CN1131729C - 带有滤芯的离心转筒 - Google Patents

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Abstract

用于分离血液制品的离心转筒包括一布置在转筒内的圆柱形滤芯，该滤芯最好与转筒同轴并与转筒一起旋转。离心转筒包括旋转的转筒主体，该主体带有封闭的底部并限定封闭的分离腔。滤芯包括滤膜，滤膜的大小为至少阻挡白血球，但允许血浆通过。滤芯基本布置在分离腔内，使得血浆在被从离心转筒中取出之前，被强迫径向向内穿过滤芯。加入滤芯提供了从献血者提取“更纯”血浆部分的高效、低成本的方法，排除了白血球。

Description

带有滤芯的离心转筒
本发明涉及用于分离血液成份和其它类似流体的离心转筒。更具体地说，本发明涉及具有用于从全血中提取过滤的血浆部分的滤芯的离心转筒。
人血主要包括三种特殊的细胞(即，红血球、白血球和血小板)，它们悬浮在称为血浆的蛋白质和其它化学物质的复合水溶液中。尽管在过去输血是使用全血，但目前的趋势是仅收集和灌输特定病人所需要的那些血液成份或部分。这种方法保护了可用的血源并且在很多情况下对病人更好，这是因为病人不会暴露给不必要的血液成份，特别是可能传播病原体的白血球。在输血中两种较常见的血液部分是红血球和血浆。输血浆特别常用于补充被消耗的凝血因子。事实上，仅在美国，每年要输约2百万个血浆单位。收集的血浆还被集中起来以分馏成其组成成份，包括蛋白质，如第八因子(Factor VIII)、白蛋白免疫血清球蛋白，等等。
单独的血液成份，包括血浆，可以通过“袋”离心法从以前收集的全血单位中获得。通过这种方法，将装在塑料袋中的一单位的抗凝全血放置到实验室离心机中并以非常高的速度旋转，使血液受到许多倍重力的作用。这使得各种血液成份根据其密度分成许多层。特别是，密度较大的成份如红血球与密度较小的成份如白血球和血小板分离。然后可以将每种血液成份从袋中挤出并单独收集。
美国专利No.4,871,462公开了另外一种用于分离血液成份的方法。特别是，一过滤器包括一固定的圆柱形容器，该容器容纳可旋转的圆柱形滤膜。容器和滤膜构造为在容器和滤膜的侧壁之间仅限定非常窄的缝隙。然后将血液导入该窄缝中。内部的滤膜以足够高的速度旋转在流体中产生通常所说的泰勒旋涡。泰勒旋涡的存在主要产生剪切力，该剪切力迫使血浆穿过滤膜并将红血球扫掉。
还可通过称为单采血液成分术的方法来获得特殊的血液成份，在这种方法中，全血从献血者直接输送到血液处理机，血液处理机包括用于分离血液的封闭旋转离心转筒。通过这种方法，只收集希望的血液成份。其余的血液成份直接返回献血者，常常允许收集更多体积的希望成份。例如，通过血浆提取法，来自献血者的全血输送到转筒，在这里全血被分离成其各种组成成份。然后将血浆从转筒中取出并输送到单独的收集袋，而其它成份(例如，红血球和白血球)则直接返回到献血者。
图1为带有附加的过滤步骤的血浆提取法系统100的方框图。系统100包括一次性的安装组合件(harness)102，该安装组合件连接在血液处理机104上。安装组合件102包括用于从献血者的臂部108抽血的静脉放血针106，抗凝溶液容器110，临时红血球(RBC)储存袋112，离心转筒114，初级血浆收集袋116和末级血浆收集袋118。输入管路120将静脉放血针106联接在转筒114的输入口122上，输出管路124将转筒114的输出口126联接在初级血浆收集袋116上。血液处理机104包括控制器130，电动机132，离心卡盘134，两个蠕动泵136和138。控制器130可操作地联接在两个蠕动泵136和138上，并且还联接在电动机132上，电动机132驱动卡盘134。
在操作中，输入管路120通过第一蠕动泵136供给，联接在输入管路120上的来自抗凝剂容器110的140通过第二蠕动泵138供给。离心转筒114还插入在卡盘134中。静脉放血针106插入到献血者的臂部108中，控制器130启动两个蠕动泵136和138，从而将抗凝剂与来自献血者的全血混合，并将抗凝的全血通过输入管路120输送到离心转筒114内。控制器130还启动电动机132以通过卡盘134高速旋转转筒114。转筒114的旋转使全血按密度分离成分立的层。特别是，密度较高的红血球积聚在转筒114的周边，而密度较低的血浆形成位于红血球内部的圆环形层。然后强迫血浆穿过转筒114的流出口(未示出)并从转筒的输出口126排出。由此血浆通过输出管路124被输送到初级血浆收集袋116。
