DE2104372A1

DE2104372A1 - Zentrifuge

Info

Publication number: DE2104372A1
Application number: DE19712104372
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-02-02
Filing date: 1971-01-30
Publication date: 1971-08-19
Also published as: FR2078059A5; NL7101279A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

29. Jan. 1971 Sch-DB/ls

Colin Kerby

The Kiosk, St. Kilda Pier, St. Kilda, Victoria

(Australien)

Zentrifuge

Die Erfindung betrifft Zentrifugen, insbesondere Zentrifugen für klinische Zwecke, z.B. zum Waschen von Blutzellen und die Entfernung von Plasmablutzellen, die normalerweise in ihnen suspendiert sind.

Bekannte Vorrichtungen der genannten Art haben sich in der Praxis als ungenügend und/oder außerordentlich teuer erwiesen. Daher ist es Zweck der vorliegenden Erfindung, eine einfache, billige und wirkungsvolle Zentrifuge zu schaffen, die zur klinischen Anwendung, bei der sterile Bedingungen aufrechterhalten werden müssen, geeignet ist.

109834/0229

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine um ihre Achse rotierbar angeordnete Ringkammer, durch Mittel zur Zuführung eines Fluids zu der Kammer und Mittel zum Abziehen des Fluids aus der Kammer, wobei die Mittel den Durchgang des Fluids durch die rotierende Kammer zulassen.

Zweckmäßig befindet sich an der äußeren Kammerperipherie ein Auslaßventil, durch das das Material aus der Kammer ausgebracht wird.

Der Einlaß und Auslaß der Kammer kann zwei Röhren aufweisen, die die Innenwand der Kammer durchstoßen und so befestigt sind, daß der unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in ihnen entstehende Druck kein Lecken des Kammerinhaltes zuläßt. Das Fluid einer Quelle wird der Einlaßröhre durch ein flüssigkeitsdichtes Lager zugeführt, das zu einem der Lagerköpfe koaxial ist. Dieses Fluid wird durch das Auslaßröhrchen über ein zweites flüssigkeitsdichtes Lager, das koaxial zu dem anderen Lagerkopf ist, aus der Kammer ausgebracht.

Vorteilhaft weisen die flüssigkeitsdichten Lager ein fest angebrachtes Metallrohr auf, das mit Leitungen aus Teflon (eingetragenes Warenzeichen) oder ähnlichem Material koaxial zusammengreift, die mit der Kammer in Verbindung stehen. Im Betrieb bewirkt die Vorrichtung zuverlässig, daß die Zellen unter der Wirkung der Zentrifugalkraft am Boden der Kammer zurückgehalten werden,.wodurch sich ihre Trennung von dem Hauptteil des Plasmas ergibt. In diesem Stadium wird in die rotierende Kammer ein Waschfluid eingepumpt, das das Plasma ausschwemmt.

Eine zur Blutzellenwaschung geeignete praktische Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung

— "5 —

109834/0229

näher erläutert. Die bei dem dargestellten Beispiel sehr kleine Kapazität kann bei Verwendung entsprechender Dichtungen den Bedürfnissen nach vergrößertem Fassungsvermögen angepaßt werden.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Zentrifuge.

Fig. 2 ist eine Draufsicht der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.

Fig· 3 gibt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt der im Zusammenhang mit den Vorrichtungen nach den Fig. 1 und 2 verwendeten flüssigkeitsdichten Verbindungen wieder.

Der Kopf der Vorrichtung besteht aus einer Scheibe 4, die auf eine?nicht gezeichneten Welle drehbar gelagert ist und an ihrer Peripherie eine Ringkammer 5 aufweist.

Zur Verdeutlichung sind Einzelheiten der Welle und der Lager nicht gezeichnet. Diese können beliebige herkömmliche Gestalt aufweisen.

Neben jedem Lagerkopf befindet sich ein in Fig. 3 im einzelnen erkennbarer Fluidanschluß 6, der ein feststehendes Rohr 7 aus rostfreiem Stahl aufweist, dessen Achse koaxial zur Wellenachse ist.

Das dem Lager auf der Einlaßseite der Vorrichtung abgewandte Ende 8 des rostfreien Stahlrohres 7 ist über einen nicht gezeigten Zweiwegehahn (a) mit einer Blutquelle und (b) mit einem Waschfluidbehälter verbunden. Das dem Lager auf der Auslaßseite abgewandte Ende 9 des rostfreien Stahlrohres· 7 ist über einen zweiten

- 4 -109834/0229

nicht gezeichneten Zweiwegehahn (a) an einen Wasehfluidabzugsbehälter und (b) an einen sterilen Sammelbehälter angeschlossen.

An der Einlaßseite 8 der Vorrichtung ist über das in der Nähe des Lagerkopfes befindliche Ende des rostfreien Stahlrohres 7 eine Teflon-Röhre 10 geschoben, die in einer Axialbohrung der Welle verläuft, durch die Wand der Welle hindurchgeführt ist und durch eine fluidsichere Abdichtung an der Innenfläche 12 der Kammer 5 in diese eintritt.

Eine weitere Teflon-Röhre 13 erstreckt sich von der Kammer 5 zur Mittelwelle, durchquert eine Axialbohrung derselben und gelangt zu einem zweiten flüssigkeitsdichten Lager an der Auslaßseite der Vorrichtung, mit dem sie in der im Zusammenhang mit dem flüssigkeitsdichten Lager auf der Einlaßseite beschriebenen Weise verbunden ist.

