ES2298234T3 - Disco separador de componentes sanguineos. - Google Patents

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Abstract

Aparato para su uso en la separación de los componentes con diferentes gravedades específicas de un fluido, que comprende un contenedor con una superficie interior que define una cámara (2) adaptada para contener dicho fluido que va a ser sometido a centrifugación, y un disco (4) separador adaptado para flotar en el fluido en una posición de interfaz entre esos componentes cuando el fluido se centrifuga en el contenedor, estando el disco (4) separador fabricado con un material que tiene una gravedad específica justamente menor que la gravedad específica del componente inferior, que se caracteriza porque la forma y la gravedad específica del disco (4) separador son tales que éste posee una superficie superior que, cuando el fluido se centrifuga en el contenedor, se encuentra justamente por debajo de la interfaz para permitir que se forma una pequeña capa del componente inferior sobre la superficie superior.

Description

Disco separador de componentes sanguíneos.
Esta invención se refiere a procedimientos y aparatos para su uso en la separación de fluidos en componentes que tienen diferentes gravedades específicas.
La separación centrífuga de la sangre en componentes de diferentes gravedades específicas, tal como los glóbulos rojos de la sangre, los glóbulos blancos de la sangre, las plaquetas y el plasma, es conocida a partir de la Patente de los Estados Unidos núm. 5.707.331 (Wells). El aparato mostrado en esa patente emplea un tubo de procesamiento desechable que tiene dos cámaras, y la sangre que ha de ser separada en sus componentes se sitúa en una de las cámaras. El tubo de procesamiento se coloca en una centrifugadora, la cual somete la sangre a fuerzas centrifugas para separar los componentes. La porción sobrenadante se decanta a continuación automáticamente hacia la segunda de las cámaras.
Para retener, principalmente, los glóbulos rojos de la sangre durante la decantación de la porción sobrenadante, el aparato descrito en la patente de Wells incluye un estante situado en la primera cámara al nivel esperado de interfaz entre los glóbulos rojos de la sangre y los componentes menos densos, incluyendo el plasma. Un problema asociado a la disposición mostrada en la Patente núm. 5.707.331 de Wells, sin embargo, consiste en que la posición de la interfaz varía con las proporciones particulares de los componentes (por ejemplo, el hematocrito) de la sangre que han de ser procesados. De ese modo, si el estante se sitúa en la posición esperada de interfaz para la sangre del hematocrito medio, y el hematocrito de la sangre particular que se está procesando está por debajo, el estante quedará por encima de la interfaz después de la separación. Tal posición del estante obstaculizará el flujo de los componentes cerca de la interfaz durante la decantación, reteniendo así cantidades significativas de estos componentes en la primera cámara y reduciendo la eficacia de separación del sistema.
En el documento US-A-5632905, una muestra de sangre se separa gravimétricamente en sus fases más pesada y más ligera, mediante centrifugación en un tubo. Las fases son separadas por medio de un disco que tiene un centro de flotabilidad y un centro de masas que están separados uno del otro a lo lardo del eje de simetría del disco. El diámetro del disco es ligeramente mayor que el diámetro del orificio del tubo. El disco se posiciona inicialmente en el tubo con su eje de simetría perpendicular al eje del tubo, de modo que la sangre arrastrada hacia el tubo pueda pasar fácilmente por el disco. Tras la centrifugación, el disco se volcará a través de un ángulo de 902, de modo que el eje de simetría del disco será coincidente con el eje del tubo. Una vez que el disco se ha volcado en la muestra, las fuerzas centrífugas en curso provocarán un alargamiento del disco a lo largo del eje de simetría, reduciéndose con ello el diámetro del disco. Las fuerzas de alargamiento ejercidas sobre el disco, reducirán temporalmente la gravedad específica efectiva del disco de modo que el disco se mantendrá en la posición superior de la fase más ligera de la muestra durante la porción inicial de la centrifugación. Según se ralentiza la centrifugadora, el disco se sumerge a través de la fase más ligera de la muestra y asienta en la interfaz formada entre las fases más ligera y más pesada de la muestra, separando con ello las
dos fases de la muestra. Una de las fases puede ser a continuación retirada del tubo sin contaminación de la otra fase.
