DE4340678C2 - Zentrifuge zur Trennung von Blutbestandteilen und ähnlichen Flüssigkeiten - Google Patents
Zentrifuge zur Trennung von Blutbestandteilen und ähnlichen FlüssigkeitenInfo
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
- B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
- B04B5/0428—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles with flexible receptacles
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zur Trennung von
Blutbestandteilen und ähnlichen Flüssigkeiten, nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine ähnliche Zentrifuge ist aus der US 4 767 397
bekannt. Hier wird eine Zentrifuge mit zwei Behältern
vorgestellt, die horizontal übereinanderliegen und
beim Zentrifugieren um eine waagrechte Achse rotiert.
Durch die Zentrifugalkraft werden die dichteren Bestand
teile der zu zentrifugierenden Flüssigkeit in radialer
Richtung nach außen verdrängt. Die weniger dichten
Bestandteile verbleiben in der Nähe der Rotationsachse,
also am Innenrand des Beutels. Dort ist auch eine Pumpe
angebracht, die eben diese Bestandteile nach innen zur
Rotationsachse hin absaugt.
Es sind verschiedene Sensoren vorgesehen, die erkennen,
welche Bestandteile der Flüssigkeit sich momentan im
Absaugvorgang befinden und entsprechend steuern, in
welche Behälter das gerade Abgesaugte befördert werden
soll.
In radial auswärts liegender Richtung zu diesem ersten
Beutel ist ein zweiter Beutel angebracht, der mit einem
Blut- oder Flüssigkeitsbestandteil gefüllt werden kann.
Dieser Beutel dehnt sich während der Separation aus,
der erste, innere Beutel wird im Volumen zusammengedrückt.
Auf diese Weise wird verhindert, daß ein zu großer
Unterdruck in dem ersten Beutel entsteht.
Die US 4 850 952 schildert ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Separation und Isolation von Blut oder
Knochenmarkkomponenten. Das Funktionsprinzip ist im
wesentlichen dasselbe: Durch Zentrifugieren werden die
schwereren Bestandteile in radialer Richtung nach außen
gedrängt und anschließend oder bereits während des
Zentrifugiervorgangs die leichten, an der Innenseite
des Behälters sich aufhaltenden, Bestandteile mittels
einer Pumpe abgezogen.
Diese Druckschrift beschäftigt sich damit, die verschie
denen Blutbestandteile bereits während des Zentrifugierens
zu trennen. Damit soll erreicht werden, daß eine weitere,
sehr sorgfältige Trennung einzelner, von der Dichte her
ähnlicher Blutbestandteile nicht mehr erfolgen muß.
Wesentlich bei diesen Zentrifugen ist, daß der gesamte Pump
mechanismus und das komplette flüssige System während
der Zentrifugation mit rotiert.
Im Trommelrotor wird eine Pumpe verwendet. Diese Pumpe muß
mit Fremdenergie von außerhalb angetrieben werden. Es ist
aber relativ schwierig und aufwendig, bei den gegebenen
Drehzahlen der Pumpe die erforderliche Fremdenergie
zuzuführen.
Eine derartige Pumpe ist außerordentlich störungsanfällig,
denn sie ist der Zentrifugalkraft ausgesetzt und muß
trotz der hohen Kräfte einwandfrei arbeiten.
Aus der DE-GM 76 29 691 ist eine gattungsgemäße Zentrifuge
bekannt geworden, bei der ein Mutter- und Tochterbeutel, wie
sie im Bluttransfusionswesen üblich sind, nebeneinander in
mehreren Haltern des Zentrifugenrotors angeordnet sind. In
jedem Halter befindet sich eine hydraulische
Quetschvorrichtung, welche relativ zum Mutterbeutel beweglich
gelagert ist und einen gegenüber dem Mutterbeutel durch eine
Membran getrennten Druckraum aufweist, welcher durch die
wirkenden Zentrifugalkräfte über Kanäle aus einem
Vorratsbehälter mit Verdrängungsflüssigkeit gefüllt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge der
eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß das Trennen der
einzelnen Flüssigkeitsbestandteile innerhalb der Zentrifuge
nur mit geringem Einsatz von Fremdenergie erfolgen kann,
wobei dennoch ein sauberes Trennen und vollständiges
Entleeren des Blutbeutels möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß
flüssigkeitsleitend mit dem radial außen angeordneten
Druckraum ein Vorratsraum zur Aufnahme von Druckflüssigkeit
angeordnet ist.