当所述的血浆都被取出并且转筒114充满RBC时，离心转筒停止旋转，第一泵136反转以将RBC从转筒114输送到临时RBC收集袋112中。当转筒114排空后，重新开始从献血者收集和分离全血。当该过程结束时，转筒114和临时RBC收集袋112中的RBC通过静脉放血针106返回到献血者。可以从安装组合件102上取下充满血浆的初级血浆收集袋116并运送到血库或医院供随后的输血使用。
尽管系统通常具有高分离效率，但是收集的血浆却包含某些残留的血细胞。例如，在利用来自美国麻省Braintree的Haemonetics公司的吹塑制造的离心转筒的一次性附加装置中，收集的血浆每微升通常含有0.1到30个白血球和5,000到50,000个血小板。这至少部分是因为转筒114的8000转每分钟的转速限制和需要保持转筒的装填速率大于60毫升每分钟(ml/min.)以使收集时间最短，从而在转筒中造成血液成份的轻微的再混合。而且，还应注意到，很多国家一直在降低在它们的血液成份供应品中可能存在的白血球和其它残余细胞的允许水平。
业已建议安装一个或多个过滤器，如过滤器142，以按与过滤收集的血小板类似的方法从收集的血浆中去除残余的细胞。过滤器142可以布置在次级输出管路144中，次级管路144将初级和末级血浆收集袋116、118联接在一起。当血浆被收集在初级血浆袋116中后，可以打开单向阀(未示出)以允许血浆穿过次级输出管路144、过滤器142并进入到末级血浆收集袋118中。
尽管这样可能生产出“更纯”的血浆制品，但包括单独过滤器元件的一次性血浆提取法安装组合件是不利的，这有几个原因。特别是，增加过滤器和另外的血浆收集袋提高了安装组合件的成本并且使其复杂度增加。从而，希望有一种能以较低成本有效生产“更纯”的血浆部分的替代系统。
简而言之，本发明涉及离心转筒，该离心转筒带有布置在转筒内部的旋转滤芯。
本发明的广义形式在于用于将全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该转筒包括转筒主体，转筒主体绕中心轴线旋转并限定整体封装的分离腔(304)；用于从转筒中抽取一种或多种血液部分的通道(324)，该通道带有布置在分离腔内的出口(224)；布置在分离腔(304)内的滤芯(328)，滤芯具有滤膜(330)，滤膜构造为能够阻挡包含在第一血液部分中的一种或多种残余细胞，滤芯与出口配合，使得第一血液部分(348)在到达出口并被从转筒中抽出之前穿过滤膜。
本发明还在于从全血中收集血浆部分的方法，该方法包括这样的步骤，即向具有分离腔的旋转离心转筒供应全血；在分离腔内利用离心力将全血分离成多种部分，包括血浆部分；迫使血浆部分径向向内穿过布置在分离腔内的滤芯以阻挡非血浆物质，包括任何无关的白血球、红血球和血小板；从离心转筒里面将过滤好的血浆从滤芯内部区域抽取出来。
特别是，离心转筒包括限定封闭分离腔的旋转的转筒主体。固定的顶盖组件通过旋转密封安装在转筒主体的顶部，该顶盖组件包括用于接收全血的输入口和可从中抽取血液成份的输出口。输入口与伸入到分离腔内的供给管流体连通。输出口与布置在转筒主体分离腔内的流出管流体连通。流出与包括相对转筒的中心旋转轴线处于第一径向位置的入口。整体圆柱形的滤芯布置在分离腔内部并安装以与转筒主体一起旋转。滤芯的尺寸做成阻挡一种或多种残余细胞，但允许血浆穿过。滤芯通常布置在第二径向位置上，第二径向位置比限定通向流出管的入口的第一径向位置稍稍宽一些。
一优选实施例涉及用于将全血离心分离成血液部分的血液处理离心转筒，该离心转筒具有一轴线并包括一可绕其轴线旋转的转筒主体(302)，该转筒主体整体限定基本封装的离心分离腔并具有封闭的底部；用于使从离心的全血分离出的血浆能够作为流出物被抽出的通道，该通道包括布置在分离腔内的血浆出口，所述血浆出口具有与转筒轴线距离为R1的入口；导入待处理血液的输入口(220)，所述输入口包括基本延伸到转筒主体底部的供给管构件(316)；具有滤膜的滤芯，其中滤膜允许血浆穿过，但不允许包括白血球、红血球和血小板在内的非血浆物质穿过，所述过滤器构件具有布置为与离心转筒轴线基本同轴的圆形横截面，所述滤膜包括至少这样的部分，该部分为截头圆锥形构造，其锥形的会聚端朝向下方并终止于比转筒主体底部高出预定高度H处，所述截头圆锥形构造上端的内部半径为R2，其中R2＞R1。
