CN1299832C - 血液处理设备的芯体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有旋转的芯体的离心转头，所述转头包含形成初级分离室的旋转的转头体。一般为圆柱形并且置于转头体内的芯体形成次级分离室。一个静止的头部组件经过旋转密封安装在转头体的顶部。静止的头部组件包括用于接收全血的输入口和从中取出一或多种血液成分的输出口。输入口与伸入进初级分离室的馈送管流体连通。输出口与输入到转头体内的流出管流体连通。流出管包括在相对于转头中心、旋转轴的第一径向位置上的进入通道。所述芯体安排在从进入通道到流出管向外的第二径向位置上并且包括一或多个用于在初级和次级分离室之间提供流体连接的通道。密封区相对于头部组件和芯体双方对转头体的连接点形成在芯体的上边缘处。还提供了一种使用本发明的芯体从献血者接受全血的组分的方法。

Description

血液处理设备的芯体
技术领域
发明涉及分离血液和其它生物学流体的离心机转头。更具体地，本发明涉及具有改进了的芯体的离心机转头，所述芯体帮助从全血中分离和收集各种血液成分。
技术背景
已知在现有技术中用全血输血，但是当前的趋势是只采集和输注特定患者需要的那些血液成分或者组分。人血主要包括三种专一化的细胞-红血球、白血球和血小板-它们悬浮在蛋白质和其它称为血浆的化学成分的复合水性溶液中。当前的使用成分输血的方法保护可得到的血源并且在许多情况下，因为患者不再不必要地接触其它的血液成分从而不用担心受感染或者输入其它血液成分可能引起的不良反应的风险，会对患者更加有利。输血中较常用的血液组分是红血球和血浆。例如，血浆输血通常用作补充损耗的凝结因子。确实，仅在美国每年就输约两百万血浆单位。采集的血浆通过分级分离也分成其构成的成分储存，包括诸如因子VIII、清蛋白、免疫血清球蛋白等之类的蛋白质。
一种把全血分离成各种构成成分，包括血浆，的方法是“血袋”离心。根据这种方法，把一或多个单位的抗凝处理的全血收集于血袋中。然后把血袋插入到实验室离心机中超高速旋转，使血液经受许多倍的重力的力。这导致各种血液成分按其密度分层。具体地，密度较高的成分，譬如红血球从密度较低的成分，譬如白血球和血浆分离出。然后可以从血袋中挤出各个血液成分并且分别加以收集。
另一种分离方法称为转头离心。1991年1月8日授与Headley的美国专利4,983,158“‘158专利”公开了一种具有无缝的转头体和内芯体的离心转头，所述内芯体包括四个位于所述芯体的顶部的周边槽。离心转头插入卡头，所述的卡头高速旋转转头。利用此装置的离心通过从献血者抽全血，在血中混合抗凝剂然后把它泵入旋转的离心转头进行。把密度较高的红血球从转头中心轴线径向向外迫出并且沿转头的内壁收集。把密度较低的血浆经转头的出口迫出并且单独地收集。
‘158专利的离心转头还可以用于进行分离性输血。分离性输血是一种从献血者身上抽全血并且分离、收集所需要的血液成分而其它的血液成分输回献血者的处理方法。通过把某些血液成分(例如红血球)返回给献血者，一般可以采集大量的其它成分(例如血浆)。
尽管离心系统一般具有高分离效率，但采集的血浆却可含有某些残余的血细胞。例如在使用模塑制造的离心转头的一次性装具时，每微升采集的血浆通常含有0.1至30个白血球及5,000至50,000个血小板。这至少部分是由于转头的转速限度和需要保持转头的填充速度超过每分钟60毫升(mL/min)以缩短采集时间，因此引起血液成分在转头内稍有重新混合。
把全血分离成其各种成分的另一个方法是膜滤。膜滤处理通常含有或内部或外部的过滤介质。授与Baxter美国专利4,871,462(“‘464专利”)提供一种使用内部过滤的膜滤系统的例子。‘462专利的装置包括一个具有静止的圆柱形容器的滤器，所述的容器内装有可旋转的圆柱形的滤膜。容器与膜一起在容器的侧壁与滤膜之间形成狭窄间隙。在分离性输血的过程中把全血引进到该狭窄的间隙中。以足够的速度旋转内部滤膜在流体中产生所谓的泰勒氏涡流。泰勒氏涡流的存在基本上引起把血浆驱过膜的剪力，同时把红血球扫开。
现有技术的膜滤装置常可制造具有很少残余细胞(例如白血球)的较纯血液产品(例如血浆)。然而，它们通常含有许多可能成本较高的复杂的部件，使之难于制造并且成本高昂。反之，现有技术的离心装置通常制造成本低，这是因为它们设计简单并且需要较少的部分和/或材料。然而这些装置却不能够产生如膜滤装置所产生的同样纯度特性的血液成分。
