DE2835307A1

DE2835307A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen von blutbestandteilen

Info

Publication number: DE2835307A1
Application number: DE19782835307
Authority: DE
Inventors: David V Bacehowski; Herbert M Cullis; Armand R Vanbaelen
Original assignee: Baxter Travenol Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1973-04-09
Filing date: 1978-08-11
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2416842A1; GB2002266A; FR2309838A1; FR2309635B1; AU6769274A; FR2224134B1; FR2309635A1; DE2835307C2; FR2309282B1; JPS5442073A; DE2416842C2; GB1471204A; FR2309282A1; JPS5012226A; CH624712A5; US4064006A; CA1041445A; JPS5888324A; JPH0233354B2; JPS5913898B2

Description

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

Möhlstraße 37

D-eooo München 80

Baxter Travenol Laboratories, Inc.

ΤΠ V St Δ Tel.: 089/982085-87

, in., v.bt.A. _Te]ex. _Q^_2QSQ2 _hnk|

: Telegramme: ellipsoid

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Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Blutbestandteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung von Blutbestandteilen.

Blutbestandteile werden normalerweise von Einheiten menschlichen Bluts abgetrennt und für die getrennte Therapie an Patienten verwendet. Beispielsweise kann Blutplasma ohne rote Zellen bzw. Blutkörperchen verabreicht werden. Ebenso können die verdichteten roten Blutkörperchen mit einem Mindestmaß an Plasma oder anderer Suspensionslösung einem Patienten verabreicht werden. Weiterhin können weiße Zellen bzw. Blutkörperchen als spezifische Komponenten verabreicht werden. Ebenso stellt ein an weißen Blutkörperchen armes Plasma ein anderes Blutprodukt dar, das für verschiedene Therapieformen benutzt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge, mit deren Hilfe Z₀B. getrennte Anteile an Blutplättehen (platelets), Plasma (einschließlich eines an Blutplättehen armen Plasmas), andere weiße Blutkörperchen und verdichtete rote Blutkörperchen gewonnen werden können. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen

Vorrichtung können in kontinuierlicher Arbeitsweise eine unbegrenzte Blutmenge von einem Spender behandelt, das Blut zur Abtrennung der roten Blutkörperchen und zur Rückführung derselben zum Spender verarbeitet und nach Wunsch die weis= sen Blutkörperchen, Blutplättchen und Plasma gewonnen werden„ Die Zentrifugenschale bzw, der Zentrifugenbehälter gemäß der Erfindung umfaßt eine in Radialrichtung schmale, umfangsmäßig verlaufende Strömungsbahn für das zu behandelnde Blut und Plasma zwecks Gewährleistung einer langen, dünnen Umfangsströmungsbahn₉ in welcher ein kontinuierliches Abtrenn= verfahren stattfinden kann_o Infolgedessen kann ein© Wisch= oder Abstreifwirkung gegenüber der dünnen, niedergeschlagenen Schicht aus den geringfügig schwereren Teilchens, wie Blutkörperchens stattfinde^ durch welche die geringfügig leichteren Teilchen, 2_OB. weiße Blutkörperchen, gegenüber den roten Blutkörperchen in Stromabrichtung verlagert werden· Infolgedessen können erheblich geringere Flieh= oder Beschleunigungskraft© als bei der üblichen Bluttrennung angewandt werdenρ wobei die etwas leichteren Zellen oder Blut« körperchen schneller in Stromabrichtung gedrängt werden als die etwas schwereren roten Blutkörperchen und ©ine wirksamere Zellentrennung erreicht wird_o

Außerdem gewährleistet die schmale, umlaufende Behandlungsstrecke eine sehr kurze Niederschlagsbahn _B die nicht größer ist als die begrenzte Breite dieser Strecke_o Hierdurch wird auch der Vorteil erreicht, daß der erfindungsgemäße Zentrifugenbehälfer ein kleines Blutvolumen besitzt und somit zu einem vorgegebenen Zeitpunkt dem Spender jeweils eine v@r= gleiehsweise kleine Blutmenge entnommen wird, während gleichseitig der Niederschlag bzw_o die Ausfällung der roten Blutkörperchen begünstigt wird und die Blutplättehen vor den bekannten, ungünstigen Wirkungen hoher Besehleunigungs« kräfte in der Größenordnung von übsr 1000 G geschützt werden»