在操作中，通过离心卡盘使转筒以高速旋转。抗凝的全血输送到输入口，流过供给管并被输送到转筒主体的分离腔。由于在分离腔内产生的离心力，全血被分离成其各种分立的成份。特别是，密度较高的红血球形成贴在转筒主体周边上的第一层。密度比红血球低的血浆形成位于第一红血球层内部的环形第二层。当其它的全血被输送到分离腔中时，环形的血浆层向旋转的滤芯靠近并最终与滤芯接触。血浆穿过滤芯，进入到流出管的入口并被通过输出口从转筒中抽出。血浆层中包含的任何残余细胞都被阻挡在滤芯的外表面上，从而不能到达流出管的入口，流出管的入口相对旋转轴线位于滤芯的内部。从而，从本发明的离心转筒中抽出的血浆基本上没有残余的细胞，因此不再需要任何下游的过滤器构件。
当所有的血浆都被从转筒中抽出后，在分离腔中剩下的基本上是大量的红血球，这时转筒停止旋转。当离心力消失后，红血球只是聚集在转筒的底部。为防止红血球接触滤芯的内表面，一实心裙部从滤芯的底部向上方延伸。红血球可通过供给管和“输入”口从停止旋转的转筒中抽出。随着从转筒中排空红血球，转筒可以再次旋转。转筒的随后旋转使在过滤过程中可能粘在滤芯外表面上的任何残余细胞被从滤芯上甩掉，基本上“清理”了滤芯。因此，离心转筒就准备好供任何随后的血液分离循环使用。
下面参照附图描述本发明：
图1为前面讨论过的先有技术血浆提取法系统的方框图；
图2为根据本发明的一个实施侧的血浆提取法系统方框图；
图3为展示旋转滤芯的图2离心转筒的横截面视图；
图4为本发明离心转筒替代实施例的横截面视图；
图5为供在本发明中使用的滤芯使用的优选支撑结构的等比例视图；
图6为图5支撑结构的横截面侧视图。
图2为根据本发明的血液处理系统200的示意性方框图。系统200包括一次性的收集装置202，该装置可连接在血液处理机204上。收集装置202包括用于从献血者的臂部208抽血的静脉放血针206、抗凝剂容器210-如来自Haemonetics公司的AS-3、临时红血球(RBC)储存袋212、离心转筒214和末级血浆收集袋216。输入管路218将静脉放血针206联接在转筒214的输入口220上，输出管路222将转筒214的输出口224联接在血浆收集袋216上。供给管路225将抗凝剂210连接在输入管路218上。血液处理机204包括控制器226，电动机228，离心卡盘230，两个蠕动泵232和234。控制器226可操作地联接在两个蠕动泵232和234上，并且还联接在电动机228上，电动机228驱动卡盘230。
适合与本发明一起使用的血液处理机是来自Haemonetics公司的PCS2系统，其用于收集血浆。
图3为本发明优选实施例的离心转筒214的横截面侧视图。转筒214包括整体圆柱形的转筒主体302，其限定封闭的分离腔304。转筒主体302包括底部306，开口顶部308和侧壁310。转筒214还包括顶盖组件312，顶盖组件通过环形旋转密封314安装在转筒主体302的顶部。输入口220和输出口224为顶盖组件312的一部分。与输入口220流体连通的供给管316从顶盖组件312伸入到分离腔304中。供给管316具有开口318，该开口最好接近转筒主体302的底部306，使得通过供给管316流动的液体在转筒主体302的底部306被排放出来。顶盖组件312还包括输出口，如流出通道320，其布置在分离腔304内部。流出通道320可以靠近转筒主体302的顶部308。在优选实施例中，流出通道320由一对间隔开的盘322a、322b构成，这两个盘限定通道324，通道324的整体圆周入口326相对转筒214的中心旋转轴线A-A处于第一径向位置R1。
适合与本发明一起使用的顶盖组件和转筒主体描述在美国专利No.4,983,158中。但应理解为也可利用其它的转筒构造。
具有整体圆柱形侧壁330的滤芯328布置在转筒302的分离腔304中。侧壁330最好布置在比第一径向位置R1稍稍宽一些的第二径向位置R2，如上所述，第一径向位置R1限定通向通道324的入口326。在侧壁330的底部330a有第一倾斜部分332，该部分向下延伸向底部306并向轴线A-A倾斜。从第一倾斜部分332向上延伸的实心裙部334也向轴线A-A倾斜。裙部限定与倾斜部分332相对的圆周336，在优选实施例中，圆周336与转筒主体302底部306的间隔距离为高度H。滤芯328最好安装为与转筒主体302一起旋转。特别是，与裙部334相对的滤芯328上部可附着在转筒主体302的顶部308上。
