JP2021512781A

JP2021512781A - 遠心分離用ピストン

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Publication number: JP2021512781A
Application number: JP2020541649A
Authority: JP
Inventors: ジュンソクイ
Original assignee: イジュンソク
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: US11623228B2; KR20190092105A; JP7041276B2; CN111699046B; CN111699046A; WO2019151705A1; KR102051207B1; EP3733295A4; EP3733295A1; US20210039113A1; EP3733295B1

Abstract

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、
本体と、外力が作用することにより前記本体の内部で前記本体の前方と後方に移動可能な弁と、前記本体の前方から前記本体の後方に流体が流動する流路を備え、かつ前記弁の移動を案内する弁支持体と、を含み得る。

Description

以下、実施形態は、遠心分離用ピストンに関する。

吸収（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）または切開（ｉｎｃｉｓｉｏｎ）などにより得られた生体組織（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｉｓｓｕｅ）には、大量の脂質及び血液、体液などが含まれているので、一般に、生体組織を遠心分離（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ）して使用している。しかし、生体組織の大きさは非常に小さいため、従来の方法で生体組織を遠心分離することが不可能であるか、遠心分離が可能であるとしても、遠心分離中に生体組織が空気中に露出してしまうため、汚染の危険性があるか、生体組織から体液や脂質などを取り除くのが困難な場合がある。そこで、生体組織（例えば、脂肪組織）を遠心分離することにより、脂肪組織から不純物を取り除いた純粋な脂肪組織を得るための構造物が開発されている。例えば、韓国公開特許第１０−２０１４−００４００５０号公報には、デュアルサイズの脂肪吸引装置が開示されている。

本発明の一実施形態に係る目的は、外力の作用の有無によって流路を開放または遮断することにより、生体組織と体液などの混合物から、特定の比重と特定の大きさを有する生体組織や体液などを容易に分離する遠心分離用ピストンを提供することである。

本発明の一実施形態に係る他の目的は、ピストンに外力が加わっても、ピストンの前方から後方につながる流路を遮断する遠心分離用ピストンを提供することである。

本発明の一実施形態に係るさらに他の目的は、遠心分離工程においてピストンに外力が加わっても、ピストンの前方から後方につながる流路を開放する遠心分離用ピストンを提供することである。

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、本体と、外力が作用することにより前記本体の内部で前記本体の前方と後方に移動可能な弁と、前記本体の前方から前記本体の後方に流体が流動する流路を備え前記弁の移動を案内する弁支持体と、を含み、前記弁に外力が作用する場合、前記弁が前記本体の前方に移動し、前記流路が開放され、前記弁に外力が作用していない場合、前記弁が前記本体の後方に移動し、前記流路が遮断されてもよい。

前記遠心分離用ピストンは、前記本体の内側端部と前記弁との間に位置し、前記弁を弾性的に支持する弾性部材をさらに含み、前記弁に外力が作用する場合、前記弾性部材が圧縮され、前記弁に外力が作用していない場合、前記弾性部材が伸長されてもよい。
前記弁の重量は、前記外力の大きさ、前記弾性部材が前記弁に作用する弾性力、及び前記弁と前記弁支持体との間の摩擦力に応じて設定されてもよい。

前記弁支持体は、前記本体と同軸に整列されたガイド部と、前記ガイド部の一方の端部に形成された流入口と、前記ガイド部の側部に形成された流出口とを含み、前記流路は、前記ガイド部に沿って前記流入口から前記流出口につながってもよい。

前記遠心分離用ピストンは、前記弁と前記弁支持体との間に配置される第１内部シール部材及び第２内部シール部材をさらに含み、前記流路が遮断されている間、前記第１内部シール部材は、前記流出口を基準として前記ガイド部の一方の部分に位置し、前記第２内部シール部材は、前記流出口を基準として前記ガイド部の他方の部分に位置してもよい。

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、中心軸を有する本体と、前記中心軸と同じ軸を有し、前記中心軸に沿って前記本体の前方と後方に移動する弁と、前記本体の前方から前記本体の後方に流体が流動する流路を備える弁支持体であり、前記流路が前記弁の移動により開放または閉鎖される弁支持体と、前記本体の前方に向かう前記弁の移動、または、前記本体の後方に向かう前記弁の移動を選択的に制限して前記流路を選択的に遮断する弁移動制限機構と、を含んでもよい。

前記弁移動制限機構は、本体の内面に形成され、前記中心軸に沿って長手方向に延びるタング部と、前記中心軸の軸方向に沿って弁の外面に形成され、前記タング部を収容するように構成されたグルーブと、を含んでもよい。

