CN112221720B - 一种血液分离离心仓及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种血液分离离心仓及系统，其中血液分离离心仓包括壳体和其的离心腔体，离心腔体能相对于壳体转动，离心腔体内具有离心腔，离心腔体连接一阀盖，阀盖外侧设有收集器，收集器包括第一收集室和第二收集室，收集器与阀盖及离心腔体同步转动，所述离心腔设有进口和出口，出口经阀盖到收集器形成排出流道，排出流道上设有换向组件，离心腔内液体分层后经换向组件选择性的排出到第一收集室或第二收集室；所述阀盖沿转轴上下移动从而控制换向组件换向；所述壳体设有取出口，壳体通过转动使取出口与第一收集室对应而取出收集液。本发明离心仓只需设置一个端口或通道，便可选择性地取出所需分层，装置结构简单。

Description

一种血液分离离心仓及系统

技术领域

本发明公开一种血液分离离心仓及系统，按国际专利分类表(IPC)划分属于血液分离装置制造技术领域。

背景技术

传统血液离心通常采用离心机和离心管的装配组合实现血液离心分层为红细胞（RBC）、富血小板血浆（PRP）、贫血小板血浆（PPP），该种离心方式采用离心式离心机旋转轴向与离心管轴向成角度设置的方式，离心后RBC、PRP、PPP沿离心管轴向方向从底部到顶部延伸，RBC沉积在离心管最底部、PRP处于中间层、PPP处于最上层。离心后可用注射器或吸管依次取出分层，但该种离心方法所需的离心机通常体积较大，取液操作复杂。

最新血液离心技术通过采用离心时离心机旋转轴向与离心管轴向重合的方式实现血液离心分层为RBC、PRP、PPP。RBC、PRP、PPP沿离心管径向从外到内延伸，RBC处于离心管最外层、PRP处于中间层、PPP处于最内层，但该种离心方法在取出分层时需要保持离心力，一旦离心力消失，各分层将再次混合，无法准确取出所需分层。现有设计通过两个或两个以上端口或通道的结构设计虽然可以在保持离心力的同时准确地取出各分层组分，但其离心仓及其阀组件结构设计复杂，并且有用成分PRP最终一般保存在离心仓内，通过复用全血注入口取出，取液操作较为不便，并且存在PRP被污染的可能；此外，端口打开或关闭的程度也不受控制，无法对液体的排放速度进行选择性调节。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种血液分离离心仓，通过设置一个端口或通道，可选择性地取出所需分层。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种血液分离离心仓，包括

一壳体，其为透明外罩，壳体上设有一进液口；

一离心腔体，其设置于壳体内并能相对于壳体转动，离心腔体连接一转轴，该转轴延伸到壳体外，离心腔体内具有离心腔，离心腔的旋转轴向与转轴轴向重合，离心腔体连接一阀盖，阀盖外侧设有收集器，收集器包括第一收集室和第二收集室，收集器与阀盖及离心腔体同步转动，所述离心腔设有进口和出口，其中进口与壳体进液口对应，出口经阀盖到收集器形成排出流道，排出流道上设有换向组件，离心腔内液体分层后经换向组件选择性的排出到第一收集室或第二收集室；

所述阀盖沿转轴上下移动从而控制换向组件换向；

所述壳体设有取出口，壳体通过转动使取出口与第一收集室对应而取出收集液。

进一步，所述壳体端面设有凸轮，该齿轮是由台阶式凸台组成，凸轮一侧设有与凸轮作用的从动件，壳体带动凸轮转动时通过从动件推动阀盖沿转轴轴向移动，阀盖与离心腔体之间设有弹性件用于复位，阀盖在流道处与收集器及离心腔体滑动密封。

进一步，离心腔体具有较大端和较小端，离心腔体通过设置在两端处的轴承在壳体内转动，所述离心腔体的较大端连接阀盖，转轴穿过阀盖与离心腔体连接，阀盖边侧向离心腔体的另一端延伸并覆盖于离心腔体的出口，出口与阀盖的流道口对应。