有利的是滤芯328的侧壁330和第一倾斜部分332都由滤膜构成或包括滤膜，滤膜的尺寸为阻挡一种或多种残余细胞，如至少白血球，但允许血浆穿过。在优选实施例中，滤膜的孔眼尺寸为2到0.8微米。适合与滤芯328一起使用的滤膜为来自美国加州Palm Desert的美国过滤器公司的BTS-5薄膜或来自美国纽约East Hills的Pall公司的Supor薄膜。滤膜可以另外或作为选择构成为阻挡红血球、血小板、不同形式的白血球和/或非细胞血液成份。实心裙部334可以用塑料、硅或其它合适的材料形成。从而，包括血浆在内的血液成份中没有一种能够穿过滤芯328的裙部334。裙部334还可以是真正的圆柱形并在侧壁330内部延伸。
应该理解，本发明的滤膜可以具有多种形式。例如，其可以由亲合性介质构成，一种或多种残余细胞(但没有血浆)粘在该介质上，从而将残余细胞从穿过膜的血浆中去除。滤膜还可由最好在0.5到2.0微米范围内的等孔眼尺寸或非等孔眼尺寸的微孔膜构成。滤膜还可以是亲合性介质和微孔膜的组合。滤芯328还可包括间隔开或叠放在一起的两个或多个不同孔眼尺寸或亲合性的膜层。有利的是，这种膜层的孔眼尺寸向流出管320入口326方向逐渐减小。此外，一个或多个滤膜层可以由非织布介质或材料构成。
在操作中，一次性的的收集装置202(图2)连接在血液处理机204上。特别是，输入管路218经由第一泵232，来自抗凝剂容器210的供给管路225经由第二泵234。离心转筒214牢固地安装在卡盘230上，其中顶盖组件312保持固定。然后将静脉放血针206插入到献血者的臂部208中。然后，控制器226启动两个泵232、234和电动机228。两个泵232、234的操作使来自献血者的全血与来自容器210的抗凝剂混合并被输送到转筒214的输入口220。电动机228的操作驱动卡盘230，卡盘又使转筒214旋转。抗凝的全血流过供给管316(图3)并进入到分离腔304中。在旋转转筒214的分离腔304内产生的离心力迫使血液靠在侧壁310上。转筒214的持续旋转使血液按密度分离成分立的层。特别是，密度最高的全血成份RBCs形成靠在侧壁310周边上的第一层340。RBC层340具有表面342。相对轴线A-A位于RBC层340内部的是血浆层344，因为血浆的密度比红血球低。血浆层344也具有表面346。
应该理解，包含白血球和血小板的白细胞层(未示出)可能形成在红血球层和血浆层之间。
当额外的抗凝全血输送到转筒214的分离腔304中时，每个层340344开始“增长”，从而血浆层344的表面346向中心轴线A-A移动。在某一时刻，表面346将会接触滤芯328的圆柱形侧壁330。由于内壁330的滤膜流阻，血浆层344的表面346开始“爬”上滤芯328的倾斜部分332。事实上，血浆将继续爬上倾斜部分332，直到产生足够的压头以“泵送”血浆穿过过滤器件。即，由于在分离腔304内产生的大离心力，血浆层表面346相对滤芯328圆柱形侧壁330的固定径向位置的径向“高度”建立相当大的压头。例如，对于20毫米的外滤芯半径R2和“超过”外滤芯半径的径向“高度”4毫米的血浆，将会产生横过滤芯328的约300毫米汞柱(Hg)的横跨膜压力，该压力远远大于足以泵送血浆穿过滤膜的压力。为展示清楚，图中所示的压力差被夸大了。此外，滤芯328的径向“深度”最好为能够防止未被过滤的血浆溢出裙部334的边缘或圆周并被从转筒214中抽出。即，在预计的转筒214操作条件下，如由第一倾斜部分332和裙部334的径向宽度限定的边缘336比血浆表面346更接近轴线A-A。
由于在侧壁330和倾斜部分332处的滤膜构造(例如孔眼尺寸)，只允许血浆穿过滤芯328。仍在血浆层314中的任何残余血液成份，如白血球，都被阻挡在相对轴线A-A的滤芯328外表面上。如由箭头P(图3)所示，穿过滤芯328后，被过滤的血浆348进入流出管320的入口326并沿通道326流动。由此被过滤的血浆通过与流出管320流体连通的输出口224被从转筒214中取出。然后被过滤的血浆通过输出管路222(图2)输送并进入到血浆收集袋216中。
