DE2717344A1

DE2717344A1 - Wegwerfbare zentrifugen-blutverarbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2717344A1
Application number: DE19772717344
Authority: DE
Inventors: Herbert Myers Cullis
Original assignee: Baxter Travenol Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1977-11-24
Also published as: SU1072794A3; SE427138B; JPS52138761A; FR2350885B1; NL7705334A; NO146848C; NO146848B; NO771540L; IT1084675B; CA1057254A; FR2350885A1; JPS6050497B2; DE2717344C2; CH624023A5; IL51629A0; IL51629A; SE7704127L

Description

Wegwerfbare Zentrifugen-BlutVerarbeitungseinrichtung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Gerät zum Aufspalten oder Fraktionieren von Blut in seine verschiedenen Einzelbestandteile, insbesondere eine austauschbare Blutzentrifuge zum Einsatz in solch einem Gerät.

Blutverarbeitungsgeräte für die Anwendung zwischen lebenden Personen, wobei Blut von einem lebenden Spender abgezapft wird, das Gerät durchläuft und dann an den Spender zurückgegeben wird, finden in den letzten Jahren zunehmend Verwendung. Während des Durchlaufes durch das Gerät kann das Blut in seine Bestandteile aufgespalten oder fraktioniert werden, d.h. in Plasma, rote Blutzellen weiße Blutzellen oder Thrombozyten, und ein Teil dieser Fraktionierungen kann an den Spender zurückfließen, während andere Teile wahlweise in geeigneten Speichern aufbewahrt werden können.

Für die Verarbeitung von Blut zwischen lebenden Personen wurden verschiedene Arten von Geräte vorgeschlagen. Ein weit verbreitetes Gerät ist in den US-Patentschriften 3 489 145 und 3 655 123 beschrieben. Dieses Gerät verwendet eine zentrifugale Abseheidevorrichtung in Form eines drehbar angetriebenen schalenfönnigen äußeren Gefäßes, in welchem ein zylinderförmiges Mittel- oder Füllstück aufgehängt ist, um eine enge muffenförmige Scheidekammef von sehr genauen Abmessungen zu bilden. In der Kammer werden

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Strömungsmittelverbindungen mit Hilfe einer drehbaren Dichtung hergestellt, wobei die Kammer einen axial fluchtenden Einlaß an einem Ende besitzt, um Blut einzulassen, sowie drei Sammelleitungen am anderen Ende, um rote Blutzellen, weiße Blutzellen und Plasmabestandteile abzuführen, die während des Schleudervorganges abgespalten wurden. Der Aufbau und die Arbeitsweise der drehbaren Dichtung zur Weiterleitung von Blut zur Kammer und der fraktionierten Blutbestandteile von der Kammer aus ist in der US-Patentschrift 3 519 201 beschrieben.

Ein Hauptnachteil dieser Zentrifugenverarbeitungsgeräte war ihre hohe Herstellungskosten. Dies ergab sich hauptsächlich aus dem sehr engen Abstand, der zwischen der Innenwand der Außenhülle und der Außenwand der zentralen Fülleinrichtung bestehen mußte, um eine wirksame Abscheidung der Blutbestandteile während der sehr begrenzten Übergangszeit zu erreichen, in welcher das Blut sich in der Verarbeitungskammer befindet. Normalerweise ist ein Abstand von 1,0 bis 1,5 mm für normale Durchlaufzeiten von ca. 3 Minuten erforderlich. Diese Abmessung muß mit einem sehr hohen Grad an Konzentrizität eingehalten werden, wenn eine Mischung der rUckgewonnenen Fraktionen vermieden werden soll. Daher wurde die Außenschale bisher mit dicken Seitenwänden ausgeformt, um eine Veränderung der Breite des Abscheidekanals während des Betriebs der Anlage zu verhindern.

Die Notwendigkeit dicker Seitenwände machte es bisher unzweckmäßig, die Innen- und Außenschalen zu pressen, da die gewünschten Dicken nicht mit der nötigen Genauigkeit gepreßt werden konnten.

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■ Stattdessen wurden solche Schalen stranggepreßt und dann einzeln bearbeitet, wodurch die Herstellungskosten zu hoch für die Einwegbenutzung wurden, die zur Vermeidung von Verschmutzung und Vergiftung bevorzugt wird.

Die Erfindung gilt einer neuen und verbesserten Konstruktion der zentrifugalen Verarbeitungskammer, welche eine wirtschaftliche Fertigung des Gerätes aus Kunststoff durch bekannte Preßverfahren ermöglicht, während eine Breite von 1,5 mm oder weniger des Aufbereitungskanals oder Schachtes mit einem hohen Grad an Schlagfreiheit beibehalten wird.