前記弁移動制限機構は、前記弁の後方の表面に形成された凹部と、前記弁支持体に形成された突出部と、をさらに含み、前記凹部と前記突出部は、互いにスナップされてもよい。

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、中心軸を有する本体と、前記中心軸と同じ軸を有し、前記本体の内部で前記本体の前方と後方に移動する弁と、前記弁を前記本体に選択的に固定して前記流路を選択的に開放または遮断するロック機構と、を含んでもよい。

前記ロック機構は、前記本体の中心に向かって突出するように前記本体の内面に形成された噛合要素と、前記弁の軸方向に沿って前記弁の外面に形成された第１グルーブと、前記弁の円周方向に沿って前記弁の外面に形成され、前記第１グルーブと交差する第２グルーブと、をさらに含み、前記噛合要素は、前記第１グルーブに沿って移動し、前記第２グルーブに位置して前記第２グルーブに噛合してもよい。

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、外力の作用の有無によって流路を開放または遮断することにより、生体組織と体液などの混合物から、特定の比重と特定の大きさを有する生体組織と体液などを容易に分離することができる。
本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、ピストンに外力が加わっても、ピストンの前方から後方につながる流路を遮断することができる。

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンは、遠心分離工程においてピストンに外力が加わっても、ピストンの前方から後方につながる流路を開放することができる。

本発明の一実施形態に係る遠心分離用ピストンの効果は、以上で言及したものに限定されず、言及されていない他の効果は、以下の記載から通常の技術者に明確に理解されるであろう。

第１実施形態に係る遠心分離用ピストンを概略的に示す斜視図である。第１実施形態に係る遠心分離用ピストンの構成要素を概略的に示す分解斜視図である。第１実施形態に係る遠心分離用ピストンの構成要素を概略的に示す分解側面図である。第１実施形態に係る遠心分離用ピストンの断面と固定部材を概略的に示す図である。第１実施形態に係る遠心分離用ピストンに外力が作用していない場合のピストンの動作様子を示す断面図である。第１実施形態に係る遠心分離用ピストンに外力が作用する場合のピストンの動作様子を示す断面図である。生体組織の中で脂肪組織を遠心分離した例であり、第１実施形態に係る遠心分離用ピストンが容器内部に挿入されて遠心分離が完了した後の状態を示す断面図である。第２実施形態に係る遠心分離用ピストンを概略的に示す分解斜視図である。第２実施形態に係る遠心分離用ピストンの本体内部を概略的に示す斜視図である。第２実施形態に係る遠心分離用ピストンの弁がタング部に支持されていない状態を示す第１状態図である。第２実施形態に係る遠心分離用ピストンの弁がタング部に支持されていない状態で外力が作用する状態を示すピストンの断面図である。第２実施形態に係る遠心分離用ピストンの弁がタング部に支持された状態を示す第２状態図である。第２実施形態に係る遠心分離用ピストンの弁がタング部に支持された状態を示すピストンの断面図である。第３実施形態に係る遠心分離用ピストンを概略的に示す分解斜視図である。第３実施形態に係る遠心分離用ピストンの弁が本体に固定されていない状態を示すピストンの断面図である。第３実施形態に係る遠心分離用ピストンの弁が本体に固定された状態を示すピストンの断面図である。

以下、本発明の実施形態を例示的な図面に基づいて詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素に対して、たとえ他の図面上に表示されていても、可能な限り同一の符号を有するようにしてあることに留意しなければならない。また、本発明の実施形態を説明するにあたり、関連する公知の構成又は機能についての具体的な説明がむしろ本発明の実施形態に対する理解を妨害するものと判断される場合は、その詳細な説明は省略する。

また、本発明の実施形態の構成要素を説明するにあたり、「第１」、「第２」、「Ａ」、「Ｂ」、「ａ」、「ｂ」などの用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、その用語により、その構成要素の本質や順番または順序などが限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載されている場合、その構成要素はその他の構成に直接連結または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素を「連結」、「結合」または「接続」することもできると理解されるべきである。

本発明のいずれかの実施形態に含まれる構成要素と共通の機能を含む構成要素は、他の実施形態で同一の名称を用いて説明することにする。反対とされる記載がない限り、いずれかの実施形態に記載した説明は他の実施形態にも適用でき、重複範囲で具体的な説明は省略する。

本願で使用する用語「前方」は、遠心分離用ピストンの本体を基準として本体の前方向を言い、本願で使用する用語「後方」は、遠心分離用ピストンの本体を基準として後方向を言う。

