JP2002540907A - 遠心分離装置および使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本装置は、それの回転軸を中止として速度２ωで回転駆動される遠心分離キュベット（２）、開ループを形成する３本の可撓性導管（４ａ、５ａ、６ａ）に接続された３つの流路（４、５、６）によってこのキュベット（２）の中心部に接続され、測度ωで駆動される分離室（３）を包含し、それらのそれぞれの第二の末端は、第一のものと同軸に固定されている。このキュベットの半径および高さは、それぞれ、２５−５０ｍｍの範囲内およびこの半径の７５−１２５％の範囲内にあり、その角速度２ωは、少なくとも１００ｍｌ／分という遠心分離すべき液体の流量を確保するために、＞５００ｒａｄ／ｓである。導管（４ａ、５ａ、６ａ）の材料および寸法は、それらに働く引張り力が＜０．７Ｎ／ｍｍ^２であり、弾性モジュラスが＜５Ｎ／ｍｍ^２であり、交互屈曲破壊強さが１．５Ｎ／ｍｍ ^２より大きくなるように選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】

本発明は、粒子を懸濁状態で含有する液体、とりわけ血液を遠心分離する装置
であって、周辺の分離室を備えた遠心分離機構、この遠心分離機構をその回転軸
を中心として回転させることによってこれを駆動する手段、遠心分離機構の中心
を該分離室に結びつける少なくとも３つの流路を包含し、これら３流路の中央の
末端は、弾性変形可能な材料からなる３導管のそれぞれの第一の末端にそれぞれ
接続されており、それらの導管はそれぞれに遠心分離すべき液体の供給源および
該液体の密度を異にする成分を捕集する２つのの捕集器（コレクタ）に接続され
ており、それらの流路は該遠心分離のまわりでその回転軸に対してほぼ半径方向
を向いた開ループを形成するように予定されており、それらループのそれぞれの
第二の末端は角速度２ωの遠心ロータの回転軸に対して角度が固定され、同軸で
あり、さらに、それらループの各々を該遠心分離機構に対して同心的に、角速度
ωで回転させる手段を包含する前記装置に関するものである。本発明は、また、
この装置の利用に関するものでもある。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】

開ループを形成する可撓性の管またはひも状物によって回転機構への連結を可
能ならしめる系であって、該ループの一端は速度２ωの回転機構の軸の回転と連
動しており、第一の末端と同軸の他端は固定されており、開ループは速度ωで駆
動されて、自身の軸を中心として速度−ωで回転する可撓性管の回転を惹起し、
かくしてこの可撓性管のねじれをすべて打ち消す系が、ＵＳ３５８６４１３に開
示されている。可撓性管と回転機構との間の継ぎ目をすべて不要とするこの原理
は、多くの遠心分離装置において広く踏襲されてきた。遠心分離機中の回転機構
の速度を考慮すると、そこで速度−ωで回転する可撓性管は、遠心力によって惹
起される引張り応力、開ループを形成する管の部分の速度−ωでの回転による曲
げ応力ならびに上記の曲げによる材料の粘性力の作用によって惹起される加熱を
受ける。ところが、血液の遠心分離の場合、温度上昇は＜５℃でなければならな
い。

【０００３】 これらの異なる応力を考慮することによって、比較的平らな形の、直径が２０
０ｍｍを越える遠心分離機構を用い、通常は約２００ｒａｄ／ｓである回転速度
ωを場合によっては４００ｒａｄ／ｓまで高める解決策がもたらされている。こ
の選択は、まずまずの液体流量を達成しながら、回転速度を抑え、可撓性管への
曲げ応力および引張り応力を減じることを可能にする。血液用遠心分離機の領域
で広く普及しているこの選択は、当然のこととして、比較的大きい直径の遠心ロ
ータへと導く。かかる遠心ロータは、それが受ける遠心力およびその大きい直径
を考慮すると、これらの力に抵抗するよう寸法決定されなければならず、何キロ
ものロータに至ることになり、その結果、とくに血漿を採取することを目的とし
たプラスマフェレーシスが問題となる場合に、使い捨ての形のこのタイプのロー
タを経済的に製造することがもはや不可能となる。

【０００４】 そのため、ＵＳ４０７６１６９には、血液などの粒子を懸濁状態で含有する液
体を遠心分離するための使い捨て囲い（容器）が提案されている。かかる使い捨
ての囲いは遠心力に耐えないので、互いにはめ込み接合された２つの円形半シェ
ルによって形成されたロータの内部に設けられたスペースの中へ配置される。ロ
ータのスペースの中へ遠心分離囲いを配置するには、ロータの分解および組み立
て、それを開くことおよび遠心分離囲いの設置という操作が必要である。

