JP5701314B2 - 中心から段階的に配置されたチャンバを有するマルチユニット血液プロセッサ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つの体積に分けられた血液を少なくとも２つの成分にそれぞれ分離させるための装置及び方法に関する。

米国特許第７，６７４，２２１号明細書は、体積を分けた複合液体（例えば、血液）を少なくとも２つの成分へと分離するための装置について記載する。

上記特許発明のような装置及び方法は、水性成分及び１つ以上の細胞成分を含む生体液の分離用途に特に適している。可能な用途としては、ある体積の全血からの血漿成分及び細胞成分（血小板、白血球、及び赤血球を含む）の抽出が挙げられる。成分（例えば、洗浄赤血球）を、フィルタリングして、残留プリオン、白血球又は血小板を赤血球から除去してもよい。

少なくとも２つの体積（特に、複合液体の種々の成分の比率が各体積によって異なるような２つの不均等な体積）に分けられた複合液体を同時に処理することができる血液成分処理装置が米国特許第７，６７４，２２１号明細書から公知である。同特許において、少なくとも２つの体積に分けられた複合液体を少なくとも第１の成分及び第２の成分へ分離するための方法が記載されている。この方法は、ロータ上に取り付けられた分離セル内に２つの体積に分けた複合液体を含む少なくとも２つの分離バッグを備える。この方法は、ロータ上の少なくとも１つのコンテナ内に、前記少なくとも２つの分離バッグにそれぞれ接続された少なくとも２つの第１の成分バッグを格納する工程と、前記各分離バッグ内の少なくとも第１の成分及び第２の成分を分離する工程と、第１の分離された成分の少なくとも１部分を成分バッグ内へ移送させる工程と、各分離バッグ内のある位置における成分の特性を検出する工程と、第１の所定位置において成分の特性が検出された場合、第１の成分の１部分の移送を停止する工程とを含む。

本発明は、複数の血液ユニットを同時に処理することが可能な遠心血液分離装置の改良を含む。この改良された遠心分離装置は、バッグ・チューブセットのうちのバッグを受容する少なくとも３つのチャンバを有し、該チャンバは、遠心分離機の回転軸を中心として中心から段階的に以下のように配置される。すなわち、第１のチャンバが回転軸から最も離隔し、第２のチャンバが回転軸から中間位置にあり、第３のチャンバが回転軸に最近接するように、配置される。第３のチャンバは、間充織幹細胞（ＭＳＣ）又は他の成分のような比較的希少な血液成分を受容するか、又は洗浄溶液のような複数回使用することが可能な流体を受容するための、回転軸近傍における遠心分離機のロータ上のウェル部であってもよい。このウェル部は、ロータの回転によって発生する遠心力場において力の比較的高い領域内に処理バッグが配置され、一方で、成分バッグは力のより低い領域内に配置され、さらに、このウェル部内に配置される小型バッグは力の最小となる領域内に配置されるように、位置づけられる。遠心力場の高力領域、中間力領域及び低力領域内にバッグを配置することにより、ウェル部内の小型バッグ内に空気が集中しやすくなる。さらに、より短いライン又はチューブを用いることにより、小型バッグをバッグアセンブリ全体に接続することが可能となる。これら３つの配置ゾーンにより、バッグアセンブリの簡素化が促進され、バッグアセンブリをロータ内に装填するプロセスがより容易になる。

本発明によれば、少なくとも２つの体積に分けられた複合液体を少なくとも第１の成分と第２の成分へと分離するための装置が提供される。該装置は、遠心分離機と制御ユニットとを備える。該遠心分離機は、回転軸を備えたロータと、ロータ上に取り付けられ、ある体積の複合液体（例えば、血液）を含む分離バッグを受容するように適合された少なくとも２つの分離セルと、分離セル内の分離バッグ内に分離された成分の特性に関連する情報を生成するために、各分離セルと関連づけられた少なくとも１つのセンサーと、を有する。該制御ユニットは、各分離セルと関連づけられた前記少なくとも１つのセンサーによって生成された情報を受信するようにプログラムされ、さらに、前記少なくとも２つの分離セルに関連づけられた前記少なくとも１つのセンサーのうちの１つによって生成された情報を考慮して回転速度を制御するようにプログラムされる。該装置は、チューブ接続された使い捨てバッグセットを受容するように適合される。使い捨てバッグセットは好適には、初期において全血を含み、血液成分（例えば、血漿又は血小板）を受容するために少なくとも１つの成分バッグ（好適には２つのバッグ）に流体接続される一次バッグを備える。廃棄用バッグを設けてもよい。使い捨てバッグセットはさらに、フィルタを通じて一次バッグに流体接続された赤血球採取バッグをさらに備えてもよい。