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Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung das Ansammeln von weißen Blutkörperchen und Blutplättchen während des kontinuierlichen Betriebs, in dessen Verlauf sich die roten Blutkörperchen längs der Umfangsstrecke niederschlagen, um dann auf kontinuierlicher oder intermittierender Basis für die Rückführung zum Patienten abgenommen zu werden. Gleichzeitig können die weißen Blutkörperchen und/oder Blutplättchen, die im allgemeinen weniger als 1% des Blutvolumens ausmachen, im Arbeitsverlauf gesammelt werden, so daß große Mengen an weißen Blutkörperchen und Blutplättchen in einem einzigen Arbeitsgang gewonnen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Trennung von Blutbestandteilen, durch welche insbesondere die weißen Blutkörperchen und Blutplättchen minimalen Scherbeanspruchungen unterworfen werden sollen.

Mit der Erfindung soll also eine wirksame, sterile Einrichtung zur Gewinnung von Blutbestandteilen von einem Spender oder von Blutvorräten auf halbautomatischer Basis unter Verwendung eines wegwerfbaren Behälters verbesserter Konfiguration geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Zentrifugenschale oder -kammer, die in einer Zentrifuge um ihre Achse drehbar ist. Die Schale weist eine Außenumfangswand und eine von dieser auf Abstand angeordnete Innenumfangswand auf, die zwischen sich einen umlaufenden Ringschlitz oder -spalt zur Aufnahme von Blutbestandteilen festlegen. Der Spalt kann einen Zugangs schlauch aufnehmen, der über eine in der Schale vorgesehene Öffnung aus dem Spalt herausführbar und mit einem äußeren Element verbindbar ist.

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Erfindungsgemäß besitzt ein neben der Öffnung befindlicher Teil des Spalts die Form einer nach außen gerichteten Spirale. Hierdurch werden die auf das Strömungsmittel bei dessen Bewegung längs des Spalts einwirkenden Gravitationskräfte erhöht. Infolgedessen können sich schwerere Teilchen, wie Blutkörperchen, in Auswärtsrichtung absetzen, um dann zum Spiralen-Außenendabschnitt des Spalts zu gleiten und sich dort anzusammeln. Am Ende des Spiralenteils des Spalts kann ein radial nach innen gerichteter Stufenteil des Ringspalts vorgesehen sein, so daß sich die beim Zentrifugieren im Spalt abgelagerten roten Blutkörperchen im Außenendabschnitt des Spiralteils ansammeln können.

In der den Spalt begrenzenden Außenumfangswand können Taschen zum Sammeln von Blutkörperchen vorgesehen sein, wobei der Zugangsschlauch mit der betreffenden Tasche in Verbindung steht.

Außerdem kann ein hinter dem vom Spiralteil nach innen gerichteten Abschnitt liegender Spaltabschnitt einen im wesentlichen kreisbogenförmigen Abschnitt bilden, der vorzugsweise radial einwärts vom Spiralteil liegt und zum Sammeln bzw» Auffangen von Blutplättchen bei niedrigerer Zentrifugalkraft als im Sammelabschnitt für rote Blutkörperchen dient.

In den umlaufenden Spalt kann ein flexibler, länglicher, flacher Behälter bzw. Beutel eingesetzt werden, wobei der Zugangs schlauch mit dem Behälterinneren in Verbindung steht«, Der Zugangsschlauch kann an jedem Ende dieses länglichen, flachen Behälters angeordnet sein, um Blutbestandteile im Behälter durch d@n Spalt zu leiten« Ein weiterer Zugangsschlauch kann mit dem flachen Behälter zwischen dessen Enden kommunizieren und zum Sammeln bzw_o Abnehmen der zentrifugiert ten, schwereren Bestandteile, wie rote und weife Blutkörperchen, dienen«.

In spezieller Ausführungsform kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Zentrifugenschale Blutplasma zur Abtrennung von Blutplättchen behandelt werden, die sich beim Zentrifugieren an der Außenwand absetzen. Wahlweise kann mit dieser Schale Gesamtblut zum Sammeln sowohl der roten als auch der weißen Blutkörperchen behandelt werden, wobei das an Blutplättchen arme Plasma aus dem Ende des in den umlaufenden Spalt eingesetzten Beutels austritt. Die Schale kann aber auch zum Sammeln nur roter Blutkörperchen eingesetzt werden.