当向转筒214输送额外的抗凝全血并且取出被过滤的血浆时，RBC层340的深度开始增加。当RBC层340的表面342到达滤芯328时，表示分离腔304中的所有血浆已全被取出，这时最好暂停该过程。RBC层340的表面342到达滤芯328的情况可用光学方法检测。具体说，转筒214还可包括传统的光学反射器350，该反射器与中心轴线A-A的距离与滤芯328的侧壁330基本相同(例如R2)。反射器350与位于血液处理机204内的光学发射器和检测器(未示出)配合以检测在相对滤芯328预先选定的点处是否存在RBCs，并使相应的信号传送给控制器226。作为响应，控制器226暂停该过程。
应该理解，光学部件和控制器226可以构造为在替代条件下和/或检测到其它部分时暂停转筒装填操作。
具体地，控制器226停止泵232、234和电动机228，从而停止转筒214。离心力消失后，层340中的RBC落到转筒214的底部。即，RBC落到与顶盖组件312相对的分离腔304底部。如上所述，裙部334的端部边缘336最好定位为使得在停止的转筒214中包含的RBC不会溢出并接触相对轴线A-A的滤膜内表面。例如，当转筒214停止后，端部位置336相对转筒主体302的底部306的高度H比RBC的高度高。因此，RBC不会接触滤芯328的任何内表面部分。下面更详细地描述该特征的重要性。
当等待足够的时间以使RBC落到停止的转筒214中后，控制器226以相反的方向启动泵232。这使转筒214下部的RBC被抽到供给管316中并通过输入口220从转筒214中抽出。然后通过输入管路218将RBC输送到临时RBC储存袋212中。应该理解，可以操作一个或多个阀门(来示出)以保证RBC被输送到袋212中。为促进RBC从转筒214中排空，裙部334的构造最好允许来自血浆收集袋216的空气易于进入到分离腔304中。即，裙部334的终点336与供给管316间隔开并且裙部334不会阻挡从流出管320进入分离腔304的气流。从而，空气不需要穿过湿滤芯328以允许将RBC排空。应该理解，在转筒装填过程中，这种构造和布置方式还促进从分离腔304中排除空气。
当所有的RBC都被从转筒214转移到临时储存袋212中时，系统200就为开始下一个血浆收集循环做好了准备。特别是，控制器226再次启动两个泵232、234和电动机228。为在下一个收集循环开始之前“清理”滤芯328，控制器226最好以这样的方式(或以这样的顺序)启动电动机228和泵232、234，即在允许抗凝全血到达分离腔304之前，使转筒214以其操作速度旋转一定时间。通过在空转筒214中旋转滤芯328，在血浆收集过程中“被截留”在其外表面上的残余血细胞就被甩掉了。因此，可能粘在其表面上的残余血细胞就被从滤芯328上有效地“清除”了。该中间“清理”步骤保证滤膜的整个表面区域在每个血浆收集循环中都可用于过滤，而不仅仅是第一收集循环。
当截留的细胞被从过滤器上清除后，如上所述开始血浆收集过程。特别是，在转筒214的分离腔304内抗凝全血被分离成其组成成份，并且血浆被通过滤芯328泵出。从转筒214中取出过滤后的血浆并沿输出管路222输送到血浆收集袋216，添加到在第一循环中收集的血浆中。当转筒214的分离腔304再次充满RBC(如由光学检测器检测的)时，控制器226停止收集过程。具体地，控制器停止两个泵232、234和电动机228。如果过程结束(即，已经捐赠出希望量的血浆)，系统则将RBC返回给献血者。特别是，控制器226以相反方向启动泵232以通过输入管路218从转筒214和临储存袋212泵送RBC。RBC流经静脉放血针206并返回到献血者。
当RBC返回到献血者后，可以取下静脉放血针206并松开献血者。现在充满过滤后血浆的血浆收集袋216可以从一次性收集装置202上取下来并密封好。一次性装置202的其余部分，包括针、袋210、212和转筒214可以抛弃了。过滤后的血浆可以运输到血库或医院。
现在应该注意到防止任何残余细胞或非血浆血液成份接触相对轴线A-A的滤芯328内表面的重要性。特别是，当转筒排空时，通过旋转转筒214无法将允许接触滤芯328内表面的残余细胞清除。相反地，这些残余细胞会保持阻塞在滤芯328的内表面上。而且，当重新开始收集过程时，这些残余细胞将附着血浆被通过流出管320抽出，从而“污染”了收集袋216中的过滤好的血浆。从而，在优选实施例中，滤芯构造为能够防止非血浆血液成份接触滤芯的内表面。
