ES2348151T3 - Aparato de separación centrífuga y método para separar componentes de fluidos. - Google Patents

Abstract

Un aparato de separación centrífuga que comprende: un rotor centrífugo (12) configurado para ser girado por un motor (14) alrededor de un eje de rotación; un retenedor (16) en el rotor centrífugo (12), y un vaso de separación (28, 28a ó 28b) en el retenedor (16), el vaso (28) incluyendo: una porción de entrada (48) que incluye un puerto o abertura de entrada (54) para suministrar al vaso (28) un fluido que se ha de separar en componentes, una porción de salida (50) que incluye: una barrera (62) para fundamentalmente bloquear el paso de al menos uno de los componentes separados del fluido; y al menos un puerto o abertura (56) para retirar al menos el componente bloqueado de fluido del vaso (28), una trayectoria de flujo (46) que se extiende entre la porción de entrada (48) y la porción de salida (50), y caracterizado por: un dique de trampa (70) entre el puerto o abertura (56) y la porción de entrada (48), el dique de trampa (70) alejándose del eje de rotación para atrapar a las sustancias de densidad relativamente baja, incluyendo el dique de trampa (70) una porción de aguas abajo (104) que tiene una inclinación relativamente gradual para reducir la mezcla de sustancias de densidad relativamente baja con sustancias de densidad media.

Description

Aparato de separación centrífuga y método para separar componentes de fluidos.

La presente invención se refiere a un aparato para separar componentes de un fluido. La invención tiene ventajas particulares en relación con la separación de componentes de la sangre.

En muchos campos diferentes, líquidos que llevan sustancias en partículas deben ser filtrados o tratados para obtener ya sea un líquido purificado o producto final en partículas purificado. En su sentido más amplio, un filtro es un dispositivo capaz de eliminar o separar partículas de una sustancia. Así, el término "filtro", según se utiliza aquí, no está limitado a un material de medio poroso, sino que incluye muchos tipos diferentes de procesos en los que o bien se separan partículas entre sí o de un líquido.

En el campo médico es frecuentemente necesario filtrar sangre. La sangre entera consiste en varios componentes líquidos y componentes en partículas. Algunas veces, los componentes en partículas se denominan "elementos conformados". La porción líquida de la sangre está constituida en gran parte por plasma, y los componentes en partículas incluyen glóbulos rojos (eritrocitos), glóbulos blancos (incluyendo leucocitos) y plaquetas (trombocitos). Aunque estos constituyentes tienen densidades similares, su relación de densidades media, en orden de densidades decrecientes, es como sigue: glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas y plasma. Además, los constituyentes en partículas están relacionados de acuerdo con el tamaño, en orden de tamaño decreciente, como sigue: glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas. La mayoría de los dispositivos de purificación actuales se basan en diferencias de densidades y de tamaños o en características químicas superficiales para separar y/o filtrar los componentes de la sangre.

Numerosos tratamientos terapéuticos requieren que sean eliminados grupos de partículas de la sangre entera antes de que se puedan inyectar en un paciente componentes ya sea líquidos o en partículas. Por ejemplo, los pacientes de cáncer requieren con frecuencia transfusiones de plaquetas después de sufrir una terapia de ablación, química o de radiación. En este procedimiento, la sangre entera donada es tratada para separar plaquetas y estas plaquetas son después inyectadas al paciente. Sin embargo, si un paciente recibe un número excesivo de glóbulos blancos extraños como contaminación en una transfusión de plaquetas, el cuerpo del paciente puede rechazar la transfusión de plaquetas, lo que conduce a un huésped a riesgos serios para la salud.

Normalmente, las plaquetas donadas son separadas o recogidas a partir de otros componentes de la sangre utilizando una centrifugadora. La centrifugadora hace girar un depósito de sangre para separar los componentes dentro del depósito utilizando la fuerza centrífuga. En uso, la sangre entra en el depósito mientras está girando a una velocidad muy elevada y las fuerzas centrífugas estratifican los componentes de la sangre, de manera que se pueden retirar separadamente los componentes en partículas. Las centrifugadoras son efectivas para la separación de plaquetas de sangre entera, pero no son normalmente utilizables para separar la totalidad de los glóbulos blancos de las plaquetas. Históricamente, los dispositivos de separación y centrifugación de sangre se usan normalmente para producir compatiblemente (99% del tiempo) producto de plaquetas que cumpla la norma de "leukopoor" de menos que 5 x 10^{6} glóbulos blancos para al menos 3 x 10^{11} plaquetas recogidas.

Debido a que los procesos típicos de recogida de plaquetas con centrifugadora son incapaces de separar de manera compatible y satisfactoria glóbulos blancos de plaquetas, han sido añadidos otros procedimientos para mejorar los resultados. En un procedimiento, después de la centrifugación, las plaquetas son hechas pasar a través de un filtro poroso tejido o no tejido, que puede tener una superficie modificada, para separar glóbulos blancos. Sin embargo, el uso de los filtros poroso introduce su propio conjunto de problemas. Los filtros porosos convencionales pueden ser ineficaces debido a que pueden separar o atrapar de manera permanente aproximadamente 5-20% de las plaquetas. Estos filtros convencionales pueden reducir también la "viabilidad de plaquetas", lo que significa que, una vez que ha pasado a través de un filtro un porcentaje de plaquetas, cesan de funcionar apropiadamente y pueden ser activados total o parcialmente. Además, los filtros porosos pueden causar la liberación de brandiquinina, lo que puede conducir a episodios de hipertensión en un paciente. Los filtros porosos son también caros y requieren frecuentemente trabajo manual que consume tiempo adicional para realizar un proceso de filtración.

Aunque los filtros porosos son eficaces en separar un número sustancial de glóbulos blancos, tiene desventajas. Por ejemplo, después de centrifugar y antes de la filtración porosa, debe transcurrir un periodo de tiempo para dar tiempo a que las plaquetas activadas se transformen en un estado desactivado. De otro modo, es probable que las plaquetas activadas atasquen el filtro. Por lo tanto, el uso de al menos algunos filtros porosos no es factible en procesos en línea.

Otro procedimiento de separación es uno conocido como decantación centrífuga. Este procedimiento separa células suspendidas en un medio líquido sin el uso de un filtro de membrana. En una forma común de decantación, se introduce un lote o tanda de células en un flujo de amortiguador de decantación líquido. Este líquido que lleva el lote de células en suspensión es entonces introducido en una cámara en forma de embudo situada en una centrifugadora giratoria. Cuando la solución amortiguadora líquida adicional fluye a través de la cámara, el líquido arrastra células de menor tamaño, de sedimentación más lenta, hacia un límite de decantación dentro de la cámara, mientras las células más grandes, de sedimentación más rápida, migran a una zona de la cámara que tiene la mayor fuerza centrífuga.

Cuando se equilibran la fuerza centrífuga y la fuerza generada por el flujo de fluido, el flujo de fluido aumenta para obligar a las células de sedimentación más lenta a salir por una abertura o puerto de la cámara, mientras que las células de sedimentación más rápida son retenidas en la cámara. Si se aumenta el flujo de fluido a través de la cámara, pueden ser retiradas de la cámara células progresivamente mayores, de sedimentación más rápida.

Así, la decantación centrífuga separa partículas que tienen diferentes velocidades de sedimentación. La ley de Stoke describe la velocidad de sedimentación (SV) de una partícula esférica como sigue:

1

donde r es el radio de la partícula, \rho_{p} es la densidad de la partícula, \rho_{m} es la densidad del medio líquido, \eta es la viscosidad del medio y g es la gravitación o aceleración centrífuga. Debido a que el radio de una partícula se eleva a la segunda potencia en la ecuación de Stoke y la densidad de la partícula no, el tamaño de la célula, más bien que su densidad, influye en gran medida en su velocidad de sedimentación. Esto explica por qué las partículas más grandes permanecen generalmente en una cámara durante la decantación centrífuga, mientras que se liberan las partículas más pequeñas, si las partículas tienen densidades similares.

Como se describe en la Patente U.S. Nº 3.825.175, concedida a Sartory, la decantación centrífuga tiene numerosas limitaciones. En la mayoría de estos procedimientos, las partículas deben ser introducidas dentro de un flujo de medio fluido en tandas o lotes discontinuos separados para permitir la suficiente separación de partículas. Así, algunos procedimientos de decantación sólo permiten la separación de lotes de partículas y requieren un medio fluido adicional para transportar partículas. Además, las fuerzas de flujo deben ser equilibradas de manera precisa por la fuerza centrífuga para permitir la apropiada segregación de partículas.

Además, tiene lugar un efecto de acción de chorro de Coriolis cuando fluyen partículas dentro de una cámara de decantación desde un campo centrífugo elevado hacia un campo centrífugo inferior. El fluido y las partículas colisionan de manera turbulenta con una pared interior de la cámara enfrentada al sentido de rotación de la centrifugadora. Este fenómeno mezcla partículas dentro de la cámara y reduce la eficacia del proceso de separación. Además, la acción de chorro de Coriolis deriva flujo a lo largo de la pared interior desde la entrada directamente hacia la salida. De este modo, las partículas pasan alrededor del campo de decantación para contaminar el producto final.

La mezcla de partículas por inversión de densidades de partículas es un problema adicional encontrado en algunos procesos de decantación anteriores. El fluido que circula dentro de la cámara de decantación tiene una velocidad decreciente a medida que fluye en la dirección centrípeta desde una abertura o puerto de entrada hacia una porción de mayor sección transversal de la cámara. Debido a que las partículas tienden a concentrarse dentro de un líquido que fluye en zonas de inferior velocidad de flujo, en lugar de en zonas de elevada velocidad de flujo, las partículas se concentran cerca de la zona o área de sección transversal mayor de la cámara. En correspondencia, puesto que la velocidad de circulación es la máxima junto a la abertura o puerto de entrada, la concentración de partículas se reduce en esta zona. La inversión de densidades de partículas tiene lugar cuando la fuerza centrífuga impulsa a las partículas desde la concentración de partículas elevada a la porción de sección transversal mayor hacia la abertura o puerto de entrada. Esta inversión de partículas reduce la eficacia de la separación de partículas por decantación.

Por estas y otras razones, no hay necesidad de mejorar la separación de partículas. El documento WO 98/50163 da a conocer la parte precaracterizadora de la reivindicación 1.

La presente invención está dirigida a un aparato que obvia esencialmente una o más de las limitaciones y desventajas de la técnica relacionada.

