DE1617782B2

DE1617782B2 - Zentrifuge einer vorrichtung zum waschen von blut

Info

Publication number: DE1617782B2
Application number: DE19661617782
Authority: DE
Inventors: Charles Abner Glendale Cahf Schlutz (V St A )
Original assignee: Ivan Sorvall Ine , Norwalk, Conn (V St A)
Priority date: 1965-02-03
Filing date: 1966-01-29
Publication date: 1973-02-22
Also published as: GB1128303A; DE1617782A1; DE1617782C3; US3452924A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit mindestens einem Probenbecher einer Vorrichtung zum Waschen von Blut oder einer anderen Zellsuspension od. dgl. in einer Waschlösμng mit einem Vorratsbehälter für die in Suspension befindlichen biologischen Zellen, mit einem Vorratsbehälter für die Waschlösung, mit einer Einrichtung zum Mischen von Waschflüssigkeit und Zellsuspension, mit einer an die Mischeinrichtung angeschlossenen Pumpe, mit einer an die Pumpe angeschlossenen und in den Probenbecher einmündenden Leitung und mit einer Abführungsleitung für die Waschlösung aus dem Probenbecher, wobei die in den Probenbecher einmündende Leitung aus einem Rohr besteht.

Bekannt ist eine Zentrifuge dieser Gattung, bei der die in den Probenbecher einmündende und aus einem Rohr bestehende Leitung nur an ihrem offenen Austrittsende mit dem Innern des Probenbechers in Verbindung steht. Die gesamte Waschflüssigkeit und die in dieser enthaltenen Feststoffe treten daher an dieser einzigen Stelle in den Probenbecher ein und können erst anschließend unter der Einwirkung der Zentrifugalbeschleunigung entmischt und voneinander getrennt werden. Dies erfordert eine gewisse Zeit (USA.-Patentschrift 2 834 541).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge so auszubilden, daß die Waschflüssigkeit und die in ihr enthaltenen Bestandteile unterschiedlicher Art in möglichst kurzer Zeit voneinander getrennt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Zentrifuge der eingangs genannten Gattung vor, daß das Rohr in Bereichen unterschiedlicher Zentrifugalbeschleunigung liegende Austrittsöffnungen aufweist. Dies bedeutet, daß die Waschlösung und die in ihr in Suspension befindlichen Bestandteile an Bereichen unterschiedlicher Zentrifugalbeschleunigung in den Probenbecher eingeleitet werden. Damit werden die Komponenten dieser Waschlösung, die unterschiedliche Dichte bzw. unterschiedliches spezifisches Gewicht aufweisen, schon beim Einführen in den Probenbecher voneinander getrennt. Dies setzt die zum Reinigen von Blut aufzuwendende Arbeitszeit auf ein Minimum herab. Mehr oder weniger feste und eine unterschiedliche Dichte aufweisende Bestandteile des Bluts, wie zum Beispiel schleimige Bestandteile, Zellen, Gewebereste usw., unterliegen wegen ihres unterschiedlichen spezifischen Gewichts mehr oder weniger stark der Einwirkung der Zentrifugalbeschleunigung und treten daher getrennt voneinander an den verschiedenen Austrittsöffnungen aus dem Rohr aus und gehen in den Probenbecher über.

Zum Erzielen eines gewissen Rückstaus und um damit die Waschlösung und ihre Komponenten für eine etwas größere Zeitspanne der Einwirkung der Zentrifugalkräfte auszusetzen, sieht die Erfindung in einer zweckmäßigen Abwandlung vor, daß das Rohr an seinem Ende verengte Austrittsöffnungen aufweist.

Durch den Rückstau stellt sich unter anderem ein Gegenstrom zwischen den zu waschenden Blutzellen einerseits und der Waschlösung andererseits ein. Dabei erhöht sich auch die Stärke und Zeit, mit und während der die Waschlösung reinigend auf das Blut einwirkt.

Die erfindungsgemäße Zentrifuge eignet sich zum Waschen von Blut oder einer anderen Suspension aus biologischen Zellen oder dergleichen, wobei eine Salzlösung oder eine andere Waschlösung in der Zentrifuge durch diese Suspension hindurchgeführt wird und Proteine oder andere an den Zellen haftende und als Verunreinigungen zu bezeichnende Bestandteile entfernt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung der in einer Waschvorrichtung angeordneten Zentrifuge und eines dazugehörigen Kreislaufes für die Waschlösung und das zu waschende Blut,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, teilweise im Schnitt, eine Seitenansicht des Probenbechers,

F i g. 3 in noch größerem Maßstab eine perspektivische Darstellung des in den Probenbecher einmündenden Rohrendes,

F i g. 4 eine weitere Seitenansicht des Probenbechers zusammen mit einem Lufteinlaßfilter und einer Entleerungsnadel und

F i g. 5 in kleinerem Maßstab eine Darstellung einer Anordnung zur Entleerung des gereinigtes Blut enthaltenden Probenbechers in einen Vorratsbehälter.