Die Erfindung betrifft einen wegwerfbaren Zentrifugalabscheider für dauernde Strömung, zum Einsatz bei einer Zentrifuge mit einem drehbar angetriebenen Gehäuse zur Abscheidung von Fraktionen aus einem Strömungsmittel wie Blut. Der Abscheider umfaßt eine gepreßte Außenhülse, die so bemessen ist, daß sie im Gehäuse gelagert ist uid sich mit dem Gehäuse zusammen drehen kann sowie eine gepreßte Innenhülse, die innerhalb der Außenhülse in einem Abstand angeordnet ist. Die Innen- und Außenhülse umfassen Wände, welche zwischen ihren Innenflächen eine Abscheidungs- oder Zentrifugalkammer bilden, die in radialem Abstand von der Rotationsachse des Gehäuses angeordnet ist. Der Wandteil der Außenhülse ist verhältnismäßig dünn und biegsam, wodurch die Hülse zur Innenhülse hin verformt wird, wenn sie [ im Gehäuse gdagert ist. Vorrichtungen in der Form eines Vor-

ι sprungs von mindestens einer der Innenflächen sind vorgesehen,

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um einen bestimmten Abstand zwischen den Wandteilen und damit eine bestimmte Breite für die Schleuder- oder Abseheidekanuner zu schaffen. Ferner ist eine Einrichtung mit einer Einlaßöffnung vorgesehen, um die Schleuder- oder Abscheidekammer mit nicht fraktioniertem Blut zu versorgen sowie eine Vorrichtung mit einer Anzahl von Sammelleitungen, welche mit der Abscheide* oder Trennkammer in bestimmten axialen Abständen von der Rotationsachse in I Verbindung stehen, um die entsprechenden ausgeschiedenen Frak- j

tionierungen aus der Kammer zu entfernen. !

j Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Be-

Schreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Gleiche Bezugszeichen in den : verschiedenen Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bauteile. Die ' Zeichnungen zeigen: ^j

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen , Zentrifugenblutabscheiders, teilweise in Schichtansicht, um seinen Innenaufbau zu zeigen;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt des Blutabscheiders in einer Zentrifuge mit Rotationsdichtung;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt des abwärts gerichteten Bides des Aufbereitungskanals mit Darstellung der Ver-

' teilung der fraktionierten Bestandteile;

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Fig. 4 eine schematische Darstellung der in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Zentrifugen-Blutabscheider verwendeten Strömungsanlage; ■

Fig. 5 einen Querschnitt eines in einer dichtungslosen Zentrifuge eingebauten Zentrifugen-Blutabscheiders.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zentrifugen-Blutabscheider . 10 mit einem tiegelförmigen Außengehäuse 11, in welchem eine ebenso geformte Vertiefung zur Aufnahme eines drehbar angetriebenen Gehäuses (nicht in Fig. 1 gezeigt) ausgebildet ist. Ein tiegelförmiges Innengehäuse 12 ist im Außengehäuse angeordnet und bildet mit ihm zusammen einen Zentrifugenaufbereitungskammer 13, in welcher das Blut während der Drehung des Abscheiders fraktioniert wird. Die Ränder der beiden tiegelförmigen Gehäuse sind durch eine verklebte Nut- und Federbindung an einem flachen Deckel 14 befestigt, der vier Sammelleitungen 15 für rote Blutzellen (RBZ) umfaßt, die in einem ersten Ring angeordnet sind sowie vier Sammelleitungen 16 für weiße Blutzellen (WBZ), die in gleichen Abständen in einem zweiten Ring befestigt ist, der zum ersten Ring konzentrisch angeordnet ist und somit einen kleineren Durchmesser besitzt. Der Deckel umfaßt ebenso eine Anzahl von öffnungen 17 in seinem Mittelteil, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen einer in Fig. 1 nicht gezeigten Rotationsdichtung herzustellen, wie nachstehend näher beschrieben wird. Alle ί vier Sammelleitungen 15 sind mit einem Rohr 18 verbunden, das ■

durch eine öffnung 19 im Deckel 14 in das Innere des kugelförmigen Innengehäuses 12 hineinragt. Auch die Sammelleitungen 16 sind

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mit einem Rohr 20 verbunden, welches durch eine öffnung 21 in das Innere des Innengehäuses hineinragt.

In Fig. 2 ist der Zentrifugenabscheider in Verbindung mit einer Zentrifuge mit Rotationsdichtung gezeigt, wobei das Außengehäuse 11 des Abscheiders in einem drehbar angetriebenen Gehäuse gelagert ist. Das Außengehäuse umfaßt eine dünne aufrechte zylinderförmige Seitenwand 23, die an ihrem oberen oder Fallinienende in einen auswärts und dann aufwärts gerichteten Rand 24 mündet und an ihrem unteren oder Steigleitungsende in einem Winkel 25 endet,der an eine flache Bodenwand 26 anschließt. Ebenso umfaßt das Innengehäuse 12 eine dünne zylinderförmige Seitenwand 27, einen einwärts und dann aufwärts verlaufenden Fallinienteil 28 sowie einen Winkel 29, der an einen flachen Bodenteil 30 anschließt. Die Innenflächen der Seitenwände 23 und 27 bilden zusammen einen Abscheidekanal 31 innerhalb der Verarbeitungskanuner 13, in welcher rote Blutzellen, weiße Blutzellen sowie Plasmaanteile von Blutstrom abgeschieden werden, wenn er durch den Kanal unter dem Einfluß eines zentrifugalen Kraftfeldes fließt. Die Ränder 24 und 28 bilden zusammen einen Bereich größerer Breite in der Kammer 13, in welchem sich die im Kanal 31 getrennten Blutbestandteile ansammeln, ehe sie durch die Sammelleitungen 15 und 16 abgeführt werden.

