JP6496250B2 - 複合液体の分離 - Google Patents

Description

アフェレーシス血液処理は、多数の治療手技において重要な役割を果たす。これらの手技では、治療を受けている患者から血液が抜き出され、分離され、選択した分画が採取され、残りはその患者に戻される。例えば、患者は、放射線療法の前に白血球フェレーシスを受けることができる。白血球フェレーシスでは、放射線への曝露を回避するために患者の血液の白血球成分が分離、採取、及び貯蔵される。

従来の採血システムもアフェレーシス・システムも、典型的には、血液をその様々な血液成分に分離するために分画遠心分離法を用いている。分画遠心分離では、血液は、中心回転軸を中心に高速回転速度で回転する無菌血液処理容器を通して循環させられる。血液処理容器の回転により、遠心分離機の中心回転軸に垂直に向いた回転分離軸に沿った方向に向く遠心力が生じる。回転時に生じる遠心力により、血液サンプル中に懸濁した粒子が密度の異なる個別の分画に分離する。具体的には、血液サンプルは、赤血球を含む高密度分画及び血漿を含む低密度分画に対応する個別の相に分離する。さらに、血小板及び白血球を含む中密度分画が、赤血球と血漿との間に境界層を形成する。血液成分を治療薬として使用するために必要な、より高い純度を実現するために、細胞分離チャンバにおける濾過やエルトリエーション、及び親和性に基づく技法に基づいたいくつかの相補的な分離技法が開発されてきた。

本発明の実施形態は、上記及びその他を考慮してなされた。しかしながら、上記で比較的詳述された課題によって、本発明に係る実施形態の適用性は制限されない。

本節は、本発明のいくつかの実施形態の態様を簡略に説明するために設けられる。しかしながら、本発明の重要な要素を特定する意図はなく、また請求項の範囲を制限する意図もない。

本発明の実施態様は、複合液体を分離するための方法及び装置を含む。実施態様は、複合液体を成分に分離するための可撓性膜の使用を含む。該複合液体は、全血又は全血のうちのいくつかの成分を含む液体のような、細胞含有液体であってよい。

非限定的であり、包括的ではない実施形態が、以下の図面を参照して説明される。

図１は、実施形態において又は実施形態と共に使用されるアフェレーシス・システムの一実施形態の概略図である。 図２は、実施形態において又は実施形態と共に使用されるチューブ・バッグセットの概略図である。 図３は、実施形態に係る液体処理容器及び分離チャンバの概略図である。 図４は、実施形態に係る分離チャンバの斜視図である。 図５は、実施形態に係る可撓性膜を有する分離チャンバの断面図である。 図６は、可撓性膜が膨張した状態にある図５の分離チャンバの断面図である。 図７は、第２実施形態に係る可撓性膜を有する分離チャンバの概略図である。 図８は、第３実施形態に係る可撓性膜を有する分離チャンバの概略図である。 図９は、第４実施形態に係る可撓性膜を有する分離チャンバの概略図である。 図１０は、第５実施形態に係る可撓性膜を有する分離チャンバの概略図である。 図１１は、第６実施形態に係る可撓性膜を有する分離チャンバの概略図である。 図１２は、実施形態に係る可撓性膜の概略図である。 図１３は、第２実施形態に係る可撓性膜の概略図である。 図１４は、第３実施形態に係る可撓性膜の概略図である。 図１５は、第４実施形態に係る可撓性膜の概略図である。 図１６は、第５実施形態に係る可撓性膜の概略図である。 図１７は、分離チャンバをモニタするためのシステムの概略図である。 全血含有液体のような複合液体を分離するためのプロセスのフローチャートである。

本発明の原理は、以下の詳細な説明及び添付図面に示される実施形態を参照することで、さらに理解されよう。詳細な実施形態において具体的な特徴が示され説明されるが、本発明は、以下で説明される実施形態に限定されないと理解されるべきである。

全血及び血液成分の分離に関して実施形態が、以下では説明される。しかしながら、これは単に例示を目的としたものである。実施形態は、以下の記載に制限されるものではない。実施形態は、複合液体を分離するための製品、プロセス、装置及びシステムにおいて使用されることが意図される。従って、本発明は、全血又は血液成分の分離に制限されない。

図１は、実施形態において又は共に使用されるアフェレーシス・システム１００の一実施形態の概略図である。実施形態において、アフェレーシス・システム１００は、連続的な全血分離プロセスを提供する。一実施形態において、全血はドナーから採取され、略連続的に血液成分分離装置１０４へと提供され、そこで、血液は様々な成分に分離され、そしてこれら血液成分のうちの少なくとも１つが前記装置１０４から収集される。分離された血液成分のうちの１以上の成分を、次なる使用のために収集してもよいし、該ドナーに戻してもよい。実施形態において、血液は、ドナーから採取され、体外管類回路１１２を含むバッグ・チューブセット１０８と血液処理容器１１６を通じて移動される。バッグ・チューブセット１０８と血液処理容器１１６は、共同して、閉鎖式で滅菌された状態のディスポーザブルシステムを構成する。前記セット１０８は、前記血液成分分離装置１０４に備え付けられるようになっている。前記分離装置１０４は、前記体外管類回路１１２と連結するポンプ／バルブ／センサアセンブリ１２０、及び前記血液処理容器１１６と連結する遠心分離アセンブリ１２４を含む。

