室的直径比本发明的流体腔室相对地大，所以凸缘可以设计成补偿这些差别。多个径向翅片189在凸缘188的附近形成。在这个实施例中，翅片主要用于当流体腔室18安装在现有支架中时提供稳定性，并且在主体166的注射模压期间也用作用于塑料材料的线路。在主体166的远端处，凹槽190将帽168固定到远端上。帽包括边沿191和凸缘192，该边沿191配合到凹槽190中，该凸缘192抵靠主体的远端而配合。帽和主体可以通过超声波焊接、或在现有技术中已知的其它适当技术接合。帽通到突变截头锥形段194中。突变段194向轴线170渐缩，突变段194的内壁196形成120°夹角。夹角不是关键的，但优选的是，截头锥形段194比较短。突变截头锥形段194使从主段180和分离段182冲洗出的已收集血液成分汇集到出口20中，而没有对于血液成分的过大扰动或损坏。出口20包括通孔198和同心中断孔200。通孔198的直径与出流管30的内径相对应，而中断孔200的直径与出流管30的外径相对应，从而出流管30可安置在中断孔200中，并且在出流管30与通孔198之间可形成恒定直径的流体通路。通孔198通到截头锥形段194中。
尽管就除去白细胞和收集血小板而论已经描述了发明装置和方法，但这种描述并非意欲对本发明的范围做出限制。本发明可以用来将血液的任何颗粒成分彼此分离，或者本发明可用在血液分离之外的领域中。例如，流化床可以由红细胞形成以防止白细胞通过流体腔室18的流动，只要红细胞不过分地凝块。可选择地，用来携带颗粒的液体可以是盐水或对于血浆的另一种替代物。另外，本发明可以实施成，从骨髓收获收集物或在分娩后收获的脐带细胞收集物脱除白细胞或其它成分。在另一个方面，可以实施本发明而用以收集T细胞、干细胞、或肿瘤细胞。而且，人们可以实施本发明以从与血液或生物相关物质无关的液体中过滤或分离颗粒。使用Trima单采血液成分术机器的用途可以包括，通过连续而不是批量的处理，使用流化床将白细胞和剩余红细胞与血小板分离。并且收集被分离的血小板。
对于本领域的技术人员将显然的是，对于本发明的结构和方法可进行各种修改和变更，而不脱离本发明的范围或精神。相反，本发明打算覆盖落入到如下权利要求书和其等效限定的范围内的各种修改和变更。
Claims (26)
1.一种构造成安装在转子上的细胞分离腔室，所述转子具有转动轴线，所述细胞分离腔室具有轴线、和在所述轴线上的进口以及在所述轴线上的出口，该进口能够从所述转动轴线径向向外地安装，该出口能够从所述进口向所述轴线径向向内地安装，所述细胞分离腔室具有从所述进口径向向内延伸的进入段，所述进入段具有包括向外扩口曲线的壁，该向外扩口曲线绕所述轴线形成第一表面，所述进入段具有轴向长度和与所述轴向长度相垂直的最内最大直径。
2.根据权利要求1所述的细胞分离腔室，其中，所述轴向长度大于所述最内最大直径。
3.根据权利要求1所述的细胞分离腔室，其中，所述向外扩口曲线总体上由下式定义
A＝(A0)exp(CeXe)
其中
A是在Xe处的面积；
A0是在进口处的面积；
Xe是沿所述轴线离所述进口的距离，0＜Xe＜Le；
Le是进入段的长度，并且
Ce是常数。
4.根据权利要求1所述的细胞分离腔室，还包括在所述进入段的下游的间隔开的分离段，所述分离段具有包括第一向内曲线的壁，该第一向内曲线绕所述轴线形成第二表面。
5.根据权利要求4所述的细胞分离腔室，其中，所述第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与所述轴线相垂直的面积；
Asmax是所述分离段的渐近面积；
Am是主段的最大实际面积；
Xs是沿所述轴线离所述分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是所述分离段的长度；并且
Cs是常数。
6.根据权利要求4所述的细胞分离腔室，还包括在所述进入段与所述分离段之间的过渡段，所述过渡段具有包括第二向内曲线的壁，该第二向内曲线绕所述轴线形成第三表面，所述第二向内曲线与所述第一向内曲线不同。
7.根据权利要求6所述的细胞分离腔室，其中，所述第一曲线在所述第一曲线和第二曲线之间的第一接合处与所述第二曲线相切。
8.根据权利要求7所述的细胞分离腔室，其中，所述第二曲线在所述第二曲线和第三曲线之间的第二接合处与所述第三曲线相切。
9.根据权利要求8所述的细胞分离腔室，其中，所述第二向内曲线总体上由下式定义
A＝Ammax-(Ammax-Ae)exp(-CmXm)
其中
A是在Xm处与所述轴线相垂直的面积；
Ammax是所述过渡段的渐近面积，
Xm是沿所述轴线离所述进入段的端部的距离，0＜Xm＜Lm，
Lm是所述过渡段的长度，并且
Cm是常数。
10.根据权利要求9所述的细胞分离腔室，其中，所述第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与所述轴线相垂直的面积；
Asmax是所述分离段的渐近面积；
Am是主段的最大实际面积；
Xs是沿所述轴线离所述分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是所述分离段的长度；并且
Cs是常数。
11.根据权利要求6所述的细胞分离腔室，还包括在所述分离段下游的出口段，所述出口段包括壁，该壁从所述分离段的所述第二壁向所述轴线渐缩。
12.一种构造成安装在转子上的细胞分离腔室，所述转子具有转动轴线，所述细胞分离腔室具有轴线、和在所述轴线上的进口以及在所述轴线上的出口，该进口能够从所述转动轴线径向向外地安装，该出口能够从所述进口向所述轴线径向向内地安装，所述细胞分离腔室具有从所述出口径向向外延伸的分离段，所述分离段具有包括第一向内曲线的壁，该第一向内曲线绕所述轴线形成表面。
13.根据权利要求12所述的细胞分离腔室，其中，所述第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与所述轴线相垂直的面积；
