JP2015529155A5 - - Google Patents

Description

[本発明1001]
複数の第一チャネルを有する第一のチャネルネットワークであって、各第一チャネルが、高さが約50ミクロン〜約500ミクロンの範囲内であり、幅が約50ミクロン〜約1.5ミリメートルの範囲内であり、かつ長さが約3センチメートル〜約20センチメートルの範囲内である、第一のチャネルネットワークと；
該第一チャネルのうちの1つまたは複数に対して相補的である少なくとも1つの第二チャネルを有する、第二のチャネルネットワークと；
該1つまたは複数の第一チャネルを該少なくとも1つの第二チャネルから隔てる濾過膜と
を含むマイクロ流体デバイスであって、該複数の第一チャネルが、
一次チャネルを形成する入力チャネルと、複数の二次チャネルと、アウトレットチャネルと
をさらに含み、
第一の二次チャネルが、該一次チャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次チャネルに接続し、
第二の二次チャネルが、該一次チャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において、該一次チャネルに接続し、かつ
該第一接合部を越えて該一次チャネルを通る流体のフローが、該第一の二次チャネルに入る流体のフローより実質的に大きくなるように、該一次チャネルならびに該第一および第二の二次チャネルが構成されている、マイクロ流体デバイス。
[本発明1002]
複数の第一チャネルが第一基板内に位置する、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1003]
第一基板の厚さが10ミクロン以上でありかつ10ミリメートル以下である、本発明1002のマイクロ流体デバイス。
[本発明1004]
濾過膜が、前記複数の第一チャネルのサブセットのみを、前記少なくとも1つの第二チャネルから隔てる、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1005]
第一の三次チャネルを通る流体流量が第二の三次チャネルを通る流体流量と実質的に同じになり、かつ、該第一の三次チャネルと該第二の三次チャネルとの間の総流体流量が、一次チャネルと第三接合部との間の少なくとも1つの二次チャネルの部分を通る流体流量と実質的に同じになるように、第一および第二の二次チャネルのうちの少なくとも1つが、第三接合部において二叉に分岐して第一および第二の三次チャネルとなる、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1006]
第一の三次チャネルと第二の三次チャネルとの間で流体フローを分けるための分流部をさらに含む、マイクロ流体デバイスであって、該分流部が該第一および第二の三次チャネルの壁に接続している曲面を有し、該分流部の曲率半径が、前記少なくとも1つの二次チャネルの水力直径以下である、本発明1005のマイクロ流体デバイス。
[本発明1007]
第三および第四の三次チャネルを通って流れる流体の全部が次いで第三の二次チャネル内に輸送されるように、第三および第四の三次チャネルが反対の湾曲を有する地点で収束して第三の二次チャネルを形成する第三および第四の三次チャネルをさらに含む、本発明1005のマイクロ流体デバイス。
[本発明1008]
少なくとも1つの二次チャネルと一次チャネルとの接合部の近傍部分における該少なくとも1つの二次チャネルの直径が、該接合部に低流体圧ゾーンが作り出されるように、該少なくとも1つの二次チャネルの下流部分の直径より顕著に大きい、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1009]
二次チャネルの中心線と一次チャネルの中心線の下流部分とによって形成される角度が、1〜60度の間である、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1010]
血液がチャネルを通って輸送されているときに、剪断速度を200s ^-1 以上かつ2000s ^-1 以下に維持するように、複数の第一チャネルがさらに構成されている、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1011]
一次チャネルの壁が、該一次チャネルを通る流体フローの方向に対して30度以下の角度で配置されている、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1012]
少なくとも1つの二次チャネルが、一次チャネルから離れるようにフローを向ける湾曲部分を含む、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1013]
少なくとも1つの二次チャネルの湾曲部分が、その水力直径以上である曲率半径を有する、本発明1012のマイクロ流体デバイス。
[本発明1014]
複数の第一チャネルまたは少なくとも1つの二次チャネルのうちの少なくとも1つが、実質的に半円形の断面を有する、本発明1001のマイクロ流体デバイス。
[本発明1015]
一次インレットチャネルと、第一基板チャネルのネットワークを各々が有する第一複数基板に連結された複数の二次インレットチャネルとを有する、第一マニホールドと；
複数の第二基板であって、各第二基板が該第一基板のうちの1つと対応しており、かつ、該第一基板チャネルのうちの1つまたは複数に対して相補的である少なくとも1つの第二チャネルを含む、複数の第二基板と；
複数の濾過膜であって、各濾過膜が、該複数の第一基板のうちの1つの第一基板チャネルを、対応する第二基板内に含まれる該少なくとも1つの第二チャネルから隔てている、複数の濾過膜と
を含む、マイクロ流体デバイスであって、
該第一基板チャネルの各々が、高さが約50ミクロン〜約500ミクロンの範囲内であり、幅が約50ミクロン〜約1.5ミリメートルの範囲内であり、かつ長さが約3センチメートル〜約20センチメートルの範囲内であり、
第一の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次インレットチャネルに接続し、
第二の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において、該一次インレットチャネルに接続し、かつ