La invención incluye un aparato de separación centrífuga que tiene un rotor centrífugo, un retenedor en el rotor centrífugo, y un vaso de separación en el retenedor. El vaso de separación incluye una porción de entrada, una porción de salida y un dique de trampa. La porción de salida tiene una barrera para bloquear principalmente el paso de, al menos, uno de los componentes separados del fluido, y al menos uno de los puertos o aberturas de salida para retirar al menos el componente bloqueado del fluido desde el vaso. El dique de trampa está ubicado entre el puerto o abertura de salida y la porción de entrada. El dique de trampa se extiende lejos del eje de rotación del rotor para atrapar las sustancias de densidad relativamente baja e incluye una porción de aguas abajo que tiene una inclinación relativamente gradual. Esto reduce la mezcla entre las sustancias de densidad relativamente baja con las sustancias de densidad media.

En un aspecto adicional, el vaso de separación incluye además un segmento inclinado gradualmente que lo atraviesa desde el dique de trampa. El segmento inclinado gradualmente incrementa el espesor de una capa del componente de fluido de densidad relativamente alta formado al cruzar desde el dique de trampa.

En otro aspecto, la invención incluye un método para separar componentes de la sangre. El método incluye la introducción de los componentes de la sangre en un vaso de separación por rotación de manera que los componentes de la sangre se estratifican en el vaso de separación para formar al menos una capa exterior radial que incluye glóbulos rojos, una capa intermedia que incluye al menos plaqueta, y una capa interior radial que incluye sustancias de densidad baja. Para limitar especialmente el contacto entre las plaquetas y la pared interior radial del vaso de separación, se mantiene la capa interior radial de las sustancias de densidad baja entre la capa intermedia y la capa interior radial del vaso de separación. Esto reduce la aglomeración de las plaquetas. Las sustancias de baja densidad son atrapadas con un dique de trampa que incluye una porción aguas abajo que tiene una inclinación relativamente gradual para reducir la mezcla de las sustancias de densidad baja con las plaquetas.

Se ha de entender que tanto la descripción general precedente como la descripción detallada que sigue son ejemplares y con ellas se pretende proporcionar explicación detallada de la invención según se reivindica.

Los dibujos que se acompañan están incluidos para proporcionar una comprensión adicional de la invención y se incorporan a la memoria y constituyen una parte de la misma. Los dibujos ilustran realizaciones de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos:

La figura 1 es una vista parcial en perspectiva de un aparato de centrifugar que incluye una cámara de fluido de acuerdo con una realización de la invención;

La figura 2 es una vista parcial esquemática en sección transversal de una porción de un vaso de separación y de la cámara para fluido montada en el rotor de la figura 1 durante un proceso de separación;

La figura 3 es una vista en sección transversal de porciones de entrada y salida de un vaso de separación convencional;

La figura 4 es una vista en perspectiva de un conjunto de tubos que incluye la cámara para fluido y una realización alternativa del vaso de separación;

La figura 5 es una vista parcial en sección transversal de porciones de entrada y salida del vaso de separación y de la cámara de fluido de la figura 4 en un rotor;

La figura 6 es una vista similar a la figura 5 que muestra la separación radial de características estructurales; y

La figura 7 es una vista similar a la figura 5 de otra realización alternativa.

Se hará referencia ahora en detalle a las presentes realizaciones preferidas de la invención, ilustradas en los dibujos que se acompañan. Siempre que sea posible, se utilizarán los mismos números de referencia en los dibujos y en la descripción para referirse a las mismas o similares partes, y se usarán los mismos números de referencia con sufijos alfabéticos para señalar partes similares.

Las realizaciones de la presente invención incluyen preferiblemente una centrifugadora de etapa única COBE® SPECTRA^{TM} para componentes de sangre, fabricada por Cobe Laboratories de Colorado. La centrifugadora COBE® SPECTRA^{TM} incorpora una conexión de tubos sin costura uno-omega/dos-omega como se describe en la Patente U.S. Nº 4.425.112 de Ito. La centrifugadora COBE® SPECTRA^{TM} utiliza también un canal de separación de componentes de la sangre de etapa única, esencialmente como se describe en la Patente U.S. Nº 4.094.461, de Kellogg et al. y en la Patente de U.S. Nº 4.647.279, de Mulzet et al. Las realizaciones de la invención se describen en combinación con la centrifugadora COBE® SPECTRA^{TM} sólo para fines de descripción, y ello no pretende limitar la invención en ningún sentido.

Como resultará evidente para un experto en la técnica, la presente invención puede ser usada ventajosamente en una diversidad de dispositivos de centrifugación utilizados para separar sangre en sus componentes. En particular, la presente invención puede ser usada con cualquier aparato centrífugo que utilice una tubería de recogida de componentes, tal como una tubería de recogida de plaquetas o una tubería de plasma rico en plaquetas, utilice o no el aparato un canal de etapa única o una conexión de tubos sin costura uno-omega/dos-omega.

Según se realiza aquí y se ilustra en la figura 1, la presente invención incluye un aparato centrífugo 10 que tiene un rotor centrífugo 12 acoplado a un motor 14 de manera que el rotor centrífugo 12 gira alrededor de su eje de rotación A-A. El rotor 12 tiene un retenedor 16 que incluye un paso o ranura anular 18 que tiene una superficie superior abierta destinada a recibir un vaso de separación 28, 28a ó 28b, mostrado respectivamente en las figuras 2, 4-6 y 7. La ranura 18 rodea completamente el eje de rotación A-A del rotor y está delimitada por una pared interior 20 y una pared exterior 22 separadas una de otra para definir la ranura 18 entre ellas. Aunque la ranura 18 mostrada en la figura 1 rodea completamente el eje de rotación A-A, la ranura podría estar parcialmente alrededor del eje A-A si el vaso de separación no fuera generalmente anular. En comparación con diseños anteriores de la centrifugadora COBE® SPECTRA^{TM} para componentes de la sangre, la pared exterior 22 está separada preferiblemente de manera que esté más próxima al eje de rotación A-A para reducir el volumen del vaso de separación 28, 28a, 28b y para aumentar la velocidad de flujo en el vaso 28, 28a, 28b.

Preferiblemente, una porción esencial de la ranura 18 tiene un radio de curvatura constante alrededor del eje de rotación A-A y está situada a una distancia radial máxima posible en el rotor 12. Como se describe en lo que sigue, esta forma asegura que las substancias separadas en el vaso de separación 28, 28a, 28b sufran fuerzas centrífugas relativamente constantes cuando pasen desde una porción de entrada a una porción de salida del vaso de separación 28, 28a, 28b.

El motor 14 está acoplado al rotor 12 directa o indirectamente a través de un árbol 24 conectado al rotor 12. Alternativamente, el árbol 24 puede estar acoplado al motor 14 por medio de una transmisión de engranajes (no mostrada).

Como se muestra en la figura 1, un portador 26 está dispuesto en la superficie superior del rotor 12. El portador 26 soporta de manera liberable una cámara 30 para fluido en el rotor 12 de manera que una salida 32 de la cámara 30 para fluido se sitúa más cerca del eje de rotación A-A que a una entrada 34 de la cámara 30 para fluido. El portador 26 orienta preferiblemente la cámara 30 sobre el rotor 12 con un eje longitudinal de la cámara 30 para fluido en un plano transversal al eje de rotación A-A del rotor. Además, el portador 26 está dispuesto preferiblemente para soportar la cámara 30 para fluido en el rotor 12 con la salida 32 de la cámara para fluido enfrentada al eje de rotación A-A. Aunque el portador 26 retiene la cámara 30 para fluido sobre una superficie superior del rotor 12, la cámara 30 para fluido puede ser también asegurada al rotor 12 en lugares alternativos, tales como debajo de la superficie superior del rotor 12.

La figura 2 ilustra esquemáticamente una porción del vaso de separación 28 y de la cámara 30 para fluido montados sobre el rotor 12. El vaso de separación 28 tiene una trayectoria de flujo 46 generalmente anular e incluye una porción de entrada 48 y una porción de salida 50. Una pared 52 impide que pasen substancias directamente entre las porciones de entrada y salida 48 y 50 sin que fluyan primeramente alrededor de la trayectoria de flujo 46 generalmente anular (por ejemplo, en sentido contrario a las agujas del reloj, como se ilustra por las flechas de la figura 2).

En la porción del vaso de separación 28, entre las porciones de entrada y salida 48 y 50, una pared exterior radial 65 del vaso de separación 28 se sitúa preferiblemente más próxima al eje de rotación A-A que a la pared exterior radial 65 de la porción de salida 50. Durante la separación de componentes de la sangre en el vaso de separación 28, esta disposición origina la formación de un lecho de glóbulos rojos que avanza rápidamente en el vaso de separación 28 entre las porciones de entrada y salida 48 y 50. El lecho de glóbulos rojos reduce la cantidad de componentes de la sangre requerida para iniciar un proceso de separación, y disminuye también el número de glóbulos rojos innecesarios en el vaso de separación 28. Como se explica más adelante, el lecho de glóbulos rojos radialmente exterior limita esencialmente, o más preferiblemente impide, que las plaquetas se pongan en contacto con la pared exterior radial 65 del vaso de separación 28. Se cree que esto reduce la agregación de plaquetas causada cuando las plaquetas se ponen en contacto con los componentes estructurales de dispositivos de separación centrífuga, que están formados normalmente de materiales polímeros.

Como se muestra en la figura 2, la porción de entrada 48 incluye un tubo de entrada o admisión 36 para transportar un fluido a separar, tal como sangre entera, a un vaso de separación 28. La porción de salida 50, por otra parte, incluye primera, segunda y tercera tuberías de salida 38, 40, 42 para retirar substancias separadas del vaso de separación 28 y una tubería 44 de control de interfaz para ajustar el nivel de la interfaz F entre substancias separadas en el vaso 28. Preferiblemente, el vaso de separación 28 forma lo que se conoce como una zona de separación de componentes de etapa única, en lugar de formar una pluralidad de tales etapas. En otras palabras, cada uno de los componentes separados en el vaso 28 se recoge y retira preferiblemente sólo en una zona del vaso 28, a saber, la porción de salida 50. Además, el vaso de separación 28 incluye preferiblemente un radio esencialmente constante, excepto en la región de la porción de salida 50, donde la pared exterior de la porción de salida 50 se sitúa preferiblemente más separada del eje de rotación A-A para permitir que las abertura o puertos de salida 56, 58, 60 y 61 de las tuberías 38, 40, 42 y 44, respectivamente, se sitúen a diferentes distancias radiales y para crear un baño de recogida con mayor profundidad para los glóbulos rojos de alta densidad.

Aunque se hace referencia a las tuberías 38, 40 y 42 como tuberías de "recogida", las substancias retiradas a través de estas tuberías pueden ser o bien recogidas o inyectadas de nuevo a un donante. Además, la invención puede ser practicada sin una o más de las tuberías 40, 42 y 44.

