CN103191015B - 一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，血浆连续离心分离在曲面体容器中进行，该曲面体容器内设有分离腔隙，分离腔隙为包括有外壁和内壁的曲面体结构，其内容纳一个分离软袋，该分离软袋结构包括袋体和与之连接的管路，该分离软袋为长方形的软质医用塑料袋，在其长边的一侧，设置有连通分离软袋内外的血浆管路、全血管路和血球管路。在分离软袋内设计有一个坝体结构，该结构可调整分离软袋内液流方向，进而提高血浆分离效率。本发明在分离软袋内设计了液流导向的独特结构，用于血浆连续单采，以提高分离效率。

Description

一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋

技术领域

本发明涉及血液分离技术，特别是应用于血液连续离心分离设备上的分离软袋。

背景技术

无论是科学研究还是医学临床实践或是工业生产，以及更多的场合，都需要将血液分离，如从全血分离出单一成分，通常使用离心法从血液中分离出各种单一成分，用于临床治疗、科学研究或制备原料等场合。最常见的是将全血通过离心分离系统分离出红细胞、粒细胞、单核细胞、血小板和血浆，或将解冻后的冷冻红细胞洗涤分离出红细胞和洗涤液。

连续离心分离系统的工作原理是：上述系统的主要结构包括有离心机、输液泵和控制器装置；通过与输液泵连接的输液管路将血液引入离心机上分离鼓内的软袋中，高速旋转分离鼓，并带动该软袋同步高速旋转，其内的血液受到离心力场的不同作用导致血浆和血球等有形成分作离心沉降运动，且按各自密度或比重或沉降系数的大小分层；当达到离心沉降平衡时，从径向的圆周面至轴心由密度高到低富集排列形成同心圆状的各单一成分层，然后利用输液泵再将分离的单一成分层抽取出来。

血液单一成分在该系统中实现连续采集是通过密闭的软管提供旋转动力并起到连续输入和抽出的作用，软管的一端与分离鼓内的分离软袋连通,随分离鼓高速转动,软管的另一端固定在支架上，因此，软管一端旋转一端固定,其中间有一盘管结构来实现软管解旋解缠，使得在旋转状态下可将全血输入至旋转的分离鼓内，并从旋转的分离鼓内抽出血浆及血球等单一成分。分离鼓，即分离盘，与盘管结构相结合实现了血液连续离心分离。

现有技术中涉及到应用于血液连续离心分离设备上的分离盘和盘管结构的主要有美国专利US5360542。在该专利中，分离盘为一个圆筒形结构，称为分离鼓，其内有一个圆筒形的腔隙，软袋放在圆形腔隙内实现血液的离心分离；盘管结构包括有底架，可旋转的顶部支架，顶部支架上悬吊分离鼓，一根软管自机箱处固定穿过顶部支架侧面的两个轴承后伸入到分离鼓底部，其软管的端部为一方形头，伸入到分离鼓中心轴处的方形槽内。软管为中空构造，其内有数根输送管路,同时实现动力提供和液体输送功能。基于上述的结构，动力使顶部支架旋转，带动软管解旋而产生扭动力，并将此动力传输至分离鼓使之产生同向转动，进而实现血液连续离心分离过程。

中国专利申请200710046991.7中披露了另外一种结构形式的分离盘。该专利中指出：多细胞成分混合液体分离系统上的分离盘，包括耐用的硬底盘和一次性使用的软袋，硬底盘上是由内芯和底座组成的圆形盘，在内芯和底座之间形成一段绕该硬底盘圆心轴一周的、且首部和尾部不封闭的连续腔隙，软袋为设有进、出液管的单腔结构，该软袋可置入所述的腔隙中。由于所述的连续腔隙内各处的离心力不一致，因此在离心力持续作用下，混合液体各成分在软袋内呈分段分布状态，可以从上述分段内提取相应的单一成分。上述的内芯相当于所述的内分离筒、底座相当于所述的外分离筒。上述的硬底盘也即是分离盘。

无论是国外专利还是国内专利，都采用了分离盘加软袋的方式，软袋为一次性使用的耗材部件。这两种形式的分离盘在实际使用过程中由于血液分离的设计思路不同，前者为同心圆设计，后者为非同心圆设计，后者的分离效率较前者有很大的提高。后者虽在硬底盘和分离软袋的设计较为巧妙，且在实践中有一定的效果，但仍然有改进设计的余地。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋。该分离软袋的应用在曲面体分离盘上可实现连续、全密闭、安全、高质量、高效率的血浆采集。