本発明の実施形態と共に、例えばシステム１００として使用されるアフェレーシス及びその他の分離システムの例としては、ＳＰＥＣＴＲＡ ＯＰＴＩＡ（登録商標）アフェレーシス・システム、ＣＯＢＥ（登録商標）スペクトルアフェレーシス・システム、ＴＲＩＭＡ ＡＣＣＥＬ（登録商標）自動血液収集システムがある。これらは全て米国コロラド州レイクウッドのＴｅｒｕｍｏ ＢＣＴ社によって製造されている。

前記遠心分離アセンブリ１２４は、遠心により血液を種々の血液成分の種類に分離するために必要とされる遠心力を供与する、回転可能なロータアセンブリ１３２に、チャネル１２８を有する。前記血液処理容器１１６は、前記チャネル１２８内に嵌合される。血液は、略連続的にドナーから前記体外管類回路１１２を流れ、そして回転する前記血液処理容器１１６へ流入する。前記血液処理容器１１６内で、血液は様々な血液成分種類に分離され、そしてこれら血液成分の種類（例えば、白血球、血小板、血漿又は赤血球）の少なくとも一つが前記血液処理容器１１６より取り出される。収集又は治療処置のために保持されない血液成分（例えば、血小板及び／又は血漿）はまた、前記血液処理容器１１６より取り出され、前記体外管類回路１１２を介してドナーに戻される。血液成分がドナーに戻されうるかどうかにかかわらず、バッチ処理システム（非連続的な全血流入及び／又は非連続的な分離血液成分の流出）、又は小スケールバッチ、又は連続的ＲＢＣ／血漿分離システムを含む、様々な代替アフェレーシスシステム（示されない）もまた本発明の実施形態を利用することができる。

血液成分分離装置１０４の動作は、該装置に内蔵される１以上のプロセッサにより制御される。好適には、該装置１０４は、コンピュータシステムの一部である複数の内蔵コンピュータプロセッサを有するのがよい。コンピュータシステムはまた、ユーザとコンピュータシステムとのインターフェースを可能とする部品を含む。該部品としては、例えば、メモリや記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ（例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ）、磁気装置、光学装置、フラッシュメモリ）、通信／ネットワーク装置（例えば、モデム／ネットワークカードのような有線接続、又はＷｉ−Ｆｉのような無線接続）、キーボード、タッチスクリーン、カメラ、マイクロフォンのような入力装置、ディスプレイやオーディオシステムのような出力装置等が挙げられる。様々な操作状況において前記アフェレーシス・システム１００のオペレータを支援するために、（図１に示される）前記血液成分分離装置１０４の実施形態は、双方向性のタッチスクリーンを伴うディスプレイを有するグラフィックユーザインターフェース１３６を含む。

体外管類回路の一実施形態が、図２に示される。図示されるように、体外管類回路は、カセット２００並びに複数の管類／収集アセンブリ２０２、２０４、２０５、２０７及び２０９を含みうる。血液取り出し・戻し管類アセンブリ２０２は、ドナーから前記管類回路１１２の他の部分へ血液を採取するための及び血液成分や他の流体をドナーへ戻すための針インターフェースを提供する。ここでは、単針構成が示されているが、他の実施形態では、ダブル針インターフェースのような他の構成を使用してもよい。ドナーから血液を取り出すために、３つのライン２１２、２１４、２１６が、血液取り出し・戻し管類アセンブリ２０２に設けられる。カセット２００は、ドナーに接続される前記管類アセンブリ２０２と、血液入口／血液成分管類ライン・サブアセンブリ２０４との間に接続される。血液入口／血液成分管類ライン・サブアセンブリ２０４は、カセット２００と血液処理容器１１６との間のインターフェースを提供する。前記カセット２００は、アフェレーシス装置１０４上のバルブ部材と最終的に係合させるため、前記カセット２００内において予め決められた間隔関係で、管類部分を位置づけする。作動時は、そのようなバルブによって、ループ及び管類を通る流れが制御される。

図２に示されるように、管類ライン・サブアセンブリ２０４は、血液及び成分を処理容器１１６に対して移送させるための５つのライン２１８、２２０、２２２、２２４、２２６を有する。この５つのラインは、米国特許第４，４２５，１１２号明細書に開示されている１−ω／２−ω動作（ｏｎｅ ｏｍｅｇａ−ｔｗｏ ｏｍｅｇａ ｍｏｔｉｏｎ）を可能とするようなシース２２８で包まれている。米国特許第４，４２５，１１２号明細書はこの参照により開示に含まれる。抗凝血剤管類アセンブリ２３０、ベントバッグ２０６、血漿収集アセンブリ２０８及び白血球収集バッグ２１０はまた、カセット２００と相互に連結される。オプションとして、当分野では知られているように、赤血球収集アセンブリが、補助ライン２３２を介して設けられる場合もある。前記体外管類回路１１２及び血液処理容器１１６は、一回使用のための閉鎖・滅菌・ディスポーザブルアセンブリを形成するように、前もって接続される。

前記管類回路１１２が前記血液成分分離装置１０４に備え付けられた場合、生理食塩水（図示せず）が、ライン２３４とフィルタ２３６（図２を参照）を介して、前記管類回路にプライミングされる。生理食塩水は、前記カセット２００の内側通路を経て、さらに前記ライン２１４を経て、前記血液取り出し・戻しアセンブリ２０２の遠位末端まで流れる。生理食塩水は、次に、血液処理の準備において、血液採取ライン２１２を逆流し、前記回路１１２の他の管及び通路内へ向かう。そして、生理食塩水供給に代わって、抗凝血剤の供給源やバッグ（図示せず）が、前記抗凝血剤管類アセンブリ２３０の遠位末端に接続される。抗凝血剤溶液は、フィルタ２３６と第１ポンプループ２３８を過ぎて流れ、そして前記抗凝血剤ライン２１４を通り、前記血液取り出しアセンブリ２０２の遠位末端へと流れる。本明細書に記述される前記ポンプループ２３８及び他のポンプループは、既知の方法で、前記血液処理装置１０４上の蠕動ポンプに結合される。前記装置１０４は、種々のバルブの位置並びに蠕動ポンプのスピード及び方向を制御することによって、本明細書に記述される流体の流れの方向と流量を制御する。