Zur Inbetriebnahme wird die Scheibe von einem geeigneten nicht gezeichneten Antriebsmittel auf eine Arbeitsgeschwindigkeit von beispielsweise JOOO Umdrehungen pro Minute gebracht und aus der Quelle wird Blut in die Kammer 5 gepumpt. Ist die Kammer 5 gefüllt, so wird sie einige Minuten lang gedreht, damit die Blutzellen sich aufgrund der Zentrifugalkraft auf dem Boden 14 des Ringraumes absetzen können, wobei das Blutplasma dem Zentrum der Kammer 5 näherliegt.

Wählend dieses Vorganges rotieren die Teflon-Röhren 10, 13 auf den entsprechenden rostfreien Stahlrohren 7 der flüssigkeitsdichten Lager ohne jeden bemerkenswerten Verschleiß oder Fluidverlust.

109834/0229

Nach Verdichtung der Zellen werden der Zweiwegehahn an der Einlaßseite zum Waschfluidbehälter und der Zweiwegehahn an der Auslaßseite zum Waschfluidabzugsbehälter geöffnet, so daß Waschfluid in die rotierende Kammer 5 gepumpt und das meiste Plasma aus der Kammer 5 in den Fluidabzugsbehälter gedrängt wird. Nach einer gewissen Zeit wird die Pumpe stillgesetzt und die Rotation der Zentrifugenkammer 5 plötzlich durch Bremsen 15 oder ein beliebiges anderes Bremssystem angehalten. Durch das plötzliche Aufhören der Kammerrotation beginnt der Fluid- und Zelleninhalt der Kammer aufgrund der Trägheitskraft in der Kammer umzulaufen, wodurch die abgelegte Zellenschicht gestört wird und diese Zellen mit dem Waschfluid vermischt werden.

Die Kammer 5 wird sodann nochmals auf Maximalgeschwindigkeit gebracht und einige Minuten gedreht, damit die Zellen sich wieder auf dem Boden 14 absetzen, woraufhin die Waschpumpe wieder in Gang gesetzt und das benutzte Waschfluid ausgewaschen und durch frisches ersetzt wird. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt. Schließlich nach dem letzten Mischzyklus wird der Zweiwegehahn an der Auslaßseite Betätigt, um die Zellen mit dem Waschfluid in den sterilen Sammelbehälter abpumpen zu können.

Dies kann unter der Einwirkung von Druckluft oder anderen durch die Einlaßröhre 10 eingeführten Gasen über die Röhre IJ oder das Auslaßventil 18 erfolgen.

Die Vorrichtung läßt sich sterilisieren, indem der Einlaß- oder Auslaßröhre über eine gewisse Zeitspanne Dampf zugeführt wird.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß die verhält-

- 6 -109834/0229

nismäßig einfachen flüssigkeitsdichten Lager sehr dauerhaft, und wirkungsvoll sind, und daß - was für den Bestimmungszweck besonders wichtig ist - die gewaschenen Blutzellen während des Waschzyklus keine physikalische Beschädigung erleiden.

Wenn eine Kühlung oder Schmierung der Lager erforderlich ist, kann den Gleitflächen 16 über eine Leitung 17 (Fig. 3) ein steriles Kühl- oder Schmiermittel unter Druck zugeführt werden.

Die im Zusammenhang mit der Blutwaschung beschriebene Vorrichtung kann selbstverständlich auch für viele weitere klinische oder andere Vorgänge benutzt werden.

- 7 -109834/0229

Claims

210A372

-τ-

A η sprüche

Zentrifuge, insbesondere für Laborzwecke, gekennzeichnet durch eine um ihre Achse drehbar gelagerte Ringkammer (5), an die zur Zu- bzw. Abführung eines Fluids Leitungen (10, I3) abgedichtet so angeschlossen sind, daß sie den Durchgang des Fluids durch die in^Rotation befindliche Kammer (5) ermöglichen.

Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßleitungen durch zwei Röhren (10, 13) gebildet sind, deren eines Ende durch die Innenwand (12) der Kammer (5) mit dieser in abgedichteter Verbindung steht, während ihr anderes Ende koaxial zur Rotationsachse der Kammer ausgerichtet ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Ein- bzw. Auslaßleitungen mindestens auf etwa halber Höhe der Kammer (5) an diese angesetzt sind.

4. Zentrifuge nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzei chnet , daß der Einlaßröhre (10) durch ein zu einem der Kammerlager koaxiales fluiddichtes Lager Fluid von einer Quelle zugeführt wird, und daß dieses Fluid durch die Auslaßröhre (13) über ein zweites zu dem anderen Kammerlager koaxiales fluiddichtes Lager aus der Kammer (5) ausgebracht wird.

■5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzei chnet , daß die fluiddichten Lager ein feststehendes Metallrohr (7) aufweisen,

- 8 -10983A/0229

das koaxial mit den vorzugsweise aus Teflon^ bestehenden Leitungsröhren (10, 15) zusammengreift, die mit der Kammer (5) verbunden sind.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende

/m

Metallrohr (7) mit den Teflon -Leitungsröhren (10, 13) zusammensteckbar ist.

7« Zentrifuge nach den Ansprüchen j5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes fluiddiehte Lager Mittel zu seiner Schmierung bzw. Kühlung aufweist, und daß diese Mittel durch eine Leitung (17) gebildet werden, die mit den Gleitflächen (16) in Verbindung steht und ihnen unter Druck steriles Schmier- oder Kühlmittel zuführt.

8. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammerrotation plötzlich abbremsbar ist.

9« Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn>zeichnet, daß auf der Außenperipherie der Kammer (5) ein Auslaßventil (l8) vorgesehen ist, durch das in der Kammer befindliches Material abziehbar ist.

109834/0229

ORiQJNAL IMSfECTED