In F i g. 1 enthält ein Kunststoffbeutel 21 etwa 100 bis 400 ml steriles Blut. Der Beutel 21_yist am höchsten Punkt des Systems aufgehängt, so daß ein hydrostatischer Druck erzeugt wird und das Blut innerhalb des Waschzyklus beizeiten in die Zentrifuge gelangt. Der Beutel 21 wird vor dem Einfüllen des Bluts sterilisiert und evakuiert.

Eine Vorratsflasche 22 für die Waschlösung ist mit einem Stopfen 23 versehen, durch den hindurch dicht abschließend ein kurzes Lufteinlaßrohr 24 und ein langes, kurz über den Boden der Flasche 22 endendes Auslaßrohr 26 führt. Das Lufteinlaßrohr 24 steht über einen Luftfilter 27 mit der Atmosphäre in Verbindung.

Die Waschlösung, etwa eine hypertonische Salzlö-

sung mit etwa dem Vier- bis Fünffachen des Volumens des Blutes im Beutel 21, wird unter der Wirkung der elektrisch angetriebenen Pumpe 31 über die Schläuche 26, 28 und 29 vom Boden der Flasche 22 abgezogen. Bei der Pumpe ist der Gummischlauch 29 auf einer halbkreisförmigen Führungsbahn angeordnet, und um den Mittelpunkt dieses Halbkreises drehen sich zwei Rollen, die den Schlauch 29 zusammenquetschen. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit ohne eine Verschmutzung im Schlauch gefördert.

Desgleichen wird das Blut aus dem Beutel 21 von der Pumpe 31 über einen Schlauch 32 und ein Verbindungsstück 33 angesaugt. Im Verbindungsstück 33 mischen sich Blut und Salz-Waschlösung, und die Mischung strömt durch den Schlauch 29 und die Pumpe 31. Die Mischung tritt dann durch einen Strömungsmesser 34 und von dort nacheinander durch den Schlauch 36, das Rohr 37 und das Rohr 38, um dann in den Rotations-Anschluß der Zentrifuge 39 einzutreten.

In der Zentrifuge 39 sind zwei Probenbecher 44 sich gegenüberliegend angeordnet, und die in sie einmündenden Rohre 48 sind durch eine nicht dargestellte Doppelleitung miteinander verbunden. Die Auslaßrohre 49 sind ebenfalls miteinander verbunden.

Der Ausfluß aus der Zentrifuge 39 fließt über die hintereinander angeordneten Rohre und Schläuche 41, 42 und 43 ab. Die Zentrifuge 39 mit ihrem Motor 46 ist in einem Gehäuse 47 angeordnet, dessen Innentemperatur genau geregelt ist und das auch im sterilen Zustand gehalten werden kann.

Die Probenbecher 44 ragen von der Rotationsachse der Zentrifuge 39 radial nach außen und unten. Wenn sich die Probenbecher 44 um die Rotationsachse drehen, bauen sich Zentrifugalkräfte mit radialem Beschleunigungsgefälle auf, die in den verschiedenen Bereichen der Rohre 48 in Abhängigkeit von ihrem Abstand von der Rotationsachse größer werden.

F i g. 2 zeigt Einzelheiten des geneigt angeordneten Probenbechers 44. Ein kreisförmiges Druckelement 51 ist vorgesehen und weist in seiner Mitte einen nach oben ragenden Gewindeschaft 52 auf, der frei durch eine mittlere öffnung in einer Haube 53 hindurchragt. Die Haube 53 ragt über das obere Ende des Probenbechers 44 und liegt gegen dieses an. Die Haube 53 hat einen ringförmigen Kragen 54, der nach innen in den Probenbecher 44 ragt. Das Druckelement 51 hat eine ringförmige Ausnehmung, in der ein O-Ring 55 angeordnet ist. Wenn die Mutter 56 auf dem Schaft 52 angezogen wird, drückt sich der O-Ring 55 infolge des größer werdenden Drukkes zwischen dem Druckelement 51 und dem Kragen 54 auseinander und bewirkt eine Abdichtung an der Innenwand des Probenbechers 44.

