CN103974777A - 可迅速离心分离的离心分离用容器 - Google Patents

可迅速离心分离的离心分离用容器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种离心分离用容器，利用根据离心分离器的旋转的离心力和成分别比重的差异及离心力而分离血液或骨髓等构成生理学性复合流体的成分物质时，能够迅速、正确地实现成分物质的分离。本发明包括：主体，其包括第1腔室，收容离心分离对象物质的，以及第2腔室，位于所述第1腔室的外侧周围，将由所述第1腔室内的物质离心分离的悬浮物质从所述第1腔室倾滤而被收容；盖子，盖住所述主体的上部，在所述第1腔室与第2腔室之间形成所述被倾滤的悬浮物质的流体疏通通路P。

Description

可迅速离心分离的离心分离用容器
技术领域
本发明涉及安装到离心分离器的离心分离用容器，更详细地说，向血液或骨髓等生理学性复合流体施加离心力并根据成分别比重的差异使其离心分离时，区分被离心分离的沉淀物质和悬浮物质的边界层的阀体在离心分离过程中可往返移动，但防止其旋转，与此同时，确保使悬浮物质从沉淀物质分离而移动的通路变得更宽，能够迅速分离及回收所需成分层。
背景技术
离心分离器是利用物体旋转时产生的离心力而分离物质的装置。生命工程中使用离心分离器的目的在于，为了根据比重而分离与液体混合的细胞或具有比液体大的比重和附着力的物质。使用离心分离器离心分离血液等复合流体时，流体根据比重而分成多个层。
血液除了作为判断各种疾病或健康状态的主要指标以外，血液内富含成长因子的血小板被用于治疗。血液由红血球、白血球、血小板等构成，其中血小板主要存在于血浆，血浆分为PRP(Platelet Rich Plasma-富血小板血浆)层及PPP(Platelet Poor Plasma-贫血小板血浆)层。其中浓缩血小板(PRP-富血小板血浆)被移植到痛症部位，尤其膝关节、韧带、肌肉等时，能够刺激移植部分周围的干细胞，有助于细胞的生成，因此使用于治疗，但因其量少且与红血球粘连而很难提取，红血球进入人体会引发相当的痛苦，还会诱发炎症，因此，分离红血球和血浆并从血浆提取浓缩血小板(PRP-富血小板血浆)而使用离心分离器。
离心分离器根据离心分离的试料的量、旋转速度，转子的类型等分为多种形态，离心分离器内包括多个腔室，其用于收容离心分离对象物质并根据离心力的比重差异而使对象物质分离为多个层，倾滤(decanting，把悬浮物质注入其他腔室的作业)分离的层的一部分并回收。
作为这种离心分离器相关的先行技术，注册专利10-0435264中公开了一种离心分离器离，包括：多个腔室，收容被离心分离的物质；工具，为离心分离所述物质而旋转所述腔室，为把所述多个腔室中位于第1腔室的悬浮物排到第2腔室，使所述多个腔室固定在事先规定的位置，所述第1腔室的内部具备漂浮于被离心分离的物质间的边界层的圆盘，所述圆盘的一侧形成槽，使被离心分离的悬浮物质从圆盘的另一侧通过。
根据这种构成，离心分离中或离心分离后，把样品容器固定在所选的方向，把悬浮物排到容器的2或其以上的腔室之间，所述圆盘的中央部被插入中空管，圆盘的一侧形成用于流体疏通的槽，离心分离过程中，对应被离心分离的物质的边界层的变化，所述圆盘沿第1腔室的长度方向移动的同时又旋转及晃动，被离心分离的悬浮物质因圆盘上形成的槽的干涉而无法顺畅地通过，因此离心分离需要较多时间。
并且，相比传统技术，第1腔室与第2腔室相邻而并排配置，腔室之间的流体疏通只通过盖子上形成的架桥实现，被离心分离的悬浮物质移动到其他腔室的通路的截面面积变得狭窄，倾滤悬浮物质的作业需要较多时间。
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明为了解决所述问题点而提出，其目的在于，提供一种离心分离用容器，利用根据离心分离器的旋转的离心力和成分别比重的差异而分离构成血液或骨髓等生理学性复合流体的成分物质时，能够迅速、正确地分离成分物质。