Eine weitere Sammelleitung 32 ist im Randteil 28 des Innengehäuses 12 vorgesehen, um das Plasma aus der Kammer 13 abzuführen,

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: wenn es sich dort ansammelt. Diese Sammelleitung ist durch ein Rohrstück 33 mit einem Schlauch 17a im Deckel 14 verbunden. Ebenso verbindet ein Rohrstück 18 mit einem Schlauch 17b und ein Rohrstück 20 mit einem Schlauch 17c im Deckel 14. Um das noch nicht fraktionierte Blut dem Trenn- oder Abscheidekanal 31 zuzuführen, ist das Innengehäuse 12 mit einer Einlaßöffnung 34 längs der Drehachse des Gehäuses 22 versehen. Diese öffnung ist durch ein Rohrstück 35 mit einem Schlauch 17d im Deckel 14 verbunden. Weitere öffnungen 36 können in den Bodenteilen 26 und des Innen- und Außengehäuses vorgesehen sein, um den Einbau des Abscheiders 10 in einer nachstehend beschriebenen dichtungslosen Zentrifuge zu erleichtern.

Um die Strömungsmittelverbindung zwischen den Einlaß- und Sammelöffnungen sowie den nicht rotierenden Teilen des Strömungssystems der Abscheideanlage herzustellen, ist eine Rotationsdichtung 40 am Deckel 14 längs der Drehachse des Gehäuses 22 vorgesehen.Diese Dichtung, die von herkömmlichem Aufbau und herkömmlicher Arbeitsweise sein kann, ist mit geeigneten Befestigungsvorrichtungen wie den Schrauben oder Bolzen 41 auf dem Deckel 14 montiert. Nach Fig. 2a besteht die Rotationsdichtung aus einem Drehteil 43 mit einer Anzahl von ringförmigen Vertiefungen 44 und einem stationären Teil 45 mit einer Anzahl von ringförmigen mit Anschluß versehenen Vertiefungen 46. Einzelne Stege 47 sind zwischen den entsprechenden Vertiefungen vorgesehen, um eine Strömungsmitteltrennung zu gewährleisten, und weitere Benetzungs- bzw. Schmierströmungsanlagen können vorgesehen sein, um in bekannter Weise eine verbesserte Arbeitsweise zu erzielen.

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In der Praxis sind zwei Schläuche im Deckel 14 für jede ringförmige Vertiefung vorgesehen, die einem fraktionierten Blutanteil zugeordnet ist, und jeder Schlauch kann seinerseits wieder durch eine entsprechende Stern- oder Dreiecksverbindung sowie ent-

sprechende Verbindungsrohre an die entsprechende der vier Sammelleitungen geführt sein, die mit dieser Fraktion verbunden sind. Aus Gründen der Klarheit sind diese Anschlüsse und Verbindungen

! in Fig. 2 nicht gezeigt.

Der obere nicht drehende Teil 45 der Rotationsdichtung 40 wird durch einen am Rahmen der Zentrifuge montierten Halterungsarm 48 gegen den unteren rotierenden Teil 43 gedrückt. Der untere sich drehende Teil der Dichtung kann aus einer polierten Keramikscheib4 bestehen, die am Deckel 14 mit Hilfe konzentzLscher Silastic-O-Ringe befestigt ist, welche die Strömungsmittelverbindung zwischen den Vertiefungen 44 und den entsprechenden Schläuchen 17 herstellen. Der obere stationäre Teil der Dichtung besteht aus geläpptem rostfreiem Stahl, um einen vollkommenen Kontakt mit der Keramikscheibe zu gewährleisten. Die einzelnen ringförmigen Vertiefun-

ein gen 46 auf dieser Scheibe sind mit einem Schlauch an/Rohr aus

der Oberseite der Scheibe angeschlossen.

In Fig. 4 ist die Auslaßleitung für die roten Blutzellen mit einem Rohrstück 50 an eine peristaltische Pumpe 51 angeschlossen, die Auslaßleitung für die weißen Blutzellen mit einem Rohrstück 52 an eine peristaltische Pumpe 53 und die Auslaßleitung für das Plasma mit einem Rohrstück 54 an die peristaltische Pumpe 55 angeschlossen. Das nicht fraktionierte Blut wird mit einem Rohr- _ -16-

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j stück 56 der Einlaßleitung zugeführt, der auch zitronensaure

Dextrose (ACD) und Heparin durch die entsprechenden Rohrlei-

j tungen 57 und 58 sowie eine peristaltische Pumpe 59 eingespeist

' werden. Für die Zwecke der Isolierung oder Reindarstellung wird Salzlösung der Rotationsdichtung über ein Rohrsegment 60 eingespeist und über ein Rohrsegment 61 wieder abgesaugt. Ferner wird

Salzlösung auch der Dichtung für Schmierzwecke über ein Rohrsegment 62 und eine peristaltische Pumpe 63 eingespeist.