本願で使用する用語「正圧」は、ピストンの前方の圧力と後方の圧力がピストンを収容する容器の外部の圧力よりも高い場合を言い、本願で使用される用語「負圧」は、ピストンの前方の圧力と後方の圧力がピストンを収容する容器の外部の圧力よりも低い場合を言う。

本願で使用する用語「生体組織」は、人体から抽出された組織であって、脂肪組織、皮膚組織などを言う。
本願で使用する用語「体液」は、生体組織から抽出された血液、遊離の脂質などを言う。

本願で使用する用語「外力」は、ピストンに加わる外部の駆動源によって発生する力を言う。例えば、ピストンに加わる外力は、主に遠心力であり得る。

図１〜図４を参照して、第１実施形態に係る遠心分離用ピストン１０の構造について説明する。

図１〜図４を参照すると、第１実施形態に係る遠心分離用ピストン１０は、生体組織と体液などを含む混合物から、特定の比重と特定のサイズを有する生体組織と体液などを分離することができる。ピストン１０は、本体１１、外部シール部１２、フィルタ部１３は、弁１４、弁支持体１５、弾性部材１６は、内部シール部１７および結合部１８を含み得る。

本体１１は、生体組織と体液を含む混合物が入った容器１１００（図７参照）の内部において容器の長手方向に沿って移動することができる。例えば、容器は、注射器（ｓｙｒｉｎｇｅ）であってもよい。容器内に配置された本体１１に外力（例えば、遠心力）が作用する場合、本体１１の前方に位置する生体組織と体液からなる混合物のうち、比重が小さくサイズも小さい体液が本体１１の後方に向かって移動して、生体組織と体液とが分離される。例えば、本体１１は、中心軸Ｘを有するシリンダ形状を有してもよい。

外部シール部１２は、本体１１の外面と容器１１００（図７参照）の内面１１００（図７参照）との間をシールして、その間の生体組織と体液の混合物の流動を防止することができる。外部シール部１２は、第１外部シール部材１２１及び第２外部シール部材１２２を含んでもよい。この場合、本体１１の外面に、第１外部シール部材１２１と第２外部シール部材１２２がそれぞれ結合される第１外部凹部（ｒｅｃｅｓｓ）１１１と第２外部凹部１１２が形成されてもよい。例えば、第１外部シール部材１２１及び第２外部シール部材１２２は環状であってもよく、第１外部シール部材１２１及び第２外部シール部材１２２のそれぞれの外周面の一部が凹部であってもよい。この場合、第１外部シール部材１２１及び第２外部シール部材１２２のそれぞれが容器１１００（図７参照）の内面１１１０（図７参照）と接触する面積が減少するので、それぞれの第１外部シール部材１２１及び第２外部シール部材１２２と容器１１００の内面１１１０との間の摩擦力が低減され得る。

フィルタ部１３は、本体１１の前方から本体１１の後方に向かって移動する混合物を濾過することができる。フィルタ部１３は、カバー１３１、突起１３２及びメッシュ（ｍｅｓｈ）１３３を含んでもよい。カバー１３１は、本体１１と同軸の中心軸Ｘを有し、本体１１の先端１１３に結合してもよい。例えば、カバー１３１は、円板形状を有してもよい。突起１３２は、カバー１３１の中心部からカバー１３１の中心軸Ｘの軸方向に沿って突出していてもよい。外力が加えられて本体１１が、生体組織と体液の混合物が存在する本体１１の前方に向かって移動する場合、生体組織と体液の混合物にかかる圧力が高くなり、これに伴い本体１１の前方に存在する生体組織と体液の混合物に含まれている気泡の数が減少する可能性がある。突起１３２は、流線形の構造を有してもよい。例えば、突起１３２は、カバー１３１に対して凸面を有していてもよい。このような構造によれば、体液が突起１３２の凸面に沿って移動する際に生じる流動抵抗を低減できる。メッシュ１３３は、本体１１の前方から本体１１の後方に向かって移動する体液と生体組織を濾過することができる。メッシュ１３３は、分離されるべき生体組織のサイズよりも小さく体液のサイズよりも大きい空隙（ｖｏｉｄ）のポア（ｐｏｒｅ：孔）で構成されてもよい。これにより、本体１１の前方から本体１１の後方に向かって移動する生体組織と体液のうち、空隙のサイズよりも大きく比重が大きい生体組織および体液は、本体１１の前方に残り、生体組織と体液のうち、空隙のサイズよりも小さく、本体１１の前方に残っている生体組織および体液よりも比重が小さい生体組織および体液は、本体１１の後方に移動することがある。メッシュ１３３は、カバー１３１に複数設けられてもよい。例えば、メッシュ１３３の数は、４つであってもよい。複数のメッシュ１３３は、突起１３２の周りで互いに離間してカバー１３１に設けられてもよい。例えば、複数のメッシュ１３３は、互いに等間隔に離間配置されてもよい。