本发明的另一目的在于，提供一种离心分离用容器，把被迅速离心分离的悬浮物质倾滤到其他腔室的过程中，防止沉淀物质与悬浮物质混合，倾滤过程中维持悬浮物质的纯度的同时，使腔室之间的悬浮物质通过的截面面积变得更宽，容易并迅速执行倾滤作业。
(解决问题的手段)
为实现所述目的，本发明的离心分离用容器，其特征在于，包括：主体100，其包括第1腔室110，收容离心分离对象物质，以及第2腔室120，位于所述第1腔室110的外侧周围，将由所述第1腔室110内的物质离心分离的悬浮物质从所述第1腔室110倾滤而收容；盖子200，盖住所述主体100的上部，在所述第1腔室110与第2腔室120之间形成所述被倾滤的悬浮物质的流体疏通通路P；所述第1腔室110的内部，具备阀体140，位于所述离心分离的物质间的边界层，可沿着所述第1腔室110的长度方向直线往返移动配置，底面形成多个通孔141；所述离心分离过程中所述离心分离的悬浮物质通过所述多个通孔141移动的同时，通过所述阀体140的外侧面与所述第1腔室110的内侧面之间形成的裂缝而移动。
这时，在所述第1腔室110的内侧面和所述阀体140的外侧面，沿着与所述第1腔室110的长度方向并排的方向，以所述第1腔室110的中心轴为基准，以一定角度的间隔，相对应的位置上分别形成多个导向肋114和导向槽142，在所述离心分离过程中，允许所述阀体140的往返运动，但防止旋转运动，
并且，所述阀体140以上部开放、底面与侧面连接的杯状形成，所述阀体140的底面形成的通孔141在所述阀体140的底面中央部及对此以同心圆形态沿圆周方向形成一定间距。
并且，所述阀体140与第1腔室110之间的裂缝和所述通孔141，以使离心分离时从所述离心分离对象物质分离的悬浮物质通过，但不使从所述离心分离对象物质分离的沉淀物质通过的大小形成。
并且，所述主体100具备导向部115，所述导向部连通到所述通路P，引导所述倾滤的悬浮物质到所述第2腔室120侧，围住所述第1腔室110的外侧面，向所述第2腔室120侧倾斜地形成。
并且，所述第1腔室110的外壁111上端部具备用于形成所述通路P的连接部112，所述盖子200上形成以隔离的状态盖住所述连接部112的上侧周围的凸出部210，所述凸出部210的外侧形成下陷部220，所述通路P根据所述连接部112与所述凸出部210及下陷部220的边界部形成的台阶211之间的隔离空间而形成于所述第1腔室110的上部周围。
并且，所述导向部115的底面，向所述第2腔室120所在位置侧对面的所述第1腔室110的一侧，与所述盖子200的下陷部220隔离而位有上斜面115a，从所述上斜面115a向其两侧延长沿所述第1腔室110的圆周周围的倾斜面115b而连接到所述第2腔室120。
并且，所述倾斜面115b以螺旋形形成，以所述上斜面115a为基准而对称的形状形成于所述第1腔室110的周围。
并且，所述第2腔室120形成为其截面面积从上端到下端逐渐狭窄的形状。
(发明的效果)
根据本发明，其效果在于：位于被离心分离的物质间的边界层的阀体的底面形成多个通孔，为了防止阀体在第1腔室内部做旋转运动而只进行直线往返运动，阀体的外侧面与第1腔室的内侧面之间形成导向肋和导向槽，在离心分离过程中迅速从沉淀物质分离悬浮物质，能够缩短离心分离所需的时间。
并且，在阀体的底面形成的通孔的大小和阀体的外侧面与第1腔室的内侧面之间的裂缝形成为使悬浮物质通过，但不使沉淀物通过的大小，倾滤被离心分离的悬浮物质到第2腔室侧的过程中，防止沉淀物质混合到悬浮物质，能够维持所需悬浮物质的纯度。
投入对象物质的第1腔室与被离心分离的悬浮物质由沉淀物质分离而被收容的第2腔室之间，沿第1腔室的周围而具备流体疏通通路及导向部，能够顺畅地引导悬浮物质到第2腔室侧，容易并迅速地倾滤并回收被离心分离的悬浮物质到第2腔室侧。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的可迅速离心分离的离心分离用容器的立体图，
图2是图1的A-A截面图，