前記血液取り出しライン２１２は、血液を前記カセット２００へと導き、そこで前記血液は第１圧力センサ２４０及び第２ポンプループ２４２を通り過ぎる。第２圧力センサ２４４は、ポンプに関連づけられた第２ポンプループ２４２と前記血液処理容器１１６へと続く血液流入ライン２１８との間にあり、前記血液処理容器１１６への入口に生じる流体圧力を感知する。血液処理容器１１６からは、前記血液入口／血液成分管類アセンブリ２０４のＲＢＣ出口管類ライン２２０が出ている。前記出口管類ライン２２０は、外側ループ２４６そしてリターンリザーブ容器２４８へとつながる。前記リザーブ容器２４８は、前記装置１０４にある、液面の高低を検出するセンサに接触する。前記装置１０４は、リターンポンプループ２５０とリターン圧力センサ２５２を通り過ぎる前記リザーブ容器からの流出を制御することにより、前記容器２４８内の前記流体がこれら２つの高低レベルの間にあるように維持する。前記容器２４８内の前記流体の液面は、常に上昇したり下降したりするため、ベントバッグ２０６が、ベント管２５４を経て前記容器２４８へ接続される。空気は、滅菌された状態で、前記容器２４８と前記ベントバッグ２０６との間を流れることができる。流体は、前記血液取り出し−戻しアセンブリ２０２において、戻し管２１６へ流れこむ。前記血液取り出し−戻しアセンブリ２０２はまた、上述されたプライミングのための又は抗凝血剤溶液のためのライン２１４を含む。必要であれば、補助ライン２３２を介して赤血球を採取し、収集バッグ（示さず）へ収集することもできる。或いは、置換流体（図示せず）を含むバッグが、置換ライン２３２のスパイクコネクタ又はルアーコネクタ２５６に接続される。これにより、置換流体が、戻しループ２４６を通って、リザーブ容器２４８に入ることが可能となる。そして、血液成分と置換流体は、ドナーへ戻される。本実施形態において、置換ライン２３２は、連結部２５８を介して戻しループ２４６に接続され、赤血球及び置換流体の流れを制御するために、手動式閉塞具又はクランプが設けられる。

血漿が前記血液処理容器１１６から血漿収集アセンブリ２０８へ収集されてもよい。必要がある場合、血漿は前記血液処理容器１１６から血漿ライン２２６を経てポンプループ２６０へ引き出される。バルブ２６２は、前記血漿を、収集管２６４を介して前記血漿バッグ２０８へ、又は接続ループ又はライン２６６を介して前記容器２４８へ、のいずれかへと切り換える。容器２４８中の余剰血漿は、上述したように、赤血球と同様に、ドナーへ戻される。

白血球及び血小板は、細胞ライン２６８を経て前記血液処理容器１１６から細胞分離チャンバ２７０へ流出する。この実施形態は以下で説明される。前記分離チャンバ２７０の内容物は、出口を介して分離チャンバから流出する。前記カセット２００において、分離チャンバ２７０からの流体は、赤色−緑色フォトセンサ２７２を通る。該フォトセンサ２７２は、細胞分離チャンバ２７０から前記収集バッグ２１０への白血球の周期的な流出を制御するために使用されうる。選択された細胞は、前記分離装置１０４上にある蠕動ポンプと結合されたポンプループ又は共通ライン２７４を経て流れる。前記ポンプループ２７４は、前記カセット２００におけるバルブが設けられた通路へ接続される。前記血液処理装置１０４は、バルブ２７６を制御して、白血球又は他の選択された細胞を、収集管２７８を通して前記収集バッグ２１０へ、又は接続ループ又はライン２８０を通して前記リザーブ容器２４８へのいずれかへと方向づけることができる。血小板収集のため、前記リザーブ容器２４８内の余剰白血球は、上述のように、赤血球や血漿と同様の方法でドナーへ戻されてもよい。或いは、間葉幹細胞（ＭＮＣ）収集のため、血小板を通常にドナーに戻す場合、ＭＮＣは、収集バッグ２１０に貯蔵するため、収集管２７８に引き出される。

血液を取り出す間、全血は、ドナーから血液取り出し管類アセンブリ２０２の管類ライン２１２へ送られる。前記血液は、ポンプループ２４２を介して前記装置１０４によりポンピングされ、前記カセット２００及び前記血液入口／血液成分管類アセンブリ２０４のライン２１８を経て前記血液処理容器１１６へ、送り込まれる。その後、分離処理が前記血液処理容器１１６内で略連続して行われる。すなわち、血液が略連続して導入され、連続的に分離され、そこから分離された成分として流し出される。容器１１６における分離処理の後、収集されなかった血液成分は、前記処理容器１１６からカセット２００へ向かい、カセット２００を介して、カセット２００のリザーブ容器２４８へ所定のレベルまで移される。前記血液成分分離装置１０４は、成分を戻しライン２１６を介してドナーへ戻すための血液戻しサブモードを開始する。血液取り出しサブモードと血液戻しサブモードとのサイクルは、所定量の血液成分が採取されるまで続く。他の実施形態において、ダブル針構成を用いることによって、ダブル針を介して、血液をドナーから取り出し且つドナーへ戻すようにしてもよい。例えば、ダブル針ディスポーザブルセットを記載する米国特許出願公開第２０１０／１６０１３７号明細書を参照。米国特許出願公開第２０１０／１６０１３７号明細書はこの参照により開示に含まれる。

