JP2010167333A - 遠心分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の遠心分離容器に対して洗浄液等を均等に供給することができる遠心分離装置を提供する。
【解決手段】モータと、モータの回転軸に接続されたロータ２と、ロータ２の回転軸１１上に配置されたステータ１と、ロータ２とステータ１の少なくとも一方を軸方向に押圧して、ステータ１とロータ２とを密着させる押圧部材１ｄと、ロータ２の半径方向外方に接続された複数の遠心分離容器３とを備え、ステータ１が、ロータ２との密着面１ｃに設けられた回転軸１１を中心とする円弧状の溝と、溝内に開口する流路１ａ，１ｂとを有し、ロータ２が、ステータ１との密着面２ａに溝と同一円周上において等間隔で開口する複数の開口部と、該開口部と遠心分離容器３とを接続する複数の流路２ｃ，２ｄとを有する遠心分離装置１０を採用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心分離装置に関するものである。

従来、脂肪組織を分解して脂肪由来細胞を単離させた細胞懸濁液を収容した遠心分離容器と、該遠心分離容器の半径方向内方に接続されたロータを備え、該ロータを回転させることにより、細胞懸濁液内に含有されている成分を比重により分離する遠心分離装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

このような遠心分離装置において、細胞懸濁液の遠心分離を行う際には、分離した細胞がペレット状に凝集してしまうことを防止するために、遠心分離容器に洗浄水等を供給する必要がある。

国際公開第２００５／０１２４８０号パンフレット 特開平９−２１５９４７号公報

ところで、特許文献１および特許文献２に開示されている技術では、ロータから各遠心分離容器までの管路の長さや詰まり具合等によって、複数の遠心分離容器に対して洗浄液等を均等に供給することができないという不都合があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数の遠心分離容器に対して洗浄液等を均等に供給することができる遠心分離装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、モータと、該モータの回転軸に接続されたロータと、該ロータの回転軸上に配置されたステータと、前記ロータと前記ステータの少なくとも一方を軸方向に押圧して、前記ステータと前記ロータとを密着させる押圧部材と、前記ロータの半径方向外方に接続された複数の遠心分離容器とを備え、前記ステータが、前記ロータとの密着面に設けられた前記回転軸を中心とする円弧状の溝と、該溝内に開口する固定側流路とを有し、前記ロータが、前記ステータとの密着面に前記溝と同一円周上において等間隔で開口する複数の開口部と、該開口部と前記遠心分離容器とを接続する複数の可動側流路とを有する遠心分離装置を採用する。

本発明によれば、ステータの固定側流路に供給された洗浄液等は、ロータとの密着面に設けられた円弧状の溝に供給され、該溝と同一円周上に等間隔で設けられた開口部に流入し、該開口部に接続された可動側流路を流通して複数の遠心分離容器に供給される。この際、モータを定速回転させることで、ロータに設けられた複数の開口部が、ステータに設けられた溝を通過する時間を一定とすることができる。これにより、ロータの各配管に供給される洗浄液等の量を一定とすることができ、複数の遠心分離容器に対して洗浄液等を均等に供給することができる。

上記発明において、前記ステータと前記ロータの少なくとも一方の密着面に粗面処理が施されていることとしてもよい。
このようにすることで、押圧部材によるステータとロータとの密着面における押圧力を高めて、ステータとロータとの間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。

上記発明において、前記ステータと前記ロータの少なくとも一方の密着面に潤滑コーティングまたは耐磨耗コーティングが施されていることとしてもよい。
このようにすることで、ステータとロータとの密着面における磨耗を低減して、ステータとロータとの間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。

上記発明において、前記押圧部材を軸方向に付勢するばねを備えることとしてもよい。
このようにすることで、ステータとロータとの密着面に磨耗が生じた場合にも、ばねにより押圧部材を軸方向に付勢して、ステータとロータとの間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。

本発明によれば、複数の遠心分離容器に対して洗浄液等を均等に供給することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る遠心分離装置を示す概略構成図である。 図１のステータの密着面における平面図である。 図１のロータの密着面における平面図である。 第１の変形例に係るステータおよびロータの構成図である。 第２の変形例に係る遠心分離装置を示す概略構成図である。 第３の変形例に係るステータおよびロータの構成図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はロータの密着面における平面図である。 第４の変形例に係るロータの構成図である。

本発明の一実施形態に係る遠心分離装置１０について図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離装置１０は、図１に示されるように、図示しないモータと、該モータの回転軸１１に接続されたロータ２と、ロータ２の回転軸１１上に配置されたステータ１と、ステータ１に対してロータ２を軸方向に押圧する押圧部材１ｄと、ロータ２の半径方向外方に揺動可能に接続された一対の遠心分離容器３とを備えている。

ステータ１は、ロータ２と密着させられる密着面１ｃと、洗浄液等を遠心分離容器３に供給または排出するために内部に設けられた流路（固定側流路）１ａ，１ｂとを有している。
密着面１ｃには、図２に示されるように、回転軸１１を中心として中心角１８０°の円弧状の溝１ｅ，１ｆが設けられている。流路１ａ，１ｂは、洗浄液等を収容する図示しない容器に接続されるとともに、溝１ｅ，１ｆ内に開口している。