图3是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的分解立体图，
图4是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的正面图，
图5是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的侧面图，
图6是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的背面图，
图7是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的主体的平面图，
图8是根据本发明的另一实施例的离心分离用容器的主体和阀体的分解立体图，
图9至图12是呈现利用根据本发明的离心分离用容器的血液的离心分离及倾滤过程的状态图。
符号说明
10:离心分离用容器 100:主体
110:第1腔室 111:外壁
112:连接部 114，142a:导向肋
114a，142:导向槽 115:导向部
115a:上斜面 115b:倾斜面
120:第2腔室 121:外壁
122:内壁 123:第1底面部
124:第2底面部 130:缔结部
140:阀体 141:开口部
200:盖子 210:凸出部
211:台阶 212:流入口
220:下陷部 222:排出口
224:通气孔 300:血液
301:红血球 302:血浆
具体实施方式
下面，参照附图详细说明根据本发明的优选实施例的构成及作用。
图1是根据本发明的一实施例的可迅速离心分离的离心分离用容器的立体图，图2是图1的A-A截面图，图3是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的分解立体图，图4是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的正面图，图5是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的侧面图，图6是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的背面图，图7是根据本发明的一实施例的离心分离用容器的主体的平面图，图8是根据本发明的另一实施例的离心分离用容器的主体和阀体的分解立体图。
根据本发明的离心分离用容器10，是为了从血液分离红血球和血浆或从骨髓分离干细胞等从复合流体分离并回收所需成分，被安装到离心分离器的内部，包括：主体100，其包括，第1腔室110，收容投入的血液或骨髓等离心分离对象物质，及第2腔室120，将由注入所述第1腔室110内的复合流体离心分离的悬浮物质被倾滤而收容；盖子200，盖住所述主体100的上部，形成从所述第1腔室110向第2腔室120侧倾滤的悬浮物质的流体疏通通路P。
所述第1腔室110根据上部开放、侧面和底面封闭的气缸型外壁111形成，第1腔室110的内部具备阀体140，根据与流入第1腔室110内部的离心分离对象物质的比重差而漂浮，位于所述离心分离的物质间的边界层。
所述阀体140在离心分离对象物质的离心分离时，区分相对比重较大而从旋转中心向外侧移动的沉淀物质和相对比重较小而位于离旋转中心相对较近的所述沉淀物质的内侧的悬浮物质，倾滤悬浮物质到第2腔室120侧的过程中，能够防止沉淀物质与悬浮物质混合而一同排出，其形状为上部开放的杯状，阀体140的外侧面与第1腔室110的内侧面之间形成使悬浮物质通过裂缝，阀体140的底面形成多个使悬浮物质通过的通孔141。所述通孔141在阀体140的底面中央部及对此以同心圆形态沿圆周方向形成一定间距。
并且，所述阀体140的外侧面与第1腔室110的内侧面之间形成的裂缝和阀体140的底面形成的多个通孔141，优选大小为能够使被离心分离的悬浮物质通过，但不使沉淀物质通过。
使离心分离器旋转而进行离心分离过程后，根据离心力的作用，比重比阀体140小的悬浮物质通过所述阀体140与第1腔室110之间的裂缝及多个通孔141，向阀体140的上侧移动，比重比阀体140大的沉淀物质则位于阀体140的下侧。