【０００５】 同じタイプの解決策が、ＵＳ４０１０８９４、ＵＳ４８３４８９０およびＵＳ
４９３４９９５ならびにＵＳ４５３１９３２に記載されている。これらの分離装
置のいずれにおいても、使い捨て分離容器は、支持用ロータ内に配置される可撓
性の袋により構成され、剛性要素を用いるよりも操作をずっと容易にする。

【０００６】 ＵＳ４１０８３５３に記載されているごとき他の解決法では、これら囲い（容
器）を位置決めし、取り付けるための要素を有するロータに遠心分離囲いを配置
する。この場合にも、これらの囲いの配置には、繊細で時間のかかるいくつかの
操作が必要である。さらに、かかる系は、遠心ロータの平衡化のために偶数のい
くつかの囲いの存在が必要とする。それゆえ、かかる系は、採血に引き続いて直
ちに遠心分離するのには適していない。

【０００７】 遠心分離によって血液成分を分離する場合に提案されている単独の剛性ロータ
は、ＵＳ４３３００８０、ＵＳ４５４０３９７ならびにＵＳ５３５０５１４に記
載されているものである。そのロータは、直径が２００ｍｍより大きい円盤状の
分離用囲いのほかに、２つの環状案内面がもうけられた管状体および、それらの
案内面の間に、駆動ピストンとかみ合うべき歯付きリングを包含する。

【０００８】 このロータの搭載および取外しには、ロータの環状面の各々と係合する３つの
案内ローラの一つを取り外す必要がある。遠心分離の間はこれらの取外し可能な
ローラがロータの保持を保証しなければならないので、これらのローラをロック
する手段を準備しなければならない。それゆえ、これらの使い捨てロータの交換
は複雑な操作となり、遠心分離の間にロータが偶然外れる恐れがあることを考え
れば、細心の注意を払って行わなければならない。

【０００９】 これらの問題のほかに、これらのロータの寸法および設計は、重い、場所をと
る、高価な装置をもたらし、採血に引き続いてのプラスマフェレーシスには適当
でない。治療上の応用において、使い捨てロータの価格が決定的に重要ではない
としても、採血時に行われるプラスマフェレーシスの場合、この価格は決定的に
重要である。ところで、もし、生体が産生するのに長時間を要する血液細胞、と
りわけ赤血球を提供者に再注入できれば、この提供者は、より近接した頻度でそ
の血液を提供できるであろう。しかし、これは、血液細胞からの血漿の分離が採
血と同時に行うことができてはじめて実現可能であり、そのためには、十分低い
価格で製造でき、容易に、信頼できる方法で交換が可能な分離囲い（容器）がな
ければならない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 本発明の目的は、上記の不都合を少なくとも部分的に改善することである。

【００１１】 そのために、本発明は、まず第一に、請求項１および１９に記載の定義に従っ
た、前記タイプの遠心分離装置を対象とする。

【００１２】 それは、さらに、請求項１４により定義されるとおりの、この装置の使用をも
対象とする。

【００１３】 それはまた、請求項１５において定義されている通りの遠心分離機構を対象と
する。

【００１４】 本発明の遠心分離装置は、遠心分離機構の重量を、既知の剛性の使い捨て機構
と比較して約５分の１にすることができる。よりコンパクトな遠心分離機構を持
つことをも可能にするこの重量減少は、遠心分離装置の重量を減少させ、それが
占める場所を小さくし、それの取り扱いを容易にすることができる。それゆえ、
この装置は、重量および占拠場所の減少の結果として持ち運びが容易になり、採
血車中で使用することができ、提供者にそれ自身の赤血球を再注入することを可
能ならしめるので、既知の病院環境での用途以外に、新しい応用範囲を提供する
。

【００１５】

【実施の形態】

とりわけプラスマフェレーシスのための、図１によって示された遠心分離装置
は、円盤の形状をもち、玉軸受けＰ１、Ｐ２に回転可能に支承された管状体１ａ
を末端に備えた遠心ロータ１を包含する。この遠心ロータ１は使い捨て遠心キュ
ベット（容器）２を支える。このキュベットは、互いに溶接または接着された２
つの部分、円盤２ａにより形成された下方部分および内側２ｃおよび外側２ｄの
２つの同心の円筒形側壁を有する上方部分２ｂ、の結合によって形成されている
。それらの壁の間に分離のための環状の囲いができている（図１および２）。遠
心キュベット２の上方部分２ｂ内に設けられた半径方向の３本の流路４、５、６
が、分離のための環状の囲いをこのキュベットの中央に結び付けている。流路４
は、遠心分離すべき血液を供給する流路を構成する。それは、分離用環状囲い３
の側壁２ｄにつながる仕切り壁７を有し、この供給流路４の他の壁はその分離用
囲い３の内壁２ｃで止まっている。