弁１４は、弁１４に外力が作用することにより、本体１１の内部で本体１１の前方に移動または本体１１の後方に移動することができる。弁１４は、本体１１と同軸の中心軸Ｘを有してもよい。ここで、外力は、中心軸Ｘの軸方向に沿って本体の前方に向かって弁１４に作用する遠心力であってもよい。弁１４の詳細構造については、弁支持体１５と弾性部材１６について説明した後に詳述する。

弁支持体１５は、弁１４を支持し、弁１４の移動を案内したり、弁１４の移動を制限したりすることができる。弁支持体１５は、ガイド部１５１、流入口１５２、流路１５３、流出口１５４及びフランジ１５５を含んでもよい。ガイド部１５１は、本体１１の内部における弁１４の移動を案内することができる。ガイド部１５１は、中心軸Ｘの軸方向に延びるシャフト形状を有してもよい。ガイド部１５１は、本体１１と同軸の中心軸Ｘを有してもよい。これにより、ガイド部１５１は、弁１４の移動を本体１１の前方に案内するか、または、弁１４の移動を本体１１の後方に案内することができる。一方、本体１１は、弁支持体１５のガイド部１５１の一部を収容する収容部１１４を含んでもよい。収容部１１４の中央には、ガイド部１５１の一部が収容されるホールが形成されてもよい。流入口１５２はガイド部１５１の一方の端部に形成されて、流体が流入口１５２を介してガイド部１５１の内部に流入することができる。流路１５３は、本体１１の前方から本体１１の後方に向かって流体が流動する流体通路であり、ガイド部１５１の長手方向に沿ってガイド部１５１の内部に形成されていてもよい。流出口１５４は、ガイド部１５１の側部に形成されて、流体が流出口１５４を介してガイド部１５１の外部に流出することができる。流路１５３は、流入口１５２から流出口１５４につながっていてもよい。フランジ１５５は、本体１１の外部への弁１４の移動を制限することができる。フランジ１５５は、ガイド部１５１の他方の端部に形成されてもよい。例えば、フランジ１５５は、フランジ（ｆｌａｎｇｅ）形状を有してもよい。弁１４が本体１１の後方に向かって移動し、フランジ１５５と接するとき、弁１４と接するフランジ１５５の位置まで弁１４の移動が制限され得る。結果として、本体１１の外部への弁１４の離脱を防止することができる。

一方、本体１１の収容部１１４は、ガイド部１５１の一部を囲み、中心軸Ｘの軸方向に沿って本体１１の内側中心まで延びていてもよい。これにより、弁１４が本体１１の前方に向かって移動し、収容部１１４と接するので、弁１４が接する収容部１１４の位置まで弁１４の移動が制限され得る。その結果、弁１４は、本体１１の収容部１１４と弁支持体１５のフランジ１５５との間でガイド部１５１の長手方向に沿って移動することができる。

弾性部材１６は、本体１１の内側端部１１５と弁１４との間に位置し、ガイド部１５１の長手方向に沿って圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）または伸長（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）されてもよい。例えば、弾性部材１６は、ばね（ｓｐｒｉｎｇ）であってもよい。弾性部材１６の第１端部１６１は本体１１の内側端部１１５に位置し、弾性部材１６の第２端部１６２は弁１４の陥没部１４２に位置しているため、弾性部材１６は、本体１１に対して弁１４を弾性的に支持することができる。一方、弾性部材１６は、本体１１の収容部１１４の外側に配置されてもよい。

内部シール部１７は、弁１４の内面と弁支持体１５の外面との間の流体の流動を防止することができる。内部シール部１７は、弁１４と弁支持体１５との間に配置される第１内部シール部材１７１及び第２内部シール部材１７２を含み得る。第１内部シール部材１７１及び第２内部シール部材１７２は、ガイド部１５１と接触することができる。外力が加わっても、弁１４の移動が制限されて弁１４が弁支持体１５の流出口１５４を遮断する、いくつかの実施形態では、第１内部シール部材１７１は、流出口１５４を基準としてガイド部１５１の側部の第１部分１５６に位置し、第２内部シール部材１７２は、流出口１５４を基準としてガイド部１５１の側部の第２部分１５７に位置することができる。ここで、第１部分１５６及び第２部分１５７は、流出口１５４を基準として互いに対向している。このような構造によれば、ピストン１０を基準として容器１１００内に正圧または負圧がかかっても、第１内部シール部材１７１とガイド部１５１との間の摩擦力、及び、第２内部シール部材１７２とガイド部１５１との間の摩擦力により圧力が遮断されて、弁１５とガイド部１５１との間の気密を保つことができる。