Aunque la figura 2 muestra la porción de entrada 48 como provista de una sección transversal radial grande, la pared exterior de la porción de entrada 48 puede estar separada menos de la pared interior de la porción de entrada 48 y/o ser convergente o progresivamente estrechada. Una abertura o puerto de entrada 54 del tubo de admisión 36 permite separar el flujo de una sustancia, tal como sangre entera, en la porción de entrada 48 del vaso de separación 28. Durante el proceso de separación, las substancias que entran en la porción de entrada 48 siguen la trayectoria de flujo 46 y se estratifican de acuerdo con las diferencias de densidades en respuesta a la rotación del rotor 12. Preferiblemente, la trayectoria de flujo 46 entre las porciones de entrada y salida 48 y 50 está curvada y tiene un radio esencialmente constante. Además, la trayectoria de flujo 46 se sitúa a la distancia máxima del eje A-A. Esta forma asegura que los componentes que pasan a través de la trayectoria de flujo 46 encuentren un campo gravitatorio relativamente constante y un campo gravitatorio máximo posible para el rotor 12.

Las substancias separadas fluyen hacia la porción de salida 50, donde son retiradas a través de las aberturas o puertos de salida primera, segunda y tercera 56, 58 y 60, respectivamente, de las tuberías de recogida primera, segunda y tercera 38, 40 y 42. Las substancias separadas se retiran también mediante una abertura o puerto de salida 61 de control de interfaz de la tubería 44 de control de interfaz.

Como se muestra en la figura 2, los puertos o aberturas primera, segunda y tercera 56, 58 y 60 y la abertura o puerto de interfaz 61 están situadas en lugares radiales variables en el rotor 12 para retirar substancias que tienen densidades variables. La segunda abertura o puerto de salida 58 está más alejada del eje de rotación A-A que los puertos o aberturas primera, tercera y de interfaz 56, 60 y 61 para retirar componentes H de mayor densidad separados en el vaso de separación 28, tales como glóbulos rojos. La tercera abertura o puerto 60 está situada más cerca del eje de rotación A-A que los puertos o aberturas primera, segunda y de interfaz 56, 58 y 61 para retirar los componentes L de menor densidad separados en el vaso de separación 28, tal como plasma. Preferiblemente, la primera abertura o puerto 58 está aproximadamente de 0,9 a 3 mm (0,035 a 0,115 pulgadas) más cerca que la abertura o puerto de interfaz 61 al eje de rotación A-A.

Como se muestra en la figura 2, la porción de salida 50 incluye una barrera 62 para bloquear esencialmente el flujo de componentes I de densidad media, tal como plaquetas y algunas células mononucleares (glóbulos blancos). Preferiblemente, la barrera 62 es un dique de espumadera que se extiende completamente a través de la porción de salida 50 en una dirección generalmente paralela al eje de rotación A-A. La primera abertura o puerto de salida 56 está situada inmediatamente aguas arriba de la barrera 62, aguas abajo de la porción de entrada 48, para recoger al menos los componentes I de densidad media bloqueados por la barrera 62 y, opcionalmente, algunos de los componentes L de densidad inferior.

Los bordes radialmente interior y exterior de la barrera 62 están separados de las paredes radialmente interior y exterior 63, 65 del vaso de separación 28 para formar un primer paso 64 para componentes L de densidad inferior, tales como plasma, en una posición radialmente interior en la porción de salida 50 y un segundo paso 66 para componentes H de mayor densidad, tales como glóbulos rojos, en una posición radialmente exterior en la porción de salida 50. Los puertos o aberturas de recogida segunda y tercera 58 y 60 están preferiblemente situadas aguas abajo de la barrera 62 para recoger los respectivos componentes H y L de alta y baja densidad que pasan a través de los pasos o pasadizos segundo y primero 66 y 64.

La abertura o puerto 61 de salida de control de interfaz está también situada preferiblemente aguas abajo de la barrera 62. Durante el proceso de separación, la abertura o puerto de interfaz 61 retira los componentes H de mayor densidad y/o los componentes L de inferior densidad en la poción de salida 50 para controlar con ello la posición radial de la interfaz F entre los componentes I de densidad media y los componentes H de mayor densidad en la porción de salida 50 de manera que la interfaz F y la abertura o puerto de interfaz 61 están aproximadamente a la misma distancia radial del eje de rotación A-A. Aunque la abertura o puerto de interfaz 61 es la estructura preferida para controlar la posición radial de la interfaz F, se pueden proporcionar estructuras alternativas para realizar esta función. Por ejemplo, la posición de la interfaz F podría ser controlada sin usar una abertura o puerto de interfaz proporcionando un monitor óptico para vigilar la posición de la interfaz y controlar el flujo de líquido y/o partículas a través de una o más de las aberturas o puertos 54, 56, 58 y 60 en respuesta a la posición vigilada.

Preferiblemente, la segunda tubería de recogida 40 está conectada para flujo a la tubería 44 de control de interfaz de manera que las substancias retiradas a través de la segunda abertura o puerto de recogida 58 y la abertura o puerto 61 de control de interfaz se combinan y retiran conjuntamente a través de una tubería común. Aunque los puertos o aberturas de salida segunda y tercera 58 y 60 y la abertura o puerto de salida de interfaz 61se muestran aguas abajo de la barrera 62, pueden estar una o más de estas aberturas o puertos aguas arriba de la barrera 62. Además, se podría cambiar el orden de las aberturas o puertos de salida 56, 58, 60 y la abertura o puerto de control 61 a lo largo de la longitud de la porción de salida 50. Detalles adicionales concernientes a la estructura y operación del vaso de separación 28 se describen en la Patente U.S. Nº 4.094.461, concedida a Kellogg et al., y en la Patente U.S. Nº 4.647.279, concedida a Mulzet et al.

Una pantalla 96 se sitúa entre la primera abertura o puerto de salida 56 y la pared exterior 65 para limitar la entrada en la primera abertura o puerto de salida 56 de los componentes H de mayor densidad. La pantalla 96 es preferiblemente un estante que se extiende desde un lado de aguas arriba del dique 62. En la realización preferida, la pantalla 96 es al menos tan ancha (en una dirección paralela al eje A-A) como la primera abertura o puerto de salida 56 y se extiende aguas arriba al menos tan lejos como el extremo de aguas arriba de la primera abertura o puerto de salida 56 de manera que la pantalla 96 limita el flujo directo hacia la primera abertura o puerto de salida 56 de componentes que permanecen entre la pantalla 96 y la pared exterior 65, incluyendo los componentes H de mayor densidad. En otras palabras, la pantalla 96 asegura que una cantidad sustancial de las substancias que fluyen hacia la primera abertura o puerto de salida 56 se originen en los lugares radiales que no están más alejados que la pantalla 96 desde el eje de rotación A-A.

Preferiblemente, la pantalla 96 tiene una superficie radialmente interior 98 vuelta hacia la primera abertura o puerto de salida 56. La superficie interior 98 está separada radialmente hacia fuera de la primera abertura o puerto de salida 56 en una distancia preferiblemente de 0,13 a 2 mm (0,005 a 0,08 pulgadas), aproximadamente, y, más preferiblemente, de 0,5 a 0,76 mm (0,02 a 0,03 pulgadas), aproximadamente. La superficie interior 98 está situada más lejos que los puertos o aberturas de salida primera y tercera 56 y 60 del eje de rotación A-A. La superficie interior 98 está también situada más cerca que la segunda abertura o puerto de salida 58 y la abertura o puerto 61 de salida de interfaz al eje de rotación A-A. El posicionamiento relativo de la superficie interior 98 y la abertura o puerto de salida 61 de interfaz mantiene la superficie interior 98 por encima de la interfaz F, fuera de la capa de los componentes H de mayor densidad formados en la porción de salida 50, y en la capa de componentes I de densidad media. Debido a que la superficie superior 98 está por encima de la interfaz F, la pantalla 96 bloquea el flujo de substancias H de mayor densidad hacia la primera abertura o puerto de salida. Cuando el vaso de separación 28 se usa en un proceso de componentes de sangre en el que la capa de substancias de mayor densidad H incluye principalmente glóbulos rojos, la pantalla 96 reduce preferiblemente de manera significativa el número de glóbulos rojos que pueden fluir hacia la primera abertura o puerto de salida 56.

La figura 3 muestra una vista de una porción de un vaso de separación convencional 28' descrito en la Patente U.S. 4.647.279 anteriormente mencionada, concedida a Mulzet et al. Como se muestra en la figura 3, este vaso de separación 28' incluye una primera salida 56' para las substancias de densidad media, una segunda salida 58' para substancias de alta densidad, una tercera salida 60' para substancias de baja densidad y una salida 61' de control de interfaz. Además, el vaso de separación 28' incluye una barrera 62' que tiene un director de flujo 100 situado radialmente hacia fuera de la salida 56'. Sin embargo, el director de flujo 100 no reduce significativamente el flujo de substancias de alta densidad, tales como glóbulos rojos, hacia la salida 56', debido a que el director de flujo 100 tiene una superficie radialmente inferior 102 que está situada radialmente hacia fuera desde la abertura o puerto 61' de control de interfaz para posicionar la superficie interior 102 en una capa de substancias de mayor densidad. En otras palabras, la superficie radialmente interior 102 está situada radialmente hacia fuera desde una interfaz entre substancias de mayor densidad y substancias de densidad media formada en el vaso de separación 28'.

Como se muestra en las figuras 1 y 2, la realización preferida de la presente invención incluye preferiblemente un lomo 68 que se extiende desde la pared interior 20 de la ranura 18 hacia la pared exterior 22 de la ranura 18. Cuando el vaso de separación 28 mostrado en la figura 2 está situado en la ranura 18, el lomo 68 deforma el material semirrígido o flexible en la porción de salida 50 del vaso de separación 28 para formar un dique de trampa 70 en la pared radialmente interior 63 del vaso de separación 28, aguas arriba de la primera abertura o puerto de recogida 56. El dique de trampa 70 se extiende hacia fuera desde el eje de rotación A-A para atrapar una porción de substancias de densidad inferior, tal como fluido de cebado y/o plasma, a lo largo de una porción radialmente interior del vaso de separación 28 situado aguas arriba del dique de trampa 70.