図３は、ディスポーザブルセット３００の一実施形態の斜視図である。ディスポーザブルセット３００は、液体処理容器３０４と分離チャンバ３０８とを有する。一実施形態において、ディスポーザブルセット３００を用いて、血液処理ディスポーザブルセットが提供される。該血液処理ディスポーザブルセットにおいて、上述のように（図１及び図２）、容器３０４は容器１１６として用いられ、チャンバ３０８はチャンバ２７０として用いられる。しかしながら、他の実施形態において、ディスポーザブルセット３００は、全血も血液成分も含まない複合液体を処理するために使用することもできる。

実施形態における液体処理容器３０４は、略環状の流路を有し、さらに入口部３１２と出口部３１６とを有する。流体を、成分に分離する（例えば、全血を血液成分に分離する）ための血液処理容器３０４へ搬送するため、流入管３２０は該入口部３１２に接続される。一実施形態において、セット３００は、遠心分離機において使用される。遠心分離機は、容器３０４を回転させ、遠心力によって、液体を成分に分離する。これらの実施形態において、入口部３１２に進入する物質は、容器３０４を周回し、遠心分離機の回転に応答して、密度差に従って層に分離される。出口部３１６は、分離された液体の成分のための出口を有する。

一実施例において、分離される複合液体が全血を含む場合、ライン３２４は、赤血球（ＲＢＣ）ラインとして使用される。ライン３２８は、血漿ラインとして使用される。ライン３３２は、バフィーコートライン又は白血球ラインとして使用される。これにより、処理容器３０４から分離された成分が取り出される。実施形態において、容器３０４において分離された各成分は、容器３０４の１つの領域のみにおいて、すなわち出口部３１６において収集され、取り出される。

いくつかの実施形態において、容器３０４において分離された成分は、さらに処理されて、別の成分を分離してもよい。これらの実施形態において、ライン３３２の出口が分離チャンバ入口３３６に接続され、中程度の密度成分がチャンバ３０８に移送される。

分離される液体が全血を含む実施形態において、チャンバ３０８に移送される部分はバフィーコートであってよい。白血球又は間葉幹細胞（ＭＮＣ）を含むバフィーコートが分離チャンバ３０８へ移送されてもよい。処理容器３０４において最初に分離された成分は、細胞分離チャンバ３０８においてさらに分離される。例えば、細胞分離チャンバ３０８を用いて、バフィーコートの血漿及び血小板から、白血球を分離することができる。このさらなる分離は、例えば、細胞分離チャンバ３０８において粒子の飽和流動層を形成することによって、行うことができる。血漿及び血小板は、出口３４０を通って、細胞分離チャンバ３０８から流出する。白血球又はＭＮＣは、チャンバ３０８にとどまる。他の実施形態において、赤血球成分から、顆粒球のような他の成分が分離される。

図４は、分離チャンバ４００の一実施形態の斜視図である。実施形態において、分離チャンバ４００は、上述のチャンバ２７０又は３０８として使用される。チャンバ４００は、チャンバ容積（例えば内部容積）の範囲を画定する側壁４０４とチャンバ容積の範囲をさらに画定するキャップ部４０８を有する。チャンバ４００はまた、入口４１２と出口４１６とを有する。実施形態において、流体は、入口４１２に流体接続された入力ライン４２０によって、チャンバ４００に移送される。分離後、複合流体の成分は、出口４１６に流体接続された出力ライン４２８によって、出口４１６を通じてチャンバ４００から取り出される。矢印４２４は、液体がチャンバ４００へ流入する方向を示す。矢印４３２は、チャンバ４００から流出する方向を示す。

いくつかの実施形態において、一方向バルブ４３６（例えば、チェック弁）が、入口４１２に流体接続される。これによって、流体が、矢印４２４で示される方向とは反対の方向に流れることが防止される。一実施形態において、チャンバ４００は、液体バフィーコートの細胞を分離するために使用される細胞分離チャンバである。バフィーコートはチャンバ４００において処理され、一方向バルブ４３６によって、バフィーコート又はバフィーコートから分離された成分は、矢印４２４で示される方向とは反対の方向には流れない。

一方向バルブ４３６は、流体を一方向に流すが反対方向には流さないものであれば、如何なる一方向バルブでもよい。一方向チェック弁４３６として使用できる一方向バルブの非制限的な例としては、ボールチェック弁、ダイアフラムチェック弁、スウィングチェック弁、インラインチェック弁、リフトチェック弁、ストップチェック弁、ダックビルチェック弁、及びそれらの組み合わせが挙げられる。これらはあくまでも非制限的な例であり、他の形態のものが、一方向バルブ４３６として使用されてよい。

実施形態において、チャンバ４００は、血液成分分離装置１０４（図１）によって生成されるような、遠心力を受ける。これらの実施形態において、一方向バルブ４３６は、該バルブが遠心力を受けた状態において適切に動作できるように設計される。一例として、バルブ４３６が動作する最小上流側圧力であるクラッキング圧力を、バルブ４３６が受けるであろう遠心力に相当するように設計することができる。