結合部１８は、本体１１の内側に形成されて、ピストン１０を固定する固定部材１２００と結合することができる。例えば、結合部１８は、本体１１の後端側本体１１の内面に形成された雌ねじ（ｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄ：内ねじ）を含んでもよい。この場合、固定部材１２００には、雌ねじと螺合する雄ねじ（ｏｕｔｅｒｔｈｒｅａｄ：外ねじ）２１０が形成されてもよい。ユーザーが遠心分離用ピストン１０を手動で操作する場合、ユーザーは、固定部材１２００を本体１１の中心軸Ｘに沿って本体１１に向けて移動させて、固定部材１２００の雄ねじ１２１０と結合部１８の雌ねじとを螺合させることにより、弁１４を本体１１に固定することができる。これにより、本体１１の前方から本体１１の後方への流体の流動が遮断され、ユーザーがピストン１０を手動で操作することができる。
以下、弁１４、弁支持体１５、弾性部材１６および内部シール部１７の結合関係、並びに、弁１４の構造について詳細に説明する。

弁１４は、弁ボディ１４１、陥没部（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）１４２、中空１４３、第１内部凹部１４４及び第２内部凹部１４５を含んでもよい。弁ボディ１４１は、本体１１と同軸の中心軸Ｘを有してもよい。例えば、弁ボディ１４１は、シリンダ形状を有してもよい。陥没部１４２は、弁ボディ１４１の内側中心に向けて弁本体１４１の円周方向に沿って形成されてもよい。陥没部１４２には弾性部材１６の第２端部が位置しているため、弾性部材１６によって弁１４を弾性的に支持することができる。弁ボディ１４１には、弁ボディ１４１の前方から弁ボディ１４１の後方に弁ボディ１４１の中央部を貫通する中空１４３が形成されていてもよい。中空１４３には、弁支持体１５のガイド部１５１が挿入されてもよい。これにより、中空１４３にガイド部１５１が挿入された状態で、弁ボディ１４１がガイド部１５１の長手方向に沿って移動することができる。第１内部凹部１４４及び第２内部凹部１４５は、弁ボディ１４１の内面に形成されており、第１内部シール部材１７１及び第２内部シール部材１７２とそれぞれ結合され得る。

弁１４は、設定サイズの重量を有してもよい。弁１４の重量は、外力の大きさ、弾性部材１６によって弁１４に加えられる弾性力、弁１４と弁支持体１５との間の摩擦力などに応じて設定可能である。ここで、弁１４に加わる外力の大きさ、弁１４と弁支持体１５との間の摩擦力は、弁１４の重量に依存する。例えば、弁１４を本体１１の前方に移動させるとき、弁１４に作用する外力の大きさは、弁１４に作用する弾性力の大きさと、弁１４と弁支持体１５との間の摩擦力の大きさとの合計よりも大きくなるように設定されてもよい。一方、弁１４を本体１１の後方に移動させるとき、弁１４に作用する外力の大きさは、弁１４に作用する弾性力の大きさと、弁１４と弁支持体１５との間の摩擦力の大きさとの合計よりも小さくなるように設定されてもよい。

図５〜図７を参照して、第１実施形態に係る遠心分離用ピストン１０の動作について説明する。

図５は、一実施形態に係る遠心分離用ピストン１０に外力が作用していない場合の力の平衡状態を示す。弾性部材１６が弁１４に弾性力を加えるので、弁１４は、本体１１の内側端部１１５から離れる方向である本体１１の後方に移動しようとする。このとき、フランジ１５５は、弁１４が本体１１の外部に離脱することを防止するために弁１４の移動を制限することができる。

このような状態で、弁１４は、流出口１５４を遮断することにより、本体１１の前方に存在する生体組織と体液の混合物のうち、比重が小さくサイズも小さい生体組織および体液などがメッシュ１３３によって濾過されて流入口１５２に進入し、流路１５３に沿って本体１１の後方に流動することを遮断することができる。内部シール部１７の第１内部シール部材１７１及び第２内部シール部材１７２により、弁１４と弁支持体１５との間で流体シールが達成される。