为了达到上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述的分离软袋包括袋体和连接在袋体上的管路，该袋体为长方形，在其一长边上分别设置有连通内外的血浆管路、全血管路和血球管路，所述的血浆管路起始端位于袋体短边端部的血浆口，所述的全血管路连通袋体中部的进血口，所述的血球管路起始端位于袋体另一短边端部的血球口；在所述的分离软袋内，位于近进血口的靠血浆口一侧设置有一个阻挡血液流的坝体结构。

所述的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述的坝体结构起始在近进血口的靠血浆口一侧袋体的长边上，其两侧粘结在分离软袋体的两侧壁上，坝体结构的另一端呈斜面或弧面向进血口方向延伸。

所述的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述坝体结构的高度为分离软袋袋体宽的三分之一至三分之二。

所述的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述的坝体结构为斜平面型，其与分离软袋袋体的长边之间夹角的角度为30～60度。

所述的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述的坝体结构为弧面型，其一端垂直连接在分离软袋袋体内的长边上，另一端弯向并越过进血口。

在本发明的分离软袋中血液连续分离过程如下：

第一步，在高速离心旋转的分离腔隙内，血液通过进血口注入分离软袋，血液从袋体的内壁向离心力较高的远端流动，并在分离腔隙的远端逐渐堆积；

第二步，在全血堆积过程中，堆积在分离腔隙最外侧的全血受到离心力影响而开始分离，分离出血浆和血球等有形成分，其中血球等有形成分从分离腔隙的远端向近端堆积，血浆在血球堆积物的靠分离腔隙近端方向聚集；

第三步，当聚集的血浆层达到进血口位置时，会被新进入的全血混合，进而在进血口附近形成一个混沌区；

第四步，当混沌区中全血、血浆和红细胞的总体积越过进血口，向分离腔隙近端发展时，混沌区面积逐渐扩大，在混沌区的靠分离腔隙近端区域，由于血液流相对稳定和离心力持续作用，使血液开始再次分离；

第五步，当血液输入充满整个分离腔隙时，分离腔隙近端形成了明显的血浆区；当血浆区内出现达到单采标准的血浆时，可以用血浆管路从血浆口抽取血浆单一成分，以及在血球口抽取血球等有形成分，并通过全血管路向分离软袋持续注入新的全血，达到输入和抽取的动态平衡；

第六步，从进血口注入的全血进入分离腔隙后，分别向血浆区和血球区流动，流向血浆区的全血会和已分离的血浆混合，导致已分离的血浆需再次分离，增加形成血浆单一成分分段分区的分离时间，从而可能降低血浆分离效率。为了避免上述现象，本发明在分离软袋袋体内的近进血口靠分离腔隙近端侧设置一个坝体结构，该坝体结构一可阻挡全血向血浆区流动，二可引导流向血浆区的全血流向血球区，三可减少全血流对坝体结构上方已分离的血浆流的干扰，进而提高血浆的分离效率。

这种分离软袋内坝体结构的设计，使血液分离过程中减少全血输入的影响，对提高血浆的分离效率具有重大意义。

附图说明

图1是本发明分离软袋的应用环境示意图。

图2是本发明的分离软袋与分离盘组合后的示意图。

图3是本发明分离盘分离间隙的外壁垂直于旋转轴的平面上投影曲线示意图。

图4是本发明中斜面坝体结构分离软袋内全血刚输入的运动状态示意图。

图5是本发明中斜面坝体结构分离软袋内全血堆积至进血口时的状态示意图。

图6是本发明中斜面坝体结构分离软袋内全血在进血口持续堆积的状态示意图。

图7是本发明中斜面坝体结构分离软袋内血浆单采达到动态平衡状态示意图。

图8是本发明中弧面坝体结构分离软袋内全血刚输入的运动状态示意图。

图9是本发明中弧面坝体结构分离软袋内全血堆积至进血口时的状态示意图。

图10是本发明中弧面坝体结构分离软袋内全血在进血口处持续堆积的状态示意图。

图11是本发明中弧面坝体结构分离软袋内血浆单采达到动态平衡状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的血浆连续离心分离中提高分离效率的分离软袋作进一步的详细阐述，但不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明的分离软袋应用到血浆连续离心分离系统的曲面体容器中，该曲面体容器为一个圆盘状结构，称之为分离盘，如图2所示，该分离盘从结构组成上包括有内分离筒1和外分离筒2，内分离筒1可拆卸地同轴固定于外分离筒2的内腔中，外分离筒2的内腔壁与内分离筒的外侧壁之间留有一定的空隙，该空隙就是分离盘上的分离腔隙3，该分离腔隙的外壁曲面在垂直于旋转轴的平面上投影的曲线为多段螺旋线，如图3和图4所示，该分离腔隙内容纳有一次性使用的分离软袋4。血液连续离心分离的过程是在分离软袋4中进行。分离软袋4和离心分离盘组合后应用在的血液连续离心分离系统上，图1是本发明分离软袋4的应用环境示意图。

