DE69305494T2

DE69305494T2 - Sammelsysteme mit verbesserter ausbeute und methoden zur erhaltung von konzentrierten plättchen aus plättchenreichem plasma

Info

Publication number: DE69305494T2
Application number: DE69305494T
Authority: DE
Inventors: Richard Brown; Dale Ellis
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Fenwal Inc
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2013-03-24
Also published as: DE69305494D1; CA2124816A1; EP0618830B1; JPH07502449A; JP3172797B2; EP0618830A1; WO1994008692A1; EP0618830A4

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Zentrifugen-Verarbeitungssysteme und -vorrichtungen.

Hintergrund der Erfindung

Heutzutage führen Blutsammeldienste routinemäßig eine durch Zentrifugierung erfolgende Trennung von Vollblut in seine verschiedenen therapeutischen Komponenten, wie rote Blutzellen, Blutplättchen und Plasma, durch.
Herkömmliche Blutverarbeitungssysteme und -verfahren verwenden ein dauerhaftes Zentrifugengerät in Verbindung mit für einen einmaligen Gebrauch ausgelegten, sterilen Verarbeitungskammern, die typischerweise aus Kunststoff hergestellt sind. Die Zentrifugenvorrichtung leitet Vollblut in diese Kammern ein, während diese zur Erzeugung eines Zentrifugalfeldes rotationsmäßig bewegt werden.
Vollblut trennt sich in der rotierenden Kammer unter dem Einfluß des Zentrifugalfeldes in rote Blutzellen mit höherer Dichte und blutplättchenreiches Plasma. Das blutplättchenreiche Plasma wird dann in einer zweiten Stufe weiter in Blutplättchenkonzentrat und blutplättchenarmes Plasma getrennt.
Nach herkömmlichem Wissen ist man der Ansicht, daß das Verarbeitungsvolumen für die zweite Trennstufe das Verarbeitungsvolumen für die erste Stufe übersteigen sollte. Man ist der Ansicht, daß das größere Verarbeitungsvolumen den Blutplättchen mehr Zeit zur Trennung oder Absetzung von dem blutplättchenreichen Plasma gibt. Ferner ist man der Ansicht, daß das größere Verarbeitungsvolumen die Blutplättchen vor Beschädigung und Aktivierung aufgrund von Scherspannungen während der Verarbeitung schützt.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die Erfinder haben festgestellt, daß die herkömmlichen Auffassungen nicht korrekt sind. Die Erfindung schafft verbesserte Blutverarbeitungssysteme und -verfahren, die neuartige dynamische Strömungsbedingungen in einer Verarbeitungskammer mit beträchtlich kleinerem Verarbeitungsvolumen als bei herkömmlichen Blutplättchen-Trennkammern erzeugen. Das Resultat ist ein überraschender und beträchtlicher Anstieg des Blutplättchensammel-Wirkungsgrades.
Die Erfindung schafft eine Kammer sowie ein zugehöriges Verfahren zum Trennen von Blutplättchen aus einer Blutplättchensuspension. Die Erfindung sieht eine Trennzone vor, die sich im Gebrauch mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit (Ω) dreht. Die Trennzone weist eine Seite mit niedriger Zentrifugalkraft auf, die näher an der Rotationsachse angeordnet ist als die andere Seite mit hoher Zentrifugalkraft, um dazwischen eine Kammer mit einer radialen Dicke (h) und einer axialen Höhe (Z) gemessen in bezug auf die Rotationsachse zu bilden. Ein Einlaß leitet Blut mit einer bestimmten kinematischen Viskosität (ν) in die Kammer ein.
Die Erfindung sieht eine Trennzone mit einer Relation zwischen ihrer radialen Dicke (h) und der axialen Höhe (Z) vor, die unter Berücksichtigung der gegebenen Winkelgeschwindigkeit (Ω) der Rotation und der gegebenen kinematischen Viskosität (ν) des durch den Einlaß eingeleiteten Bluts einen Wert (λ) ergibt, der geringer ist als 700,
wobei λ = (2Ωh³)/(νZ)
und wobei:
Winkelgeschwindigkeit (in rad/s);
h = radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm);
ν = kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s) und
Z = axiale Höhe der Kammer (in cm).
Eine Trennzone, die die Merkmale der Erfindung verkörpert, schafft eine Steigerung bei der Blutplättchenausbeute von mehr als 13 % im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen und Praktiken.
Die Erfindung kann in mehreren Formen ausgeführt werden, ohne daß man dabei von ihrem Grundgedanken oder wesentlichen Eigenschaften abweicht. Der Umfang der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert, und nicht der diesen vorausgehenden speziellen Beschreibung. Alle Ausführungsbeispiele, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sollen daher von den Ansprüchen mitumfaßt sein.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Verarbeitungskammer mit axialer Strömung und gesteigerter Ausbeute, die die Merkmale der Erfindung verkörpert;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der in der Fig. 1 gezeigten Kammer bei deren Betrieb in einem Zentrifugierfeld;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Inneren der in Fig. 1 gezeigten Kammer beim Verarbeiten von Vollblut in dem Zentrifugierfeld;
Fig. 3A eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Verteilung sich vergrößernder Bereiche des Oberflächen-Hämatokrit entlang der in einer Bluttrennkammer gebildeten Grenzfläche;
Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen von Blutverarbeitungskammern mit axialer Strömung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 6A und 6B perspektivische Ansichten einer Blutverarbeitungsanordnung, in die Erststufen- und Zweitstufen-Verarbeitungskammern mit axialer Strömung und verbesserter Ausbeute integriert sind,
wobei jede Verarbeitungskammer mit einem zugeordneten Zentrifugenhalter in einer geöffneten Position dargestellt ist, wobei Fig. 6A den Halter der ersten Stufe und Fig. 6B den Halter der zweiten Stufe zeigt;
Fig. 7A ein Draufsicht auf die in Fig. 6 gezeigte Blutverarbeitungsanordnung in Position in einer Zentrifuge;
Fig. 7B eine schematische Darstellung des der Blutverarbeitungsanordnung zugeordneten Strömungssystems im Betrieb zur Trennung von Blutbestandteilen;
Fig. 8 eine Perspektivansicht des Zentrifugenhalters der ersten Stufe, der der in Fig. 6A gezeigten Anordnung zugeordnet ist, im geschlossenen Zustand;
Fig. 9A eine Draufsicht auf die Fläche mit hoher Zentrifugalkraft des in Fig. 6A gezeigten Halters der ersten Stufe;
Fig. 9B eine Draufsicht auf die Fläche mit niedriger Zentrifugalkraft des in Fig. 6A gezeigten Halters der ersten Stufe;
Fig. 10A eine Perspektivansicht der Fläche mit hoher Zentrifugalkraft des in Fig. 68 gezeigten Halters der zweiten Stufe;
Fig. 10B eine Draufsicht auf die Umrisse der Zentrifugierkammer der zweiten Stufe, wenn sich diese in ihrer Betriebsposition in dem Zentrifugenhalter befindet;
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer mit Strömung in Umfangsrichtung arbeitenden Verarbeitungskammer mit gesteigerter Ausbeute, die die Merkmale der Erfindung verkörpert;
Fig. 12 eine schematische Darstellung der in Fig. 11 gezeigten Kammer bei Betrieb in einem Zentrifugierfeld;
Fig. 13 eine schematische Darstellung des Inneren der in Fig. 11 gezeigten Kammer bei der Verarbeitung von Vollblut in dem Zentrifugierfeld;
Fig. 14 und 15 schematische Darstellungen von Blutverarbeitungskammern mit Strömung in Umfangsrichtung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 16 eine Draufsicht auf eine Blutverarbeitungsanordnung, in die eine mit Strömung in Umfangsrichtung arbeitende Verarbeitungskammer mit gesteigerter Ausbeute integriert ist, die die Merkmale der Erfindung verkörpert;
Fig. 17 eine Ansicht des Inneren der in Fig. 16 gezeigten Blutverarbeitungsanordnung, gesehen zwischen der Wand mit niedrigerer Zentrifugalkraft und der Wand mit hoher Zentrifugalkraft radial entlang des Zentrifugierfeldes;
Fig. 18 eine Draufsicht auf eine alternative Blutverarbeitungsanordnung, in die eine mit Str:mung in Umfangsrichtung arbeitende Verarbeitungskammer mit gesteigerter Ausbeute integriert ist, die die Merkmale der Erfindung verkörpert;
Fig. 19 eine Ansicht des Inneren der in Fig. 18 gezeigten Blutverarbeitungsanordnung, gesehen zwischen der Wand mit niedriger Zentrifugalkraft und der Wand mit hoher Zentrifugalkraft radial entlang des Zentrifugierfeldes;
Fig. 20 eine Seitenansicht einer Zentrifuge, die in Verbindung mit der in Fig. 16/17 gezeigten Blutverarbeitungsanordnung oder in Verbindung mit der in Fig. 18/19 gezeigten Blutverarbeitungsanordnung verwendbar ist, wobei die Topf- und Trommel-Anordnungen in ihrer angehobenen und getrennten Position gezeigt sind;
Fig. 21 eine Seitenansicht der in Fig. 20 gezeigten Zentrifuge, wobei die Topf- und Trommel-Anordnungen in ihrer eingehängten Betriebsposition gezeigt sind;
Fig. 22 eine vergrößerte Perspektivansicht einer der in der Fig. 16/17 oder 18/19 gezeigten Blutverarbeitungsanordnungen, die für die Verwendung um die Trommel der in Fig. 20 gezeigten Zentrifuge gewikkelt ist;
Fig. 23 eine vergrößerte, fragmentarische Perspektivansicht einer der in Fig. 16/17 oder 18/19 gezeigten Blutverarbeitungsanordnungen, die zur Verwendung an den Topf- und Trommel-Anordnungen der in Fig. 20 gezeigten Zentrifuge angebracht sind;
Fig. 24 eine von oben gesehene, innere Schnittansicht, die allgemein entlang der Linie 24-24 in Fig. 23 dargestellt ist, der Verarbeitungskammer, die durch die Topf- und Trommel-Anordnungen der in Fig. 20 gezeigten Zentrifuge gebildet ist;
Fig. 25A/B/C vergrößerte Perspektivansichten einer inneren Rampe, die in Verbindung mit einer der Blutverarbeitungsanordnungen der Fig. 16/17 oder 18/19 zum Steuern der Strömung des blutplättchenreichen Plasmas PRP von der gewählten Anordnung verwendet wird;
Fig. 26 eine Ansicht der wirbelbedingungen, die während der Verwendung in der in Fig. 16/17 gezeigten Blutverarbeitungsanordnung erzeugt werden;
Fig. 27 ein Blutplättchen-Sammelsystem mit einer Nadel, das in Verbindung mit einer der in den Fig. 16/17 oder 18/19 gezeigten Blutverarbeitungsanordnungen verwendbar ist;
Fig. 28 ein Blutplättchen-Sammelsystem mit zwei Nadeln, das in Verbindung mit einer der in den Fig. 16/17 oder 18/19 gezeigten Blutverarbeitungsanordnungen verwendbar ist;
Fig. 29 ein Plasmarezirkulations-Steuersystem, das in Verbindung mit einem der in den Fig. 27 oder 28 gezeigten Blutverarbeitungssysteme verwendet werden kann;
Fig. 30 eine Perspektivansicht, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt dargestellt sind, zur Erläuterung eines Grenzflächen-Steuersystems, das an dem rotierenden Bereich (ein Omega) der in Fig. 20 und 21 gezeigten Zentrifuge angebracht ist und in Verbindung mit der in Fig. 25 gezeigten Rampe verwendet wird;
Fig. 31A eine vergrößerte Perspektivansicht des an der rotierenden Grenzfläche vorgesehenen Sichtkopfes, der dem in Fig. 30 gezeigten Grenzflächen-Steuersystem zugeordnet ist;
Fig. 31B eine Seitenansicht zur Erläuterung des Inneren des in Fig. 31A gezeigten, an der rotierenden Grenzfläche vorgesehenen Sichtkopfes;
Fig. 32 eine schematische Darstellung der Lichtintensitäts-Steuerschaltung, die dem in Fig. 30 gezeigten Grenzflächen-Steuersystem zugeordnet ist;
Fig. 33A, 33B und 33C eine Reihe schematischer Ansichten zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 30 gezeigten Grenzflächen-Steuersystems bei Rotation der Zentrifugenanordnung;
Fig. 34A und 34B Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Grenzflächen-Steuerschaltung, die dem in Fig. 30 gezeigten Grenzflächen-Steuersystem zugeordnet ist;
Fig. 35A und 35B Darstellungen der Blutplättchen-Zählstände und der mittleren Blutplättchen-Volumina, die während eines Vorganges von 45 Minuten unter Verwendung einer Trennkammer gesammelt werden, die die Merkmale der Erfindung verkörpert; und
Fig. 36A und 36B Darstellungen der Blutplättchen-Zählstände und der mittleren Blutplättchen-Volumina, die während eines Vorganges von 45 Minuten unter Verwendung einer anderen Trennkammer als der die Merkmale der Erfindung verkörpernden Trennkammer gesammelt werden.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