図６は、遠心分離の回転中心が本体１１の後方に位置するとき、一実施形態に係る遠心分離用ピストン１０に外力、すなわち遠心力が作用している状態を示す。遠心分離の回転中心が本体１１の後方に位置するとき、遠心分離により、図５のピストン１０に、図６に示すように遠心力が作用する。遠心力の大きさが、弁１４に加わる弾性力の大きさと、弁支持体１５と内部シール部１７との間の摩擦力の大きさとの合計よりも大きければ、弁１４が弁支持体１５の長手方向に沿って本体１１の前方に向かって移動し、流出口１５４が開放される。これにより、流入口１５２に進入して流路１５３に沿って流動する流体は、流出口１５４を介して本体１１の後方に流動する。遠心分離が終了し、もはやピストン１０に遠心力が作用していない場合、弁１４は、弁１４に加わる弾性力によって本体１１の後方に移動し、フランジ１５５によって停止され、弁１４によって流出口１５４が遮断される（図５のピストン１０の状態参照）。

図７は、生体組織の中で脂肪組織を遠心分離した例であり、遠心分離が完了した後、容器１１００内に配置された遠心分離用ピストン１０を基準として、ピストン１０の前方には血液及び樹液、純粋な脂肪組織が残っており、ピストン１０の後方には遊離の脂質のみが残っている状態を示す。遠心分離が完了すると、ユーザーは必要に応じて遊離の脂質のみを取得することができる。万が一、ユーザーが純粋な脂肪組織を取得したい場合は、ユーザーは遊離の脂質を除去した後、ピストン１０を容器１１００の前方に移動させて、容器１１００の前方に血液及び樹液を流出させ、残りの純粋な脂肪組織のみを取得することができる。

要するに、容器内のピストン１０の前方に生体組織と血液、体液の混合物が配置され、設定回転速度ＲＰＭにて遠心分離を行うと、遠心力によって比重に応じて生体組織と血液、体液の混合物が分離され、また、加速されて特定の遠心力を超えると、弁１４は、弁支持体１５と内部シール部１７との間の摩擦力、及び、弁１４に作用する弾性力を克服して、遠心力が作用する方向に移動し、流出口１５４が開放される。これにより、遠心分離により分離された生体組織および体液の中でメッシュ１３３の空隙よりも小さく比重が小さい生体組織および体液は、本体１１の後方に移動し、ピストン１０は、遠心力が作用する方向に移動する。その結果、ピストン１０を基準として、ピストン１０の後方には、相対的に比重が小さくサイズが小さい生体組織および体液が位置し、ピストン１０の前方には、相対的に比重が大きいか、またはサイズが大きい生体組織および体液が位置する。遠心分離が終了すると、弁１４に加わる弾性力によって弁１４が本体１１の後方に移動し、流出口１５４が遮断される。その後、容器内で分離された生体組織および体液から所望の生体組織および体液を別々に回収することができる。

図８〜図１３を参照して、第２実施形態に係る遠心分離用ピストン２０の構造および動作方式について説明する。

図８〜図１３を参照すると、第２実施形態に係る遠心分離用ピストン２０は、第１外部凹部２１１と、第２外部凹部２１２と、先端２１３と、収容部２１４と、内側端部２１５とを含み、中心軸Ｘ’を有する本体２１と；第１外部シール部材２２１と、第２外部シール部材２２２とを含む外部シール２２と；カバー２３１と、突起２３２と、メッシュ２３３とを含むフィルタ部２３と；弁ボディ２４１と、陥没部２４２と、中空２４３と、第１内部凹部２４４と、第２内部凹部２４５とを含む弁２４と；ガイド部２５１と、流入口２５２と、流路２５３と、流出口２５４と、フランジ２５５とを含む弁支持体２５と；弾性部材２６と；第１内部シール部材２７１と第２内部シール部材２７２とを含む内部シール部２７と；結合部２８と；を含んでいてもよい。

第２実施形態に係る遠心分離用ピストン２０は、遠心分離用ピストン２０に外力が加わっても、選択的に弁２４の移動を制限して流路２５３を遮断する弁移動制限機構を含んでいてもよい。弁移動制限機構は、タング部（ｔｏｎｇｕｅ：舌部）２１６及びグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ：溝）２４６を含んでいてもよい。タング部２１６は、本体２１の内面に形成され、中心軸Ｘ’に沿って長手方向に延びる形状を有してもよい。グルーブ２４６は、中心軸Ｘ’の軸方向に沿って弁２４の外面に形成されてもよい。グルーブ２４６の幅は、タング部２１６がグルーブ２４６内に収容されるように、タング部２１６の幅よりも大きいかまたは実質的に等しくてもよい。