Blut, Plasma oder eine andere Flüssigkeit kann dem einen Ende des länglichen, flachen Beutels zugeführt werden, um während des Zentrifugieren durch den Beutel hindurchzuströmen. Die zentrifugierte Flüssigkeit wird dann am anderen Ende des Beutels abgezogen, während rote und weiße Blutkörperchen auf noch näher zu beschreibende Weise an verschiedenen Zwischenstellen des Behälters abgenommen werden können.

Der mit dem sich drehenden, länglichen, flachen Beutel verbundene Schlauch kann an einen feststehenden Flüssigkeitsvorrat und einen außerhalb der Zentrifuge angeordneten Behälter für die behandelte Flüssigkeit angeschlossen sein. Dieser Anschluß kann auf die in den US-PSen 3 586 413 und 3 986 442 beschriebene oder ähnliche zweckmäßige Weise erfolgen, wobei ein Verdrehen des Schlauches durch die in diesen US-PSen beschriebene genau Drehbeziehung verhindert wird. Auf diese Weise kann eine übliche Zentrifuge an die Verwendung der erfindungsgemäßen Schale angepaßt werden, indem das Drehprinzip für den Verbindungsschlauch gemäß den genannten US-PSen angewandt wird, bei denen die einen Enden der Verbindungsschlauchleitung mit der Zentrifugenschale umlaufen, während ihre anderen Enden stillstehen und außerhalb der Zentrifuge mit einem Flüssigkeitsvorrat und einem Behälter für verarbeitete oder behandelte Flüssigkeit verbunden sind.

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Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Zentrifugenschale mit Merkmalen nach der Erfindung zum Sammeln von roten Blutkörperchen und Blutplättchen,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß verwendbaren flexiblen, länglichen, flachen Behälters,

Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilseitenansicht des Behälters nach Fig. 3»

Fig. 5 eine detaillierte, teilweise weggebrochene Darstellung einer anderen Möglichkeit zur Verbindung der Schlauchleitung mit dem Behälter,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Verbindung gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine Aufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenschale und

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenschale, deren einer Abschnitt schematisch veranschaulicht ist.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zentrifugenschale oder -schüssel 10 umfaßt eine Schal® 12 und einen von dieser abnehmbaren Deckel 14, zwischen denen gemäß Fig_o 2 ein Ringkanal oder -spalt 16 festgelegt ist. Der Ringspalt 16 kann typischerweise eine Höhe von 50 mm besitzen und sich von einer Weite von etwa 3,5 - 4,5 mm und vorzugsweise 4 mm am Punkt 17

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auf eine Weite von etwa 12 mm am Punkt 19 erweitern, um sich dann wieder zu verengen. Die Gesamtumfangslänge des Ringspalts 16 kann etwa 711 mm betragen.

Die Schale 12 weist eine Manschette 18 mit Zentralbohrung zur Ermöglichung der Anbringung der Schale an einem Zentrifugenrotor zum Drehen der Zentrifugenschale 10 auf.

In Fig. 3 ist ein flexibler, länglicher, flacher Behälter bzw. Beutel 20 dargestellt, der in den Ringspalt 16 einsetzbar ist. Der Beutel 20 kann aus einem einzigen Kurs tstoff-Folienstück bestehen, das an der Unterseite zu einem U-förmigen Querschnitt gefaltet und an den Enden 22 durch Hochfrequenzschweißen oder nach einem anderen Schweißverfahren verschlossen worden ist. Eine obere Schweißnaht 24 verschließt den Innenraum 26 des Beutels zur Gewährleistung steriler Bedingungen gegenüber der äußeren Umgebung.

An den Enden des Beutels 20 vorgesehene Schläuche 28, 30 dienen als Einlaß und Auslaß; der Schlauch 28 wird typischerweise als Einlaß benutzt, während der Schlauch 30 als Auslaß dient. Die Schweißnaht 24 kann auf die dargestellte Weise nach oben geneigt sein, um eine Verlagerung von Luftblasen in Stromabrichtung zu begünstigen.

