DE2404036A1

DE2404036A1 - Zentrifuge zur behandlung biologischer fluessigkeiten wie blut

Info

Publication number: DE2404036A1
Application number: DE2404036A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Sinn; Hans Stallmann
Original assignee: Heraeus Christ GmbH
Current assignee: Heraeus Sepatech GmbH
Priority date: 1974-01-29
Filing date: 1974-01-29
Publication date: 1975-07-31

Description

"Zentrifuge zur Behandlung biologischer Flüssigkeiten wie Blut" Zentrifuge mit in einem Zentrifugengehäuse angeordnetem Rotor zur Behandlung biologischer Flüssigkeit, insbesondere zum Waschen von Blut, wobei eine Waschflüssigkeit in einem Vorratsbehälter enthalten ist, sowie die zu waschende Flüssigkeit in einem hiervon gesonderten Vorratsbehälter im Rotor und Fördermittel vorgesehen sind, welche die zu waschende Flüssigkeit auf hydraulischem Wege verdrängen und mit der Waschflüssigkeit vermischen.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Blutwaschen bekannt, dabei handelt es sich entweder um solche Vorrichtungen, bei denen peristaltisch Pumpen direkt auf flexible Blutbeutel einwirken (US-PS 3 351 432) oder um Vorrichtungen, bei denen die Förderkanäle zwischen Blutbeutel und Waschflüssigkeit-Vorratsbehälter von einer peristaltischen Pumpe zusammengedrückt werden (DT-PS 1 617 782), oder bei denen die Flüssigkeit von einer drehzahlabhängigen Pumpe gefördert wird (DAS 2 039 899). Einen flexiblen Blutbehälter ringförmig auszubilden ist der DAS 2 039 898 und diesen mit Vorratsbehältern in einen Rotor einzusetzen der DAS 2 039 897 zu entnehmen.
Es ist auch bekannt, flexible Blutbeutel in den Rotor einer Zentrifuge einzulegen und diesen hydraulisch so zu beeinflussen, daß der Waschvorgang selbsttätig ablaufen kann (DT-OS 2 254 403). Bei dieser bekannten Anordnung sind alle Vorratsbehälter und Zusatzaggregate außerhalb des Rotors angeordnet Aufgabe der Erfindung ist, eine Zentrifuge so auszugestalten, daß der apparative Aufwand so weit verringert wird, daß alle Zusatzeinrichtungen im Gehäuse einer üblichen Laborzentrifuge untergebracht werden können, und die für den Waschvorgang erforderlichen Arbeitsschritte vereinfacht werden.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Zentrifuge der eingangs beschriebenen Gattung erfindugnsgemäß dadurch, daß der Rotor zusätzlich zu den Behältern für die zu waschende Flüssigkeit Ausnehmungen zur Aufnahme von Vorratsbehältern für die Waschflüssigkeit und für Abfälle aufweist, und wobei die hydraulische Fordereinrichtung außerhalb des Rotors, jedoch innerhalb des Zentrifugengehäuses angeordnet ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die erfindugnsgemäße Vorrichtung besitzt eine Reihe von Vorteilen: Sie weist nicht nur einen einfachen Aufbau auf, sondern ist auch sehr bedienungsfreundlich. Der Rotor der erfindungsgemäßen Zentrifuge kann gemeinsam mit allen Behältern außerhalb der Zentrifuge beschickt und dann auf die Antriebswelle direkt aufgesetzt und angekuppelt werden. Arbeitsaufwendige Beschickungen mit Einzelbehältern, die in das mehr oder weniger zugangliche Zentrifugengehäuse eingesetzt werden müssen, entfallen.
Die bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge verwendeten flexiblen, die Zu waschende Flüssigkeit enthaltende Beutel halten länger, weil sie nicht direkt der mechanischen Einwirkung einer peristaltischen Pumpe ausgesetzt sind.
Weil bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge nur die hydrauliche Fördereinrichtung außerhalb des Rotors angeordnet ist, läßt sich diese ohne weiteres im Gehäuse einer Laborzentrifuge üblicher Größe unterbringen. Darüber hinaus ist es als ein wesentlicher Vorteil der Erfindung anzusehen, daß die zu waschende Flüssigkeit in Behältern verschiedenartiger Form eingebracht werden kann. Dies ist der Art der Unterbringung der einzelnen Behälter im Rotor gemäß der Erfindung zuzuschreiben, wie sie sich aus der Figurenbeschreibung ergibt. Die zu verwendenden Behälter müssen jedoch in dem Teilbereich, in dem sie hydraullßch beeinflußt werden, flexible Wandungsbereiche aufweisen.
Ein Ausfahrungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung rein schematisch dargestellt.
Figur 1 zeigt schematisch ein Ausfahrungsbeispiel im Vertikalschnitt.
Figur 2 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel im Ausschnitt.