Cuando el vaso de separación 28 se usa para separar sangre entera en componentes de la sangre, el dique de trampa 70 atrapa fluido de cebado (es decir, salino) y/o plasma a lo largo de la pared interior 63 y estas substancias atrapadas ayudan a transportar plaquetas a la porción de salida 50 y a la primera abertura o puerto de recogida 56, aumentando las velocidades del flujo de plasma cerca de la capa de glóbulos rojos en el vaso de separación 28 para arrastrar plaquetas hacia la porción de salida 50. Como se explica en lo que sigue, el fluido de cebado atrapado y/o el plasma a lo largo de la pared interior 63 también limita esencialmente, o más preferiblemente impide, que las plaquetas se pongan en contacto con la pared interior radial 63. Se cree que esto reduce la agregación de plaquetas causada cuando las plaquetas se ponen en contacto con componentes estructurales de dispositivos de separación centrífuga, que están normalmente formados de materiales polímeros.

Preferiblemente, el dique de trampa 70 tiene una superficie relativamente lisa para limitar la ruptura del flujo en el vaso de separación 28, por ejemplo reduciendo las fuerzas de Coriolis. En la realización preferida, una porción de aguas abajo 104 del dique de trampa 70 tiene una inclinación relativamente gradual que se extiende en la dirección de aguas abajo hacia el eje de rotación A-A. Durante un proceso de separación de componentes de la sangre, la inclinación relativamente gradual de la porción de aguas abajo 104 limita el número de plaquetas (componentes de densidad media) que resultan nuevamente arrastradas (mezcladas) con plasma (componentes de densidad inferior) cuando el plasma fluye a lo largo del dique de trampa 70. Además, la forma gradualmente inclinada de la porción de aguas abajo 104 reduce el número de plaquetas que se acumulan en el vaso de separación 28 antes de alcanzar la primera abertura o puerto de recogida 56.

Como se muestra en la figura 2, la inclinación gradual de la porción de aguas abajo 104 se extiende preferiblemente hacia un extremo de aguas abajo 106 situado más cerca que la primera abertura o puerto de salida 56 al eje de rotación A-A. Cuando el vaso de separación 28 se usa para la separación de componentes de la sangre, el extremo de aguas abajo 106 está de preferencia situado radialmente hacia dentro de la capa de plaquetas formada en el vaso de separación 28. En contraste, cuando el extremo de aguas abajo 106 está situado radialmente hacia fuera de la porción radialmente más interior de la capa de plaquetas, el plasma que fluye a lo largo de la superficie del dique 70 podría arrastrar (mezclar) nuevamente las plaquetas en el plasma aguas abajo del dique, reduciendo la eficacia de separación de los componentes de la sangre.

En la realización preferida mostrada en la figura 2, el dique de trampa 70 y su porción de aguas abajo 104 tiene preferiblemente una curvatura generalmente convexa. Preferiblemente, la superficie del dique de trampa 70 en la forma de un arco de radio constante que tiene un centro de curvatura desplazado del eje de rotación A-A. Aunque el dique de trampa 70 podría tener cualquier radio de curvatura, se prefiere un radio de 6.35 mm a 51 mm (0,25 a 2 pulgadas), aproximadamente, y el más preferido es un radio de aproximadamente 51 mm (2 pulgadas).

Aunque el lomo 68 deforma preferiblemente el vaso de separación 28 para formar el dique de trampa 70, el dique de trampa 70 podría ser formado de otros modos. Por ejemplo, el dique de trampa 70 podría ser una estructura permanente que se extendiera desde una pared radialmente interior del vaso de separación 28. Además, el dique de trampa 70 podría estar situado más próximo a la barrera 62 y tener un pequeño orificio que pasara a través de la misma para permitir el paso de aire en una zona radial interior de la porción de salida 50.

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Como se muestra en las figuras 1 y 2, la pared exterior 22 de la ranura 18 incluye preferiblemente una porción inclinada gradualmente 108 que se enfrenta al lomo 68 de la pared interior 20. Cuando el vaso de separación 28 mostrado en la figura 2 está situado en la ranura 18, la porción inclinada gradualmente deforma el material semirrígido o flexible de la porción exterior 50 del vaso de separación 28 para formar un segmento 110 relativamente liso y gradualmente inclinado en la región del recipiente 28 a través del dique de trampa 70. En una realización alternativa, este segmento 110 de inclinación gradual es una estructura permanente formada en el vaso de separación 28.

En el sentido de aguas abajo, el segmento 110 se inclina gradualmente hacia fuera del eje de rotación A-A para aumentar el espesor de la capa de componentes H de fluido de alta densidad, tal como glóbulos rojos, formada transversalmente desde el dique de trampa 70. La inclinación gradual del segmento 110 mantiene transiciones de flujo relativamente lisas en el vaso de separación 28 y reduce la velocidad de los componentes H de alta densidad (glóbulos rojos) formados radialmente hacia fuera desde los componentes I de densidad media (plaquetas).

Preferiblemente, un extremo de aguas arriba 112 del segmento inclinado gradualmente 110 se sitúa aguas arriba del dique de trampa 70. Esta posición del extremo de aguas arriba 112 reduce la velocidad de los componentes H de alta densidad, tales como glóbulos rojos, cuando los componentes fluyen por el dique de trampa 70 y se forman radialmente hacia fuera de la capa de componentes I de densidad media bloqueados por la barrera 62.

Como se muestra en la figura 2, la primera tubería de recogida 38 está conectada entre la primera abertura o puerto de salida 56 y la entrada 34 de la cámara para fluido para dejar pasar los componentes de densidad media hacia la cámara 30 para fluido. Preferiblemente, la cámara 30 para fluido se sitúa tan próxima como sea posible de la primera abertura o puerto de salida 56 de manera que cualesquiera glóbulos rojos que entren en la cámara 30 para fluido se situarán en un campo gravitatorio y se harán más densos. Como se describe más adelante, los componentes inicialmente separados en el vaso de separación 28 son adicionalmente separados en la cámara 30 para fluido. Por ejemplo, se pueden separar glóbulos blancos del plasma y de las plaquetas en la cámara 30 para fluido. Esta separación adicional tiene lugar preferiblemente formando un campo de decantación en la cámara 30 para fluido formando un lecho de partículas, tales como plaquetas, fluidificado saturado, en la cámara 30 para fluido.

La cámara 30 para fluido está construida preferiblemente de manera similar o idéntica a una de las cámaras para fluido descritas en la anteriormente mencionada solicitud de patente U.S. Nº de Serie 08/676.039 y en la Patente U.S. Nº 5.674.173. Como se muestra en la figura 2, la entrada 34 y la salida 32 de la cámara 30 para fluido están dispuestas a lo largo de un eje longitudinal de la cámara 30 para fluido. Una pared de la cámara 30 para fluido se extiende entre la entrada 34 y la salida 32, definiendo con ello la entrada 34, la salida 32 y un interior de la cámara 30 para
fluido.

La cámara 30 para fluido incluye preferiblemente dos secciones de forma troncocónica unidas conjuntamente en una zona o área de sección transversal máxima de la cámara 30 para fluido. El interior de la cámara 30 para fluido se estrecha (disminuye de sección transversal) preferiblemente desde la zona o área de sección transversal máxima en sentidos opuestos hacia la entrada 34 y la salida 32. Aunque la cámara 30 para fluido está representada con dos secciones que tienen formas interiores troncocónicas, el interior de cada sección puede ser parabólica, o de cualquier otra forma que tenga una zona o área principal de sección transversal mayor que la zona o área de entrada o salida.

El volumen de la cámara 30 para fluido ha de ser al menos suficientemente grande para absorber la formación de un lecho de partículas fluidificado saturado (descrito en lo que sigue) para un intervalo particular de caudales, tamaños de partículas y velocidades de rotación del rotor centrífugo 12. La cámara 30 para fluido puede ser construida de una pieza unitaria de plástico o formar piezas separadas unidas conjuntamente para formar secciones separadas de la cámara 30 para fluido. La cámara 30 para fluido puede estar formada de un plástico de copoliéster transparente o traslúcido, tal como PETG, para permitir la visión del contenido dentro del interior de la cámara con la ayuda de dispositivo estroboscópico (no mostrado) durante un proceso de separación.

Como se muestra en la figura 2, una ranura 72 está formada en una superficie interior de la cámara 30 para fluido en una posición de la zona o área de sección transversal máxima. La ranura 72 está definida por las superficies de pared superior e inferior orientadas en esencia perpendicularmente al eje longitudinal de la cámara 30 para fluido y una superficie interior de la cámara 30 para fluido que se enfrenta al eje longitudinal. Preferiblemente, la ranura 72 es anular, pero la ranura 72 puede también rodear parcialmente el eje longitudinal de la cámara 30 para fluido.

La ranura 72 ayuda a dispersar la formación de chorro de Coriolis dentro de la cámara 30 para fluido, como se describe en lo que sigue. Aumentos súbitos de caudal de líquido durante un proceso de separación de partículas pueden limitar la eficacia de la separación de partículas de decantación o pueden limitar la capacidad del lecho de partículas fluidificado saturado para obstruir el paso de partículas. El líquido que fluye hacia la cámara 30 para fluido sufre un efecto de chorro de Coriolis. Este flujo de formación de chorro reduce la eficacia de la filtración del lecho de partículas fluidificado saturado debido a que pueden pasar líquido y partículas entre el lecho de partículas fluidificado saturado y una superficie de pared interior de la cámara 30 para fluido en lugar de hacia el interior del propio lecho. La cámara 30 para fluido que incluye la ranura 72 contrarresta estos efectos canalizando el flujo de formación de chorro de Coriolis en una dirección circunferencial parcialmente alrededor del eje de la cámara 30 para fluido. Por lo tanto, la ranura 72 mejora la capacidad de obstrucción de partículas del lecho saturado, especialmente cuando aumentan los caudales de líquido.

Como se muestra en la figura 2, un labio circunferencial 74 se extiende desde una porción superior de la ranura 72 hacia una porción inferior de la ranura 72 para definir una entrada a la ranura 72. El labio 74 funciona para guiar el fluido al interior de la ranura 72.

Una pluralidad de escalones 76 están formados preferiblemente en una superficie interior de la cámara 30 para fluido entre la sección transversal máxima de la cámara 30 y la entrada 34. Aunque se muestran seis escalones, se puede disponer cualquier número de escalones en la cámara 30 para fluido.

Cada escalón 76 tiene una superficie de base orientada en esencia perpendicularmente al eje longitudinal de la cámara 30 para fluido, así como una superficie lateral situada ortogonalmente a la superficie de base. Aunque la figura 2 representa una esquina en la que se cortan la superficie lateral y la superficie de base, una ranura cóncava puede sustituir esta esquina. En una realización preferida, cada escalón 76 es anular y rodea el eje de la cámara 30 completamente para delimitar una zona o área de forma cilíndrica. Alternativamente, los escalones 76 pueden rodear parcialmente el eje de la cámara 30.