図５は、一実施形態に係る分離チャンバ５００の断面図である。チャンバ５００は、チャンバ容積５０６の範囲を画定する側壁５０４を有する。実施形態において、チャンバ５００は、チャンバ容積５０６の範囲をさらに画定するキャップ部５０８を有する。チャンバ５００はさらに、チャンバ容積５０６内に可撓性膜５３６を有する。可撓性膜５３６は、第２容積である膜容積５４０の範囲を画定する。チャンバ５００の入口５１２は、膜容積５４０と流体連通しており、複合液体が膜容積５４０に進入できるようになっている。実施形態において、入口管５４４は、入口５１２に流体接続されており、膜容積５４０内に延在している。これにより、複合液体は、容積５４０のある特定の部分、例えば膜容積５４０の底部、に向かって流れ込むようになっている。出口５１６も膜容積５４０に流体連通しており、複合液体及び成分が膜容積５４０から流出できるようになっている。さらに、チャンバ５００は、空気のような流体をチャンバ容積５０６に進入及びチャンバ容積５０６から退避させることができるようにベント５５２を有している。チャンバ５００はまた、側壁５０４の内面に複数の段差部５４８を有する。以下で詳細に説明されるように、複数の段差部５４８は、複合液体を成分に分離する際、有用となる。

実施形態に係るチャンバ５００は、種々の材料から構成される。いくつかの実施形態において、側壁５０４及びキャップ部５０８は、高分子材料から構成される。制限されないが、高分子材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やＰＥＴＧのようなその共重合体が挙げられる。側壁５０４及びキャップ部５０８は、ブロー成形（例えば、押し出しブロー成形、射出ブロー成形、ストレッチブロー成形等）のような適切な形成プロセスによって形成することができる。さらに、側壁５０４及びキャップ部５０８は、制限されないが、オーバーモールド、溶剤接着、接着剤、高周波溶着、超音波溶着等の適切なプロセスによって接合される。

実施形態において、可撓性膜５３６は、液体が膜容積５４０に移送され、複合液体が成分に分離される際、膨脹する。図６は、可撓性膜５３６が膨張することにより膜容積５４０も膨脹した状態にあるチャンバ５００の実施形態の断面図である。動作時において、複合液体は膜容積５４０にあるが、図６を簡略的に示すため、複合液体は図示されていない。

可撓性膜５３６は、様々な方法で、容積５０６内に保持される。一例として、膜５３６は、キャップ部５０８に接合される。膜５３６は、キャップ部５０８の孔部を通って延在させ、キャップ部５０８の頂面に機械的に締結することによって機械的に接合してもよい。機械的締結に代えて又は機械的締結に加えて、膜５３６は、オーバーモールド、溶剤接着、接着剤、高周波溶着、超音波溶着等の他の方法で接合されてもよい。

実施形態において、膜容積５４０内の圧力によって、可撓性膜５３６の膨張は起こる。複合液体の上部圧力（ｈｅａｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）によって、可撓性膜５３６の膨脹・収縮が制御される。膜容積５４０における複合液体の分離が遠心力場を介して行われる実施形態では、可撓性膜５３６と膜容積５４０との膨脹を引き起こす膜容積５４０内圧力は、膜容積５４０内の液体体積に作用する遠心力によって生成される。従って、液体が膜容積５４０内に移送され、チャンバ５００が遠心力場にさらされると、膜容積５４０内の圧力の増加により、可撓性膜５３６は、元の形状（図５）から膨脹を始める。遠心分離機のロータ速度によって、液体の受ける力は制御され、従って、ロータ速度を用いることで、可撓性膜５３６の膨脹及び収縮が制御される。

実施形態において、可撓性膜５３６は、エラストマーのような、圧力を受けた際に膨脹し且つ高い粘弾性を有する材料から形成される。可撓性膜５３６を作製する材料の例としては、制限はされないが、シリコーン、ウレタン、ラテックス、アクリル、共重合体、それらの組み合わせが挙げられる。可撓性膜は、制限はされないが、ブロー成形、射出成形（例えば、液状射出成形）、鋳造、圧縮成形、押し出し加工、成形等の好適な方法で作製できる。

また、可撓性膜５３６は複合液体と接触するため、膜容積５４０内で分離される複合液体と適合性のある材料から作製されるとよい。一例として、チャンバ５００を用いて、バフィーコートの成分（図１〜図３に関する記載を参照）を分離する場合、分離したバフィーコートの成分を患者に投入する場合があるため、この実施形態における可撓性膜５３６の材料は、バフィーコート及びバフィーコートの成分に対して生体適合性があるとよい。一例として、バフィーコートを分離する場合に使用される可撓性膜は、シリコーンから作製されるとよい。

実施形態において、膜５３６は、分離の条件下において（例えば、膜容積５４０内の液体体積、膜５３６が受ける遠心力、膜５３６の材料特性）、図６に示されるように、可撓性膜５３６の外表面が側壁５０４の内表面に接触するように設計される。側壁５０４の内表面に接触する場合、可撓性膜５３６は可撓性なので、側壁５０４の内表面の形状をとる。例えば、図６に示されるように、可撓性膜５３６が側壁５０４に接触する際、側壁５０４の内表面の複数の段差部５４８に対応して、膜５３６は、内表面に複数の段差部５５６を有する。