进一步，换向组件包括第一部件和第二部件，第一部件安装于阀盖上，第一部件中间位置设置有横向槽，第二部件具有一过孔，该过孔选择性与第一收集室的入口或第二收集室的入口分别连通实现换向，第二部件设有销并与第一部件横向槽配合，第一部件随阀盖轴向移动时，销与横向槽的配合使得第二部件旋转，进而选择性地渐进打开第一收集室或第二收集室的入口使血液分层进入相应的收集室。

进一步，换向组件包括第三部件，第三部件安装于收集器上，第三部件上设有第一入口和第二入口分别对应第一收集室和第二收集室，第二部件凹设在第三部件的容置空腔内、并与第三部件转动密封连接。

进一步，离心腔体包括主体和底座，主体内设有离心腔，底座固定在离心腔的下端口处，底座底部连接固定柱，固定柱穿过阀盖与收集器连接使收集器与离心腔一起旋转。

进一步，壳体设有二取出口，壳体内第一收集室设置有取出口，并且壳体上的取出口向下延伸设置有导向管，第一收集室的取出口通过可穿刺密封塞封闭，注射器可沿取出口及导向管轴向进入第一收集室内。

进一步，第一收集室底部呈锥形结构便于将分离液全部取出，第一收集室内设置有网筛以去除非有效成分而制备高浓度的有效成分。

本发明还提供一种血液分离系统。

一种血液分离系统，包括所述的血液分离离心仓和电机仓，电机仓上安装电机，血液分离离心仓的转轴与电机轴连接并驱动离心腔旋转。

进一步，电机仓上设有锥形接口，与血液分离离心仓接口对应连接，电机仓一侧设有顶杆机构，顶杆机构包括顶杆和弹簧，顶杆穿过电机仓侧壁插入到壳体的对应限位槽内。

本发明血液分离系统及离心仓具有如下有益效果：

1、本发明离心仓只需设置一个端口或通道，便可选择性地取出所需分层，装置结构简单。

2、本发明凸轮的凸台可稳定地渐进驱动从动件，实现排出液端口打开或关闭程度的渐进控制，液体排放速度可调节。

3、本发明分离系统PRP取液操作简便易行，由于设置网筛，取出的PRP浓度高，预期可显著提升治疗效果。

附图说明

图1是本发明实施例离心仓示意图。

图2是本发明实施例凸轮结构俯视图。

图3是图2凸轮部分剖视图。

图4是本发明实施例第一部件一示意图。

图5是本发明实施例第一部件另一示意图。

图6是本发明实施例第二部件示意图。

图7是本发明实施例第三部件示意图。

图8是本发明实施例第二、三部件配合处于第一状态图。

图9是本发明实施例第一部件轴向下移示意图。

图10是第一部件下移时第二、三部件配合处于第二状态图。

图11是本发明实施例第一部件轴向上移示意图。

图12是第一部件上移时第二、三部件配合处于第三状态图。

图13是本发明实施例图5中第一部件轴向下移与第二部件配合图。

图14是本发明实施例图5中第一部件轴向上移与第二部件配合图。

图15是本发明系统电机仓示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例：请参阅图1至图15，一种血液分离离心仓100，包括一壳体1和离心腔体2，壳体1为透明外罩，壳体1上设有一进液口；离心腔体2设置于壳体1内并能相对于壳体1转动，离心腔体2连接一转轴3，该转轴3延伸到壳体1外，离心腔体2内具有离心腔，离心腔的旋转轴向与转轴3轴向重合，离心腔体连接一阀盖4，阀盖4外侧设有收集器5，收集器5包括第一收集室51和第二收集室52，收集器5与阀盖4及离心腔体2同步转动，所述离心腔设有进口和出口，其中进口与壳体进液口对应形成进入口，进入口处设有封口密封膜101，出口经阀盖4到收集器5形成排出流道，排出流道上设有换向组件6，离心腔内液体分层后经换向组件6选择性的排出到第一收集室51或第二收集室52；所述阀盖4沿转轴上下移动从而控制换向组件6换向；所述壳体1设有取出口102，壳体1通过转动使取出口与第一收集室对应而取出收集液。第一收集室51底部呈锥形结构便于将分离液全部取出，第一收集室51内设置有网筛510以去除非有效成分而制备高浓度的有效成分。