El documento US-A-3972812 describe un disco poroso impregnado, fabricado con un material inerte, con cavidades adaptadas para su inserción en un tubo de recogida que contiene sangre coagulada, cuyo disco, con la centrifugación del tubo, permitirá la separación de la fibrina y del material celular del suero en virtud de la fuerza centrífuga durante su descenso controlado a través del suero, y se detendrá cuando pegue contra la interfaz suero-coágulo, para aislar el suero del coágulo.
La presente invención está dirigida a aparatos para su uso en la separación de los componentes de diferentes gravedades específicas de un fluido, que comprende un contenedor con una superficie interior que define una cámara adaptada para contener un fluido de ese tipo que va a ser sometido a centrifugación, y un disco separador adaptado para flotar en el fluido en una interfaz entre esos componentes cuando el fluido se centrifuga en el contenedor, estando hecho el disco separador con un material que tiene una gravedad específica justamente inferior a la gravedad específica del componente inferior, que se caracteriza porque la forma y la gravedad específica del disco separador son tales que éste presenta una superficie superior que, cuando el fluido se centrifuga en el contenedor, está inmediatamente por debajo de la interfaz para permitir que se forme una pequeña capa del componente inferior sobre la superficie superior.
La presente invención se extiende a un procedimiento de separación de plasma a partir de los glóbulos rojos de la sangre, que comprende las etapas de:
(i)
proporcionar un aparato según se ha definido en el párrafo inmediatamente anterior;
(ii)
introducir sangre en la cámara, y
(iii)
centrifugar la cámara.
De acuerdo con la invención, un disco separador móvil, que se posiciona automáticamente en la interfaz entre los componentes separados, se dispone en la primera cámara. En la realización preferida, el disco es susceptible de moverse verticalmente y está diseñado para posicionarse automáticamente en la interfaz entre los glóbulos rojos de la sangre y los restantes componentes de la separación centrífuga de la sangre.
La decantación de la porción sobrenadante, puede hacerse mediante un drenaje por gravedad, o bien mediante transferencia centrífuga, y una función principal del disco consiste en restringir el flujo del componente por debajo del mismo, por ejemplo los glóbulos rojos de la sangre, durante la decantación. Esto asegura que la porción sobrenadante no se contamina y se incrementa la eficacia del proceso.
La invención contempla dos realizaciones para el disco. En una realización, el disco está soportado en un eje central de tal modo que se forma un ánulo entre el perímetro del disco y la superficie interior de la primera cámara. Las dimensiones del ánulo son tales que el flujo de glóbulos rojos de la sangre a través del mismo durante la decantación se restringe de tal modo que no contaminan de una manera significativa la porción sobrenadante decantada.
En otra realización, el disco se dispone en el eje de tal modo que, cuando la cámara se inclina para la decantación por gravedad, el disco gira de tal modo que un borde del disco encaja con la pared de una de las cámaras para bloquear el flujo de los glóbulos rojos de la sangre.
En cualquiera de estas realizaciones, la gravedad específica del disco y su forma pueden ser elegidas de modo que la mayor parte de la superficie superior se extienda justamente por debajo de la interfaz, facilitando con ello la liberación de la porción sobrenadante desde el disco durante la decantación. Esta superficie superior es también curva, de modo que se empareja con la forma cilíndrica que adopta la interfaz durante la centrifugación.
La Figura 1a es una sección longitudinal de una porción de una cámara de un tubo de procesamiento y de un disco separador que no implementa la presente invención;
La Figura 1b es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 1b-1b de la Figura 1a;
La Figura 2a es una sección longitudinal de la construcción de las Figuras 1a y 1b cuando el disco separador se inclina durante la decantación;
La Figura 2b es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 2b-2b de la Figura 2a;
La Figura 3a es una sección longitudinal de otra construcción que no implementa la presente invención;
La Figura 3b es una sección transversal tomada a lo largo de la línea 3b-3b de la Figura 3a;
La Figura 4 es una sección longitudinal de una cámara de un tubo de procesamiento y de un disco separador que no implementa la presente invención.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, una cámara 2 de un tubo de procesamiento, tal como el que se muestra en el documento de Patente núm. 5.707.331 de Wells, tiene un disco 4 separador soportado en la misma por medio de un eje 6 central. El eje 6 está diseñado para dirigir el fluido introducido en la cámara, hasta el fondo de la cámara. Esto impide la formación de burbujas de aire en el fondo de la cámara, especialmente cuando el fondo de la cámara es ahusado. Así, el fluido es introducido en la cámara mediante la inserción de una cánula sujeta a una jeringa que contiene sangre, hacia el eje 6, y mediante la descarga de la sangre desde la jeringa hacia la cámara. Una abertura 8 central formada en el disco recibe el eje 6 de tal manera que el disco se desplaza fácilmente a lo largo del eje.