側壁５０４は複合液体の成分分離をアシストするように設計されているので、膜５３６が側壁５０４の内表面の外形を反映できるということは、いくつかの実施形態において有用である。一例として、側壁５０４を用いて、バッフィーコートにおいて血小板と白血球（又は間葉幹細胞及び／又は単核球等）とに分離する場合、側壁５０４の複数の段差部５４８が、チャンバ５００の下側部分において白血球（又は間葉幹細胞）を捕獲する飽和血小板層（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｌａｔｅｌｅｔ ｂｅｄ）の生成をアシストする。バフィーコートのチャンバ５００への流量を制御して、チャンバ５００の下側部分で白血球を捕獲しながら、チャンバ５００がさらされている遠心力場から血小板を取り出す。従って、可撓性膜５３６は、例えばバフィーコート分離中において、側壁５０４の内表面に接触する際、それに対応して可撓性膜の内表面上に段差部５５６を有することによって段差構造を保持するように設計される。細胞のような成分を収集するためのチャンバの内表面に用いられる設計構造の例としては、例えば、米国特許第５，６７４，１７３号明細書、米国特許第５，９３９，３１９号明細書、米国特許第５，７２２，９２６号明細書、米国特許第５，９１３，７６８号明細書、米国特許第５，９５１，８７７号明細書、米国特許第５，９０６，５７０号明細書、米国特許第６，０７１，４２２号明細書に記載されている。上記の米国特許は、この参照によって開示に含まれる。

実施形態おいて、可撓性膜５３６は、例えば、遠心分離機のロータ速度を減少させて膜容積内の液体に作用する遠心力を減少させることによって、膜容積５４０内の圧力が減少した場合、収縮するように（例えば、元の形状（図５参照）に戻るように）設計される。この収縮によって、分離された複合液体の成分の取り出しがアシストされる。上述の例に加えて、チャンバ５００を用いて、バフィーコートにおいて血小板と白血球（又は間葉幹細胞）とに分離する場合、白血球は、チャンバ５００の下側部分において捕獲される。分離中は、膜容積５４０内の圧力は増加し、可撓性膜５３６は膨脹して側壁５０４の内表面に接触する。バフィーコートは膜容積５４０に連続的に移送され、膜容積５４０において、白血球は、血小板と分離され、膜容積５４０の底部において捕獲される。分離プロセス後は、例えば、遠心力及び／又は膜容積５４０に移送されたバフィーコートの体積を減少させることによって、膜容積５４０内の圧力を減少させる。これらの実施形態において、可撓性膜５３６は、膜５３６及び容積５４０が、図５に示す元の形状に収縮していくような弾性特性となるように設計される。膜容積５４０の収縮によって、白血球は膜容積５４０から効果的に搾り出される。実施形態において、例えば、遠心力を生み出しているロータの速度を急激に減少させることによって、圧力の減少を急激に行ってもよい。これにより、搾り出しの効果がさらに強まる。

膜５３６から成分を搾り出すことができるため、該成分をより効率的に収集することが可能となる。実施形態において、可撓性膜５３６を有するため、可撓性膜５３６をもたないチャンバに比較して、白血球や間葉幹細胞のような成分の回収が改善される。

実施形態において、チャンバ５００は、セット１０８（図１及び図２）のようなディスポーザブルセットの一部とすることが可能であり、またチャンバ２７０として使用することもできる。他の実施形態では、チャンバ５００の一部のみをディスポーザブルセットの一部として、残りの部分を、例えば恒久的に又はリポーザブル（ｒｅｐｏｓａｂｌｅ）として使用してもよい。例えば、一実施形態において、キャップ部５０８、膜５３６及び入口管５４４をディスポーザブルセットの一部として、側壁５０４を恒久的に又はリポーザブルとして使用してもよい。

図５及び図６の実施形態はあくまで例示のためのものであり、本発明は、図５及び図６の構造や特徴に制限されない。例えば、いくつかの実施形態において、側壁５０４は、チャンバ容積５０６の範囲を完全に画定する単体成形品であってもよい。これらの実施形態の場合、側壁５０４は、チャンバ容積５０６の範囲を完全に画定し、キャップ部を設けることなく、キャップ部５０８と同様の部分を含むことになる。その他の変形例は当業者であれば明らかであろう。以下では、本発明の範囲内にある実施形態の変更例が説明される。

図７は、他の実施形態に係る可撓性膜７３６を有する分離チャンバ７００の断面図である。チャンバ７００は、上述したチャンバ５００の特徴の全て又はいくつかを有する。チャンバ７００は、チャンバ容積７０６の範囲を画定する側壁７０４と、キャップ部７０８と、入口７１２と、出口７１６と、膜容積７４０の範囲を画定する可撓性膜７３６と、を有する。チャンバ７００は、チャンバ５００と同様の特徴を有するが、いくつかの異なる特徴も有する。例えば、入口７１２は、キャップ部７０８ではなく、側壁７０４の底部に位置している。従って、この実施形態の場合、複合液体は、膜容積７４０の底部において、膜容積７４０内に移送される。成分は、キャップ部７０８に位置する出口７１６を通じて、膜容積７４０から移送される。この実施形態の場合、チャンバ５００の管５４４のような入口管を設ける必要はない。

可撓性膜７３６は、可撓性膜５３６と同様であり、可撓性膜５３６に対して説明された同様の特徴（例えば、分離後に成分を容積７４０から搾り出すこと）が提供される。しかしながら、膜７３６は、いくつかの異なる特徴も有する。可撓性膜７３６は、キャップ部７０８と側壁７０４の底部に接合されている。膜７３６は、キャップ部７０８の孔部と側壁７０４の底部の孔部とを通るように延在させて、機械的に接合してもよい。そして、膜７３６を、キャップ部７０８の頂面及び側壁７０４の外表面に、機械的締結によって接合する。機械的締結の代わりに又は加えて、オーバーモールド、溶剤接着、接着剤、高周波溶着、超音波溶着等の他の手法によって、膜７３６を両端部において接合してもよい。