Añadiendo escalones 76 a la cámara 30 para fluido se mejoran también las características de obstrucción de partículas del lecho de partículas fluidificado saturado, formado en la cámara 30 para fluido, en particular durante aumentos del caudal de fluido. Los escalones 76 proporcionan esta mejora originando superficies de desviación y reorientación del momento para reducir la formación de chorro de Coriolis en la cámara 30 para fluido. Cuando tiene lugar la formación de chorro de Coriolis, el líquido y las partículas del chorro se desplazan a lo largo de una superficie interior de la cámara 30 para fluido que se enfrenta al sentido de rotación de centrifugación. Por lo tanto, el chorro puede transportar partículas entre la superficie interior de la cámara para fluido y o bien un lecho de partículas fluidificado saturado o un campo de decantación situado en la cámara 30 para fluido. De este modo, las partículas que se desplazan en el chorro pueden salir de la cámara 30 para fluido sin que sean separadas.

Los escalones 76 dirigen o alteran el momento del flujo de líquido de formación de chorro de Coriolis y partículas generalmente en una dirección circunferencial alrededor del eje de la cámara 30 para fluido. De este modo, un número sustancial de partículas que fluyen originalmente en el chorro deben entrar en el lecho fluidificado saturado o campo de decantación para ser separadas.

La ranura 72 y los escalones 76 están previstos para facilitar aumentos de caudal de fluido, así como para mejorar el rendimiento de estado constante de la cámara 30 para fluido. Durante la separación de componentes de la sangre, la ranura 72 y los escalones 76 reducen en gran medida el número de glóbulos blancos que de otro modo se derivarían a un lecho de plaquetas fluidificado saturado, formado en la cámara 30 para fluido.

Como se muestra esquemáticamente en la figura 2, una pluralidad de bombas 78, 80, 84 están dispuestas para añadir o retirar substancias a y desde el vaso de separación 28 y la cámara 30 para fluido. Una bomba de entrada o admisión 78 está acoplada a la tubería 36 de entrada de flujo para suministrar una substancia a separar, tal como sangre entera, hacia la porción de entrada 48. Una primera bomba de recogida 80 está acoplada a la tubería 88 de salida conectada a la salida 32 de la cámara para fluido. La primera bomba de recogida 80 impulsa fluido y partículas desde la salida 32 de la cámara para fluido y hace que el fluido y las partículas entren en la cámara 30 para fluido a través de la entrada 34 de la cámara para fluido.

Una segunda bomba 84 de recogida se acopla para flujo a la segunda tubería de recogida 42 para retirar substancias a través de la tercera abertura o puerto de salida 60. Preferiblemente, la segunda tubería de recogida 40 y la tubería 44 de control de interfaz están conectadas conjuntamente para flujo, y las substancias fluyen a través de estas tuberías 40 y 44 como resultado de la presión de fluido positiva en la porción 50 de salida del vaso.

Las bombas 78; 80, 84 son preferiblemente bombas peristálticas o bombas de paletas configuradas para evitar daños significativos a los componentes de la sangre. Sin embargo, se puede disponer cualquier dispositivo de bombeo o impulsión. En una realización alternativa (no mostrada), la primera bomba de recogida 80 puede estar conectada para paso de fluido a la entrada 34 de la cámara para fluido para mover directamente substancias hacia y a través de la cámara 30 para fluido. Las bombas 78, 80, 84 pueden estar montadas en cualquier lugar conveniente.

Como se muestra en la figura 1, el aparato 10 incluye además un controlador 89 conectado al motor 14 para controlar la velocidad de rotación del rotor 12. Además, el controlador 89 está también conectado preferiblemente a las bombas 78, 80, 84 para controlar el caudal de substancias que fluyen hacia y desde el vaso de separación 28 y la cámara 30 para fluido. El controlador 89 mantiene preferiblemente un lecho fluidificado saturado de primeras partículas dentro de la cámara 30 para fluido para hacer que las partículas sean retenidas en la cámara 30 para fluido. El controlador 89 puede incluir un ordenador que tenga instrucciones programadas por una ROM ó RAM, como se conoce comúnmente en la técnica.

El controlador 89 puede hacer variar la velocidad de rotación del rotor centrífugo 12 regulando la frecuencia, la corriente o el voltaje de la electricidad aplicada al motor 14. Alternativamente, la velocidad de rotación puede ser variada cambiando la disposición de una transmisión (no mostrada), tal como cambiando los engranajes para alterar el acoplamiento de rotación entre el motor 14 y el rotor 12. El controlador 89 puede recibir la entrada desde un detector de velocidad de rotación (no mostrado) para vigilar constantemente la velocidad de rotación el toro 12.

El controlador 89 puede regular también una o más de las bombas 78, 80, 84 para variar los caudales de las substancias suministradas a o retiradas del vaso de separación 28 y la cámara 30 para fluido. Por ejemplo, el controlador 89 puede hacer variar la electricidad proporcionada a las bombas 78, 80, 84. Alternativamente, el controlador 89 puede hacer variar el caudal hacia y desde el vaso 28 y la cámara30 para fluido regulando las estructuras valvulares (no mostradas) situadas en las tuberías 36, 38, 40, 42 y/o 88. El controlador 89 puede recibir la entrada de un detector de flujo (no mostrado) situado dentro de la primera tubería de salida 38 para vigilar el caudal de substancias que entran en la cámara 30 para fluido. Aunque está representado esquemáticamente en la realización mostrada en la figura 1 un controlador único 89 que efectúa múltiples operaciones, la estructura de control de la invención puede incluir cualquier número de controladores individuales, cada uno para realizar una función única o varias funciones. El controlador 89 puede controlar caudales de muchas otras formas, como es sabido en la técnica.

La figura 4 muestra una realización de un conjunto de tuberías 90a para usar en el aparato 10, y la figura 5 ilustra una vista en sección transversal de una porción del conjunto de tuberías 90a montado en la ranura 18a en el rotor 12a. El conjunto de tuberías 90a incluye un vaso de separación 28a, la cámara para fluido 30, un tubo de entrada 36a para transportar un fluido que se ha de separar, tal como sangre entera, hacia el vaso de separación 28a, primera, segunda y tercera tuberías de salida 38a, 40a, 42a para retirar componentes separados del fluido desde el vaso de separación 28a, y una tubería 44a de control de interfaz para ajustar el nivel de una interfaz entre substancias separadas en el vaso 28a. Cuando el vaso de separación 28a está montado en un rotor 12a, las tuberías 36a, 38a, 42a y 44a pasan preferiblemente a través de hendiduras (no mostradas) formadas en el rotor 12a.

Preferiblemente, el vaso de separación 28a está construido de manera similar al separador centrífugo descrito en la anteriormente mencionada Patente U.S. Nº 4.647.279, de Mulzet et al. El vaso de separación 28a incluye un canal generalmente anular 92a formado de material semirrígido o flexible y que tiene una trayectoria de flujo 46a, mostrada en la figura 5. Los extremos opuestos del canal 92a están conectados a una estructura de conexión 94 relativamente rígida que incluye una porción de entrada 48a y una porción de salida 50a para el vaso de separación 28a separadas por una pared 52a. Una abertura o puerto de entrada 54a de la tubería de entrada 36a está en comunicación de fluido con la porción de entrada 48a y permite que fluya una substancia que se ha de separar, tal como sangre, hacia el vaso de separación 28a. Durante un proceso de separación, las substancias que entran en el vaso 28a a través de la abertura o puerto de entrada 54a fluyen alrededor del canal 92a (en sentido contrario a las agujas del reloj en la figura 5) a través de la trayectoria de flujo 46a y se estratifican de acuerdo con diferencias de densidades en respuesta a la rotación del rotor 12a.

Las substancias separadas fluyen hacia la porción de salida 50a, donde son retiradas a través de los puertos o aberturas de salida primera, segunda y tercera 56a, 58a y 60a de respectivas tuberías de recogida primera, segunda y tercera 38a, 40a y 42a y una abertura o puerto 44a de control de interfaz. Como se muestra en la figura 5, la segunda tubería de recogida 40a está preferiblemente conectada a la tubería 44a de control de interfaz de manera que las substancias que fluyen a través de la segunda tubería de recogida 40a y la tubería 44a de control de interfaz son retiradas conjuntamente a través de una porción de la tubería 44a d control de interfaz.

Los puertos o aberturas de salida primera, segunda y tercera 56a, 58a y 60a y la abertura o puerto 61a de control de interfaz tienen el mismo posicionamiento radial relativo que el de los puertos o aberturas de salida primera, segunda y tercera 56, 58 y 60 y la abertura o puerto 61 de control de interfaz mostradas en la figura 2, respectivamente. Como se muestra en la figura 6, la primera abertura o puerto 56a y la abertura o puerto 61a de interfaz están separadas en la dirección radial en una distancia "d" de aproximadamente 0,89 a 2,92 mm (0,035 a 0,115 pulgadas) de manera que la primera abertura o puerto 58a está ligeramente más cerca del eje de rotación A-A.

La porción de salida 50a incluye una barrera 62a para bloquear esencialmente el flujo de substancias de densidad media, tales como plaquetas y algunos glóbulos blancos. En la realización mostrada en la figura 5, la barrera 62a es un dique de espumadera que se extiende a través de la porción de salida 50a en una dirección generalmente paralela al eje de rotación A-A. La primera abertura o puerto de recogida 56a está situada inmediatamente aguas arriba del dique de espumadera 62a, y aguas abajo de la porción de entrada 48a, para recoger las substancias de densidad media bloqueadas por el dique de espumadera 62a.

Una pantalla 96a se extiende desde el lado de aguas arriba del dique de espumadera 62a. La pantalla 96a está configurada preferiblemente como la pantalla 96 mostrada en la figura 2 para limitar el flujo de componentes de densidad más elevada hacia la primera abertura o puerto 56a. Como se muestra en la figura 6, la superficie 98a radialmente hacia dentro de la pantalla 96a está separada radialmente hacia fuera de la primera abertura o puerto de salida 56a por una separación "g" de aproximadamente 0,13 mm a 2 mm (0,005 a 0,08 pulgadas) y, más preferiblemente de aproximadamente 0,5 mm a 0,76 mm (0,02 a 0,03 pulgadas).

Bordes radialmente interior y exterior del dique de espumadera 62a están separados de paredes radialmente interior y exterior del vaso de separación 28a para formar un primer paso 64a para substancias de densidad inferior, tales como plasma, en una posición radialmente interior en la porción de salida 50a y un segundo paso o pasadizo 66a para substancias de densidad superior, tales como glóbulos rojos, en una posición radialmente exterior en la porción exterior 50a. Los puertos o aberturas de recogida segunda y tercera 58a y 60a están situadas preferiblemente aguas abajo del dique de espumadera 62a para recoger las respectivas substancias de densidades superior e inferior que pasan a través de los pasos o pasadizos primero y segundo 66a y 64a.