Die durch die Anlage gewonnenen weißen und roten Blutzellen sowie ; das Plasma können in entsprechende Sammelbehälter zur Lagerung

gepumpt werden oder auch dem Spender zurückgegeben werden. Der ; Anlage können verschiedene Sicherheitseinrichtungen eingebaut

werden, die dem Schutz gegen Ausströmen von Luft, ungewöhnlichen ' Temperaturanstieg, oder der Okklusion einer Vene des Spenders dienen.

Das Gehäuse 22 ist auf einer Antriebswelle 64 montiert, die ihrer-

seits drehbar durch einen Motor 65 angetrieben wird. In der Praxis dient diese Antriebsanordnung zur Erzielung eines sehr hohen Grades an Schlagfreiheit in der Drehung des Gehäuses 22, um eine wirkungsvolle Arbeitsweise des Abscheidungsprozesses sowie der Arbeitsweise der Dichtung 40 zu erzielen.

Im Betrieb dreht sich das Gehäuse 22 mit etwa 800 O/min, um ein zentrifugales Kraftfeld im Trenn- oder Abscheidekanal 31 aufzubauen. Der Strömungsweg wird zunächst mit steriler Salzlösung ■ gefüllt, und alle Luftbläschen werden durch Gegenstromspülung

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der Anlage über die perlstaltische Pumpe 53 für die weißen Blutkörperchen entfernt. Das nicht frakitonierte Blut wird dann über das Rohr 56, die Rotationsdichtung 40, sowie das Rohrstück 35 dem Einlaßrohr 34 zugeführt. Es schließt in der Kammer 13 radial nach außen und über den Abscheidekanal 31 nach oben. Jetzt wird die Drehzahl der Zentrifuge so eingestellt, daß die in Fig. 3 dargestellte Trennung der roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen und Plasmaanteile erreicht wird. Die Abscheidung beginnt, wenn das Blut die Tiegelseite aufwärts zu den Sammelleitungen fließt, wobei sich das Blut nacheinander in drei konzentrische Ströme aufteilt, und die dichten roten Blutzellen zu äußerst, die weniger dichten weißen Blutzellen oder die weißgelbe Deckschicht an einem mittleren Radius und das am wenigsten dichte Plasma in der Mitte angeordnet ist. Thrombozyten sind allgemein über alle drei Bereiche verteilt, doch können sie durch Veränderung

in der Zentrifugendrehzahl konzentriert werden. Die Bestandteile/der

Verarbeitungskammer 13 werden über die Sammelleitungen 15, 16 und 32 zur Aufbewahrung oder Rückgabe an den Spender abgeführt.

Normalerweise ist die Strömungsgeschwindigkeit des nicht fraktionierten Blutes in der Kammer 13 so gewählt, daß die Verweilzeit des Blutes in der Kammer etwa 3 Minuten dauert. Um zu gewährleisten, daß das Blut während dieser verhältnismäßig kurzen Zeit in seine Bestandteile aufgespalten wird, muß der Abseheidungskanal 31 sehr eng sein, normalerweise in der Größenordnung von 1,5 mm oder kleiner. Um eine wirkungsvolle Abscheidung der Blutbestandteile zu erreichen, muß diese Abmessung einen hohen Grad von Kon-

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zentrizität oder Schlagfreiheit erhalten bleiben, so daß die Bestandteile bei ihrer Abscheidung aufwärts in das Sammelgebiet am oberen Ende der Kammer 13 fließen.

Um zu gewährleisten, daß die gewünschte Breite des Abscheidekanals mit dem genügenden Grad an Konzentrizität erhalten bleibt, sind die Außen- bzw. Innengehäuse erfindungsgemäß mit einer Anzahl von nach innen ragenden einstückig ausgeformten Vorsprüngen oder Nocken 60 versehen, die zur Einhaltung eines genauen Abstandes an der gegenüberliegenden Gehäusefläche anliegen. Um sicherzustellen, daß diese Nocken tatsächlich den Abstand zwischen zwei Bauelementen bestimmen, ist das Außengehäuse 11 so

sich

dimensioniert, daß/seine Seitenwände ein wenig nach innen verformen, wenn der Abscheider 10 im Gehäuse 22 gelagert ist. Diese Verformung genügt, um die Abstandsnocke 60 in Eingriff mit ihren gegenüberliegenden Bandflächen zu bringen und sicherzustellen, daß der gewünschte Abstand hergestellt und beibehalten wird.Um den Einsatz des Abscheiders in das Gehäuse 22 zu erleichtern, wird das Außengehäuse vorzugsweise mit einer leichten einwärts gerichteten Verjüngung ausgeformt, die normalerweise in der Größenordnung von einem Grad liegt, wobei die Innenwand des Gehäuses 22 eine komplementäre verjüngende Schrägung besitzt.