El eje 6 puede no ser necesario en todos los casos, por ejemplo, cuando el fondo del tubo de procesamiento es plano. En ese caso, el disco no posee ningún orificio central.
El disco está hecho, con preferencia, de un material que tiene una gravedad específica que permite que el disco flote en la interfaz con los glóbulos rojos de la sangre. Con preferencia, esa gravedad específica es de alrededor de 1,04 (por ejemplo, el poliestireno), que es justamente menor que la gravedad específica de los glóbulos rojos de la sangre a un hematocrito del 70%. Así, cuando la sangre se centrifuga, el disco se mueve hasta la interfaz entre los glóbulos rojos de la sangre y los otros componentes.
La interfaz adoptará naturalmente una forma cilíndrica, con un radio del cilindro igual a la distancia hasta el centro de rotación de la centrifugadora. El disco puede ser cilíndrico, de modo que se empareje con la forma de la interfaz.
En las Figuras 1a, 1b, 2a y 2b, los diámetros del orificio 8 y del eje 6 son tales que se forma un espacio 10 anular entre la superficie externa del eje y la superficie interior del orificio 8. De forma similar, se proporciona un espacio 12 anular entre el perímetro del disco y la superficie interior del tubo 2.
Las Figuras 1a y 1b ilustran la posición del disco durante la centrifugación, y se apreciará que los espacios 10 y 12 son suficientemente grandes como para permitir el paso de los componentes más pesados según descienden, por ejemplo, los glóbulos rojos de la sangre, y de los componentes más ligeros según ascienden, por ejemplo el plasma. Sin embargo, el diámetro de la abertura 8 central es suficientemente grande, con lo que durante la decantación, el disco 4 gira como se muestra en las Figuras. De ese modo, cuando se hace girar el tubo de procesamiento hasta la posición de decantación, los glóbulos rojos de la sangre que son más densos, ilustrados mediante 14, que se han acumulado por debajo del disco, ejercen una fuerza contra el fondo del disco según intentan fluir a través del espacio 12. Esto provoca que el disco 4 gire, como se muestra en las Figuras 2a y 2b, hasta que una porción del borde 18 inferior externo del disco, y también del borde 18 superior externo, encajan con la superficie interna de la cámara 2. Este encaje entre el borde 16 del disco y el interior de la cámara, forma efectivamente una válvula que impide el flujo de los glóbulos rojos de la sangre, permitiendo la decantación del plasma que sobrenada sin contaminación por parte de los glóbulos rojos de la sangre. Se apreciará que esta construcción requiere que la dimensión transversal del disco entre los bordes 16 y 18, sea mayor que el diámetro interno del tubo, de modo que los bordes encajen en el interior del tubo cuando se inclina.
Una segunda construcción ha sido representada en las Figuras 3a y 3b. De acuerdo con esta construcción, el espacio 10 se realiza de modo que sea pequeño, con lo que el disco no gira apreciablemente durante la decantación, al contrario que en la construcción de las Figura 1 y 2. Se apreciará que se forma un canal anular mediante el espacio 12, teniendo este canal una anchura igual a la dimensión radial del espacio y una longitud igual al espesor del disco en el borde. La velocidad de flujo de un fluido a través de este canal es una función de las dimensiones del canal, y las dimensiones del disco de esta construcción son tales que los glóbulos rojos de la sangre no fluirán apreciablemente a través del canal a 1G. Con preferencia, la anchura del espacio va desde alrededor de 0,127 mm (0,005 pulgadas) hasta alrededor de 0,508 mm (0,020 pulgadas), y la longitud va desde alrededor de 2,54 mm (0,1 pulgada) hasta alrededor de 7,62 mm (0,3 pulgadas).
De ese modo, los componentes de la sangre fluyen a través del canal durante la centrifugación (es decir, a 1000G), pero no fluyen apreciablemente a través del canal durante la decantación a 1G. Esto permite que la porción sobrenadante sea decantada sin contaminación significativa por parte de los glóbulos rojos de la sangre.