Como se muestra en a figura 5, un lomo 68a se extiende desde la pared interior 20a de la ranura 18a hacia la pared exterior 22a de la ranura 18a. Cuando el vaso de separación 28a está cargado en la ranura 18a, el lomo 68a deforma el material semirrígido o flexible del vaso de separación 28a para formar un dique de trampa 70a en la pared radialmente interior del vaso de separación 28a entre la primera abertura o puerto de recogida 56a y la poción de entrada del vaso de separación 28a. El dique de trampa 70a se extiende hacia fuera desde el eje de rotación A-A para atrapar una porción de substancia de densidad inferior, tal como fluido de cebado y/o plasma, a lo largo de una porción radialmente interior del vaso de separación 28a. Además, el dique de trampa 70a tiene una porción 10a de aguas abajo inclinada gradualmente, y un extremo 106a de aguas abajo situado más cerca que la primera abertura o puerto de salida 56a al eje de rotación A-A. El dique de trampa 70a tiene preferiblemente la misma o prácticamente las mismas configuración estructural y fun-
ción que el dique de trampa 70 mostrado en la figura 2 y puede ser una estructura permanente formada en el vaso 28a.

La pared exterior 22a incluye preferiblemente una porción inclinada gradualmente 108a para formar un correspondiente segmento inclinado gradualmente 110a en el vaso 28a cuando el vaso 28a se deforma dentro de la ranura 18. La porción 18a y el segmento 110a tiene las mismas o prácticamente las mismas configuración estructural y función que la porción 108 y el segmento 110 mostrados en la figura 2, respectivamente.

La figura 7 muestra una realización de un vaso de separación 28b construido prácticamente de la misma manera que el vaso de separación 28a mostrado en las figuras 4-6. En esta realización, la tercera tubería de recogida 42b está acoplada para flujo a la tubería de salida 88a que se extiende desde la salida 32 de la cámara para fluido. Esto pone a la tercera abertura o puerto de salida 60a en comunicación de flujo con la salida 32 de la cámara para fluido, para mezclar con ello substancias que fluyen a través de la tercera abertura o puerto de salida 60a con substancias que fluyen a través de la salida 32 de la cámara para fluido. Durante el proceso de separación de componentes de sangre, por ejemplo, esta configuración estructural mezcla plasma que fluye a través de la tercera abertura o puerto 60a con plaquetas y plasma que fluyen desde la cámara 30 para fluido. En ciertas circunstancias, esta dilución de la recogida de plaquetas puede ser deseada para aumentar posiblemente la vida de almacenamiento de la recogida de plaquetas.

La salida 32 de la cámara para fluido y la tercera abertura o puerto de salida 60a pueden ser acopladas para flujo de muchos modos diferentes. Por ejemplo, la tercera tubería de recogida 42b puede ser acoplada a la tubería de salida 88b aguas arriba de la bomba 80 mostrada en la figura 2 para reducir la concentración de partículas que están siendo bombeadas y suprimir posiblemente la bomba 84. Como alternativa, la salida de la bomba 84 podría ser acoplada para flujo a la salida de la bomba 80, por ejemplo. Preferiblemente, la conexión para flujo de la tercera tubería de recogida 42b y la tubería de salida 88b no están situadas en el rotor centrífugo rotativo 12a.

A continuación se describen métodos de separar componentes o partículas de sangre con referencia a las figuras 1, 2 y 7. Aunque la invención se describe en relación con procedimientos de separación de componentes de la sangre y con la estructura mostrada en los dibujos, se ha de entender que la invención, en su más amplio sentido, no está limitada de este modo. La invención puede ser usada para separar cierto número de partículas y/o componentes de fluido diferentes, y la estructura usada para poner en práctica la invención podría ser diferente de la mostrada en los dibujos. Además, la invención es aplicable tanto a aplicaciones de purificación o filtración de sangre con aguja doble o aguja única. Por ejemplo, la invención puede ser puesta en práctica con el "Sistema de recirculación con aguja única para recogida de componentes de la sangre" de la Patente U.S. Nº 5.437.624.

Después de cargar el vaso de separación 28 y la cámara 30 para fluido en el rotor 12, preferiblemente el vaso de separación 28 y la cámara 30 son inicialmente cebados con un medio fluido de baja densidad, tal como aire, solución salida, plasma u otra substancia fluida que tenga una densidad menor o igual que la densidad del plasma líquido. Alternativamente, el fluido de cebado es la propia sangre entera. El fluido de cebado permite el establecimiento eficaz de un lecho fluidificado saturado de plaquetas dentro de la cámara 30 para fluido. Cuando se usa solución salina, la bomba 78 mostrada en la figura 2 bombea este fluido de cebado a través de la tubería de entrada 36 y hacia el vaso de separación 28 a través de la abertura o puerto de entrada 54. La solución salina fluye desde la porción de entrada 48 a la porción de salida 50 (en sentido contrario a las agujas del reloj en la figura 2) y a través de la cámara 30 para fluido cuando el controlador 89 activa la bomba 80. El controlador 89 inicia también el funcionamiento del motor 14 para hacer girar el rotor centrífugo 12, el vaso de separación 28 y la cámara 30 para fluido alrededor del eje de rotación A-A. Durante la rotación, se impide el retorcimiento de las tuberías 36, 38, 40, 42 y 88 por medio de una conexión de tuberías sin costura de uno-omega/dos-omega, como se sabe en la técnica y se describe en la anteriormente mencionada Patente U.S. Nº 4.425.112.

Cuando se hace girar el vaso de separación 28, una porción del fluido de cebado (sangre o solución salida) resulta atrapada aguas arriba del dique de trampa 70 y forma una cúpula de fluido de cebado (plasma o solución salida) a lo largo de una pared interior del vaso de separación 28 aguas arriba del dique de trampa 70. Después de cebar el aparato 10, y a medida que gira el rotor 12, los componentes de sangre entera o sangre son introducidos a través de la abertura o puerto de entrada 54 hacia el vaso de separación 28. Cuando se usa sangre entera, la sangre entera puede ser añadida al vaso de separación 28 transfiriendo la sangre directamente desde un donante a través de la tubería de entrada 36. Como alternativa, la sangre puede ser transferida desde un recipiente, tal como una bolsa de sangre, a la tubería de entrada 36.

La sangre dentro de vaso de separación 28 es sometida a fuerza centrífuga que hace que se separen los componentes de la sangre. Los componentes de la sangre entera se estratifican en orden de densidad decreciente como sigue: 1. glóbulos rojos, 2. glóbulos blancos, 3. plaquetas, y 4. plasma. El controlador 89 regula la velocidad de rotación del motor centrífugo 12 para asegurar que tenga lugar esta estratificación de partículas. Una capa de glóbulos rojos (componente(s) H de alta densidad) se forma a lo largo de la pared exterior del vaso de separación 28 y una capa de plasma (componente(s) L de baja densidad) se forma a lo largo de la pared interior del vaso de separación 28. Entre estas dos capas se forma una capa de cubierta firme de plaquetas de densidad media y glóbulos blancos (componentes I de densidad media). Esta separación tiene lugar mientras que los componentes fluyen desde la porción de entrada 48 a la porción de salida 50. Preferiblemente, el radio de la trayectoria de flujo 46 entre las porciones de entrada y salida 48 y 50 es esencialmente constante para mantener un lecho de glóbulos rojos estable en la porción de salida 50, incluso si ocurren cambios de flujo.

En la porción de salida 50, el plasma pobre en plaquetas fluye a través del primer paso o pasadizo 64 y aguas abajo de la barrera 62, donde es retirado a través de la tercera abertura o puerto de recogida 60. Los glóbulos rojos fluyen a través del segundo paso o pasadizo 66 y aguas abajo de la barrera 62, donde son retirados a través de la segunda abertura o puerto de recogida 58. Después que los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y el plasma han sido retirados de este modo, son recogidos y recombinados con otros componentes de la sangre o adicionalmente separados. Alternativamente, estos componentes retirados de la sangre pueden ser nuevamente inyectados a un donante.

El/los componente(s) H de mayor densidad (glóbulos rojos) y el/los componente(s) L de menor densidad (plasma) son retirados alternativamente a través de la abertura o puerto 61 de control de interfaz para controlar la posición radial de la interfaz F entre el/los componente(s) H de mayor densidad y el/los componente(s) I de densidad media (capa firme). Este control de interfaz mantiene preferiblemente la superficie 98 de pantalla radialmente interior entre la interfaz F y la primera abertura o puerto de salida 58.

Una porción sustancial de las plaquetas y de algunos de los glóbulos blancos se acumula aguas arriba de la barrera 62. Las plaquetas acumuladas son retiradas a través de la primera abertura o puerto de salida 56 junto con algunos de los glóbulos blancos y plasma. La pantalla 96 limita el paso de substancia H de mayor densidad (glóbulos rojos) a la primera abertura o puerto de salida 56. Preferiblemente, la pantalla 96 reduce sensiblemente el número de glóbulos rojos que entran en la primera abertura o puerto de salida 56, mejorando con ello la pureza de la recogida.

A medida que las plaquetas, el plasma, los glóbulos blancos y posiblemente un pequeño número de glóbulos rojos pasan a través de la primera abertura o puerto de salida 56, estos componentes fluyen hacia la cámara 30 para fluido, llena con el fluido de cebado, de manera que se puede formar un lecho fluidificado saturado de partículas. La porción o cúpula de fluido de cebado (es decir, solución salina) atrapada a lo largo de la pared interior del vaso de separación 28 aguas arriba del dique de trampa 70, guía las plaquetas de manera que fluyan hacia la barrera 62 y la primera abertura o puerto de salida 56. El fluido atrapado reduce el volumen y el área efectivos del paso o pasadizo en el vaso de separación 28 y disminuye con ello la cantidad de sangre inicialmente requerida para cebar el sistema en un proceso de separación. El volumen y el área reducidos inducen también mayores velocidades de plasma y plaquetas cerca de la capa estratificada de glóbulos rojos, en particular, para "arrastrar" plaquetas, hacia la barrera 62 y la primera abertura o puerto de salida 56. El transporte rápido de plaquetas aumenta la eficacia de la recogida.

Durante un proceso de separación de componentes de la sangre, el fluido de cebado atrapado aguas arriba del dique de trampa 70 puede ser sustituido eventualmente por otras fluidos tales como plasma de baja densidad, pobre en plaquetas, que fluya en el vaso de separación 28. Incluso cuando ocurre esta sustitución, una cúpula o porción de fluido atrapado es todavía mantenida aguas arriba del dique de trampa 70.