还可以把离心和膜滤结合进一个血液处理系统中。例如，图1示出一种转头离心系统100，它还包括外部的过滤介质142。系统100包括加载到血液处理机104上的一次性装具102。装具102包括用于从献血者的手臂108抽血的静脉取血针106、抗凝剂容器110、临时红血球(RBC)存放袋112、离心转头114、初级血浆收集袋116和成品血浆收集袋118。输入管线120把静脉取血针106连接到转头114的入口122，而输出管线124把转头114的出口126连接到初级收集袋116。滤器142置于把初级和成品血浆收集袋116和118连接起来的次级输出管线144中。血液处理机104包括控制器130、马达132、离心卡头134和两个蠕动泵136及138。控制器130可操作连接到两个泵136和138，并且连接到马达132，马达132再驱动卡头134。
在工作时，通过第一蠕动泵136馈给输入管线120，并且把从连接到输入管线120的抗凝剂110发出的馈送线140馈入到卡头134中。然后把静脉取血针106插入进献血者的手臂108中并且控制器130启动蠕动泵136和138，从而把抗凝剂与取自献血者的全血混合，并且经输入管线120把抗凝处理的全血输送进离心转头114。控制器130还启动马达132经卡头高速旋转转头114。转头114的旋转使全血按密度分离成分开的层。具体地，密度较高的红血球积聚在转头114的周边，而密度较低的血浆在红血球之内形成有环面的环形层。经过转头114的流出口(未示)把血浆迫出并且从输出口126放出。从该输出口用输出管线124把血浆输送到初级收集袋116。
当取出了所有的血浆并且转头114充满RBC时，通常停机并且把第一泵136反向以把RBC从转头114输送到临时RBC收集袋112。一旦清空了转头114，就恢复从献血者采集和分离全血。在处理结束时，经静脉取血针106把转头114和临时收集袋112中的RBC返回给献血者。然后处理这时充满血浆的初级血浆收集袋116。具体地，打开一个阀门(未示)让血浆流过次级输出管线114、过滤器142，然后进入成品血浆收集袋118。
尽管与常规的离心比较，图1所示的结合系统可以产生较纯的血液制品，但是生产成本过高。
发明内容
简而言之，本发明针对一种带有新颖结构的旋转芯体的离心转头。所述的离心转头包括形成初级分离室的旋转的转头体。一个静止的头部组件经过旋转密封安装在转头体的顶部。静止的头部组件包括用于接收全血的输入口和从中取出一或多种血液成分的输出口。输入口与伸入进初级分离室的馈送管流体连通。输出口与伸入到转头体内的流出管流出连通。流出管包括在相对于转头中心旋转轴的第一径向位置上的进入通道。一般是圆柱形的芯体也置于转头体内并且在其内形成次级分离室。至少一个部分芯体安排在从进入通道到流出管向外的第二径向位置上并且包括一或多个用于在初级和次级分离室之间提供流体连接的通道。
根据本发明，芯体有一个相对于头部组件和芯体双方对转头的连接点的上边缘处的密封区。所述的密封区没有任何穿孔、槽或者孔洞，并且基本上延伸在芯体的轴心长度上，例如芯体长度的四分之一或者以上。与密封区相邻的是流体传送区，它可以延伸在芯体的其余长度上，例如芯体长度的四分之三。在一个特定实施方案中为圆形孔的一或多个通道位于芯体的流体传送区中。通过合并没有任何穿孔、槽或者孔洞的上部实心区，把穿过芯体的上部通道相对于头部组件和芯体的连接点布置在远处。
在工作时，由离心卡头旋转转头。抗凝处理的全血送入输入口并且经馈送管送入转头体。由转头的旋转在分离室内产生的离心力使全血在初级分离室内分离成其分开的成分。具体地，密度较高的红血球对转头体的周边形成第一层，而密度低于红血球、基本上由血浆组成的其余成分在红血球层之内形成有环面的环形层。随着更多的全血送进转头体，环形的血浆层继续封闭在内并且最终接触芯体。血浆层包括某些非血浆的血液成分，通过芯体的传送区中的通道，然后进入次级分离室。
在次级分离室内，由转头的旋转所产生的相同离心力引起血浆成分进一步与芯体内的非血浆的血液成分分离。在次级室内分离了的血浆被驱向流出管的进入通道，在此处从转头内取出。密封区和传送区的结合帮助建立较均匀的流动模式，从而促进次级分离室中的血浆进一步分离。进入了次级分离室内的非血浆成分优选地远离流出管，甚至可以经芯体的传送区内的附加通道被迫回初级分离室。为了收集血浆以外的其它血液成分，继续旋转转头，从而让血小板、白血球和/或红血球得以收取。