I. AXIALE STRÖMUNGSSYSTEME MIT GESTEIGERTER AUSBEUTE

A. Einstufige Vollblut-Trennsysteme

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in schematischer Weise ein einstufiges, zentrifugales Blutverarbeitungssystem mit axialer Strömung. Das System beinhaltet eine Kammer 10, die die Merkmale der Erfindung verkörpert.
Im Gebrauch trennt das System Vollblut in der Kammer 10 in rote Blutzellen (RBC) und in Plasma, das reich an Blutplättchen ist (sogenanntes blutplättchenreiches Plasma oder PRP). In der vorliegenden Beschreibung und den Zeichnungen werden rote Blutzellen mit RBC, blutplättchenreiches Plasma mit PRP und Vollblut mit WB bezeichnet.
Das System beinhaltet einen Halter 12, der die Kammer 10 um eine Achse 14 (siehe Fig. 2) rotationsmäßig bewegt, um dadurch in der Kammer 10 ein Zentrifugalfeld zu erzeugen. Das Zentrifugalfeld erstreckt sich von der Rotationsachse 14 radial durch die Kammer 10.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die am nähesten bei der Rotationsachse 14 gelegene Kammerwand einer niedrigeren Zentrifugalkraft (oder G-Kraft) als die Kammerwand 18 ausgesetzt, die am weitesten von der Rotationsachse 14 abgelegen ist. Aus diesem Grund wird die nähere Kammerwand 16 als Wand mit niedriger Zentrifugalkraft bezeichnet und die am weitesten abgelegene Kammerwand 18 wird als Wand mit hoher Zentrifugalkraft bezeichnet.
Während der Rotation erhält die Kammer 10 Vollblut WB durch eine erste Öffnung 20. Das Vollblut WB folgt in der Kammer 10 einem axialen Strömungsweg Das heißt, es strömt in einer Bahn, die allgemein parallel zu der Rotationsachse 14 ist (wie dies am besten in Fig. 2 zu sehen ist). Somit wird die Kammer 10 als Blutverarbeitungskammer mit axialer strömung bezeichnet.
Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Geometrie sind die querverlaufende obere und untere Kante der axialen Strömungskammer 10 (die quer zu dem axialen Strömungsweg angeordnet sind) kürzer als die in Längsrichtung verlaufenden Seitenkanten (die entlang des axialen Strömungsweges angeordnet sind). Es sind jedoch noch weitere alternative Geometrien möglich. Zum Beispiel können sich die querverlaufende obere und untere Kante über 360 Grad erstrecken, um einen Topf zu bilden, dessen Außenumfang eine axiale Strömungskammer bildet.
Vollblut WB trennt sich in der Kammer 10 unter dem Einfluß des Zentrifugalfeldes in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, bewegen sich die eine höhere Dichte aufweisenden roten Blutzellen RBC in Richtung auf die Wand 18 mit hoher Zentrifugalkraft, wobei sie das blutplättchenreiche Plasma PRP mit niedrigerer Dichte in Richtung auf die Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft verdrängen. Eine zweite Öffnung 22 zieht die roten Blutzellen RBC zum Zweck des Sammelns von der Kammer 10 ab. Eine dritte Öffnung 24 zieht das blutplättchenreiche Plasma PRP zum Sammeln von der Kammer 10 ab.
Zwischen den roten Blutzellen RBC und dem blutplättchenreichen Plasma PRP bildet sich eine Zwischenschicht, die als Grenzfläche 26 bezeichnet wird. Die Grenzfläche 26 bildet den Übergang zwischen den gebildeten zellenförmigen Blutbestandteilen und dem flüssigen Plasmabestandteil. Die Grenzfläche 26 ist von großen Mengen von weißen Blutzellen und Lymphozyten bevölkert.
Auch Blutplättchen können das blutplättchenreiche Plasma PRP verlassen und sich in der Grenzfläche 26 absetzen. Diese Absetzwirkung tritt dann auf, wenn die radiale Geschwindigkeit des Plasmas in der Nähe der Grenzfläche 26 nicht ausreichend ist, um die Blutplättchen in dem blutplättchenreichen Plasma PRP in Suspension zu halten. Bei Mangel einer ausreichenden radialen Plasmaströmung fallen die Blutplättchen zurück und setzen sich in der Grenzfläche 26 ab.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung stellt Strömungsbedingungen in der Kammer 10 her, die zum "Auswaschen" von Blutplättchen aus der Grenzfläche 26 ausgelegt sind. Der Auswaschvorgang hebt Blutplättchen aus der Grenzfläche 26 heraus und bringt diese in dem blutplättchenreichen Plasma PRP in Suspension.
Zur Herstellung günstiger Auswaschbedingungen in der Kammer 10 sind die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP und die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB nebeneinander angeordnet, so daß das blutplättchenreiche Plasma PRP die Kammer 10 in demselben Bereich verläßt, wo das Vollblut WB in die Kammer 10 eintritt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP an derselben Querkante der Kammer 10 wie die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB angeordnet. In den Fig. 1 bis 3 befindet sich diese Querkante körperlich an der Oberseite der Kammer 10.
Ferner sieht die Erfindung eine derartige Anordnung der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC und der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP vor, so daß das blutplättchenreiche Plasma PRP die Kammer in einem Bereich verläßt, der relativ zu der axialen Strömung von Vollblut WB in der Kammer 10 demjenigen Bereich gegenüberliegend angeordnet ist, wo die roten Blutzellen RBC die Kammer 10 verlassen.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ordnet die Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC an der Querkante an, die derjenigen Querkante gegenüber liegt, an der die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB und die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP vorgesehen sind. In den Fig. 1 bis 3 befindet sich diese Querkante körperlich am Boden der Kammer 10.
Es ist darauf hinzuweisen, daß das Zentrifugalfeld nicht empfindlich ist für eine Plazierung der Öffnungen "oben" und "unten". Die spezielle Beziehung der Öffnungen 20; 22 und 24 an der "oberen Kante" und "unteren Kante", wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, könnte auch umgekehrt werden, so daß die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB und die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP an der unteren Kante angeordnet sind und die Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC an der oberen Kante angeordnet ist.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Kammer 10 unterscheidet sich in signifikanter Weise von früheren Bluttrennkammern 10A und 10B mit axialer Strömung, wie sie in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Wie dort gezeigt ist, plazieren die bekannten Kammern 10A und 10B die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP und die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB nicht an derselben Querkante der Kammer. Statt dessen trennen die bekannten Kammern 10A und 10B diese Öffnungen 20 und 24 bewußt und sehen diese an unterschiedlichen Kanten der Kammer vor.
Bei der in Fig. 4 gezeigten bekannten Kammer 10A nehmen die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP und die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB einander entgegengesetzte Querkanten der Kammer ein. In Fig. 4 befindet sich die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP an der oberen Querkante, und die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB befindet sich an der unteren Querkante. Bei dieser Konstruktion sind zwei Sammelöffnungen 22 für rote Blutzellen RBC vorhanden, die sich an derselben Querkante wie die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP befinden und die durch einen Y-Verbinder verbunden sind. Diese Öffnungsanordnung ist in der Schrift US 4 146 172 von Cullis gezeigt.
Bei der in Fig. 5 gezeigten bekannten Kammer 10B befindet sich die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP an einer querverlaufenden (oberen) Kante der Kammer, während sich die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB an einer in Längsrichtung verlaufenden (seitlichen) Kante befindet. Bei dieser Konstruktion befindet sich die Sammelöffnung 22 für Vollblut WB an einer gegenüberliegenden (unteren) Querkante der Kammer. Bei dieser Anordnung ist die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB zwischen der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP und der Sammelöffnung 22 für Vollblut WB vorgesehen.
Zur weiteren Steigerung der Blutplättchen-Auswaschbedingungen in der Kammer 10 ist die Distanz zwischen der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft und der Grenzfläche 26 in dem Bereich der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC vorzugsweise kleiner als in dem Bereich der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP. Das dargestellte Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 3) erzielt dieses Resultat durch gleichmäßiges Schrägstellen der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft in Richtung auf die Wand 18 mit hoher Zentrifugalkraft zwischen der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP und der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC. Fig. 3 zeigt die Neigung der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft in unterbrochener Linie.
Das gleiche Ergebnis läßt sich auch ohne kontinuierliche oder gleichmäßige Schrägstellung der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft entlang der gesamten Länge des axialen Strömungsweges zwischen der Sammelöffnung 24 für blutplätt chenreiches Plasma PRP und der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC erreichen. Die Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft kann ihre Neigung weiter von der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP weg als in Fig. 3 gezeigt, näher bei dem Bereich der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC beginnen.
Die gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung konfigurierte Verarbeitungskammer 10 mit axialer Strömung dient zur Steigerung der Blutplättchen-Ausbeute aufgrund des Zusammenspiels von zwei grundsätzlichen dynamischen Strömungsbedingungen, und zwar der einen in Radialrichtung und der anderen in Axialrichtung.
Erstens wird aufgrund der Nebeneinanderanordnung der Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB und der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP von der Kammer 10 eine dynamische radiale Plasmaströmungsbedingung in der Nähe der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP erzeugt. Die radiale Strömungsbedingung ist im wesentlichen entlang des zentrifugalen Kraftfelds ausgerichtet. Die radiale Plasmaströmungsbedingung wäscht in kontinuierlicher Weise Blutplättchen aus der Grenzfläche 26 heraus in die der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP unmittelbar benachbarte Strömung des blutplättchenreichen Plasmas PRP.
Als zweites wird durch Verengen des Spalts zwischen der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft und der Grenzfläche 26 in unmittelbarer Nähe der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC im Vergleich zu dem Spalt in unmittelbarer Nähe der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP von der Kammer 10 eine dynamische axiale Plasmaströmungsbedingung zwischen den beiden Öffnungen 20 und 24 erzeugt. Die axiale Strömungsbedingung verläuft im allgemeinen quer zu dem zentrifugalen Kraftfeld. Die axiale Plasmaströmungsbedingung zieht die Grenzfläche 26 kontinuierlich zurück in Richtung auf die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP, wo die höheren radialen Plasmaströmungsbedingungen vorhanden sind, um dadurch die Blutplättchen aus der Grenzfläche 26 herauszuziehen.
Fig. 3 zeigt in schematischer Weise den gesteigerten Blutplättchen-Trenneffekt aufgrund dieser komplementären radialen und axialen Strömungsbedingungen.
Vollblut WB tritt in die Kammer 10 mit einem bestimmten Eingangs-Hämatokrit ein, der das Volumen der rote Blutzellen RBC pro Volumeneinheit Vollblut WB anzeigt. Ein typischer gesunder Spender hat vor dem Spenden einen Hämatokrit von ca. 42,5 %.
Der Hämatokrit des Blutes, das an der Grenze zwischen den roten Blutzellen RBC und dem Plasma entlang der Grenzfläche 26 liegt (wobei dieser als Oberflächen-Hämatokrit bezeichnet wird), bleibt bei oder ist im wesentlichen der gleiche wie der Eingangs-Hämatokrit in dem Eintrittsbereich Re der Kammer 10 in der Nähe der Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB. Fig. 3A zeigt diesen Eintrittsbereich Re links von der 0,40-Isokonzentrationslinie des Oberflächen-Hämatokrit (wobei diese dem Eingangs-Hämatokrit von 40 % entspricht).
Die Größe des Eintrittsbereichs Rc variiert in Abhängigkeit von dem Hämatokrit des in die Kammer 10 eintretenden Blutes. Für eine bestimmte Kammerfiguration gilt, daß je niedriger der Eingangs-Hämatokrit ist, desto kleiner wird der Eintrittsbereich Re.
Die Größe des Eintrittsbereichs Re ist auch von der Stärke des Zentrifugalfeldes in der Kammer sowie der Oberfläche der Kammer abhängig.
Wie Fig. 3A gezeigt ist, nimmt der Oberflächen-Hämatokrit nacheinander über sein Eintrittsniveau außerhalb des Eintrittsbereichs Re entlang der Länge der Kammer 10 in Richtung auf den Endbereich Rt zu, wo die Trennung gestoppt wird. Dies liegt daran, daß sich mehr rote Blutzellen RBC abtrennen und sich entlang der Länge der Kammer 10 in Richtung auf die Wand 18 mit hoher Zentrifugalkraft sammeln. Fig. 3A zeigt den zunehmenden Oberflächen-Hämatokrit entlang der Grenzfläche 26, wobei er von den Isokonzentrationslinien 0,6 (die einen Oberflächen-Hämatokrit von 60 % darstellt) bis 0,9 (die einen Oberflächen-Hämatokrit von 90 % darstellt) geschnitten wird.
Weitere Einzelheiten der Verteilung der roten Blutzellen RBC während der Zentrifugierung in einer Kammer sind in der Schrift von Brown "The Physics of Continious Flow Centrifugal Cell Seperation", in Künstliche Organe, 13(1):4-20 (1989) angegeben, aus der Fig. 3A entnommen ist.
Wie in Fig. 3A gezeigt ist, ist der Oberflächen-Hämatokrit am geringsten in dem Eintrittsbereich Re der Kammer 10 in der Nähe der Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Geschwindigkeit, mit der sich die roten Blutzellen RBC ansprechend auf die Zentrifugalkraft in Richtung auf die Wand 18 mit hoher Zentrifugalkraft absetzen am größten in dem Eintrittsbereich Re. Da der Oberflächen-Hämatokrit dort am geringsten ist, ist ein größeres Plasmavolumen in dein Eintrittsbereich Re zu verdrängen.
Dies wiederum erhöht die radiale Geschwindigkeit, mit der Plasma durch die sich abtrennende Masse von roten Blutzellen RBC ansprechend auf das zentrifugale Kraftfeld verdrängt wird. Wenn sich die Masse der rote Blutzellen RBC in Richtung auf die Wand 18 mit hoher Zentrifugalkraft bewegt, wird das Plasma in einem radialen Strömungsweg in Richtung auf die Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft verdrängt. Als Ergebnis hiervon treten in dem Eintrittsbereich Re relativ große radiale Plasmageschwindigkeiten auf.
Diese großen radialen Geschwindigkeiten in Richtung auf die Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft waschen eine große Anzahl von Blutplättchen aus der Masse der rote Blutzellen RBC aus. Als Ergebnis hiervon bleiben hier weniger Blutplättchen in der Grenzfläche 26 eingeschlossen als an irgendeiner anderen Stelle in der Kammer 10.
Die gezielte Anordnung der Öffnungen 20; 22 und 24 in der Trennkammer 10 trägt auch zur weiteren Steigerung des Auswaschens der Blutplättchen bei. Die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB ist von der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC diametral beabstandet, jedoch ist die Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB neben der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP angeordnet. Diese Trennung zwischen der Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB und der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC zwingt die roten Blutzellen RBC dazu, die gesamte axiale Länge der Kammer 10 während der Verarbeitung zu durchqueren. Dies maximiert ihre Aussetzung gegenüber dem zentrifugalen Kraftfeld.
Die Trennung zwischen der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC und der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP lenkt die roten Blutzellen RBC in Richtung auf die Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC. Gleichzeitig lenkt sie den Strom an blutplättchenreichem Plasma PRP in die entgegengesetzte Richtung zu der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP hin.
Aufgrund der versetzten Wand 16 mit niedrigerer Zentrifugalkraft wird ferner die Distanz zwischen der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft und der Grenzfläche 26 zwischen dem Bereich der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC und der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP vergrößert. Als Ergebnis hiervon nimmt die Plasmaschicht entlang der Grenzfläche 26 in ihrer radialen Tiefe in der beabsichtigten Richtung der Strömung des blutplättchenreichen Plasma PRP zu, d.h. in Richtung von der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC weg und auf die axial davon beabstandete Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP zu. Das nahe der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC befindliche Plasma ist dem Zentrifugierfeld mit hoher Zentrifugalkraft näher als das Plasma in der Nähe der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP.
Diese Verschiebung in der relativen Position des Plasmas zwischen den beiden Öffnungen 22 und 24 verursacht, daß sich das leichtere Plasma entlang der Grenzfläche 26 bewegt. Das Plasma bewegt sich rasch von dem relativ stärker begrenzten Bereich weg, der näher bei dem Feld mit hoher Zentrifugalkraft liegt (d.h. in unmittelbarer Nähe der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC) und zu dem relativ offeneren Bereich hin, der näher bei dem Feld mit niedrigerer Zentrifugalkraft ist (d.h. in unmittelbarer Nähe der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP).
Diese sich rasch bewegende axiale Plasmaströmung führt tatsächlich zu einem Ziehen der Grenzfläche 26 - und der darin eingeschlossenen Blutplättchen - in kontinuierlicher Weise in Richtung auf die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP. Dort sind die radialen Plasmageschwindigkeiten am größten, so daß der größte Auswascheffekt geliefert wird, so daß dadurch die eingeschlossenen Blutplättchen aus der Grenzfläche 26 herausgetragen und in den Strom für blutplättchenreiches Plasma PRP eingebracht werden, um durch die Öffnung 24 gesammelt zu werden.
Die enge Nebeneinanderanordnung der Einlaßöffnung 20 für Vollblut WB und der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP führt schon alleine zu einer verbesserten Blutplättchen-Auswaschung in der Kammer 10, ohne daß dabei die radiale Position der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft relativ zu der Grenzfläche 26 verändert wird. Die gesteigerten radialen Strömungsbedingungen alleine halten den Großteil der Blutplättchenpopulation für das Sammeln in Suspension in dem blutplättchenreichen Plasma PRP.
Die verbleibende Minderheit der Blutplättchenpopulation setzt sich aus Blutplättchen zusammen, die körperlich größer sind. Diese größeren Blutplättchen nehmen typischerweise über 15 x 10&supmin;¹&sup5; Liter pro Blutplättchen (Femtoliter oder µm³) ein, und einige sind größer als 30 Femtoliter. Im Vergleich haben die meisten Blutplättchen im Mittel eine Größe von ca. 8 bis 10 Femtoliter (die kleinsten der roten Blutzellen beginnen bei ca. 30 Femtoliter).
Diese größeren Blutplättchen setzen sich auf der Grenzfläche 26 rascher als die meisten Blutplättchen ab. Diese größeren Blutplättchen werden am wahrscheinlichsten nahe der Sammelöffnung 22 für rote Blutzellen RBC in der Grenzfläche 26 eingeschlossen.
Die axialen Plasmaströmungsbedingungen, die durch die verlagerte Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft entlang der Grenzfläche 26 hergestellt werden, bewegen diese größeren, sich schneller absetzenden Blutplättchen mit der Grenzfläche 26. Die axiale Plasmaströmung bewegt die größeren Blutplättchen in Richtung auf die Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP in den Bereich mit hoher radialer Plasmaströmung hinein. Die hohe radiale Plasmaströmung hebt die größeren Blutplättchen zum Sammeln aus der Grenzfläche 26 heraus.
Die komplementären Strömungsbedingungen heben in kontinuierlicher Weise Blutplättchen aller Größen aus der Grenzfläche 26 in unmittelbarer Nähe der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP heraus. Sie bewirken eine Befreiung von Blutplättchen aller Größen aus der Grenzfläche 26 sowie ein Halten der freigesetzten Blutplättchen in Suspension in dem blutplättchenreichen Plasma PRP.
Gleichzeitig (wie Fig. 3 zeigt) dienen die Gegenströmungsmuster zum Zirkulieren der anderen, schwereren Bestandteile der Grenzfläche 26 (der Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten) zurück in die Masse der rote Blutzellen RBC, von dem Strom des blutplättchenreichen Plasmas PRP weg.
Als Ergebnis hiervon führt das aus der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP austretende blutplättchenreiche Plasma PRP eine hohe Konzentration von Blutplättchen mit sich, wobei es im wesentlichen frei von den anderen Blutbestandteilen ist.

B. Zweistufige Trennsysteme

Die Fig. 6 bis 10 zeigen die körperliche Konstruktion eines zweistufigen axialen Strömungssystems 27, das die Merkmale und bereits erörterten Vorteile verkörpert und zusätzliche Merkmale und Vorteile besitzt.
Wie in Fig. 6A gezeigt ist, beinhaltet das System 27 eine Anordnung 28 aus zwei für den einmaligen Gebrauch gedachten Trenn- und Sammelbehältern 31A und 31B, die durch Schlauchmaterial mit einem Nabelpunkt bzw. Knotenpunkt 29 verbunden sind. Die Trennkammern 31A/31B und das zugehörige Schlauchmaterial können aus kostengünstigen medizinischen Kunststoffmaterialien, wie Weich-PVC, hergestellt sein.
Im Gebrauch bildet der Behälter 31A eine axiale Strömungskammer, in der rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP in einer ersten Verarbeitungsstufe von Vollblut WB getrennt werden. Der Behälter 31A beinhaltet die Merkmale der axialen Strömungskammer 10, wie diese vorstehend beschrieben wurden. Im Gebrauch bildet der Behälter 31B eine axiale Strömungskammer, in der das blutplättchenreiche Plasma PRP in einer zweiten Verarbeitungsstufe weiter in Blutplättchenkonzentrat und Plasma mit vermindertem Blutplättchenanteil (auch als blutplättchenarmes Plasma bezeichnet) getrennt wird. In der Beschreibung und den Zeichnungen ist Blutplättchenkonzentrat mit PC und blutplättchenarmes Plasma mit PPP bezeichnet. Der Behälter 31B beinhaltet weitere Gesichtspunkte der Erfindung, wie dies im folgenden noch ausführlich beschrieben wird.
Bei dieser Konfiguration kann die Anordnung 28 in Verbindung mit einer im Handel erhältlichen Blutverarbeitungszentrifuge verwendet werden, wie z.B. der CS-3000 -Bluttrennzentrifuge, die von der Fenwal Division of Baxter Healthcare Corporation hergestellt und vertrieben wird (einer 100-%igen Tochter des Erwerbers der vorliegenden Erfindung).
Wie am besten in Fig. 7A gezeigt ist, besitzt die im Handel erhältliche Zentrifuge einen Rotor 30, der zwei Halter 32A und 32B trägt, und zwar einen für jeden Behälter 31A und 31B. Fig. 6A zeigt den Halter 32A für den ersten Behälter 31A. Fig. 6B zeigt den Halter 32B für den zweiten Behälter 31B.
Wie in den Fig. 6A/6B gezeigt ist, läßt sich jeder Halter 32A/32B in eine geöffnete Position schwenken, um seinen Trennbehälter 31A/31B aufzunehmen. Jeder Halter 32A/32B läßt sich dann in einen geschlossenen Zustand verschwenken (wie in Fig. 8 gezeigt), um den zugehörigen Trennbehälter 31A/31B während der Verarbeitung festzulegen und zu umschließen
Bei der herkömmlichen Verwendung dreht sich der Rotor 30 (typischerweise mit ca. 1600 min&supmin;¹), so daß die Halter 32A/32B und ihre eingeschlossenen Trennbehälter 31A/31B einem zentralen Kraftfeld ausgesetzt werden. Typischerweise beträgt die Zentrifugalkraft ca. 375 G entlang der Wand mit hoher Zentrifugalkraft der Anordnung 28.
Wie in Fig. 6A gezeigt ist, beinhaltet der Behälter 31A der ersten Stufe eine Reihe von Öffnungen, durch die hindurch der Schlauchknotenpunkt 29 Fluid befördert. Der Behälter 31A erhält Vollblut WB durch die Öffnung 34 zur zentrifugalen Trennung desselben in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP. Die Öffnungen 36 und 38 befördern getrennte rote Blutzellen RBC bzw. blutplättchenreiches Plasma PRP von dem ersten Behälter 31A weg.
Das blutplättchenreiche Plasma PRP wird von dem ersten Behälter 31A in den Behälter 31B der zweiten Stufe befördert. Der zweite Behälter 31B erhält blutplättchenreiches Plasma PRP durch die Öffnung 35 zur zentrifugalen Trennung desselben in Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP. Die Öffnung 37 leitet das blutplättchenarme Plasma PPP aus dem Behälter 31B aus, so daß das Blutplättchenkonzentrat PC für Sammeizwecke in dem Behälter 31B zurückbleibt. Eine normalerweise geschlossene Auslaßöffnung 39 ist vorhanden, um das Blutplättchenkonzentrat PC später aus dem Behälter 31B auszuleiten.
Wie am besten in Fig. 7B gezeigt ist, verbindet der Knotenpunkt 29 die rotierenden Trennbehälter 31A/31B mit Pumpen und anderen stationären Komponenten, die sich außerhalb des Rotors 30 befinden. Die stationären Komponenten beinhalten eine Pumpe P1 zum Befördern von Vollblut WB in den ersten Behälter 31A. Eine Pumpe P2 befördert blutplättchenreiches Plasma PRP von dem ersten Behälter 31A zu dem zweiten Behälter 31B. Ein Grenzflächendetektor 33 erfaßt die Grenze zwischen den roten Blutzellen RBC und dem Plasma zum Steuern des Betriebs der Pumpe P2.
Die Pumpe P2 zieht blutplättchenreiches Plasma PRP von dem Behälter 31A ab, bis der Detektor 33 das Vorhandensein von roten Blutzellen RBC detektiert. Dies zeigt an, daß die Grenze zwischen den roten Blutzellen RBC und dem Plasma an dem Detektor 33 "vorbeigeschwappt" ist. Die Pumpe P2 pumpt dann zu dem ersten Behälter 31A zurück, bis der erfaßte "Überlauf" den Grenzflächendetektor 33 verlassen hat. Die Pumpe P2 schaltet dann wieder um, um blutplättchenreiches Plasma PRP von dem Behälter 31A abzuziehen, bis der Detektor 33 einen weiteren "Überlauf" feststellt. Dieser Vorgang wiederholt sich.
Unter Verwendung des allgemein bekannten, dichtungslosen Zentrifugenprinzips von Cullis hält ein nicht-rotierender (Null Omega) Halter (nicht gezeigt) den oberen Bereich des Knotenpunkts 29 in einer nicht-rotierenden Position über dem Rotor. Der Halter 40 (siehe auch Fig. 7A) dreht den Mittelbereich des Knotenpunkts 29 mit einer ersten Drehzahl (ein Omega) um den Rotor 30. Der Halter 42 (siehe Fig. 7A) dreht das untere Ende des Knotenpunkts 29 mit einer zweiten Drehzahl, die das Doppelte der Drehzahl von einem Omega ist (Drehzahl mit zwei Omega). Der Rotor 30 dreht sich ebenfalls mit der Drehzahl von zwei Omega.
Diese relative Rotation des Knotenpunkts 29 und des Rotors 30 hält den Knotenpunkt 29 unverdreht, so daß auf diese Weise die Notwendigkeit rotierender Dichtungen vermieden ist.
Jede Trennkammer 31A und 31B ist der durch ihren jeweiligen Halter 32A und 32B im geschlossenen Zustand definierten Innenkonfiguration angepaßt.