Im nicht verschlossenen Teil des Beutels 20 sind mehrere Öffnungen 32 vorgesehen, die von der inneren Mantelwand der Schale 12 nach innen ragende Stifte 34 aufzunehmen vermögen und als Aufhänger für den länglichen Beutel 20 in seinem in den Ringspalt 16 eingesetzten Zustand dienen.

Der Beutel 20 weist außerdem in mittlerer Position gelegene Anschlußöffnungen 36, 37 auf, die mit dem verschlossenen Innenraum 26 des länglichen Beutels 20 in Verbindung stehen. Die Öffnungen oder Zulasse 28, 30 und 37 durchsetzen die Schweißnaht 24 auf übliche Weise unter Abdichtung.

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Eine Schweißnaht 39 bildet im Inneren des Beutels 20 einen verengten Abschnitt, welcher den Beutelinnenraum in zwei Segmente unterteilt, die gemäß Fig. 3 durch einen engen Verbindungskanal 41 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann der Beutel 20 nach Gebrauch am verengten Verbindungskanal 41 leicht verschlossen und unterteilt werden, um in seinem einen Segment Blutplättchen zu gewinnen.

Die Einzelheiten der Anschlußanordnung für die Verbindung des VerbindungsSchlauches 36 mit dem länglichen Beutel 20 sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt, in denen nur ein Bruchstück des Beutels 20 veranschaulicht ist. Der Beutel 20 kann beispielsweise aus einem dünnwandigen, schlauchförmigen Kunststoff, etwa Polyvinylchlorid bestehen. In die eine Seitenwand 20a des Beutels ist eine Öffnung 38 eingestochen, die mit einem Filtersieb 40 bedeckt ist. Die Schlauchleitung, z.B. der Verbindungsschlauch 36 (dessen einer Abschnitt der besseren Veranschaulichung halber in Fig. 5 getrennt dargestellt ist) weist in der Seite eine Anzahl von Öffnungen 42 auf. Im Fall eines einzigen Verbindungsschlauchs sind die Enden des Schlauches 36 bei 44 schleifenartig zusammengeführt.

Ein beispielsweise durch Hochfrequenzschweißung mit der Schlauchwandung des Beutels 20 verbundener Außenwandteil 46 umschließt unter Herstellung einer Abdichtung einen Abschnitt des Schläuche 36. Insbesondere verläuft dabei eine Schweißnaht 48 um die Öffnung 38 zwischen der Außenwand 46 und dem Schlauch 36 sowie der Wand des Beutels 20, so daß eine Abdichtung bzw. ein Verschluß um die Öffnung 38 herum hergestellt ist.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist der Beutel 20 so in den Ringspalt 16 eingesetzt, daß der Einlaßschlauch 28 auf die dargestellte Weise durch einen Zwischenraum oder Spalt 50 im Deckel 14 nach außen ragt. Gewünschtenfalls kann der Deckel 14 zwei-

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teilig ausgebildet und sowohl am Zwischenraum 50 als auch an einer Fuge 52 geteilt sein, so daß er zwei im wesentlichen halbkreisförmige Deckelteile 53 und 55 bildet.

Der längliche Beutel bzw. Behälter 20 wird im Uhrzeigersinn in den Ringspalt 16 eingezogen, wobei die Länge des Beutels 20 so bemessen ist, daß er neben dem Auslaßschlitz 54 im Deckel 14 endet, wodurch Raum für den Austritt der Schlauchleitung 3o geschaffen wird. Wie erwähnt, werden die Stifte 34 durch die Öffnungen 32 des Beutels 20 hindurchgeführt, um auf diese Weise den Beutel im Ringspalt 16 zu haltern. Die Schale 12 kann typischerweise für Drehung im Uhrzeigersinn ausgelegt sein.