请参考图2及图3，本发明实施中，壳体1的大端面10内壁设有凸轮11，该凸轮是由台阶式凸台110组成，凸轮一侧设有与凸轮作用的从动件7，壳体1带动凸轮11转动时通过从动件7推动阀盖4沿转轴3轴向移动，阀盖4与离心腔体2之间设有弹性件41用于复位，弹性件可以是弹簧或弹性体，阀盖在流道处与收集器及离心腔体滑动密封。本发明一实施例中，从动件7可以是板状，其两端置于凸轮一台阶之上，当凸轮转动时仅作轴向移动。如图1所示，本发明实施例中离心腔体2具有较大端和较小端，离心腔体通过设置在两端处的轴承103在壳体内转动，所述离心腔体2的较大端连接阀盖4，转轴穿过阀盖与离心腔体连接，阀盖边侧向离心腔体的另一端延伸并覆盖于离心腔出口，离心腔出口与阀盖的流道口对应。本发明一实施例中离心腔体2包括主体和底座21，主体内设有离心腔，底座21固定在离心腔的下端口处，底座底部连接固定柱211，固定柱穿过阀盖与收集器连接使收集器与离心腔一起旋转。壳体1设有二个取出口102，壳体内第一收集室设置有取出口，并且壳体上的取出口向下延伸设置有导向管，第一收集室51的取出口通过可穿刺密封塞封闭，注射器可沿取出口及导向管轴向进入第一收集室51内。壳体左右转动的范围只有180度，所以壳体两侧分别开有一个取出口，这样无论收集室处于什么位置，都可以通过转动壳体找出对齐位置。

本发明实施例中壳体分体式结构，用于装配其内的离心腔体、阀盖、收集器及从动件。

请参考图1及图4－图14，本发明一实施例中，换向组件6包括第一部件61和第二部件62，第一部件61安装于阀盖4上，第一部件61中间位置设置有横向槽611，第二部件62具有一过孔，该过孔选择性与第一收集室51的入口或第二收集室52的入口分别连通实现换向，第二部件62设有销621并与第一部件横向槽配合，第一部件61随阀盖4轴向移动时，销与横向槽的配合使得第二部件62旋转，进而选择性地渐进打开第一收集室或第二收集室的入口使血液分层进入相应的收集室。

为提高装配及换向，如图4至图14，本发明一实施例中，换向组件6还包括第三部件63，第三部件63安装于收集器上，第三部件63上设有第一入口631和第二入口632分别对应第一收集室和第二收集室，第二部件62凹设在第三部件63的容置空腔内、并与第三部件63转动密封连接，图10、图12仅示出第二部件与第三部件的容置空腔即重叠部分示意图。

本发明还提供一种血液分离系统，包括所述的血液分离离心仓100和电机仓200，电机仓200上安装电机8，血液分离离心仓的转轴与电机轴连接并驱动离心腔旋转。电机仓上设有锥形接口，与血液分离离心仓接口对应连接，连接处设有滚珠轴承104，该连接结构在一实施例中，也可以设计为从动件形成凸键71与电机仓上凹键72配合连接，电机仓一侧设有顶杆机构9，顶杆机构9包括顶杆91和弹簧92，顶杆穿过电机仓侧壁插入到壳体1的对应限位槽12内。

本发明实施例上述的壳体，由于其能转动，在下面说明中，称为滚筒，即滚筒和壳体在本发明实施例中指示同一部件。

本发明的血液分离系统，通过有且只有一个端口（即离心腔出口）或通道的结构设计，简化装置结构，取液操作简便易行，并且端口打开或关闭的程度可渐进控制，便于液体排放速度的选择性调节。

在离心腔高速转动过程中，血液充满腔室并在一段时间后分离成红细胞M1（RBC）、富血小板血浆M2（PRP）、贫血小板血浆M3（PPP）。离心腔通过分别设置在腔的较小端和较大端的两个滚珠轴承在滚筒内转动。阀盖4经由键或销驱动并与离心腔一起旋转，并且阀盖4能够被从动件7轴向推动而沿旋转轴轴向平移，而从动件7选择性地被凸轮轴向移动。阀盖4的轴向移动控制换向组件6处于任一位置，从而控制RBC或PRP排出至收集器的第一收集室51或第二收集室52。凸轮与滚筒形成一体式结构，从动件7在凸轮作用下可在滚筒内轴向移动但从动件7上的凸键和电机仓200上的凹键会阻止从动件旋转。凸轮11包括多个凸台结构，多个凸台结构按高度依次排列，并且相邻两个凸台结构的高度差较小。通过操作者转动滚筒，选择性地使任一凸台结构与从动件接合，进而轴向移动从动件，从而轴向移动阀盖以控制换向组件处于选定位置。