1. Trennkammer der ersten Stufe

Wiein Fig. 6A gezeigt ist, besitzt der Halter 32A für den Behälter 31A der ersten Stufe genauer gesagt eine vorgeformte Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft, die auch in Fig. 9A gezeigt ist. Der Halter 32A besitzt ferner eine diesem zugewandt gegenüberliegende, vorgeformte Fläche 46 mit niedriger Zentrifugalkraft, die auch in Fig. 9B gezeigt ist. Wie in Fig. 6A gezeigt ist, ist die Fläche 46 auf einer Druckplatte 47 ausgebildet, die in den Halter 32A eingesetzt wird.
Im geschlossenen Zustand klemmt der Halter 32A den flexiblen Trennbehälter 31A zwischen der Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft und der Oberfläche der Fläche 46 mit niedriger Zentrifugalkraft sandwichartig ein (wie dies in Fig. 8 dargestellt ist).
Wie in den Fig. 6A und 9A zu sehen ist, besitzt die Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft einen vorgeschriebenen Vertiefungsbereich 48, von dem sich eine Anordnung erhabener Dichtungsflächen 50 wegerstreckt. Wenn der Halter 32A geschlossen ist, drückt die Druckplatte 47 die Fläche 46 mit niedriger Zentrifugalkraft gegen die Dichtungsflächen 50. Die Druckplatten-Oberfläche 46 drückt die Wände des Trennbehälters 31A entlang dieser Dichtungsflächen 50 in einen zusammengeschlossenen Zustand. Dies bildet einen vorgeschriebenen, umfangsmäßig abgedichteten Bereich in dem den Aussparungsbereich 48 einnehmenden Behälter 31A.
Bei der Füllung mit Blut während der Verarbeitung dehnt sich der umfangsmäßig abgedichtete Bereich des Behälters 31A gegen die Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft und die gegenüberliegende Fläche mit niedriger Zentrifugalkraft der Druckplatte 46, so daß der Behälter die von diesen vorgeschriebenen Konturen annimmt.
Wie am besten in den Fig. 6A und 6B gezeigt ist, stellt das Muster der erhabenen Dichtungsflächen 50 einen ersten, zweiten und einen dritten Öffnungsbereich 52; 54; und 56 her, die sich in den Vertiefungsbereich 48 hineinerstrecken. Der erste Öffnungsbereich 52 nimmt die Einlaßöffnung 34 für Vollblut WB des Behälters 31A auf. Der zweite Öffnungsbereich 54 nimmt die für roten Blutzellen RBC bestimmte Sammelöffnung 36 des Behälters 31A auf. Der dritte Öffnungsbereich 56 nimmt die für blutplättchenreiches Plasma PRP bestimmte Sammelöffnung 38 des Behälters 31A auf.
Wie in den Fig. 6A und 9A gezeigt ist, treten der erste Öffnungsbereich 52 (der die Einlaßöffnung 34 für Vollblut WB aufnimmt) und der dritte Öffnungsbereich 56 (der die Sammelöffnung 38 für blutplättchenreiches Plasma PRP aufnimmt) an derselben querverlaufenden Kante der Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft in den Vertiefungsbereich 48 ein (wobei diese Kante in den Zeichnungen als obere Kante dargestellt ist). Der zweite Öffnungsbereich 54 (der die Sammelöffnung 36 für rote Blutzellen RBC aufnimmt) tritt in den Vertiefungsbereich 48 durch eine Passage 49 ein, die an dem gegenüberliegenden querverlaufenden Rand der Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft einmündet (wobei dieser in den Zeichnungen als unterer Rand dargestellt ist). Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, knnte die relative Orientierung des querverlaufenden oberen und unteren Rands auch umgekehrt werden.
Beim Schließen des Halters 32A gelangen Berührungsbereiche 52A; 54A; und 56A auf der Druckplatte 46 mit niedriger Zentrifugalkraft (siehe Fig. 9B) in Ausrichtung mit dem ersten, zweiten und dritten Öffnungsbereich 52; 54; und 56 auf der Fläche 44 mit hoher Zentrifugalkraft zur Aufnahme der Öffnungen 34; 36; und 38 für Vollblut WB, rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP (siehe auch Fig. 89).
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verjüngt sich die Druckplatten-Fläche 46 mit niedriger Zentrifugalkraft vorzugsweise nach außen in Richtung auf die Fläche mit hoher Zentrifugalkraft mit einer Neigung von ca. 0,25 Grad.
Im geschlossenen Zustand verleiht der Halter 32A somit dem umfangsmäßig abgedichteten Bereich des Behälters 31A eine Formgebung zur Bildung einer Verarbeitungskammer 10 mit axialer Strömung, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist.
Im Gebrauch schafft die Trennkammer 32B der ersten Stufe vorzugsweise eine effektive Sammeifläche von zwischen ca. 70 bis 120 cm² mit einem zugehörigen Verarbeitungsvolumen von zwischen ca. 45 ml bis ca. 100 ml.

2. Trennkammer der zweiten Stufe

Wie in Fig. 6B gezeigt ist, beinhaltet der Halter 32B für den Behälter 31B der zweiten Stufe, wie der andere Behälter 32A, eine vorgeformte Fläche 51 mit hoher Zentrifugalkraft, die auch in Fig. 10A gezeigt ist. Ferner weist der Halter 32B eine dieser zugewandt gegenüberliegende, vorgeformte Druckfläche 53 mit niedriger Zentrifugalkraft, die auf einer einsetzbaren Druckplatte 55 ausgebildet ist.
Wie bei dem Halter 32A beinhaltet die Fläche 51 mit hoher Zentrifugalkraft des Halters 32B einen Vertiefungsbereich 57, von dem sich eine Anordnung erhabener Dichtungsflächen 59 wegerstreckt (siehe Fig. 6B und 10A).
Wie bei dem Halter 32A drückt beim Schließen des Halters 32B die der niedrigen Zentrifugalkraft ausgesetzte Fläche 53 der Druckplatte gegen die Dichtungsflächen 59. Dadurch werden die Wände des Trennbehälters 31B entlang der Dichtungsflächen 59 in einen geschlossenen Zustand gedrückt. Auf diese Weise wird die Innenkonfiguration der mit einer axialen Strömung arbeitenden Trennkammer 61 der zweiten Stufe gebildet, wie dies in Fig. 10B gezeigt ist.
Wie in Fig. 10B zu sehen ist, bildet der Verlauf der erhabenen Dichtungsfläche 59 einen ersten und einen zweiten Bereich R1 und R2 in der Kammer 61. Der erste Bereich R1 kommuniziert mit der für blutplättchenreiches Plasma PRP dienenden Einlaßöffnung 35 des Behälters 31B. Der zweite Öffnungsbereich R2 kommuniziert mit der für blutplättchenarmes Plasma PPP dienenden Sammelöffnung 37 des Behälters 31B.
Die erhöhten Dichtungsflächen 59 bilden ferner eine Innenwand 63, die den ersten und den zweiten Bereich R1 und R2 voneinander trennt. Die Wand 63 erstreckt sich in die Kammer 61 hinein, wobei sie sich in derselben Richtung wie der axiale Strömungsweg erstreckt. Die Wand 63 endet innerhalb der Kammer 61, so daß eine Passage 65 gebildet ist, die die beiden Bereiche R1 und R2 miteinander verbindet. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Position der Wand 63 innerhalb der Kammer 61 variieren kann. Sie kann näher bei der Einlaßöffnung 35 für blutplättchenreiches Plasma PRP als in Fig. 10B gezeigt angeordnet werden, so daß dadurch die Größe des ersten Bereichs R1 reduziert wird, und umgekehrt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Konfiguration der Kammer 61 der zweiten Stufe so ausgebildet, wie es in den Fig. 11 bis 13 von Cullis et al. der US 4 146 172 gezeigt ist.
Eine Kammer, wie sie in den Fig. 11 bis 13 der US 4 146 172 von Cullis et al. gezeigt ist, ist in Verbindung mit der CS-3000 -Bluttrennzentrifuge zur Verwendung beim Trennen von Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmen Plasma PPP von blutplättchenreichem Plasma PRP in weitverbreitetem kommerziellen Einsatz. Die im Handel befindliche Kammer führt dafür die Handelsbezeichnung "A-35-Kammer".
Die bekannte A-35-Kammer hat typischerweise eine Sammelfläche von ca. 160 cm² zum Trennen von blutplättchenreichem Plasma PRP in Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchen armes Plasma PPP. Bei Verwendung für diesen Zweck besitzt die Kammer typischerweise eine radiale Dicke (oder Tiefe) in der Größenordnung von ca. 1,4 cm. Die Kammer hat dadurch ein Verarbeitungsvolumen von ca. 200 ml.
Nach herkömmlichem Wissen war man der Ansicht, daß das Verarbeitungsvolumen für die Blutplättchen-Trennkammer der zweiten Stufe das Verarbeitungsvolumen der Trennkammer der ersten Stufe übersteigen sollte.
Man war der Ansicht, daß das größere Verarbeitungsvolumen von Vorteil sei, da es den Blutplättchen mehr Zeit zum Trennen (oder "Absetzen") von dem blutplättchenreichen Plasma PRP in der Kammer gab. Nach herkömmlichem Wissensstand war man auch der Ansicht, daß das größere erwünschte Verarbeitungsvolumen in der Kammer der zweiten Stufe die Blutplättchen während der Verarbeitung aufgrund von Scherspannungen weniger beschädigen oder aktivieren würde (siehe z.B. Spalte 10, Zeilen 26 bis 39 der US 4 146 172 von Cullis et al.).
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt die in Fig. 10B gezeigte Verarbeitungskammer 61 mit axialer Strömung ein beträchtlich kleineres Verarbeitungsvolumen im Vergleich zu der früheren A-35-Kammer.
Bei einem für den Betrieb ausgelegten Ausführungsbeispiel weist die gemäß der Erfindung konfigurierte Kammer 61 dieselbe Sammelfläche wie die frühere A-35-Kammer auf (d.h. ca. 160 cm²), jedoch hat sie eine maximale radiale Tiefe (oder Kanaltiefe) von nur 2 mm. Bei diesem für den Betrieb ausgelegten Ausführungsbeispiel bietet die Kammer 61 ein Verarbeitungsvolumen von nur 30 ml gegenüber dem Verarbeitungsvolumen von 200 ml, das für die frühere A-35-Kammer typisch ist.
Trotz ihres beträchtlich kleineren Verarbeitungsvolumens und radialen Tiefe zeigt das nachfolgende Beispiel in überraschender Weise, daß die Kammer 61 eine beträchtliche Steigerung bei den Blutplättchensammel-Wirkungsgraden im Vergleich zu der früheren A-35-Kammer erzielt.

Beispiel 1

Eine Studie hat die herkömmliche A-35-Kammer mit 200 ml mit der vorstehend beschriebenen Kammer mit reduzierter Tiefe und mit 30 ml (wobei diese als "30-ml-Kammer" bezeichnet wird) verglichen. Beide Kammern besaßen eine Sammelfläche von 160 cm².
Bei der Studie wurde ein paarweises Laufprotokoll verwendet. Während des Protokolls wurden 59 normale Spender einem Blutplättchen-Sammelvorgang mit der A-35-Kammer unterzogen. Dieselben Spender wurden einem weiteren Blutplättchen-Sammel vorgang mit der 30-ml-Kammer unterzogen. Die Reihenfolge der Sammelvorgänge wurde unter den Spendern in beliebiger Weise durchgeführt, wobei die Vorgänge in einem Abstand von ca. einem Monat durchgeführt wurden.
Beide Vorgänge wurden auf einer CS-3000 -Zentrifuge durchgeführt, die mit einer Drehzahl von 1600 min&supmin;¹ betrieben wurde. Alle Betriebsparameter für den ersten Vorgang wurden in dem zweiten Vorgang wiederholt. An der Studie haben sechs verschiedene Blutzentren teilgenommen.
Die Resultate wurden korreliert und statistisch verifiziert.
Die Studie hat gezeigt, daß die 30-ml-Kammer eine beträchtlich verbesserte Blutplättchen-Sammelausbeute erzielte. Im Vergleich zu der A-35-Kammer hat die 30-ml-Kammer eine Steigerung von 13,3 % in der Blutplättchenausbeute (p < 0,0001) gezeigt, wobei dies einen beträchtlichen Anstieg bei der Nettoanzahl der während eines bestimmten Vorgangs gesammelten Blutplättchen darstellt.
Im Vergleich zu der A-35-Kammer hat die 30-ml-Kammer gesteigerte Blutplättchenausbeuten ohne Beschädigung oder Aktivierung der Blutplättchen erreicht. Das unter Verwendung der 30-ml-Kammer gesammelte Blutplättchenkonzentrat konnte un mittelbar nach der Resuspension ohne Blutplättchenverlust gefiltert werden. Das unter Verwendung der A-35-Kammer gesammelte Blutplättchenkonzentrat dagegen hat eine Ruheperiode von wenigsten zwei Stunden benötigt, bevor es ohne einen signifikanten Verlust bei der Blutplättchen-Anzahl gefiltert werden konnte.
Unter Verwendung der üblichen, dimensionslosen Reynolds-Zahl (Re) als Vergleichspunkt, würde man zu dem Schluß kommen, daß die Art der Fluidstrmung in der A-35-Kammer und der 30-ml-Kammer praktisch identisch sind. Die A-35 besitzt einen Re von 2,9 und die 30-ml-Kammer besitzt eine Re von 7, wobei es sich nicht um signifikant verschiedene Werte handelt.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sieht einen neuen dimensionslosen Parameter (λ) vor, der die kombinierten Attribute von Winkelgeschwindigkeit, Kanaldicke, kinematischer Viskosität und axialer Höhe der Blutplättchen-Trennkammer 61 genauer charakterisiert. Der neue Parameter (λ) wird wie folgt ausgedrückt:
λ = (2Ωh³)/(νZ)
wobei:
Ω = Winkelgeschwindigkeit (in rad/s);
h radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm);
ν kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s) und
Z = axiale Höhe der Kammer (in cm).
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, schafft der Parameter (λ) eine klare Charakterisierung und Differenzierung der neuen Art und Ausbildung des Strömungsablaufs, der sich im Vergleich zu der herkömmlichen A-35-Kammer in der Kammer 61 einstellt (diese wird als "neue Kammer" bezeichnet). TABELLE 1
Wie aus Tabelle 1 erkennbar ist, ist der Wert des Parameters (λ) für die frühere A-35-Kammer 5109. Der Wert des Parameters (λ) für die Kammer, die die Merkmale der Erfindung verkörpert, ist nur 14, wobei dies weniger als 1 % der früheren Kammer ist.
Gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung erzeugt ein Parameterwert (λ) für eine Kammer, der geringer ist als ca. 700, beträchtlich höhere Blutplättchenausbeuten. Wenn der Parameterwert (λ) einer gegebenen Kammer in zunehmender Weise in etwa 700 übersteigt, erzeugt die Kammer Strömungsbedingun gen, die zu einer größeren Gesamtscherbelastung während der Verarbeitung (die zu einer Blutplättchenaktivierung führt) sowie zu einer größeren Coriolis-Effekt-Verwirbelung (welche den nutzbaren Oberflächenbereich begrenzt, der für eine Blutplättchen-Durchsetzung zur Verfügung steht) führt.
Der neue Parameterwert (λ) drückt für einen bestimmten Bezugsrahmen aus, wie groß die Coriolis-Effekt-Verwirbelung und die Scherspannung sind. Der Parameterwert (λ) hat denselben Inhalt, ob die Strömung in der Kammer nun axial (d.h. entlang der Rotationsachse) oder umfangsmäßig (d.h. um die Rotationsachse) verläuft. Unabhängig von der Strömungsrichtung in bezug auf die Rotationsachse gilt, daß je niedriger der absolute Parameterwert (λ) für ein gegebenes System ist, desto niedriger ist die erwartete Stärke der Coriolis-Effekt-Verwirbelung in dem System. Die Kammer 61 besitzt einen Parameterwert (λ), der weniger als ca. 700 ist, sie wird während der Verarbeitung besser durchsetzt, und sie setzt die Blutplättchen geringen Scherbelastungen aus, und zwar selbst bei dramatisch reduzierten Kammertiefen (d.h. radialen Dicken).