附图说明
参阅以下详细说明结合附图不难很快理解本发明的以上特征，在图中：
如上所讨论，图1是血浆分离性输血系统的方框图；
图2是根据本发明的血液处理系统的方框图；
图3是图2所示的离心转头的截面图，示出本发明芯体的一个特定实施方案；
图4是沿图3的4-4线截取的离心转头的局部剖视图；
图5-7是本发明芯体的变通构造的部分剖开的侧视图；
图8是本发明芯体的第二变通构造的部分剖开的侧视图；和
图9和10是图8所示芯体的变通构造的部分剖开的侧视图。
具体实施方案的详细说明
在本说明书和所附的权利要求书中，除非上下文另有要求，以下术语具有所指出的意义：
图2是根据本发明的血液处理系统200的方框图。系统200包括可以加载到血液处理机204上的一次性收集套件202。收集套件202包括：用于从献血者的手臂208抽血的静脉取血针206；抗凝剂容器210，譬如Pall公司分公司MedSep制造的AS-3；临时红血球(RBC)存放袋212(按收集的血液成分和进行的作业次数任选配置)；离心转头214；以及成品血浆收集袋216。输入管线218把静脉取血针206连接到转头214的入口220，而输出管线222把离心转头214的出口224连接到血浆收集袋216。馈送管线225把抗凝剂210连接到输入管线218。血液处理机204包括控制器226、马达228、离心卡头230和两个蠕动泵232及234。控制器226可操作连接到两个泵232和234，并且连接到马达228，马达228再驱动卡头230。
一个适用于本发明的血液处理机的例子是马萨诸塞州的Haemonetics Corporation of Braintree销售的PCS系统。
本发明的离心转头的构造
图3为本发明的离心转头214的侧视截面图。转头214包括形成封闭的初级分离室304的一般为圆柱形的转头体302。转头体302包括基底306、开口的顶308和侧壁310。转头214还包括头部组件或者喷口盖组312，它经过环形的旋转密封安装在转头体302的顶部308上。头部组件312包括输入口220和输出口224。从头部组件312伸入分离室304的是与输入口220流体连通的馈送管316。馈送管316具有开口318，当头部312安装在转头体302上时，其优选被布置到接近转头体302基底306。头部组件312还包括输出口，譬如置于转头214之内的流出管320。流出管320可放置到接近转头体302的顶部308。在一个特别实施方案中，流出管320由一对间隔开的圆盘322a和322b形成，这对圆盘322a和322b形成通道324，其一般圆形的进入通道326位于相对于转头214的旋转中心轴A-A的第一径向位置R1处。
一种适用于本发明的头部组件和转头体说明于授与Headley的美国专利4,983,158(“‘158专利”)，该专利在本文中全文引作参考。然而应当理解，其它的转头构造也可以有利地用于本发明。
置于转头体302中的是一般为圆柱形外壁330的芯体328，所述外壁330具有相对于轴A-A的外表面325和内表面327。外壁330或者至少部分优选地放置于稍处于第一径向位置R1外面的第二径向位置R2处，第一径向位置R1形成通道324的进入通道326，如上所述。芯体328可以，但是不必需包括能直接或通过套筒342结合到外壁330的内表面327的内壁340。包括对接收馈送管316开口的第一和第二端343和344的内壁340可以是圆锥的构造，也可以采用截锥形状。如下文所详述，芯体328形成一个相对于轴A-A位于外壁330内部的次级分离室360。次级分离室360可以以外壁330、套筒343和内壁340为界。
图3A是图3转头和芯体的局部放大图。如图所示，转头顶308形成在组装转头时把芯体328容纳于其中的开口366。转头顶308还可形成一个至少部分地沿轴向延伸并且形成内表面380a的颈部380。芯体328的上部382配合地与转头颈380的内表面380a接合从而在其间提供流体密封。就是说，芯体上部382可以贴合在颈380的内表面380a上。结果，芯体328具有总的轴向长度“L”和定义为芯体328伸入初级分离室304的部分的有效轴向长度“U”。有效长度“U”基本上等于总长“L”减去转头颈380的轴向长度。