An seinem unteren Ende ist das Rohr 48 verengt und bildet hier zwei kleine Austrittsöffnungen 57 (s.

F i g. 3). Das Rohr 48 ist außerdem mit Gruppen von im Abstand voneinander angeordneten radialen Austrittsöffnungen 58 versehen.

Die Austrittsöffnungen 58 sind nicht nur in im Abstand voneinander befindlichen Zentrifugalkräften unterschiedlicher Größe, sondern auch derart angeordnet, daß sie eine gute Verteilung und Mischung der Waschlösung mit den zu waschenden Zellen bewirken. Je nach der Art und der Größe dieser Zellen oder der besonderen, zu waschenden Substanzen und je nach der Art der Waschlösung können die Austrittsöffnungen 58 so gewählt und bestimmt werden, daß ein optimaler Waschvorgang erreicht wird. Durch entsprechende Wahl und Bestimmung der Größe der Austrittsöffnungen 58 kann man auch die Dispersion und die Geschwindigkeit mit der die Substanzen durch den Probenbecher 44 fließen, steuern.

Wenn man die Austrittsöffnungen 57 ziemlich klein macht, so daß die Strömung durch diese öffnungen verhältnismäßig langsam ist, ergibt sich ein Rückstau im Rohr 48, so daß die ankommende Mischung aus Blut und Waschlösung durch sämtliche Austrittsöffnungen 58 entlang dem Rohr 48 in die Bereiche unterschiedlicher Zentrifugalkraft im Probenbecher 44 strömt. Dadurch bewegen sich während der Zentrifugalbewegung der Probenbecher 44 die schwereren Blutkörperchen nach außen und unten, während die Waschlösung, die geringere Dichte als die Blutkörperchen hat, sich im Gegenstromprinzip nach innen und oben durch den Probenbecher 44 bewegt und durch das Rohr 49 austritt, um durch die Rohre bzw. Schläuche 41, 42 43 weggeleitet zu werden.

Durch die Anordnung mehrerer Bereiche, in denen die zu zentrifugierenden Substanzen eingeführt werden, wird die Wirksamkeit des im Probenbecher 44 stattfindenden Waschvorganges wesentlich erhöht und außerdem gewinnt man die gewaschenen Zellen auf kontinuierliche Art mit größerer Geschwindigkeit.

Nach Beendigung des Waschvorganges und bevor der Flüssigkeitsspiegel in der Vorratsflasche 22 das untere Ende des Rohres 26 erreicht, wird der Zentrifugenmotor 46 abgeschaltet, so daß der Rotor stehenbleibt, woraufhin die Probenbecher 44 herausgenommen werden.

Um das behandelte Blut vom Probenbecher 44 in einen Vorratsbehälter 59 (F i g. 5) zu bringen, wird ein Luftfilter 61 (F i g. 4) mit einem sterilen Schlauch 62 am Rohr 48 befestigt, während eine sterile Hohlnadel 63 mit einer Schutzhaube 64 mittels eines sterilen Schlauches 66 am Rohr 49 befestigt wird.

Der Probenbecher 44 wird dann an einem Ständer 67 festgeklemmt. Die Schutzhaube 64 wird entfernt und die Nadel 63 durch eine elastische Haube 68 gestoßen, die die Vorratsflasche 59 verschließt. Das gewaschene Blut fließt dann unter Schwerkraft in die Vorratsflasche 59.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zentrifuge mit mindestens einem Probenbecher einer Vorrichtung zum Waschen von Blut oder einer anderen Zellsuspension oder dergleichen in einer Waschlösung mit einem Vorratsbehälter für die in Suspension befindlichen biologischen Zellen, mit einem Vorratsbehälter für die Waschlösung, mit einer Einrichtung zum Mischen von Waschflüssigkeit und Zellsuspension, mit einer an die Mischeinrichtung angeschlossenen Pumpe, mit einer an die Pumpe angeschlossenen und in den Probenbecher einmündenden Leitung und mit einer Abführungsleitung für die Waschlösung aus dem Probenbecher, wobei die in den Probenbecher einmündende Leitung aus einem Rohr besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (48) mehrere, in Bereichen unterschiedlicher Zentrifugalbeschleunigung liegende Austrittsöffnungen (57, 58) aufweist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (48) an seinem Ende verengte Austrittsöffnungen (57) aufweist.

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