II. KAMMERN MIT STRÖMUNG IN UMFANGSRICHTUNG MIT GESTEIGERTER AUSBEUTE

Die Gesichtspunkte der Erfindung, die zuvor in Verbindung mit einer Bluttrennkammer mit axialer Strömung beschrieben worden sind, knnen auch bei der Schaffung einer Blutverarbeitungskammer mit Strömung in Umfangsrichtung mit verbesserten Blutplättchentrennungs-Wirkungsgraden verwendet werden.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen in schematischer Weise eine zentrifugale Blutverarbeitungskammer 58 mit Strömung in Umfangsrichtung, die die Merkmale der Erfindung verkörpert.
Im Gebrauch dreht sich die Kammer 58 auf einem Rotor 60 um eine Achse 62 (siehe Fig. 12), um dadurch ein Zentrifugalfeld in der Kammer 58 zu erzeugen. Wie bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten axialen Strömungskammer 10 erstreckt sich das Zentrifugalfeld radial von der Achse weg durch die Kammer 58 hindurch. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, bildet die der Achse an nähesten gelegene Kammerwand 64 die Wand mit niedriger Zentrifugalkraft, und die am weitesten von der Achse entfernte Kammerwand 66 bildet die Wand mit hoher Zentrifugalkraft.
Während der Rotation erhält die Kammer 58 Vollblut WB durch eine erste Öffnung 68. Das Vollblut WB folgt in der Kammer 58 einem umfangsmäßigen Strömungsweg; d.h., es fließt in einer umfangsmäßig verlaufenden Bahn um die Rotationsachse 62 (wie am besten in Fig. 12 gezeigt ist). Aus diesem Grund wird die Kammer 58 als Blutverarbeitungskammer mit Strömung in Umfangsrichtung bezeichnet.
Bei dieser Geometrie sind die querverlaufenden oberen und unteren Kanten der Kammer 68 (die entlang des Strömungsweges in Umfangsrichtung angeordnet sind) normalerweise länger als die in Längsrichtung verlaufenden Seitenkanten (die quer zu dem Strömungsweg in Umfangsrichtung angeordnet sind). Die Kammer 58 mit Strömung in Umfangsrichtung bildet normalerweise die Form eines Schlauchs, der in Rotationsrichtung länglich ist. Jedoch können auch andere Konfigurationen verwendet werden, die einen Strömungsweg in Umfangsrichtung bilden.
Vollblut WB trennt sich in der rohrförmigen Kammer 58 unter dem Einfluß des Zentrifugalfeldes in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, bewegen sich die eine höhere Dichte aufweisenden roten Blutzellen RBC in Richtung auf die Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft, wobei sie das eine geringe Dichte aufweisende blutplättchenreiche Plasma PRP in Richtung auf die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft verdrängen. Dazwischen bildet sich die Grenzfläche 26 (wie sie vorstehend beschrieben wurde). Eine zweite Öffnung 70 zieht die roten Blutzellen RBC von der Kammer 58 zum Zweck des Sammelns ab. Eine dritte Öffnung 72 zieht das blutplättchenreiche Plasma PRP zum Zweck des Sammeln von der Kammer 58 ab.
Gemäß der Erfindung sind die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP und die Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB nebeneinander angeordnet, so daß das blutplättchenreiche Plasma PRP die Kammer 58 mit Strömung in Umfangsrichtung in demselben Bereich verläßt, wo Vollblut WB in die Kammer 58 eintritt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wie es in Fig. 11 gezeigt ist, befindet sich die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP an derselben in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante der mit Strömung in Umfangsrichtung arbeitenden Kammer 58 wie die Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB.
Auch sind gemäß der Erfindung die Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC und die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP derart angeordnet, daß blutplättchenreiches Plasma PRP die Kammer 58 in einem Bereich verläßt, der relativ zu der Umfangsströmung des Vollbluts WB in der Kammer 58 dem Bereich gegenüberliegt, wo die roten Blutzellen RBC die Kammer 58 verlassen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, befindet sich die Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC an der in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante, die der in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante gegenüberliegt, in der sich die Einlaßöffnung für Vollblut WB und die Sammelöffnung für blutplättchenreiches Plasma PRP befinden.
Die in den Fig. 11 bis 13 gezeigte Kammer 58 unterscheidet sich beträchtlich von früheren Bluttrennkammern 58A und 58B mit Strömung in Umfangsrichtung, die in den Fig. 14 und 15 dargestellt sind. Bei den früheren Kammern 58A/58B mit Strömung in Umfangsrichtung wurde die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP gezielt von der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB entfernt angeordnet.
Bei der in Fig. 14 gezeigten, früheren Kammer 58A mit Strömung in Umfangsrichtung befindet sich die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP an der einen Seitenkante, diametral gegenüber der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC, die sich an der anderen Seitenkante befindet. Bei dieser Konstruktion ist die Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB in einer Seitenwand der Kammer 58A zwischen den bei den seitlichen Kanten angeordnet.
Bei der in Fig. 15 gezeigten bekannten Kammer 58B mit Strömung in Umfangsrichtung befindet sich die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP an der einen Seitenkante, während sich die Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB und die Auslaßöffnung für rote Blutzellen RBC an der gegenüberliegenden Seitenkante befinden, wobei sie relativ zu der Umfangsströmung des Vollbluts WB in der Kammer 58B in entgegengesetzten Richtungen im Abstand von der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP angeordnet sind.
Sowohl bei der Konstruktion der Fig. 14 als auch bei der Konstruktion der Fig. 15 befinden sich keine Öffnungen an dem oberen und dem unteren querverlaufenden Rand der Kammer 58B. Keine der Kammern 58A und 58B besitzt eine Öffnung mit einer Achse, die parallel zu der Rotationsachse verläuft.
Fig. 13 zeigt in schematischer Weise den gesteigerten Blutplättchen-Trenneffekt aufgrund der einander benachbarten Positionen der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB und der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP in der die Erfindung verkörpernden Kammer 58 mit Strömung in Umfangsrichtung. Die Wirkung ist im allgemeinen die gleiche wie die in Fig. 3 gezeigte, mit der Ausnahme, daß die Kammer 58 anders ausgerichtet ist, um den Strömungsverlauf in Umfangsrichtung herzustellen.
Wie in Fig. 13 gezeigt ist, zieht die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP das blutplättchenreiche Plasma PRP an der Stelle ab, wo die Geschwindigkeit, mit der sich die roten Blutzellen RBC ansprechend auf die Zentrifugalkraft in Richtung auf die Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft absetzen, am größten ist, d.h. in unmittelbarer Nähe zu der Einlaßöffnung 68 für Vollblut. Dort ist es auch, wo die radiale Plasmageschwindigkeit am größten ist, um dadurch die Blutplättchen von der Grenzfläche 26 herauszuheben und in dem Plasma in Suspension zu halten, um sie aus der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP hinaus zu transportieren.
Die Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB ist der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC mit Abstand (in der umfangsmäßigen Strömungsrichtung) gegenüberliegend angeordnet, so daß die roten Blutzellen RBC dazu gezwungen werden, die gesamte axiale Länge der Kammer 58 zu durchqueren, so daß sie dadurch sie in maximaler Weise den zentrifugalen Trennkräften ausgesetzt werden. Die Trennung zwischen der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC und der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP lenkt außerdem die roten Blutzellen RBC in Richtung auf die Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC, während der Strom an blutplättchenreichem Plasma PRP in der entgegengesetzten Richtung zu der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP gelenkt wird.
Wie bei der Fig. 3 gezeigten Kammer 10, ist die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft in der Nähe der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC vorzugsweise nach innen zu der Grenzfläche 26 hin versetzt. Als Ergebnis hiervon ist die radiale Distanz zwischen der Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft und der Grenzfläche 26 nahe der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP größer als in der Nähe der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC.
Wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde, veranlaßt die verlagerte Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft das leichtere Plasma, sich entlang der Grenzfläche 26 rasch von dem relativ stärker begrenzten Bereich in unmittelbarer Nähe der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC weg in Richtung auf den relativ offeneren Bereich in unmittelbaren Nähe der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP zu bewegen. Es ergibt sich der gleiche vorteilhafte Effekt: Die Plasmaströmung in Umfangsrichtung zieht die Grenzfläche 26 - sowie darin eingeschlossene größer, sich schneller absetzende Blutplättchen - in kontinuierlicher Weise in Richtung auf die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP, wo die radialen Plasmageschwindigkeiten am größten sind, so daß sich der größte Auswascheffekt ergibt. Die Gegenströmungsverläufe dienen ebenfalls zum Zirkulieren der anderen, schwereren Bestandteile der Grenzfläche (Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten) zurück in die Masse der rote Blutzellen RBC, von dem Strom des blutplättchenreichen Plasmas PRP weg.
Wie in Fig. 13 dargestellt ist, verjüngt sich die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft in kontinuierlicher Weise in Richtung des Strömungsweges in Umfangsrichtung, d.h. von der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP weg sowie in Richtung der axialen Strömungsbahn des Vollbluts WB. Das gleiche Resultat läßt sich ohne kontinuierliche oder gleichmäßige Verjüngung der Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft entlang der gesamten Länge des axialen Strömungsweges zwischen der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP und der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC erzielen. Die Wand 16 mit niedriger Zentrifugalkraft kann ihre Neigung weiter von der Sammelöffnung 24 für blutplättchenreiches Plasma PRP weg als in Fig. 13 gezeigt, näher bei dem Bereich der Sammelöffnung 70 für die roten Blutzellen RBC beginnen.
Die Kammer 58 mit Strömung in Umfangsrichtung, die die Erfindung verkörpert, läßt sich in verschiedenartiger Weise ausbilden. Die Fig. 16 und 17 zeigen die körperliche Konstruktion einer bevorzugten Kammeranordnung 74 mit Strömung in Umfangsrichtung, die die Merkmale der Erfindung verkörpert. Die Fig. 25 und 26 zeigen die körperliche Konstruktion einer alternativen Anordnung 76 mit Strömung in Umfangsrichtung.
Jede der Anordnungen 74 oder 76 läßt sich in Verbindung mit einer Blutverarbeitungszentrifuge 78 verwenden, wie sie in den Fig. 18 und 19 gezeigt ist. Weitere Einzelheiten dieser Zentrifugenkonstruktion sind in der derzeit anhängigen US- Patentanmeldung mit Aktenzeichen Nr. 07/814 403, eingereicht am 23. Dezember 1991 angegeben, mit dem Titel "Zentrifuge mit trennbaren Topf- und Trommelelementen unter Ermöglichung eines Zugangs zu der Trennkammer".
Wie in Fig. 20 zu sehen ist, beinhaltet die Zentrifuge 78 ein Topfelement 80 und ein Trommelelement 82. Die Topf- und Trommelelemente 80 und 82 sind auf einem Joch 85 zwischen einer aufrechten Position, wie sie in Fig. 20 gezeigt ist, und einer hängenden Position, wie sie in Fig. 21 gezeigt ist, verschwenkbar.
In der aufrechten Position sind das Topf- und das Trommelelement 80 und 82 für den Benutzer zugänglich. Ein Mechanismus gestattet dem Topf- und dem Trommelelement 80 und 82, eine voneinander getrennte Position einzunehmen, wie sie in Fig. 20 gezeigt ist. In dieser Position ist das Trommelelement 80 wenigstens zum Teil aus dem Innenbereich des Topfelements 82 herausragend angeordnet, um die äußere Trommelfläche für einen Zugang freizulegen. Wie in Fig. 22 gezeigt ist, kann im freigelegten Zustand der Benutzer die Kammeranordnung 74 oder 76 mit Strömung in Umfangsrichtung um das Trommelelement 82 herum anordnen.
Der Mechanismus gestattet dem Trommel- und dem Topfelement 80 und 82 auch ein Einnehmen einer miteinander zusammenwirkenden Position, wie sie in Fig. 23 gezeigt ist. In dieser Position sind das Trommelelement 82 und die gewählte Kammeranordnung 74 oder 76 mit Strömung in Umfangsrichtung in dem Innenbereich des Topfelements 80 eingeschlossen, wie dies in Fig. 23 gezeigt ist. Eine Verarbeitungskammer 83 wird zwischen der Innenfläche des Topfelements 80 und der Außenfläche des Trommelelements 82 gebildet. Die gewählte Kammeranordnung 74 oder 76 mit Strömung in Umfangsrichtung wird mitgetragen und nimmt die Umrisse der Verarbeitungskammer 83 an.
Im geschlossenen Zustand können das Trommel- und das Topfelement 80 und 82 in Form einer Montageeinheit in eine hängende Position verschwenkt werden, wie dies in Fig. 21 gezeigt ist. Im hängenden Zustand befinden sich das Topf- und das Trommelelement 80 und 82 in Position für den Betrieb. Im Betrieb dreht die Zentrifuge 78 die hängenden Topf- und Trommelelemente 80 und 82 und eine Achse.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sieht jede mit Strömung in Umfangsrichtung arbeitende Kammeranordnung 74 und 76 eine mehrstuf ige Verarbeitung vor. In einer ersten Stufe werden rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP vom Vollblut WB getrennt. In einer zweiten Stufe werden Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP von dem blutplättchenreichen Plasma PRP getrennt.
Das Innere jeder Kammeranordnung 74 oder 76 mit Strömung in Umfangsrichtung kann zwar verschiedenartig ausgebildet sein, jedoch zeigen die Fig. 16/17 und 18/19 das Innere der alternativen Kammern mit Strömung in Umfangsrichtung in zwei seitlich nebeneinander angeordnete Verarbeitungssegmente 84 und 86 geteilt. Im Betrieb trennen die Zentrifugalkräfte in dem ersten Segment 84 Vollblut WB in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP. Die Zentrifugalkräfte in dem zweiten Verarbeitungssegment 86 trennen das blutplättchenreiche Plasma PRB von der ersten Stufe in Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP.
Bei beiden alternativen Kammern mit Strömung in Umfangsrichtung bildet eine erste umfangsmäßige Dichtung 88 die Außenkante der mit Strömung in Umfangsrichtung arbeitenden Kammeranordnung 74 oder 76. Eine zweite innere Dichtung 90 trennt die Umfangsströmungs-Kammeranordnung 74 und 76 in das erste Verarbeitungssegment 84 und das zweite Verarbeitungssegment 86. Die zweite Dichtung 90 erstreckt sich allgemein parallel zu der Rotationsachse der Kammeranordnung 74 oder 76; d.h. sie erstreckt sich quer zu der Umfangsströmung der Kammeranordnung 74 oder 76. Die zweite Dichtung 90 bildet einen in Längsrichtung verlaufenden Rand, der dem ersten und dem zweiten Verarbeitungssegment 84 und 86 gemeinsam ist.
Jedes Verarbeitungssegment 84 und 86 dient als separate und getrennte Trennkammer und wird daher als solche bezeichnet.
In jeder der alternativen Kammern mit Strömung in Umfangsrichtung münden fünf Öffnungen 92/94/96/98/100 in die in Segmente unterteilten Bereiche, die in der Verarbeitungskammeranordnung 74 oder 76 ausgebildet sind. Die Öffnungen 92/94/96/98/100 sind nebeneinander entlang der oberen querverlaufenden Kante der jeweiligen Kammer 84 und 86 angeordnet.
Die Öffnungen 92/94/96/98/100 sind alle axial ausgerichtet; d.h., ihre Achsen sind mit der Rotationsasche ausgerichtet und verlaufen quer zu dem Fluidströmungsweg in Umfangsrichtung innerhalb der eigentlichen Kammeranordnung 74 oder 76. Drei Öffnungen 92/94/96 bedienen die erste Kammer 84. Zwei Öffnungen 98/100 bedienen die zweite Kammer 86.
Bei beiden alternativen Umfangsströmungs-Kammeranordnungen 74 und 76 verbindet eine Verbindungspunkt- bzw. Knotenpunkt einrichtung 102 (siehe Fig. 24), die an den Öffnungen 92/94/96/98/100 angebracht ist, die erste und die zweite Kammer 84 und 86 miteinander sowie mit Pumpen und anderen stationären Komponenten, die außerhalb der rotierenden Komponenten der Zentrifuge 78 angeordnet sind.
Wie in Fig. 21 gezeigt ist, hält ein nicht-rotierender (Null Omega) Halter 104 den oberen Bereich der Knotenpunkteinrichtung 102 in einer nicht-rotierenden Position über den hängenden Trommel- und Topfelementen 80 und 82. Ein Halter 106 an dem Joch 85 dreht den mittleren Bereich der Knotenpunkteinrichtung 102 mit einer ersten Drehzahl (ein Omega) um die aufgehängten Trommel- und Topfelemente 80 und 82. Ein weiterer Halter 108 (siehe Fig. 22) dreht das untere Ende der Knotenpunkteinrichtung 102 mit einer zweiten Drehzahl, die das Doppelte der Drehzahl von einem Omega entspricht (einer Drehzahl von zwei Omega) mit der sich auch die aufgehängten Trommel- und Topfelemente 80 und 82 drehen. Wie bereits erwähnt wurde, hält diese bekannte, relative Rotation der Knotenpunkteinrichtung diese in einem unverdrehten Zustand, so daß auf diese Weise die Notwendigkeit rotierender Dichtungen vermieden ist.
Bei Verwendung von einer der beiden alternativen Umfangsströmungs-Kammeranordnungen 74 oder 76 beträgt die Drehzahl von zwei Omega, mit der sich die aufgehängten Trommel- und Topfelemente 80 und 82 drehen, ca. 3400 min&supmin;¹. In Abhängigkeit von den Abmessungen der Trommel- und Topfelemente 80 und 82 entwickelt eine Drehzahl von 3400 min&supmin;¹ ein zentrifugales Kraftfeld von ca. 900 G entlang der Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft der Kammern 84 und 86.