在一个特定实施方案中，芯体328的有效长度“U”大体上沿转头体302的轴向长度(例如约50％或者以上)延伸。芯体328优选地与旋转轴对称。换言之，在把芯体328插入进转头体302中时，芯体328的轴与旋转轴A-A对齐。芯体328当插入进转头体302时具有可以接近转头体302的开口顶部308的顶部364。根据本发明，外壁330包括密封区370和流体传送区372。所述的密封区372没有任何穿孔、槽或者孔洞。置于芯体328的流体传送区372内的是至少一个从外壁330延伸的一般标以332的芯体通道。通道332让初级分离室304和次级分离室360之间流体连通。而且，流体可以从次级分离室360流到流出管320(图3)，因此经头部组件312的输出口224从转头214中取出。
芯体328的密封区370优选延伸在芯体328的显著的轴向长度“H”上。更具体地，密封区370的轴向长度“H”大于芯体328的有效长度“U”的约15％。优选地，“H”约为芯体328的有效长度“U”的15-60％，并且更优选地约为25-33％。流体传送区372构成为芯体328的有效长度“U”的其余长度。换言之，流体传送区372的长度是“U”减去“H”。对于具有大约75毫米(mm)的有效轴向长度“U”的芯体328，密封区370的长度“H”优选在大约11-45mm的范围。在一个特别实施方案中，长度“H”大约为20mm。
在一个具体的实施方案中，沿芯体328的外壁330的传送区372形成多个通道，包括至少一个(并且优选两个)在外壁330的对侧上的相对于转头基底306的下芯体孔344a和344b(图3)，和至少一个(并且优选六个)也一般形成在外壁330的对侧上的相对于转头顶部308的上芯体孔335a-b、336a-b和337a-b。尽管图3示出沿外壁330轴向等距间隔开的上芯体孔335、336和337，应当认识到上芯体孔335、336和337相互间的轴向和周向间隔是无关紧要的。因为密封区370没有任何的孔、通道或者孔洞，在芯体328中相对转头顶部308最上面的通道325a-b与转头顶308和/或头部组件312远距离间隔开。
另外，至少某些最上面的通道325a-b、326a-b和327a-b也相对于转头顶308中的开口366向内间隔径向距离“D”。对于直径49mm的开口366，距离“D”优选地在约0-25mm的范围或者是转头体302中的开口366的0-63％。在一个具体的实施方案中，距离“D”约为0.5-15mm或者1.3-31％，并且更特别地是约3.3mm或者芯体328直径的8％。
本发明范围内可采用的芯体通道构造包括槽和/或圆孔。当芯体通道332是槽时，槽的尺寸可以不同。例如槽的轴向长度可以是1至64mm。当芯体通道332是圆孔时，其直径可以在0.25至10毫米。在一个具体的实施方案中，芯体通道332是直径大约0.5-4mm的孔，更特别地，直径是1.0mm。
除了加入密封区370之外，外壁330的内表面327优选地沿轴向倾斜，而不是平行于轴向。更具体地，内表面327的斜率可以由从平行于旋转轴A-A的线366伸向外壁330的内表面327的角α确定。内表面327的倾斜角α可以在约+10度到-10度之间，即内表面327可具有反坡。在一个特别的实施方案中，α在约+2度到-2度之间，并且更特别地是大约10度。外壁330的外表面325也可以是从平行于旋转轴A-A的线374伸向外壁330的外表面325的角β。外表面325的倾斜角β可以在约0度到15度之间。在一个具体的实施方案中，在外壁325中没有倾斜。
对于有均匀厚度的外壁330，倾斜的内表面327也导致加在外表面325上的相同的倾斜。或者，外壁330可以在厚度上是渐细的从而在内表面327倾斜的同时使外表面325保留平行于旋转轴A-A。外壁330还可以以使内表面327和外表面325都相对于旋转轴A-A倾斜的方式在厚度上渐细。
内壁340长度上可稍短于外壁330，并且可以是均匀厚度。在设有内壁340处，下芯体孔334a-b形成在外壁330上使得它们接近套筒342提供从初级分离室304进入次级分离室360的流体连通。芯体328优选地用生物相容性的材料，譬如高密度的聚苯乙烯或者聚氯乙烯(PVC)形成，并且有一般平滑的表面。
本发明的操作