Dieser Druckraum ist radial außerhalb des Beutels angebracht,
in dem die Separation stattfindet. Es ergibt sich der
Vorteil, daß aufgrund der Zentrifugalkraft beim Anlaufen der
Zentrifuge die Druckflüssigkeit radial auswärts verdrängt
wird und über eine entsprechende Bohrung, die auch kalibriert
sein kann, aus dem Vorratsraum in den Druckraum fließt.
Der Druckraum ist über eine elastisch verformbare Membrane
direkt angrenzend an den Vollblutbeutel angeordnet.
Durch das Einfließen der Druckflüssigkeit aufgrund der
Zentrifugalkraft in den Druckraum, dehnt sich die Membran
radial einwärts gerichtet aus und übt auf den
Vollblutbeutel eine radial einwärts gerichtete Druck
kraft aus.
Durch diese Druckkraft wird der Vollblutbeutel komprimiert.
Dadurch werden die, sich in der Nähe der an der Innenseite
des Vollblutbeutels angebrachten Öffnung befindenden
Bestandteile in radial einwärts gerichteter Richtung
entgegen dem Zentrifugationsradienten verschoben.
Hinter dieser Öffnung im Beutel ist eine Leitung vorge
sehen, an der ein oder mehrere Sensoren zur Bestimmung
der Zusammensetzung des in der Leitung befindlichen
Gemisches angebracht sind. Je nach der Art der zu
separierenden Flüssigkeit können einer oder mehrere
Auffangbehälter mit entsprechenden Absperrvorrichtungen
vorgesehen sein.
Durch das öffnen und Schließen dieser Absperrvorrichtungen
wird der Zufluß der Druckflüssigkeit aus dem Vorratsraum
in den Druckraum gesteuert. Die Druckflüssigkeit kann
erst dann fließen, wenn eine oder mehrere dieser Absperr
vorrichtungen geöffnet sind und so den Abfluß von der
zu zentrifugierenden Flüssigkeit aus dem Beutel ermög
licht.
Die Separation der einzelnen Flüssigkeitsbestandteile
findet also während des Zentrifugalvorgangs im Beutel
statt.
Es können sämtliche bekannte Flüssigkeiten, die unter
Zentrifugalkraft eine Separation durchführen, behandelt
werden. Insbesondere sind hier Knochenmarksflüssigkeiten
zu nennen, aber auch technische und industrielle Flüssig
keiten.
Das Auspressen der Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbe
hälter erfolgt nicht nur allein unter Einwirkung
der Zentrifugalkraft, sondern wird darüberhinaus noch
durch das Einbringen von Pressluft gezielt gesteuert.
Auch das Überleiten der Druckflüssigkeit in den mit
einer Membrane gegenüber dem Beutel abgetrennten Druck
raum kann über eine kalibrierte Bohrung erfolgen, deren
Durchlaßquerschnitt genau einstellbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden nachstehend näher erläutert.
Die Zeichnung behandelt die Ausbildung der Zentrifuge
als Vorrichtung zur Blutseparation.
Es ist aber auch ein Einsatz für andere Flüssigkeiten
möglich.
Es zeigt:
Fig. 1: Schnitt durch einen Trommelrotor;
Fig. 2: Draufsicht auf den Trommelrotor nach Fig.
1;
Fig. 3: Stirnansicht eines Blutbeutels;
Fig. 4: Schematisiert in der Seitenansicht ein Schnitt
durch einen weiteren Vorratsraum in einer
anderen Ausführung.
In einem Trommelrotor 1 sind am Umfang verteilt mehrere
Halterungen 13 angeordnet, wobei der Einfachheit halber
lediglich eine einzige Halterung 13 mit den dazuge
hörenden Teilen nachfolgend beschrieben wird.