A. Verarbeitungskammer der ersten Stufe

Bei dem in den Fig. 16 und 17 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die erste Öffnung 92 die vorstehend beschriebene Sammelöffnung für blutplättchenreiches Plasma PRP (mit dem Bezugszeichen 72 bezeichnet, wie in den Fig. 11 bis 13). Die zweite Öffnung 94 bildet die zuvor beschriebene Einlaßöffnung für Vollblut WB (mit dem Bezugszeichen 68 bezeichnet, wie in den Fig. 11 bis 13). Die dritte Öffnung 96 bildet die zuvor beschriebene Sammelöffnung für rote Blutzellen RBC (mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet wie in den Fig. 11 bis 13).
Eine dritte innere Dichtung 110 ist zwischen der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP und der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB vorgesehen. Die dritte Dichtung 110 beinhaltet einen ersten Bereich 112, der allgemein parallel zu der zweiten inneren Dichtung 90 ist und sich somit quer zu der in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsbahn des Vollbluts WB erstreckt. Die dritte innere Dichtung 110 biegt dann in einem Ausbauchschenkelbereich 114 von der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB in Richtung der Strömung des Vollbluts WB in Umfangsrichtung ab. Der Ausbauchschenkelbereich 114 endet unterhalb des Einlasses der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP.
Eine vierte innere Dichtung 116 befindet sich zwischen der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB und der Sammelöffnung 74 für rote Blutzellen RBC. Die vierte Dichtung 116 weist einen ersten Bereich 118 auf, der im allgemeinen parallel zu der zweiten und der dritten inneren Dichtung 90 und 110 verläuft und sich somit quer zu der Strömung des Vollbluts WB in Umfangsrichtung erstreckt. Die vierte innere Dichtung 116 biegt dann in einem Hundebeinbereich 120 von der Sammelöffnung 74 für rote Blutzellen RBC in Richtung der Strömung des Vollbluts WB in Umfangsrichtung ab. Der Hundebeinbereich 120 erstreckt sich unterhalb des Hundebeinbereichs 114 der dritten Dichtung 110 sowie über diesen hinaus. Er endet in der Nähe der in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante der ersten Kammer 84, die der durch die zweite innere Dichtung 90 gebildeten, in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante gegenüberliegt.
Zusammen bilden die dritte und die vierte innere Dichtung 110/116 eine Einlaßpassage 122 für Vollblut, die sich zuerst entlang der Rotationsachse erstreckt (d.h. zwischen den ersten Bereichen 112/118 der beiden Dichtungen 110/116). Die Einlaßpassage 122 für Vollblut WB biegt dann ab und öffnet sich in Richtung der beabsichtigten Umfangsströmung innerhalb der ersten Kammer 84 (d.h. zwischen den Hundebeinbereichen 114/120 der beiden Dichtungen 110/116).
Die Einlaßpassage 122 für Vollblut WB lenkt zuerst Vollblut WB in einer axialen Strömungsbahn von der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB weg. Sie lenkt das Vollblut WB dann in Umfangsrichtung direkt in die in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn hinein, wo die Trennung in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP beginnt.
Die dritte innere Dichtung 110 bildet ebenfalls einen Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP innerhalb der ersten Kammer 84 (d.h. zwischen der dritten Dichtung 110 und dem benachbarten oberen Bereich der ersten umfangsmäßigen Dichtung 88).
Zusammen bilden die vierte innere Dichtung 116, die zweite innere Dichtung 90 sowie die unteren Bereiche der ersten umfangsmäßigen Dichtung 88 eine Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC, die sich zuerst entlang der Rotationsachse erstreckt (d.h. zwischen der zweiten inneren Dichtung 90 und der vierten Dichtung 116). Die Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC biegt dann in eine in Umfangsrichtung verlaufende Bahn ab und öffnet sich in der Nähe des Endes der beabsichtigten umfangsmäßigen Strömungsbahn des Vollbluts WB (d.h. zwischen dem Hundebeinbereich 120 der vierten Dichtung 116 und dem unteren Bereich der umfangsmäßigen Dichtung 88).
Bei dem in den Fig. 18 und 19 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die erste Öffnung 92 die Sammelöffnung für rote Blutzellen RBC (mit dem Bezugszeichen 70 bezeichnet, wie in den Fig. 11 bis 13). Die zweite Öffnung 94 bildet die Sammelöffnung für blutplättchenreiches Plasma PRP (mit dem Bezugszeichen 72 bezeichnet, wie in den Fig. 11 bis 13). Die dritte Öffnung 96 bildet die Einlaßöffnung für Vollblut WB (mit dem Bezugszeichen 68 bezeichnet, wie in den Fig. 11 bis 13).
Wie in Fig. 18 gezeigt ist, befindet sich eine dritte innere Dichtung 110 zwischen der Sammelöffnung 72 für blutplätt chenreiches Plasma PRP und der Einlaßöffnung 68 für Vollblut. Die Dichtung 110 beinhaltet einen ersten Bereich 112, der allgemein parallel zu der zweiten inneren Dichtung 90 verläuft. Er biegt dann in einem Hundebeinbereich 114 von der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB in Richtung der Umfangsströmung des Vollbluts WB ab. Der Hundebeinbereich 114 endet unterhalb des Einlasses der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP.
Zusammen bilden die zweite und die dritte innere Dichtung 90 und 110 eine Einlaßpassage 122 für Vollblut, ebenso wie die Einlaßpassage 122 für Vollblut, die der in Fig. 16 gezeigten Kammer 84 zugeordnet ist, mit Ausnahme einer anderen Lage der Passage innerhalb der Kammer.
Wie in Fig. 18 gezeigt ist, befindet sich eine vierte innere Dichtung 116 zwischen der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP und der Sammelöffnung 74 für rote Blutzellen RBC. Die vierte Dichtung 116 beinhaltet einen ersten Bereich 118, der allgemein parallel zu der zweiten und dritten inneren Dichtung 90 und 110 ist und somit quer zu der in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsbahn verläuft. Die vierte innere Dichtung 116 biegt dann in einem Hundebeinbereich 120 von der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP in Richtung der Strömung des Vollbluts WB in Umfangsrichtung ab. Sie endet in der Nähe der in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante der ersten Kammer 84, die der durch die zweite innere Dichtung 90 gebildeten, in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante gegenüberliegt
Zusammen bilden die vierte innere Dichtung 116 und die oberen Bereiche der ersten Randdichtung 88 eine Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC, wie die in Fig. 16 gezeigte Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC, mit der Ausnahme, daß sie sich im oberen Bereich der Kammer 84 anstatt am Boden befindet.
Wie in Fig. 18 gezeigt ist, bilden die dritte und die vierte innere Dichtung 110 und 116 zusammen außerdem einen Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP innerhalb der ersten Kammer, entsprechend dem in Fig. 16 gezeigten Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP.
Die dynamischen Strömungsbedingungen innerhalb jeder alternativen Umfangsströmungs-Kammeranordnung 74 oder 76 sind dieselben. Diese Bedingungen lenken blutplättchenreiches Plasma PRP in Richtung auf den Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP zum Sammeln desselben durch den Einlaß der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP.
Wie in den Fig. 16 und 18 gezeigt ist, leitet die Einlaßpassage 122 für Vollblut WB das Vollblut WB unmittelbar neben dem Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP direkt in die in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn ein. Hier sind die radialen Strömungsraten des Plasmas am größten, um die Blutplättchen aus der Grenzfläche herauszuheben und in den Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP einzutragen.
Die Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC nimmt rote Blutzellen RBC von ihrem offenen Ende her auf und leitet die roten Blutzellen RBC von dort zu der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC. Wie in den Fig. 16 und 18 gezeigt ist, leitet die Einlaßöffnung 122 für Vollblut WB das Vollblut WB an dem einen Ende der ersten Kammer 84 direkt in den Strömungsweg ein, und die Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC kanalisiert die roten Blutzellen RBC an dem gegenüberliegenden Ende des Strömungsweges nach außen.
Bei jeder alternativen Umfangsströmungs-Kammeranordnung 74 und 76 ist (wie in den Fig. 17 bzw. 19 gezeigt) die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft der ersten Kammer 84 in Richtung auf die Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft in der Nähe des Sammelbereichs für rote Blutzellen RBC versetzt.
Bei den speziellen dargestellten Ausführungsbeispielen neigt sich die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft in Richtung der umfangsmäßigen Strömung des Vollbluts WB in die Kammer 84 hinein. Die Neigung erstreckt sich von der zweiten inneren Dichtung 90 zu dem gegenüberliegenden in Langsrichtung verlaufenden Ende der Kammer. Fig. 13 zeigt die Neigung der Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft aus einer anderen Perspektive.
Die schrägverlaufende Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft beinhaltet eine aufgestellte Barriere 128 oder Dammeinrichtung in dem Bereich, wo sich die Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC öffnet. Wie in den Fig. 16 und 18 für die jeweilige Kammeranordnung gezeigt ist, erstreckt sich die aufgestellte Barriere 128 von der Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft über die gesamte Kammer 84 hinweg.
Wie in Fig. 13 aus einer anderen Perspektive am besten gezeigt ist, erstreckt sich die aufgestellte Barriere 128 in die Masse der roten Blutzellen RBC hinein und erzeugt eine verengte Passage 129 zwischen sich und der gegenüberliegenden Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft. Die verengte Passage 129 ermöglicht den entlang der Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft vorhandenen roten Blutzellen RBC, sich über die Barriere 128 hinweg zu bewegen, um durch die Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC gesammelt zu werden. Gleichzeitig blockiert die aufgestellte Barriere 128 die Passage des blutplättchenreichen Plasmas PRP über die Barriere hinaus, wobei sie das blutplättchenreiche Plasma PRP innerhalb der dynamischen Strömungsbedingungen hält, die zu dem Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP führen.
Es können zwar verschiedene Konfigurationen verwendet werden, doch bei einer bevorzugten Anordnung verläuft die Kammer 64 mit niedriger Zentrifugalkraft ca. 2 mm schräg in die Kammer 84 hinein, wo sie sich an die Barriere 128 anschließt. Die Barriere 128 erstreckt sich von dort in einem Winkel von ca. 45 Grad in Richtung auf die Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft, so daß eine erhöhte planare Fläche gebildet wird. Die zwischen der planaren Fläche und der Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft gebildete Passage 129 besitzt eine radiale Tiefe von ca. 1 mm bis 2 mm und eine Länge in Umfangsrichtung von ca. 1 mm bis 2 mm.
Wie vorstehend beschrieben wurde (und in Fig. 13 gezeigt ist), erzeugt die Konfiguration der Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft eine rasche Gegenströmung des Plasmas von dem Sammelbereich für rote Blutzellen RBC in Richtung auf den Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRPs.
Die gewünschten Umrisse für die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft der alternativen Kammeranordnungen 74 und 76 können an der Außenfläche des Trommelelements 82 vorgeformt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche des Topfelements 82 in bezug auf die Rotationsachse isoradial ausgebildet.
Ferner ist bei beiden alternativen Ausführungsformen (wie in den Fig. 16 und 18 gezeigt) der Hundebeinbereich 120 der Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC in schrägverlaufender Weise ausgebildet. Aufgrund des schrägen Verlaufes besitzt die Passage 126 einen größeren Querschnitt dort, wo sie in die Kammer 84 einmündet, als dort, wo sie an den axialen ersten Bereich 118 der Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC angrenzt. Fig. 13 zeigt diesen schrägen Verlauf aus einer anderen Perspektive. Bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft der Hundebeinbereich 120 schräg von einer Breite von ca. 0,64 auf 0,32 cm (1/4 Inch bis 1/8 Inch).
Der schräge Verlauf des Hundebeinbereichs 120 ist vorzugsweise relativ zu der Abschrägung der Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft kalibriert, um die Querschnittsfläche der Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC im wesentlichen konstant zu halten. Dies hält den Fluidwiderstand innerhalb der Passage 126 relativ konstant, während die zur Verfügung stehenden Trenn- und Sammelbereiche außerhalb der Passage 126 maximiert sind. Die schräge Ausbildung des Hundebeinbereichs 120 erleichtert ferner das Entfernen von Luft aus der Passage 126 während des Anlaufvorgangs.
Wie in den Fig. 16 und 18 am besten gezeigt ist, erstreckt sich bei jeder alternativen Kammeranordnung 74 und 76 eine Rampe 130 von der Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft über den Sammelbereich 124. Wie in Fig. 24 aus einer anderen Perspektive gezeigt ist, bildet die Rampe 130 einen abgeschrägten Keil, der die Fluidströmung in Richtung auf die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP einschränkt. Wie in Fig. 25 gezeigt ist, bildet die Rampe 130 eine verengte Passage 131 entlang der Wand 64 mit geringer Zentrifugalkraft, entlang derer sich die Schicht aus blutplättchenreichem Plasma PRP erstreckt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 22) erstreckt sich eine angelenkte Klappe 132 von einem Bereich des Trommelelements 82 weg sowie über einen Bereich desselben. Die Klappe 132 ist derart vorgeformt, daß sie die gewünschte Kontur der Rampe 130 bildet.
Wenn sie nach unten geklappt ist (wie in Fig. 22 in durchgezogener Linie gezeigt ist), ist die Klappe 132 zwischen der gewählten Kammeranordnung 74/76 und dem umgebenden Topfelement 80 eingeklemmt. Die Klappe 132 drückt gegen die angrenzende flexible Wand der Kammeranordnung 74/76, die sich an deren Umriß anpaßt, so daß innerhalb der Kammer 84 die Rampe 130 gebildet ist.
Wie in den Fig. 25A bis 25C schematisch dargestellt ist, lenkt die Rampe 130 die Fluidströmung entlang der Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft um. Diese Strömungsumlenkung verändert die Ausrichtung der Grenzfläche 26 zwischen den roten Blutzellen RBC (in Fig. 25A/25B/25C schattiert dargestellt) und dem blutplättchenreichen Plasma PRP (in Fig. 25A/25B/25C hell dargestellt) innerhalb des Sammelbereichs 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP. Die Rampe 130 zeigt die Grenzfläche 26 an, und zwar zur Betrachtung derselben durch eine Seitenwand der Kammeranordnung 74/76 mittels einer zugeordneten Grenzflächensteuerung 134 (die in Fig. 30 und 31 gezeigt ist).
Wie später noch ausführlicher beschrieben wird, überwacht die Grenzflächensteuerung 134 die Lage der Grenzfläche 26 an der Rampe 130. Wie in den Fig. 25A/25B/25C gezeigt ist, läßt sich die Position der Grenzfläche 26 auf der Rampe 130 durch Steuern der relativen Strömungsraten des Vollbluts WB, der roten Blutzellen RBC und des blutplättchenreichen Plasmas PRP durch ihre jeweiligen Öffnungen 68/70/72 verändern. Die Steuerung 134 variiert die Rate, mit der blutplättchenreiches Plasma PRP aus der Kammer 84 abgezogen wird, um die Grenzfläche 26 in einer vorgeschriebenen Lage auf der Rampe 26 (die in Fig. 258 gezeigt ist) zu halten, und zwar weg von der verengten Passage 131, die zur der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP führt.
Die Rampe 130 und die zugehörige Grenzflächensteuerung 134 halten rote Blutzellen RBC, weiße Blutzellen sowie Lymphozyten, die in der Grenzfläche 26 vorhanden sind, davon ab, in die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP einzutreten. Das gesammelte blutplättchenreiche Plasma PRP ist somit im wesentlichen frei von den anderen zellförmigen Bestandteilen, die in der Grenzfläche 26 vorhanden sind.

B. Verarbeitungskammer der zweiten Stufe

Bei dem in den Fig. 16/17 gezeigten Ausführungsbeispiel der Kammeranordnung bildet die vierte Öffnung 98 eine Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP, und die fünfte Öffnung 100 bildet eine Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP. Bei dem in den Fig. 18/19 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Situation umgekehrt: Die vierte Öffnung 98 bildet die Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP, und die fünfte Öffnung 100 bildet die Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP.
Bei jeder Kammeranordnung 74/76 verbindet die Knotenpunkteinrichtung 102 die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP der ersten Kammer 84 mit der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP der zugehörigen zweiten Kammer 86. Die zweite Kammer 86 erhält somit blutplättchenreiches Plasma PRP von der ersten Kammer 84 zur weiteren Trennung desselben in blutplättchenarmes Plasma PPP und Blutplättchenkonzentrat PC. Die Knotenpunkteinrichtung 102 befördert abgetrenntes blutplättchenarmes Plasma PPP von der zweiten Kammer 86 durch die zugehörige Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP. In jeder Anordnung 74/76 bleibt Blutplättchenkonzentrat PC in der zweiten Kammer 86 für spätere Resuspensions- und Sammelzwecke zurück.
Bei den in den Fig. 16/17 und 18/19 gezeigten, alternativen Ausführungsbeispielen erstreckt sich eine fünfte innere Dichtung 140 zwischen der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP und der Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP. Die fünfte Dichtung 140 beinhaltet einen ersten Bereich 142, der allgemein parallel zu der zweiten Dichtung 90 ist und sich somit quer zu der in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsbahn erstreckt. Die fünfte innere Dichtung 140 biegt dann in einem Hundebeinbereich 144 von der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP in die Richtung der umfangsmäßigen Strömung des blutplättchenreichen Plasmas PRP innerhalb der zweiten Kammer 86 ab. Der Hundebeinbereich 144 endet in der Nähe der in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante der zweiten Kammer 86, die der durch die zweite innere Dichtung 90 gebildeten, in Längsrichtung verlaufenden Seitenkante gegenüberliegt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 16/17 bilden die fünfte innere Dichtung 140, die zweite innere Dichtung 90 sowie die unteren Bereiche der ersten Randdichtung 88 zusammen eine Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP, die sich zuerst entlang der Rotationsachse (d.h. zwischen der zweiten innere Dichtung 90 und der fünften inneren Dichtung 140) erstreckt und dann in eine in Umfangsrichtung verlaufende Bahn abbiegt, um sich in der Nähe des Endes der beabsichtigten, im Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsbahn des blutplättchenreichen Plasmas PRP (d.h. zwischen dem Hundebeinbereich 144 der fünften Dichtung 140 und dem unteren Bereich der Randdichtung 88) zu öffnen. Die Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP erhält an ihrem offenen Ende blutplättchenarmes Plasma PPP und lenkt dieses von dort zu der Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 18/19 ist eine ähnliche Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP zwischen der fünften inneren Dichtung 140 und dem oberen Bereich der Randdichtung 88 ausgebildet.
Bei jeder alternativen Umfangsströmungs-Kammeranordnung 74/76 wird über die Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP in die zweite Kammer 86 eintretendes blutplättchenreiches Plasma PRP dazu veranlaßt, zuerst in einer axialen Bahn von der axial ausgerichteten Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP entlang der axial verlaufenden fünften Dichtung 140 zu fließen. Die Flußrichtung des blutplättchenreichen Plasmas PRP verändert sich dann in eine in Umfangsrichtung verlaufende Bahn von der fünften Dichtung 140 weg in Richtung auf die gegenüberliegende in Längsrichtung verlaufende Seitenkante.
Die während der Rotation der Kammer erzeugten Zentrifugalkräfte trennen das blutplättchenreiche Plasma PRP in Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP.
Das dichtere Blutplättchenkonzentrat PC trennt sich in einer Schicht heraus, die sich entlang der Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft erstreckt. Das weniger dichte blutplättchenarme Plasma PPP wird in Richtung auf die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft verlagert, um durch die Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP gesammelt zu werden.
Der Erfinder hat festgestellt, daß die Einleitung von blutplättchenreichem Plasma PRP entlang einer axialen Strömungsbahn parallel zu der Rotationsachse und sodann in eine in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn um die Rotationsachse herum einen nicht-turbulenten Wirbelbereich 148, der als Taylor-Säule bezeichnet wird, am Auslaß der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP erzeugt, wie dies in Fig. 26 gezeigt ist.
Der Wirbelbereich 148 zirkuliert um eine Achse, die mit der Achse der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP ausgefluchtet ist. Der Wirbelbereich 148 erstreckt sich von dem Auslaß der Öffnung 138 in Längsrichtung über die in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn der Kammer 86. Wie in Fig. 26 gezeigt ist, verursacht der Wirbelbereich 148 eine Zirkulation des blutplättchenreichen Plasmas PRP um seine Achse und lenkt dieses in die gewünschte, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn innerhalb der Kammer 86.
Innerhalb des Wirbelbereichs 148 nimmt die axiale Strömungsgeschwindigkeit in einer im allgemeinen linearen Weise über die in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn der Kammer 86 ab. Dies geschieht, wenn die in die Kammer 86 eintretende axiale Fluidströmung gleichmäßig in eine in die Trennzone eintretende Strömung in Umfangsrichtung übergeht.
Ein ähnlicher Wirbelbereich 148 bildet sich an dem gegen überliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Ende der zweiten Kammer 86 an dem Eingang zu der Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP, wie das ebenfalls in Fig. 26 gezeigt ist.
Der an dem Auslaß der Einlaßöffnung 138 für blutplättchen reiches Plasma PRP gebildete Wirbelbereich 148 schafft eine gleichmäßige Dispersion des blutplättchenreichen Plasmas PRP in der gewünschten, in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsbahn in das Zentrifugalfeld hinein. Dadurch wird die Aussetzung des eintretenden blutplättchenreichen Plasmas PRP den Wirkungen des Zentrifugalfeldes über den wirksamen Oberflächenbereich der zweiten Kammer 86 maximiert. Es ergibt sich eine maximal mögliche Trennung von Blutplättchenkonzentrat PC von dem eintretenden blutplättchenreichen Plasmas PRP.
Es ist darauf hinzuweisen, daß ähnliche Strömungsbedingungen des Wirbelbereichs 148 auch in der ersten Kammer 84 gebildet werden, wo das Fluid über eine axiale Strömungsbahn entweder in die gebildete, in Umfangsrichtung verlaufende Strömungsbahn eintritt oder diese verläuft. Wie in Fig. 26 gezeigt ist, bildet sich dadurch die Bedingung eines Wirbelbereichs 148 an dem Eingang der Einlaßpassage 122 für Vollblut WB. Eine weitere Bedingung eines Wirbelbereichs 148 bildet sich an dem gegenüberliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Ende an dem Eingang der Sammelpassage 126 für rote Blutzellen RBC.
Bei beiden alternativen Kammeranordnungen 74/76 (wie sie in Fig. 17 und 19 gezeigt sind) verjüngt sich die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft vorzugsweise in Richtung der Umfangsströmung des blutplättchenreichen Plasmas PRP in die zweite Kammer 86 hinein. Die Abschrägung beginnt von der zweiten inneren Dichtung 90 und erstreckt sich bis zu dem gegenüberliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Ende der zweiten Kammer 86.
Ferner ist auch bei beiden alternativen Kammeranordnungen 74/76 (wie sie in Fig. 16 und 18 gezeigt sind) der in Umfangsrichtung verlaufende Schenkel der zugehörigen Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP schräg verlaufend ausgebildet. Aufgrund der Abschrägung besitzt der Schenkel einen größeren Querschnitt, wo er in die zweite Kammer einmündet, als dort, wo er an den axialen Bereich der Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP anschließt. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Schenkel von einer Breite von ca. 0,64 auf ca. 0,32 cm (1/4 Inch auf 1/8 Inch).
Wie bei der Abschrägung des Hundebeinbereichs 120 ist auch die Abschrägung des in Umfangsrichtung verlaufenden Schenkels der Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP vorzugsweise relativ zu der Abschrägung der Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft kalibriert, um die Querschnittsfläche der Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP im wesentlich konstant zu halten. Dies hält den Fluidwiderstand innerhalb der Passage 146 relativ konstant. Die Abschrägung des in Umfangsrichtung verlaufenden Schenkels der Sammelpassage 146 für blutplättchenarmes Plasma PPP erleichtert auch das Entfernen von Luft aus der Passage 146 während des Anlaufvorgangs.
Die Dimensionen der verschiedenen, in der Verarbeitungskammer erzeugten Bereiche können natürlich in Abhängigkeit von den Verarbeitungszielen variieren. Die Tabelle 2 zeigt die verschiedenen Dimensionen eines repräsentativen Ausführungsbeispiels einer Verarbeitungskammer des in Fig. 16/17 oder 18/19 gezeigten Typs. Die in Tabelle 2 genannten Abmessungen A bis F identifizieren die jeweiligen Kammeranordnungen in den Fig. 16 und 18. TABELLE 2

III. SYSTEME, DIE DIE MIT STRÖMUNG IN UMFANGSRICHTUNG ARBEITENDE KAMMER MIT GESTEIGERTER AUSBEUTE ZUM TRENNEN UND SAMMELN VON BLUTPLÄTTCHEN VERWENDEN

Die in den Fig. 16/17 oder den Fig. 18/19 gezeigten, zweistufigen Kammern mit Strömung in Umfangsrichtung können zur kontinuierlichen Sammlung von Blutplättchen verwendet werden. Die Kammern können entweder in Verbindung mit einem System 150 verwendet werden, das eine Phlebotomie-Nadel verwendet (wie in Fig. 27 gezeigt) oder sie können mit einem System 152 verwendet werden, das zwei Phlebotomie-Nadeln verwendet (wie dies in Fig. 28 gezeigt ist). Bei jedem System 150 und 152 schafft eine zugehörige Prozeßsteuerung 154 eine weitestgehende Automatisierung des Sammelvorgangs.