下面的讨论说明本发明的从全血样品收集血浆的操作。然而，应当认识到，血浆只是一个用本发明的离心转头和芯体可以分离的血液组分。也可以所述的方式简单地在取出血浆成分后继续工作收取血小板和白血球。给定血液组分的相对密度，还可以认识到通过继续运行本发明首先会取出血小板，然后是白血球。还会认识到本发明提供比本领域内迄今公知地其它离心装置更纯的红血球，因为在取出其它全血成分后初级分离室中剩余的红血球将含有较少的残余全血因素。因此，尽管下面的讨论详于本发明的操作，但是绝不把本发明的应用限制于只从全血收集血浆。
在操作时，把一次性收集套件202(图2)加载到血液处理机204上。具体地，规定输入管线218穿过第一泵232并且馈送管线225从抗凝剂容器210穿过第二泵234。把离心转头214牢固地装进卡头230，同时把头部组件312固定不动。然后把静脉取血针206插入献血者的手臂208。接着控制器226启动泵232和234及马达228。泵232和234的工作把来自献血者的全血与来自容器210的抗凝剂混合，然后递送到转头214的输入口220。马达228的工作驱动卡头230，卡头230再旋转转头214。抗凝处理的全血从馈送管316(图3)流出并进入初级分离室304。
在旋转的转头214内产生的离心力把血液推向初级分离室304的侧壁310。转头214的连续旋转引起初级分离室304中的血液按密度分离成分开的层。具体地，全血的密度最大的RBC对侧壁310的周边形成第一层346。RBC层346具有表面348。相对于轴A-A在RBC层346内，层350也有表面352。在RBC和血浆346及350层之间还可形成含有白血球及血小板的血沉棕黄层354。
随着另外的抗凝处理的全血递送到转头214的初级分离室304，每个层346、350和354“生长”，并且血浆层350的表面353向中心轴A-A移动。当把足够的全血引进到初级分离室304中时，血浆层350的表面352接触芯体328的圆柱形外壁330并且通过穿过芯体通道332(即芯体孔334-337)进入次级分离室360。
尽管有通道332的构造，进入次级分离室360的血浆可包括残余的血液成分，譬如白血球和血小板。然而，一旦进入次级分离室360内，血浆350就受到转头214和芯体328的继续旋转进行次级分离处理，并且形成第二血浆层356(图4)。第二血浆层356以与初级分离室304中发生的分离处理的相同方式从可能经通道332进入次级分离室360的非血浆成分进一步地提纯。就是说，由转头214和芯体328旋转产生的推动密度较大的红血球离开旋转轴A-A并朝向转头壁310的相同的离心力迫使次级血浆层356中的非血浆成分离开旋转轴A-A并且面向倾斜的内表面327或外壁330。
如图4所示，转头214和芯体328旋转产生的力，以及外壁330的内表面327下向倾斜的联合影响引起残余的非血浆成分354向套筒342移动，从流出管320离开，并且使得能够在次级分离室360内形成纯的第二血浆层356。非血浆成分甚至可以均匀地经下芯体孔334a-b退出次级分离室360并且返回初级分离室304。在非血浆成分354被迫出次级分离室360的同时，较纯的血浆层356“爬”上外壁330的倾斜的内表面327直到产生足够的压力头，如箭头P所示把血浆“推”入流出管320的进入通道326(图4)。由此处经输出口224把血浆取出转头214并且经输出管线222(图2)载送进血浆收集袋216。
随着另外的抗凝处理的全血被递送到转头214以及取出分离了的血浆，RBC层346的厚度将增长。当RBC层346的表面348抵达芯体328时，表明所有的初级分离室304中的血浆都被取出了，这时优选地暂停处理。
RBC层346的表面348抵达芯体328的事实可以光学地检测。具体地，芯体328的外壁330可以包括一或多个光检测器358(图3)，它们可以绕芯体328的整个圆周延伸。反射器358可以是一般三角形截面的并且形成反射面358a。反射器358与位于血液处理机204中的光发射器和检测器(未示)配合以检测在相对于芯体328的预选的点处RBC的存在，引起向控制器226递送相应的信号。控制器226作出响应暂停处理。
应当理解，可以把光学部件和控制器226构造为在其它的条件下和/或检测到其它血液组分时暂停转头灌充。