Asmax是所述分离段的渐近面积；
Am是在所述分离段的开始处的最大实际面积；
Xs是沿所述轴线离所述分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是所述分离段的长度；并且
Cs是常数。
14.一种构造成安装在离心细胞分离设备上的易处置细胞分离器具，所述设备具有转子，该转子具有转动轴线，所述易处置细胞分离器具包括
接近装置，用来将所述细胞分离器具连接到包含细胞的流体的源上；
分离容器；
至少一个袋，用来接纳被分离细胞，
至少一个用来接合泵的装置，用以强迫流体通过所述细胞分离器具；
细胞分离腔室，与所述分离容器流体连通，并且具有轴线、和在所述轴线上的进口和出口，所述细胞分腔室具有从所述进口径向向内延伸的进入段，所述进入段具有包括向外扩口曲线的壁，该向外扩口曲线绕所述轴线形成第一表面，所述进入段具有轴向长度和与所述轴向长度相垂直的最内最大直径；及
多个导管，连接到所述接近装置、所述分离容器、所述泵接合装置、所述袋及所述细胞分离腔室中的至少一些上。
15.根据权利要求14所述的细胞分离器具，其中，所述轴向长度大于所述最内最大直径。
16.根据权利要求14所述的细胞分离器具，其中，所述向外扩口曲线总体上由下式定义
A＝(A0)exp(CeXe)
其中
A是在Xe处的面积；
A0是在进口处的面积；
Xe是沿所述轴线离所述进口的距离，0＜Xe＜Le；
Le是进入段的长度，并且
Ce是常数。
17.根据权利要求14所述的细胞分离器具，还包括在所述进入段的下游的间隔开的分离段，所述分离段具有包括第一向内曲线的壁，该第一向内曲线绕所述轴线形成第二表面。
18.根据权利要求17所述的细胞分离器具，其中，所述第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与所述轴线相垂直的面积；
Asmax是所述分离段的渐近面积；
Am是主段的最大实际面积；
Xs是沿所述轴线离所述分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是所述分离段的长度；并且
Cs是常数。
19.根据权利要求17所述的细胞分离器具，还包括在所述进入段与所述分离段之间的过渡段，所述过渡段具有包括第二向内曲线的壁，该第二向内曲线绕所述轴线形成第三表面，所述第二向内曲线与所述第一向内曲线不同。
20.根据权利要求19所述的细胞分离器具，其中，所述第一曲线在所述第一曲线和第二曲线之间的第一接合处与所述第二曲线相切。
21.根据权利要求20所述的细胞分离器具，其中，所述第二曲线在所述第二曲线和第三曲线之间的第二接合处与所述第三曲线相切。
22.根据权利要求21所述的细胞分离器具，其中，所述第二向内曲线总体上由下式定义
A＝Ammax-(Ammax-Ae)exp(-CmXm)
其中
Ammax是所述过渡段的渐近面积，
Xm是沿对称轴线离所述进入段的端部的距离，0＜Xm＜Lm，
Lm是所述过渡段的长度，并且
Cm是常数。
23.根据权利要求22所述的细胞分离器具，其中，所述第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与所述轴线相垂直的面积；
Asmax是所述分离段的渐近面积；
Am是主段的最大实际面积；
Xs是沿所述轴线离所述分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是所述分离段的长度；并且
Cs是常数。
24.根据权利要求19所述的细胞分离器具，还包括在所述分离段下游的出口段，所述出口段包括从所述分离段的所述第二壁向所述轴线渐缩的壁。
25.一种构造成安装在离心细胞分离设备上的易处置细胞分离器具，所述设备具有转子，该转子具有转动轴线，所述易处置细胞分离器具包括
接近装置，用来将所述细胞分离器具连接到包含细胞的流体的源上；
分离容器；
至少一个袋，用来接纳被分离细胞，
至少一个用来接合泵的装置，用以强迫流体通过所述细胞分离器具；
细胞分离腔室，具有轴线、和在所述轴线上的进口以及在所述轴线上的出口，所述细胞分离器具具有从所述出口向外延伸的分离段，所述分离段具有包括第一向内曲线的壁，该第一向内曲线绕所述轴线形成表面；及
多个导管，连接到所述接近装置、所述分离容器、所述泵接合装置、所述袋及所述细胞分离腔室中的至少一些上。
26.根据权利要求25所述的细胞分离器具，其中，所述第一向内曲线总体上由下式定义
A＝Asmax-(Asmax-Am)exp(-CsXs)
其中
A是在Xs处与所述轴线相垂直的面积；
Asmax是所述分离段的渐近面积；
Am是在所述分离段的开始处的最大实际面积；
Xs是沿所述轴线离所述分离段的开始处的距离，0＜Xs＜Ls；
Ls是所述分离段的长度；并且
Cs是常数。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/765,091 US7857744B2 (en) | 2007-06-19 | 2007-06-19 | Blood processing apparatus with flared cell capture chamber and method |
| US11/765,091 | 2007-06-19 | ||
| PCT/US2008/060631 WO2008156906A1 (en) | 2007-06-19 | 2008-04-17 | Blood processing apparatus with flared cell capture chamber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101687074A true CN101687074A (zh) | 2010-03-31 |