而且，根据希望的滤膜表面面积和红血球在停止的转筒中的预期高度，有可能去掉裙部332。即，如果在滤芯的最低部分仍高于占据停止的转筒214的RBC时可获得足够的过滤面积，则可以去掉裙部332。在优选实施例中，滤芯328的过滤面积约为50平方厘米。从而，该技术领域的普通技术人员将会认识到如果进行单个收集循环，可以允许残余细胞接触滤芯的内表面。更具体地，在排空红血球时，可以允许残余细胞(如停止的转筒的内容物)接触滤芯的内表面。
如上所示，本发明提供了用于收集被过滤的或比目前通过传统离心转筒可获得的更“纯”的血浆制品的高效、低成本系统。在优选实施例中，系统200还包括一个或多个用于检测滤芯328是否被阻塞的装置。特别是，血液处理机204可包括联接在控制器226上的一个或多个传统的液体流量传感器(未示出)，以测量进入转筒214中的抗凝全血流量和从转筒214中流出的过滤的血浆流量。控制器226最好监视流量传感器的输出，如果在一段持续时间内全血的流量超过了血浆的流量，则控制器226最好暂停收集过程。系统200还可包括检测输出管路222中的红血球压力的一个或多个传统的管路传感器(未示出)。在输出管路222中存在红血球可能表示分离腔304中的血液成份溢出裙部334。
应该理解，滤芯可以具有替代的构造。例如，图4为具有整体截头圆锥形滤芯402的离心转筒400的横截面侧视图。转筒400包括许多与转筒214类似的元件。例如，转筒400具有用于限定封闭的分离腔412的整体圆柱形转筒主体404，转筒主体具有底部406、开口的顶部408和侧壁410。顶盖组件414通过旋转密封416安装在转筒主体402上。供给管418伸入到转筒400的分离腔412中，顶盖组件414包括限定入口422的流出管420。也伸入到分离腔412内的截头圆锥形滤芯402包括大直径部分424和小直径部分426。特别是，滤芯402的大直径部分424最好布置在比流出管420入口422的径向位置R4稍稍宽的径向位置R3。实心裙部428最好形成在滤芯402的小直径部分426。裙部428最好相对顶盖组件414向上延伸并可向中心旋转轴线A-A倾斜。裙部428同样限定端部边缘430，在优选实施例中，该端部边缘430与转筒主体404底部406的间隔为H，其原因如上所述。不包含裙部428的滤芯402最好由滤膜构成，滤膜的尺寸为阻挡至少白血球，但允许血浆穿过。
在操作中，同样将抗凝全血输送到旋转转筒400的分离腔412。全血分离成RBC层432和具有表面436的血浆层434。由于滤芯402的滤膜造成的流阻，血浆层434的表面436“爬”上截头圆锥形滤芯的一部分，直到产生足够的压头以“泵送”血浆穿过滤膜，产生过滤的血浆438。而且，通过使裙部428的端部边缘430与转筒主体404的底部406间隔开高度H，在转筒400停止时就能够防止包括RBC在内的残余细胞接触滤芯402的内表面。
图5和6分别为优选滤芯支撑结构500的等比例视图和横截面侧视图。支撑结构500为整体圆柱形，其限定外圆柱形表面502、第一开口端504和第二开口端506。在支撑结构500的外表面502内形成有一个或多个暗渠部分，如暗渠部分508，这些暗渠部分最好包围支撑结构500表面区域的大部分。在优选实施例中，每个暗渠部分508相对外表面502凹进。在每个暗渠部分508内布置有多个间隔开的肋条510，每个肋条都包括与支撑结构500的外表面502齐平的顶面510a。每个暗渠部分508还包括多个放泄孔512(图5)，放泄孔提供与支撑结构500内部514(图6)的流体连通。更具体地，相邻肋条510之间的空间限定通向放泄孔512的相应通道516。
代替滤芯328的倾斜部分332(图3)，支撑结构500包括布置在第二开口端506的向内延伸的支架518(图6)。支撑结构500还包括与裙部334(图3)类似的裙部520。特别是，截头圆锥形的裙部520附装在支架518上并在支撑结构500的内部514从第二开口端506向第一开口端504延伸。裙部520还限定与第二开口端506相对的孔522，该孔522提供第一和第二开口端504、506之间的流体连通。