La inclinación relativamente gradual de la porción de aguas abajo 104 del dique de trampa 70 limita el número de plaquetas que resultan nuevamente arrastradas con el plasma a medida que fluye el plasma a lo largo del dique de trampa 70. La porción de aguas abajo 104 reduce también el número de plaquetas acumuladas aguas arriba de la barrera 62.

El segmento 110 gradualmente inclinado origina la formación de una capa de glóbulos rojos a través del dique de trampa 70. El segmento 110 mantiene transiciones de flujo relativamente suaves en el vaso de separación 28 y reduce la velocidad de los glóbulos rojos en esta región.

Durante un procedimiento de separación de componentes de la sangre, se mantiene preferiblemente un lecho de glóbulos rojos a lo largo de la pared radial exterior 65 del vaso de separación 28 entre las porciones de entrada y salida 48 y 50. Además, la cúpula o porción de fluido atrapado por el dique de trampa 70 es mantenida preferiblemente a lo largo de la pared interior radial 63 del vaso de separación 28. El lecho de glóbulos rojos y fluido atrapado limitan sensiblemente, o más preferiblemente impiden, que las plaquetas se pongan en contacto con las paredes radialmente exterior e interior 65 y 63, respectivamente, debido a que las plaquetas son emparedadas entre el lecho de glóbulos rojos y el fluido atrapado. Se cree que esto reduce la aglomeración de plaquetas causada cuando las plaquetas se ponen en contacto con componentes estructurales de dispositivos de separación centrífuga, los cuales se forman de materiales de polímeros convencionales. La reducción de aglomeración de plaquetas es significativa porque permite la separación de una mayor cantidad de componentes de la sangre y no requiere el uso de tanto anticoagulante (AC). Por ejemplo, se cree que la presente invención permite el tratamiento de aproximadamente el 20% más de sangre, en comparación con algunos dispositivos de separación centrífuga convencionales de etapa doble. Además, la presente invención permite el uso de una relación de aproximadamente 12 a 1 de componentes de sangre a AC en comparación con una relación de 10 a 1 utilizada normalmente para algunos dispositivos de separación centrífuga convencionales de etapa doble, por ejemplo.

Las plaquetas, los glóbulos blancos, y algo de plasma y glóbulos rojos son retirados a través de la primera abertura o puerto de salida 56 y fluyen hacia la cámara 30 para fluido de manera que las plaquetas forman un lecho fluidificado saturado de partículas. El controlador 89 mantiene la velocidad de rotación del rotor 12 dentro de un intervalo predeterminado de velocidades de rotación para facilitar la formación de este lecho fluidificado saturado. Además, el controlador 89 regula la bomba 80 para transportar al menos el plasma, plaquetas y glóbulos blancos a un caudal predeterminado a través de la tubería de recogida 38 y hacia la entrada 34 de la cámara 30 para fluido. Estos componentes de la sangre que fluyen desplazan el fluido de cebado de la cámara 30 para fluido.

Cuando las partículas de plaquetas y glóbulos blancos entran en la cámara 30 para fluido, son sometidos a dos fuerzas opuestas. El plasma que fluye a través de la cámara 30 para fluido con la ayuda de la bomba 80, establece una primera fuerza de arrastre viscoso cuando el plasma que fluye a través de la cámara 30 para fluido empuja las partículas hacia la salida 32. Una segunda fuerza centrífuga, creada por la rotación del rotor 12 y la cámara para fluido 30, actúa para empujar las partículas hacia la entrada 34.

El controlador 89 regula preferiblemente la velocidad de rotación del rotor 12 y el caudal de la bomba 80 para recoger plaquetas y glóbulos blancos en la cámara para fluido 30. A medida que el plasma fluye a través de la cámara 30 para fluido, la velocidad de flujo del plasma disminuye y alcanza un mínimo cuando el flujo de plasma se aproxima al área máxima de la sección transversal de la cámara para fluido 30. Debido a que el rotor rotativo 12 de la centrifugadora crea un campo gravitatorio suficiente en la cámara 30 para fluido, las plaquetas se acumulan cerca del área máxima de la sección transversal de la cámara 30, en lugar de fluir desde la cámara 30 con el plasma. Los glóbulos blancos se acumulan algo más radialmente hacia fuera del área máxima en sección transversal de la cámara 30. Sin embargo, la inversión de densidades tiende a mezclar ligeramente estas partículas durante este establecimiento inicial del lecho fluidificado saturado de partículas.

Los glóbulos blancos mayores se acumulan más cerca de la entrada 34 que las células de plaquetas menores, debido a sus diferentes velocidades de sedimentación. Preferiblemente, la velocidad de rotación y el caudal son controlados de manera que muy pocas plaquetas y glóbulos blancos fluyen desde la cámara 30 para fluido durante la formación del lecho fluidificado saturado de partículas.

Las plaquetas y los glóbulos blancos continúan acumulándose en la cámara 30 para fluido mientras el plasma fluye a través de la cámara 30 para fluido. A medida que aumenta la concentración de plaquetas, los intersticios entre las partículas resultan reducidos y la fuerza de arrastre viscoso del flujo de plasma aumenta gradualmente. Finalmente, el lecho de plaquetas resulta un lecho fluidificado saturado de partículas dentro de la cámara 30 para fluido. Puesto que el lecho está ahora saturado con plaquetas, por cada nueva plaqueta que entra en el lecho saturado de la cámara 30 para fluido debe salir del lecho una plaqueta única. De ese modo, el lecho opera en una condición de estado estable, saliendo las plaquetas a un régimen igual que el régimen a que las plaquetas adicionales entran en el lecho después de fluir a través de la entrada 34.

El lecho saturado se establece automáticamente, con independencia de la concentración de partículas que fluyen hacia la cámara 30 para fluido. El plasma que fluye hacia la cámara 30 para fluido pasa a través del lecho de plaquetas tanto antes como después del punto de saturación de plaquetas.

El lecho saturado de plaquetas ocupa un volumen variable en la cámara 30 para fluido cerca del área máxima en sección transversal de la cámara 30, dependiendo del caudal y del campo centrífugo. El número de plaquetas en el lecho saturado depende de cierto número de factores, tales como el caudal hacia la cámara 30 para fluido, el volumen de la cámara para fluido 30 y la velocidad de rotación. Si estas variables permanecen constantes, el número de plaquetas del lecho fluidificado saturado permanece esencialmente constante. Cuando cambia el caudal de componentes de la sangre hacia la cámara 30 para fluido, el lecho se ajusta para mantenerse ya sea liberando el exceso de plaquetas o aceptando plaquetas adicionales que fluyan hacia la cámara 30 para fluido. Por ejemplo, cuando aumenta el caudal del plasma hacia la cámara 30 para fluido, este flujo de plasma adicional barre el exceso de plaquetas del lecho, ahora supersaturado, y el lecho se establece por sí mismo en la condición de saturado en el caudal incrementado. Por lo tanto, la concentración de plaquetas en el lecho es inferior debido a la liberación de plaquetas del lecho.

Después de formarse el lecho fluidificado saturado de plaquetas, el plasma que fluye transporta plaquetas adicionales a la cámara 30 para fluido y al lecho. Estas plaquetas adicionales se suman al lecho y aumentan el arrastre viscoso del flujo de plasma a través del lecho. En algún punto el arrastre viscoso es suficiente para hacer que las plaquetas cerca del área máxima de la sección transversal de la cámara para fluido 30 salgan del lecho saturado y de la cámara 30 para fluido. De ese modo, la velocidad de rotación y el caudal hacia la cámara 30 para fluido permanece constante, el número y concentración de plaquetas que fluyen hacia el lecho fluidificado saturado de plaquetas iguala sensiblemente al número y concentración de plaquetas liberadas desde el lecho.

Aunque el lecho está saturado con plaquetas, un pequeño número de glóbulos blancos pueden estar dispersados entre el lecho de plaquetas. Estos glóbulos blancos, sin embargo, tenderán a "caer" o sedimentar fuera del lecho de plaquetas hacia la entrada 34 debido a su mayor velocidad de sedimentación. La mayoría de los glóbulos blancos se recogen generalmente dentro de la cámara 30 para fluido entre el lecho de plaquetas saturado y la entrada 34.

Los glóbulos rojos de la cámara 30 para fluido se establecen hacia la entrada 34 de la cámara para fluido, y algunos de los glóbulos rojos sale preferiblemente de la cámara 30 para fluido a través de la entrada 34 mientras los componentes de la sangre están entrando en la cámara 30 a través de la entrada 34. En otras palabras, el flujo bidireccional hacia y desde la cámara 30 para fluido puede tener lugar en la entrada 34 de la cámara para fluido.

El controlador 89 controla preferiblemente la bomba 80 para limitar el número de glóbulos rojos que se acumulan en la cámara 30 para fluido. Por ejemplo, el controlador 89 puede invertir temporalmente el flujo de la bomba 80 para hacer que los glóbulos rojos y otras substancias densas sean derramados desde la salida 34 de la cámara para fluido. Además, el controlador 89 puede hacer funcionar en ciclos a la bomba 80 para permitir la acumulación de componentes relativamente escasos, tales como glóbulos blancos aguas arriba de la barrera 62.

El lecho fluidificado saturado de partículas de plaquetas formado en la cámara 30 para fluido funciona como un filtro o barrera para glóbulos blancos que fluyen hacia la cámara 30 para fluido. Cuando los componentes de la sangre fluyen hacia la cámara 30 para fluido, el plasma pasa libremente a través del lecho. Sin embargo, el lecho fluidificado saturado de plaquetas crea una barrea esencial para glóbulos blancos que entran en la cámara 30 para fluido y retiene estos glóbulos blancos dentro de la cámara 30 para fluido. De ese modo, el lecho filtra efectivamente los glóbulos blancos de los componentes de la sangre que entran continuamente en la cámara 30 para fluido, mientras se permite que el plasma y las plaquetas liberadas del lecho saturado salgan de la cámara 30. A este relleno y liberación de plaquetas se hace referencia como la cualidad de autoselección del lecho. Esencialmente la totalidad de los glóbulos blancos se acumulan dentro de la cámara 30 para fluido entre el lecho fluidificado saturado de plaquetas y la entrada 34.