具体地，控制器226关闭泵232和234及马达228，从而停止转头214。没有了离心力，层346中的RBC落到转头214的底上。就是说，RBC沉积到头部组件312对面的初级分离室304的底上，而次级分离室360中的非血浆成分排出次级分离室360并且经过下芯体孔334进入转头体302。
在等待RBC在停止了的转头214中沉积足够的时间以后，控制器226反向启动泵232。这使得把转头214下部的RBC向上抽进馈送管316并且经输入口220抽出转头214。然后把RBC经输送管线218输送进入临时RBC储存袋212。应当理解可以操作一或多个阀门(未示)以确保把RBC输送到袋212。为了促进从转头214清空RBC，套筒342的构造优选地让空气从血浆收集袋216容易地进入初级分离室304。就是说套筒342从馈送管316隔开得使它不阻挡空气从流出管320流到分离室304。因此空气不需要跨过湿的芯体328就能使RBC清空。应当理解这种套筒342的构造和安排还在转头灌充的过程中促进空气从分离室304中清空。
当所有的RBC从转头214转移到临时储存袋212以后，系统220就准备好开始下一个血浆收集的作业了。具体地，控制器226再次启动泵232和234及马达228。为了在下一个作业前“清洁”芯体328，控制器226优选以这种方式(或以这种顺序)启动泵232和234及马达228，使得以其工作速度转动转头214一段时间，然后再让另外的抗凝处理的全血抵达初级分离室304。这种转头214和芯体328的旋转迫使可能粘附或者被“捕获”在次级分离室360中的残余血细胞流向室360下方并且经下芯体孔334流出芯体328。从而有效地“清洁”可能在上个作业中粘附在其表面上的残余的血细胞，然后如前所述进行血浆收集处理。
具体地说，抗凝处理的全血在转头214的初级分离室304中分离成其构成的成分，而经过芯体328泵送血浆。分离开的血浆从转头214取出并且沿输出管线222输送到血浆收集袋216，添加到第一次作业中收集的血浆内。当转头214的初级分离室304再次充满RBC(由光学检测器检测到)时，控制器226停止收集处理。具体地，控制器226关闭泵232和234及马达228。如果处理完成后(即献出了所希望的血浆量)，系统把RBC返还给献血者。具体地，控制器226反向启动泵232和234把RBC从转头214和从临时储存袋212经输入线218泵出。RBC流经静脉取血针206从而返还献血者。
在把RBC返回还给献血者以后，可以撤走静脉取血针206，放走献血者。这时充满了分离血浆的血浆收集袋216可以从一次性收集套件202上脱离开并且加以密封。一次性套件202的其余部分，包括针头、袋210、212和转头214可以丢弃。把分离了的血浆发往血库或者医院或者用血浆制造各种成分的分级中心。
一个具体实施方案中，系统200包括一或多个用于检测芯体328是否受阻塞的装置。具体地，血液处理机204可以包括一或多个连接到控制器226上的常规的流体流动传感器(未示)，以用于测量抗凝处理的全血向转头214中的流动和分离了血液向转头214外的流动。控制器226优选地监测流动传感器的输出，并且如果在一段时间内全血的流动超过了血浆的流动，控制器226优选地暂停收集处理。系统220还可以包括一或多个检测红血球在输出管线222中存在的常规管线传感器(未示)。在输出管线222中存在RBC可能表明在分离室304中的血液成分溢出套筒342。
应当理解，本发明的芯体328可以有其它的构造。图5-7示出各种其它的芯体构造。
例如图5为另一种芯体500的侧视截面图。在此实施方案中，芯体500有形成外壁502、第一或者上开口端504及第二或者下开口端506的一般为圆柱形的形状。外壁502包括三对对置的上芯体孔512和一对对置的下芯体孔526，此对下芯体孔526提供经外壁502的流体连通，与图3的实施方案相类似。芯体500还包括内壁530和置于内壁520与外壁502的内表面524之间的套筒518。在此实施方案中，内壁520、套筒518和外壁502的内表面524协同形成第二分离室514。
外壁502还有外表面508。形成在外表面508上的是多个间隔开的肋510。就是说，肋510可以绕壁502的外表面508的全部或者部分圆周地延伸。相邻的肋510之间的间隔优选地形成通到孔512和526中的相应的槽路516。