| CN101687074B CN101687074B (zh) | 2013-03-27 |
Family
ID=39769466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008800207885A Active CN101687074B (zh) | 2007-06-19 | 2008-04-17 | 具有扩口细胞捕获腔室的血液处理设备 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7857744B2 (zh) |
| EP (1) | EP2157987B1 (zh) |
| CN (1) | CN101687074B (zh) |
| WO (1) | WO2008156906A1 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106573256A (zh) * | 2014-07-30 | 2017-04-19 | 豪夫迈·罗氏有限公司 | 用于处理颗粒的自动化系统 |
| CN107308516A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-03 | 北京麦邦光电仪器有限公司 | 精密转速控制的采集液体特种成分的装置、系统及方法 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8858805B2 (en) * | 2005-01-25 | 2014-10-14 | Robert Edward Vago | Method and device for removal of ammonia and related contaminants from water |
| ES2557914T3 (es) * | 2009-03-24 | 2016-01-29 | Biocept, Inc. | Dispositivos y métodos de captura y análisis de células |
| US20120100538A1 (en) | 2009-03-24 | 2012-04-26 | Biocept, Inc. | Devices and methods of cell capture and analysis |
| US8870733B2 (en) | 2010-11-19 | 2014-10-28 | Kensey Nash Corporation | Centrifuge |
| US8469871B2 (en) | 2010-11-19 | 2013-06-25 | Kensey Nash Corporation | Centrifuge |
| US8556794B2 (en) | 2010-11-19 | 2013-10-15 | Kensey Nash Corporation | Centrifuge |
| US8394006B2 (en) | 2010-11-19 | 2013-03-12 | Kensey Nash Corporation | Centrifuge |
| US8317672B2 (en) | 2010-11-19 | 2012-11-27 | Kensey Nash Corporation | Centrifuge method and apparatus |
| US8992402B2 (en) | 2011-06-13 | 2015-03-31 | Terumo Bct, Inc. | System for blood separation with side-tapped separation chamber |
| EP2815776B1 (en) | 2011-06-13 | 2016-02-03 | Terumo BCT, Inc. | System for blood separation with gravity valve for controlling a side-tapped separation chamber |
| US10385307B2 (en) | 2011-12-21 | 2019-08-20 | Lonza Walkersville, Inc. | Scalable process for therapeutic cell concentration and residual clearance |
| US9327296B2 (en) | 2012-01-27 | 2016-05-03 | Fenwal, Inc. | Fluid separation chambers for fluid processing systems |
| WO2013167747A2 (de) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Bio-Products & Bio-Engineering Ag | Elutriationskammer für ein elutriatorsystem |
| US9248446B2 (en) | 2013-02-18 | 2016-02-02 | Terumo Bct, Inc. | System for blood separation with a separation chamber having an internal gravity valve |
| JP6496250B2 (ja) | 2013-02-18 | 2019-04-03 | テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド | 複合液体の分離 |