Die Innen- und Außengehäuse sind vorzugsweise aus Polykarbonat ' wie Lexan (ein Markenname der General Plastic Corporation) auf herkömmliche Weise gepreßt. Die Seitenwände 23 und 27 dieser Gehäuse können eine Dicke von 3,175 mm (0,125 Zoll) besitzen, um die einwärts gerichtete Sollverformung zu erzielen, wenn der

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Abscheider im Gehäuse 22 gelagert ist. Bei einer typischen Anwendungsform ist der Abscheider 10 mit einem Außendurchmesser von etwa 15 cm (6 Zoll) und einer Höhe von etwa 10 cm (4 Zoll) ausgebildet. Bei einer Breite von 1,5 mm des Abscheidekanals besitzt die Trennkammer 13 ein Volumen von ca. 140 ml.

Nach dem Einbau der verschiedenen Rohrstücke während der Herstellung des Abscheiders 10 kann der Hohlraum innerhalb des ■ Innengehäuses 12 mit Schaumstoff 66 ausgefüllt werden, um eine Ansammlung von erheblichen Strömungsmittelmengen in der Kammer zu verhindern. Dies dient als Sicherheitsmaßnahme, um zu gewährleisten, daß der Bedienung jedes Leck sofort gemeldet wird und sich nicht innerhalb des rotierenden Tiegels ansammelt.

Nach Fig. 5 kann der erfindungsgemäße Zentrifugalabscheider auch in Verbindung mit einer dichtungslosen Zentrifuge verwendet werden, wie sie in der mitanhängigen Anmeldung von Houshang Lolachi, Nr. 657 187 vom 11. Februar 1976 beschrieben und beansprucht wird. Im Prinzip umfaßt diese Zentrifuge einen Rotoran- _: trieb 70, an welchem ein Rotor 71 mit Hilfe einer hohlen Lager- I welle 72 drehbar gelagert ist. Der Rotortrieb 70 ist seiner- I seits auf einer stationären Nabe 73 mit Hilfe der senkrechten j

Antriebswelle 74 drehbar gelagert und umfaßt eine Führungshülse 75. Die erfindungsgemäße Zentrifugalverarbeitungskammer 10 ist auf dem Rotor 71 gelagert. Die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Abscheider, der sich mit dem Rotor 71 dreht, und dem stationären Teil des Strömungssystems, das dem der Fig. 4 identisch sein kann, ausgenommen, daß die Rotationsdichtung 40

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entfällt, wird mit Hilfe eines vlerkanallgen Speisekabels 76 hergestellt, das sich von einer zentralen Stelle auf der Drehachse des Abscheiders abwärts durch die Mitte der Drehachse 72, dann radial auswärts durch die Führungshülle 75 und aufwärts zu einer festen axial fluchtenden Stellung erstreckt, die sich durch einen Stütz- oder Lagerarm 77 ergibt. Wie in der vorstehend erwähnten mitanhängigen Patentanmeldung Nr. 657 187 beschrieben \

j ist, ergibt diese Führung des Speisekabels 76 zusammen mit dem :

Rotor 71 und dem in gleicher Richtung mit einem Drehzahlverhältnis von 2:1 angetriebenen Rotortrieb 70 eine Strömungsmittelverbindung mit dem Zentrifugenabscheider 10 ohne eine Ver- ' windung oder Verdrillung des Kabels. Das Speisekabel ist lediglich einer Biegung oder mehreren Teilverwindungen um seine Achse im Winkel kleiner als 180 ausgesetzt, wenn sich der Rotor 71 dreht.

Um das Solldrehzahlverhältnis zwischen Rotor und Rotorantrieb

en zu erhalten, sind zwei Spannroilfcaare 78 auf dem Motorantrieb 70 angebracht. Ein Antriebsriemen 79 ist Über diese Spannrollen um eine stationäre Ringrolle 80 auf der Nabe 73 sowie um eine Spann+ rolle 81 des Rotorantriebs geführt, die am unteren Ende der Rotorantriebswelle 72 gelagert ist. Wenn der Rotorantrieb 70 durch einen nicht gezeigten die Antriebswelle 74 antreibenden Motor in Rechtsdrehung versetzt wird, bewirkt der Antriebsriemen 79

eine Rechtsdrehung des Rotors 71. Angenommen, die stationäre Riemenscheibe 80 und die Rolle 81 des Rotorantriebs haben denselben Durchmesser, dann ist die Drehzahl des Rotors 71 genau das Doppelte der Drehzahl des Rotorantriebs 70 infolge der korn- j