La separación o filtración de partículas del lecho fluidificado saturado de partículas obvia un número de limitaciones asociadas con la decantación de la técnica anterior. Por ejemplo, pueden ser separadas o filtradas partículas de una manera de estado estable continuo sin tratamiento en tandas. Además, no se requiere un medio fluido adicional de decantación. Además, después de establecerse el lecho fluidificado saturado de partículas, pueden ser variados los caudales en un intervalo sin cambiar el tamaño de las partículas que abandonan la cámara 30 para fluido. A diferencia de la decantación de la técnica anterior, la presente invención establece un lecho de partículas saturado que consiste en partículas numéricamente predominantes. Este lecho deja pasar automáticamente las partículas predominantes mientras rechaza partículas más grandes.

El aparato y el método de la invención separan esencialmente la totalidad de los glóbulos blancos de las plaquetas y el plasma que fluyen a través de la cámara 30 para fluido. La barrera para los glóbulos blancos se crea, al menos en parte, debido a que los glóbulos blancos tienen un tamaño y una velocidad de sedimentación mayores que los de las plaquetas que forman el lecho fluidificado saturado de partículas. Por lo tanto, partículas de densidades similares se separan de acuerdo con diferentes tamaños o velocidades de sedimentación.

Debido a que la separación inicial en la barrera 62 y el lecho fluidificado saturado retira una mayoría de los glóbulos rojos y algunos glóbulos blancos, el fluido que sale de la cámara 30 para fluido consiste principalmente en plasma y plaquetas. A diferencia de algunos filtros porosos convencionales, en los que los glóbulos blancos filtrados son retenidos en el filtro, la presente invención permite que una fracción esencial de glóbulos blancos sea recuperada y devuelta al donante.

Cuando los componentes de la sangre son inicialmente separados dentro del vaso de separación 28, pueden resultar ligeramente activadas un número esencial de plaquetas. El lecho fluidificado saturado de plaquetas permite que sean filtrados glóbulos blancos del plasma y plaquetas a pesar de la ligera activación. De ese modo, la presente invención no requiere un periodo de espera para filtrar glóbulos blancos después de que los componentes de la sangre sufran separación inicial en un vaso de separación 28. Esto contrasta con los métodos que usan algunos filtros convencionales.

Después de la separación, las plaquetas y plasma que salen de la cámara para fluido 30 son recogidos en recipientes apropiados y almacenados para uso posterior. Los glóbulos rojos y el plasma retirados del vaso 28 se pueden combinar para inyectarlos nuevamente al donante o para almacenamiento. Alternativamente, estos componentes pueden ser adicionalmente separados por el aparato 10.

Si se desea la dilución de la concentración de plaquetas, se puede usar el vaso de separación 28b mostrado en la figura 7 para combinar el plasma retirado a través de la tercera abertura o puerto de salida 60a, fluyendo las plaquetas y el plasma desde la salida 32 de la cámara para fluido. Esto permite que tenga lugar la dilución rápidamente sin intervención significativa por parte de un operario del proceso.

A la terminación del proceso de separación, las plaquetas del lecho fluidificado saturado son recogidas para recuperar un número esencial de plaquetas desde la cámara 30 para fluido. Durante la recogida del lecho, el controlador 89 aumenta el caudal y/o disminuye la velocidad de rotación del rotor 12 para liberar plaquetas del lecho. Esto derrama de la cámara 30 para fluido la mayor parte de las plaquetas que constituyen el lecho fluidificado saturado para aumentar esencialmente el rendimiento de plaquetas. La recogida continúa hasta que esencialmente todas las plaquetas han sido retiradas, y justamente antes de que comiencen a fluir un número inaceptable e glóbulos blancos desde la cámara 30 para fluido.

El resto del contenido de la cámara 30 para fluido, que tiene una elevada concentración de glóbulos blancos, puede ser recogido separadamente para uso posterior o recombinado con los componentes de la sangre del vaso 28 para devolver a un donante.

Aunque el dispositivo y el método del invento han sido descritos en términos de retirar glóbulos blancos y recoger plaquetas, esta descripción no se considera una limitación del alcance de la invención. La invención puede ser usada para separar uno de otro cualquiera de los componentes de partículas de sangre. Por ejemplo, el lecho fluidificado saturado puede ser formado de glóbulos rojos para evitar el flujo de glóbulos blancos a través de la cámara para fluido 22, en tanto que los glóbulos rojos no se enrollen (aglomeren) excesivamente. Alternativamente, el líquido para transportar las partículas puede ser salino u otro sustituto del plasma. Además, la invención puede ser puesta en práctica para retirar glóbulos blancos u otros componentes de una recogida de médula de hueso o una recogida de células de cordón umbilical obtenida a continuación de un parto. En otro aspecto, la invención puede ser practicada para recoger células de T, células madre, células de tumores. Además, se podría practicar la invención filtrando o separando partículas de fluidos no relacionados ya sea con la sangre o con sustancias relacionadas biológicamente.

Resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden hacer varias modificaciones y variaciones en la estructura y metodología de la presente invención sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Por ejemplo, la cámara 30 para fluido de la invención se puede usar en un proceso separado que implique la decantación o cualesquiera otros medios de separación de partículas sin apartarse del alcance de la invención. Ciertos aspectos de la invención podrían ser también puestos en práctica sin la cámara para fluido. La invención, en su sentido más amplio, puede ser también utilizada para separar entre sí muchos tipos diferentes de partícula y/o componentes. Además, los vasos de separación anteriormente mencionados 28, 28a y 28b puede tener generalmente forma de correa y tener la porción de entrada y la porción de salida en extremos separados entre sí sin tener la porción de entrada conectada directamente a la porción de salida para formar una configuración generalmente circular. Así, se ha de entender que la invención no está limitada a los ejemplos explicados en esta memoria. Más bien la invención está destinada a cubrir modificaciones y variaciones siempre que estén dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

1. Un aparato de separación centrífuga que comprende:

un rotor centrífugo (12) configurado para ser girado por un motor (14) alrededor de un eje de rotación;

un retenedor (16) en el rotor centrífugo (12), y un vaso de separación (28, 28a ó 28b) en el retenedor (16), el vaso (28) incluyendo:

una porción de entrada (48) que incluye un puerto o abertura de entrada (54) para suministrar al vaso (28) un fluido que se ha de separar en componentes,

una porción de salida (50) que incluye:

una barrera (62) para fundamentalmente bloquear el paso de al menos uno de los componentes separados del fluido; y

al menos un puerto o abertura (56) para retirar al menos el componente bloqueado de fluido del vaso (28),

una trayectoria de flujo (46) que se extiende entre la porción de entrada (48) y la porción de salida (50), y caracterizado por:

un dique de trampa (70) entre el puerto o abertura (56) y la porción de entrada (48), el dique de trampa (70) alejándose del eje de rotación para atrapar a las sustancias de densidad relativamente baja, incluyendo el dique de trampa (70) una porción de aguas abajo (104) que tiene una inclinación relativamente gradual para reducir la mezcla de sustancias de densidad relativamente baja con sustancias de densidad media.

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2. El aparato de la reivindicación 1, en el que el vaso de separación (28, 28a ó 28b) comprende además un segmento inclinado gradualmente en una región al cruzar desde el dique de trampa (70), el segmento inclinado gradualmente incrementa el espesor de una capa del componente de fluido de densidad relativamente alta formado al cruzar desde el dique de trampa (70).

3. El aparato de la reivindicación 2, en el que al menos una parte del vaso de separación (28, 28a ó 28b) está hecho de al menos uno de entre un material semirrígido y un material flexible, y en el que el retenedor (16) incluye una pared interior (20) separada del eje de rotación y una pared exterior (22) separada más aún del eje de rotación que la pared interior (20), definiendo las paredes interior y exterior una ranura entre ellas para recibir el vaso (28, 28a ó 28b), incluyendo la pared exterior del retenedor (16) una porción que se inclina gradualmente alejándose del eje de rotación para formar el segmento inclinado gradualmente en el vaso de separación (28, 28a ó 28b).

4. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la barrera (62) es un dique de espumadera que se extiende a través de la porción de salida (50).

5. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además una cámara (30) para fluido para separar los componentes del fluido que fluye a través del puerto o abertura de salida (56), estando la cámara (30) para fluido montada en el rotor (12) e incluyendo una entrada (32) de la cámara para fluido acoplada fluidamente al puerto o abertura de salida (56), una salida de la cámara para fluido, y una pared de la cámara para fluido que se extiende entre/y define la entrada de la cámara para fluido y la salida de la cámara para fluido, teniendo la pared de la cámara para fluido una superficie interior que define un interior que tiene una zona o área de sección transversal máxima en una posición entre la entrada de la cámara para fluido y la salida de la cámara para fluido, convergiendo el interior desde la posición de la zona o área de sección transversal máxima hacia la entrada de la cámara para
fluido.

6. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos una parte del vaso de separación (28, 28a ó 28b) está hecho de al menos uno de entre un material semirrígido y un material flexible, y en el que el retenedor (16) incluye una pared interior (20) separada del eje de rotación y una pared exterior (22) separada más aún del eje de rotación que la pared interior (20), definiendo las paredes interior y exterior una ranura entre ellas para recibir el vaso de separación, incluyendo la pared interior del retenedor (16) un lomo que se extiende hacia la pared exterior, deformando dicho lomo el vaso de separación para formar el dique de trampa (70) en el vaso de separación (28, 28a ó 28b).

7. El aparato de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la porción de aguas abajo tiene una curvatura generalmente convexa.

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8. Un método para separar componentes de la sangre, que comprende:

proporcionar un vaso de separación (28, 28a ó 28b) que incluye una porción de entrada (48), una porción de salida (50), y una trayectoria de flujo (46) entre las porciones de entrada y salida;.

girar o rotar el vaso de separación (28, 28a ó 28b) sobre un eje de rotación;

introducir los componentes de la sangre en el vaso de separación por rotación (28, 28a ó 28b) de manera que los componentes de la sangre se estratifiquen en el vaso de separación para formar al menos una capa exterior radial que incluya las sustancias de densidad alta, una capa intermedia que incluya al menos las plaquetas, y una capa interior radial que incluya las sustancias de densidad baja;

retirar las plaquetas del vaso de separación (28, 28a ó 28b) a través de un puerto o abertura de salida (56) en la porción de salida (50); y

mantener la capa interior radial de las sustancias de densidad baja entre la capa intermedia y una pared interior radial (20) del vaso de separación para fundamentalmente limitar el contacto entre las plaquetas y la pared interior radial (20) del vaso de separación, en el que mantener la capa interior radial de las sustancias de densidad baja incluye atrapar las sustancias de densidad baja con un dique de trampa (70), incluyendo el dique de trampa (70) una porción de aguas abajo que tiene una inclinación relativamente gradual para reducir la mezcla de dichas sustancias de densidad baja con las plaquetas.

9. El método de la reivindicación 8, en el que las sustancias de densidad baja incluyen al menos uno de entre salino y plasma.