ロータ２は、ステータ１と密着させられる密着面２ａと、洗浄液等を遠心分離容器３に供給または排出するために内部に設けられた一対の流路（可動側流路）２ｃ，２ｄと、モータの回転軸と契合する契合部２ｅとを有している。
密着面２ａには、図３に示されるように、ステータ１に設けられた円弧状の溝１ｅ，１ｆと同一円周上において、回転中心に対して点対称の位置に一対の流路２ｃ，２ｄの開口部が設けられている。

流路２ｃ，２ｄは、上記の開口部と遠心分離容器３とをそれぞれ接続している。
契合部２ｅは、モータの回転力をロータ２に伝達し、ロータ２を回転軸１１回りに回転駆動するようになっている。
一方、ステータ１は、遠心分離装置１０の蓋（図示略）等により回転が拘束される。これにより、ステータ１とロータ２との間で相対的な回転が生じるようになっている。

遠心分離容器３は、一端が開口し、他端がテーパ状に漸次先細になって閉塞されている略円筒状の容器本体３ａと、該容器本体３ａの開口部３ｂを閉塞する蓋体３ｃと、該蓋体３ｃの中央から容器本体３ａの軸線に沿って延び、洗浄液を供給したり上清を吸引したりする配管３ｄ，３ｅとを備えている。

押圧部材１ｄは、例えばゴム等の弾性部材であり、その弾性力により、ステータ１の密着面１ｃとロータ２の密着面２ａとを向かい合うように配置した状態で、ロータ２をステータ１に対して軸方向に押し付けるようになっている。これにより、ステータ１とロータ２とを密着させ、ステータ１とロータ２との間からの洗浄液等の漏れを防止するようになっている。
ロータ２に設けられた流路２ｃ，２ｄと遠心分離容器３とは、例えばゴム製のチューブ１３ａ，１３ｂにより接続されている。

上記構成を有する遠心分離装置１０の作用について説明する。
細胞懸濁液Ａ内の細胞を遠心分離するにあたり、まず、遠心分離容器３内に細胞懸濁液Ａを収容する。この状態で、予め定められた回転速度および回転時間でモータを回転駆動する。

遠心分離容器３は、ロータ２の両端に揺動可能に取り付けられているので、モータの回転駆動によりロータ２が回転させられると、ロータ２に対して遠心分離容器３が揺動して容器本体３ａの底部が半径方向外方に向かう姿勢に変化して回転させられる。これにより、遠心分離容器３内の細胞懸濁液Ａには容器本体３ａの底部に向かう方向に遠心力が作用し、細胞懸濁液Ａ内の細胞の比重に応じて、比重が大きい順に容器本体３ａの底面側から順に堆積されていく。

その後、モータを一旦停止し、配管３ｄを介して上清を吸引する。
ここで、遠心分離により凝集した細胞群の中には、不要な組織片や消化液成分等が巻き込まれるようにして保持されてしまっている場合がある。そこで、配管３ｅを介して容器本体３ａ内に残った細胞群に対して洗浄液を供給する。

具体的には、図示しない容器からステータ１に設けられた流路１ａに洗浄液を流通させる。流路１ａを流通してきた洗浄液は、ステータ１のロータ２との密着面１ｃに設けられた円弧状の溝１ｅに供給される。

円弧状の溝１ｅに供給された洗浄液は、ロータ２のステータ１との密着面２ａに設けられた流路２ｃの開口部が円弧状の溝１ｅを通過する際に、流路２ｃに流入して流路２ｃ内を流通させられる。流路２ｃを流通してきた洗浄液は、チューブ１３ｂおよび遠心分離容器３の配管３ｅを流通して、容器本体３ａ内に供給される。

この際、モータを定速回転させることで、ロータ２に設けられた一対の流路２ｃの開口部が、ステータ１に設けられた溝１ｅを通過する時間を一定とすることができる。これにより、ロータ２の一対の流路２ｃに供給される洗浄液の量を一定とすることができ、複数の遠心分離容器３に対して洗浄液を均等に供給することができる。

これにより、複数の遠心分離容器３に対して均等に洗浄液を供給し、細胞群がペレット状に凝集していても、供給される洗浄液の流動エネルギによって細胞群を攪拌し、不要な組織片や洗浄液成分を細胞群から解放して放出させることができる。

なお、細胞群の凝集が顕著な場合には、細胞懸濁液Ａを攪拌するためにモータの回転速度を変化させることとしてもよい。これにより、ロータ２に対する遠心分離容器３の揺動角度を変動させ、遠心分離容器３内の細胞懸濁液Ａを攪拌することができる。これにより、細胞群がペレット状に凝集していても、効率的に攪拌してほぐすことができ、洗浄液内に均一に分散した細胞懸濁液Ａを生成することができる。

このようにして生成された細胞懸濁液は、開口部３ｂからピペットあるいはシリンジ（図示略）を差し入れて吸引することにより、細胞群を容器本体３ａ内に残すことなく吸引回収することができる。