A. Einnadel-Blutplättchen-Sammelsystem mit gesteigerter Ausbeute

Das in Fig. 27 gezeigte Blutplättchen-Sammelsystem 150 verwendet eine Phlebotomie-Nadel 156 mit einem Lumen. Fig. 21 stellt dieses Einnadel-System 150 in allgemeiner Weise dar, wenn es zur Verwendung an der Zentrifuge 78 angebracht ist.
Die Prozeßsteuerung 154 betreibt das Einnadel-System 150 in einem Entnahmezyklus und einem Rückführzyklus.
Während des Entnahmezyklus führt die Steuerung 154 das Vollblut WB des Spenders durch die Nadel 156 hindurch zu einer ausgewählten der Verarbeitungskammeranordnungen 74/76. Dort wird das Vollblut WB zentrifugal in rote Blutzellen RBC, Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP getrennt.
Während des Rückführzyklus führt die Steuerung 154 rote Blutzellen RBC und blutplättchenarmes Plasma PPP durch die Nadel 156 zu dem Spender zurück, während die Trennung innerhalb der ausgewählten Verarbeitungskammeranordnung 74/76 ohne Unterbrechung fortgesetzt wird. Das geerntete Blutplättchenkonzentrat PC wird zur langfristigen Aufbewahrung festgehalten. Falls erwünscht, kann auch ein Teil oder das ganze blutplättchenarme Plasma PPP zur Aufbewahrung festgehalten werden.
Das System 150 beinhaltet ein Entnahme-Reservoir 158, in dem eine gewisse Menge des Vollbluts WB des Spenders während des Entnahmezyklus angesammelt wird. Das System 150 beinhaltet ferner ein Rückführ-Reservoir 160, in dem eine Menge der roten Blutzellen RBC für ein periodisches Rückführen an den Spender während des Rückführzyklus gesammelt wird.
Dem System 150 zugeordnete Verarbeitungsbehälter beinhalten einen Behälter 162, der ein Antikoagulans zur Verwendung während des Prozesses enthält, sowie einen Behälter 164, der Salzlösung zur Verwendung am Anlaufvorgang sowie zum Ausspülen von Luft aus dem System 150 vor dem Prozeß enthält. Ferner beinhaltet das System Sammelbehälter 166 zum Aufnehmen von Blutplättchenkonzentrat PC (und wahlweise blutplättchenarmem Plasma PPP) zur Aufbewahrung.
Wenn die Steuerung 154 das System 150 im Entnahmezyklus betreibt, leitet ein erster Zweig 168 Vollblut WB von der Nadel 156 zu dem Entnahme-Reservoir 158, und zwar in Verbindung mit der Entnahme-Pumpstation 170 und einer Klemme 172. Ein Hilfszweig 174 setzt dem Fluß des Vollbluts WB Antikoagulans in Verbindung mit einer Antikoagulans-Pumpstation 176 zu.
Ein zweiter Zweig 178 befördert das Vollblut WB von dem Entnahme-Reservoir 158 zu der Einlaßöffnung 168 für Vollblut WB der ausgewählten Verarbeitungskammeranordnung 74/76, und zwar in Verbindung mit der Einlaß-Pumpstation 180 für Vollblut WB. Die Entnahme-Pumpstation 170 arbeitet mit einer höheren Strömungsrate (mit z.B. 100 ml/min) als die Einlaß- Pumpstation 180 für Vollblut WB, die kontinuierlich arbeitet (z.B. mit 50 ml/min).
Die Prozeßsteuerung 154 beinhaltet eine erste Waage 182, die das Gewichtsvolumen des in dem Entnahme-Reservoir 158 gesammelten Vollbluts WB überwacht. Die erste Waage 182 betätigt die Entnahme-Pumpstation 170 in intermittierender Weise, um ein erwünschtes Gewichtsvolumen an Vollblut WB in dem Entnahme-Reservoir 158 aufrechtzuerhalten.
Sobald das gewünschte Volumen an Vollblut WB in dem Entnahme-Reservoir 158 vorhanden ist, tritt die Einlaß-Pumpstation 180 für Vollblut WB in Betrieb, um Vollblut WB in kontinuierlicher Weise in die gewählte Verarbeitungskammeranordnung 74/76 zu befördern.
Die Entnahme-Pumpstation 170 arbeitet während des Entnahmezyklus ansprechend auf die Waage 182 in periodischer Weise weiter, um das gewünschte Gewichtsvolumen an Vollblut WB in dem Entnahme-Reservoir 158 beizubehalten.
Das Vollblut WB tritt in die Kammer 84 der ersten Stufe ein, wo es in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP getrennt wird. Dieser Trennvorgang ist bereits beschrieben worden.
Ein dritter Zweig 184 zieht in Verbindung mit der Plasma- Pumpstation 186 das blutplättchenreiche Plasma PRP von der Sammelöffnung für blutplättchenreiches Plasma PRP der ersten Verarbeitungskammer 84 ab. Der dritte Zweig 184 befördert das blutplättchenreiche Plasma PRP zu der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP der zweiten Verarbeitungskammer 86. Dort wird das blutplättchenreiche Plasma PRP weiter in Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP getrennt. Dieser Trennvorgang ist bereits beschrieben worden.
Wie im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, überwacht die Prozeßsteuerung 154 die Lage der Grenzfläche an der Rampe 130 über die Grenzflächensteuerung 134. Die Steuerung 154 betreibt die Plasma-Pumpstation 186 derart, daß die maximale Rate der variablen Plasma-Pumpstation 186 (von beispielsweise 25 ml/min) niedriger gehalten wird als die der Einlaßpumpstation 180 für Vollblut WB.
Ein vierter Zweig 188 befördert die roten Blutzellen RBC von der Sammelöffnung 74 für rote Blutzellen RBC der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe weg. Der vierte Zweig 188 führt zu dem Rückführ-Reservoir 160.
Die Prozeßsteuerung 154 beinhaltet eine zweite Waage 190, die das Gewichtsvolumen der roten Blutzellen RBC in dem Rückführ-Reservoir 160 überwacht. Wenn ein zuvor gewähltes Gewichtsvolumen vorhanden ist, verschiebt die Steuerung 154 den Betrieb des Systems 150 von dessen Entnahmezyklus auf dessen Rückführzyklus.
Im Rückführzyklus stoppt die Steuerung 154 die Entnahme- Pumpstation 170 und startet eine Rückführ-Pumpstation 192. Ein der Rückführ-Pumpstation 192 zugeordneter fünfter Zweig 194 befördert rote Blutzellen RBC von den Rückführ-Reservoir 160 zu der Nadel 156.
Im Rückführzyklus hält die Steuerung 154 die Einlaß-Pumpstation 180 für Vollblut WB und die Plasma-Pumpstation 186 im Betrieb, um das in dem Entnahme-Reservoir 158 gesammelte Vollblut WB durch die erste Verarbeitungskammer 84 kontinuierlich zu verarbeiten.
Sowohl während des Entnahmezyklus als auch während des Rückführzyklus tritt blutplättchenreiches Plasma PRP in die Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP der Verarbeitungskammer 86 der zweiten Stufe ein. Das blutplättchenarme Plasma PPP tritt aus der Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP der Verarbeitungskammer der zweiten Stufe durch einen sechsten Zweig 196 aus und in das Rückführ-Reservoir 160 ein, wo es den dort gesammelten roten Blutzellen RBC zugegeben wird.
Alternativ hierzu kann durch Schließen der Klemme 198A und Öffnen der Klemme 198B das blutplättchenarme Plasma PPP durch einen siebten Zweig 200 zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 geleitet werden.
Nach einem Prozeß wird das in der zweiten Verarbeitungskammer 86 gesammelte Blutplättchenkonzentrat PC über den sieben Zweig 200 zur Aufbewahrung zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 befördert.

B. Blutplättchen-Sammelsystem mit zwei Nadeln

Das in Fig. 28 gezeigte Blutplättchen-Sammelsystem 152 verwendet zwei Phlebotomie-Nadeln 202A und 202B mit Einzellumen zur Erzielung im wesentlichen der gleichen Verarbeitungsresultate wie das in Fig. 27 gezeigte Einnadel-System 150. Beiden Systemen 150 und 152 gemeinsame Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die zugehörige Prozeßsteuerung 154 betreibt das System 152 in einem kontinuierlichen Zyklus, während dessen das Vollblut WB des Spenders durch die Nadel 202A hindurch kontinuierlich der ausgewählten Verarbeitungskammeranordung 74/76 zugeführt wird, um in rote Blutzellen RBC, Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenreiches Plasma PRP getrennt zu werden, während rote Blutzellen RBC und blutplättchenarmes Plasma PPP in kontinuierlicher Weise durch die Nadel 202B zu dem Spender zurückgeführt werden.
Wie bei dem Einnadel-System 150 wird das geerntete Blutplättchenkonzentrat PC zur langfristigen Aufbewahrung festgehalten. Falls erwünscht, kann ein Teil oder das gesamte blutplättchenarme Plasma PPP zur Aufbewahrung von dem Spender weg umgeleitet werden.
Wie bei dem Einnadel-System 150 beinhalten die dem Doppelnadel-System 152 zugeordneten Verarbeitungsbehälter einen Behälter 162, der Antikoagulans enthält, sowie einen Behälter 164, der Salzlösung zur Verwendung beim Anlaufvorgang sowie zum Ausspülen von Luft aus dem System 152 enthält.
Das System 152 beinhaltet ferner hnliche Sammelbehälter 166 zum Aufnehmen von Blutplättchenkonzentrat PC (und wahlweise von blutplättchenarmem Plasma PPP) zur Aufbewahrung.
Gesteuert durch die Steuerung 154 lenkt ein erster Zweig 204 Vollblut WB von der Nadel 202A zu der Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe, und zwar in Verbindung mit der Einlaß-Pumpstation 206 für Vollblut WB, die in kontinuierlicher Weise z.B. mit 50 ml/min arbeitet. Ein Hilfszweig 174 in Verbindung mit einer Antikoagulans-Pumpstation 176 setzt dem Vollblutstrom Antikoagulans zu.
Das Vollblut WB tritt in die erste Verarbeitungskammer 84 in der vorstehend beschriebenen Weise ein und füllt diese, wobei die während der Rotation der gewählten Kammeranordnung 74/76 erzeugten Zentrifugalkräfte das Vollblut WB in rote Blutzellen RBC und blutplättchenreiches Plasma PRP trennen.
Ein zweiter Zweig 208 zieht in Verbindung mit der Plasma- Pumpstation 210 die Schicht des blutplättchenreichen Plasmas PRP aus der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe ab, wobei das blutplättchenreiche Plasma PRP der Einlaßöffnung 138 für blutplättchenreiches Plasma PRP der Verarbeitungskammer 86 der zweiten Stufe zugeführt wird, wo es einer weiteren Trennung im Blutplättchenkonzentrat PC und blutplättchenarmes Plasma PPP unterzogen wird.
Die Prozeßsteuerung 154 überwacht die Lage der Grenzfläche an der Rampe 130 und variiert die Geschwindigkeit der Plasma-Pumpstation 210 (unter Verwendung der Grenzflächensteuerung 134, die später noch ausführlicher zu beschreiben ist), um die Grenzfläche 26 in einer vorgeschriebenen Lage auf der Rampe 130 zu halten. Wie vorstehend beschrieben wurde, hält die Steuerung 154 die maximale Rate der variablen Plasma- Pumpstation 210 (von beispielsweise 25 ml/min) niedriger als die der Einlaß-Pumpstation 206 für Vollblut WB.
Ein dritter Zweig 212 befördert die roten Blutzellen RBC von der Sammelöffnung 70 für rote Blutzellen RBC der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe weg. Der dritte Zweig 212 führt zu der Nadel 202B.
Das blutplättchenarme Plasma PPP verläßt die Sammelöffnung 136 für blutplättchenarmes Plasma PPP der Verarbeitungskammer 86 der zweiten Stufe durch einen vierten Zweig zu 114, der mit dem (rote Blutzellen RBC befördernden) dritten Zweig 212 verbunden ist, der zu der Nadel 202B führt. Alternativ hierzu kann durch Schließen der Klemme 216A und Öffnen der Klemme 216B das blutplättchenarme Plasma PPP durch einen fünften Zweig 218 zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 befördert werden.
Nach einer Prozedur wird das in der zweiten Verarbeitungskammer 86 gesammelte Blutplättchenkonzentrat PC über den fünften Zweig 218 zur Aufbewahrung einem oder mehreren Sammelbehältern 166 zugeführt.

C. Steigern der Blutplättchen-Trennung durch Plasma-Rezirkulation

Sowohl das Einnadel- als auch das Doppelnadel-System 150 und 152 (gezeigt in Fig. 27 bzw. 28) beinhalten einen Rezirkulationszweig 220 und eine zugeordnete Rezirkulations-Pumpstation 222. Die Prozeßsteuerung 154 weist ein Rezirkulations- Steuersystem 224 auf, das die Pumpstation zu 222 betreibt, um einen Teil des die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP des ersten Verarbeitungssegmentes 84 verlassenden blutplättchenreichen Plasmas PRP erneut mit dem Vollblut WB zu mischen, das in die Einlaßöffnung 68 für Vollblut WB des ersten Verarbeitungssegments 84 eintritt.
Das Steuersystem 224 kann die Rezirkulation des blutplättchenreichen Plasmas PRP in verschiedenartiger Weise steuern.
Wie in Fig. 29 gezeigt ist, beinhaltet das Rezirkulations- Steuersystem 224 einen Sensor 226, der die Strömungsrate erfaßt, mit der das blutplättchenreiche Plasma PRP das erste Verarbeitungssegment 84 unter der Steuerung der Pumpstation 186 (für das Einnadel-System 150) oder der Pumpstation 210 (für das Zweinadel-System 152) verläßt. Wie später noch ausführlicher beschrieben ist, wird diese Strömungsrate wiederum durch die Grenzflächensteuerung 134 gesteuert.
Das Rezirkulations-Steuersystem 224 verwendet einen Komparator 228 zum Vergleichen der erfaßten Strömungsrate des blutplättchenreichen Plasmas PRP mit einer etablierten, erwünschten Strömungsrate Wenn die erfaßte Rate geringer ist als die gewünschte Strömungsrate, gibt der Komparator 228 ein Signal zum Steigern der Rate ab, mit der die Rezirkulations-Pumpstation 222 arbeitet. Und wenn die erfaßte Rate höher ist als die gewünschte Strömungsrate, gibt der Komparator 228 ein Signal zum Reduzieren der Rate ab, mit der die Rezirkulations-Pumpstation 222 arbeitet. Auf diese Weise hält der Komparator 228 die Strömungsrate des blutplättchen reichen Plasmas PRP auf dem gewünschten Wert.
Die gewünschte Ausgangsrate des blutplättchenreichen Plasmas PRP ist derart vorgewählt, daß in dem ersten Segment 84 die Verarbeitungsbedingungen erzeugt werden, die die Konzentration an Blutplättchen in dem Strom des blutplättchenreichen Plasmas PRP maximieren.
Die gewünschte Rezirkulationsrate basiert auf der radialen Strlmungsrate des Plasmas, die in dem Bereich erwünscht ist, wo blutplättchenreiches Plasma PRP gesammelt wird.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird die Pumprate der Rezirkulationspumpe 22 als Prozentsatz (%RE) der Pumprate der Vollblut-Einlaßpumpe 180/206 aufrecht erhalten, wobei dies folgendermaßen ausgedrückt wird:
%RE = K * Hct - 100
wobei:
Hct = der Hämatokrit des Vollbluts WB des Spenders, gemessen vor dem Spenden und
K = ein Verdünnungsfaktor, der das Volumen des Antikoagulans sowie anderer Verdünnungsfluide (wie Salzlösung) berücksichtigt, die dem Vollblut WB des Spenders vor dem Trennvorgang zugesetzt werden.
Gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung wird die Pumprate der Rezirkulationspumpe 222 auf dem vorbestimmten Prozentsatz (%RE) der Puinprate der Vollblut-Einlaßpumpe 180/206 gehalten, um dadurch einen Oberflächen-Hämatokrit von ca. 30 % bis 35 % in dem Eintrittsbereich Re aufrechtzuerhalten. Man ist der Ansicht, daß der bevorzugte Oberflächen-Hämatokrit im Eintrittsbereich Re ca. 32 % beträgt.
Durch Halten des Oberflächen-Hämatokrits im Eintrittsbereich Re in dem gewünschten Bereich wird eine optimale Trennung roter Blutzellen RBC von dem blutplättchenreichen Plasma PRP geschaffen, so daß der radiale Plasmafluß in diesem Bereich optimiert wird. Wenn der Oberflächen-Hämatokrit den vorbestimmten Bereich überschreitet, nimmt der radiale Plasmafluß in dem Eintrittsbereich Re ab. Wenn der Oberflächen-Hämatokrit unter den vorbestimmten Bereich absinkt, steigt der radiale Fluß des blutplättchenreichen Plasmas PRP ausreichend an, um kleine rote Blutzellen und weiße Blutzellen in das blutplättchenreiche Plasma PRP zu spülen.
Der Wert des Verdünnungsfaktors K kann nach den Betriebsbedingungen variieren. Der Erfinder hat festgestellt, daß K = 2,8, wenn ACD-Antikoagulans derart zugesetzt wird, daß es ca. 9 % des eintretenden Vollblutvolumens bildet, und ein Salzlösungs-Verdünnungsfluid in einer Menge zugeführt wird, die ca. 4 % des Körpervolumens des Spenders darstellt (d.h. 200 ml Salzlösung für 5000 ml an Körpervolumen).
Bei einer alternativen Anordnung (in Fig. 29 in unterbrochenen Linien dargestellt) führt das Rezirkulations-Steuersystem 224 eine Rezirkulation an von blutplättchenarmem Plasma PPP anstatt blutplättchenreichem Plasma PRP auf der Basis von %RE durch, wie dies vorstehend ermittelt wurde.
Bei dieser Anordnung verwendet das System 224 einen Rezirkulationszweig 230 und eine zugeordnete Pumpstation 232, die dem zweiten Verarbeitungssegment 86 nachgeordnet ist. Der Komparator steuert die Pumpstation 232 in einer der Weisen, wie sie soeben beschrieben wurden, um das zweite Segment 86 verlassendes blutplättchenarmes Plasma PPP mit dem ankommenden Vollblut WB zu mischen, das in das erste Segment 84 eintritt.
Durch Mischen von blutplättchenreichem Plasma PRP (oder blutplättchenarmem Plasma PPP) mit dem das erste Verarbeitungssegment 84 eintretenden Vollblut WB zum Steuern des Oberflächen-Hämatokrit in dem Eintrittsbereich Re steigt die Geschwindigkeit an, mit der sich rote Blutzellen RBC ansprechend auf die Zentrifugalkraft in Richtung auf die Wand 66 mit hoher Zentrifugalkraft absetzen. Dies wiederum steigert die radiale Geschwindigkeit, mit der Plasma durch die Grenzfläche 26 hindurch in Richtung auf die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft verlagert wird. Die gesteigerten Plasmageschwindigkeiten durch die Grenzfläche 26 waschen Blutplättchen aus der Grenzfläche 26 aus. Aus dem Ergebnis hiervon setzen sich weniger Blutplättchen auf der Grenzfläche 26 ab.