Mit 1 ist der die zu waschenden Erythrozyten enthaltende Prozeßbeutel, mit 2 der Beutel für die Waschflüssigkeit und mit 3 der Beutel zur Aufnahme der verbrauchten Waschflüssigkeit bezeichnet. Die Beutel 1 bis 3 sind im Rotor 4 in Ausnehmungen la, 2a, 3a angeordnet, der durch den Motor 5 über die Welle 6 angetrieben wird. Die Beutel 1 bis 3, vorzugsweise aus flexiblem Kunststoff, sind entweder ringförmig ausgebildet oder der Form der Ausnehmungen la bis 3a durch einen Adaptor anpaßbar, oder sie sind zu einem Ring zusammensetzbar. Wenigstens der Beutel 1 ist in dem Wandbereich flexibel, in dem er sich an der Membran 16 anlegt. Diese ist in die Ausnehmung 1a eingelassen gegenüber dem Kanal 17 für die Hydraulikflüssigkeit. Der Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit 2 ist in einer ringförmigen Ausnehmung 2a des Rotors 4 angeordnet, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung 1a für den Blutbeutel 1. Dieser zentrale Bereich 2a ist gegenüber den anderen Bereichen des Rotors 4 vertieft. Die Beutel 1 und 2 stützen sich beim Lauf an dem herausnehmbaren Einsatz 7 ab, der Beutel 3 am Deckel 8, der durch geeignete Mittel, z. B. einen Schraubring 9, im Rotor 4 gehalten wird.
Der Beutel 2 ist mit dem Beutel 1 durch einen schlauchartigen Kanal verbunden. In diesem befindet sich ein Rückschlagventil 11, das ein Durchfließen nur in Richtung zum Beutel 1 gestattet. Ein weiterer Schlauch 12 verläuft vom Beutel 1 zum Beutel 3 durch das Rotationszentrum, und zwar durch die Nut 13 im Einsatz 7. In einer zentralen Ausnehmung 14 im Einsatz 7 oder in einem Bereich der dem Rotationszentrum näher liegt als der Innendurchmesser der Ausnehmung 2a des Vorratsbeutels 2 wird mittels einer Fotozelle 15 kontrolliert, ob im transparenten Schlauch 12 farblose oder rote Flüssigkeit, wie rote Blutkorper, vorhanden ist.
3m~Busführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist das hydraulisch gesteuerte Ventil 22 dargestellt, mit welchem die Kanäle- 10 und 12 wechselweise geschlossen bzw. geöffnet werden können. Unter dem Beutel 1 ist eine gummi-elastische Membran 16 im Rotor 4 angeordnet. Die Membran schließt am Innen- und Außenrand zum Rotor hin flüssigkeitsdicht ab. ueber Bohrungen 17 und die schematisch dargestellt Gleitringdichtung 18 aus Kupfer kann unter die Membran^16 durch das stationär angeordnete Pumpaggregat 19 mit Pumpe 20 und Magnetventil 21 Hydraulikflüssigkeit gepumpt werden. Vorteilhafterweise wird eine Flüssigkeit verwendet, deren Dichte geringfügig über der des Blutes liegt.
Das Waschen mit der erfindungsgemäßen Zentrifuge läuft wie folgt ab: Zu Beginn des Waschvorganges enthält der Beutel 1 die mit Schutzflüssigkeit umgebenen Erythrozyten, der Beutel ist damit etwa zur Hälfte gefüllt. Beutel 2 enthält Waschflüssigkeit, der Beutel 3 ist leer. Die Pumpe 20 ist ausgeschaltet, das Ventil 21 ist geöffnet.
Der Rotor wird gestartet, durch Fliehkraft strömt vom Beutel 2 durch das sich öffnende Rückschlagventil bzw durch das geoffnete Ventil 22 so viel Waschflüssigkeit in den Beutel 1, wie es der den Beutel aufnehmende Raum im Rotor zuläßt.
Der Rotor wird stark abgebremst. Aufgrund ihrer Trägheit ist die Füllung des Beutels 1 bestrebt, in dem ringförmigen Raum bzw in den einzelnen Beuteln 1 weiterzurotieren. Sie bewegt sich dabei gegenber der Beiutelwand, was in vorteilhafter Weise Wirbelbindung und Vermischung von Erythrozyten in Waschflüssigkeit zur Folge hat. Unebenheiten in den dem Beutel 1 zugewandten Flächen des Rotors 4 bzw. Einsatzes 7 können in an sich bekannter Weise die Wirbelbildung noch unterstützen.
Danach wird der Rotor auf die gewünschte Zentrifugendrehzahl beschleunigt.
Sobald die Erythrozyten sedimentiert sind, wird die Pumpe 20 eingeschaitet und das Ventil 21 geschlossen. Uber die Membran 16 wird der Inhalt des Beutels 1 - durch die gewählte höhere Dichte der Hydraulikflüssigkeit von unten her - nach innen verdrängt. Das Räckschlagventil 11 sperrt den Rckfluß zum Beutel 2. Im Falle der Figur 2 öffnet das Ventil 22 jetzt den Kanal 12 durch Beaufschlagen des Ventilkolbens mit Hydraulikflüssigkeit entgegen der Wirkung einer Feder und schließt den Kanal 10, wechselweise über einen Druckkörper zwischen den Kanalen wie durch die Pfeile angedeutet.
Der Überstand aus dem Beutel 1 wird durch den Schlauch 12 über das Rotationszentrum hinweg in den Beutel 3 verdrängt, und zwar so lange, bis im Schlauch 12 an Stelle der farblosen Waschflüssigkeit Erythrozyten erscheinen und die Fotozelle 15 die Pumpe 20 für den Kreislauf der Hydraulikflüssigkeit abschaltet und das Ventil 21 öffnet. Da die Bohrungen 17 weiter vom Rotationszentrum entfernt sind als der Flüssigkeitsspiegel im Behalter 2, der Flüssigkeitsdruck aus diesem Behälter also überwiegt, strömt erneut Waschflüssigkeit aus dem Beutel 2 in den Beutel 1 und füllt diesen an. Die Hydraulikflüssigkeit unter der Membran 16 wird dabei verdrängt.
Danach wird der Rotor kräftig abgebremst. Es erfolgt die Durchmischung von Erythrozyten und Waschflüssigkeit wie oben geschildert.
Der Ablauf der vorbesehriebenen Arbeitsgänge wird bis zum Aufbrauch der Waschflüssigkeit wiederholt.