| US10618060B2 (en) | 2013-12-20 | 2020-04-14 | Terumo Bct, Inc. | Centrifuge safety mechanism |
| CN110064527B (zh) | 2014-01-31 | 2021-12-14 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 脂肪组织离心装置和使用方法 |
| CN106574240B (zh) | 2014-08-14 | 2021-03-30 | 泰尔茂比司特公司 | 加工颗粒 |
| US10207044B2 (en) | 2015-07-29 | 2019-02-19 | Fenwal, Inc. | Five-port blood separation chamber and methods of using the same |
| WO2020210220A1 (en) | 2019-04-12 | 2020-10-15 | Terumo Bct, Inc. | Cell washing chamber for blood processing centrifuge |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2616619A (en) | 1948-08-30 | 1952-11-04 | Norman A Macleod | Method and apparatus for centrifugal elutriation |
| GB812309A (en) | 1956-03-14 | 1959-04-22 | Beckman Instruments Inc | Improvements in or relating to centrifuging |
| DE2658926A1 (de) | 1976-12-24 | 1978-06-29 | Heraeus Christ Gmbh | Zentrifuge zum waschen von blut |
| DE2701976A1 (de) | 1977-01-19 | 1978-07-20 | Heraeus Christ Gmbh | Blutwaschzentrifuge |
| US4187979A (en) * | 1978-09-21 | 1980-02-12 | Baxter Travenol Laboratories, Inc. | Method and system for fractionating a quantity of blood into the components thereof |
| DE3700122A1 (de) | 1987-01-03 | 1988-07-14 | Manfred Lutz | Kammer zur trennung eines teilchengemisches nach dem gegenstromzentrifugationsverfahren |
| DE3734170A1 (de) | 1987-10-09 | 1989-04-20 | Npbi Bv | Verfahren zum herstellen von zellulosefasern und diese enthaltendes filter |
| EP0406485A1 (en) | 1989-07-03 | 1991-01-09 | NPBI Nederlands Produktielaboratorium voor Bloedtransfusieapparatuur en Infusievloeistoffen B.V. | A method for the removal of leukocytes from a leukocyte-containing suspension and filter unit for use with the method |
| DE69020248T2 (de) | 1989-07-14 | 1996-01-25 | Terumo Corp | Filtermaterial zum Abscheiden von Leukozyten und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| US6053856A (en) | 1995-04-18 | 2000-04-25 | Cobe Laboratories | Tubing set apparatus and method for separation of fluid components |
| US5674173A (en) | 1995-04-18 | 1997-10-07 | Cobe Laboratories, Inc. | Apparatus for separating particles |
| DE69637310T2 (de) | 1995-04-18 | 2008-08-28 | Gambro BCT, Inc., Lakewood | Vorrichtung und Verfahren zur Teilchentrennung |
| US5951877A (en) | 1995-04-18 | 1999-09-14 | Cobe Laboratories, Inc. | Particle filter method |
| DK0821692T3 (da) | 1995-04-21 | 2006-05-22 | Univ South Florida | Immunopotenserende inosinmonophosphat-5'-nukleotidasemodstandsdygtige derivater og anvendelser deraf |