図１０及び図１１は、タング部２１６とグルーブ２４６とが互いに整列されている第１状態を示す。この状態では、遠心分離用ピストン２０に外力が加わると、タング部２１６が弁２４の移動を規制しないため、弁２４は、弁支持体２５に固定されず、ガイド部２５１に沿って本体２１の前方と後方に移動可能であり、流路２５３の開放及び閉鎖を両方とも行うことができる。弁２４が本体２１の前方と後方に移動する間、グルーブ２４６は、タング部２１６によってガイドされてタング部２１６に沿って移動することができる。

図１２及び図１３は、タング部２１６とグルーブ２４６とが互いに位置ずれている（ｍｉｓａｌｉｇｎ）第２状態を示す。この状態では、遠心分離用ピストン２０に外力が加わっても、タング部２１６が弁２４の移動を規制しているため、弁２４は、弁支持体２５に沿って移動しない。このため、流路２５３の遮断状態が維持される。

一実施形態では、弁移動制限機構は、互いにスナップ（ｓｎａｐ）される突出部２５６及び凹部２４７をさらに含んでいてもよい。突出部２５６は、フランジ２５５の外面から突出するようにフランジ２５５に形成されてもよい。凹部２４７は、弁２４の後方の表面から弁２４の内側に凹部となるように、弁２４の後方の表面に形成されてもよい。例えば、突出部２５６と凹部２４７は、複数であってもよい。タング部２１６が弁２４の移動を規制する間、フランジ２５５に形成された突出部２５６は、弁２４に形成された凹部２４７にスナップされ得る。このような構造によれば、ユーザーが、遠心分離用ピストン２０の状態を第２状態から第１状態に、または第１状態から第２状態に変更したい場合、ユーザーは、突出部２５６と凹部２４７との間のスナップ結合の有無により、タング部２１６とグルーブ２４６とが整列しているか、または整列していないかを容易に把握することができる。

図１４〜図１６を参照して、第３実施形態に係る遠心分離用ピストン３０の構造及び動作について説明する。

図１４〜図１６を参照すると、第３実施形態に係る遠心分離用ピストン３０は、第１外部凹部３１１と、第２外部凹部３１２と、先端３１３と、収容部３１４と、内側端部３１５とを含み、中心軸Ｘ”を有する本体３１と；第１外部シール部材３２１と、第２外部シール部材３２２とを含む外部シール部３２と；カバー３３１と、突起３３２と、メッシュ３３３とを含むフィルタ部３３と；弁ボディ３４１と、陥没部３４２と、中空３４３と、第１内部凹部３４４と、第２内部凹部３４５とを含む弁３４と；ガイド部３５１と、流入口３５２と、流路３５３と、流出口３５４と、フランジ３５５とを含む弁支持体３５と；弾性部材３６と；第１内部シール部材３７１と、第２内部シール部材３７２とを含む内部シール部３７と；結合部３８と；を含んでいてもよい。

第３実施形態に係る遠心分離用ピストン３０は、弁３４を本体３１に選択的に固定することにより、流路３５３を選択的に開放または遮断するロック機構を含んでもよい。この場合、弁３４は、円筒形状であってもよい。ロック機構は、噛合要素３１６、第１グルーブ３４６及び第２グルーブ３４７を含み得る。噛合要素３１６は、本体３１の中心に向かって突出するように本体３１の内面に形成されてもよい。第１グルーブ３４６は、弁３４の軸方向に沿って弁３４の外面に形成されてもよい。第２グルーブ３４７は、弁３４の円周方向に沿って弁３４の外面に形成されてもよい。第１グルーブ３４６と第２グルーブ３４７とは、互いに交差し得る。例えば、噛合要素３１６が第１グルーブ３４６及び第２グルーブ３４７にそれぞれ収容されるように、噛合要素３１６のサイズは、第１グルーブ３４６のサイズ及び第２グルーブ３４７のサイズよりも小さいか、実質的に等しくてもよい。

噛合要素３１６が第１グルーブ３４６と整列されている状態で、弁３４に外力が加わると、噛合要素３１６は、第１グルーブ３４６に沿って移動可能であり、弁３４はガイド部３５１に沿って本体３１の前方と後方に自由に移動でき、流路３５３の開放及び閉鎖を両方行うことができる。