In einem ersten Segment 54 des Ringspalts 16 sind die betreffenden, den Ringspalt bildenden Wände von Schale 12 und Deckel 14 ersichtlicherweise so bemessen, daß sich der Ringspalt unter einem Winkel 56 von etwa 80 - 85° (insbesondere 82,5°, was für eine Beschleunigungskraft von etwa 200 - 220 G bevorzugt wird) gegenüber dem den Ringspalt an dieser Stelle schneidenden Radius 58 der kreisförmigen Schale spiralig nach außen erweitert. Hierdurch wird während des Zentrifugiervorgangs eine allmählich zunehmende Zentrifugalkraft auf das Blut o.dgl. Flüssigkeit im Ringspalt 16 bei der Strömung dieses Strömungsmittels ausgeübt _y wodurch die roten Blutkörperchen nicht nur zu einer Wanderung zur radial äußeren Wand des länglichen Beutels 20, sondern auch zu einer im Uhrzeigersinn erfolgenden Verlagerung zum Ende des Spiralabschnitts 54 des Ringspalts 16 gezwungen werden. Die hierdurch hervorgebrachte Radiusänderung kann vorzugsweise etwa 0,2 - 1 cm und insbesondere etwa 0,4 cm betragen. Typischerweise wird das Blut im ersten Segment 54 des Ringspalts 56 sich ständig ändernden Flieh- bzw. Beschleunigungskräften ausgesetzt, während es sich über etwa 1096 des Radius des Ringspalts spiralig nach außen bewegt.

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Im allgemeinen können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung Flieh- bzw. Beschleunigungskräfte von etwa I5O - 1000 G erzeugt werden, um die angestrebte Trennung und Sammlung von roten und weißen Blutkörperchen bei niedrigen Beschleunigungskräften unter Vermeidung einer Aktivierung der Blutplättchen zu erreichen. Der optimale Winkel 56 variiert in Abhängigkeit von unterschiedlichen Beschleunigungskräften.

Wahlweise kann der Winkel 56 bei der dargestellten Ausführungsform 83° betragen, wobei die Flieh- bzw. Beschleunigungskraft am Bluteinlaß zum Ringspalt 16 etwa 285 G beträgt,

Am Ende des Spiralteils 54 bildet der Ringspalt 16 eine radial nach innen gerichtete Stufe 60. Der langgestreckte Beutel 20 ist dabei so angeordnet, daß sich der Verbindungsschlauch 44 an der Stufe 60 befindet und über eine Bohrung 62 im Deckel 14 nach außen ragt.

Die roten Blutkörperchen werden in der radial nach außen gerichteten, durch die Stufe 60 gebildeten Tasche zurückgehalten, so daß sie über die Schlauchleitung 44 aus dem länglichen Beutel 20 ausgetragen werden können. Die Öffnung 38 und das Filtersieb 40 sind an der in Radialrichtung äußeren Seitenfläche des länglichen Beutels vorgesehen, so daß die gesammelten roten Blutkörperchen mit hohem Wirkungsgrad aus der durch die Stufe 60 gebildet« Tasche abgezogen werden können.

Hinter der nach innen gezogenen Stufe 60 geht der Ringspalt 16 in einen im wesentlichen kreisbogenfönnigen Abschnitt 64 über, der seinerseits in einer Tasche 66 ausläuft, die in der Ringwand 35 der Schale 12 festgelegt ist. Beim Zentrifugieren ist der längliche Beutel 20 bestrebt, sich in die Tasche 66 hinein auszudehnen, so daß er an dieser Stelle ein

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Sammelgefäß für weiße Blutkörperchen sowie für alle roten Blutkörperchen bildet, die über den durch die Stufe 60 gebildeten Abschnitt hinausgelangt sind. Der Verbindungsschlauch 45 kann zum Austragen der weißen Blutkörperchen an dieser Stelle am Beutel 20 angeordnet sein. Die querverlaufende Schweißnaht 39 im länglichen Beutel 20 befindet sich in der Nähe eines innenseitigen Auslasses 68, der zwei abstehende, radial nach innen gerichtete Wandteile 70 sowie eine Querbohrung 72 aufweist, welche die lotrechte Mantelwand 74 des Deckels 14 durchsetzt.

Der Teil 72 des Beutels 20, in welchem die Blutplättchen gesammelt werden, befindet sich in einem Abschnitt 76 des Ringspalts 16, welcher im wesentlichen einen Kreisbogen bildet und das stromabseitige Ende des Beutels 20 sowie den Auslaßschlauch 30 enthält. Beim Zentrifugieren haften die Blutplättchen im allgemeinen leicht an der Außenwand des Abschnitts 72 des länglichen Beutels 20 an, so daß sie für die Wiederverwendung durch Schütteln wieder in Schwebe gebracht und im Beutel selbst aufbewahrt werden können.