Der Trommelrotor 1 weist eine Nabe 14 auf, durch deren
Zentrum ein Anschluß 18 für die Druckluftversorgung der
Abklemmungen 3,6 angeordnet ist. Diese Druckluft wird über
den Anschluß
18 und eine Leitung 17 den Abklemmungen 3,6 zugeführt.
Der Trommelrotor 1 ist in einen Kessel 30 eingesetzt. Dieser
Kessel 30 kann auch entfallen.
Radial auswärts an der Innenwandung des Trommelrotors 1
ist ein Druckraum 12 angeordnet, in den eine Entlüftungs
leitung 10 mündet, die mit ihrem oberen Ende in den
oberen Teil des Druckraumes 12 mündet, während das
untere Ende in einem unterhalb des Druckraumes 12 sich
anschließenden und flüssigkeitsleitend mit diesem
verbundenen Vorratsraum 8 verbunden ist.
Die Entlüftungsleitung 10 kann auch entfallen, sofern
der Vorratsraum 8 und der Druckraum 12 luftfrei mit
Druckflüssigkeit 24 gefüllt sind.
Jenseits der Membrane 16 ist in der Halterung 13 ein
Aufnahmeraum für das Einsetzen eines Vollblutbeutels
2 vorgesehen. Dieser wird zusammen mit entsprechenden
Leitungen und Abklemmungen sowie weiteren Komponenten
in die Halterung 13 eingesetzt, wobei eine kassetten
artige Halterung vorgesehen sein kann.
Der Anschluß 19 des Vollblutbeutels 2 (Vergleiche
Fig. 3) ist über eine Leitung und eine dazwischen
geschaltete pneumatische Abklemmung 3 mit einem
Buffycoatbeutel 5 verbunden. Im Bereich dieser Leitung
ist ein Erythrozytensensor 4 angeordnet.
Der Buffycoatbeutel 5 seinerseits ist über eine weitere
Leitung mit einem radial einwärts gelegenen Plasma
beutel 7 verbunden. Auch diese Leitung kann über die
pneumatische Abklemmung 6 unterbrochen werden. Es sind
entsprechende Ventile vorgesehen, um die Abklemmungen
3,6 anzusteuern.
Beim Anlauf der Zentrifuge wird die in dem Vorrats
raum 8 befindliche Druckflüssigkeit 24 in Pfeilrichtung
20 aufgrund der bestehenden Zentrifugalkraft über die
kalibrierte Bohrung 11 in den Druckraum 12 geleitet
wird wirkt dort auf die Membrane 16.
Die Separation erfolgt wie oben beschrieben.
Bei Stillstand der Zentrifuge fließt dann die Druck
flüssigkeit aus dem Druckraum 12 in Pfeilrichtung 21
wieder in den Vorratsraum 8 zurück.
Auf diese Weise kann eine aufwendige und nur unzu
verlässig arbeitende mit Fremdenergie versorgte Pumpe
vermieden werden, weil die erforderliche Verdrängungs
arbeit, die auf den Vollblutbeutel 2 während des
Zentrifugiervorganges wirken muß, von dem Vorratsraum 8
erzeugt wird, aus dem eine Druckflüssigkeit 24 mittels der
Zentrifugalkraft herausbefördert wird.
Aus Fig. 2 sind weitere Einzelheiten des Aufbaus zu
entnehmen. Dort ist erkennbar, daß die Halterung 13 mit
Wandungen 15 für Aufnahme des Vollblutbeutels 2 verstärkt
ist.
Der gesamte Trommelrotor 1 wird beispielsweise in
Pfeilrichtung 22 hierbei gedreht.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für
einen Vorratsraum 23 vorgesehen, welche den Vorrats
raum 8 nach Fig. 1 ersetzt.
Dort ist erkennbar, daß die Druckflüssigkeit 24 nicht nur
durch Zentrifugalkraft verdrängt wird, sondern daß die
Verdrängung noch zusätzlich durch Preßluft beeinflußt
wird. Hierbei mündet in den Vorratsraum 23 ein Steigrohr
26, welches in die Druckflüssigkeit 24 eintaucht.