【００１６】 仕切り壁７は、流路４を血液細胞回収用流路５から隔てる役目もしており、流
路５の他の仕切り壁８は、分離用環状囲い３の側面外壁２ｄから若干の距離のと
ころで止まっている。この仕切り壁８は、それゆえ、流路５と６とを分離し、そ
れらをそれぞれ分離用環状囲い３の外側部分、すなわち、血液細胞が濃縮される
部分および血漿が濃縮される低密度の部分と連通させている。回収された血液細
胞を、その後、赤血球、白血球および血小板に分離することが可能なことはもち
ろんである。キュベット２の一変形では、この分離の達成のために、２つより多
くの出口流路をもつように計画することができよう。

【００１７】 これら３本の流路４、５、６は、キュベットの中央に通じ、そこで、好ましく
は同じ可撓性管状要素９内に平行に設けられた３本の導管４ａ、５ａおよび６ａ
（図４）にそれぞれ連絡する。この管状要素の流路４、５および６に通じる末端
に隣接する部分は、キュベットの上方部分２ｂの上に、キュベットの回転軸と同
軸に形成された管状の穴の中に保持される。３本の導管４ａ、５ａ、６ａの断面
は楕円形であり、これらの楕円の長軸は、管状要素９の長さ方向軸に対して同心
の少なくともひとつの円に接する。導管４ａ、５ａ、６ａの楕円形断面のこの配
向は、管状要素のその長さ方向軸を中心とした回転を容易ならしめる。

【００１８】 上記のこのことから、使用の都度使い捨てにされる運命にある可動部分が３つ
の部分、すなわち２つの部分２ａ、２ｂから互いに溶接または接着されて構成さ
れるキュベット２および管状要素９から構成されるだけであるということになる
。さらに、この集合は、なんらの密閉性継手をも必要としない。この集合は、後
述のようにして、遠心ロータに取外し可能に接続される。

【００１９】 キュベット２の下部２ａを形成する円盤の底は、円錐台形の末端１１ｂに隣接
する半円形断面の溝１１ａを有する円柱形のほぞまたはロッド１１によって構成
された連結要素を有する。この連結ロッド１１は、連結要素１３のブシュ１２に
よって形成された連結要素の中にはめ込まれる。このブシュおよび連結要素は、
ロータ１の管状部内に収容されている。

【００２０】 連結機構１３は、この実施形態では、ロータ１の管状部と連携したブシュ１２
によって形成された軸方向通路の内端に位置するボールクラウンによって構成さ
れている連結手段を包含している。管状部分１ａ内に、筒状ピストン１７が摺動
可能にはめ込まれている。その上端は、漏斗の形をした表面１７ａに終わってい
る。この筒状ピストン１７は、ロータ１の管状部分の一端と筒状ピストン１７の
当り面との間で圧縮されたコイルばね１８によって、ブシュ１２の内端へ、軸方
向に押し付けられている。ブシュ１２へ向かってのこの軸方向の押し付けおよび
漏斗１７ａの形が、ボールクラウン１６に対して向心力を及ぼして、ボールをキ
ュベット２の連結ほぞ１１の溝１１ａ内へ押し込むという結果をもたらす。

【００２１】 連結ほぞ１１を抜き取るときにこれらのボールがブシュ１２の軸方向の隙間に
はまるのを避けるために、第二のピストン１４を、筒状ピストン１７の内部に摺
動可能にはめ込んでおき、第二のコイルばね１９がこれを連結機構１１の末端へ
向けて軸方向に押すようにする。

【００２２】 一変形によれば、ボールクラウン１６を、ピアノ線タイプのスリット入り環状
ばねあるいは輪環面ばねを形成するコイルばねによって置き換えることが可能で
、そのとき、それらの両端は、コイルばね１８の圧力のもとに漏斗１７ａによっ
て互いに近づけられ、かくして、その直径を減少させて、連結ほぞの溝１１ａと
のかみ合いを維持する。

【００２３】 筒状ピストン１７の外端は、ばね１８の圧力に対して逆向きの軸方向引張り力
を作用させるのを可能ならしめるための把持機構２０と連携して、ボール１６が
外へ向けて移動するのを可能ならしめる。そのとき、ばね１９の軸方向圧力を受
けているピストン１４が、キュベット２を上方へ投げ出すことができ、それと同
時に、ボール１６を間隔をおいて保持することができる。