这时，为使悬浮物质通过所述阀体140的底面形成的多个通孔141而顺畅地移动，离心分离过程中，阀体140可沿第1腔室110的长度方向做直线往返运动，但防止做旋转运动，有必要将要移动到阀体140的上侧的悬浮物质和通孔141之间的干涉最小化。为此的构成，如图3所图示，第1腔室110的内侧面和阀体140的外侧面，沿第1腔室110的长度方向并排的方向，以第1腔室110的中心轴为基准，以一定角度间距分别形成多个导向肋114和与此对应个数的导向槽142。
图3呈现导向肋114形成于第1腔室110的内侧面，导向槽142形成于阀体140的外侧面，以180°间隔形成于2处的实施例，但导向肋114和导向槽142可形成于相反的位置，其设置个数也可不同。
作为另一实施例，如图8所图示，第1腔室110的内侧面形成导向槽114a，阀体140的外侧面形成导向肋142a，所述导向槽114a和导向肋142a分别以120°间隔形成于3处，也可作为另一实施例，以90°间隔形成于4处。不过，导向肋与导向槽的设置个数越多，虽然更能稳定支撑阀体140，但增大了导向肋与导向槽之间的摩擦面积，会干涉到阀体140的移动，因此其设置个数优选从2～4处的范围内选择。
所述第2腔室120向第1腔室110的外侧隔离，围住第1腔室110的外壁111的一部分，包括与第1腔室110的外壁111形成同心结构的内壁122和外壁121。第2腔室120的内壁122的上端部根据连接部112，与第1腔室110的上端部相互连接。第2腔室120形成为从上端到下端，截面面积越来越狭窄的形状，第2腔室120的下部为易于提取收容到第2腔室120内部的悬浮物质，根据倾斜形状的第1底面部123和第2底面部124，越往下部，其截面面积越狭窄地形成。
所述盖子300形成以隔离的状态盖住所述连接部112的上侧周围的凸出部210及形成于所述凸出部210的外侧的下陷部220，根据所述凸出部210与下陷部220之间的高度差，其边界部上形成台阶211。
所述凸出部210形成流入口212，向第1腔室110内部投入血液或骨髓等离心分离对象物质，面向第1腔室110的内侧；所述下陷部220形成排出口222，取出从血液或骨髓离心分离的悬浮物质到外部，及气孔224，为悬浮物质的移动而用于主体100内部的空气疏通。
所述凸出部210形成流入口212，向第1腔室110内部投入血液或骨髓等离心分离对象物质，面向第1腔室110的内侧；所述下陷部220形成排出口222，取出从血液或骨髓离心分离的悬浮物质到外部，及通气孔224，为悬浮物质的移动而用于主体100内部的空气疏通。所述流入口212和排出口222可由橡胶等可密封的材质构成，通过所述流入口212的离心分离对象物质的注入或通过排出口222的悬浮物质的取出，通过向流入口212和排出口222插入注射针等插入管，向第1腔室110的内部注入离心分离对象物质或取出倾滤到第2腔室120而被收容的悬浮物质。
所述第1腔室110的外壁111上端部的连接部112与所述盖子200的台阶211之间的隔离空间形成第1腔室110与第2腔室120之间的流体疏通通路P，被离心分离的悬浮物质通过所述通路P移动到第2腔室120。
本发明中，所述流体疏通通路P形成于所述腔室110上端部周围的连接部112的整体空间，被离心分离的悬浮物质的移动路径未限定为特定方向，可通过第1腔室110的上端部周围的所有方向移动地形成，离心分离后的倾滤过程中，能够从第1腔室110顺畅地移动到第2腔室120侧，迅速从沉淀物质分离悬浮物质而收集到第2腔室120。
悬浮物质通过所述通路P移动到第2腔室120侧的过程中，通过位于第2腔室120的正上方的连接部112的悬浮物质直接移动到第2腔室120的内侧。通过脱离第2腔室120所占的第1腔室110周围的区域的位置的连接部112的悬浮物质沿着导向部115而流动并被引导到第2腔室120。