Der obere Teil des Vorratsraumes 23 ist von einem
Luftpolster 31 gebildet, in welches über einen Anschluß
27 die Preßluft in Pfeilrichtung 29 eingeführt wird.
Mit der Beaufschlagung des Vorratsraumes 23 mittels
Preßluft in Pfeilrichtung 29 wird die Druckflüssig
keit 24 über das Steigrohr 26 in Pfeilrichtung 28
nach oben verdrängt und fließt in den Druckraum 12.
Ebenso kann zur Rückbeförderung der Druckflüssigkeit
24 aus dem Druckraum 12 ein Vakuum an den Anschluß
27 angelegt werden, um ein forciertes Rücksaugen zu
gewährleisten.
1
Trommelrotor
2
Vollblutbeutel
3
Abklemmung
4
Erythrozytensensor
5
Buffycoatbeutel
6
Abklemmung
7
Plasmabeutel
8
Vorratsraum
10
Entlüftungsleitung
11
Bohrung (kalibriert)
12
Druckraum
13
Halterung
14
Nabe
15
Wandung (für Blutbeutel)
16
Membran
17
Leitung
18
Anschluß
19
Anschluß
20
Pfeilrichtung
21
Pfeilrichtung
22
Pfeilrichtung
23
Vorratsraum
24
Druckflüssigkeit
26
Steigrohr
27
Anschluß
28
Pfeilrichtung
29
Pfeilrichtung
30
Kessel
31
Luftpolster
Claims (5)
1. Zentrifuge zur Trennung von Blutbestandteilen und
ähnlichen Flüssigkeiten, mit einem in Rotation versetzbaren
Trommelrotor, welcher eine oder mehrere über seinen Umfang
verteilte Halterungen aufweist, in welche jeweils
Vollblutbeutel mit der zu zentrifugierenden Flüssigkeit
eingesetzt werden können, wobei jede Halterung radial
außerhalb der Vollblutbeutel einen durch eine elastische
Membran abgetrennten Druckraum aufweist, der
flüssigkeitsleitend mit einem eine Druckflüssigkeit
enthaltenden Vorratsraum verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterung (13) eine sich konisch radial nach innen verjüngende Wandung (15) ausbildet, an der der Vollblutbeutel (2) anliegt, wobei an die gegenüberliegende, radial außen befindliche Seite des Vollblutbeutels (2) die Membran (16) angrenzt, und jenseits der Membran (16) der Druckraum (12) angeordnet ist, und
daß der Vorratsraum (8) für die Druckflüssigkeit (24) im Bereich der Halterung (13) angeordnet und mit Druckluft beaufschlagbar ist, durch welche sich die Zufuhr und Menge der Druckflüssigkeit (24) zum Druckraum (12) gezielt steuern läßt.
daß die Halterung (13) eine sich konisch radial nach innen verjüngende Wandung (15) ausbildet, an der der Vollblutbeutel (2) anliegt, wobei an die gegenüberliegende, radial außen befindliche Seite des Vollblutbeutels (2) die Membran (16) angrenzt, und jenseits der Membran (16) der Druckraum (12) angeordnet ist, und
daß der Vorratsraum (8) für die Druckflüssigkeit (24) im Bereich der Halterung (13) angeordnet und mit Druckluft beaufschlagbar ist, durch welche sich die Zufuhr und Menge der Druckflüssigkeit (24) zum Druckraum (12) gezielt steuern läßt.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Vollblutbeutel (2) an seiner Innenseite einen Anschluß
(19) aufweist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Halterung (13) für jeden Vollblutbeutel (2) einen
oder mehrere Erythrozytensensoren (4) mit zugeordneten
Abklemmungen (3, 6) und weitere Beutel (Buffycoatbeutel 5,
Plasmabeutel 7) vorgesehen sind.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abklemmungen (3, 6) pneumatisch betätigt werden.
5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Nabe (14) des Trommelrotors (1)
ein Anschluß (18) zur Einleitung von Druckluft vorgesehen
ist.
Priority Applications (1)
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Publications (2)
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R071 | Expiry of right |