【００２４】 図１から見てとることができるように、キュベット２のロータ１への良好な固
定を確保するために、このキュベット２を担持する円盤の上面は、わずかなスペ
ース１ｂを有し、これが円盤の周辺の環状面との良好な接触を保証してくれる。
さらに、連結ほぞ１１の溝１１ａの軸方向の位置を、ブシュ１２の軸方向通路内
に、通常はごく部分的に存在して、ボール１６のこの溝１１ａへの入り込みがキ
ュベット２の底の中心のごく僅かな湾曲を誘発し、これがロータ１の円盤のすき
ま１ｂを可能ならしめ、かくして、キュベットの摩擦による連動・同伴を保証す
るのに十分なこの円盤とキュベット２との間の接触が確保されるように、選択す
ることができる。

【００２５】 ロータの管状部分１ａの玉軸受けＰ１、Ｐ２は、４本の柱１５によって上方円
盤２６に固定された受け板２２に固定された支持要素２１内に装着されており、
それらの柱のうちのキュベット２の背後にある２本は図１および３に見ることが
でき、他の２本は、ロータ１の軸に平行な駆動軸２３に対して対称的に配置され
ている。この配置のおかげで、駆動軸とは反対側の遠心分離装置側は、自由であ
って、キュベット２の側面からの導入および管状要素９の配置を可能ならしめて
いる。これにより、遠心キュベット２に容易に到達して、それの配置および抜き
取りを容易に実施することが可能になる。

【００２６】 駆動軸２３は、それぞれに受け板２２およびキュベット２の上方に位置する上
方円盤２６と連携する２つの玉軸受け２４、２５によって、回転可能に装着され
ている。この上方円盤２６は、ロータ１の回転軸と同軸の電動機２８の駆動軸と
連動している。円盤２６の上方にのびる軸２３の末端は、固定小歯車３０とかみ
合う遊星小歯車２９と連動する。遊星小歯車２９と固定小歯車３０との直径の比
は１／１であり、従って、板２６の回転速度はωであり、軸２３のその回転軸を
中心とした回転速度は２ωである。この軸２３の下端は、歯付きベルト３２によ
って歯付き小歯車３３に連動されている歯付き小歯車３１を有しており、歯車３
３の直径は歯車３１と同じであり、従って、ロータ１は速度２ωで駆動される。

【００２７】 可撓性の管状要素９は開ループを形成し、その一端９ａはロータ１に固定され
ており、回転軸に対して同軸である。この末端９ａは、固定されており、この管
状要素９の他端を支持する穴１０に類似の管状接続穴１０′内に収容されている
。これら管状要素１０および１０′の各々は、それぞれ一種の漏斗１０ａおよび
１０′ａを有し（図５）、これらは、管状要素９が遠心力を受けたときに、それ
のこの部分を支える。このループが板２に設けられた開口部２２ａを通過してい
るので、それは、それのキュベット２の中心と連携している末端が速度２ωで駆
動されるとき、ロータ１の回転軸を中心として速度ωで駆動され、他端９ａは固
定されているので、可撓性要素は、これらの両端の間でその長さ方向軸のまわり
に速度−ωで駆動され、これらの２つの末端の間でのねじれのすべての蓄積を解
消する。この原理は、ＡｄａｍｓのＵＳ３５８６４１３以来周知である。板２２
と連携する支持面２２ｂが、遠心力の作用を受けての管状要素９の変形を抑制す
るのに役立つ。管状要素９の案内部は、自己潤滑性または摩擦係数の小さい材料
、たとえばオイラミド（Ｏｉｌａｍｉｄ）（登録商標）、ブロンズ―テフロン（
登録商標）、バルフロン（Ｖａｌｆｌｏｎ）（登録商標）からなっていることが
好ましい。

【００２８】 管状要素の固定された末端の下流で、３本の導管４ａ、５ａ、６ａが別れて、
血漿導管６ａは分離用囲い３内の血漿と血液細胞との分離面の位置の関数として
の流量制御弁３４に結び付けられている。