图6为另一种芯体600的侧视截面图，这是图5的芯体构造500的变例。此实施方案的芯体600类似地包括外壁602、内壁620和置于内壁620与外壁602的内表面624之间的套筒618。内壁620、套筒618和外壁602的内表面624协同形成第二分离室614。在此实施方案中，芯体600还包括多个肋610和多个大体上沿芯体600的外壁602的轴向长度布置的芯体孔612。就是说，不是提供一或者多个上芯体孔及一或多个下芯体孔，而是沿芯体600的轴向长度相对均匀地分布有一串芯体孔612。然而最上面的芯体孔，例如孔612，还是与芯体600上的第一开口620以对芯体500所述的方式间隔开。
图7为另一种芯体700的侧视截面图，这是图5的芯体构造的另一个变例。此实施方案中，芯体700包括外壁702、内壁706和置于内壁706与外壁702的内表面716之间的套筒712。内壁706、套筒712和外壁702的内表面716协同形成第二分离室714。一对下芯体孔710优选地伸过近处套筒712的外壁702。一对上芯体孔708优选地以相对于第一开口端720间隔开的关系伸过外壁702。如图所示，套筒712在芯体700中安置得较高。从而由内壁706形成的截锥布置在大约为芯体700的上三分之一或者一半处，与其它实施方案中伸过芯体的轴向长度大体上相反。
图8-10示出芯体的另一个构造。图8为芯体800和转头830的侧视截面图。更具体地，芯体800包括形成内表面810的外壁804。一对上芯体孔806邻接密封区812布置在芯体800上。外壁802的内表面810从头部组件840倾斜开。在工作时，血浆以上面所述的方式通过第二串芯体孔806。一旦在次级分离室808之内，就通过继续旋转转头830和芯体800进一步分离血浆以形成“更纯”的血浆层。而且内表面810的倾斜还造成残余的细胞以与上述说明相似的方式，沿外壁804向下移动并且经下芯体孔802移出。如图所示，芯体800不包括内壁。
应当理解，在芯体804中只能形成单个的通道806。
图9为芯体900的侧视截面图，这是图8所示芯体构造800的变例。在此实施方案中，芯体900包括具有内表面908的外壁906，所述内表面908形成次级分离室909。可以围绕芯体900的外壁906布置多个肋902。如同在图6的实施方案的芯体600，沿芯体600的轴向长度相对均匀地分布有一串芯体孔904。
图10是图9中所示的芯体900的又一个变例的侧视截面图，其中芯体900包括形成套筒过孔912的套筒910。在此实施方案中，芯体900不包括内壁。而且套筒过孔912的设计成，例如尺寸定得从头部组件接收馈送管。把它的尺寸也定到防止全血溅回芯体内。
本领域内普通技术人员会理解还可以有其它的芯体构造，只要在血浆抵达输出口之前迫使血浆穿过芯体。例如，本领域内普通技术人员还会认识到可以把过滤介质缠绕或者另安置在芯体的外壁周围。或者，本领域技术人员会认识到过滤介质整合或加入到芯体结构中。具有肋的那些实施方案特别适于附加过滤介质或者滤膜。还可以把过滤介质放置在芯体内以过滤进入次级分离室内的血液成分。
还要理解，本发明的芯体可以相对于可旋转的转头体静止。就是说，所述芯体还可以固定在头部组件上而不是固定在转头体上。还应当理解本发明的芯体可以加入到具有不同的几何状态的构造转头中，包括Haemonetics公司供应的的钟形的Latham系列构造转头。而且，芯体可以是做成圆锥形的(即具有厚度均匀的壁，但是形状做得例如像沙漏)。另外，芯体的外壁可以有与本文说明相反的倾斜。
以上的说明针对本发明的具体实施方案。但是很明显可以对所述的实施方案进行其它的变形和修改旨在得到某些或者所有的优势。因此，以上说明只是举例的方式而不是限制的方式。所附权利要求书旨在覆盖所有落入本发明精神实质和范围的这种变形和修改。

Claims (19)

1.一种血液处理离心转头(214)，用于把全血分离成组分，所述转头包括：
可绕一轴旋转的转头体(302)，所述转头体具有形成初级分离室(304)的开口端(308)和基底(306)；
容纳在所述转头体的开口端内的头部组件(312)；
置于所述转头体内的输出口(224)，用于从转头体内取出一或多种血液组分；和
置于转头体内的芯体(328)，所述芯体形成次级分离室(360)，并包括至少其部分相对于旋转轴是输出口外部的外壁(330)，所述外壁具有相对于头部组件置于芯体上部的密封区(370)和与所述密封区邻接的流体传送区(372)，以及