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binierten Wirkung des Direktantriebes im Verhältnis von 1:1 der j Riemenscheibe 80 und der Rolle 81 sowie der Planetentriebbewegung '

der Spannrollen 78 um die Drehachse des Rotors 71. ι

Um den Zentrifugenabscheider 10 in den Rotor 71 einzusetzen, sind , die mit den Sammelleitungen 15, 16 und 32 verbundenen Rohrstücke 18, 20 und 33 durch den Mittelpunkt des Abscheiders und abwärts durch Öffnungen 36 im Boden des Innen- und Außengehäuses geführt. Ein Gehäuse 82, das dem Gehäuse 22 gleich ist, ausgenommen, daß in seinem Boden ein Schlauch 83 zur Aufnahme der Verbindungsrohrstücke vorgesehen ist, ist am Rotor 71 zur Aufnahme und Lagerung des Zentrifugenabscheiders befestigt. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Auführungsbeispiel mit Rotationsdichtung ist die Wand des Außengehäuses auch hier durch das Gehäuse 82 zusammengedrückt« um einen Trenn- oder Abscheidekanal 31 mit einem hohen Grad an Konzentrizität zu erhalten. Die einzelnen Verbindungsrohrstücke sind zum Speisekabel 76 vereinigt, nachdem sie die Schläuche 83 durchlaufen haben. Der Zentrifugenabscheider 10 soll, wenn er für eine dichtungslose Zentrifuge wie die der Fig.5 bestimmt ist, als eine einzige einstückige wegwerfbare Einheit hergestellt werden, in welcher das Speisekabel 76 eingeschlossen ist. Um dieses Gerät in die Anlage einzubauen, kann das freie Ende des Speisekabels ab-* wärts durch die hohle Motorlagerwelle 72 geführt und dann radial auswärts und aufwärts durch die Muffe 75 zum Lagerarm 77 geleitet werden. Dann müßte das freie Ende des Kabels durchgezogen werden,.

bis der Abscheider im Gehäuse 82 aufsitzt. Nach Gebrauch würde

das gesamte Aggregat aus der Anlage ausgebaut und weggeworfen

werden. '

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iEin Zentrifugenblutabscheider wurde vorstehend beschrieben, der

leine wirksame Aufspaltung des Blutes in seine Bestandteile ergibt. iDer Abscheider kann wirtschaftlich mit bekannten Preßverfahren 'hergestellt werden und infolge seiner geringen Herstellungskosten ^!eignet er sich in hohem Maße für die Einwegbenutzung, bei welcher die Gefahren der Verschmutzung und Vergiftung für den Spender aus vorangegangenem Gebrauch vollkommen vermieden werden.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Nach Fig. 3 ist eine konzentrisch angeordnete Tülle 16L vorgesehen, deren Innenfläche mit der Außenseite der Sammelleitungen 16 für die weißen Blutzellen fluchtet, und die benachbarte Bodenfläche des Deckels 14 ist mit einer konzentrisch angeordneten Nut 16G ausgestattet, in welche die Sammelleitungen 16 münden. Diese Nut und Tülle gab experimentell eine bessere Abscheidung der roten Blutkörperchen von den gesammelten weißen.

Ferner ergab es sich, daß in einem Tiegel nur vier Abstandsstücke 60 verwendet werden müssen, und daß der Abstandsflansch zwischen dem Innen- und Außengehäuse 36 nicht nur dazu dient, den waagerechten Wandabstand vom Boden bis zum Deckel festzulegen, sondern auch in einem erheblichen Grade den Abstand zwischen den Seitenwänden zu fixieren. Diese waren nahe der Oberfläche in gleichen Abständen in das Gerät herum angeordnet. Ein erfindungsgemäßer Experimentaltiegel wurde aus Polykarbonat in vier Teilen gepreßt und besaß eine Gesamthöhe von etwa 10cm (4 Zoll) und

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einen Durchmesser von etwa 18,4 cm (6 1/8 Zoll). Dieses spezielle Gerät besaß ein Strömungsmittelfassungsvermögen von nur 143 ml, wodurch es sich vorteilhaft gegenüber höheren Tiegeln dieser Art abhob.

Die Gehäuse 11 und 12 besaßen eine Dicke von etwa 3,17 mm (1/8 Zoll) sowie einen Zwischenraum von 1,27 mm (0,05 Zoll). Das Außengehäuse, obwohl aus Gründen der Handhabung ziemlich starr, war etwas unrund, und unter den erhöhten Zentrifugalkräften kann es sich sogar weiter verformt haben.Jedoch mit einem wahren runden Gehäuse 22 aus rostfreiem Stahl wurde bewirkt, daß das Außengehäuse beim Einsatz eine wahre runde und konzentrische Form annahm. !

Es sei bemerkt, daß die vier gepreßten Leitungen des Tiegels 10 der beiden Ausführungsbeispiele (Fign. 1-2 und Fig. 5) identisch sind und für jedes der Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Erfindungsgemäß können diese Leitungen mit größeren Toleranzen in ihren Abmessungen bei guten Ergebnissen gefertigt werden als dies bei früheren Ausführungsbeispielen mit nicht ersetzbaren Dauertiegeln der Fall war. Es sei bemerkt, daß die erfindungsgemäßen wegwerfbaren Tiegel oder Schalen der Fign. 1-2

leicht bei handelsüblichen Maschinen wie dem CELLTRIFUGE^-Abscheider des Werkes American Instrument Company der Travenol Laboratories, Inc. nachgerüstet werden könnten, wenn ein entsprechendes Gehäuse im Gerät zur Verfügung stünde. Natürlich können gleiche Gehäuse verwendet werden, um andere Maschinenmarken damit ebenso nachzurüsten.