【００２９】 そのために、分離用囲い３の上端に二重プリズム３ａが設けられており、注入
時にはキュベット２の大きい部分２ｂと一体になっている。この二重プリズム３
ａの、キュベット２の回転の結果としての遠心力によって血漿から分離された血
液細胞によって覆われた部分は、不透明であり、一方、血漿内に現れる部分は透
明である。レーザおよび光電検出器を包含する光学装置３５が、このプリズム３
ａに向かい合って配置されており、透明な血漿中に現れた二重プリズム３ａの部
分によって反射された光を光電検出器が受け取る。かくして、キュベット２が１
回転するたびに、二重プリズム３ａの透明帯域の角度値に比例した持続時間の信
号が増幅器３６に供給される。その出力側は比例弁３４に接続されている。この
透明帯域が増加または減少するのに応じて、増幅器３６は、比例弁３４を制御し
て、血漿排出導管６ａの断面積を減少させ、ないしは増加させ、この制御によっ
て、出口導管５ａおよび６ａ中の流量の間の平衡を、提供者の腕の静脈圧によっ
て定まり、導管４ａへの血液供給ポンプによって決定される流入流量の関数とし
て、維持することを可能ならしめる。

【００３０】 遠心キュベット２および開ループを形成する管状要素９の寸法は、このキュベ
ット２ならびにその寸法が主として遠心キュベットの直径に依存する遠心分離装
置全体の外形寸法、重量、価格および体積を減じうるように、選択する。直径が
減少すれば、速度を高める必要がある。この上昇は、遠心囲い３の高さの増大に
よって限定される可能性があり、結果としての、血液細胞の良好な沈降の達成に
よって確定される極大流量は、ほとんど一定にとどまる。

【００３１】 例として、キュベットの直径は８０ｍｍであり、高さはほぼその半径に等しい
。かかる直径は、技術水準の分離用ロータのそれらの約３分の１に相当する。従
って、管状導管９によって形成される開ループの長さは、技術水準のループのほ
ぼ３分の１に相当する。

【００３２】 キュベット２の半径を減じ、かくして管状導管９によって形成されるループの
長さを減じることによって、それが受ける遠心力によってそれに及ぼされる引張
り力が、一定の値に保たれうる。直径４ｍｍの３本の管を用いる代わりに、我々
は、直径７ｍｍの単一の管状要素９を用いる。従って、結果としての断面積は同
じで、０．３８ｍｍ^２である。管状要素の材料は、技術水準におけると同様に、
可塑化ＰＶＣまたは比重１．２ｇ／ｃｍ^３のシリコーンである。管状要素９の開
ループの長さを技術水準のそれの３分の１に減じられるから、この管状要素の質
量はほぼ３分の１に等しい。開ループの半径も、ほぼ３分の１に減じる。

【００３３】 この管に働く引張り力は、 Ｆ＝ｍω^２・Ｒ に相当する。

【００３４】 技術水準では、ロータの速度２０００ｒｐｍの半分に相当する１０００ｒｐｍ
（ω≒１００）というループの速度、０．１３ｍのループ半径で、次の力が得ら
れる： Ｆ＝０．０１４・１００^２・０．１３＝１８．２Ｎ 本発明の実施例の場合、質量０．００４６ｋｇ、ループの速度３０００ｒｐｍ
（ロータ１の速度６０００ｒｐｍに相当）、ループ半径０．０４５ｍで、力は次
の通りである： Ｆ＝０．００４６・３００^２・０．０４５＝１８．６Ｎ 引張り力の値は、次のとおりである： σ＝Ｆ／Ｓ＝１８／３８＝０．４７Ｎ／ｍｍ^２ 管状要素への交互の曲げ応力の値が下記に相当するとする： σ=Ｅ・ｒ／Ｒ ここに、ｒは、管状要素の半径、 Ｒは、この管状要素により形成されるループの半径である。

【００３５】 本発明の場合、半径Ｒはより小さいので、σを減じるためには、ｒおよびＥを
減少させなければならない。上記の例では、Ｅ＝４Ｎ／ｍｍ^２、σ_rupture＝１
２Ｎ／ｍｍ^２。交互屈曲１００万回に相当する屈曲の場合、すなわち５．５時間
運転の場合、この値は、追加の疲労を考慮に入れても、係数５だけ減少し、従っ
て、交互曲げ応力≒２．４Ｎ／ｍｍ^２の場合、σ_ruptureは： σ＝４・３．５／３０＝０．４７Ｎ／ｍｍ^２ すなわち、安全係数は２．４／０．４７≒５。

【００３６】 この寸法決定例は、そのために若干の措置をとりさえすれば、性能を失うこと
なく、応力を増加させることなく、分離用囲いの直径をきわめて顕著に減少させ
ることが全く可能であることを、示している。ところで、この直径減少は、装置
の寸法をきわめて著しく減少させることを可能ならしめる。これにより、はるか
にコンパクトで、より軽く、より安価な装置を製造することが可能となる。この
装置は、場所をとらず、同じ面積上により多くの装置を設置することができ、こ
のことは、とりわけスペースを減じた血漿回収用バットの場合に、重要である。