Beispiel 2

In einer Studie wurde eine zweistufige Trennkammer 74, wie die in Fig. 16 gezeigte, bei einem Blutplättchen-Sammelvorgang an einem gesunden menschlichen Spender ausgewertet. Die Kammer 74 war Teil eines Doppelnadel-Systems 152, wie dem in Fig. 28 gezeigten. Das System 152 führte eine Rezirkulation von blutplättchenreichem Plasma RPR in der in Fig. 28 gezeigten Weise durch, um einen Hämatokrit von 32,1 % in dem Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP der Kammer 74 zu erhalten.
In dieser Studie war die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft der Kammer 84 der ersten Stufe nicht in der Richtung der Umfangsströmung von dem Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP abgeschrägt ausgebildet. Die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft war entlang des in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsweges in der Kammer 84 der ersten Stufe isoradial ausgebildet, mit der Ausnahme des Vorhandenseins einer Barriere 128 für rote Blutzellen RBC, die über die Sammelpassage für rote Blutzellen RBC in die Kammer hineinragte, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft war entlang des gesamten in Umfangsrichtung verlaufenden Strömungsweges der zweiten Kammer 86 isoradial.
Fig. 35A zeigt den Blutplättchen-Zählstand, der in dem blutplättchenreichen Plasma PRP (in 1000 Blutplättchen pro µl) während des 45 Minuten andauernden Prozesses angesammelt wurde. Wie dort gezeigt ist, betrug nach einer Laufzeit von sechs Minuten der Blutplättchen-Zählstand 173; nach 10 Minuten betrug er 304; und nach 20 Minuten hat sich der Blutplättchen-Zählstand bei 363 stabilisiert.
Fig. 35B zeigt die körperliche Größe der in dem blutplättchenreichen Plasma PRP gesammelten Blutplättchen im Hinblick auf das mittlere Blutplättchenvolumen (in Femtoliter), das während des Vorganges gesammelt wurde. Wie dort gezeigt ist, war nach einer Laufzeit von 6 Minuten die mittlere Blutplättchengröße 6,6; nach 20 Minuten stieg die mittlere Blutplättchengröße auf 7,5 und am Ende des Vorgangs war die mittlere Blutplättchengröße 8,2. Eine Studie der Größenverteilung des gesammelten Blutplättchenkonzentrats PC zeigte, daß ca. 3 % der gesammelten Blutplättchen größer waren als 30 Femtoliter (d.h. sehr große Blutplättchen waren).
Die Blutplättchen-Übertragungseffizienz in der Kammer 84 der ersten Stufe (d.h. der Prozentsatz, der in die Kammer 84 der ersten Stufe eintretenden, vorhandenen Blutplättchen, die letztendlich in dem blutplättchenreichen Plasma PRP gesammelt wurden) betrug 93,8 %. Mit anderen Worten hat die Stufe 84 der ersten Kammer lediglich 6,2 % der vorhandenen Blutplättchen in der Kammer 84 der ersten Stufe nicht gesammelt.
Der Blutplättchen-Übertragungswirkungsgrad in der Kammer 86 der zweiten Stufe (d.h. der Prozentsatz der in die Kammer 86 der zweiten Stufe eintretenden, vorhandenen Blutplättchen in dem blutplättchenreichen Plasma PRP, der letztendlich als Blutplättchenkonzentrat PC gesammelt wurde) betrug 99 %. Mit anderen Worten, es konnte die Kammer 86 der zweiten Stufe lediglich 1 % der in dem blutplättchenreichen Plasma PRP vorhandenen Blutplättchen in der Kammer 86 der zweiten Stufe nicht sammeln.
Der gesamte Blutplättchen-Sammelwirkungsgrad der Kammer betrug ca. 81 %, was bedeutet, daß ca. 81 % der Blutplättchen in dem verarbeiteten Vollblut WB letztendlich gesammelt wurden. Dies ist eine beträchtlich höhere Menge als sie mit herkömmlicher Verarbeitung möglich ist. Im Vergleich seierwähnt, daß der vergleichbare gesamte Blutplättchen-Sammelwirkungsgrad für eine zweistufige CS-3000 -Zentrifugenkammer ca. 50 % beträgt.
Diese Studie zeigt die gesteigerte Trennungseffizienz, die sich aus Kammern und Systemen ergibt, die Merkmale der Erfindung verkörpern.

Beispiel 3

In einer weiteren Studie wurde eine zweistufige Trennkammer, wie die in Beispiel 2, in einem Blutplättchen-Sammelvorgang an einem gesunden menschlichen Spender ausgewertet. Wie in Beispiel 2 wurde ein Doppelnadel-System verwendet. Das system führte eine Rezirkulation von blutplättchenreichem Plasma PRP aus, um einen Eingangs-Hämatokrit von 34,3 % zu erhalten.
In dieser Studie war die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft der Kammer 84 der ersten Stufe in Richtung der Umfangsströmung von dem Sammelbereich 124 für blutplättchenreiches Plasma PRP abgeschrägt, wie es in Fig. 17 gezeigt ist. Die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft beinhaltete ebenfalls eine Barriere 128 für rote Blutzellen RBC, wie sie in Fig. 17 gezeigt ist. Die Wand 64 mit niedriger Zentrifugalkraft war auch entlang des gesamten Umfangsströmungsweges der zweiten Kammer 86 abgeschrägt ausgebildet.
Fig. 36A zeigt den Blutplättchen-Zählstand, der in dem blutplättchenreichen Plasma PRP (in 1000 Blutplättchen pro µl) im Verlauf der Zeit des 45 Minuten dauernden Vorgangs gesammelt wurde. Wie dort gezeigt ist, wurde ein Blutplättchen- Zählstand von 300 in den ersten 5 Minuten des Vorgangs erreicht. Der Blutplättchen-Zählstand erreichte seinen Spitzenwert bei 331 nach 21 Minuten. Am Ende des Vorgangs betrug der Blutplättchen-Zählstand 302.
Fig. 36B zeigt die körperliche Größe der in dem blutplättchenreichen Plasma PRP gesammelten Blutplättchen im Hinblick auf das mittlere Blutplättchenvolumen (in Femtoliter), das während des Vorgangs gesammelt wurde. Wie dort gezeigt ist, war nach einer Laufzeit von nur 5 Minuten die mittlere Blutplättchengröße 8,6, wobei die Größe praktisch während des gesamten übrigen Vorgangs auf diesem Wert blieb. Eine Studie über die Größenverteilung des gesammelten Blutplättchenkonzentrats PC zeigte, das ca. 8,5 % der gesammelten Blutplättchen größer waren als 30 Ferntoliter.
Die zweite Studie ergab auch eine höhere Sammeleffizienz.
Der Blutplättchen-Übertragungswirkungsgrad in der Kammer 84 der ersten Stufe (d.h. der Prozentsatz der vorhandenen Blutplättchen, die letztendlich in dem blutplättchenreichen Plasma PRP gesammelt wurde) betrug 99,2 %. Mit anderen Worten, es hat die Kammer 84 der ersten Stufe weniger als 1 % der vorhandenen Blutplättchen nicht gesammelt.
Der Blutplättchen-Übertragungswirkungsgrad in der Kammer 86 der zweiten Stufe (d.h. der Prozentsatz der vorhandenen Blutplättchen in dem blutplättchenreichen Plasma PRP, der letztendlich als Blutplättchenkonzentrat PC gesammelt wurde) war 99,7 %. Mit anderen Worten, es hat die Kammer 86 der zweiten Stufe nahezu alle der in dem blutplättchenreichen Plasma PRP vorhandenen Blutplättchen gesammelt.
Der Blutplättchensammel-Gesamtwirkungsgrad der Kammer betrug 85,3 %.
Diese Studie zeigt ferner die gesteigerten Trennungseffizienzen, die mit der Erfindung erzielbar sind.
Diese Studie zeigt außerdem die Wirkung, die die schrägverlaufende Wand mit niedriger Zentrifugalkraft beim Freisetzen einer größeren Anzahl von Blutplättchen in den Strom des blutplättchenreichen Plasmas PRP hat. Die Wirkung tritt praktisch unmittelbar auf. Nach nur 5 Minuten in der zweiten Studie war der Bluttplättchen-Zählstand vergleichbar mit dem, der in der ersten Studie nach 10 Minuten vorlag.
Die Studie zeigt außerdem den Effekt, den die abgeschrägte Wand mit niedriger Zentrifugalkraft beim Freisetzen größerer Blutplättchen in den Strom des blutplättchenreichen Plasmas PRP hat. Der Effekt ist wiederum praktisch unmittelbar. Nach den ersten fünf Minuten des Vorgangs war die mittlere Blutplättchengröße vergleichbar mit der, die bei der zweiten Studie nach 30 Minuten vorlag, was bedeutet, daß die größe ren Blutplättchen bereits gesammelt wurden. Es wurden nahezu dreimal mehr Blutplättchen mit sehr großer körperlicher Größe (d.h. über 30 Femtoliter) in der zweiten Studie gesammelt als in der ersten Studie.