环置在支撑结构500上的是过滤介质(未示出)，其构造为阻挡一种或多种残余细胞，但允许血浆穿过。过滤介质可通过任何适当的方法附着在支撑结构500上，例如胶带、超声波焊接、热封，等等。由于肋条510的构造，过滤介质与各自的暗渠部分508间隔开。即，在暗渠部分508的区域，过滤介质由肋条510的顶面510a支撑。当血浆穿过过滤介质时，其进入到相应的暗渠部分508中。由此被过滤的血浆沿通道516流动，通过放泄孔512并进入到支撑结构的内部514内。支撑结构500最好安装在转筒主体302上(图3)，使得第一开口端504靠近顶盖组件312。如上所述，被过滤的血浆通过出口520(图3)被从转筒214中抽出。而且，裙部520的构造防止未被过滤的血浆被从转筒214中抽出或接触过滤介质的内表面。从而，裙部520的开口522允许供给管316(图3)穿过支撑结构500并在排除红血球或其它成份时允许空气进入转筒214的分离腔304内。
该技术领域的普通技术人员将会理解，只要在到达出口之间血浆被强迫穿过滤芯，其它的滤芯构造，包括支撑结构，都是可以的。
还应该理解，本发明的滤芯可相对可旋转的转筒主体固定。即，作为另外一种选择，滤芯可以固定以顶盖组件上，而不是固定在转筒主体上。还应该理解，本发明的滤芯可以结合到具有不同几何形状的离心转筒中，包括来自Haemonetics公司的钟形Latham系列离心转筒。
前面的描述涉及本发明的特定实施例。但是很明显，可以对所述实施例进行其它的变型和改变以获得它们的某些优点或全部优点。从而，该描述应被认为是举例性的，而不是限制性的。例如，只有某些结构将被过滤的血浆输送回入口，滤膜实际上就可布置在流出管入口的内侧。后附权利要求的目的旨在包括所有这种变型和改变。

Claims (15)

1、用于将全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该转筒包括：
转筒主体(302)，其可绕中心轴线旋转并限定整体封闭的分离腔(304)，该转筒主体(302)具有一个底部；
通道(324)，其包括布置在分离腔内用于从转筒中抽出一种或多种血液部分的出口(224)；
布置在分离腔(304)内的滤芯(328)，滤芯具有构造为阻挡第一血液部分中包含的一种或多种残余细胞的滤膜(330)，滤芯具有一个与离心转筒同轴设置的圆形横截面和一个在离转筒主体底部上方的一预定高度的底端，滤芯与出口配合使得第一血液部分(348)在到达出口并被从转筒中抽出之前穿过滤膜。
2、一种用于将全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该转筒包括：
转筒主体(302)，其可绕中心轴线旋转并限定整体封闭的分离腔(304)；
通道(324)，其包括布置在分离腔内用于从转筒中抽出一种或多种血液部分的出口(224)；
布置在分离腔(304)内的滤芯(328)，滤芯具有构造为阻挡第一血液部分中包含的一种或多种残余细胞的滤膜(330)，滤芯与出口配合使得第一血液部分(348)在到达出口并被从转筒中抽出之前穿过滤膜，其特征在于，滤芯(328)安装在转筒主体上以与转筒一起旋转，并且包括0.5到2微米的小孔。
3、根据权利要求1中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，第一血液部分是血浆(344)，一种或多种残余细胞包括白血球、红血球(340)和血小板。
4、一种用于将全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该转筒包括：
转筒主体(302)，其可绕中心轴线旋转并限定整体封闭的分离腔(304)；
通道(324)，其包括布置在分离腔内用于从转筒中抽出一种或多种血液部分的出口(224)；
布置在分离腔(304)内的滤芯(328)，滤芯具有构造为阻挡第一血液部分中包含的一种或多种残余细胞的滤膜(330)，滤芯与出口配合使得第一血液部分(348)在到达出口并被从转筒中抽出之前穿过滤膜，其特征在于，出口是流出管，通道包括入口，并滤芯包括绕中心轴线同轴对准的圆柱形部分，至少滤芯的一部分相对中心轴线位于入口的径向外侧。