ユーザーは、別の操作で弁３４に外力を加えてピストン３０を前方に移動させ、弁３４と収容部３１４が当接すると、弁３４を中心軸Ｘ”に対して回転させることができる。この場合、噛合要素３１６が第１グルーブ３４６に沿って移動する間、噛合要素３１６は、第１グルーブ３４６と交差する第２グルーブ３４７に進入することができる。第２グルーブ３４７に進入した噛合要素３１６は、第２グルーブ３４７に沿って移動し、第２グルーブ３４７に噛合することになる。このような状態では、遠心分離工程において弁３４に外力が加わっても、第２グルーブ３４７にかかっている噛合要素３１６が弁３４の移動を規制するので、弁３４は、本体３１に固定された状態を維持する。これにより、流路３５３は、開いたままであり得る。

以上のように、実施形態をたとえ限定された図面によって説明したが、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記の記載に基づいて様々な修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が、説明された方法と異なる順で実行されてもよいし、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が、説明された方法と異なる形態に結合又は組み合わせられてもよいし、他の構成要素又は均等物によって代置又は置換されたとしても適切な結果を達成することができる。

Claims

本体と、
外力が作用することにより、前記本体の内部で前記本体の前方と後方に移動可能な弁と、
前記本体の前方から前記本体の後方に流体が流動する流路を備え、かつ前記本体の内部で前記弁の移動を案内する弁支持体と、
を含み、
前記弁に外力が作用する場合、前記弁が前記本体の前方に移動し、前記流路が開放され、前記弁に外力が作用していない場合、前記弁が前記本体の後方に移動し、前記流路が遮断される遠心分離用ピストン。
前記本体の内側端部と前記弁との間に位置し、前記弁を弾性的に支持する弾性部材をさらに含み、
前記弁に外力が作用する場合、前記弾性部材が圧縮され、前記弁に外力が作用していない場合、前記弾性部材伸長される、請求項１に記載の遠心分離用ピストン。
前記弁の重量は、前記外力の大きさ、前記弾性部材が前記弁に作用する弾性力、及び前記弁と前記弁支持体との間の摩擦力に応じて設定される、請求項２に記載の遠心分離用ピストン。
前記弁支持体は、前記本体と同軸に整列されたガイド部と、前記ガイド部の一方の端部に形成された流入口と、前記ガイド部の側部に形成された流出口とを含み、前記流路は、前記ガイド部に沿って前記流入口から前記流出口につながる、請求項１に記載の遠心分離用ピストン。
前記遠心分離用ピストンは、前記弁と前記弁支持体との間に配置される第１内部シール部材及び第２内部シール部材をさらに含み、前記流路が遮断されている間、前記第１内部シール部材は、前記流出口を基準として前記ガイド部の一方の部分に位置し、前記第２内部シール部材は、前記流出口を基準として前記ガイド部の他方の部分に位置する、請求項４に記載の遠心分離用ピストン。
中心軸を有する本体と、
前記中心軸と同じ軸を有し、前記中心軸に沿って前記本体の前方と後方に移動する弁と、
前記本体の前方から前記本体の後方に流体が流動する流路を備える弁支持体であり、前記流路が前記弁の移動により開放または閉鎖される弁支持体と、
前記本体の前方に向かう前記弁の移動、または、前記本体の後方に向かう前記弁の移動を選択的に制限して前記流路を選択的に遮断する弁移動制限機構と、を含む、遠心分離用ピストン。
前記弁移動制限機構は、
本体の内面に形成され、前記中心軸に沿って長手方向に延びるタング部と、
前記中心軸の軸方向に沿って弁の外面に形成され、前記タング部を収容するように構成されたグルーブと、を含む、請求項６に記載の遠心分離用ピストン。
前記弁移動制限機構は、
前記弁の後方の表面に形成された凹部と、
前記弁支持体に形成された突出部と、
をさらに含み、
前記凹部と前記突出部は互いにスナップされる、請求項７に記載の遠心分離用ピストン。
中心軸を有する本体と、
前記中心軸と同じ軸を有し、前記本体の内部で前記本体の前方と後方に移動する弁と、
前記弁を前記本体に選択的に固定して前記流路を選択的に開放または遮断するロック機構と、を含む、遠心分離用ピストン。
前記ロック機構は、
前記本体の中心に向かって突出するように前記本体の内面に形成された噛合要素と、
前記弁の軸方向に沿って前記弁の外面に形成された第１グルーブと、
前記弁の円周方向に沿って前記弁の外面に形成され、前記第１グルーブと交差する第２グルーブと、をさらに含み、
前記噛合要素は、前記第１グルーブに沿って移動し、前記第２グルーブに位置して前記第２グルーブに噛合し、請求項９に記載の遠心分離用ピストン。