該装置は、各分離セルと関連づけられた複数の弁を有する。該弁は、少なくとも１つの成分バッグ内への流体流れを制御するように適合された少なくとも１つの弁を含み、より好適には、２つの成分バッグが設けられた２つの弁を含み、各成分弁は、成分バッグに関連づけられる。該弁は、洗浄溶液廃棄用バッグ内への使用済洗浄溶液の流体流れを制御するための廃棄弁をさらに含んでもよい。本発明の弁は、シャフト上に取り付けられた回転頭部を有する。該回転頭部は、使い捨てバッグセットのチューブを、ロータ上の指定位置に迅速且つ確実に挿入することを可能にする「装填」位置状態をとる。頭部が旋回して「開放」位置に来ると、チューブは指定位置に固定されるが、チューブにおける開放ルーメンは維持され、これにより、血液又は血液成分がチューブ内を通って流れることができる。頭部は、「閉鎖」位置に引かれる場合もある。頭部が閉鎖位置にある場合、血液又は血液成分は、チューブ内を通って流れることができない。頭部はまた、高周波エネルギをチューブへと搬送して、チューブを密閉及び切断してもよい。弁装置は、チューブが溶融され且つ密閉される際、チューブに一定圧力をかけ、チューブとの接触を維持する手段を備える。一定圧力手段は、予め組み込まれたバネ又は類似の構造（例えば、予め組み込まれた空気圧式アクチュエータ）を含んでもよい。該弁は、チューブを密閉する高周波（ＲＦ）溶接時の間、シャフト及び頭部をステッピングモーターから機械的且つ電気的に接続解除してもよい。

使い捨てバッグセットは、バッグセットの複数のチューブを接合する非対称形状接合部を有する。非対称形状接合部は、１つの配向のみにおいて（弁を収容する）ロータ上に取り付けることが可能である。これにより、使い捨てバッグセットのチューブを適切な弁の近隣に配置できる。このようなバッグセットは、装置上に迅速且つ確実に取り付けることが可能であり、オペレータが間違いを起こす可能性も低い。

さらに、弁近傍のロータ中央部にウェル部を設けてもよい。該ウェル部は、血液成分バッグ又は廃棄物バッグを受容するように適合される。該バッグは、装置のロータの回転軸の近隣に取り付けられ、該バッグの内容物をバッグセットの他のバッグに１回以上移送してもよい。例えば、採血した血液成分中の不要な種類の細胞又は他の粒子の存在を低減するために、洗浄用流体は複数回使用されてもよい。

ロータの回転によって発生する遠心力場の比較的高い力の領域内に処理バッグが配置され、一方で成分バッグは力のより低い領域内又は中程度の力の領域内に配置され、さらにウェル部内に配置される小型バッグは、力が最小となる領域内又は力の低い領域内に配置されるように、ウェル部は位置づけられる。ウェル部内の小型バッグ内に、空気が集中的に集まる傾向となり、より短いライン又はチューブを用いて、小型バッグをバッグアセンブリ全体へと接続することができる。これらの３つの配置ゾーンにより、バッグアセンブリの簡素化が可能となり、バッグアセンブリをロータ内に装填するプロセスがより容易になる。

該装置の他の特徴としては、制御ユニットが挙げられる。制御ユニットは以下を行うようにプログラムされる。すなわち、少なくとも２つの分離セル中にそれぞれ含まれる少なくとも２つの一次バッグ又は分離バッグ中の少なくとも２つの成分を分離するための沈降速度でロータを回転させるように、また、各分離セルに関連づけられた少なくとも１つの弁が、各分離バッグと、各分離バッグに接続された成分バッグとの間の流体の流動を可能とするように、さらに、成分移送手段により、分離された成分のうち少なくとも一部を、少なくとも２つの分離バッグそれぞれから、該少なくとも２つの分離バッグに接続された成分バッグへ移送させるように、さらにまた、分離セルに関連づけられたセンサーが分離された成分の特性を検出した場合、各分離セルに関連づけられた少なくとも１つの弁が、分離セル内の分離バッグと該分離セルに接続された成分バッグとの間の流体流れを遮断させるように、プログラムされる。制御ユニットはまた、ロータを減速し、一次バッグに隣接するブラダーから作動液を引き抜き、洗浄弁を開放し、これにより、洗浄溶液を一次バッグ内に流入させてもよい。そして、制御ユニットは、ブラダーからさらに作動液を排出させ、これにより、一次バッグ内に遊離液体表面（ｆｒｅｅ ｆｌｕｉｄ ｓｕｒｆａｃｅ）が生成される。制御ユニットは、ロータを揺動させてもよく、これにより、残りの血液成分及び洗浄溶液が第１のバッグ内において攪拌される。その後、制御ユニットは、残りの血液成分及び洗浄溶液を分離するための沈降速度でロータを回転させる。制御ユニットは、洗浄溶液廃棄弁を開放し、これにより、使用済洗浄溶液が洗浄溶液廃棄用バッグ内へと流入する。残りの血液成分は複数回洗浄されてもよく、これにより、細胞成分又は他の成分（例えば、プリオン）のレベルを医学的な許容レベルまで低下させる。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の記載及び添付図面から明らかとなる。以下の記載及び添付図面は、ひとえに例示的なものにすぎないとみなされるべきである。

図１は、分離装置と協働するように設計された第１のバッグセットの概略図である。 図２は、第１の実施形態の分離装置の、部分的に直径面に沿った断面により示される概略図である。 図３は、図２の分離装置の、分離装置上に取り付けられたバッグセットの少なくとも一部及び非対称マニホルドを示す上面図である。 図４は、図３によるコア及びバッグセットの斜視図である。 図５は、弁の斜視図である。 図６は、ハウジングが取り外された状態の図５の弁の斜視図である。 図７は、図５の弁の、線７−７に沿った断面図である。 図８は、図５の弁の平面図である。

明瞭さのため、本発明は、特定の用途、すなわち、全血の少なくとも２つの成分（具体的には、血漿成分及び赤血球成分、あるいは血漿成分、血小板成分及び赤血球成分）への分離について説明される。本明細書中、以下において言及する分けられた体積は一般的には、供血の体積である。供血の体積は、供血者によって異なる場合がある（例えば、米国では５００ｍｌからプラスマイナス１０％）。血液中の成分比率も、通常、供血者によって異なる点にも留意されたい。具体的には、供血者のヘマトクリット値も、個人によって異なる。ヘマトクリット値は、対象となる全血サンプルの体積に対する赤血球体積の比である。換言すれば、血液密度は、供血者によって若干異なる場合がある。しかしながら、本用途は例示目的のみのためのものであることが理解されるべきである。

図１は、複合液体（例えば、全血）の、少なくとも１つの成分（例えば、血漿、血小板又はこれら両方）及び第２の成分（例えば、赤血球）への分離に用いられるように適合されたバッグセット１０の一例を示す。このバッグセットは、可撓性の一次分離バッグ１２と、分離バッグ１２に接続された２つの可撓性の成分バッグ１４及び１６とを備える。

当該複合液体が全血である場合、分離バッグ１２は２つの目的、すなわち、採血バッグとして、及び分離バッグとして連続的に用いられる。分離バッグ１２は、先ず、供血者からの全血の分離された体積（通常は約５００ｍｌ）を受容するために用いられ、その後分離装置内の分離チャンバとして用いられる。分離バッグ１２は平坦であり、一般に矩形である。分離バッグ１２は、プラスチック材料の２枚のシートを相互に溶接することによって作製され、これにより、シート間に三角形状の近位部につながる主矩形部を有する内部空間が形成される。第１のチューブ１８は三角形状部の近位端に接続され、第２のチューブ２０及び第３のチューブ２２は、第１のチューブ１８近傍の両側部に接続される。これら３つのチューブ１８、２０、２２の近位端は、２枚のプラスチック材料シート間において平行になるように埋設される。さらに、分離バッグ１２は、３つのチューブ１８、２０、２２近傍の２つの近位角部にそれぞれ穴部２４を有する。これらの穴部２４は、分離バッグを遠心血液分離装置上の分離セルに固定するために用いられてもよい。

初期においては、分離バッグは、ある体積の抗凝固溶液（典型的には、約４５０ｍｌの供血に対して約６３ｍｌのクエン酸・リン酸・ブドウ糖溶液）を含む。第１のチューブ１８及び第３のチューブ２２の近位端には、破壊可能なストッパー２６、２８がそれぞれ取り付けられ、これにより、第１のチューブ１８及び第３のチューブ２２における液体の流れが遮断される。破壊可能なストッパーは、しばしば「易壊（ｆｒａｎｇｉｂｌｅ）」とも呼ばれる。第２のチューブ２０は採血チューブであり、針３０が遠位端に接続されている。供血開始時において、針３０が供血者の静脈内に挿入され、血液が分離バッグ１２中に流入する。所望量の血液が分離バッグ１２内に採血されると、採血チューブ２０は密閉及び切断され、針はバッグセット１０から接続解除される。或いは、以前に採血された血液が採血チューブ２０を通じて分離バッグ１２内へと移送されてもよく、その際、針３０は用いても用いなくてもよい。

第１の成分バッグ１４は、血漿成分を受容するために使用される。バッグ１４は平坦であり、略矩形である。バッグ１４は、血漿採取チューブ３２及び非対称マニホルド３４を通じて第１のチューブ１８に接続される。第２の成分バッグ１６は、血小板成分を受容するために使用される。第２の成分バッグ１６も平坦であり、略矩形である。バッグ１６は、血小板採取チューブ３６及び非対称マニホルド３４を通じて第１のチューブ１８に接続される。第３の成分バッグ３８は、一次バッグ１２から赤血球成分（洗浄されてもよい）を受容するために使用される。赤血球は、フィルタ４０を含んでもよいチューブ２２を通じて第３の成分バッグ３８内へ排出されてもよい。破壊可能なストッパー４２、すなわちチューブ２２における易壊によって、第３の成分バッグ３８内への早いタイミングでの赤血球の流入が防止される。

使用の際、洗浄溶液バッグ４４は、当初、洗浄溶液（例えば、生理食塩水又はＳＡＧＭのようなストレージソリューション）を含んでもよい。一次バッグ１２が高ヘマトクリットの血球を含む場合、洗浄溶液は、洗浄溶液チューブ４６及び非対称マニホルド３４を通して、第１のチューブ１８を経由して一次バッグ１２内へと移送されてもよい。「高ヘマトクリット」とは、合計流体体積に対する赤血球体積のパーセンテージが少なくとも８０パーセント、より好適には９０パーセント、さらにより好適には９５パーセントであることを指す。洗浄溶液は高ヘマトクリット赤血球と混合され、分離された後、使用済洗浄溶液は第１のチューブ１８、非対称マニホルド３４、及び廃棄チューブ４６を通じて、洗浄溶液廃棄用バッグ４４へ取り出されてもよい。フィルタ負荷を低下させるために、廃棄用バッグ４４を、比較的希少な血液成分（例えば、間充織幹細胞又は特定の白血球）を採取するために用いることもできる。

図２は、４つの体積に分けられた複合液体を、遠心分離により同時に分離するための装置６０の第１の実施形態を示す。該装置は、遠心分離機６２と、成分移送手段とを備える。遠心分離機６２は、図１に示す４つのバッグセット１０を受容するように適合され、４つの体積に分けられた複合液体は、４つの一次分離バッグ１２内に収容される。成分移送手段は、各分離バッグからの少なくとも１つの分離された成分を、成分移送手段に接続された成分バッグへと移送するためのものである。装置６０は、残留高ヘマトクリット赤血球成分を洗浄する手段をさらに含んでもよい。

遠心分離機６２は、ベアリング組立体６７によって支持されたロータ６４を備える。ベアリング組立体６７によって、ロータ６４は回転軸６８を中心として回転する。該ロータは、滑車７２が接続される円筒型ロータシャフト７０と、成分バッグを収容するための中央円筒型コンテナ７４を備える格納手段とを備える。コンテナ７４は、その上端部においてロータシャフト７０に接続され、これにより、ロータシャフト７０の長手方向軸及びコンテナ７４の長手方向軸が回転軸６８と一致する。４つの同一の分離セル７８が、回転軸６８に対して対称配置となるように、中央コンテナ７４に連結される。遠心分離機は、モーター８０をさらに含む。モーター８０は、回転軸６８を中心としてロータが回転するように、滑車７２の溝部内に係合されたベルト８２によってロータに連結される。

各分離セル７８は、コンテナ８４を備える。コンテナ８４の全体の形状は直方体形状である。分離セル７８は、分離セル７８の各中央長手方向軸８６が回転軸６８と交差するように、中央コンテナ７４に取り付けられ、これにより、分離セル７８は回転軸６８から略同一距離に配置され、また、中央長手方向軸８６間の角度は略同一（すなわち、９０度）となる。分離セル７８の中央軸８６は、回転軸６８に対して垂直な面に対して下方に傾斜される。

各コンテナ８４は、キャビティ８８を含む。キャビティ８８は、図１に示すような、液体が満たされた分離バッグ１２を緩やかに収容できるような形状及び寸法である。キャビティ８８（以下では「分離区画」とも呼ぶ）は、回転軸６８から最も遠位位置にある底部壁と、コンテナ７４に最も近い下部壁と、下部壁に対向する上部壁と、２つの横方向壁部とによって規定される。キャビティ８８は、主部と、上側部又は近位部とを含む。主部は、底部壁から延在し、丸められた角部及び縁部を有する略直方体形状である。上側部又は近位部は、収束三角形状の基部を有する略角柱形状である。換言すれば、キャビティ８８の上部は、コンテナ８４の中央軸８６に向かって集束する２組の２つの対向する壁部により、規定される。この設計の１つの興味深い特徴は、遠心分離後に複合流体の微量成分（例えば、全血中の血小板）の薄い層の半径方向膨張が発生し、分離バッグの上部において該層がより容易に検出できるようになることである。これは、チューブ内への移送が漏斗的に徐々に行われるため、成分層間の混合も低減する。分離セル７８の上部の２対の対向する壁部は、３つの円筒型平行チャンネル（図示せず）に向かって集束し、コンテナ８４の上部において開口し、分離バッグ１２がコンテナ８４内にセットされる際、３つのチューブ１８、２０、２２がこれを通じて延びる。

コンテナ８４は、ヒンジ連結された横方向蓋部９６も有する。蓋部９６は、コンテナ８４の外部壁部の上部からなる。蓋部９６は、開放時に、液体が満たされた分離バッグ１２を分離セル７８内に容易に装填できるように寸法設定される。コンテナ８４は、蓋部９６をコンテナ８４の残り部分に対してロックするためのロック手段（図示せず）を備える。コンテナ８４はまた、分離バッグ１２を分離セル７８内に固定又は配置するための、固定手段又は配置手段を有する。バッグ固定手段又はバッグ配置手段は、分離セル７８の上部の近くの蓋部９６の内面上で突出する２本のピン（図示せず）と、コンテナ８４の上部に設けられた２つの対応する凹部とを含む。これら２本のピンは、分離バッグ１２の上側角部の２つの穴部２４内に嵌合するように、離間され且つ寸法設定される。

分離装置は、成分移送手段をさらに備える。成分移送手段は、各分離バッグからの少なくとも１つの分離された成分を成分移送手段に接続された成分バッグへと移送させるためのものである。成分移送手段は、搾出システムを有する。搾出システムは、分離区画８８内の分離バッグ１２を搾り、分離された成分を成分バッグ１４、１６内へと移送させるためのものである。搾出システムは、可撓性ダイヤフラム９８を有する。ダイヤフラム９８は、そのキャビティ内において拡張可能チャンバ１００を規定するように各コンテナ８４に固定される。より具体的には、ダイヤフラム９８は、キャビティ８８の底部壁と、キャビティ８８の下部壁の大部分とを覆うような寸法である。さらに、搾出システムは、環形状を形成する周辺円形マニホルド１０２を有する。各拡張チャンバ１００は、供給チャンネル１０４によってマニホルド１０２に接続される。供給チャンネル１０４は、各コンテナ８４底部近くの壁部内を延在する。搾出システムは、分離セル７８内の拡張可能チャンバ１００内へ、及び拡張可能チャンバ１００から作動液をポンピングするための液圧ポンプ設備１０６をさらに有する。作動液は、分離される複合液体中の成分のうち最も高密度の成分（例えば、複合液体が血液である場合、赤血球）の密度よりも若干高密度を有するように、選択される。その結果、遠心分離の間、拡張可能チャンバ１００内の作動液は、その体積に関わらず、通常、分離セル７８の最外部に残留する。ポンプ設備１０６は、ロータリーシール１０８を介して、ダクト１１０によって、拡張可能チャンバ１００へと接続される。ダクト１１０は、ロータシャフト７０を通って、中央コンテナ７４の底壁部及び側壁部を通じて半径外方向に延在し、マニホルド１０２に接続する。ポンプ設備１０６は、ピストン１１２を有するピストンポンプを備える。ピストン１１２は、ロータリーシール又は流体接続部１０８を介してロータダクト１１０へと流体接続された液圧シリンダー１１４内において移動することができる。ピストン１１２は、ピストンロッドに接続された送りねじ１１８を移動させるブラシレスＤＣモーター１１６によって作動される。液圧シリンダー１１４はまた、作動液リザーバ１２０にも接続される。作動液リザーバ１２０は、２つの弁１２２ａ及び１２２ｂによって制御されるアクセス経路を有し、これにより、液圧シリンダー１１４、ロータダクト１１０及び拡張可能液圧チャンバ１００を含む往復液圧回路に対する作動液の導入又は排出を選択的に行うことが可能になる。内部の液圧を測定するための圧力ゲージ１２４が液圧回路に接続される。

分離装置は、中央コンテナ７４の開口部の周囲のロータ上に取り付けられる３つのピンチ弁１２８、１３０、１３２を１組とする４組のピンチ弁をさらに有する。各組のピンチ弁１２８、１３０、１３２は、該ピンチ弁の組と関連づけられた分離セル７８と向き合う。ピンチ弁１２８、１３０、１３２は、可撓性プラスチックチューブ内を通過する流れを選択的に閉鎖、又は許容し、且つプラスチックチューブを選択的に密閉及び切断できるように、設計される。各ピンチ弁１２８、１３０、１３２は、長尺な円筒体１３４と、顎部１３８を有する頭部１３６とを含む。顎部１３８は、静止した下部プレート又はアンビル１４０によって規定される空隙を形成する。顎部１３８は、「装填」位置と、「開放」位置と、「閉鎖」位置との間で移動することができる。空隙は、顎部が開放位置にあるときに、図１に示すバッグセットのチューブ１８、３２、３６、４６のうちの１つが空間内に隙間なく係合することができるように、寸法設定される。該長尺体は、顎部を移動させるための機構を含み、高周波発生器へと接続される。この高周波発生器は、プラスチックチューブの密閉及び切断に必要なエネルギを供給する。ピンチ弁１２８、１３０、１３２は、中央コンテナ７４の内側において、内面に隣接するように取り付けられ、これにより、その長手方向軸は回転軸６８に対して平行であり、且つそれらの頭部はコンテナ７４の端の上方に突出する。１組のピンチ弁１２８、１３０、１３２と関連づけられた分離セル７８に分離バッグ１２を配置する場合の該１組のピンチ弁１２８、１３０、１３２の、分離バッグ１２及び該分離バッグ１２に接続されているチューブ３２、３６、４６に対する位置を、図１中の点線によって示す。電力は、ロータシャフト７０の下部の周囲に取り付けられたスリップリングアレイを通じて、ピンチ弁１２８、１３０、１３２へと供給される。

マルチユニット血液分離器内に複数のバッグセット１０を装填する作業は、時間がかかり、また繰り返し行われる可能性がある。この点について、「装填」位置において、弁顎部は回転して、チューブを受容するように適合された経路又は溝部から完全に離間しているため、チューブ（例えば、チューブ１８、３２、３６、４６）をより迅速に配置することが可能となる。また、非対称マニホルド３４の使用により、チューブを高精度に配置することが可能となる。マニホルドは、比較的硬質のプラスチックからなり、少なくとも３つの（好適には４つの）可撓性チューブの接合部を構成する。チューブの接続部は、マニホルドの周囲において離間して非対称に配置される。図１、図３、図４に示すように、非対称マニホルド３４の一実施形態は、「Ｅ」字型の構成を含む。この「Ｅ」字型構成は、チューブ３２、１８、３６にそれぞれ接続される３つのスタブ１６８、１７１、１７３を有する中央硬質チューブ１６６を備える。３つのスタブから直径方向の反対側に、第４のスタブ１７５がチューブ４６へと接続し、ひいては補助バッグ４４へと接続する。第４のスタブ１７５は、チューブ１６６に沿って非対称に配置される。マニホルドは非対称形状であるため、マニホルドは、中央コア１５０上の成形された凹部内に１方向のみにおいて取り付けることができる。その結果、バッグセット１０のチューブ１８、３２、３６、４６はそれぞれ、適切な弁１２８、１３０、１３２又はセンサー１５８（以下に記載）に確実に配置される。

分離装置はまたコントローラ１５７を備える。該コントローラ１５７は、制御ユニット（例えば、マイクロプロセッサ）と、メモリユニットとを含む。メモリユニットは、種々の分離プロトコル（例えば、血漿成分及び血球成分の分離のためのプロトコル、又は血漿成分、血小板成分及び赤血球成分の分離のためのプロトコル）と、このような分離プロトコルに従った装置の動作とに関する情報及びプログラムされた命令をマイクロプロセッサへと提供する。具体的には、マイクロプロセッサは、分離プロセスの種々の段階（例えば、成分分離段階、血漿成分絞り出し段階、血漿分画における血小板の懸濁段階、血小板成分絞り出し段階など）においてロータを回転させる遠心分離速度に関する情報と、分離された成分を分離バッグ１２から成分バッグ１４、１６へと移送させるための種々の移送流量に関する情報とを受け取るように、プログラムされる。種々の移送流量に関する情報は、例えば、液圧回路内の作動液流量として表すことができ、或いは、液圧ポンプ設備１０６のブラシレスＤＣモーター１１６の回転速度として表すことができる。マイクロプロセッサは、圧力ゲージ１２４からの情報及び４対のフォトセル（以下に記載）からの情報を直接的に又はメモリを通じて受信し、また、ポンプ設備１０６の遠心分離機モーター８０、ブラシレスＤＣモーター１１６及び４組のピンチ弁１２８、１３０、１３２を制御するようにプログラムされ、これにより、分離装置を選択された分離プロトコルに沿って作動させる。

第１のバランス手段は、分離セル７８内に含まれる４つの分離バッグ１２の重量が異なる場合、先ずロータをバランスさせる。第１の平衡手段は、上述した成分移送手段の要素（すなわち、周辺円形マニホルド１０２によって相互接続された４つの拡張可能液圧チャンバ１００、及び円形マニホルド１０２に接続されたロータダクト１１０を通じて作動液を液圧チャンバ１００内へと送出する作動液ポンプ設備１０６）と同じ構造要素を実質的に含む。遠心分離力下において、分離バッグ１２の重量差に応じて作動液が４つの分離セル７８内に不均等に分配され、ロータをバランスさせる。

図３は、ロータ６４の上面図を示す。対称に離間配置された４つの分離セル７８（それぞれ、蓋部９６を有する）が中央コア１５０を包囲して示される。中央コア１５０は、４組の弁１２８、１３０、１３２を有し、非対称マニホルド３４及びバッグセット１０のチューブを支持する。コア１５０は、４つの半径方向に延在する支持アーム１５２を含むスパイダー構造により、ロータの中央において支持される。アーム１５２は、分離セル７８と、中央コア１５０上の弁１２８、１３０、１３２の隣接する組との間にキャビティ１５４を規定する。（それぞれ、血漿及び血小板用）成分バッグ１４及び１６と、フィルタ４０を有する赤血球成分バッグ３８とは、バッグセット１０がロータ６４に装填される際、キャビティ１５４に配置される。採血分離バッグ１２は、全血の採血単位を初期において含み、隣接する分離セル７８内に配置される。一時的流体保存、廃液採取又は希少若しくは少量血液成分の採取に用いられる補助バッグ４４は、ロータの回転軸６８（図２を参照）に近いウェル部１５６に配置される。ウェル部１５６は、バッグセット１０と関連づけられた弁のうち少なくともいくつかの弁よりも回転軸に近い位置にある。図１に示すように、ウェル部１５６は、矩形バッグ４４を収容できるような円筒型又は矩形であってもよい。ウェル部は以下となるように位置づけられる。すなわち、処理又は一次分離バッグ１２がロータの回転に起因して発生する遠心力場における比較的高い力の領域内に位置づけられ、一方で、成分バッグ１４、１６は、より低い力の領域内に位置づけられ、また、ウェル部に配置される小型の洗浄溶液又は廃棄用バッグ４４は、力が最小となる領域内に配置される。遠心力場の高い力の領域、中程度の力の領域及び低い力の領域内にバッグを配置することにより、ウェル部１５６の洗浄バッグ４４中に空気が集中して集まる傾向となる。さらに、より短いライン又はチューブを用いて、小型バッグをバッグアセンブリ全体へと接続することができる。これらの３つの配置ゾーンにより、バッグアセンブリの簡素化が促進され、バッグアセンブリをロータ内に装填するプロセスがより容易になる。

図３は、「Ｅ」字型構成を有する非対称マニホルド３４を示す。この非対称マニホルド３４について、以下に詳述する。弁の各組について、２つの外側弁１２８、１３２が「装填」構成にある様子が図示されている。すなわち、弁の顎部は、隣接チューブを越えて延びていないため、マニホルド３４及びチューブを中央コア１５０上に適切な構成で取り付けることが可能となる。弁の各組について、内側又は中央弁１３０は、弁頭部及び顎部の垂直位置によるが、「開放」又は「閉鎖」位置にある状態が示されており、「開放」位置の場合は隣接チューブ内の流れが許容され、「閉鎖」位置にある場合は流れは妨げられる。

チューブセンサー１５８は、チューブ１８内の液体の存在又は不在を検出することができ、また、液体中の血球を検出することができる。各センサー１５８は、赤外ＬＥＤ及び光検出器を含む光電セルを含んでもよい。ロータシャフト７０の下部の周囲に取り付けられたスリップリングアレイを通じて、電力がセンサー１５８へと供給される。血液を成分部分に分離するプロセスにおいて、流体成分（例えば、血漿又は血小板）は、分離セル７８の分離バッグ１２からキャビティ１５４の成分バッグ１４、１６内へ絞り出される。センサー１５８は、血小板又は赤血球の存在を検出してもよい。これに応答して、コントローラ１５７は、新規状態が感知されたある特定のバッグセットの処理を中断又は変更してもよい。血液分離プロセスは異なる血液ユニットに対しては異なる速度で進行するため、異なるバッグ及びロータ上の異なる位置における流体の体積及び重量も異なる。キャビティ１５４中の成分バッグ１４、１６内へと移送された成分の重量が異なる場合、第２のバランス手段１６０はロータをバランスさせる。例えば、２つの供血のヘマトクリット値が同一であるが、体積が異なる場合、各供血から抽出された血漿体積も異なる。２つの供血の体積が同一であるが、ヘマトクリット値が異なる場合においても、同様である。第２のバランス手段は、バランスアセンブリ又はリング１６０を含み、より詳細には、２００７年５月２２日出願の米国特許出願第１１／７５１，７４８号に記載され、この参照により、該米国特許出願は本明細書に組み込まれる。分離装置のバランス装置は、１つ又は２つのバランスアセンブリを備える。各バランスアセンブリは、ロータ回転軸を中心とし且つロータ回転軸に対して垂直な特定の円形軌道上において自由に移動することができる一連の高重量サテライト又はボールを含む。ハウジングは、球状の高重量サテライト（ボール）１６２用のコンテナを備える。これらの高重量サテライト（ボール）１６２は、円筒型の外輪（ｏｕｔｅｒ ｒａｃｅ）に収容される。この外輪においてボールは若干係合し、ロータが回転する際、この溝上においてボールが転がる。バランス手段１６０は、複数のボールを含む。ボールが相互に接触すると、ボールはリングの約１８０度の部分を占有する。バランス手段１６０はまた、ボールの移動に対して抵抗を与えるためのダンパー又はダンパー流体又はダンパー要素を備える。

弁１２８、１３０、１３２のための弁ユニット１７０が図５、図６、図７、図８に図示される。弁ユニット１７０は、弁ハウジング１７２を備える。弁ハウジング１７２の底部はステッピングモーター１７４に取り付けられ、頂部は非導電性弁カバー１７６に取り付けられる。弁頭部１３６及び顎部１３８は、弁カバー１７６を貫通して突出する。「開放」位置又は「閉鎖」位置のいずれかにおいて、又は溶接が行われる場合、顎部１３８は溶接アンビル１７８の上方の中央に配置される。弁ハウジング１７２の側面上の位置センサー１８０は、ハウジング内部のシャフトアセンブリ１８２の垂直変位を感知し、この位置情報をコントローラ１５７へと通信する。シャフトアセンブリ１８２は、シャフト１８４を含む。シャフト１８４は、シャフト１８４の遠位端において、バネ式接続部１８６と係合し、シャフトの近位端において弁頭部１３６と係合する。アセンブリの近位端の近隣のカム及びベアリング１８８の組み合わせは、静止ピン１９２と係合するガイドスロット１９０を有する。スロットのらせん部１９４は、シャフト１８４がステッピングモーター１７４によって変位されるのにともない、頭部１３６及び顎部１３８を９０度だけ回転させる。スロットの直線部１９６は、頭部１３６及び顎部１３８を回転させずに上方又は下方に平行移動させる。ベアリングとして、カムベアリング１８８はシャフト１８４を支持し、それにより、シャフトを上方及び下方に平行移動させ、回転させる。Ｏリングシール１９８により、弁ユニット１７０内への流体進入が防止される。

バネ式接続部１８６は、感知表面２０２と長手方向スロット２０４を有するケーシング２００を備える。感知表面２０２は位置センサー１８０と磁気接触する。長手方向スロット２０４はピン２０６と係合し、これによって接続部１８６が弁ハウジング１７２内において回転せずに上下移動することが可能となる。ケーシング２００内にあり且つシャフト１８４を包囲するバネ２０８は、ケーシング２００の上端２１０及びシャフト１８４の下端のワッシャ２１２に対して押圧する。ワッシャ下側のベアリング２１３により、シャフト１８４が回転可能となる。プランジャ２１４及びジョイント２１６は、ステッピングモーターを接続部１８６へと連結し、ステッピングモーターの動きを接続部１８６へと伝達する。接続部が下降すると、シャフト１８４は頭部１３６を下方に牽引し、頭部１３６の下降と共にカムベアリング１８８がシャフト１８４を回転させ、最初に顎部１３８を回転させ、その後、顎部がチューブと接触するまで、顎部が回転せずに下降する。この顎部がチューブと接触する位置を「開放」位置と呼ぶ。ステッピングモーターの作用によって接続部１８６がさらに下降すると、顎部がチューブを締め付け、チューブが閉鎖されて流体流れが阻止される。この作用により、バネ２０８が圧縮される。その後、高周波エネルギが顎部１３８及び電気的に接地された溶接アンビル１７８を通じて送られると、チューブが溶融し、密閉される。このプロセスにおいて、バネ２０８が伸張し、その結果、顎部と溶融するチューブとの接触を維持した状態で、顎部１３８は比較的一定の圧力によってアンビル１７８に向かって下降する。

上述したような回転軸の近隣のロータ上にウェル部を設けて、比較的希少な血液成分（例えば、間充織幹細胞（ＭＳＣ））の受容又は複数回使用することが可能な流体（例えば、洗浄溶液）の受容を行ってもよい。

当業者であれば、本明細書中に記載の装置及び方法において種々の改変が可能であることは明白であろう。よって、本発明は本明細書中に記載の内容に限定されないことが理解されるべきである。すなわち、本発明は、改変及び変更を含むことが意図される。

Claims (7)

1. 少なくとも２つの体積に分けられた複合液体を少なくとも第１の成分と第２の成分とに分離する装置であって、
   回転軸（６８）を中心として回転するように適合された遠心分離機ロータ（６４）と、
   少なくとも１つの成分バッグ（１４、１６）と少なくとも１つの補助バッグ（４４）とを有するバッグ（１４、１６、４４）セットに流体的に相互接続され且つある体積の複合液体を含む分離バッグ（１２）を受容するように適合された複数の分離セル（７８）と、
   前記少なくとも１つの成分バッグ（１４、１６）を受容する複数のキャビティ（１５４）と、
   前記バッグ（１４、１６）に接続するチューブ（１８、３２、３６、４６）と係合するように適合された複数の弁（１２８、１３０、１３２）と、
   少なくとも１つの前記補助バッグ（４４）を受容する複数のウェル部（１５６）と、
   を備え、
   前記複数の分離セル（７８）は、高遠心力領域内において前記回転軸（６８）から半径方向外側に配置され、
   前記複数のキャビティ（１５４）は、中間遠心力領域において、前記回転軸（６８）から半径方向外側に且つ前記複数の分離セル（７８）から半径方向内側に配置され、
   前記複数の弁（１２８、１３０、１３２）は、前記キャビティ（１５４）から半径方向内側に配置され、
   前記複数のウェル部（１５６）は、前記複数のキャビティ（１５４）の位置に対する低遠心力領域において、前記回転軸（６８）から半径方向外側に且つ前記複数のキャビティ（１５４）から半径方向内側に配置され、
   前記複数の分離セル（７８）のうちの１つ、前記複数のキャビティ（１５４）のうちの１つ、及び前記複数のウェル部（１５６）のうちの１つは、チューブ接続されたバッグセットを受容する処理セットとして、互いに関連づけられることを特徴とする装置。
2. 請求項１記載の装置において、前記ウェル部は、前記弁のうち少なくともいくつかの弁よりも前記回転軸へより近接していることを特徴とする装置。
3. 請求項１記載の装置において、前記ウェル部は矩形であることを特徴とする装置。
4. 請求項１記載の装置において、前記ウェル部は円筒形であることを特徴とする装置。
5. 請求項１記載の装置において、前記処理セットは、前記回転軸を中心として対称に配置されることを特徴とする装置。
6. 請求項５記載の装置において、前記ロータは、半径方向に延在する支持アームによって支持されたコアを備え、前記支持アームは、分離セルと、隣接する１組の弁との間にキャビティを規定することを特徴とする装置。
7. 請求項６記載の装置において、前記ウェル部は、前記コアに配置されることを特徴とする装置。

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