IV. GRENZFLÄCHENSTEUERSYSTEME FÜR DIE MIT STRÖMUNG IN UMFANGSRICHTUNG ARBEITENDEN KAMMERN MIT GESTEIGERTER AUSBEUTE

Die Fig. 30 bis 34 zeigen die Details einer alternativen Grenzflächensteuersystems 234, das in Verbindung entweder mit dem Einnadel- oder dein Doppelnadel-System 150 oder 152 verwendbar ist, die vorstehend beschrieben wurden.
Das Grenzflächensteuersystem 234 sieht eine Anbringung des Elements, welches die Grenzfläche tatsächlich sieht, an einem rotierenden Element der Zentrifuge vor. Das System 234 bedient sich eines Zeitimpulssignals zum Bestimmen der Lage der Grenzfläche.
Wie in den Fig. 30 und 31A/31B gezeigt ist, beinhaltet das Grenzflächensteuersystem 234 eine Lichtquelle 236, die an dem Joch 85 der Zentrifuge 78 angebracht ist. Die Lichtquelle 236 emittiert Licht, das von roten Blutzellen RBC absorbiert wird. Das Steuersystem 234 beinhaltet ferner einen Lichtdetektor 244, der unmittelbar neben der Lichtquelle 236 an dem Joch 85 angebracht ist.
Wie in Fig. 30 gezeigt ist, trägt ein Sichtkopf 238 sowohl die Lichtquelle 236 als auch den Lichtdetektor 244 zur Ausführung einer Rotation an dem Joch 85. Wie vorstehend beschrieben wurde, dreht sich das Joch 85 mit einer Drehzahl von einem Omega, wobei es den Sichtkopf 238 mit sich trägt. Gleichzeitig drehen sich die von dem Joch 85 getragenen Trommel- und Topfanordnungen 80 und 82 mit einer Drehzahl von zwei Omega.
Bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel dient der Sichtkopf 238 auch als Gegengewicht für den Knotenpunkthalter 106, den das Joch 85 ebenfalls trägt (siehe auch Fig. 20 und 21).
Bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Lichtquelle 236 eine lichtemittierende Diode, die rotes Licht emittiert. Selbstverständlich könnten auch andere Farben, wie z.B. Grün verwendet werden. Bei dieser Anordnung weist der Lichtdetektor 244 einen PIN-Diodendetektor auf.
Eine optische Wegeinrichtung 240 lenkt Licht von der Lichtquellediode 32 nach außen auf die rotierende Topfanordnung 80 (siehe Fig. 31B). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Topfanordnung 80 nur in demjenigen Bereich, wo die Topfanordnung 80 die Grenzflächenrampe 130 überlappt, transparent für das von der Lichtquellendiode 236 emittierte Licht.
Der Rest der Topfanordnung 80, der in der Bahn des Sichtkopfes 238 liegt, trägt ein lichtreflektierendes Material 243. Dieses differenziert die Reflektionseigenschaften des Grenzflächenbereichs der Topfanordnung 80 von denen des Rests der Topfanordnung 80. Das Material 243 könnte auch lichtabsorbierend sein und demselben Zweck dienen.
Alternativ hierzu könnte die Lichtquellendiode 236 auch mit der Ankunft und dem Durchlaufen des Grenzflächenbereichs der Topfanordnung 80 relativ zu ihrer Sichtlinie ein- und ausgesteuert werden.
Die von der Trommelanordnung 82 getragene Grenzflächenrampe 130 ist aus einem lichtübertragenden Material hergestellt. Das Licht von der Lichtquellendiode 236 durchläuft somit den transparenten Bereich der Topfanordnung 80 und der Rampe 130 jedesmal, wenn die rotierende Topfanordnung 80 der Sichtkopf 238 miteinander in Ausrichtung gelangen.
Die Trommelanordnung 82 trägt ebenfalls ein lichtreflektierendes Material 242 auf ihrer Außenfläche hinter der Grenzflächenrampe 130 (siehe Fig. 36). Das Material 242 reflektiert von der Lichtquellendiode 236 empfangenes, ankommendes Licht durch den transparenten Bereich der Topfanordnung 80 hindurch nach außen. Die Intensität des reflektierten Lichts stellt die Lichtmenge von der Lichtquellendiode 236 dar, die nicht von dem Teil der roten Blutzellen RBC des Grenzflächenbereichs absorbiert wird.
Der in dem Sichtkopf 238 getragene Lichtdetektor 244 empfängt das reflektierte Licht durch eine optische Wegeinrichtung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 31B) beinhaltet die optische Wegeinrichtung eine Linse 246, ein Pentaprisma 248 sowie eine Öffnung 250.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Linse 246 einen Durchmesser von ca. 9 mm, wobei die Brennlänge ca. 9 mm beträgt. Bei dieser Anordnung bildet die Linse 246 ein reelles Bild mit einer Vergrößerung von ca. drei. Alternativ hierzu könnte das reelle Bild auch kleiner gemacht werden, um eine bessere Schärfentiefe zu schaffen.
Die Öffnung 250 ist vorzugsweise klein (mit einem Durchmesser von ca. 0,75 mm), so daß nur ein kleiner Teil des reellen Bilds den Detektor 244 erreichen kann. Das bevorzugte Sichtfeld des Detektors 244 ist somit klein, d.h. vorzugsweise in der Größenordnung von 0,25 mm im Durchmesser.
Das System 234 beinhaltet ferner eine Datenverbindung 278 zum Übertragen von Lichtintensitätssignalen von dem rotierenden Sichtkopf 268 zu einer Grenzflächensteuerschaltung 270 an dem stationären Rahmen der Zentrifuge. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Datenverbindung optischer Natur. Alternativ hierzu könnten Kontaktringe zum Übertragen der Lichtintensitätssignale als Spannungs- oder Stromsignale verwendet werden.
Die optische Datenverbindung 178 beinhaltet eine zweite Lichtquelle 254. Die zweite Lichtquelle 254 ist innerhalb der Umgrenzung einer hohlen Lichtleitpassage 256 im Inneren der sich mit einem Omega drehenden Antriebswelle 257 getragen.
Die optische Datenverbindung 278 beinhaltet ferner einen zweiten Lichtdetektor 268. Der zweite Detektor 268 ist an der nicht-rotierenden (d.h. Null Omega) Basis der Zentrifuge unter der hohlen, sich mit einem Omega drehenden Antriebswelle 257 angebracht. Licht von der zweiten Lichtquelle 254 durchläuft die Passage 256 und eine Kollimationshülse 259, so daß es auf den zweiten Detektor 268 auftrifft. Wie der erste Detektor 244 kann auch der zweite Detektor 268 ein PIN-Diodendetektor sein.
Die zweite Lichtquelle 254 weist wenigstens eine rote lichtemittierende Diode auf, die im Inneren der Passage 256 der mit einem Omega umlaufenden Welle 257 getragen ist. Selbstverständlich können auch andere Farben, wie Grün, verwendet werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 30) beinhaltet die zweite Lichtquelle 254 drei lichtemittierende Dioden 258A/25B/25C, die in umfangsmäßig beabstandeten Intervallen von 120 Grad im Inneren der Passage 256 angeordnet sind. Diese Anordnung minimiert Störungen aufgrund einer Fehlausrichtung zwischen der zweiten Lichtquelle 254 und dem zweiten Detektor 268. Bei einer alternativen Anordnung kann das Lichtintensitätssignal von dem zweiten Detektor 268 elektronisch gefiltert werden, um durch Fehlausrichtung verursachte Störsignale zu eliminieren.
Die optische Datenverbindung 278 beinhaltet außerdem eine Intensitäts-Steuerschaltung 252, die an dem Sichtkopf 238 angebracht ist. Die Intensitäts-Steuerschaltung 252 stellt den Eingang an die Lichtquellendiode 236 derart ein, daß die auf den Detektor 244 auftreffende Lichtintensität konstant bleibt.
Die Intensitäts-Steuerschaltung 252 schaltet ferner die zweite Lichtquelle 254 in Reihe mit der zuerst genannten Lichtquelle 236. Während die Intensitäts-Steuerschaltung 252 den Eingang zu der Lichtquelle 236 einstellt, stellt sie somit auch unmittelbar den Eingang an die zweite Lichtquelle 254 ein. Die Intensität des von der Lichtquelle 254 emittierten Lichts ist somit proportional zu der Intensität des von der Lichtquelle 236 emittierten Lichts.
Wie in Fig. 30 gezeigt ist, führt das System 234 seinen rotierenden Komponenten elektrische Energie über Drähte 251 zu. Dieselben Drähte 251 liefern Energie an den Elektromotor 253, der die Trommel- und Topfanordnungen 80 und 82 rotationsmäßig bewegt.
Fig. 32 zeigt ein repräsentatives Ausführungsbeispiel für die Intensitäts-Steuerschaltung 252. Wie gezeigt ist, beinhaltet die Steuerschaltung 252 einen Transistor 260, der den Stromfluß zu der ersten und zweiten Lichtquelle 236 und 254 steuert, die miteiander in Reihe geschaltet sind.
Der Emitter des Transistors 260 ist mit einem Verstärker 262 gekoppelt. Ein Verstärkereingang ist mit dem Lichtdetektor 244 gekoppelt, der in dem Joch-Sichtkopf 238 angeordnet ist. Ein weiterer Verstärkereingang ist mit einer Bezugsdiode 264 gekoppelt. Die Schaltung 252 beinhaltet ferner herkömmliche Strombegrenzungswiderstände 266 zum Schützen der lichtemittierenden Dioden der Lichtquellen 236 und 254.
Wenn die Intensität des auf den Detektor 244 auftreffenden Lichts abnimmt, nimmt die Ausgangsleistung des Verstärkers 262 zu. Der Transistor 260 leitet mehr Strom. Die Intensitäten der ersten und der zweiten Lichtquelle 236 steigen sofort um gleiche oder sonst proportionale Beträge an.
Wenn die Intensität des auf den Detektor 244 auftreffenden Lichts ansteigt, nimmt in entsprechender Weise die Ausgangsleistung des Verstärkers 262 ab. Der Transistor 260 leitet weniger Strom. Die Intensitäten der ersten und der zweiten Lichtquelle 236 werden sofort um gleiche oder proportionale Beträge geringer.
Wie in Fig. 33A gezeigt ist, wandelt die Grenzflächensteuerschaltung 270 den erfaßten Lichtintensitäts-Ausgang des zweiten Detektors 268 in verstärkte Spannungssignale um. Eine herkömmliche Wellenformgebungsgestaltung wandelt die verstärkten Spannungssignale in Rechteckwellen-Zeitimpulse um.
Von den Zeitimpulsen leitet die Grenzflächensteuerschaltung 278 die körperliche Abmessung der Grenzfläche ab (gemessen in Inch). Die Grenzflächensteuerschaltung 270 erzeugt dann ein Pumpensteuersignal auf der Basis jeglicher Differenzen zwischen der abgeleiteten Grenzflächenabmessung und einer gewünschten Grenzflächenabmessung.
Wie Fig. 33A zeigt, ist der erste Detektor 244 vollständig reflektiertem Licht frei von einer Verminderung bei einer feststehenden Intensität I&sub1; während der Zeitdauer ausgesetzt, in der sich das reflektierende Topfmaterial 243 und der Sichtkopf 238 in Ausrichtung befinden. Der zweite Detektor 268 ist während dieser Periode ebenfalls Licht mit einer feststehenden Intensität I&sub2; ausgesetzt, das von der zweiten Lichtquelle 254 erzeugt wird.
Wenn der transparente Grenzflächenbereich der Topfanordnung 80 mit dem Sichtkopf 238 in Ausrichtung gelangt, treten an der Grenzflächenrampe 130 angezeigte roten Blutzellen in die optische Wegeinrichtung des Sichtkopfes 238 ein.
Die roten Blutzellen absorbieren das Licht von der ersten Lichtquelle 236. Diese Absorption reduziert die zuvor zu sehende Intensität des reflektierten Lichts. Wenn eine abnehmende Lichtintensität erfaßt wird, steigert die Steuerschaltung 252 sofort den Eingang sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Lichtquelle 136 und 254, um eine konstante Lichtintensität an dein ersten Detektor 244 aufrechtzuerhalten.
Unter der Steuerung der Schaltung 252 werden beide Lichtquellen 236 und 254 heller, so daß sie ein neues Intensitätsniveau annehmen, während das rote Blutzellenband der Grenzfläche an dem Sichtkopf 238 vorbeiläuft
Wie in Fig. 33B gezeigt ist, erfaßt der erste Detektor 244 diesen relativen Anstieg in der Intensität über die Zeit hinweg nicht, da die Steuerschaltung 252 sofort die von dem ersten Detektor 244 empfangene Intensität I&sub1; konstant hält. Der zweite Detektor 268 erfaßt jedoch diesen mit der Zeit erfolgenden, relativen Anstieg in der Intensität 12.
Wie in Fig. 33B gezeigt ist, erzeugt der zweite Detektor 268 ein die steigende Intensität wiedergebendes Ausgangssignal 12. Die Grenzflächensteuerschaltung 270 wandelt das steigende Intensitätssignal in die Anstiegsflanke 274 des Rechteckimpluses 272 um, der in Fig. 38B gezeigt ist. Dieses Ereignis markiert den zeitlichen Beginn (T&sub1;) des Impulses 272.
Schließlich stabilisiert sich das Intensitätssignal, wenn der dichteste Bereich des roten Blutzellenbands der Grenzfläche in die optische Wegeinrichtung des Sichtkopfes 238 eintritt. Die Grenzflächensteuerschaltung 270 wandelt das stabilisierte Intensitätssignal in das Plateau 275 des in Fig. 33B gezeigten Rechteckimpulses 272 um.
Wenn das rote Zellenband der Grenzfläche die optische Wegeinrichtung des Sichtkopfes 238 verläßt, wird der erste Detektor 244 wieder dem vollständig reflektierten Licht von dem reflektierenden Topfmaterial zu 143 ausgesetzt. Bei Erfassung einer steigenden Lichtintensität senkt die Steuerschaltung 252 sofort den Eingang sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten Lichtquelle 236 und 254 ab, um an dem ersten Detektor 244 eine konstante Lichtintensität aufrechtzuerhalten.
Der erste Detektor 244 erfaßt wiederum diese über die Zeit erfolgende, relative Verminderung in der Intensität nicht, da die Steuerschaltung 252 sofort die von dem ersten Detektor 244 erfaßte Intensität I&sub1; konstanthält. Der zweite Detektor 268 erfaßt jedoch diese über die Zeit erfolgende, relative Verminderung in der Intensität. Der zweite Detektor 268 erzeugt ein die sinkende Intensität wiedergebendes Ausgangssignal I&sub2;. Die Grenzflächensteuerschaltung 270 wandelt dieses Signal in die Abfallsflanke 276 des in Fig. 38B gezeigten Rechteckimpulses 272 um. Dieses Ereignis markiert das zeitliche Ende (T&sub2;) des Pulses 272.
Wie in den Fig. 33A und 33B gezeigt ist, mißt die Grenzflächensteuerschaltung 270 für jeden sukzessiven Impuls 272A und 272B die zeitliche Periode zwischen der Anstiegsflanke 274 des Impulses (T&sub1; in Fig. 33) und der Abfallsflanke 276 des Impulses (T&sub2; in Fig. 33). Diese Messung (T&sub2; minus T&sub1;) bildet die Länge des Impulses (in Sekunden).
Die Grenzflächensteuerschaltung 270 mißt auch vorzugsweise die zeitliche Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen (in Fig. 33C bei 272A und 272B dargestellt). Diese Zeitdauer wird zwischen der Anstiegsflanke 274 des ersten Impulses 272A (T&sub1; in Fig. 33C) und der Anstiegsflanke 274 des nächstfolgenden Impulses 272B (T&sub3; in Fig. 33C) gemessen. Diese Messung gibt die Zeitdauer zwischen benachbarten Impulsen (in Sekunden) wieder.
Nach Durchführung dieser Messung stellt die Grenzflächensteuerschaltung 270 dann T3 auf T&sub1; für den nächsten Impulsmeßzyklus (siehe Fig. 34A) zurück.
Wie in Fig. 34B gezeigt ist, leitet die Grenzflächensteuerschaltung 270 die körperlichen Abmessungen des roten Zellenbands der Grenzfläche von diesen Impulsmessungen ab, und zwar auf der Grundlage der folgenden Beziehung:
PL/PP = DI/DB
wobei:
PL = gemessene Länge des Impulses (T&sub2; minus T&sub1;) (in Sekunden);
PP = gemessene Dauer des Impulses (T&sub3; minus T&sub1;) (ebenfalls in Sekunden);
DI = abzuleitende Länge des roten Zellenbands der Grenzfläche (in Inch);
DB = Umfang der Topfanordnung 80 (in Inch).
Wenn die Rotationsrate der Topfanordnung 80 während der Zeitdauer der Impulsmessungen konstantbleibt, kann PP durch den Umkehrwert der Rotationsfrequenz in Sekunden (1/Frot) in Hz) ersetzt werden.
Auf der Basis der vorstehend genannten Beziehung läßt sich D1 wie folgt ableiten:
DI = PL x DB/PP
Wie in Fig. 348 gezeigt ist, vergleicht die Grenzflächensteuerschaltung 270 die abgeleitete körperliche Messung der Grenzfläche DI mit einem Steuerwert (DC) zum Erzeugen eines Fehlersignals (E).
Der Grenzflächensteuerwert Dc kann durch einen vorgewählten, feststehenden absoluten Wert (in Inch) gebildet sein, den der Benutzer eingibt. Alternativ hierzu läßt sich der Grenzflächensteuerwert DC als Prozentsatz auf der Basis der Länge der Grenzflächenrampe 130 ausdrücken (d.h. rote Blutzellen sollten nicht mehr als ca. 30 % der Grenzflächenrampe 130 einnehmen).
Wie unter Bezugnahme nun auch auf Fig. 25A zu erkennen ist, wird dann, wenn das Fehlersignal (E) positiv ist, was anzeigt, daß das rote Zellenband der Grenzfläche zu groß ist, von der Grenzflächensteuerschaltung 270 ein Signal zum Reduzieren der Pumprate der Plasma-Pumpstation 186/210 erzeugt (siehe Fig. 34B). Dies drückt den Bereich der roten Blutzel len RBC von der Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP zurück in Richtung auf die gewünschte Steuerposition (Fig. 25B), wo das Fehlersignal (E) Null ist.
Wie unter Bezugnahme auf Fig. 25C zu erkennen ist, wird dann, wenn das Fehlersignal (E) negativ ist, wobei dies anzeigt, daß das rote Zellenband der Grenzfläche zu klein ist, von der Grenzflächensteuerung 270 ein Signal zum Erhöhen der Pumprate der Plasma-Pumpstation 186/210 erzeugt (siehe Fig. 34B). Dies drückt den Bereich der roten Blutzellen in Richtung auf die Sammelöffnung 72 für blutplättchenreiches Plasma PRP, zurück in die erwünschte Steuerposition (Fig. 25B), wo das Fehlersignal (E) wiederum Null beträgt.
Die vorstehend beschriebene optische Datenverbindung 278 ist repräsentativ für eine breitere Klasse von Systemen zum Übertragen eines Steuersignals zwischen einem rotierenden Element und einem stationären Element ohne mechanischen Kontakt zwischen den beiden Elementen.
Wie die dargestellte optische Datenverbindung 278 verwendet ein solches System eine Sensoreinrichtung entweder an dem rotierenden oder an dem stationären Element. Die Sensoreinrichtung erfaßt einen Betriebszustand, der Änderungen unterliegt. Die Sensoreinrichtung erzeugt ein erstes Ausgangssignal, das nach Maßgabe von Veränderungen in dem erfaßten Betriebs zustand variiert.
Wie die dargestellte optische Datenverbindung 278 beinhaltet ein solches System einen Energie-Emitter an dem einen Element, das die Sensoreinrichtung trägt. Der Emitter emittiert Energie zu dem anderen Element ohne mechanischen Kontakt mit diesem. Der Emitter moduliert die emittierte Energie in Abhängigkeit von Veränderungen, die bei der Intensität des ersten Ausgangssignals auftreten. Alternativ hierzu kann auch die eigentliche Sensoreinrichtung einen Emitter für modulierte Energie bilden.
Bei der von der Datenverbindung 278 verwendeten, emittierten Energie handelt es sich um Licht. Es könnten jedoch ebensogut auch Schallenergie oder andere Arten elektromagnetischer Energie verwendet werden.
Wie die dargestellte Datenverbindung 278 beinhaltet das System einen Detektor an dem anderen Element zum Empfangen der von dem Emitter emittierten, modulierten Energie. Der Detektor demoduliert die detektierte Energie zur Erzeugung eines zweiten Ausgangssignals, das, wie das erste Ausgangssignal, in Abhängigkeit von den Veränderungen in dem erfaßten Betriebs zustand variiert.
Ein solches "verbindungsloses" System zum Übertragen von Daten zwischen den sich bewegenden und stationären Elementen wäre zur Verwendung bei allen möglichen Arten von Echtzeit- Steuerfunktionen und nicht nur Grenzflächensteuerung geeignet.
Verschiedene Merkmale der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen angegeben.

Claims

1. Kammer zum Trennen von Blutplättchen aus einer blutplättchenreichen Suspension,

mit einer Wandeinrichtung, die eine Trennzone zur Rotation um eine Achse mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit (Ω) bildet, wobei die Trennzone folgendes aufweist:

eine Seite mit niedriger Zentrifugalkraft, die näher an der Rotationsachse angeordnet ist als die andere Seite mit hoher Zentrifugalkraft, um dazwischen eine Kammer mit einer radialen Dicke (h) und einer axialen Höhe (Z), gemessen in bezug auf die Rotationsachse, zu bilden,

einen Einlaß zum Einleiten einer blutplättchenreichen Suspension mit einer bestimmten kinematischen Viskosität (ν) in die Kammer, und

einen Auslaß zum Abführen abgetrennter Blutplättchen aus der Kammer,

wobei die Wandeinrichtung eine Relation zwischen der radialen Dicke (h) und der axialen Höhe (Z) der Kammer herstellt, die unter Berücksichtigung der gegebenen Winkelgeschwindigkeit (Ω) der Rotation und der gegebenen kinematischen Viskosität (ν) der durch den Einlaß eingeleiteten blutplättchenreichen Suspension einen Wert (λ) ergibt, der geringer ist als 700,

wobei λ = (2Ωh³)/(νZ)

und wobei:

Ω = Winkelgeschwindigkeit (in rad/s);

h = radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm);

ν = kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s); und

Z = axiale Höhe der Kammer (in cm).

2. Bluttrennsystem, das folgendes aufweist:

eine erste Trennkammer und eine zweite Trennkammer, wobei jede der Kammern zur Ausführung einer Rotationsbewegung um eine Achse betreibbar ist, um innerhalb der jeweiligen Kammer eine Wand mit niedriger Zentrifugalkraft radial nahe bei der Achse und eine Wand mit hoher Zentrifugalkraft zu erzeugen, die radial von der Achse weiter entfernt ist als die Wand mit niedriger Zentrifugalkraft,

eine Einlaßeinrichtung zum Einbringen von Vollblut in die erste Kammer, um während ihrer Rotation davon rote Blutzellen, die sich in Richtung auf die Wand mit hoher Zentrifugalkraft bewegen, und Plasma zu trennen, das sich in Richtung auf die Wand mit niedriger Zentrifugalkraft bewegt und Blutplättchen in Suspension auswäscht,

eine Sammeleinrichtung zum Lenken des Plasmas und der ausgewaschenen Blutplättchen in der ersten Kammer zu einer ersten Öffnung für den Transport aus der ersten Kammer, wobei das Plasma und die ausgewaschenen Blutplättchen eine bestimmte kinematische Viskosität (ν) aufweisen,

eine Einrichtung zum Befördern des Plasmas und der ausgewaschenen Blutplättchen von der ersten Öffnung in die zweite Kammer, um während ihrer Rotation mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit (Ω) eine Trennung in Plasma, das sich in Richtung auf die Wand mit niedriger Zentrifugalkraft bewegt, und Blutplättchenkonzentrat vorzunehmen, das sich in Richtung auf die Wand mit hoher Zentrifugalkraft bewegt, wobei die zweite Kammer,

gemessen zwischen ihrer Wand mit niedriger Zentrifulkraft und ihrer Wand mit hoher Zentrifugalkraft, eine radiale Dicke (h) und, gemessen entlang der Rotationsachse, eine Höhe (Z) besitzt und eine Relation zwischen der radialen Dicke (h) und der axialen Höhe (Z) der Kammer aufweist, die unter Berücksichtigung der gegebenen Winkelgeschwindigkeit (Ω) der Rotation und der gegebenen kinematischen Viskosität (ν) von in die zweite Kammer eingeleitetem

Plasma und ausgewaschenen Blutplättchen einen Wert (λ) ergibt, der geringer ist als 700,

wobei λ = (2Ωh³)/(νZ)

und wobei:

Ω = Winkelgeschwindigkeit (in rad/s);

h = radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm);

ν = kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s); und

Z = axiale Höhe der Kammer (in cm).

3. System nach Anspruch 2,

wobei die erste Kammer einen Einlaßbereich aufweist, in dem Vollblut in die Trennzone eintritt, um die Trennung in rote Blutzellen in Richtung auf die Seite mit hoher Zentrifugalkraft und Plasma in Richtung auf die Seite mit niedriger Zentrifugalkraft zu beginnen,

und wobei die erste Öffnung mit der Seite mit niedriger Zentrifugalkraft des Einlaßbereichs kommuniziert, um das Plasma und die ausgewaschenen Blutplättchen in dem Einlaßbereich der Trennzone zu sammeln.

4. System nach Anspruch 3, wobei die erste Kammer eine Einrichtung aufweist, die eine zweite Öffnung im Abstand von dem Einlaßbereich bildet, um rote Blutzellen auf der Seite mit hoher Zentrifugalkraft der Trennzone zu sammeln.

5. Verfahren zum Trennen von Blutplättchen aus einer blutplättchenreichen Suspension, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

rotationsmäßiges Bewegen einer Trennzone um eine Achse mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit (Ω), wobei die Trennzone folgendes aufweist:

eine Seite mit niedriger Zentrifugalkraft, die näher an der Rotationsachse angeordnet ist als die andere Seite mit hoher Zentrifugalkraft, um dazwischen eine Kammer mit einer radialen Dicke (h) und einer axialen Höhe (Z) gemessen in bezug auf die Rotationsachse zu bilden, und einen Einlaß zum Einleiten einer blutplättchenreichen Suspension mit einer bestimmten kinematischen Viskosität (ν) in die Kammer, und

wobei die Trennzone eine Relation zwischen der radialen Dicke (h) und der axialen Höhe (Z) der Kammer herstellt, die unter Berücksichtigung der gegebenen Winkelgeschwindigkeit (Ω) der Rotation und der gegebenen kinematischen Viskosität (ν) der durch den Einlaß eingeleiteten blutpl-ttchenreichen Suspension einen Wert (λ) ergibt, der geringer ist als 700,

wobei λ = (2Ωh³)/(νZ)

und wobei:

Ω = Winkelgeschwindigkeit (in radis);

h = radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm);

ν = kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s); und

Z = axiale Höhe der Kammer (in cm);

und Entfernen der abgetrennten Blutplättchen aus der Kammer.

6. Verfahren zum Trennen von Plasma und Blutplättchen aus Vollblut, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

- rotationsmäßiges Bewegen einer ersten Kammer um eine Achse, um in der Kammer eine Zone mit niedriger Zentrifugalkraft radial nahe an der Achse sowie eine Zone mit hoher Zentrifugalkraft zu erzeugen, die von der Achse weiter entfernt ist als die Zone mit niedriger Zentrifugalkraft,

- Einleiten von Vollblut in einen Einlaßbereich der Kammer, um die Trennung roter Blutzellen in Richtung auf die Zone mit hoher Zentrifugalkraft des Einlaßbereichs einzuleiten, um dadurch einen Plasmafluß zu erzeugen, der sich radial in Richtung auf die Zone mit niedriger Zentrifugalkraft bewegt und Blutplättchen in Suspension damit auswäscht,

- Lenken des radialen Plasmaflusses und der ausgewaschenen Blutplättchen innerhalb des Einlaßbereichs zu einer Öffnung in dem Einlaßbereich für den Transport aus der ersten Kammer in eine zweite Kammer, wobei das Plasma und die Blutplättchen eine bestimmte kinematische Viskosität (ν) aufweisen,

- rotationsmäßiges Bewegen der zweiten Kammer um eine Achse mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit (Ω), wobei die zweite Kammer folgendes aufweist:

- eine Seite mit niedriger Zentrifugalkraft, die näher an der Rotationsachse angeordnet ist als die andere Seite mit hoher Zentrifugalkraft, um dazwischen eine Trennzone mit einer radialen Dicke (h) und einer axialen Höhe (Z), gemessen in bezug auf die Rotationsachse, zu bilden, und

- wobei die zweite Kammer eine Relation zwischen der radialen Dicke (h) und der axialen Höhe (Z) der Trennzone herstellt, die unter Berücksichtigung der gegebenen Winkelgeschwindigkeit (Ω) der Rotation und der gegebenen kinematischen Viskosität (ν) des durch den Einlaß eingeleiteten Plasmas und der ausgewaschenen Blutplättchen einen Wert (λ) ergibt, der geringer ist als 700,

wobei λ = (2Ωh³)/(νZ)

und wobei:

Ω = Winkelgeschwindigkeit (in rad/s);

h = radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm);

ν = kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s); und

Z = axiale Höhe der Kammer (in cm);

- und Entfernen der abgetrennten Blutplättchen aus der zweiten Kammer.