該第一接合部を越えて該一次インレットチャネルを通る流体のフローが、該第一の二次インレットチャネルに入る流体のフローより実質的に大きくなるように、該インレットチャネルが構成されている、マイクロ流体デバイス。
[本発明1016]
第一複数基板のうちの少なくとも1つにおける第一基板チャネルのネットワークが、一次基板チャネルと複数の二次基板チャネルとを含み、
第一の二次基板チャネルが、該一次基板チャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次基板チャネルに接続し、
第二の二次基板チャネルが、該一次基板チャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において該一次基板チャネルに接続し、かつ
該第一接合部を越えて該一次基板チャネルを通る流体のフローが、該第一の二次基板チャネルに入る流体のフローより実質的に大きくなるように、該基板チャネルが構成されている、本発明1015のマイクロ流体デバイス。
[本発明1017]
複数の濾過膜のうちの少なくとも1つが、前記複数の第一基板チャネルのサブセットのみを、前記少なくとも1つの対応する第二基板チャネルから隔てる、本発明1015のマイクロ流体デバイス。
[本発明1018]
一次インレットチャネルと、第二基板チャネルのネットワークを各々が有する第二複数基板に連結された複数の二次インレットチャネルとを有する、第二マニホールドをさらに含む、マイクロ流体デバイスであって、
第一の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次インレットチャネルに接続し、
第二の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において該一次インレットチャネルに接続し、かつ
流体が該第二マニホールドから該第二複数基板の各々の該第二基板チャネルのネットワークに輸送されうるように、該第二複数基板の各々の二次チャネルが接合部において二次インレットチャネルに接続している、本発明1015のマイクロ流体デバイス。
[本発明1019]
第二複数基板の各々が、第一複数基板のそれぞれ1つに連結されて、二重層を形成している、本発明1018のマイクロ流体デバイス。
[本発明1020]
第一複数基板のうちの少なくとも1つの表面と、第一マニホールドの一次インレットの下流部分とによって形成される角度が、1〜60度の間である、本発明1015のマイクロ流体デバイス。
[本発明1021]
一次インレットチャネル、二次インレットチャネル、第一基板チャネル、または少なくとも1つの第二基板チャネルのうちの少なくとも1つが、実質的に半円形の断面を有する、本発明1015のマイクロ流体デバイス。
これらのおよび他の局面および実施形態を以下に詳述する。前述の情報および以下の詳細な説明は、種々の局面および実施形態の説明のための例を含んでおり、特許請求される局面および実施形態の性質および特性を理解するための概要または枠組みを提供する。図面は、種々の局面および実施形態の図示およびさらなる理解を提供するものであり、本明細書に組み込まれるとともにその一部を構成する。

Claims (20)

1. 複数の第一チャネルを有する第一のチャネルネットワークであって、各第一チャネルが、高さが約50ミクロン〜約500ミクロンの範囲内である、第一のチャネルネットワークと；
   該第一チャネルのうちの1つまたは複数に対して相補的である少なくとも1つの第二チャネルを有する、第二のチャネルネットワークと；
   該1つまたは複数の第一チャネルを該少なくとも1つの第二チャネルから隔てる濾過膜と
   を含む、血液を処理するためのマイクロ流体デバイスであって、該複数の第一チャネルが、
   一次チャネルを形成する入力チャネルと、複数の二次チャネルと、アウトレットチャネルと
   をさらに含み、
   該一次チャネルの中心線と該一次チャネルの壁とによって形成される角度が、0°よりも大きくなりかつ約45°以下となるように、該一次チャネルの幅が、該一次チャネルの長さに沿って変化しており、
   第一の二次チャネルが、該一次チャネルの第一端から第一距離に位置する第一接合部において該一次チャネルに接続し、
   第二の二次チャネルが、該一次チャネルの該第一端から、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において、該一次チャネルに接続し、
   該第一および第二の二次チャネルのうちの少なくとも1つが、該一次チャネルから離れるようにフローを向ける湾曲部分を含み、該湾曲部分が、その水力直径以上である曲率半径を有し、
   該第一接合部を越えて該一次チャネルを通る流体のフローが、該第一の二次チャネルに入る流体のフローより実質的に大きくなるように、該一次チャネルならびに該第一および第二の二次チャネルが構成されており、かつ
   第一の三次チャネルを通る流体流量が第二の三次チャネルを通る流体流量と実質的に同じになり、かつ、該第一の三次チャネルと該第二の三次チャネルとの間の総流体流量が、該一次チャネルと第三接合部との間の少なくとも1つの二次チャネルの部分を通る流体流量と実質的に同じになるように、該第一および第二の二次チャネルのうちの少なくとも1つが、第三接合部において二叉に分岐して第一および第二の三次チャネルとなる、マイクロ流体デバイス。
2. 複数の第一チャネルが第一基板内に位置する、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
3. 第一基板の厚さが10ミクロン以上でありかつ10ミリメートル以下である、請求項2に記載のマイクロ流体デバイス。
4. 濾過膜が、前記複数の第一チャネルのサブセットのみを、前記少なくとも1つの第二チャネルから隔てる、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
5. 第一の三次チャネルと第二の三次チャネルとの間で流体フローを分けるための分流部をさらに含む、マイクロ流体デバイスであって、該分流部が該第一および第二の三次チャネルの壁に接続している曲面を有し、該分流部の曲率半径が、前記少なくとも1つの二次チャネルの水力直径以下である、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