5、根据权利要求4中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，离心转筒包括具有供给管件(316)的血液输入口(220)，供给管件接收基本在转筒底部(220)进行处理的血液，并圆柱形滤芯(328)还包括位于转筒底部上方预定高度的倾斜部分(332)，该倾斜部分向中心轴线倾向并向下向中心轴线方向会聚。
6、根据权利要求5中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，转筒主体包括底部，圆柱形滤芯还包括内实心裙部(334)，该裙部相对转筒底部从倾斜部分向上延伸。
7、根据权利要求6中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，滤芯的实心裙部包括塑料材料并具有圆周边缘(336)，该圆周边缘与转筒主体底部间隔开，使得能够防止在分离腔中剩余的一种或多种血液部分溢出裙部并接触相对中心轴线的滤芯内表面。
8、根据权利要求6中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，实心裙部包括用硅制造的基本垂直的圆柱形件。
9、根据权利要求8中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，截头圆锥形的滤芯具有大直径部分，该部分布置在通向流出管的入口的相对中心轴线的径向外侧。
10、一种用于将全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该转筒包括：
转筒主体(302)，其可绕中心轴线旋转并限定整体封闭的分离腔(304)；
通道(324)，其包括布置在分离腔内用于从转筒中抽出一种或多种血液部分的出口(224)；
布置在分离腔(304)内的滤芯(328)，滤芯具有构造为阻挡第一血液部分中包含的一种或多种残余细胞的滤膜(330)，滤芯与出口配合使得第一血液部分(348)在到达出口并被从转筒中抽出之前穿过滤膜，其特征在于，滤膜至少部分由对一种或多种残余细胞具有亲合力的介质构成。
11、根据权利要求10中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，滤膜还包括微孔部分。
12、一种用于将全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该转筒包括：
转筒主体(302)，其可绕中心轴线旋转并限定整体封闭的分离腔(304)；
通道(324)，其包括布置在分离腔内用于从转筒中抽出一种或多种血液部分的出口(224)；
布置在分离腔(304)内的滤芯(328)，滤芯具有构造为阻挡第一血液部分中包含的一种或多种残余细胞的滤膜(330)，滤芯与出口配合使得第一血液部分(348)在到达出口并被从转筒中抽出之前穿过滤膜，其特征在于，滤膜包括两层或多层。
13、根据权利要求12中所述的血液处理离心转筒，其特征在于，每个滤膜层都具有孔眼尺寸，滤膜层的孔眼尺寸向出口方向逐渐减小。
14、用于从全血中收集血浆部分的方法，该方法包括如下步骤：
向具有分离腔和一个底部的旋转离心转筒供应全血；
在分离腔内用离心方法将全血分离成多种部分，包括血浆部分；
迫使血浆部分径向向内穿过布置在分离腔中的滤芯以阻挡非血浆物质，包括任何无关的白血球、红血球和血小板，滤芯具有一个在离转筒主体底部上方的一预定高度的底端；
从离心转筒中将被过滤的血浆从滤芯内部区域抽出。
15、用于将承受离心作用的全血分离成血液部分的血液处理离心转筒，该离心转筒具有轴线并包括：
转筒主体(302)，可绕其轴线旋转并整体限定基本封闭的离心分离腔并具有封闭的底部；
用于使从承受离心作用的全血中分离出的血浆作为流出物被抽出的通道，通道包括布置在分离腔内的血浆出口，所述血浆出口的入口与转筒轴线距离为R1；
导入待处理血液的输入口(220)，所述输入口包括基本延伸到转筒主体底部的供给管件(316)；
具有滤膜的滤芯，滤膜只允许血浆通过，而不允许包括白血球、红血球和血小板在内的非血浆成份通过，所述滤膜具有与离心转筒轴线基本同轴布置的圆形横截面，所述滤膜包括至少截头圆锥形构造的部分，该部分的倾斜会聚端朝下并终止于转筒主体底部上方的预定高度H处，所述截头圆锥形构造具有内部半径为R2的上端，其中R2＞R1。
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