在血液连续离心分离中，当血液从位于分离空间中部的进血口进入分离软袋4中，也就是相当于进入到分离腔隙3内，含有所有血液成分的全血逐渐填充满整个分离空间。在填充过程中，受到不同离心力大小的影响，全血中的血球等有形成分与血浆等无形成分逐渐分离开来，在分离空间中从近端的低离心力区到远端的高离心力区，呈现为血浆、全血和红细胞的分布状态，分离空间中部聚集着大部分未分离全血称为混沌区，分离空间近端的低离心力区域称为血浆区，分离空间远端的高离心力区域称为血球区。

由于分离盘上的分离腔隙3是由内分离筒1和外分离筒2组合而成，而分离软袋4固定在内分离筒1的外侧壁上，然后再安装到外分离筒的内腔中。在二者组合以后，内分离筒的外侧壁和外分离筒的内腔壁之间就成了容纳分离软袋4的分离腔隙3。此时分离软袋4固定在分离腔隙3内，与分离软袋4连接的管路伸出于离心分离盘外，管路用于实现向分离软袋4内输入全血，并且抽出所需的血浆。

在该分离软袋4的长边上设置有三根连通内外的管路，位于长边中部进血口的一根输入管为全血管路6，位于前部一根抽取血浆的血浆管路5和位于后部一根抽取血球的血球管路7。在近进血口和血浆口之间设置有一个坝体结构8。该坝体结构8起始在近进血口的靠血浆口一侧袋体的长边上，其两侧粘结在分离软袋袋体的两侧壁上，坝体的另一端呈斜面或弧面向进血口方向延伸，并越过进血口上方，其高度为分离软袋袋体宽的三分之一至三分之二；当该坝体结构8为斜平面型时，其与分离软袋袋体的长边之间夹角的角度为30～60度，当该坝体结构8为弧面型时，其一端垂直连接在分离软袋内的长边上，另一端向袋体中间延伸并弯向进血口。血浆的连续离心分离过程在分离软袋4中进行。

作为离心分离容器的分离盘在软轴的带动下高速旋转，其整个差动分离系统的结构以及运行原理我们在专利申请201020293871.4（一种差动离心分离系统）中已经说明，此处不再赘述。分离盘需要在软轴的带动下绕着中心轴高速旋转，为血液的离心分离提供动力。软轴伸入连接固定于分离盘的中心转轴位置，为分离容器的离心转动提供动力。

在分离分离盘上，分离盘的中心轴与离心分离盘底面有一个交点，该交点就是分离盘转动的动力来源点。当全血从全血管路进入分离软袋4内时，由于该分离软袋4与离心分离盘的分离腔隙3相贴合，故而可以认为血液已经进入了分离容器的分离腔隙3内。在分离腔隙3内设置分离软袋4的原因是满足分离盘的多次使用，不同人次的血液分离时仅仅更换成本较低的一次性使用的分离袋即可，而不用更换成本较高的分离盘本身。

在本发明的分离软袋中血浆连续离心分离提取的过程如下：

第一步，在高速离心旋转的分离腔隙3内，血液通过进血口注入分离软袋4，血液从袋体的内壁向离心力较高的远端流动，并在分离腔隙3的远端逐渐堆积，如图4和图8所示；

第二步，在全血堆积过程中，堆积在分离腔隙3最外侧的全血受到离心力影响而开始分离，分离出血浆和血球等有形成分，其中血球等有形成分从分离腔隙3的远端向近端堆积，血浆在血球堆积物的靠分离腔隙3近端方向聚集，如图5和图9所示；

第三步，当聚集的血浆层达到进血口位置时，会被新进入的全血混合，进而在全血管路的进血口附近形成一个混沌区；

第四步，当混沌区中全血、血浆和红细胞的总体积越过进血口，向分离腔隙3近端发展时，混沌区面积逐渐扩大，在混沌区的靠分离腔隙3近端区域，由于血液流相对稳定和离心力持续作用，使血液开始再次分离；

第五步，当血液输入充满整个分离腔隙3时，分离腔隙近端形成了明显的血浆区；当血浆区内出现达到单采标准的血浆时，可以用血浆管路5从血浆口抽取血浆，用血球管路7在血球口抽取血球等有形成分，并通过全血管路6向分离软袋4持续注入新的全血，达到输入和抽取的动态平衡，如图6、图10所示；