6. 第三および第四の三次チャネルを通って流れる流体の全部が次いで第三の二次チャネル内に輸送されるように、第三および第四の三次チャネルが反対の湾曲を有する地点で収束して第三の二次チャネルを形成する第三および第四の三次チャネルをさらに含む、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
7. 少なくとも1つの二次チャネルと一次チャネルとの接合部の近傍部分における該少なくとも1つの二次チャネルの直径が、該接合部に低流体圧ゾーンが作り出されるように、該少なくとも1つの二次チャネルの下流部分の直径より顕著に大きい、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
8. 二次チャネルの中心線と一次チャネルの中心線の下流部分とによって形成される角度が、1〜60度の間である、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
9. 血液がチャネルを通って輸送されているときに、剪断速度を200s^-1以上かつ2000s^-1以下に維持するように、複数の第一チャネルがさらに構成されている、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
10. 一次チャネルの壁が、該一次チャネルを通る流体フローの方向に対して30度以下の角度で配置されている、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
11. 複数の第一チャネルまたは少なくとも1つの二次チャネルのうちの少なくとも1つが、実質的に半円形の断面を有する、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
12. 一次インレットチャネルと、第一基板チャネルのネットワークを各々が有する第一複数基板に連結された複数の二次インレットチャネルとを有する、第一マニホールドと；
    複数の第二基板であって、各第二基板が該第一基板のうちの1つと対応しており、かつ、該第一基板チャネルのうちの1つまたは複数に対して相補的である少なくとも1つの第二チャネルを含む、複数の第二基板と；
    複数の濾過膜であって、各濾過膜が、該複数の第一基板のうちの1つの第一基板チャネルを、対応する第二基板内に含まれる該少なくとも1つの第二チャネルから隔てている、複数の濾過膜と
    を含む、マイクロ流体デバイスであって、
    該第一基板チャネルの各々が、高さが約50ミクロン〜約500ミクロンの範囲内であり、
    第一の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次インレットチャネルに接続し、
    第二の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において、該一次インレットチャネルに接続し、かつ
    該第一接合部を越えて該一次インレットチャネルを通る流体のフローが、該第一の二次インレットチャネルに入る流体のフローより実質的に大きくなるように、該インレットチャネルが構成されている、マイクロ流体デバイス。
13. 第一複数基板のうちの少なくとも1つにおける第一基板チャネルのネットワークが、一次基板チャネルと複数の二次基板チャネルとを含み、
    第一の二次基板チャネルが、該一次基板チャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次基板チャネルに接続し、
    第二の二次基板チャネルが、該一次基板チャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において該一次基板チャネルに接続し、かつ
    該第一接合部を越えて該一次基板チャネルを通る流体のフローが、該第一の二次基板チャネルに入る流体のフローより実質的に大きくなるように、該基板チャネルが構成されている、請求項12に記載のマイクロ流体デバイス。
14. 複数の濾過膜のうちの少なくとも1つが、前記複数の第一基板チャネルのサブセットのみを、前記少なくとも1つの対応する第二基板チャネルから隔てる、請求項12に記載のマイクロ流体デバイス。
15. 一次インレットチャネルと、第二基板チャネルのネットワークを各々が有する第二複数基板に連結された複数の二次インレットチャネルとを有する、第二マニホールドをさらに含む、マイクロ流体デバイスであって、
    第一の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った第一距離に位置する第一接合部において該一次インレットチャネルに接続し、
    第二の二次インレットチャネルが、該一次インレットチャネルに沿った、該第一距離より大きい第二距離に位置する第二接合部において該一次インレットチャネルに接続し、かつ
    流体が該第二マニホールドから該第二複数基板の各々の該第二基板チャネルのネットワークに輸送されうるように、該第二複数基板の各々の二次チャネルが接合部において二次インレットチャネルに接続している、請求項12に記載のマイクロ流体デバイス。
16. 第二複数基板の各々が、第一複数基板のそれぞれ1つに連結されて、二重層を形成している、請求項15に記載のマイクロ流体デバイス。
17. 第一複数基板のうちの少なくとも1つの表面と、第一マニホールドの一次インレットの下流部分とによって形成される角度が、1〜60度の間である、請求項12に記載のマイクロ流体デバイス。
18. 一次インレットチャネル、二次インレットチャネル、第一基板チャネル、または少なくとも1つの第二基板チャネルのうちの少なくとも1つが、実質的に半円形の断面を有する、請求項12に記載のマイクロ流体デバイス。
19. 各第一チャネルが、幅が約50ミクロン〜約1.5ミリメートルの範囲内であり、かつ長さが約3センチメートル〜約20センチメートルの範囲内である、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。
20. 一次チャネルの幅が、該一次チャネルの長さに沿ってなめらかに変化する、請求項1に記載のマイクロ流体デバイス。