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Obwohl Polykarbonat ζ.Zt. der bevorzugte Kunststoff für die Herstellung des Außengehäuses und anderer mit dem Blut in Berührung ^! stehender Leitungen ist, können auch andere Kunststoffe verwendet

werden wie Methyl-Methacrylat, Styrol-Acrylonitril, Acrylsäure, I Styrol oder Acrylonitril. Obwohl gegenwärtig das Pressen das be- j vorzugte Herstellungsverfahren ist, können die Gehäuse auch im Vakuum geformt oder gegossen werden.

Obwohl das Innengehäuse als Hohlform dargestellt ist, die später vorzugsweise gefüllt wird, sei bemerkt, daß der Ausdruck "Innengehäuse" in den Patentansprüchen auch massive Ausführungsformen j umfaßt.

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Claims

Patentansprüche

1. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider mit ununterbrochener Strömung zur Verwendung mit einer Zentrifuge, einschließlich eines drehbar angetriebenen starren Gehäuses von hoher Konzentrizität zur Drehachse,dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (10) folgende Baugruppen umfaßt: Ein Außengehäuse (11), das drehbar in dem starren Gehäuse (22) gelagert ist, ein in einem Abstand zum Außengehäuse (11) in diesem angeordnetes Innengehäuse (12), wobei das Innen- (12) und Außengehäuse (11) Wandteile (23,24,27,28) umfassen, die zwischen ihren Innenflächen eine Trenn- oder Scheidekammer (13) bilden, die in radialem Abstand von der Drehachse (64) des Gehäuses (22) angeordnet ist, ferner dadurch, daß der Wandteil (23) des Außengehäuses (11) verhältnismäßig dünn und biegsam ist,

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wodurch dieses (11),sich im wesentlichen der Form des starren Gehäuses (22) anpaßt, wenn es in diesem gelagert ist, fer-

an ner dadurch, daß die Baugruppen Vorsprünge (6υ)/mindestens einer der Innenflächen besitzen, um einen bestimmten Abstand zwischen den Wänden (23,27) zu schaffen, daß eine Einlaßvorrichtung eine Einlaßleitung (34) besitzt, um nicht fraktioniertes Blut zur Verarbeitung in der Scheidekammer (13) zuzuführen und schließlich dadurch, daß Auslaßvorrichtungen eine Anzahl von Samme1leitungen (15,16,32) umfassen, welche mit der Scheidekammer (13) in entsprechenden radialen Abständen an der Drehachse (64) in Verbindung stehen, um die entsprechenden getrennten Fraktionen von der Kammer (13) abzuführen, wodurch diese vom nicht fraktionierten Strömungsmittel getrennt werden können.

2. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- (12) und Außengehäuse (11) zeigeiförmig sind sowie dadurch, daß das starre Gehäuse (22) eine tiegelförmige Vertiefung zur Aufnahme des Außengehäuses (11) bildet.

3. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (34) koaxial zur Drehachse (64) des Abscheiders (10) angeordnet ist.

4. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßvorrichtung erste (15), zweite

(16) und dritte (32) Sammelleitungen umfaßt, die an ent-

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sprechenden ersten, zweiten und dritten Radialabständen von der Drehachse (64) angeordnet sind.

5. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 4, dadurch ί gekennzeichnet, daß das nicht fraktionierte Strömungsmittel nicht fraktioniertes Blut umfaßt, sowie dadurch, daß die i

erste, zweite und dritte Fraktion rote Blutkörperchen, weiße !

Blutkörperchen und Plasma enthalten. j

6. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 2, dadurch i

gekennzeichnet, daß das Innen- (12) und Außengehäuse (11)Rand4

teile (24,28) umfassen, sowie dadurch, daß ein im wesent- j

licher flacher Deckel (14) an den Randteilen (24,28) be- j festigt ist.

7. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Sammelleitungen (15,16,32) im Deckel (14) angeordnet ist.

8. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengehäuse (12) an seinem oberen Ende einen einwärts und aufwärts gerichteten Randteil (28) umfaßt sowie dadurch, daß das Außengehäuse (11) an seinem oberen Ende einen auswärts und aufwärts gerichteten Randteil (24) umfaßt und schließlich, daß die Randteile (24,28) zwischen sich eine Scheidekammer (13) von vergrößerter radialer Breite bilden.

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9. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (11) aus einem verhältnismäßig dünnen Kunststoff gefertigt ist.

10. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- (12) und Außengehäuse (11) aus dünnem Polykarbonat gepreßt sind.

11. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (14) mindestens einen Schlauch (17a,b,c,d) enthält, um eine Strömungsmittelverbindung mit den Sammelleitungen (15,16,32) herzustellen.

12. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge eine Anzahl von nach innen ragenden Nocken (60) an den Innenflächen der Gehäuse (11,12) umfassen.

13. Wegwerfbarer Zentrifugenblutabscheider mit Dauerströmung zur Verwendung mit einer Zentrifuge einschließlich eines drehbar angetriebenen tiegelförmigen Gehäuses zur Abscheidung von roten und weißen Blutzellen sowie Plasmafraktionen aus unfraktioniertem Blut, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (10) folgende Baugruppen umfaßt: Ein tiegelförmiges Außengehäuse (11) zum Einsatz in drehbar angetriebener Kopplung in das und mit dem Gehäuse (22) , ein tiegelförmiges Innengehäuse (12), das in einem Abstand im Außengehäuse (11) angeordnet ist, ferner dadurch, daß das Innen- (12) und Außen-

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gehäuse (11) allgemein zyllnderförmlge aufrecht stehende Wände (23,27) umfassen, welche zwischen sich eine dünne büchensförmige Trennkanuner (13,31) bilden, die in radialem Abstand von der Drehachse (64) des Gehäuses (22) angeordnet ist, sodann dadurch, daß die Wand (23) des Außengehäuses (11) relativ dünn und biegsam ist, wodurch sich das Außengehäuse (11) im wesentlichen der Form des Gehäuses (22) anpaßt, wenn es in dieses eingesetzt ist, weiter dadurch, daß folgende Baugruppen vorgesehen sind: Eine Vorrichtung (60), mit der ein kleiner Abstand zwischen den Wänden (32,27) geschaffen wird, einen Einlaß mit einem Einlaßrohr (34), mit welchem zu verarbeitendes unfraktioniertes Blut der Scheidekammer (13) eingespeist wird sowie einen Auslaß mit einer Anzahl von Sammelleitungen (15,16,32), welches in radialen Abständen von der Drehachse (64) mit der Scheidekammer (13) in Verbindung stehen, um die entsprechenden einzelnen Blutfraktionen aus der Kammer (13) abzuleiten.

14. Anlage zur ununterbrochenen Trennung mittels Zentrifuge unfraktionierten Blutes in einzelne Fraktionen, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Baugruppen umfaßt: Eine Zentrifuge (10) mit einem drehbar angetriebenen Gehäuse (22), in welchem eine tiegelförmige Vertiefung ausgeformt ist, ein in diese Vertiefung eingesetztes Außengehäuse (11), das drehbar mit dem Gehäuse (22) gekuppelt ist, ein in einem Abstand innerhalb des Außengehäuses (11) angeordnetes Innengehäuse (12), ferner dadurch, daß das Innen- (12) und Außengehäuse (11) Wände (23,27) umfassen, welche zwischen sich eine Scheidej-

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j kanuner (13,31) bilden, die in radialem Abstand von der Dreh-

achse (64) des Gehäuses (22) angeordnet ist sowie dadurch, I

daß die Wand (23) des Außengehäuses (11) verhältnismäßig dünn

_: und biegsam ist und durch das Gehäuse (22) nach innen gebogen wird, weiter dadurch, daß noch folgende Baugruppen vorge-

sehen sind: Eine Abstandsvorrichtung einschließlich eines Vorsprunges (60) auf der Innenfläche von mindestens einer Wand (23,27) um einen bestimmten Abstand zwischen den Wänden (23,27) herzustdlen, einen Einlaß mit einem Einlaßrohr (34), um zu verarbeitendes unfraktioniertes Blut in die Scheide- ^: kammer (13) einzuspeisen, einen Auslaß mit einer Anzahl von Sammelleitungen (15,16,32), welche mit der Scheidekammer (13) in entsprechenden Radialabständen von der Drehachse (64) in Verbindung stehen, um entsprechende einzelne Blutfraktionen aus der Kammer (13) abzuleiten sowie eine Vorrichtung zur Strömungsmittelübertragung (17a,b,c,d) zur Weiterleitung der Blutfraktionen in den Sammelleitungen (15,16,32) an entsprechende Speicher- oder Nutζvorrichtungen.

15. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- (12) und Außengehäuse (11) ziegeiförmig ausgebildet sind sowie dadurch, daß das Gehäuse (22) eine ziegeiförmige Vertiefung zur Aufnahme des Außen-

! gehäuses (11) bildet.

16. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,daß die Einlaßleitung koaxial zur Drehachse (64) des Gehäuses (22) angeordnet ist.

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17. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßvorrichtung eine erste (15), zweite (16), und dritte (32) Sammelleitung umfaßt, welche an entsprechenden ersten, zweiten und dritten Radialabständen von der Drehachse (64) angeordnet sind.

18. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionen rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Plasma umfassen.

19. Wegwerfbarer Zentrifugenabscheider nach Anspruch 14, dadurch \

gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Schaffung eines bestimmten Abstandes eine Anzahl von nach innen ragenden Nocken (60) an den Innenflächen der Gehäuse (11,12) umfassen.

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