第六步，此时，从进血口注入的全血进入分离腔隙3后，分别向血浆区和血球区流动，流向血浆区的全血流将与已分离的血浆混合，导致已分离的血浆需再次分离，增加形成血浆单一成分分段分区的分离时间，从而可能降低血浆分离效率。为了避免上述现象，本发明在分离软袋袋体内的近进血口靠分离腔隙近端侧设置一个坝体结构8，该坝体结构8一可阻挡全血向血浆区流动，二可引导流向血浆区的全血流向血球区，三可减少全血流对坝体结构8上方已分离的血浆流的干扰，从而提高血浆的分离效率，如图7、图11所示。

基于上述原理，所设计的含有坝体结构的分离软袋，具有提高血浆的抽取速度的功能，可明显提高血浆的分离效率。这里至少可以有两种类型的坝体结构，一种为斜平面型，另一种为弧面型。

实施例1

如图4、图5、图6和图7所示，图中的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，包括有袋体和与之连接的管路。该袋体是一个长方形的医用塑料袋，长度为50cm，宽度为10cm。在其一长边上分别设置有连通内外的血浆管路、全血管路和血球管路，所述的血浆管路起始端位于袋体短边端部的血浆口，距离短边约0.5cm，所述的全血管路连通袋体中部的进血口，所述的血球管路起始端位于袋体另一短边端部的血球口，距离短边约0.5cm；在所述的分离软袋内血浆口与进血口之间距离进血口2cm处设置有一个阻挡血液流的坝体结构，该结构的一端固定在袋体此处的长边上，其两侧粘结在袋体的两侧壁上，该结构为斜平面型，与袋体的长边之间夹角为45度，向进血口方向倾斜，且一直延伸至分离软袋宽度的一半约5cm处，该结构的顶端为r=0.1的圆弧面。

本实施例的分离软袋中坝体结构的结构简单，易于制作，除了能够阻止部分流向血浆口的全血以外，还有利于这部分沿着坝体结构的倾斜面侧滑向血球口所在的方向，过程流畅自然。

实施例2

如图8、图9、图10和图11所示，图中的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，包括有袋体和与之连接的管路。该袋体是一个长方形的医用塑料袋，长度为50cm，宽度为10cm。在其一长边上分别设置有连通内外的血浆管路、全血管路和血球管路，所述的血浆管路起始端位于袋体短边端部的血浆口，距离短边约0.5cm，所述的全血管路连通袋体中部的进血口，所述的血球管路起始端位于袋体另一短边端部的血球口，距离短边约0.5cm；在所述的分离软袋内血浆口与进血口之间距离进血口2cm处设置有一个阻挡血液流的坝体结构，该结构的一端固定在袋体此处的长边上，其两侧粘结在袋体的两侧壁上，该结构为弧面型，其弧面曲线是基圆直径为6cm、展开角为55度的渐开线，向进血口方向弯曲，且一直延伸至分离软袋宽度的一半约5cm处，该结构的顶端为r=0.1的圆弧面。

本实施例中坝体结构是一个弯曲的弧面型，与直面斜线型的坝体结构相比，弧面结构的设计更有利于阻挡全血流对血浆流的干扰，故其效果更优。

毫无疑问，本发明的分离软袋还有其他结构设计和等同部件的替换，并不局限于上述实施例提到的结构组成。总而言之，本发明的分离软袋的结构设计还包括其他对于本领域技术人员来说显而易见的变化和替代。

Claims (3)

1.一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，所述的分离软袋包括袋体和连接在袋体上的管路，该袋体为长方形，在其一长边上分别设置有连通内外的血浆管路、全血管路和血球管路，所述的血浆管路起始端位于袋体短边端部的血浆口，所述的全血管路连通袋体中部的进血口，所述的血球管路起始端位于袋体另一短边端部的血球口；其特征在于，在所述的分离软袋内，位于近进血口的靠血浆口一侧设置有一个坝体结构，所述的坝体结构起始在近进血口的靠血浆口一侧袋体的长边上，其两侧粘结在分离软袋体的两侧壁上，坝体结构的另一端呈斜面或弧面向进血口方向延伸，所述坝体结构的高度为分离软袋袋体宽的三分之一至三分之二，在血液连续离心分离中，分离空间近端的低离心力区域称为血浆区，分离空间远端的高离心力区域称为血球区，该坝体结构一可阻挡全血向血浆区流动，二可引导流向血浆区的全血流向血球区，三可减少全血流对坝体结构上方已分离的血浆流的干扰。

2.根据权利要求1所述的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述的坝体结构为斜平面型，其与分离软袋袋体的长边之间夹角的角度为30～60度。

3.根据权利要求1所述的一种用于血浆连续分离时提高分离效率的分离软袋，其特征在于，所述的坝体结构为弧面型，其一端垂直连接在分离软袋袋体内的长边上，另一端弯向且越过进血口。