至少一个芯体通道(332)经流体传送区(372)内伸过外壁，用于在初级分离室与输出口之间提供流体连通；
密封区(370)没有任何穿孔、槽或者孔洞；
芯体(328)具有伸入到初级分离室内的有效轴向长度(U)，所述密封区具有的轴向长度(H)，以及密封区的长度为所述芯体有效长度的15-60％；以及
芯体的外壁(330)具有相对于旋转轴的内表面(327)，并且所述内表面倾斜形成相对于旋转轴线的倾斜角α，倾斜角α在+10度至-10度的范围。
2.如权利要求1所述的血液处理离心转头，其中所述芯体(328)具有伸入到初级分离室内的有效轴向长度(U)，所述密封区具有轴向长度(H)，以及密封区的长度为所述芯体有效长度的25-33％。
3.如权利要求1所述的血液处理离心转头，其中倾斜角α为+2到-2度之间。
4.如权利要求2所述的血液处理离心转头，其中倾斜角α为1度。
5.如权利要求4所述的血液处理离心转头，其中所述芯体安装在随其旋转的转头体上。
6.如权利要求5所述的血液处理离心转头，其中所述输出口是包括进入通道(326)的流出管，并且至少芯体的部分相对于旋转轴位于所述进入通道的外部。
7.如权利要求6所述的血液处理离心转头，其中芯体的外壁共轴地排列在周围并且相对于旋转轴置于流出管的进入通道的外部。
8.如权利要求1所述的血液处理离心转头，其中至少一个芯体通道(332)邻接所述密封区。
9.如权利要求1所述的血液处理离心转头，其具有多个形成在芯体的流体传送区中的芯体通道(334b，335b，336b)。
10.如权利要求9所述的血液处理离心转头，其中至少一些芯体通道(335b)邻接所述密封区。
11.如权利要求10所述的血液处理离心转头，其中所述外壁包括至少两个形成在外壁的上部的上芯体孔。
12.如权利要求9所述的血液处理离心转头，其中所述芯体还包括相对于旋转轴的内壁(340)，所述内壁连接在外壁上，在外壁内轴向地延伸，并且没有任何穿孔、槽或者孔洞。
13.如权利要求12所述的血液处理离心转头，其中所述内壁是具有第一和第二开口端的圆柱形形状。
14.如权利要求13所述的血液处理离心转头，其中所述芯体还包括至少一个与内壁与外壁连接点相邻布置的芯体通道(334b)。
15.如权利要求1所述的血液处理离心转头，其中所述芯体还包括光学反射器(358)。
16.如权利要求1所述的血液处理离心转头，其中所述芯体还包括至少一个在外壁周围布置的肋(610)。
17.如权利要求16所述的血液处理离心转头，其还包含在所述至少一个肋上缠绕在外壁的外表面上的过滤介质。
18.一种从全血提取一或多种血液组分的方法，所述方法包含下列步骤：
提供一种血液处理离心转头(302)，所述转头具有可绕一轴线旋转的转头体，所述转头体形成封闭的初级分离室(304)，该初级分离室具有开口端(308)，容纳在所述转头体的开口端内的头部组件(312)，置于所述转头体内的输出口(224)，和置于所述转头体内并且在其中形成次级分离室(360)的芯体(328)，所述芯体包括至少其部分相对于旋转轴是输出口外部的外壁(325)，所述外壁具有相对于头部组件置于芯体上部的密封区(370)，与所述密封区邻接的流体传送区(372)；
芯体具有至少一个芯体通道(332)经流体传送区(372)内伸过外壁，和总体轴向长度(L)，密封区具有轴向长度(H)，以及密封区的长度为所述芯体总体长度的25-60％；
血液处理离心转头的密封区(370)没有任何穿孔、槽或者孔洞；
芯体的外壁(330)具有相对于旋转轴的内表面(327)，并且所述内表面倾斜形成相对于旋转轴线的倾斜角α，倾斜角α在+10度至-10度的范围；
旋转血液处理离心转头；
向旋转的离心转头供应全血；
在初级分离室(304)内把全血分离成组分，包括较低密度的组分；
迫使较低密度的血液组分通过旋转的芯体，与至少某些残余的细胞一起进入次级分离室(360)；
在次级分离室内进一步把所述较低密度的血液组分与残余的细胞分开以产生更纯的较低密度血液组分；以及
从血液处理离心转头取出较纯的较低密度的血液组分。
19.如权利要求18所述的方法，其还含有下列步骤：通过光学检测，对密度较高的血液组分抵达芯体时作出响应，停止从血液处理离心转头(214)取出较纯的密度较低的血液组分。
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