| US6051146A (en) | 1998-01-20 | 2000-04-18 | Cobe Laboratories, Inc. | Methods for separation of particles |
| US6334842B1 (en) | 1999-03-16 | 2002-01-01 | Gambro, Inc. | Centrifugal separation apparatus and method for separating fluid components |
| US6354986B1 (en) | 2000-02-16 | 2002-03-12 | Gambro, Inc. | Reverse-flow chamber purging during centrifugal separation |
| US6616019B2 (en) * | 2001-07-18 | 2003-09-09 | Closure Medical Corporation | Adhesive applicator with improved applicator tip |
| AU2002353022A1 (en) | 2001-12-05 | 2003-06-23 | Gambro, Inc. | Methods and apparatus for separation of blood components |
| EP2206559B1 (en) | 2003-07-02 | 2016-11-30 | Terumo BCT, Inc. | Optical cell for a separation chamber of a density centrifuge blood processing system |
-
2007
- 2007-06-19 US US11/765,091 patent/US7857744B2/en active Active
-
2008
- 2008-04-17 EP EP08746112.5A patent/EP2157987B1/en active Active
- 2008-04-17 WO PCT/US2008/060631 patent/WO2008156906A1/en active Application Filing
- 2008-04-17 CN CN2008800207885A patent/CN101687074B/zh active Active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106573256A (zh) * | 2014-07-30 | 2017-04-19 | 豪夫迈·罗氏有限公司 | 用于处理颗粒的自动化系统 |
| CN106573256B (zh) * | 2014-07-30 | 2019-06-14 | 豪夫迈·罗氏有限公司 | 用于处理颗粒的自动化系统 |
| CN107308516A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-03 | 北京麦邦光电仪器有限公司 | 精密转速控制的采集液体特种成分的装置、系统及方法 |
| CN107308516B (zh) * | 2017-06-22 | 2020-05-05 | 北京麦邦光电仪器有限公司 | 精密转速控制的采集液体特种成分的装置、系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2157987A1 (en) | 2010-03-03 |
| EP2157987B1 (en) | 2016-01-13 |
| WO2008156906A1 (en) | 2008-12-24 |
| CN101687074B (zh) | 2013-03-27 |
| US7857744B2 (en) | 2010-12-28 |
| US20080318756A1 (en) | 2008-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101687074B (zh) | 具有扩口细胞捕获腔室的血液处理设备 | |
| JP4304264B2 (ja) | 粒子分離方法および装置 | |
| JP4194667B2 (ja) | 流体成分を分割する管セット | |
| JP4771595B2 (ja) | 遠心分離装置及び流体成分を分離するための方法 | |
| JP4512367B2 (ja) | 血液成分の分離方法及び装置 | |
| US5951877A (en) | Particle filter method | |
| US5674173A (en) | Apparatus for separating particles | |
| JP3299284B2 (ja) | 粒子分離システム及び方法 | |
| WO2008021623A1 (en) | Method and apparatus for recirculating elutriation fluids |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: American Colorado Applicant after: TERUMO BCT, Inc. Address before: American Colorado Applicant before: GAMBRO BCT, Inc. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: GAMBRO BCT INC. TO: TERUMO BCT, INC. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |