JP3172797B2 - 濃縮した血小板を血小板リッチ血漿から得るための増加収量採取システムおよび方法 - Google Patents
濃縮した血小板を血小板リッチ血漿から得るための増加収量採取システムおよび方法Info
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Description
アクセスを提供する分離し得るボールおよびスプールエ
レメントを有する遠心機」と題する米国特許出願07/81
4,403号の一部継続出願である。本出願はまた、1987年
1月30日に出願された米国特許07/009,179号(現在米国
特許第4,834,890号)の一部継続出願である、1989年5
月26日に出願された米国特許出願07/514,995の一部継続
出願である、1991年8月21日に出願され、「遠心フェレ
ーシスシステム」と題する米国特許出願07/748,244号の
一部継続出願である。
小板および血漿のようなその種々の治療用成分に日常的
に分離している。
ラスチック製の一回使用、無菌処理チャンバーと組合せ
て耐久性遠心機設備を使用する。この遠心機は、遠心場
を発生するようにこれらチャンバーを回転しながらこれ
らチャンバーへ全血を導入する。
高密度赤血球とそして血小板リッチ血漿とに分離する。
白血球およびリンパ球の中間層は、赤血球および血小板
リッチ血漿の界面を形成する。
の懸濁液中へ浮き上った血小板は前記界面の上に沈降し
戻ることがある。血小板は、分離を受けている血漿の放
射方向速度が血小板を懸濁液中にとどめるのに十分でな
いために沈降する。十分な放射方向流がないと、血小板
は落下し戻り、そして界面上に沈降する。これは処理効
率を減じ、血小板の有効収率を低下させる。
発見した。本発明は、慣用の血小板分離チャンバーより
もかなり小さい処理体積の処理チャンバー内に独特の流
れ条件を発生させる、改良した血液処理システムおよび
方法を提供する。この結果は、血小板採取効率の驚くべ
きそして著しい増加である。
チャンバーおよび関連する方法を提供する。本発明は、
使用時軸のまわりを与えられた角速度(Ω)で回転する
分離ゾーンを提供する。この分離ゾーンは、他方の高G
側よりも回転軸へ近く配置された低G側を含み、それら
の間に回転軸に関して測定してある放射方向厚み(h)
および軸方向高さ(Z)を有するチャンバーを形成す
る。入口は、与えられた動的粘度(ν)を有する血液を
前記チャンバーへ導入する。
通って導入された血液の動的粘度(ν)を考慮に入れた
(λ)値: が700未満である、放射方向厚み(h)と軸方向高さ
(Z)間の関係を有する分離ゾーンを提供する。上記式
において、 Ωは角速度(ラジアン/秒)であり、 hはチャンバーの放射方向深さもしくは厚み(cm)で
あり、 νは分離されている流体の動的粘度(cm2/秒)であ
り、そして Zはチャンバーの軸方向高さ(cm)である。
および実地と比較して、血小板収量において最高13%の
増加を提供する。
なくいくつかの形に具体化し得る。本発明の範囲は請求
の範囲により規定され、その前の特定の説明によらな
い。請求の範囲の意味およびその均等に入るすべての具
体例は、それ故請求の範囲によって包含されることが意
図される。
処理チャンバーの図である。
バーの図である。
示したチャンバーの内部の図である。
って、表面ヘマトリットが増加して行く区域の分布を示
すグラフである。
バーの図である。
心機ホルダーと共に示した、増加収量第1および第2段
階軸方向流処理チャンバーを含む血液処理アセンブリの
斜視図であり、図6Aは第1段階ホルダーを、図6Bは第2
段階ホルダーを示す。
理アセンブリの頂面図である。
血液処理アセンブリと組合せた流れシステムの概略図で
ある。
合せた第1段階遠心機ホルダーの斜視図である。
平面図である。
正面図である。
の斜視図である。
第2段階遠心チャンバーの輪郭の平面図である。
理チャンバーの図である。
ンバーの図である。
示したチャンバー内部の図である。
ーの図である。
理チャンバーを取り入れた血液処理アセンブリの正面図
である。
方向に取った、図16に示した血液処理アセンブリ内部の
図である。
理チャンバーを取り入れた別の血液処理アセンブリの正
面図である。
方向に取った、図18に示した血液処理アセンブリ内部の
図である。
ンブリのどちらとも組合わせ使用することができる遠心
機の側面図であり、持ち上げて分離した位置にあるボー
ルおよびスプールアセンブリを示している。
ールアセンブリを図示する、図20に示した遠心機の側面
図である。
用のため覆いつつある図16/17または図18/19に示した血
液処理アセンブリの一つの拡大斜視図である。
上に使用のため取付けた図16/17または図18/19に示した
血液処理アセンブリの一つの一部を破断した拡大斜視図
である。
アセンブリによって形成された処理チャンバーの、図23
の線24−24に沿って取った平面内部断面図である。
制御するため、図16/17または図18/19に示した血液処理
アセンブリのどちらかと組合せて使用する内部傾斜路の
拡大斜視図である。
内に発生する渦状態の図である。
ンブリのどちらかと組合せて使用できる単一針血小板採
取システムである。
ンブリのどちらかと組合せて使用できる二本針血小板採
取システムである。
かと組合せて使用できる血漿再循環制御システムであ
る。
(1オメガ)上に取り付けられそして図25に示した傾斜
路と組合わせて使用される界面制御システムの一部破断
一部断面斜視図である。
回転している界面観察ヘッドの内部の拡大斜視図であ
る。
内部を図示する側断面図である。
御回路の概略図である。
示した界面制御システムの作動を示す一連の図である。
る界面制御回路の作動を示すフローチャートである。
ーを使用する45分操作の間サンプリングされた血小板カ
ウントおよび平均血小板体積をそれぞれ示す。
ンバーを使用する45分操作の間サンプリングされた血小
板カウントおよび平均血小板体積をそれぞれ示す。
を概略的態様で図示する。このシステムは本発明の特徴
を具備するチャンバー10を含んでいる。
血を赤血球(RBC)と、血小板に富む血漿(血小板リッ
チ血漿またはPRPと称す。)とに分離する。本明細書お
よび図面は、赤血球をRBCとして、血小板リッチ血漿をP
RPとして、そして全血をWBとして同定するであろう。
(図2を見よ)、それによりチャンバー10内に遠心場を
発生させるホルダー12を含んでいる。
16は、回転軸14から最も遠く離れたチャンバー壁18より
も低い遠心力(またはG力)へ服されるであろう。その
ため、近い方のチャンバー壁16は低G壁と呼ばれ、最遠
方チャンバー壁18は高G壁と呼ばれるであろう。
WBを受入れる。WBはチャンバー10内の軸方向流路をたど
る。すなわち、WBは回転軸14に対し一般に平行な通路
(図2が最良に示すように)を流れる。このため、チャ
ンバー10は軸方向流血液処理チャンバーと呼ばれるであ
ろう。
チャンバー10の横方向頂縁および底縁(軸方向流路にわ
たった横たわる)は、縦方向側縁(軸方向流路に沿って
横たわる)よりも短い。なお別の立体形状が可能であ
る。例えば、横方向頂縁および底縁はボールを形成する
ように360度延びることができ、その外周が軸方向流チ
ャンバーを構成する。
RPとに分離する。図3が図示するように、高密度PBCは
高G壁18へ向かって動き、軽密度PRPを低G壁16へ向か
って移動させる。第2のポート22がPBCを採取のためチ
ャンバー10から引出す。第3のポート24は採取のためPR
Pをチャンバー10から引出す。
る。界面26は形成された血球成分と液体血漿成分の間の
過渡域を形成する。白血球およびリンパ球の大量が界面
26に集まる。
とができる。この沈降作用は、界面26近くの血漿の放射
方向速度が血小板をPRP中に懸濁してとどめるのに十分
でないときに発生する。血漿の十分な放射方向流を欠く
と、血小板は再び落下しそして界面上に沈降する。
洗出する流れ条件を確立する。この洗出は血小板を界面
26からPRP中の懸濁液へ持ち上げる。
P採取ポート24とWB入口ポート20とは、WBがチャンバー1
0へ入るのと同じ区域においてチャンバー10を出るよう
に、並置される。
ポートと同じチャンバー10の横方向縁上に配置する。
に関し、PBCがチャンバー10を出る区域と反対の区域に
おいてチャンバー10を出るように、RBC採取ポート22お
よびPRP採取ポート24を配置する。
口およびPRP採取ポート20および24が配置される横方向
縁に対し反対側の横方向縁上に配置する。図1ないし図
3において、この横方向縁はチャンバー10の底に物理的
に配置される。
ないことを認識すべきである。図1ないし図3に示した
ポート20,22および24の特定の頂縁および底縁関係は反
対にすることができ、WB入口およびPRP採取ポートを底
縁に、そしてRBC採取ポートを頂縁に配置することがで
きよう。
図5が示す先行軸方向流血液分離チャンバー10Aおよび1
0Bと著しく異なる。そこに示されているように、先行チ
ャンバー10Aおよび10Bは、PRP採取ポート24およびWB入
口ポート20をチャンバーの同じ横方向縁上に配置しな
い。その代わりに、先行チャンバー10Aおよび10Bはこれ
らポート20および24をチャンバーの異なる縁に意図的に
分離する。
ポート24およびWB入口ポート20は、チャンバーの反対側
横方向縁を占拠する。図4において、PRP採取ポート24
は頂部横方向縁を占拠し、そしてWB入口ポート20は底部
横方向縁を占拠する。この構造において、PRP採取ポー
ト24と同じ横方向縁を占拠しそしてY接続が合体する二
つのRBC採取ポートがある。このポート配置はカリスの
米国特許4,146,172に示されている。
ート24はチャンバーの横方向縁(頂縁)を占拠し、WB入
口ポートは横方向縁(側縁)を占拠する。この構造にお
いて、RBC採取ポート22はチャンバー反対側の横方向縁
(底縁)を占拠する。この配置はWB入口ポート20をPRP
採取ポート24とRBC採取ポート22の中間に配置する。
るため、低G壁16と界面26との間の距離は、好ましく
は、PRP採取ポート24の区域においてよりもRBC採取ポー
ト22の区域においてより小さい。図示した具体例(図3
を見よ)は、この結果をPRP採取ポート24とRBC採取ポー
ト22の間において低G壁16が高G壁18へ向かって均一に
テーパーされることによって達成する。図3は低G壁16
のテーパーは想像線で示す。
ート22の間の軸方向流路の全長にわたって連続的にもし
くは均一にテーパーされることなしに得ることができ
る。低G壁は、図3が示すよりもPRP採取ポート24から
遠く離れてRBC採取ポート22の区域へ近いところからそ
のテーパーを始めることができる。
バーは、方向が一方は放射方向であり、他方は軸方向で
ある二つの主要な動的流れ条件の相互作用により、血小
板収量を増加するのに役立つ。
より、チャンバー10はPRP採取ポート24の近くで動的な
放射方向血漿流れ条件を発生させる。この放射方向流れ
条件は一般に遠心力場に沿って整列している。放射方向
血漿流条件は、血小板を界面26からPRP流そして次にPRP
採取ポート24へ連続的に洗出する。
間の間隔をPRP採取ポート24近くの間隔に比較して狭く
することにより、チャンバー10は二つのポート22と24の
間に動的な軸方向流条件を発生させる。この軸方向流条
件は遠心力場に対して一般に直交する。この軸方向血漿
流条件は、界面を、高い放射方向流条件が血小板を界面
26から洗い流すように存在するPRP採取ポート24へ向か
って界面26を連続的に引き戻す。
件による増強された血小板分離効果を概略的に示す。
えられた入室ヘマトリットでチャンバー10へ入る。典型
的な健康ドナーは約42.5%献血前ヘマトクリットを持っ
ている。
のヘマトリット(表面ヘマトクリットと呼ぶ)は、WB入
口ポート20近くのチャンバー10の入室区域Reにおいて
は、入室ヘマトクリットと実質上同じにとどまる。図3A
は、この入室区域Reが0.40表面ヘマトクット等濃度線
(入力40%ヘマトクットと同じ)の左側に横たわること
を示している。
のヘマトリットに応じて変化する。与えられたチャンバ
ー形状では、入室ヘマトリットが低くなればなるほど、
入室区域Reは小さくなる。
さおよびチャンバーの表面積にも依存する。
Reの外側では、分離が停止される終端区域Rtへ向かって
チャンバー10の長さに沿ってその入室のレベルの上へ次
第に上昇する。
が、0.6(60%表面ヘマトクリットを表わす)から0.9
(90%表面ヘマトクリットを表わす)までの等濃度線に
よって区切られていることを示す。
3をそれから取った、Brown,“The Physics of Cont
inuous Flow Centrifugal Cell Separation,"Artif
icial Organs,13(1):4−20(1989)に述べられてい
る。
ート近くのチャンバー10の入室区域Reにおいて最低であ
る。図3が示すように、遠心力の応答してRBCが高G壁1
8へ向かって沈降する速度は入室区域Reにおいて最大で
ある。表面ヘマトクリットが最低であるため、入室区域
Reにおいてはより多動の移動する血漿体積がある。
よって血漿が移動する放射方向速度を増す。RBC塊が高
G壁へ向かって動くとき、血漿は放射方向流路内で低G
壁へ向かって移動する。その結果、入室区域Reにおいて
比較的大きい放射方向血漿速度が発生する。
の血小板を洗出する。その結果、ここではチャンバー10
中のどこよりもより少ない血小板が界面上に捕捉され続
ける。
の合目的配置は、血小板のさらに増加した洗出に寄与す
る。WB入口ポート20はRBC採取ポート22から正反対に離
れているが、しかしWB入口ポート20はPRP採取ポートと
並んでいる。WB入口ポート20とRBC採取ポートの間のこ
の分離は、RBCが処理の間チャンバー10の全軸長を横切
ることを強制する。
CをRBC採取ポート22へ向かって誘導する。同時に、それ
はPRP流をPRP採取ポート24へ向かって反対方向に誘導す
る。
26との間の距離は、RBC採取ポート22の区域とPRP採取ポ
ートの間で増大する。その結果、界面26に沿った血漿層
はその放射方向深さが、PRP流の意図した方向、すなわ
ちPBC採取ポート22から遠くそして軸方向に離間したRBC
採取ポート24へ向かって増加する。RBC採取ポート22近
くの血漿は、PRP採取ポート24近くの血漿よりも高G遠
心場へより近い。
のシフトは、より軽い血漿が界面26に沿って移動するこ
とを生じさせる。血漿は、高G場へより近い比較的閉じ
込められた区域(すなわちRBC採取ポート22の近く)か
ら、低G場へより近く比較的開かれた区域(すなわちPR
P採取ポート24の近く)へ向かって速かに移動する。
の中に捕捉された血小板をPRP採取ポート24へ向かって
連続的に実際に引きずる。そこでは最大の洗出効果を供
給する放射方向血漿速度が最大であり、捕捉されている
血小板を界面26から離してポート24を通って採取するた
めPRP流中へ引き上げる。
も、低G壁16の界面26に対する放射方向位置を変更する
ことなく改善された血小板洗出をもたらすであろう。増
強された放射方向流条件だけでも、血小板数の大部分を
採取のためPRP中の懸濁液にとどめるであろう。
板により構成される。これらの大きい血小板は、典型的
には血小板1個あたり15×10-15リットル(フェムトリ
ットルまたは立法ミクロン)以上を占め、そしてあるも
のは30フェムトリットルより大きい。これに対し、大部
分の血小板は約8ないし10フェムトリットル平均である
(赤血球の最小のものは約30フェムトリットルから始ま
る)。
界面26上に沈降する。これら大きい血小板は、RBC採取
ポート22近くの界面26中に最も捕捉され易い。
方向血漿流条件は、これら大きい速く沈降する血小板を
界面26と共に動かす。この軸方向血漿流は大きい血小板
をPRP採取ポート24へ向かって高い放射方向血漿流の区
域へ動かす。この高い放射方向血漿流は大きい血小板を
採取のため界面26から引き上げる。
26からPRP採取ポート24近くへ連続して引き上げる。こ
れらは界面26からあらゆる寸法の血小板を遊離し、そし
て遊離した血小板をPRP内の懸濁液にとどめるように作
用する。
界面26の他のより重い成分(リンパ球、単球および顆粒
球)をPRP流から離れたPBC塊中へ循環し戻すのに役立
つ。
高濃度を担持し、そして他の血液成分を実質上含まな
い。
加の特徴および利益を具現化した二段階軸方向流システ
ム27の物理的構造を図示する。
へそ緒29へ連結した二つの使い捨て分離および採取容器
31Aおよび31Bのアセンブリ28を含んでいる。分離容器31
A/31Bおよび関連するチューブは、可塑化PVCのような低
コスト医療グレードプラスチック材料でつくることがで
きる。
おいてRBCとPRPに分離される軸方向流チャンバーを構成
する。容器31Aは、先に記載した軸方向流チャンバー10
の特徴を具備する。
いて血小板濃縮物と血小板欠乏血漿(血小板プア血漿と
も呼ぶ)とにさらに分離される軸方向流チャンバーを構
成する。本明細書および図面は、血小板濃縮をPC、そし
て血小板プア血漿をPPPと呼ぶであろう。容器31Bは、後
で詳しく記載する本発明の他の面を具現する。
ルスケア、コーポレーション(本発明の譲受人の全所有
子会社)のフェンウォール部門によって製造販売されて
いるCS−3000血液分離遠心機のような、商業的に入手し
得る血液処理遠心機と組合せて使用することができる。
は、各容器31Aおよび31Bのためである二つのホルダー32
Aおよび32Bを支承するローター30を含んでいる。
離容器31A/31Bを収容するため回動して開くことができ
る。各ホルダー32A/32Bは、その後処理の間関連する容
器31A/31Bを捕捉しそして包囲するように回動して閉じ
る(図8が示すように)ことができる。
には約1600RPMで)、ホルダー32A/32Bおよびそれらの捕
捉した分離容器31A/31Bを遠心力場へ服させる。典型的
には、遠心力はアセンブリ28の高G壁に沿って約375Gで
ある。
へそ緒29がそれを通って流体を運ぶ一連のポートを含ん
でいる。容器31Aは、WBをRBCおよびPRPへ遠心分離のた
めポート34を通って受け入れる。ポート36および38は、
それぞれ分離したRBCおよびPRPを第1の容器31Aから運
搬する。
る。第2の容器31Bは、PRPをPCおよびPPPへ遠心分離の
ためポート35を通って受け入れる。ポート37は、PCを採
取のため容器31B内に残して、PPPを容器31Bから運搬す
る。後でPCを容器31Bから運ぶため、平常閉じている出
口ポート39が設けられる。
分離容器31A/31Bをローター30の外部に位置するポンプ
および他の静止部品へ接続する。静止部品は、WBを第1
の容器31Aへ運ぶためのポンプP1を含んでいる。ポンプP
2はPRPを第1の容器31Aから第2の容器31Bへ運搬する。
界面検出器33は、ポンプP2の運転を制御するため、RBC
と血漿の間の境界を感知する。
RPを容器31Aから引出す。これは、RBCと血漿の間の境界
が検知器33をこえてあふれたことを指示する。ポンプP2
はその時界面検出器33のあふれ出しが消えるまで第1の
容器31Aへ向かってポンプし戻す。ポンプP2はその後、
検出器33が次のあふれ出しを感知するまで、PRPを容器3
1Aから再び引き出すように逆回転する。このプロセスは
それ自体くり返される。
て、非回転(ゼロオメガ)ホルダー(図示せず)がへそ
緒29の上方部分をローター上方の非回転位置に保持す
る。ホルダー40(図7Aを見よ)は、へそ緒29の中間部分
をローター30のまわりで第1(1オメガ)の速度で回転
させる。ホルダー42(やはり図7Aを見よ)は、へそ緒29
の下端を1オメガ速度の2倍の第2の速度(2オメガ速
度)において回転させる。ローター30も2オメガ速度に
おいて回転する。
を非撚状態に保ち、この方法で回転シールの必要性を回
避する。
ダー32Aおよび32Bによって形成された内部形状に位置す
る。
Aのためのホルダー32Aは、図9Aにも示した対面するあら
かじめ形成した低G表面46を含んでいる。図6Aが示すよ
うに、表面46はホルダー32A中へ挿入される圧力プレー
ト47上に形成される。
表面44と、低G表面46の間にサンドイッチする(図8が
示すように)。
ったシーリング表面50がそれから突出する指図したくぼ
んだ区域48を含んでいる。ホルダー32Aを閉じた時、圧
力プレート47は低G表面46をこのシーリング表面50へ押
し付ける。圧力プレート表面46は、分離容器31Aの壁を
これらシーリング表面50に沿って閉じて締めつける。こ
れは容器31A内にくぼんだ区域48を占拠する指図した周
縁をシールした区域を形成する。
シールした区域は、高G表面44および圧力プレート46の
対面する低G表面に向かって膨張し、それらの指図した
輪郭を取る。
リング表面50は、くぼんだ区域48へ延びる第1,第2およ
び第3のポート区域52,54および56を確立する。第1の
ポート区域52は容器31AのWB入口ポート34を受け入れ
る。第2のポート区域54は、容器31AのRBC採取ポート36
を受け入れる。第3のポート区域56は、容器31AのPRP採
取ポート38を受け入れる。
入口ポート34を受け入れる)および第3のポート区域56
(PRP採取ポート38を受け入れる)は、高G表面44の同
じ横方向縁(これは図面では頂縁として示されている)
上でくぼんだ区域48へ入る。第2のポート区域54(RBC
採取ポート36を受け入れる)は、高G表面44の反対側の
横方向縁(図面では底縁として示されている)で開いて
いる通路49を通ってくぼんだ区域48へ入る。勿論、前に
述べたように、横方向の頂縁および底縁は逆にすること
ができる。
応区域52A,54Aおよび56A(図9Bを見よ)は、WB,RBCおよ
びPRPポート34,36および38(図8も見よ)を収容するた
め、高G表面44上の第1,第2および第3のポート区域5
2,54および56と整列する。
は、好ましくは高G表面へ向かって外側へ約0.25度のス
ロープでテーパーしている。
をシールした区域を図1ないし3に示した軸方向流処理
チャンバー10を確立するように成形する。
しくは約70ないし約120cm2の有効採取面積と、約45mlな
いし約100mlの関連処理容積を提供する。
ー32Bは、他のホルダー32Aと同様に、図10Aも示してい
るあらかじめ形成した高G表面51を含んでいる。ホルダ
ー32はまた、挿入し得る圧力プレート55上に形成された
対面するあらかじめ形成した低G圧力表面53を含んでい
る。
シーリング表面59がそこから突出するくぼんだ区域(図
6Bおよび10Aを見よ)を含んでいる。
プレート低G表面53はシーリング表面59に対して押し付
けられる。これは分離容器31Bの壁をシーリング表面59
に沿って締めつける。第2段階軸方向流分離チャンバー
61の内部形状が、これによって図10Bが示すように形成
される。
パターンは、チャンバー61内に第1および第2の区域R1
およびR2を確立する。第1の区域R1は、容器31BのPRP入
口ポート35と連通する。第2のポート区域R2は、容器31
BのPPP採取ポート37と連通する。
2の区域R1およびR2を分離する内部壁63を確立する。壁
63はチャンバー61内へ延び、軸方向流路と同じ方向に延
びる。壁63は、二つの区域R1およびR2を連結する通路65
を形成するようにチャンバー61内で終わっている。チャ
ンバー61内の壁63の位置は変化し得ることを認識すべき
である。それは図10Bに示したよりもPRP入口ポート35へ
近づけることができ、それによって第1の区域R1の寸法
を小さくすることもその反対も可能である。
はカリスらの米国特許4,146,172の第11〜13図に示した
ものと似ている。このカリスらの特許を本明細書に参照
として取入れる。
チャンバーは、PRPからPCおよびPPPの分離に使用するた
め、CS−3000血液分離遠心機と組合せて広く商業的に使
用されている。この商業的チャンバーは「A−35チャン
バー」の商品名を持っている。
離するため典型的には約160cm2の採取面積を持ってい
る。この目的に使用する時、このチャンバーは典型的に
は約1.4cmの放射方向厚み(または深さ)を提供する。
チャンバーはこれにより約200mlの処理容積を持つ。
の処理容積は、第1段階分離チャンバーの処理容積を上
廻らなければならないと信じていた。
から分離(又は沈降)する余分の時間を与えるから有利
であると信じられていた。普通の知識はまた、第2段階
チャンバーの大きい望ましい処理容積は、処理の間剪断
応力により血小板をより少ない損失または活性化へ服さ
せると信じていた(例えばカリスらの米国特許10欄26〜
39行を見よ)。
バー61は、先行「A−35チャンバー」に比較して著しく
小さい処理容積を有する。
チャンバー61は、先行A−35チャンバーと同じ採取表面
(すなわち約160cm2)を提供するが、しかしたった2mm
の最大放射方向(または流路)深さを有する。この作業
具体例において、チャンバー61は、先行A−35チャンバ
ーについて典型的な200ml処理容積に対して、丁度30ml
の処理容積を提供する。
深さにもかかわらず、以下の実施例は、チャンバー61が
先行A−35チャンバーに比較して血小板採取効率の著し
い増加提供することを示す。
記載した30ml減少深さチャンバー(これは「30mlチャン
バー」と呼ばれるであろう)と比較した。
このプロトコールの間、59人の正常ドナーがA−35チャ
ンバーで血小板採取操作を受けた。同じドナーは、30ml
チャンバーで他の血小板採取操作を受けた。採取操作の
順序はドナー間でランダムとし、操作は1ケ月置いて実
施された。
実施された。第1の操作のためのすべての作業条件は第
2の操作でもくり返された。この研究には6ケ所の異な
る血液センターが酸化した。
板採取を提供したことを示した。A−35チャンバーに比
較し、30mlチャンバーは血小板収量の13.3%増加(p
<.0001)を示し、これは与えた操作の間採取された血
小板の正味の数の増加を表わす。
の損傷または活性化なしに増加した血小板収量を提供し
た。30mlチャンバーを用いて採取された血小板濃縮物
は、再懸濁後血小板損失なしに直ちに濾過することがで
きた。他方、A−35チャンバーを使用して採取した血小
板濃縮物は、それが血小板カウントの有意なロスを発生
することなく濾過できるまでには、少なくとも2時間の
休息期間を要した。
い、A−35チャンバーおよび30mlチャンバー中の流体流
の性格は実質上同一であると結論するであろう。A−35
はRe2.9を有し、30mlチャンバーはRe7を有し、これらは
有意に異なる値ではない。
流路厚み、動的粘度、および軸方向高さの結合した特性
をもっと正確に性格づける新しい無次元のパラメータ
(λ)を提供する。
る。
り、 νは分離されている流体の動的粘度(cm2/秒)であ
り、そして Zはチャンバーの軸方向高さ(cm)である。
−35チャンバーに比較して、チャンバー61(新チャンバ
ーと呼ぶ)内に確立された流れ体制の独特の性格および
領域を明確に特徴化し、区別する。 表 1 チャンバータイプ A−35チャンバー 新チャンバー 流体 血漿 血漿 体積 ml 200 30 ν cm2/秒 0.012 0.012 流量 ml/分 25 25 速度 RPM 1600 1600 厚み cm 1.4 0.2 高さ cm 15 15 λ 2Ωh3/νZ 5109 14 Re Q/νZ 3.5 7 表1が示すように、先行A−35チャンバーのパラメー
タ(λ)は5109である。本発明の特徴を具現したチャン
バーのパラメータ(λ)はたった14であり、先行チャン
バーの1%より小さい。
ーのパラメータ(λ)が著しく大きい血小板収量を発生
するであろう。与えられたチャンバーのパラメータ
(λ)が次第に約700をこえると、チャンバーは処理の
間より大きい総剪断応力へ(血小板活性化へ導く)、そ
してより大きいコリオリ効果渦へ(これは血小板灌流の
ために利用し得る有効面積を制限する)導く流れ条件を
発生するであろう。
拠わくについて、コリオリ効果渦および剪断応力の大き
さがどのようなものであるかを表わす。このパラメータ
(λ)は、チャンバー内の流れが軸方向(すなわち回転
軸に沿う)であろうと、円周流(すなわち回転軸のまわ
り)であろうと同じ意味を持つ。回転軸に関して流れの
方向がどうあろうと、与えられた系についてこの絶対パ
ラメータ(λ)値が低ければ低いほど、系内のコリオリ
効果渦の期待される大きさが低くなる。チャンバー61は
約700より小さいパラメータ(λ)を持ち、劇的に減ら
したチャンバー深さ(すなわち放射方向厚み)において
さえも処理の間より良く灌流され、そして血小板へより
小さい剪断応力を課す。
した発明の面は、増加した血小板分離効率を円周流血液
処理チャンバーへ提供するために利用し得る。
チャンバー58を図解的に示している。
りを回転し(図12を見よ)、それによってチャンバー58
内に遠心場を発生させる。図1ないし図3に示した軸方
向流チャンバー10と同様に、遠心場は軸からチャバー58
を通ってひろがる。図13が示すように、軸に最も近い壁
64は低G壁を構成し、軸から最も遠い壁66は高G壁を構
成する。
受け入れる。WBはチャンバー58中の円周方向通路をたど
る。すなわち、それは回転軸62のまわりの円周方向通路
(図12が最良に示すように)中を流れる。このため、チ
ャンバー58は円周流血液処理チャンバーと呼ばれる。
よび底縁(それらは円周方向通路に沿って横たわる)
は、縦方向側縁(円周流路を横断して横たわる)より通
常長い。円周流チャンバー58は、通常回転方向に細長い
チューブの形状を形成する。円周流路を形成する他の形
状も使用することができる。
PBCとPRPとに分離する。図13が示すように、高密度PBC
は高G壁66へ向かって動き、軽密度PRPを低G壁64へ向
かって移動させる。界面(以前記載した)がその間に形
成される。第2のポート76は、採取のためPBCをチャン
バー58から引く。第3のポート72は、採取のためPRPを
チャンバー58から引く。
ト68は、PRPがWBがチャンバー58へ入るのと同じ区域に
おいて円周流チャンバー58を出るように並置される。図
11に示した具体例においては、PRPポート72は、WB入口
ポート68と、円周流チャンバー58の同じ縦方向側縁に沿
って配置される。
ート72とは、PRPがチャンバー58中のWBの円周流に関し
てRBCがチャンバー58を出る区域に対して反対の区域か
ら出るように配置される。図示した具体例においては、
図11が示すように、RBC採取ポート70は、WB入口およびP
RP採取ポートが配置される縦方向側縁に対して反対側の
縦方向側縁に配置される。
図15に示した先行円周流血液分離チャンバー58Aおよび5
8Bと著しく異なる。先行円周流チャンバー58A/Bは、PRP
採取ポート72をWB入口ポート68から意図的に離して配置
する。
RP採取ポート72は、RBC採取ポートに対して正反対の側
縁を占拠し、RBC採取ポートは他の側縁を占拠する。こ
の構造において、WB入口ポート68は、二つの側縁の間の
チャンバー58Aの側壁に配置される。
RP採取ポート72は一方の側縁を占拠し、WB入口ポート68
およびRBC採取ポートは、チャンバー58BのWBの円周流に
関し、PRP採取ポート72から反対方向へ離間した反対の
側縁を占拠する。
58の頂および底横断縁上にはポートが配置されない。チ
ャンバー58Aおよび58Bのどちらも、回転軸に平行に延び
る軸を持つポートを持っていない。
WB入口ポート68とPRP採取ポート72の隣接配置による増
大した血小板分離効果を図解的に示す。この効果は、チ
ャンバー58が円周流パターンの確立するように異なった
向きになっていることを除き、図3に示したものと一般
に同じである。
に応答して高G壁66へ向かって沈降する速度が最大であ
るチャンバー58の区域、すなわちWB入口ポート68の近く
からPRPを引く。ここはまた、血小板を界面26から引き
上げ、それらをPRP採取ポート72の外へ輸送するため血
漿中の懸濁液にとどめる放射方向血漿速度も最大であ
る。
(円周流方向)に離され、RBCがチャンバー58の全軸方
向長さを横断するように強制し、それによってそれらの
遠心分離力への曝露を最大にする。RBC採取ポート70とP
RP採取ポートの間の隔離はまた、RBCをRBC採取ポートへ
誘導し、PRP流をPRP採取ポート72へ向かって反対方向に
誘導する。
ましくはRBC採取ポート76近くの界面26へ向かって内側
へ移動される。その結果、低G壁64と界面26の間の放射
方向距離は、RBC採取ポート70近くよりもPRP採取ポート
72の近くでより大きい。
64は、軽い血漿をRBC採取ポート70近くの比較的窮屈な
区域からPRP採取ポート72近くの比較的開いた区域へ速
やかに界面26に沿って動くことを生じさせる。同じ有益
な効果、すなわち円周方向血漿流が界面と、そしてその
中に捕捉されている大きいより速く沈降する血小板を放
射方向血漿速度が最大であり、最大の洗出効果を提供す
るPRP採取ポート72へ向かって連続的に引きずる効果が
生ずる。向流パターンもまた、界面の他の重い成分(リ
ンパ球、単核球および顆粒球)をPRP流から離してRBC塊
中へ循環し戻すのに役立つ。
例えばPRP採取ポート72から離れてWBの軸方向流路の方
向に連続的にテーパーしている。PRP採取ポート72とRBC
採取ポート70の間の軸方向流路の全長に沿って低G壁16
を連続的にまたは均一にテーパーさせることなしに、同
じ結果を得ることができる。低G壁はそのテーパーを図
13が示すよりもPRP採取ポート24から遠く、RBC採取ポー
ト70の区域のもっと近くから始めることができる。
することができる。図16および図17は、本発明の特徴を
具体化する好ましい円周流チャンバーアセンブリ74の物
理的構造を図示する。図25および26は、代替円周流アセ
ンブリ76の物理的構造を図示する。
したような血液処理遠心機78と組合せて使用することが
できる。この遠心機構造の詳細は、1991年12月23日に出
願された「分離チャンバーへのアクセスを提供する分離
し得るボールおよびスプールエレメントを有する遠心
機」と題する米国特許出願07/814,403に述べられてい
る。
およびスプールエレメント82を含む。ボールおよびスプ
ールエレメント80,82は、ヨーク85上で図20が示す直立
位置と、図21が示す懸垂位置との間を回動できる。
ーザーによるアクセスのために提供される。図20が示す
ように、ある機構がスプールおよびボールエレメント8
0,82が相互に分離可能な位置を取ることを許容する。こ
の位置において、スプールエレメント82は、外側スプー
ル表面をアクセスのため露出するようにボールエレメン
ト80の内部区域の少なくとも部分的に外にある。図22が
示すように、露出した時、ユーザースプールエレメント
82のまわりに円周流チャンバーアセンブリ74または76の
どちらかを覆うことができる。
0,82が図23が示す相互に協力する位置を取ることを許容
する。この位置において、スプールエレメント82と選ん
だ円周流チャンバーアセンブリ74または76は、図23が示
すように、ボールエレメント80の内部区域内に包囲され
る。処理チャンバー83は、ボールエレメント80の内側と
スプールエレメント82と外側の間に形成される。選んだ
円周流チャンバーアセンブリ74または76は、処理チャン
バー83と共に支持され、そしてその輪郭を取る。
は、アセンブリとして図21に示す懸垂位置へ回動するこ
とができる。懸垂時、ボールおよびスプールエレメント
80,82は運転位置にある。運転において、遠心機78は懸
垂したボールおよびスプールエレメント80,82を軸のま
わりで回動する。
ンブリ74および76は多段階処理を提供する。第1段階は
RBCおよびPRPをWBから分離する。第2段階はPRPからPC
およびPPPを分離する。
様に構成し得るが、図16/17および図18/19は、並べた処
理コンパートメント84および85に分割した代替円周流チ
ャンバーの内部を図示する。使用時、第1のコンパート
メント84内の遠心力は全血をRBCとPRPに分離する。第2
のコンパートメント86内の遠心力はPRPをPCとPPPに分離
する。
ール88は、円周流チャンバーアセンブリ74または76の外
縁を形成する。第2の内側シール90は、円周流チャンバ
ーアセンブリ74または76を第1の処理コンパートメント
84とそして第2の処理コンパートメント86とに分割す
る。第2のシール90は、チャンバーアセンブリ74または
76の回転軸に対して一般に平行に延びる。すなわち、そ
れはチャンバーアセンブリ74または76の円周流を横断し
て延びる。第2のシール90は第1および第2の処理コン
パートメント84および86の両方に共通の縦方向縁を構成
する。
分離チャンバーとして役立ち、それ故そのように呼ばれ
るのである。
4/96/98/100が処理チャンバーアセンブリ74または76の
コンパートメント化した区域中に開いている。ポート92
/94/96/98/100は、それぞれのチャンバー84および86の
頂縁に沿って横に並べて配置される。
り、すなわちそれらの軸は回転軸に整列し、チャンバー
アセンブリ74または76自体内の円周流体流路に直交す
る。3個のポート92/94/96は第1のチャンバー84に役立
つ。2個のポート98/100は第2のチャンバー86に役立
つ。
おいて、ポート92/94/96/98/100へ接続したへそ緒102
(図24を見よ)が第1および第2のチャンバー84および
86を相互に、そして遠心機78の回転部分の外側に配置さ
れたポンプその他の静止部品へ相互接続する。
4が、へそ緒102の上方部分を懸垂したスプールおよびボ
ールエレメント80,82の上方で非回転位置に保持する。
ヨーク85上のホルダー106は、へそ緒102の中間部分を懸
垂したスプールおよびボール80,82のまわりで第1の速
度(1オメガ)で回転させる。他のホルダー108(図22
を見よ)は、へそ緒102の下端を1オメガ速度の2倍の
第2の速度(2オメガ速度)で回転させ、その速度でボ
ールおよびスプールエレメントも回転する。前に述べた
ように、へそ緒のこの知られた相対回転は、それを非撚
状態に保ち、このようにして回転シールの必要性を回避
する。
し、懸垂したボールおよびスプールエレメント80および
82が回転する速度は約3400RPMである。スプールおよび
ボールエレメントの与えられた寸法において、3400RPM
は、チャンバー84および86の高G壁に沿って約900Gの遠
心力場を発生するであろう。
ト92は、以前に記載したPRP採取ポート(図11ないし図1
3に参照番号72により同定されている)を含む。第2の
ポート94は、以前に記載したWB入口ポート(図11ないし
図13において参照番号68により同定されている)を含
む。第3のポート96は、以前記載したRBC採取ポート
(図11ないし図13に参照番号70により同定されている)
を含む。
ート68の間に配置される。第3のシール110は、第2の
内側シール90に一般に平行な第1の区域112を含み、そ
れにより円周方向WB流路を横切って延びる。第3の内部
シール110は次にドッグレッグ部分114において円周方向
WB流の方向へWB入口ポート68から遠方へ屈曲する。この
ドッグレッグ部分はPRP採取ポート72の直下で終わって
いる。
ート70の間に配置される。第4のシール116は、第2お
よび第3の内側シール90および110に一般に平行な第1
の区域118を含み、これにより円周方向WB流路を横断し
て延びる。第4の内側シールは、次にドッグレッグ部分
120で円周方向WB流の方向にRBC採取ポート70から遠方へ
屈曲する。このドッグレッグ部分120は、第3のシール1
10の下をそれをこえて延びている。それは、第2の内側
シール90によって形成された縦方向側縁に対して反対側
の第1のチャンバー84の縦方向側縁近くで終わってい
る。
初回転軸に沿って延びる(すなわち二つのシール110/11
6の第1の区域112/118の間)WB入口通路122を形成す
る。WB入口通路は次に、第1のチャンバー84内で(すな
わち二つのシール110/116のドッグレッグ部分114/120の
間)意図した円周方向流の方向に開くように屈曲する。
向流路に導く。それは次に、WBを円周方向にRBCとPRPへ
の分離が始まる円周方向流路へ直接導く。
に(すなわち第3のシール110と、そして第1の周縁シ
ール88の隣接する上方部分の間に)PRP採取区域124に形
成する。
して第1の周縁シール88の下方区域とは、合同して軸方
向に沿って延びる(すなわち第2の内側シール90と第4
の内側シール116の間に)RBC採取通路126を形成する。R
BC採取通路126は、次に円周方向通路に屈曲し、意図し
たWB円周方向流路の終端近くで(すなわち第4のシール
116のドッグレッグ部分と、周縁シール88の下方部分の
間で)開いている。
ート92は、RBC採取ポート(図11ないし図13に参照番号7
2により同定されている)を含む。第2のポート94は、P
RP採取ポート(図11ないし図13に参照番号72により同定
されている)を含む。第3のポート96は、WB入口ポート
(図11ないし図13に参照番号68により同定されている)
を含む。
ポート72とWB入口ポート68の間に配置される。シール11
0は、第2の内側シール90に対し一般に平行な第1の区
域112を含む。それは次に、WB入口ポート68から遠方へ
円周方向WB流の方向にドッグレッグ部分114において屈
曲する。ドッグレッグ部分114はPRP採取ポート72の入口
直下で終わっている。
て、チャンバー内の異なる位置を除き、図16に示したチ
ャンバー84に関連したWB入口通路122と同様なWB入口通
路122を形成する。
ポート72とRBC採取ポート70の間に配置される。第4の
シール116は、第2および第3の内側シール90および110
に一般に平行な第1の区域118を含み、それにより円周
流路を横断して延びる。第4の内側シール116は、次に
ドッグレッグ部分120においてPRP採取ポート72から遠方
へ円周方向WB流の方向に屈曲する。それは、第2の内側
シール90によって形成された縦の側縁に対し反対側の第
1のチャンバー84の縦の側縁を形成する。
方部分は、合同して、それがチャンバー84の底部でなく
頂部に配置されていることを除き、図16に示したRBC採
取通路126と同様なRBC採取通路126を形成する。
および116は、合同して、図16に示したPRP採取区域124
と同様なPRP採取区域124を第1のチャンバー内に形成す
る。
的流条件は同じである。これら条件は、PRPをPRP採取ポ
ート72を通って採取のためPRP採取区域124へ向かって誘
導する。
をPRP採取区域124に直近して円周流路中へ導く。ここで
は血漿の放射方向流流速が最大であり、血小板を界面か
ら離してPRP採取区域124中へ持ち上げる。
してそこからRBCをRBC採取ポート70へ導く。図16および
図18が示すように、WB入口通路122は、WBを第1のチャ
ンバー84の一端において流路中へ直接導き、そしてRBC
採取通路126はRBCを流路の反対端において外へ導く。
て(図17および19がそれぞれ示すように)、第1のチャ
ンバー84の低G壁64は、RBC採取区域近くで高G壁66へ
片寄っている。
84内において円周方向WB流の方向にテーパーしている。
このテーパーは第2の内側シール90からチャンバーの反
対側縦縁へ向かって進んでいる。図13は他の側面からこ
のテーパーしている低G壁64を示している。
ている区域において段障壁128もしくはダムを含んでい
る。図16および18は、それらのそれぞれのチャンバーア
センブリについて、この段障壁128が低G壁64からチャ
ンバー84全体を横切って延びていることを示している。
はRBC塊中へ延び、それと対面する高G壁66との間に制
限された通路129を形成する。この制限された通路129
は、高G壁66に沿って存在するRBCがRBC採取通路126に
よる採取のため障壁128を乗り越えて動くことを許容す
る。同時に、段障壁128は、PRPがそれを乗り越えて通過
するのを阻止し、PRPをPRP採取区域124へ導く動的流条
件内にとどめる。
おいては、低G壁64はそれが障壁128と合体するチャン
バー74中へ約2mmテーパーする。障壁128は、そこから高
G壁68へ向かって約45度の角度で延び、隆起した平坦な
表面を形成する。この平坦表面と高G壁66の間に形成さ
れた通路129は、放射方向深さが約1mmないし2mm、そし
て円周方向長さが約1mmないし2mmである。
G壁64のこの形状は、RBC採取区域からPRP採取区域124
へ向かって血漿の速い向流を発生させる。
の望ましい輪郭は、スプールエレメント82の外表面上に
あらかじめ成形することができる。図示した具体例にお
いて、ボールエレメント82の表面は回転軸に関して等半
径である。
すように)、RBC採取通路126のドッグレッグ部分120も
テーパーしている。このテーパーにより、通路126は、
それがRBC採取通路126の軸方向の第1の部分118と合体
するところよりもそれがチャンバー84中へ開いている部
分でより大きい断面積を提供する。図13はこのテーパー
を他の側面で示す。図示した好ましい具体例において、
ドッグレッグ部分120は約1/4インチの幅から1/8インチ
へテーパーしている。
取通路126の断面積を実質上コンスタントに保つように
低G壁64のテーパーに関して寸法決めされる。これは通
路126内の流体抵抗を比較的コンスタントに保つ一方、
通路126外部の利用し得る分離および採取区域を最大に
する。ドッグレッグ部分120のテーパーは、プライミン
グの間通路126からの空気の除去を容易にする。
G壁66が各代替チャンバーアセンブリにおいてPRP採取
区域124を横断して延びている。図24が他の透視から示
すように、傾斜路130はPRP採取ポート72へ向かう流体流
を制限するテーパーしたくさびを形成する。図25が示す
ように、傾斜路130は、PRP層がそれに沿ってひろがる低
G壁64に沿って締め着けられた通路131を形成する。
めされたフラップ132がスプールエレメント82から延
び、そしてその一部分をオーバーハングしている。
ップ23は選んだチャンバーアセンブリ74/76とまわりの
ボールエレメント80の間にサンドイッチされる。フラッ
プ132は、チャンバーアセンブリ74/76の隣接する可撓壁
を押し付け、チャンバー84中に傾斜路130を形成するそ
の輪郭へ一致させる。
を高G壁66に沿って転換させる。この流れ転換は、PRP
採取区域124内のRBC(図25A/B/Cにおいて陰影をつけて
示した)と、PRP(図25A/B/Cにおいて透明に示した)と
の間の界面の向きを変える。傾斜路130は、関連する界
面コントローラー134(図30および図31が示す)によっ
てチャンバーアセンブリ74/76の側壁を通して観察のた
め界面26をディスプレーする。
は傾斜路130上の界面の位置をモニターする。図25A/B/C
が示すように、傾斜路130この界面26の位置は、WB,RBC
およびPRPのそれぞれのポート68/70/72を通る相対的流
量を制御することによって変えることができる。コント
ローラー134は、チャンバー84からPRPが引かれる速度を
変え、界面26をPRP採取ポート72へ導く締めつけられた
通路131から離れた傾斜路130上の所定の位置(図25が示
す)に保つ。
界面26中に存在するRBC,白血球およびリンパ球がPRP採
取ポート72へ入るのを防止する。採取したPRPはそれに
より、界面26中に存在する他の血球成分を実質上含まな
い。
いて、第4のポート98がPPP採取ポート136を構成し、第
5のポート100がPRP入口ポート138を構成する。図18/19
に示したチャンバーアセンブリの具体例においてはこの
逆であり、第4のポート98がPRP入口ポート138を構成
し、第5のポート100がPPP採取ポート136を構成する。
ャンバー84のPRP採取ポート72を関連する第2のチャン
バー86のPRP入口ポート138へ接続する。第2のチャンバ
ー86はそれによりPPPおよびPCへさらに分離のためPRPを
第1のチャンバー84から受け入れる。各アセンブリ74/7
6において、PCは後で再懸濁および採取のため、第2の
チャンバー86中に残る。
第5の内側シール140はPRP入口ポート138とPPP採取ポー
ト136の間を延びる。第5のシール140は、第2のシール
90に一般に平行な、そのため円周流路を横断して延びる
第1の区域142を含む。第5の内側シール140は次は、ド
ッグレッグ部分144においてPRP入口から遠方へ第2のチ
ャンバー86内の円周方向PRP流の方向へ屈曲する。ドッ
グレッグ部分144は、第2の内部シール90によって形成
された縦側縁に対し反対側の第2のチャンバー86の縦側
縁近くで終わっている。
の内側シール90、および第1の周縁シール88の下方域
は、共同して、最初回転軸に沿って延び(すなわち第2
の内側シール90と第5の内側シール140の間)、そして
次に意図したPRP円周流路の終わり近くで開く円周流路
に屈曲する(すなわち第5のシール140のドッグレッグ
部分144と周縁シール88の下方域の間)PPP採取通路146
を形成する。PPP採取通路146はPPPをその開いた端部で
受け入れ、そしてそこからPPPをPPP採取ポート136へ導
く。
は、第5の内側シール140と周縁シール88の上方域の間
に形成される。
RP入口ポート138を通って第2のチャンバー86へ入るPRP
は、最初軸方向を向いたPRP入口ポート138から軸方向に
延びる第5のシール140に沿って軸方向通路を流され
る。PRPの流れ方向はその後、第5のシール140から離れ
て反対側の縦側縁へ向かう円周流路へまがる。
に分離する。高密度のPCは高G壁66に沿ってひろがる層
へ分離する。より軽いPPPはPPP採取通路146を通って採
取のため低G壁64へ向かって押しやられる。
軸のまわりの円周流路へのPRPの導入は、図26が示すよ
うに、PRP入口ポート138の出口においてテーラー柱と呼
ばれる非乱流渦域148を発生することを発見した。
わりを循環する。渦域148は、ポート138の出口から縦方
向にチャンバー86の円周流路を横断して延びる。図26が
示すように、渦域148はPRPをその軸のまわりを循環さ
せ、それをチャンバー86内の所望の円周流路中へ誘導す
る。
円周流路を横断して一般に直線的に減少する。これは、
チャンバー86へ入る流体の軸方向流が分離ゾーンへ入る
円周流を均一に灌流する時に発生する。
6の入口において第2のチャンバー86の反対側の縦方向
端において発生する。
は、所望の円周流路中のPRPを遠心場中へ均一に分散す
る。これは、第2のチャンバー86の有効表面を横断する
遠心場の影響への入って来るPRPの曝露を最大にする。
入って来るPRPからのPCの最大可能な分離が発生する。
て確立された円周流路へ入るかまたは離れる第1のチャ
ンバー84においても同様に形成されることを認識すべき
である。図26が示すように、渦域148条件はそれによりW
B入口通路122の入口において形成される。他の渦域148
条件は、RBC採取通路126の入口において反対側の縦方向
端において形成される。
7および図19が示すように)、低G壁64は、好ましくは
円周PRP流の方向に第2のチャンバー86中へテーパーし
ている。このテーパーは第2の内側シール90から第2の
チャンバー86の反対端へ向かって進む。
(図16および図18が示すように)、関連するPPP採取通
路146の円周方向脚もテーパーしている。このテーパー
により、この脚は、それがPPP採取通路146の軸方向部分
と合体するところよりも、それが第2のチャンバー中へ
開くところにおいてより大きい断面積を提供する。図示
した好ましい具体例において、この脚は約1/4インチの
幅から1/8インチへテーパーしている。
PP採取通路146の円周脚のテーパーも、好ましくはPPP採
取通路146の断面積を実質コンスタントに保つように、
低G壁64のテーパーに関して寸法決めされる。これは通
路146内の流体抵抗を比較的コンスタントに維持する。P
PP採取ポート146の円周脚のテーパーは、プライミング
の間通路146からの空気の除去を容易にする。
理目的に応じて変えることができる。表2は、図16/17
または図18/19に示したタイプの処理チャンバーの代表
的具体例の種々の寸法を示す。表2に述べた寸法Aない
しFは、図16および18中にそれらのそれぞれのチャンバ
ーアセンブリについて同定されている。
バーを使用したシステム 図16/17または図18/19に示した2段階円周流チャンバ
ーは、連続的血小板採取を実施するために使用すること
ができる。これらチャンバーは、1本の静脈切開針を使
用するシステム150(図27が示す)か、または2本の静
脈切開針を使用するシステム152(図28が示す)のどち
らかと組合せて使用することができる。各システム150
および152において、関連する処理コントローラー154が
最大可能な限り採取操作を自動化する。
ルーメン静脈切開針156を使用する。図27は、遠心機78
上で使用のため装着した時のこの単一針システムを一般
的に図示する。
引サイクルおよび返還サイクルにおいて作動する。
Bを針156を通って処理チャンバーアセンブリ74/76の選
んだ一つへ供給する。そこでWBはRBC,PCおよびPPPへ遠
心分離される。
理チャンバーアセンブリ74/76内の分離が中断すること
なく続いている間、針156を通ってドナーへRBCとPPPを
返還する。収穫したPCは長期間貯蔵のため保持される。
もし望むならば、PPPの全部または一部も貯蔵のため保
持することができる。
量をプールする吸引貯槽158を含む。システム150はま
た、返還サイクルの間ドナーへ周期的に返還のためRBC
のある量を集める返還貯槽160を含む。
ため抗凝固剤を保持する容器162と、操作前システム150
をプライミングしそして空気を除去するために使用する
食塩水を保持する容器164を含んでいる。システムは、
貯蔵のためPC(および場合によりPPP)を収容するため
の採取容器166をさらに含んでいる。
いて作動させるとき、第1の枝168は、吸引ポンプステ
ーション170とクランプ172と協力して、WBを針156から
吸引貯槽158へ誘導する。補助枝174は、抗凝固剤ポンプ
ステーション176と協力して抗凝固剤をWB流中へ放出す
る。
してWBを吸引貯槽158から選んだ処理チャンバー74/76の
WB入口ポート68へ運搬する。吸引ポンプステーション17
0は、連続的に作動する(例えば50ml/分)WB入口ステー
ション180よりも高い流量(例えば100ml/分)で作動す
る。
WBの重量体積をモニターする第1のはかり182を含んで
いる。第1のはかり182は、吸引貯槽158内の所望のWBの
重量容積を維持するように、吸引ポンプステーション17
0を間歇的に運転する。
ポンプステーションは、WBを選んだ処理チャンバーアセ
ンブリ74/76中へ連続的に輸送するために作動する。
所望の重量体積を維持するため、はかり182に応答して
吸引サイクルの間周期的に作動し続ける。
分離される。この分離プロセスは既に記載した。
は、PRPを第1の処理チャンバー84のPRP採取ポートから
吸引する。第3の枝184は、PRPを第2の処理チャンバー
86のPRPの入口ポート138へ輸送する。そこでPRPはPCとP
PPへさらに分離される。この分離プロセスは既に記載し
た。
ーは、界面コントローラー134を介して傾斜路130上の界
面の位置をモニターする。コントローラー154は、血漿
ポンプステーション186がWB入口ポンプステーション180
より小さい可変血漿ポンプステーション186の最大流量
(例えば25ml/分)を保つように運転する。
ポート74からRBCを輸送する。第4の枝188は返還貯槽16
0へ続いている。
体積をモニターする第2のはかり190を含む。あらかじ
め選定した重量体積が存在する時、コントローラー154
はシステム150の作動をその吸引サイクルからその返還
サイクルへ切り替える。
ンプステーション170を停止し、返還ポンプステーショ
ン192を始動する。返還ポンプステーションに関連する
第5の枝194はRBCを返還貯槽160から針156へ輸送する。
貯槽158にプールされたWBを第1の処理チャンバー84を
通って連続的に処理するためWB入口ポンプステーション
180および血漿ポンプステーション186を運転し続ける。
ンバー86のPRP入口ポート138へ入る。PPPは第6の枝196
を通って第2段階処理チャンバーのPPP採取ポート136を
出て、返還貯槽160へ入り、そこにプールされたRBCと合
体する。
ことにより、PPPを第7の枝200を通って一以上の採取容
器166へ輸送することができる。
たPCは、第7の枝200を通って一以上の容器166へ貯蔵の
ため移される。
た単一針システム150と一般に同じ処理結果を得るた
め、2本の単一ルーメン静脈切開針202Aおよび202Bを使
用する。両方にシステム150および152に共通のエレメン
トは同じ参照番号が与えられている。
サイクルで運転し、その間ドナーの全血は針202Aを通っ
て選んだ処理チャンバーアセンブリ74/76へRBC,PCおよ
びPPPへ分離のため連続的に供給され、その間RBCおよび
PPPは針202Bを通ってドナーへ連続的に返還される。
のため保持される。もし望むならば、PPPの全部または
一部も貯蔵のためドナーからそらせることができる。
連した処理容器は、抗凝固剤を収容する容器162と、シ
ステム152をプライミングしそして空気を追い出すのに
使用するための食塩水を収容する容器164を含む。
P)を受け入れるための同様な採取容器166を含んでい
る。
例えば50ml/分で連続的に運転するWB入口ポンプステー
ションと協力して、WBを針202Aから第1段階処理チャン
バー84のWB入口ポート68へ向ける。補助枝174は、抗凝
固剤ポンプステーション176と協力して抗凝固剤をWB流
へ放出する。
り、それを満たし、そこでは選んだチャンバーアセンブ
リ74/76の回転の間発生した遠心力がWBをRBCとPRPとに
分離する。
て、PRP層を第1段階処理チャンバー84のPRP採取ポート
72の外へ吸引し、PRPをPCおよびPPPへの次の分離を受け
る第2段階処理チャンバー86のPRP入口ポート138へ輸送
する。
をモニターし、界面26を傾斜路130上の所定位置にとど
めるように血漿ポンプステーション210の速度を変える
(後で詳しく記載する界面コントローラー134を使用し
て)。前に記載したように、コントローラー154は、WB
入口ポンプステーション206より小さい可変血漿ポンプ
ステーション210の最大流量(例えば25ml/分)を維持す
る。
C採取ポート70から輸送する。第3の枝212は針202Bへ延
びている。
86のPPP採取ポート136を出て、針202Bへ接続する第3の
枝(RBCを運んでいる)と合体する。代わりに、クラン
プ216Aを閉じ、クランプ216Bを開くことにより、PPPを
第5の枝218を通って一つ以上の採取容器166へ輸送する
ことができる。
たPCは、第5の枝218を通って貯蔵のため一つ以上の採
取容器166へ移される。
ぞれ図27および図28に示した)は、再循環枝220および
関連する再循環ポンプステーション222を含んでいる。
処理コントローラー154は、第1の処理コンパートメン
ト84のPRP採取ポート72を出て行くPRPの一部分を第1の
処理コンパートメント84のWB入口ポート68へ入って行く
WBと再混合するため輸送するようにポンプステーション
222を運転する、再循環制御システム224を持っている。
ることができる。
プステーション186(単一針システム150について)また
はポンプステーション210(2本針システム152につい
て)の制御下にある、PRPが第1の処理コンパートメン
ト84を出て行く流量を感知するセンサー226を含んでい
る。後で詳しく記載するように、この流量自体は界面コ
ントローラー134によって制御される。
た所望の流量と比較するためのコンパラター228を採用
する。もし感知した流量が所望流量より少なければ、コ
ンパラター228は、再循環ポンプステーション222が運転
する速度を増加する信号を送る。そしてもし感知した流
量が所望の流量より多ければ、コンパラター228は再循
環ポンプステーション222が運転する速度を減らす信号
が送る。この態様においてコンパラター228はPRP流量を
所望の流量に維持する。
にPRP流中の血小板濃度を最大にする処理条件が発生す
るようにあらかじめ選定される。
血漿の放射方向流量に基づいている。
速度は全血入口ポンプ180/206のポンプ速度のパーセン
ト(%RE)として維持され、以下のように支配される。
マトクリットであり、 Kは、分離前ドナーの全血へ添加された抗凝固剤およ
び他の希釈液(食塩水のような)の体積を考慮に入れた
希釈係数である。
度は、入室区域Reにおける面積ヘマトクリットを約30%
ないし35%に維持するように、全血入口ポンプ180/206
のポンプ速度のあらかじめ定めたパーセント(%RE)に
維持される。入室区域における好ましい表面ヘマトクリ
ットは約32%であると信じられる。
範囲に保つことは、PRPからRBCの最適分離を提供し、そ
れによりこの区域において血漿の放射方向流を最適化す
る。もし表面ヘマトクリットがあらかじめ定めた範囲を
上廻ると、入室区域Reにおける放射方向血漿流は減少す
る。もし表面ヘマトクリットがあらかじめ定めた範囲以
下へ下がると、PRPの放射方向流は小さいRBCおよび白血
球をPRP中へ追い出すのに十分な程増加する。
明者は、ACD抗凝固剤が入力全血体積の約9%を構成す
るように添加され、そして食塩希釈液がドナーの体容積
の約4%を表わす量(すなわち体容積5000mlに対し200m
l)で添加される時、K=2.8であることを決定した。
環制御システム224は、PRPの代わりにPPPを上で決めた
%REに基づいて再循環する。
び第2の処理コンパートメント86の下流に配置した関連
するポンプステーション232を使用する。コンパラター
は、第2のコンパートメント86を出て行くPPPを第1の
コンパートメント84へ入って行くWBと混合するため、直
前に記載した同じ態様の一つでポンプステーション232
を制御する。
の処理コンパートメント84へ入って行くWBとPRP(また
はPPP)を混合することにより、遠心力に応答して赤血
球が高G壁へ向かって沈降する速度が増大する。これは
続いて、血漿が界面26を通って低G壁64へ向かって押し
やられる放射方向速度を増す。界面26を通る増加した血
漿速度は界面26から血小板を洗い出す。その結果、より
少ない血小板が界面26上に沈降する。
操作における図16に示したのと同様な2段階分離チャン
バー74を評価した。チャンバー74は、図28に示したのと
同様な、2本針システム152の一部であった。システム1
52は、チャンバー74のPRP採取区域124において32.1%の
ヘマトクリットを得るように、図28に示した態様でPRP
を再循環した。
はPRP採取区域124からの円周流の方向にテーパーしてい
なかった。低G壁64は、図17に示すようにRBC採取通路
を横断してチャンバー内へ段になっているRBC障壁128の
存在を除いて、第1段階チャンバー84内の円周流路に沿
って等半径であった。低G壁64は第2のチャンバー86の
全円周流路に沿って等半径であった。
ルされた血小板カウント(μLあたりの1000血小板カウ
ント)を示す。そこに示すように、6分の運転時間後、
血小板カウントは173であり、10分後血小板カウントは3
04であり、そして20分後血小板カウントは363で安定化
した。
れた血小板の平均血小板体積(フェムトリットルで)表
わした物理的寸法を示す。そこに示すように、6分の運
転時間後、平均血小板寸法は6.6であり、20分後平均血
小板寸法は7.5へ上昇し、操作の終わりにおいては平均
血小板寸法は8.2であった。採取したPCの寸法分布研究
は、採取した血小板の約3%は30フェムトリットルより
大きい(すなわち非常に大きい血小板であった)ことを
示した。
わちPRP中に最終的に採取された、第1段階チャンバー8
4へ入った利用し得る血小板のパーセント)は93.8%で
あった。換言すれば、第1段階チャンバー84は第1段階
チャンバー84中の利用し得る血小板のたった6.2%を採
取し損ったに過ぎなかった。
ち、PCとして最終的に採取された、第2段階チャンバー
86へ入ったPRP中の利用し得る血小板のパーセント)は9
9%であった。換言すれば、第2段階チャンバー86は第
2段階チャンバー86内のPRP中に存在する血小板のたっ
た1%を採取し損ったに過ぎなかった。
わちPRP中に最終的に採取された利用し得る血小板のパ
ーセント)は99.2%であった。換言すれば、第1段階チ
ャンバー84は利用し得る血小板のたった1%を採取し損
ったに過ぎなかった。
として最終的に採取された利用し得る血小板のパーセン
ト)は99.7%であった。換言すれば、第2段階チャンバ
ー86はPRP中に存在する殆ど全部の血小板を採取した。
さらに示した。
をPRP流中へ遊離させる効果を示した。この効果は殆ど
すぐ発生する。第2の研究においてたった5分後、血小
板カウントは第1の研究の10分後に見られる血小板カウ
ントに匹敵した。
をPRP流中へ遊離する効果を示した。この効果もまた、
殆どすぐ発生する。操作の最初の5分後、平均血小板寸
法は第2の研究において30分後に見られるものに匹敵し
た。これは大きい血小板が既に採取されつつあったこと
を意味する。第1の研究においてよりも、第2の研究に
おいて採取された非常に大きい物理的寸法(すなわち30
フェムトリットル以上)の血小板が3倍近く多くあっ
た。
ム 図30ないし図34は、前に記載した単針または2本針シ
ステム150または152と組合せて使用することができる、
代替界面制御システム234の詳細を図示する。
に界面を実際に観察するエレメントを装備する。システ
ム234は、界面の位置を決定するため時間パルス信号に
依存する。
34は、遠心機78のヨーク85上に取り付けた光源236を含
んでいる。光源236はRBCによって吸収される光を発射す
る。制御システムはまた、ヨーク85上の光源236に隣接
して取付けた光検出器244を含んでいる。
検出器244をヨーク85での回転のため支承する。以前記
載したように、ヨーク85はそれで観察ヘッド238を支承
しながら1オメガ速度で回転する。同時に、ヨーク85に
よって支承されているスプールおよびボールアセンブリ
80および82は2オメガ速度で回転する。
ヨーク85が支承するへそ緒ホルダー106(図20および21
も見よ)のためのつり合いおもりとしても役立つ。
光発光ダイオードを含むが、勿論緑のような他の色も使
用できる。この構成において、光検出器244はPINダイオ
ード検出器を含んでいる。
センブリ80へ指向する(図31Bを見よ)。図示した具体
例においては、ボールアセンブリ80は、ボールアセンブ
リ80が界面傾斜路130の上に重なる区域だけ、光源ダイ
オード236によって発射される光に対して透明である。
0の残部は光反射材料243を支承する。これはボールアセ
ンブリ80の界面区域の反射性をボールアセンブリ80の残
部の反射性から区別する。材料243は光吸収材料とし、
そして同じ目的に役立たせることもできよう。
界面区域の到着および通過と共にその視線に関してオン
およびオフにゲートすることもできよう。
130は光透過性材料でつくられる。光源ダイオード236か
らの光は、このため回転するボールアセンブリ80観察ヘ
ッド238が整列するたび毎にボールアセンブリ80の透明
区域および傾斜路を通過するであろう。反射光の強度
は、界面区域のRBC部分によって吸収されなかった光源
ダイオード236からの光量を表わす。
じて反射光を受光する。図示した具体例においては(図
31Bを見よ)、この光路はレンズ246,ペンタプリズム248
およびアパーチャー250を含んでいる。
で、焦点距離約9mmである。この構成において、レンズ2
46は約3の倍率の実像を形成する。代わりに、より良い
視野深度を提供するため実像をもっと小さく形成するこ
ともできよう。
到達することを許容するため、好ましくは小さくする
(直径約0.75mm)。それ故、検出器244の好ましい観察
視野も小さく、すなわち好ましくは直径約0.25mmのオー
ダーである。
ド268から遠心機の静止フレーム上の界面制御回路270へ
伝送するためのデータリンク278を含んでいる。図示し
た具体例においては、データリンクは性格が光学的であ
る。代わりに、光強度信号を電圧または電流信号として
伝送するためスリップリングを使用することができよ
う。
2の光源254は、1オメガ駆動シャフト257内の中空光誘
導通路256の区画内に支承される。
でいる。第2の光検出器268は、中空1オメガ駆動シャ
フト257の下の遠心機の非回転(すなわちゼロオメガ)
ベース上に支持される。第2の光源254からの光は、通
路256およびコリメーティングスリーブ259を通過し、第
2の検出器268上へ下降する。第1の検出器244と同様
に、第2の検出器もPINダイオード検出器よりなること
ができる。
持された少なくとも一つの赤色発光ダイオードを含む。
勿論緑のような他の色を使用することもできよう。
源254は、通路256内に120度円周上で離れた間隔で配置
された3個の発光ダイオード258A/B/C)を含んでいる。
この配置は第2の光源254と第2の光検出器268の間のミ
スアラインメントに起因する干渉を最小化する。代替構
造においては、第2の検出器268からの光強度信号は、
ミスアラインメントに起因する干渉信号を除去するため
電子的にフィルターすることができる。
強度制御回路252を含んでいる。このため、強度制御回
路252が第1の光源236への入力を調節する時、それは第
2の光源254への入力を瞬間的に調節するであろう。こ
のため、光源254により発射された光の強度は光源236に
よって発射される光の強度に正比例する。
の回転部分へ電力を供給する。同じ電線251はスプール
およびボールアセンブリ80および82を回転する電気モー
タ253へも電力を供給する。
す。図示するように、制御回路252は、直列に接続した
第1および第2の光源236および254への電流を制御する
トランジスタ260を含んでいる。
る。一方の増幅器入力は、ヨーク観察ヘッド238内に支
承された光検出器244へ連結される。他の増幅器入力は
参照ダイオード264へ連結される。回路252はまた、、光
源236および254の発光ダイオードを保護するため慣用の
電流制限抵抗器266を含んでいる。
器262の出力は増加する。トランジスタ260はもっと多く
の電流を導通する。第1および第2の光源236および254
の強度は瞬間的に等しくまたは比例量だけ増加する。
時、増幅器262の出力は減少する。トランジスタ260はよ
り少ない電流を導通する。第1および第2の光源236お
よび254の強度は瞬間的に等しくまたは比例量だけ減少
する。
器268の感知した光強度出力を増幅した電圧信号へ変換
する。慣用の波形整形回路は増幅した電圧信号を方形波
時間パルスへ変換する。
的寸法(インチで測った)を誘導する。界面制御回路
は、次に誘導した界面寸法と所望の界面寸法との差に基
づいてポンプ制御信号を発生する。
材料243と観察ヘッドが整列にある間、固定強度I1にお
いて減少なしに完全に反射された光を観察するであろ
う。第2の検出器268も、この期間中第2の光源254によ
って発生した固定強度I2においても光を観察するであろ
う。
との整列に入った時、界面傾斜路130上にディスプレー
された赤血球は観察ヘッド238の光路に入るであろう。
収は以前観察した反射光の強度を減少させる。感知され
た減少する光強度により、制御回路252は、第1の検出
器244においてコンスタントな光強度を維持するよう