図８は、さらに別の実施形態に係る可撓性膜８３６を有する分離チャンバ８００の断面図である。チャンバ８００は、上述したチャンバ５００及び／又は７００の特徴の全て又はいくつかを有する。チャンバ８００は、チャンバ容積８０６の範囲を画定する側壁８０４と、キャップ部８０８と、入口８１２と、出口８１６と、入口管８４４と、膜容積８４０の範囲を画定する可撓性膜８３６と、を有する。チャンバ８００は、チャンバ５００及び／又は７００と同様の特徴を有する。一例として、可撓性膜８３６は、可撓性膜５３６と同様であり、可撓性膜５３６に対して説明された同様の特徴（例えば、分離後に成分を容積８４０から搾り出すこと）が提供される。

チャンバ８００はいくつかの別の特徴も有する。例えば、チャンバ８００は、複数のベント８６０を有する。理解されるように、膜８３６が膨張すると、チャンバ容積８０６内から、流体すなわちエアが排出される。チャンバ８００がベントを持たない場合、膜８３６が膨張すると、膜８３６は、チャンバ容積８０６内の該流体を圧縮することになるであろう。複数のベント８６０を設けることによって、膜８３６が膨張及び収縮を行うと、それに応じて、流体がチャンバ容積８０６へ進入及びチャンバ容積８０６から退避することになる。さらに、複数のベントを設けることによって、膨脹することで１つのベントが膜８３６によって塞がれたり、又はその他の要因によって塞がれたりして、流体が容積８０６へ進入しづらくなったり、容積８０６から退避しづらくなったりするような可能性を減らすことができる。複数のベントを設けることによって、流体が容積８０６に対して進入・退避を行える別の経路が提供される。これは、１つのベント５５２しかもたないチャンバ５００、すなわち１つのベントが塞がれた場合、流体が容積５０６に対して進入・退避が行えなくなるチャンバ５００とは異なる。

他の実施形態において、複数のベントのうち、１以上のベントはバルブを有してもよい。このバルブによって、流体がチャンバ容積８０６に対して進入・退避を行う際の流量が制御される。バルブは、膜８３６の膨脹及び／又は収縮を制御する際にアシストするように設計される。このバルブは、制限されないが、ボールバルブ、ダイヤフラムバルブ、スウィングバルブ、持ち上げ弁、ストップバルブ、ダックビルバルブ等の適したタイプのバルブでよい。

図９は、別の実施形態に係る可撓性膜９３６を有する分離チャンバ９００の断面図である。チャンバ９００は、上述したチャンバ５００、７００及び／又は８００の特徴の全て又はいくつかを有する。チャンバ９００は、チャンバ容積９０６の範囲を画定する側壁９０４と、キャップ部９０８と、入口９１２と、出口９１６と、入口管９４４と、膜容積９４０の範囲を画定する可撓性膜９３６と、を有する。チャンバ９００は、チャンバ５００と同様の特徴を有する。一例として、可撓性膜９３６は、可撓性膜５３６と同様であり、可撓性膜５３６に対して説明された同様の特徴（例えば、分離後に成分を容積９４０から搾り出すこと）が提供される。

チャンバ９００はまた、いくつかの異なる特徴も有する。例えば、チャンバ９００は、チャンバ容積９０６内に、より詳細には、膜容積９４０内に一方向バルブ９６４を有する。一方向バルブ９６４は、流体を一方向に流すが反対方向には流さない或いは流しづらいものであれば、如何なる一方向バルブでもよい。一方向バルブ９６４として使用できる一方向バルブの非制限的な例としては、ボールチェック弁、ダイアフラムチェック弁、スウィングチェック弁、インラインチェック弁、リフトチェック弁、ストップチェック弁、ダックビルチェック弁、及びそれらの組み合わせが挙げられる。これらはあくまでも非制限的な例であり、他の形態のものが、一方向バルブ９６４として使用されてよい。実施形態において、チャンバ９００は、血液成分分離装置１０４（図１）によって生成されるような、遠心力を受ける。これらの実施形態の場合、一方向バルブ９６４は、該バルブが遠心力を受けた状態において適切に動作できるように設計される。一例として、バルブが動作する最小上流側圧力であるクラッキング圧力を、バルブが受けるであろう遠心力に相当するように設計することができる。

図１０は、他の実施形態に係る可撓性膜１０３６を有する分離チャンバ１０００の断面図である。チャンバ１０００は、上述したチャンバ５００、７００、８００及び／又は９００の特徴の全て又はいくつかを有する。チャンバ１０００は、チャンバ容積１００６の範囲を画定する側壁１００４と、キャップ部１００８と、入口１０１２と、出口１０１６と、入口管１０４４と、膜容積１０４０の範囲を画定する可撓性膜１０３６と、を有する。チャンバ１０００は、チャンバ５００、７００、８００及び／又は９００と同様の特徴を有する。一例として、可撓性膜１０３６は、可撓性膜５３６と同様であり、可撓性膜５３６に対して説明された同様の特徴（例えば、分離後に成分を容積１０４０から搾り出すこと）が提供される。しかしながら、チャンバ１０００は、いくつかの異なる特徴を有する。一例として、側壁１００４は、内表面に段差部が設けられていない。従って、可撓性膜１０３６が膨張した場合、可撓性膜１０３６の内表面は、段差部５５６（図５）のような段差部をもつことはない。