Claims

Patentansprüche

g Zentrifuge mit in einem Zentrifugengehäuse angeordnetem Rotor zur Behandlung biologischer Flüssigkeit, insbesondere zum Waschen von Blut, wobei eine Waschflüssigkeit in einem Vorratsbehälter enthalten ist, sowie die zu waschende Flüssigkeit in einem hiervon gesonderten Vorratsbehälter im Rotor und Fördermittel vorgesehen sind, welche die zu waschende Flüssigkeit auf hydraulischem Wege verdrängen und mit der Waschflüssigkeit vermischen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) zusätzlich zu der Ausnehmung '(ja) für die zu waschende Flüssigkeit (1) Ausnehmungen (2a, 3a) zur Aufnahme von Vorratsbehältern für die Waschflüssigkeit (2) und für Abfälle (3) aufweist, und wobei die hydraulische Fördereinrichtung (19, 20, 21) außerhalb des Rotors, jedoch innerhalb des Zentrifugengehäuses angeordnet ist.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Behälter für die zu waschende Flüssigkeit (1) in einer ringförmigen Ausnehmung(1a) des Rotors angeordnet ist und diesen angepaßt oder mittels Adaptor anpaßbar ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit (2) in einer ringförmigen Ausnehmung (2a) des Rotors (4) angeordnet ist, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung (la) für den Behälter mit der biologischen Flüssigkeit (1).
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für die biologische Flüssigkeit (1) mit dem ebenfalls in einer ringförmigen Ausnehmung (3a) des Rotors angeordneten Behälter für die Abfälle (3) des Waschvorganges über eine Leitung (12) verbunden ist, welche so geführt ist, daß sie gegenüber einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung (15) angeordnet ist.
5. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit (2) mit dem Behälter für die biologische Flüssigkeit (1) über ein Rückschlagventil (11) verbunden ist.
6. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter für die Waschflüssigkeit (2) und der Behälter (1) für die biologische Flüssigkeit und der Abfallbehälter untereinander durch ein vorzugsweise hydraulisch ferngesteuertes Ventil (22) verbunden ist, welches die Verbindungskanäle (10, 12) der Behälter (1, 2, 3) untereinander wechselweise öffnet bzw. schließt.
7. Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für die biologische Flüssigkeit (1) wenigstens einen flexiblen Wandbereich aufweist, welcher der Teilfläche der Rotorausnehmung (la) zugeordnet ist, in der sich die hydraulisch beaufschlagte Trennwand (16) aus elastischem Material und der Fördermittelzuflußkanal (17) befinden.
8. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Fördereinrichtung (19, 20, 21) unterhalb des Rotors (4) im Gehäuse der Zentrifuge angeordnet ist und den Kreislauf einer Pumpe (10) enthält.
9. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (4) eine zentrale Vertiefung (2a) aufweist, und die Behälter für die Waschflüssigkeit (2) im vertieften Bereich aufgenommen sind.
10. Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden M sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den verschiedenen Behältern (1, 2, 3) beschickte Rotor mit einem Deckel (8) verschlossen ist und durch Aufsetzen mit der Antriebswelle (6) des Motors (5) gekuppelt ist.

L e e r s e i t e