La Figura 4 ilustra una forma preferida del disco 4 que, en combinación con las otras partes mostradas en las Figuras 1 a 3, constituye una realización de la presente invención. En esta realización, la superficie 20 superior del disco es cóncava, con preferencia cilíndrica, y el disco se ha dotado de una porción 22 central alargada. La gravedad específica del material del disco se elige de modo que la superficie 20 cóncava esté justamente por debajo de la interfaz. Es decir, el espesor del borde exterior, la longitud de la porción 22, y la gravedad especifica del material se eligen de tal modo que el centro de flotabilidad del disco esté justamente por encima de la superficie cóncava, y que la superficie esté justamente por debajo de la interfaz 26 formada con los glóbulos rojos de la sangre. Esta disposición permite que se forme una pequeña capa 24 de glóbulos rojos sanguíneos sobre la superficie superior.
La capa de glóbulos rojos 24 de la sangre reduce la tensión superficial entre las plaquetas en la interfaz 26 y la superficie 20 del disco, y facilita la liberación de las plaquetas desde el disco. Esto es importante para asegurar que todas las plaquetas son decantadas, y que la pequeña cantidad de glóbulos rojos que puedan ser decantados junto con la porción sobrenadante no representa en general una contaminación significativa del sobrenadante.
Las modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones anexas, resultarán evidentes para los expertos en la materia.
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Referencias citadas en la descripción
La lista de referencias citadas por el solicitante se proporciona únicamente por conveniencia para el lector. Ésta no forma parte del documento de Patente Europea. Incluso aunque se ha puesto un gran cuidado en el listado de las referencias, no se excluyen los errores u omisiones y la EPO declina toda responsabilidad en ese sentido.
Documentos de patente citados en la descripción
- US 5707331 A
- US 3972812
- US 5632905 A

Claims (11)

1. Aparato para su uso en la separación de los componentes con diferentes gravedades específicas de un fluido, que comprende un contenedor con una superficie interior que define una cámara (2) adaptada para contener dicho fluido que va a ser sometido a centrifugación, y un disco (4) separador adaptado para flotar en el fluido en una posición de interfaz entre esos componentes cuando el fluido se centrifuga en el contenedor, estando el disco (4) separador fabricado con un material que tiene una gravedad específica justamente menor que la gravedad específica del componente inferior, que se caracteriza porque la forma y la gravedad específica del disco (4) separador son tales que éste posee una superficie superior que, cuando el fluido se centrifuga en el contenedor, se encuentra justamente por debajo de la interfaz para permitir que se forma una pequeña capa del componente inferior sobre la superficie superior.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el disco (4) separador es giratorio para formar una válvula entre el perímetro del disco (4) y la superficie interior del contenedor cuando este último se gira hasta la posición de decantación.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, que se caracteriza porque el disco (4) separador tiene un borde (16) externo inferior y un borde (18) externo superior, y la dimensión transversal del disco (4) separador entre esos bordes (16 y 18) es mayor que el diámetro interno del contenedor.
4. Aparato de acuerdo con cualquiera reivindicación anterior, que se caracteriza porque la citada superficie (20) superior del disco (4) separador es curva.
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, que se caracteriza porque la superficie (20) superior es cilíndrica.
6. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque el aparato comprende además un eje (6) que encaja con el disco (4) separador de tal modo que este último se desplaza a lo largo del eje (6).
7. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque el disco (4) separador tiene una porción (22) central alargada y un borde externo que tiene un espesor tal que el centro de flotabilidad del disco (4) está justamente por encima de la citada superficie superior.
8. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque el contenedor es un tubo.
9. Aparato de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque el citado fluido es sangre, y los citados componentes de diferentes gravedades específicas son el plasma de la sangre y los glóbulos rojos de la sangre, respectivamente.
10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8 o la reivindicación 9, que se caracteriza porque existe un espacio (12) proporcionado entre el perímetro del disco (4) separador y la superficie interior del contenedor (2), que tiene unas dimensiones tales que los glóbulos rojos de la sangre no fluirán apreciablemente a través del espacio a 1G.
11. Un procedimiento para separar el plasma de los glóbulos rojos de la sangre, que comprende las etapas de:
(i) proporcionar un aparato según se ha reivindicado en la reivindicación 9 o en la reivindicación 10,
(ii) introducir sangre en la cámara (2), y
(iii) centrifugar la cámara (2).
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