【００３７】 たとえば、本発明に従った回転部分の重量は、約６００ｇである。一方、技術
水準の装置のロータの重量はそのほぼ５倍である。これが、血液の回収において
、一般には、プラスモフォレーシスを直接には行わず、血液を可撓性の袋に集め
、そのあとで、きわめて大きい遠心分離機に入れる理由である。この場合、提供
者に赤血球を戻すことはもはや不可能である。ところで、生体がその量の赤血球
を再生するための時間は長く、このことが、同一提供者について２回の分離をす
るのに何か月も必用である理由を説明してくれる。もし、赤血球を分離後に再注
入することができれば、その必要はなくなるであろう。今や、採血と同時に分離
を行いさえすればよい。

【００３８】 １回限り使用する遠心カップを用いて機能する他のタイプの機械が存在してい
るが、それらは、回転継手を必要とし、より高価につく解決法に至らせるもので
、遠心分離すべき液体の供給と分離された成分の排出を同時に行うことはできず
、従って、供給と排出を交互に行う必要があり、体外にある体積が大きくなる。

【００３９】 安価に製造できる軽量で、あまり場所をとらない遠心分離装置およびとりわけ
使い捨て分離囲いを持つことの重要性は、明らかである。従って、これらの分離
用の囲いまたはキュベットの交換の容易さも、必要不可欠である。これらの条件
全体を統合したものがはじめて、現在の血漿回収法に取って代わることができる
。

【００４０】 この発明の別の重要な一面は、遠心キュベット２へ血液を導入するときの超過
圧によって、液体の完全な循環が達成されることにある。この超過圧は、供給導
管４ａならびに血液細胞回収導管５ａおよび血漿回収導管６ａで惹起される装入
物のロスを補償することになる。この超過圧を生じさせるためには、所望の流入
流量を確保するようになった蠕動ポンプを有利に使用できる。それゆえ、流出成
分用の蠕動吸引ポンプは何ら必要ではなく、血漿流量の調節は、制御系によって
血漿と血液細胞との境界の位置の変化の関数として操作される調節弁３４によっ
て達成される。

【００４１】 もちろん、この装置はとりわけ採血に合わせてプラスマフェレーシスを実施す
るための使用に適しているが、治療目的の用途に用いうることももちろん可能で
ある。実際、３本の導管４ａ、５ａ、６ａを包含する管状要素９が、安全係数５
で、５時間を越える連続使用ができると予測されることが確認されており、この
ことは、考えられる全ての用途においてそれの使用を可能とする。

【００４２】 本発明の対象装置は、既知の適合した手段で、洗浄すべき細胞および洗浄液を
当該領域へ交互に導入することによって、血液細胞の洗浄のために用いることも
できる。変形として、追加の導管によって洗浄液を導入して、分離と洗浄とを同
時に行いうるようにすることが可能であろう。この場合には、管状要素９は、図
示した３本の代わりに４本の導管を包含することとなる。

【００４３】 図５および６に示した変形においては、先行実施形態の２枚の円盤２２および
２６が、直径方向に向かい合った２本の支柱３７および３８を持つアルミニウム
製単一片となった２本の直径方向アーム２２′、２６′によって置き換えられて
いる。アーム２６′は、電動機２８の軸２７の表面に見られるボス２６′ａを有
する。柱３７は、駆動軸２３を通すための円筒形通路３９を有する。他の柱３８
は、管状要素９の案内溝４１を有する。

【００４４】 支持体４０は、その半径が最大の帯域、従って遠心力が最大の帯域で、可撓性
管状要素９を支えるように構想されている。漏斗１０ａは、管状要素９の中心部
を支えている。

【００４５】 装置回転の間の溝４１と管状要素９との間の摩擦を減じるために、支持体４０
は、図１の実施形態の支持体２２と同様に、摩擦係数の小さい材料でできている
。すでに挙げた材料のほかに、高分子量ポリエチレン（ＰＥＨＭＷ）も使用でき
る。管状要素９の製造に際して、それがＰＶＣ製の場合には、シリカベースの可
塑剤を用いて、表面をより滑りやすくすることによって、滑りをよくすることも
できる。必要によりらせん状の溝彫りによって溝４１の接触面を小さくすること
によって、摩擦を減少させることも可能である。

【００４６】 図７のもう一つの変形によれば、支持体４０のシュート（案内溝）に、管状要
素９の軸と平行な軸のまわりに自由に回転させられるローラ４２を配置する。こ
れらのローラ４２は、その表面での管状要素９の回転によって駆動される。