Es hat sich allgemein als vorteilhaft erwiesen, wenn der Abschnitt 76 des Ringspalts 16 radial einwärts von zumindest dem stromabseitigen Ende des Spiralteils 54 des Ringspalts angeordnet ist, um auf die Blutplättchen eine etwas niedrigere Flieh- bzw. Zentrifugalkraft als die auszuüben, die sich für die Abtrennung bzw. das Sammeln von Blutkörperchen als optimal erwiesen hat. Auf diese Weise kann eine optimale Zentrifugalkraft (etwa von 200 - 220 G und vorzugsweise von nicht mehr als 400 G) für die Blutkörperchen angewandt werden, wobei sich gleichzeitig die Blutplättchen nicht übermäßig stark an der in Radialrichtung äußeren Wand des Beutels 20 verdichten.

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In Fig. 7 ist in Aufsicht eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenschale dargestellt. Die Schale 80 gem. Fig. 7 umfaßt, ebenso wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform, einen Deckel 82, der mit der Schale 80 einen Ringspalt 84 festlegt. Der Ringspalt 84 kann durch einen Schlitz 85 im Deckel 82 unterbrochen sein, wodurch ein Anfangsteil 86 und ein Endteil 88 gebildet werden. Zugangs- bzw. Verbindungsschläuche 90 und 92 werden von einem dem Beutel 20 bzw. 20a ähnelnden, länglichen, zusammenlegbaren Behälter 94 getragen, der im Ringspalt 84 angeordnet ist. Der Behälter bzw. Beutel 94 ist außerdem in Zwischenpositionen mit Zugangs- bzw. Verbindungsschläuchen 96 und 98 versehen.

Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ist aus denselben Gründen wie dort ein Teil 100 des Ringspalts in Auswärtsrichtung spiralförmig erweitert, wobei er an einer Stufe 102 endet, die eine Tasche fir das Absetzen von roten Blutkörperchen bildet. Vorzugsweise wird dieselbe Ringspaltkonfiguration wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform angewandt, um variierende Fliehkräfte derselben Größenordnung wie dort zu erreichen. Die roten Blutkörperchen können dann über die Schlauchleitung 96 ausgetragen werden.

Ein zweites Segment 104 des Ringspalts 84 führt sodann zu einer zweiten Stufe 106, die größer sein kann als die erste Stufe 102 und die zum Auffangen von weißen Blutkörperchen sowie etwaigen restlichen roten Blutkörperchen dient, die aus der vorhergehenden Tasche entwichen sind. Die weißen Blutkörperchen können über die mit dem Beutel 94 verbundene Schlauchleitung 98 abgezogen werden. Ein drittes Segment des den Beutel 94 enthaltenden Ringspalts 84 bildet anschließend einen Kreisbogen, der gegenüber dem Abtrennteil 100 für rote Blutkörperchen des Ringspalts 84 radial nach innen versetzt ist, um die Fliehkräfte für die Abtrennung

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der Blutplättchen zu verringern, die sich an der Außenwand des Beutels 94 absetzen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Fliehkraft von 120 - 125 G angewandt werden.

Nach Abschluß der Blutkörperchen-Abtrennvorgänge wird der Beutel 94 aus der Vorrichtung herausgenommen. Anschließend kann er beispielsweise durch Hochfrequenzschweißung zum Verschließen seines Innenraums verschlossen und dann im Bereich 110 durchgetrennt werden, um z.B. den die Blutplättchen enthaltenden Abschnitt 108 zur Aufbewahrung abzutrennen.

Für die Trennung von roten Blutkörperchen und Plasma allein kann auch ein kurzer Teilbeutel verwendet werden, der sich in den Schlitz 111 hinein erstreckt und in diesem endet. In diesem Fall geht der Auslaßschlauch von einem radial innen liegenden Abschnitt der Schale 80 ab.

Fig. 8 veranschaulicht in perspektivischer Darstellung eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifugenschale* Bei dieser Ausführungsform ist kein Deckel vorgesehen, vielmehr sind zwei längliche, flexible Beutel 112 und 114 mit ähnlicher Konstruktion wie der Beutel 20 bzw. 20a in zwei in der Schale 120 ausgebildeten Schlitzen 116 bzw. 118 angeordnet.

Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist eine Manschette 122 mit einer Zentralbohrung zur Anbringung der Schale an einer Zentrifugenspindel für das Schleudern versehen.

Ein Einlaßschlauch 124 ist unter Halterung durch radial einwärts gerichtete Wandteile 126 mit dan einen Ende des Beutels verbunden. Bei dieser Ausführungsform weist der Ringspalt 116 einen radial innen gelegenen Endabschnitt 128 auf, über den sich der Beutel 116 radial nach innen erstreckt, um dann

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über den Hauptteil des Ringspalts 116 in Umfangsrichtung zu verlaufen.

In der Außenfläche des Ringspalts 116 ist eine erste Tasche 130 vorgesehen, die als anfängliche Sammeltasche für rote Blutkörperchen dient. An der Tasche 130 ist eine Schlauchleitung 132 zum Austragen der gesammelten roten Blutkörperchen mit dem Innenraum des Beutels verbunden. Der Beutel 11$ und der Ringspalt 116 enden an einer zweiten Tasche 134, an welcher eine schematisch dargestellte Schlauchleitung 136 eine Verbindung zwischen dem Beutel 112 und einer herkömmlichen Blutpumpe 138, beispielsweise einer Rollenpumpe, herstellt, mit deren Hilfe das Blut während des Schleudervorgangs durch das System gefördert wird.

Stromab der Rollenpumpe 138 steht eine Schlauchleitung 140, die eine Verlängerung der Schlauchleitung 136 bildet, mit dem einen Ende des zweiten Beutels 114 in Verbindung, der in einem Ringspalt 118 für das Sammeln von Blutplättchen im Beutel 114 angeordnet ist. Das erhaltene, an Blutplättchen arme Plasma wird dann über eine Schlauchleitung 142 am anderen Ende des Beutels 114 ausgetragen.

Bei dieser Anordnung entfällt die Notwendigkeit für das Durchschneiden des Beutels zur Bildung getrennter länglicher, flexibler, zusammenfaltbarer Beutel für das Sammeln von Blutkörperchen und Blutplättchen.

Die weißen Blutkörperchen sind ebenfalls bestrebt, sich in der Tasche 134 abzusetzen. Das Einlaufende der Schlauchleitung 136 kann gewünschtenfalls nur an der Oberseite des Beutels und an einer vergleichsweise radial nach innen versetzten Position liegen, so daß die weißen Blutkörperchen in der Tasche 134 zurückgehalten werden. Gewünschtenfalls können auch andere geeignete Einrichtungen für das Sammeln der weißen Blutkörperchen verwendet werden, wie sie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen sind.

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Der Ringspalt 116 kann sich gewünschtenfalls, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen, nach außen spiralig erweitern, oder er kann einen Kreisbogen um die Drehachse herum beschreiben.

Obgleich vorstehend bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben sind, soll die Erfindung keinesfalls darauf beschränkt sein, da dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß vom Rahmen der Erfindung abgewichen wird.

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Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

üaxxer iravenox laDoraxorzes, inc. d-8000München80

Deerfleld, 111. , V.St.A. Te₁,089/982085-87

Telex: 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid

11. Aug. 1978

Patentansprüche

Vorrichtung zur Trennung von Blutbestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine in einer Zentrifuge um ihre Achse drehbare Zentrifugenschale (12) mit einer Außenumfangswand (32) und einer zu dieser Abstand besitzenden Innenumfangswand (74) aufweist, die zwischen sich einen umlaufenden Ringspalt (16) zur Aufnahme der Blutbestandteile festlegen, daß der Ringspalt mit Zugangs- bzw. Verbindungsschlauchleitungen (28, 30 usw.) verbindbar ist, daß in der Schale eine Öffnung zur Ermöglichung einer Herausführung der Schlauchleitung(en) zur Verbindung mit einem äußeren Element vorgesehen ist und daß ein Abschnitt des umlaufenden Ringspalts (16) eine sich spiralförmig nach außen erweiternde Form besitzt, so daß das Strömungsmittel bei seiner Bewegung längs des Ringspalts in diesem Abschnitt einer zunehmenden Flieh- bzw. Beschleunigungskraft unterwerfbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringspalt ein flexibler, länglicher, flacher Behälter für Blutbestandteile angeordnet ist, daß die Verbindungs-Schlauchleitung mit dem Behälterinneren in Verbindung steht, daß an beiden Enden des flachen Behälters