为此，所述导向部115，向所述第2腔室120所在位置侧的对面的所述第1腔室110的一侧，位有连接到所述连接部112的上斜面115a，以所述上斜面115a为基准，向圆周方向的两侧，沿着第1腔室110的圆周周围，以螺旋形向下倾斜倾斜面115b以对称结构延长而连接到第2腔室120的圆周方向两侧面。据此，根据离心分离生成的悬浮物质通过第1腔室110的外壁111上端部周围整体形成的通路P后，沿导向部115的倾斜面115b流动而被引导到第2腔室120侧并被收容到第2腔室120内侧的形成狭窄截面面积的下部。
同时，所述导向部115的下部以凸轮形状延长的缔结部130被插入固定到离心分离器的构架(未图示)，起到作为把离心分离用容器10安装到离心分离器的手段的作用。
下面，以血液的分离过程为例，说明具有所述构成的离心分离用容器10的离心分离及倾滤作用。图9至图12是呈现利用根据本发明的离心分离用容器的血液的离心分离及倾滤过程的状态图。
图9呈现第1腔室110内部被注入离心分离对象物质即血液300后的状态，注入血液300时，注射针贯通流入口212而把血液注入第1腔室110的内部。如所述，向第1腔室110的内部被注入血液300的状态下，把离心分离用容器10安装到离心分离器(未图示)的内部。
为从血液300分离红血球301和血浆302，运转离心分离器，规定时间内使离心分离用容器10旋转，如图10所图示，根据作用于血液300的离心力，血液300离心分离成红血球301和血浆302，向阀体140的下侧(附图右侧)，第1腔室110的下部沉淀了比重和流体阻力相对较大的红血球301，比重和流体阻力相对较小的悬浮物质即血浆302通过阀体140的底面形成的通孔141，以及阀体140的外侧面与第1腔室110的内侧面之间的裂缝，移动到阀体140的上侧(附图左侧)。
这种离心分离过程中，根据阀体140的外侧面与第1腔室110的内侧面具备的导向肋114和导向槽142，阀体140在被防止旋转运动的状态下，沿第1腔室110的长度方向做直线往返运动，从血液300离心分离的血浆302通过阀体140的底面形成的多个通孔141和阀体140与第1腔室110之间的裂缝，顺畅地移动到阀体140的上侧，实现迅速的离心分离。
这时，通过阀体140的底面形成的多个通孔141和阀体140与第1腔室110之间的裂缝的悬浮物质即血浆301能够顺畅地通过，但比重与流体阻力大的沉淀物质即红血球301因离心力的作用而无法通过所述通孔141和裂缝，维持沉淀在阀体140的下侧的状态，因此红血球301和血浆302以阀体140的底面为界限，向两侧确实地分离。
如所述，以阀体140为界限，从血液300离心分离成红血球301和血浆302后，如图11所图示，减少离心分离器的旋转速度的同时，为了易于倾滤，使离心分离用容器10向一侧以规定角度倾斜。这时，随着第1腔室110向一侧倾斜，红血球301和血浆302根据其自重而流到第2腔室120侧，但根据作用于与流动的方向相反的方向的离心力，悬浮物质即血浆302慢慢地倾滤到第2腔室120侧，能够防止红血球301混合到血浆302而被一同倾滤。这时，被倾滤血浆302的一部分因重量而直接流入位于其下侧的第2腔室120侧，血浆302的其余一部分因离心分离器的旋转作用，通过主体100与盖子200之间形成的流体疏通通路P后，沿导向部115流动并被收集到第2腔室120侧。
这种离心分离器的低速旋转持续规定时间时，如图12所图示，阀体140因红血球301的重量而向通路P侧移动，残留在第1腔室110的血浆302全部被倾滤到第2腔室120侧，血浆302全部收集到第2腔室120后，根据离心分离器的运转，离心分离用容器10重新在初期安装的状态下停止。
如所述，倾滤到第2腔室120侧的血浆302被收集到根据第1底面部123与第2底面部124而狭窄地形成的第2腔室120的下部，通过排出口222，插入注射针而易于取出血浆302到外部。
本说明书中，以血液300的离心分离及倾滤过程为例，说明了离心分离用容器10的构成及作用，但本发明的离心分离用容器10并不限定于这种实施例，也适用于按成分别离心分离并回收骨髓等复合流体的情况。

Claims (8)