に、第1および第2の光源236および254へ入力を瞬間的
に増加する。
明るくなり、界面の赤血球バンドが観察ヘッド238を通
過する間新しい強度レベルを取るであろう。
2が第1の検出器244が観察した強度I1をコンスタントに
維持するから、この時間的な強度の相対的増加を感知し
ないであろう。しかしながら、第2の検出器268はこの
時間的な強度I2の相対的増加を感知するであろう。
の出力信号I2を発生する。界面制御回路270はこの増加
する強度信号を図33Bに示した方形パルス272の先導縁27
4へ変換する。この出来事はパルス272の開始時間T1をマ
ークする。
ヘッド238の光路へ入るとき、この強度信号は安定化す
るであろう。界面制御回路270は安定化した強度信号を
図33Bに示した方形パルス272の高原275へ変換する。
第1の検出器は再び反射性ボール材料243からの完全反
射光を観察するであろう。感知した増加する光強度によ
り、制御回路252は、第1の検知器244においてコンスタ
ントな光強度を維持するように第1および第2の光源23
6および254への入力を減らすであろう。
244によって観察される強度を瞬間的にコンスタントに
維持するから、この時間的な強度の相対的減少を感知し
ないであろう。しかしながら第2の検出器268はこの時
間的な強度の相対的減少を感知するであろう。第2の検
知器268は減少する強度出力I2を発生する。界面制御回
路はこの信号を図32Bに示す方形パルス272の追尾縁276
へ変換する。この出来事はパルス272の終了時間T2をマ
ークする。
導パルス縁274(図33においてT1)と追尾パルス縁276
(図33においてT2)の間の時間を、めいめいの続くパル
ス272Aおよび272Bについて測定する。この測定(T2マイ
ナスT1)はパルス長(秒)を構成する。
ス(図33Cに272Aおよび272Bとして示す)間の時間を測
定する。この時間は、第1のパルス272の先導縁274(図
33CにおいてT1)と、次の続くパルス272Bの先導縁274
(図33CにおいてT3)の間で測定する。この測定は隣接
するパルスの期間(秒)を構成する。
ス測定サイクルのためT3をT1へリセットする(図34Aを
見よ)。
ルス測定から界面の赤血球の物理的寸法を以下の関係に
基づいて誘導する。
チ); DBはボールアセンブリ80の円周(インチ)である。
コンスタントであり続けるならば、秒で表わした回転の
周波数の逆数(1/Frot,Hz)をPPに代入することができ
る。
ができる。
面の物理的測定DIを制御値DCと比較し、エラー信号Eを
発生する。
した固定絶対値(インチで)を含む。代わりに、界面制
御値DCは、界面傾斜路130の長さに基づくパーセント
(すなわち、赤血球は界面傾斜路の30%未満を占拠すべ
きである)として表わすことができる。
り、界面の赤血球バンドが大き過ぎることを指示するな
らば、界面制御回路270は、血漿ポンプステーション186
/210のポンプ速度を減少させる信号を発生する(図34B
を見よ)。これはRBC域をPRP採取ポート72から遠くへ、
エラー信号Eがゼロである所望の制御位置(図25B)へ
押し戻す。
面の赤血球バンドが小さ過ぎることを指示するならば、
界面制御回路270は、血漿ポンプステーション186/210の
ポンプ速度を増加させる信号を発生する(図34を見
よ)。これはRBC域をPRP採取ポート72へ向かってエラー
信号が再びゼロである所望の制御位置(図25B)へ向か
って押し戻す。
と静止エレメントの間を二つのエレメント間の機械的接
触なしに制御信号を伝送するためのシステムの広いクラ
スの代表である。
ステムは回転または静止エレメントのどちらかの上のセ
ンサー手段を使用する。このセンサー手段は変化に服す
る運転条件を感知する。センサー手段は感知した運転条
件の変化に従って変化する第1の出力信号を発生する。
ステムはセンサー手段を支承する一方のエレメント上の
エネルギー発射器を含んでいる。この発射器は他方のエ
レメントとの機械的接触なしに他方のエレメントへエネ
ルギーを発射する。
化に従って発射されるエネルギーを変調する。代わり
に、センサー手段自体が変調したエネルギーの発射器を
構成することができる。
は光である。しかしながら音エネルギーまたは他のタイ
プの電源エネルギーも同様に使用することができよう。
器によって発射された変調したエネルギーを受けるた
め、他方のエレメント上の検出器を含む。検出器は検出
したエネルギーを変調し、第1の出力信号と同様に、感
知した運転条件の変化に従って変化する第2の出力信号
を発生する。
のそのような無接続システムは、界面制御ばかりでな
く、すべての種類のリアルタイム制御機能に使用のため
適用し得るであろう。
Claims (6)
- 【請求項1】血小板リッチ懸濁液から血小板を分離する
ため与えられた角速度(Ω)で軸のまわりを回転するの
に適したチャンバーであって、 回転軸から離間した低G壁と、 低G壁よりも回転軸からさらに遠く離間し、低G壁と高
G壁の間に、回転軸に関して測定して1cm未満の放射方
向厚み(h)と軸方向高さ(Z)を有する分離ゾーンを
形成する高G壁と、 分離ゾーンへ動的粘度(ν)を有する血小板リッチ懸濁
液を導入するための入口とを備え、 前記壁は、与えられた回転角速度(Ω)および入口を通
って導入される血小板リッチ懸濁液の動的粘度(ν)を
考慮に入れ、式 において(λ)値が700未満である分離ゾーンの放射方
向厚み(h)と軸方向高さ(Z)間の関係を確立し、そ
れによって分離ゾーン中の剪断応力およびコリオリ効果
渦が減らされることを特徴とするチャンバー。 - 【請求項2】全血を赤血球と、動的粘度(ν)を有する
血小板リッチ懸濁液とに分離するため軸のまわりを回転
するのに適した第1段階分離チャンバーと、 血小板リッチ懸濁液を受領するため第1段階分離チャン
バーと連通しそして血小板リッチ懸濁液から血小板を分
離するため与えられた角速度(Ω)で軸のまわりを回転
するのに適した第2段階分離チャンバーとを備え、 第2段階分離チャンバーは回転軸から離間した低G壁
と、低G壁よりも回転軸からさらに遠く離間し、低G壁
と高G壁との間に、回転軸に関して測定して1cm未満の
放射方向厚み(h)と軸方向高さ(Z)を有する分離ゾ
ーンを形成する高G壁とを備え、前記壁は、与えられた
回転角速度(Ω)および入口を通って導入される血小板
リッチ懸濁液の動的粘度(ν)を考慮に入れ、式 において(λ)値が700未満である分離ゾーンの放射方
向厚み(h)と軸方向高さ(Z)間の関係を確立し、そ
れによって分離ゾーン中の剪断応力およびコリオリ効果
渦が減らされることを特徴とする血液分離システム。 - 【請求項3】血小板リッチ懸濁液から血小板を分離する
ためのシステムであって、 全血を赤血球と、動的粘度(ν)を有する血小板リッチ
懸濁液とに分離するため軸のまわりを回転するのに適
し、第1の容積を有する第1の分離ゾーンと、 与えられた角速度(Ω)において軸のまわりを回転する
のに適し、そして第1の容積より大きくない第2の容積
を有する第2の分離ゾーンを形成する離間した壁を備
え、 前記第2の分離ゾーンは他方の高G側より回転軸へ近く
配置され、高G側との間に第2の分離ゾーンの回転軸に
関して測定してある放射方向厚み(h)および軸方向高
さ(Z)を有するチャンバーを形成する低G側と、血小
板リッチ懸濁液を第1の分離ゾーンから前記チャンバー
へ導入するための入口とを含み、 前記壁は与えられた角速度(Ω)および入口を通って導
入される血小板リッチ懸濁液の動的粘度(ν)を考慮に
入れ、式 〔ここで、Ωは角速度(ラジアン/秒)であり、hはチ
ャンバーの放射方向高さもしくは厚み(cm)であり、Z
はチャンバーの軸方向高さ(cm)である。〕において
(λ)値が700未満である分離ゾーンの放射方向厚み
(h)と軸方向高さ(Z)間の関係を確立することを特
徴とするシステム。 - 【請求項4】第1の分離ゾーンは全血がこの分離ゾーン
へ入り、高G側へ向かって赤血球および低G側へ向かっ
て血漿への分離が始まる入口区域を含み、 分離ゾーンの入口区域において血漿と洗い出された血小
板を採取するため入口区域の低G側と第1のポートが連
通している請求項3のシステム。 - 【請求項5】第1の分離ゾーンはこの分離ゾーンの高G
側上の赤血球を採取するため入口区域から遠くへ離間し
た第2のポートを形成する手段を含んでいる請求項4の
システム。 - 【請求項6】各自それぞれのチャンバー内に放射方向で
回転軸に近い低G壁よりも回転軸からさらに放射方向に
離間した高G壁を形成するように軸のまわりを回転し得
る第1の分離チャンバーおよび第2の分離チャンバーで
あって、第1のチャンバーは第1の容積を有し、第2の
チャンバーは第1の容積より大きくない第2の容積を有
する第1および第2のチャンバーと、 回転の間高G壁へ向かって動く赤血球と、低G側へ向か
って動きそして血小板を懸濁液中へ洗い出す血漿に分離
するため全血を第1のチャンバー中へ導入するための入
口手段と、 第1のチャンバーの動的粘度(ν)を有する血漿および
洗い出された血小板を第1のチャンバーから輸送するた
めの第1のポートへ誘導するための採取手段と、 与えられた角速度(Ω)において第2のチャンバーの回
転の間、血漿および洗い出した血小板を低G壁へ向かっ
て動く血漿と高G壁へ向かって動く血小板濃縮物とに分
離するため第2のチャンバー内の入口を通って第1のポ
ートから血漿と洗い出した血小板を輸送するための手段
とを備え、 第2のチャンバーはその低G壁と高G壁の間で測定した
放射方向厚み(h)と、そしてその回転軸に沿って測定
した高さ(Z)を有し、 第2のチャンバーは、与えられた回転角速度(Ω)およ
び第2のチャンバーへ導入される血漿および洗い出され
た血小板の動的粘度(ν)を考慮に入れた700未満の
(λ)値: 〔ここで、Ωは角速度(ラジアン/秒)であり、hは第
2のチャンバーの放射方向深さもしくは厚み(cm)であ
り、νは分離されている流体の動的粘度(cm2/秒)であ
り、そしてZは第2のチャンバーの軸方向高さ(cm)で
ある。〕を確立する第2のチャンバーの放射方向厚み
(h)と軸方向高さ(Z)間の関係を有することを特徴
とする血液分離システム。
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