【００４７】 遠心分離装置の残余は、先に記載した実施形態に相当する。図５および６に関
連して説明した変形は、遠心分離速度で回転するとき、装置の平衡化を容易にし
、安全性を高めることができる。それは、遠心力をきわめて僅かしか受けない管
状要素９の案内および支持を改善もする。

【図面の簡単な説明】

本遠心分離装置のその他の利点は、添付の図面を用いて行った以下の説明の間
に明らかとなるであろう。

【図１】 本実施形態の立面断面図である。

【図２】 図１の直線II−IIに沿っての部分断面図である。

【図３】 駆動機構の運動の概念図である。

【図４】 図１の直線IV−IVに沿っての拡大断面図である。

【図５】 図１の実施形態の一変形の部分断面図である。

【図６】 図５の直線VI−VIに沿っての図である。

【図７】 図１および図５と類似の他の変形図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G045 BA13 BB10 CA25 FA11 HA09 JA07 2G052 AA30 AD29 AD46 AD52 CA03 CA04 CA08 CA35 ED17 FC06 FC07 FC12 GA11 HA17 HC10 HC28 HC36 JA02 JA04 JA05 JA08 JA15 JA16 4C077 AA12 BB04 CC01 CC03 DD08 EE01 HH03 HH12 HH15 JJ03 JJ12 JJ16 KK23 KK25 NN03 4D057 AA03 AB01 AB03 AC01 AE01 AF01 BA04 BA11 BA31 BC01 BC05 BC11 CA05 CB01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を有する遠心分離機構（２）、周辺の分離室（３）、
   該遠心分離機構（２）の中心を該分離室（３）に結びつける複数の流路（４、５
   、６）を含み、これら流路の中心の末端は導管（４ａ、５ａ、６ａ）のそれぞれ
   の一端に接続されており、これら導管のそれぞれの第二の末端は角度が固定され
   て、該回転軸に対して同軸であり；また、該複数の導管を該回転軸を中心にして
   角速度ωで回転させるための第一の駆動手段（２２）および該遠心分離機構（２
   ）を該回転軸を中心として角速度２ωで回転させる第二の駆動機構（１、２３−
   ３３）を含む粒子を懸濁状態で含有する液体、特に血液を遠心分離する装置であ
   って、該遠心分離機構（２）が、２５−５０ｍｍの範囲内の半径およびこの半径
   の７５−１２５％の範囲内の高さを有することを特徴とする遠心分離装置。
2. 【請求項２】 遠心分離機構（２）の角速度２ωが＞５００ｒａｄ／ｓであ
   ることを特徴とする請求項１の装置。
3. 【請求項３】 液体が遠心分離機構（２）内へ少なくとも１００ｍｌ／分の
   流量で導入されることを特徴とする請求項１の装置。
4. 【請求項４】 該導管（４ａ、５ａ、６ａ）に作用する引張り力が＜０．７
   Ｎ／ｍｍ^２であり、その弾性モジュラスが＜５Ｎ／ｍｍ^２であり、交互屈曲破壊
   強度が１．５Ｎ／ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１の装置。
5. 【請求項５】 該遠心分離機構（２）が、２つの環状部材を有するキュベッ
   トの形をもち、それらの部材はそれらの間に該流路（４，５，６）および該分離
   室（３）を設けるようになっていることを特徴とする請求項１の装置。
6. 【請求項６】 ３本の導管（４ａ、５ａ、６ａ）が同一の管状要素（９）の
   中に統合されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの装置。
7. 【請求項７】 該管状要素（９）の断面の直径は７ｍｍを越えないことを特
   徴とする請求項１乃至６のいずれか１つの装置。
8. 【請求項８】 ３本の導管（４ａ、５ａ、６ａ）の断面が楕円形であり、こ
   れら楕円の長軸が該管状要素（９）の長さ方向軸に対して同心の少なくとも一つ
   の円に接していることを特徴とする請求項７の装置。
9. 【請求項９】 可撓性管状要素（９）によって形成されたループの変形を抑
   制するための支持手段（２２ｂ、４０）を包含することを特徴とする請求項１乃
   至８のいずれか１つの装置。
10. 【請求項１０】 遠心分離によって生じた成分の一つの捕集器に接続される
    予定の該導管の一つ（６ａ）が比例弁（３４）を包含し、該導管によって搬出さ
    れるべき成分の純度を検知するための検知手段が該導管の上流に配置されており
    、この検知器が測定された純度の関数として該導管（６ａ）中の流量を制御する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つの装置。