1.一种可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于，包括：
主体(100)，其包括第1腔室(110)，收容离心分离对象物质，以及第2腔室(120)，位于所述第1腔室(110)的外侧周围，将由所述第1腔室(110)内的物质离心分离的悬浮物质从所述第1腔室(110)倾滤而收容；
盖子(200)，盖住所述主体(100)的上部，在所述第1腔室(110)与第2腔室(120)之间形成所述被倾滤的悬浮物质的流体疏通通路P；
所述第1腔室(110)的内部具备阀体(140)，所述阀体位于所述被离心分离的物质间的边界层，可沿着所述第1腔室(110)的长度方向直线往返移动设置，底面形成多个通孔(141)；
在所述第1腔室(110)的内侧面和所述阀体(140)的外侧面，沿着与所述第1腔室(110)的长度方向并排的方向，以所述第1腔室(110)的中心轴为基准，以一定角度的间隔，相对应的位置上分别形成多个导向肋(114)和导向槽(142)，在所述离心分离过程中，允许所述阀体(140)的往返运动，但防止旋转运动；
所述离心分离过程中所述被离心分离的悬浮物质通过所述多个通孔(141)移动的同时，通过所述阀体(140)的外侧面与所述第1腔室(110)的内侧面之间形成的裂缝而移动。
2.根据权利要求1所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述阀体(140)以上部开放、底面与侧面连接的杯状形成，所述阀体(140)的底面形成的通孔(141)在所述阀体(140)的底面中央部及对此以同心圆形态沿圆周方向形成一定间距。
3.根据权利要求1所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述阀体(140)与第1腔室(110)之间的裂缝和所述通孔(141)，以使离心分离时从所述离心分离对象物质分离的悬浮物质通过，但不使从所述离心分离对象物质分离的沉淀物质通过的大小形成。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述主体(100)具备导向部(115)，连通到所述通路P，引导所述倾滤的悬浮物质到所述第2腔室(120)侧，围住所述第1腔室(110)的外侧面，向所述第2腔室(120)侧倾斜地形成。
5.根据权利要求4所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述第1腔室(110)的外壁(111)上端部具备用于形成所述通路P的连接部(112)，所述盖子(200)上形成以隔离的状态盖住所述连接部(112)的上侧周围的凸出部(210)，所述凸出部(210)的外侧形成下陷部(220)，所述通路P根据所述连接部(112)与所述凸出部(210)及下陷部(220)的边界部形成的台阶(211)之间的隔离空间而形成于所述第1腔室(110)的上部周围。
6.根据权利要求5所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述导向部(115)的底面，向所述第2腔室(120)所在位置侧对面的所述第1腔室(110)的一侧，与所述盖子(200)的下陷部(220)隔离而位有上斜面(115a)，从所述上斜面(115a)向其两侧延长沿所述第1腔室(110)的圆周周围的倾斜面(115b)而连接到所述第2腔室(120)。
7.根据权利要求6所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述倾斜面(115b)以螺旋形形成，以所述上斜面(115a)为基准而对称的形状形成于所述第1腔室(110)的周围。
8.根据权利要求1所述的可迅速离心分离的离心分离用容器，其特征在于：
所述第2腔室(120)形成为其截面面积从上端到下端逐渐狭窄的形状。
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