以上のように、本実施形態に係る遠心分離装置１０によれば、ステータ１の流路１ａに供給された洗浄液は、ロータ２との密着面１ｃに設けられた円弧状の溝１ｅに供給され、該溝１ｅと同一円周上に設けられたロータ２の流路２ｃの開口部に流入し、該開口部に接続された流路２ｃを流通して複数の遠心分離容器３に供給される。この際、モータを定速回転させることで、ロータ２に設けられた流路２ｃの開口部が、ステータ１に設けられた溝１ｅを通過する時間を一定とすることができる。これにより、ロータ２の流路２ｃに供給される洗浄液の量を一定とすることができ、複数の遠心分離容器３に対して洗浄液を均等に供給することができる。

なお、本実施形態の第１の変形例として、図４に示すように、押圧部材１ｄをステータ１の内周側および外周側に設けることとしてもよい。
このようにすることで、押圧部材１ｄによるステータ１とロータ２との密着面における押圧力を高めて、ステータ１とロータ２との間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。

なお、本実施形態の第２の変形例として、図５に示すように、チューブ１３を途中で分岐させて遠心分離容器３の配管３ｄ，３ｅに接続することとしてもよい。
このようにすることで、装置構成を簡略化することができる。

また、本実施形態の第３の変形例として、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ロータ２の密着面２ａに粗面処理を施すこととしてもよい。
このようにすることで、押圧部材１ｄによるステータ１とロータ２との密着面における押圧力を高めて、ステータ１とロータ２との間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。なお、ロータ２の密着面２ａの代わりに、ステータ１の密着面１ｃに粗面処理を施すこととしてもよい。

また、本実施形態の第４の変形例として、図７に示すように、ロータ２の密着面２ａに潤滑コーティングや耐磨耗コーティング等の機能性コーティング２ｆを施すこととしてもよい。具体的には、ＰＴＦＥコート等のフッ素樹脂系コートや、フッ素樹脂含有めっきでもよく、ダイヤモンドライクカーボン等の潤滑コーティングでもよい。

このようにすることで、ステータ１とロータ２との密着面における磨耗を低減して、ステータとロータとの間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。
なお、ロータ２の密着面２ａの代わりに、ステータ１の密着面１ｃに上記のコーティング処理を施すこととしてもよい。また、ステータ１の密着面１ｃまたはロータ２の密着面２ａに撥水性コーティングを施すこととしてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、ステータ１に設けた押圧部材１ｄによりステータ１とロータ２を軸方向に押圧することとして説明したが、ステータ１とロータ２とを密着させることができればよく、ロータ２に設けることとしてもよい。また、押圧部材１ｄは、ステータ１またはステータ１とロータ２の両方を軸方向から挟み込む形状としてもよい。

また、遠心分離容器３は２つ備えられていることとして説明したが、３つ以上であってもよい。この場合には、遠心分離容器３の数に応じてロータ２に流路を設け、該流路の密着面２ａにおける開口部を周方向に等間隔とすればよい。

また、各実施形態において、ステータ１とロータ２とを密着させるように押圧部材１ｄを軸方向に付勢するばねを備えることとしてもよい。
このようにすることで、ステータ１とロータ２との密着面に磨耗が生じた場合にも、ばねにより押圧部材１ｄを付勢して、ステータ１とロータ２との間からの洗浄液等の漏れを防止することができる。

Ａ 細胞懸濁液
１ ステータ
１ａ，１ｂ 流路（固定側流路）
１ｃ 密着面
１ｄ 押圧部材
１ｅ，１ｆ 溝
２ ロータ
２ａ 密着面
２ｃ，２ｄ 流路（可動側流路）
２ｅ 契合部
２ｆ 機能性コーティング
３ 遠心分離容器
１０ 遠心分離装置
１１ 回転軸
１３，１３ａ，１３ｂ チューブ

Claims (4)

1. モータと、
   該モータの回転軸に接続されたロータと、
   該ロータの回転軸上に配置されたステータと、
   前記ロータと前記ステータの少なくとも一方を軸方向に押圧して、前記ステータと前記ロータとを密着させる押圧部材と、
   前記ロータの半径方向外方に接続された複数の遠心分離容器とを備え、
   前記ステータが、前記ロータとの密着面に設けられた前記回転軸を中心とする円弧状の溝と、該溝内に開口する固定側流路とを有し、
   前記ロータが、前記ステータとの密着面に前記溝と同一円周上において等間隔で開口する複数の開口部と、該開口部と前記遠心分離容器とを接続する複数の可動側流路とを有する遠心分離装置。
2. 前記ステータと前記ロータの少なくとも一方の密着面に粗面処理が施されている請求項１に記載の遠心分離装置。
3. 前記ステータと前記ロータの少なくとも一方の密着面に潤滑コーティングまたは耐磨耗コーティングが施されている請求項１または請求項２に記載の遠心分離装置。
4. 前記押圧部材を軸方向に付勢するばねを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の遠心分離装置。

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