11. 【請求項１１】 該遠心分離機構の通過を可能ならしめるための空間が第一
    および第二の駆動手段（２２、１）の横に設けられていることを特徴とする請求
    項１の装置。
12. 【請求項１２】 該分離室（３）中にプリズムが配置されており、該検知手
    段が、該遠心分離機構（２）に対して一定したレーザビームならびに血液細胞と
    結晶との境界の位置を測定し、該比例弁の制御機構に対してその位置に特有の信
    号を送る光電セルを含むことを特徴とする請求項１０の装置。
13. 【請求項１３】 管状要素（９）とこれと接する可動性部分との間の摩擦を
    、この管状要素（９）のＰＶＣにシリカベースの可塑剤を表面導入し、らせん状
    の溝によってシュート（２２ｂ、４１）の接触面積を減少させることによって減
    じることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１つの装置。
14. 【請求項１４】 該遠心分離すべき液体を、所定流量での流れを生じさせる
    のに適した圧（Ｐ）のもとに置き、遠心分離された成分の少なくとも一つの純度
    を測定し、遠心分離により生じた２成分のそれぞれの流量割合を該純度の関数と
    して制御することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１つの装置の使用方
    法。
15. 【請求項１５】 液体、とくに血液を分離するために軸を中心として回転す
    るのに適しており、その液体は、複数の導管（４ａ、５ａ、６ａ）を有する単一
    の管状要素（９）によって遠心分離機構（２）へ供給されかつその管状要素によ
    って取り出される遠心分離機構（２）であって、 円盤の形の底部（２ａ）と、 底部（２ａ）からのびる円筒形外壁（２ｄ）と、 底部（２ａ）からのび、外壁（２ｂ）から間隔をおいていて、それらの間に環
    状の分離室（３）を規定するようになっている円筒形内壁（２ｃ）と、 底部（２ａ）からほぼ同軸にのび、管状要素（９）の一端を受け入れるように
    なった管状の穴（ハウジング）（１０）と、 遠心分離機構の底部（２ａ）に形成され、半径方向にのびる複数の流路（４、
    ５、６）（各々の流路（４、５、６）は管状要素（９）のそれぞれの導管（４ａ
    、５ａ、６ａ）と分離室（３）とを連通させることとから成る遠心分離機構。
16. 【請求項１６】 各流路（４、５、６）が分離室（３）の内部に終点を有し
    、各終点が分離室（３）内で異なる半径方法位置を占めていて、分離すべき液体
    の異なる成分と連通するようになっていることを特徴とする請求項１２の遠心分
    離機構。
17. 【請求項１７】 分離室（３）内に配置された二重プリズム（３ａ）を含み
    、この二重プリズムは光学装置（３５）と協同して、分離室（３）内の選ばれた
    成分の水準（レベル）を検知するようになっていることを特徴とする請求項１６
    の遠心分離機構。
18. 【請求項１８】 二重プリズムが、分離室（３）の底部（２ａ）とは反対側
    の部分に配置されていることを特徴とする請求項１７の遠心分離機構。
19. 【請求項１９】 粒子を懸濁状態で含有する液体、とくに血液を遠心分離す
    るための装置であって、 軸を中心として回転するように装着された第一の駆動要素（１）と、 第一の駆動手段（１）に対して同軸に回転するように装着された第二の駆動要
    素（２２）と、 第一（１）および第二（２２）の駆動要素を２：１の比で駆動する手段（２２
    −３３）と、 第一の駆動要素（１）に取外し可能に接続された遠心分離機構（２）であって
    、同軸の管状の穴（ハウジング）（１０）を有する遠心分離機構（２）と、 連結用の管状の穴（ハウジング）（１０′）と、 遠心分離機構（２）の管状の穴（１０）に接続された第一の末端および連結用
    の管状の穴（１０′）に接続され、長さ方向軸を規定している第二の末端（９ａ
    ）を有する管状要素（９）（管状要素（９）は第二の駆動要素（２２）に結合さ
    れて回転し、管状要素（９）は内部に設けられた複数の導管（４ａ、５ａ、６ａ
    ）を有し、各導管（４ａ、５ａ、６ａ）は楕円形の横断面を有していて、長さ方
    向軸を中心とした管状要素（９）の回転を容易ならしめることとから成る遠心分
    離装置。
20. 【請求項２０】 各管状導管（４ａ、５ａ、６ａ）の楕円形断面が長軸を規
    定しており、それらの長軸が、管状要素（９）の長さ方向軸に同心の少なくとも
    一つの円に接していることを特徴とする請求項１９の遠心分離装置。
21. 【請求項２１】 楕円形管状導管（４ａ、５ａ、６ａ）の長軸が管状要素（
    ９）の長さ方向軸に対して各々同心の複数の円に接していることを特徴とする請
    求項２０の装置。