首先通过封口密封膜101注入全血，离心时滚筒处于初始位置，而后待离心腔内的血液分层后，转动滚筒以使相邻凸台结构的高度较低者与从动件接合，从动件7及阀盖4在弹簧或偏压弹簧作用下沿轴向向下移动，驱动换向的第二部件62顺时针转动，换向第三部件63上设置的第二入口被渐进打开，如图9、图10，RBC经该入口排放至第二收集室52，一定时间后回转滚筒至初始位置以停止RBC排放；而后转动滚筒以使相邻凸台结构中的高度较高者与从动件接合，从动件沿轴向向上移动，阀盖4被从动件轴向推动而轴向向上平移，驱动换向的第二部件逆时针转动，换向第三部件63上设置的第一入口被渐进打开，如图11、图12，PRP经该入口排放至第一收集室，一定时间后回转滚筒至初始位置以停止PRP排放。

此时，RBC被收集在第二收集室52内，PRP被收集在第一收集室51内，PPP滞留在离心腔内。

若操作者需要回收PPP，则关停电机8，并通过注射器穿刺封口密封膜101进行PPP回收；此时，RBC处于第二收集室52内，PRP处于第一收集室51内，PPP被注射器回收，离心腔内无液体残留。

若操作者无需回收PPP，则仍保持电机8工作，并继续操作滚筒以使相邻凸台结构的高度较低者与从动件接合，驱动换向的第二部件62顺时针转动，换向第三部件63上设置的第二入口被渐进打开，PPP经该入口也排放至第二收集室52，与RBC共处一室，而后关停电机8。此时，RBC与PPP的混合液处于第二收集室52内，PRP处于第一收集室51内，离心腔内无液体残留。

而后通过左右转动壳体，使壳体上的取出口与第一收集室上的取出口对齐，注射器沿取出口进入第一收集室51内，取出PRP。虽然此时向左或向右转动壳体会引起从动件、阀盖及换向组件的位置变动，但由于离心腔已预先排空（无液体残留），保证了PRP的正常有效取出。

凸轮的两个端部分别设置止挡块，以阻止滚筒被过度旋转。收集器包括第一收集室和第二收集室，并且收集器与离心腔底座通过固定柱固定连接，以保持收集器处于固定轴向位置。

顶杆91经弹簧或偏压弹簧作用抵压在滚筒底部圆柱的凹槽内，以防止滚筒的意外旋转，进而使从动件7及阀盖4保持在固定轴向位置，使RBC或PRP稳定排放。顶杆端部设置的钩部便于操作者用小指牵拉顶杆以便操作滚筒转动至另一位置，以调节从动件及阀盖的轴向位置，进而调节第一入口及第二入口的打开程度，便于根据实际需求对RBC或PRP的排放速度进行调节。顶杆抵压每个凹槽时可使得从动件稳定地结合在相对应的凸台结构上。

如图4至图14，换向组件6包括第一部件61、第二部件62、第三部件63，第一部件61固定安装在阀盖4上，其中间位置设置有横向槽；第三部件63固定安装在收集器5上，其上部设置有与第一收集室连通的第一入口、下部设置有与第二收集室连通的第二入口；第一部件与第三部件滑动密封连接，第二部件凹设在第三部件的容置空腔内、并与第三部件转动密封连接，第二部件上设置有销，其与第一部件的横向槽配合。当第一部件61随阀盖轴向移动时，销与横向槽的配合使得第二部件62旋转，进而选择性地渐进打开第三部件63上的入口，使RBC或PRP进入相应的收集室。图5是本发明第一部件另一示例图，其与第二部件配合状态如图13、及图14。

第一收集室51及滚筒上均设置有取出口，并且滚筒上的取出口还向下延伸设置有导向管，第一收集室51取出口通过可穿刺密封塞封闭，注射器可沿取出口及导向管轴向进入第一收集室51内；第一收集室51底部呈锥形设计，可将PRP汇聚在较小的底部截面，便于将PRP全部取出；第一收集室内横向设置有3000目的网筛，网筛倾斜设置，与离心作业时效果更佳，以便截留与PRP一起排放的少量残存RBC，最终仅使PRP沉降至第一收集室底部，便于制备高浓度的PRP，进而提升治疗效果。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims (10)

1.一种血液分离离心仓，其特征在于，包括：

一壳体，其为透明外罩，壳体上设有一进液口；

一离心腔体，其设置于壳体内并能相对于壳体转动，离心腔体连接一转轴，该转轴延伸到壳体外，离心腔体内具有离心腔，离心腔的旋转轴向与转轴轴向重合，离心腔体连接一阀盖，阀盖外侧设有收集器，收集器包括第一收集室和第二收集室，收集器与阀盖及离心腔体同步转动，所述离心腔设有进口和出口，其中进口与壳体进液口对应，出口经阀盖到收集器形成排出流道，排出流道上设有换向组件，离心腔内液体分层后经换向组件选择性的排出到第一收集室或第二收集室；

所述阀盖沿转轴上下移动从而控制换向组件换向；

所述壳体设有取出口，壳体通过转动使取出口与第一收集室对应而取出收集液。

2.根据权利要求1所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：所述壳体端面设有凸轮，该凸轮是由台阶式凸台组成，凸轮一侧设有与凸轮作用的从动件，壳体带动凸轮转动时通过从动件推动阀盖沿转轴轴向移动，阀盖与离心腔体之间设有弹性件用于复位，阀盖在流道处与收集器及离心腔体滑动密封。

3.根据权利要求1所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：离心腔体具有较大端和较小端，离心腔体通过设置在两端处的轴承在壳体内转动，所述离心腔体的较大端连接阀盖，转轴穿过阀盖与离心腔体连接，阀盖边侧向离心腔体的另一端延伸并覆盖于离心腔体的出口，出口与阀盖的流道口对应。

4.根据权利要求1所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：换向组件包括第一部件和第二部件，第一部件安装于阀盖上，第一部件中间位置设置有横向槽，第二部件具有一过孔，该过孔选择性与第一收集室的入口或第二收集室的入口分别连通实现换向，第二部件设有销并与第一部件横向槽配合，第一部件随阀盖轴向移动时，销与横向槽的配合使得第二部件旋转，进而选择性地渐进打开第一收集室或第二收集室的入口使血液分层进入相应的收集室。

5.根据权利要求4所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：换向组件包括第三部件，第三部件安装于收集器上，第三部件上设有第一入口和第二入口分别对应第一收集室和第二收集室，第二部件凹设在第三部件的容置空腔内、并与第三部件转动密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：离心腔体包括主体和底座，主体内设有离心腔，底座固定在离心腔的下端口处，底座底部连接固定柱，固定柱穿过阀盖与收集器连接使收集器与离心腔一起旋转。

7.根据权利要求1所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：壳体设有二取出口，壳体内第一收集室设置有取出口，并且壳体上的取出口向下延伸设置有导向管，第一收集室的取出口通过可穿刺密封塞封闭，注射器可沿取出口及导向管轴向进入第一收集室内。

8.根据权利要求7所述的一种血液分离离心仓，其特征在于：第一收集室底部呈锥形结构便于将分离液全部取出，第一收集室内设置有网筛以去除非有效成分而制备高浓度的有效成分。

9.一种血液分离系统，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述的一种血液分离离心仓和电机仓，电机仓上安装电机，血液分离离心仓的转轴与电机轴连接并驱动离心腔旋转。

10.根据权利要求9所述的一种血液分离系统，其特征在于：电机仓上设有锥形接口，与血液分离离心仓接口对应连接，电机仓一侧设有顶杆机构，顶杆机构包括顶杆和弹簧，顶杆穿过电机仓侧壁插入到壳体的对应限位槽内。

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