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getrennte Zugangs- bzw. Verbindungs-Schlauchleitungen zur Leitung der Blutbestandteile innerhalb des Behälters durch den Ringspalt angeordnet sind und daß zusätzliche Verbindungs-Schlauchleitungen an Stellen zwischen den Enden des flachen Behälters mit diesem in Verbindung stehen, wobei der Spiralteil des Ringspalts einen ersten Endabschnitt des länglichen, flachen Behälters enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Enden des Behälters vorgesehene Verbindungs-Schlauchleitung in den Behälter an seiner in Radialrichtung äußeren Seite eintritt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt am Außenende des Spiralteils einen radial nach innen verlaufenden Abschnitt aufweist, so daß sich rote Blutkörperchen in dem in den Ringspalt eingesetzten länglichen Behälter beim Zentrifugieren an diesem Außenende sammeln.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinter dem vom Spiralteil nach innen abgehenden Abschnitt gelegener Abschnitt des Ringspalts einen im wesentlichen kreisbogenförmigen Abschnitt bildet, der gegenüber dem Außenende des Spiralteils radial nach innen versetzt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Behälter hinter der Verbindungs-Schlauchleitung am Spiraltefil eine Trennwand aufweist, daß die Verbindungs-Schlauchleitung über eine Blutpumpe verläuft und daß eine zusätzliche Zugangs- bzw. Verbindungs-Schlauchleitung vorgesehen ist, die von der ersten Schlauchleitung die Strömung abnimmt und mit einem zweiten flachen, hinter der Trennwand angeordneten Behälter in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Breite des flachen Behälters im Spiralteil anfänglich 3,5 - 4,5 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des flexiblen Behälters, parallel zur Drehachse der Schale gesehen, größer ist als seine radiale Breite.

9. Verfahren zum Trennen von Blutbestandteilen in einer Zentrifugenschale, die in einer Zentrifuge um ihre Achse drehbar ist und die eine Außenumfangswand sowie eine von dieser auf Abstand angeordnete Innenurafangswand aufweist, die zwischen sich einen langgestreckten, umfangsmäßig verlaufenden Ringspalt zur Aufnahme von Blutbestandteilen festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Blut durch den Ringspalt geleitet wird, der ein sich spiralig nach außen erweiterndes Segment aufweist, in welchem das sich durch dieses Segment bewegende Blut durch spiralige Auswärtsverlagerung einer erhöhten Flieh- oder Zentrifugalkraft unterworfen wird, und daß die ZentrifEigenleistung so: eingestellt wird, daß die auf das Blut einwirkende Fliehkraft in der Größenordnung von 150 - 1000 G liegt, wobei die Außenwand des sich spiralig nach außen erweiternden Segments einen Winkel von 80 - 85° mit Radien festlegt, die durch den Drehmittelpunkt der Schale verlaufen, wobei sich Blutkörperchen zur Außenwand des Kreisspaltsegments sowie zum radial äußeren Abschnitt des Spiralteils verlagern und sich weiße Blutkörperchen und Blutplättchen schneller als die roten Blutkörperchen in Umfangsrichtung durch den Ringspalt bewegen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Blut einer Flieh- oder Zentrifugalkraft von höchstens 400 G ausgesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Winkel 82,5° beträgt und daß die Fliehkraft am stromaufseitigen Ende des Ringspalts anfänglich bei 200 - 220 G liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Spiralteils rote Blutkörperchen entnommen werden und daß das verbleibende Plasma in einer radial einwärts gerichteten Strömung geleitet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma nach der radial einwärts gerichteten Strömung an einer gegenüber dem Spiralteil des Ringspalts radial einwärts versetzten Stelle auf eine Umfangsströmung im Ringspalt umgelenkt wird, um die auf das Plasma wirkende Fliehkraft zu verringern, während Blutplättchen gesammelt bzw. aufgefangen werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Breite der Strömungsbahn für das Blut durch den umfangsmäßig verlaufenden Ringspalt anfänglich 3,5 - 4,5 mm beträgt.

90980Ö/100S