図１１は、他の実施形態に係る可撓性膜１１３６を有する分離チャンバ１１００の断面図である。チャンバ１１００は、上述したチャンバ５００、７００、８００、９００及び／又は１０００の特徴の全て又はいくつかを有する。チャンバ１１００は、チャンバ容積１１０６の範囲を画定する側壁１１０４と、キャップ部１１０８と、入口１１１２と、出口１１１６と、入口管１１４４と、膜容積１１４０の範囲を画定する可撓性膜１１３６と、を有する。チャンバ１１００はさらに、空気のような流体がチャンバ容積１１０６に進入及びチャンバ容積１１０６から退避できるようにベント１１５２を有している。

上述した膜と同様に、膜１１３６は、容積１１４０内の圧力が増加すると膨脹するように設計される。液体が容積１１４０に流入すると圧力は増加する。他の実施形態では、チャンバ１１００は遠心力を受けて、容積１１４０内の圧力が増加する。他の実施形態では、容積１１４０に流入する液体と遠心力との組み合わせによって、膜１１３６が膨張して容積１１４０が増加する。図１１は、初期状態、すなわち容積１１４０内に液体がなく、チャンバ１１００及び膜１１３６に遠心力が作用していない状態にある膜１１３６と容積１１４０を示している。

膜１１３６は、膜容積１１４０内の圧力が増加した場合、膨脹して側壁１１０４の内表面に接触するように設計される。膜容積１１４０内の圧力がある特定のレベルに到達した場合、膜１１３６は膨脹して側壁１１０４の内表面に接触する。膜１１３６は、内表面に接触した場合、側壁１１０４の内表面の如何なる外形も反映できる程度に十分な可撓性をもつように設計される。上述したように、側壁１１０４は、複合液体の成分分離をアシストするように設計されている。

一実施形態において、側壁１１０４を用いて、バッフィーコートにおける血小板と白血球（又は間葉幹細胞）とに分離する場合、側壁１１０４の複数の段差部１１４８が、チャンバ１１００の下側部分において白血球（又は間葉幹細胞）を捕獲する飽和血小板層（ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｌａｔｅｌｅｔ ｂｅｄ）の生成をアシストする。バフィーコートのチャンバ１１００への流量を制御して、チャンバの下側部分で白血球を捕獲しながら、チャンバ１１００がさらされている遠心力場から血小板を取り出す。従って、可撓性膜１１３６は、例えばバフィーコート分離中において、側壁１１０４の内表面に接触する際、それ対応して可撓性膜の内表面上に段差部を有することによって段差構造を保持するように設計される。これらの実施形態の場合、バフィーコートが容積１１４０へ流入すると、容積１１４０は、図６に示される膜容積５４０と同様に膨脹する。

実施形態において、可撓性膜１１３６は、膨脹して側壁１１０４の内表面に接触するように設計されるだけではなく、膜容積１１４０内の圧力が減少した場合、収縮する（例えば、元の形状に戻る）ように設計される。上述したように、この収縮は、分離された複合液体の成分の取り出しをアシストする。膜容積１１４０から成分を搾り出すことによって、該成分をより効率的に収集することが可能となる。実施形態において、可撓性膜１１３６を有するため、可撓性膜１１３６をもたないチャンバに比較して、白血球や間葉幹細胞のような成分の回収が改善される。

図１１に示される実施形態では、膜１１３６は、長さ方向に沿って漸減するような（テーパー状に変化する）厚さを有する。図１１に示されるように、膜１１３６の頂部は薄く、底部は厚くなっている。膜１１３６は、このように、頂部よりも底部においてより大きな圧力を受容できるように設計されている。上述のように、チャンバ１１００は、例えば、回転ロータに取り付けることによって、遠心力場にさらされる。遠心力場によって、複合液体は成分に分離される。膜１１３６の頂部は、ロータの回転軸に対して、より近くに位置しており、従って、回転軸から離れて位置している膜１１３６の底部よりも受ける力が小さい。従って、膜１１３６の底部が受ける大きな力を受容するため、膜１１３６の底部の膜厚は大きくなっている。このテーパー状に変化する膜厚によって、厚い底部は膨脹するためにはより大きな力が必要となり、また該底部は遠心力場からより大きな力を受けるため、膜１１３６は、遠心力場にさらされる場合、より均一に膨脹・収縮を行うことが可能になる。

図１１に示されるように、キャップ部１１０８は、第１部分１１６０と第２部分１１６４とを有する。第１部分１１６０及び／又は第２部分１１６４は、溝部１１６８を有する。溝部１１６８は、膜１１３６上のリップ部１１７２を受容するように設計される。リップ部１１７２は、膜１１３６の頂部に位置づけられたＯ−リングであってよい。

実施形態において、キャップ部１１０８の第１部分１１６０は、側壁１１０４の頂部に接合される。リップ部１１７２は、溝部１１６８内に位置づけられ、同時に、膜１１３６がチャンバ容積１１０６内に位置づけられる。キャップ部１１０８の第２部分１１６４は第１部分１１６０に接合される。第１部分１１６０、第２部分１１６４、溝部１１６８、リップ部１１７２とが協働することで、膜１１３６をキャップ部１１０８に固定しチャンバ容積１１０６内に位置づけるための機構が構成される。キャップ部１１０８の上記の部分は、制限はされないが、接着剤、溶着（例えば、ＲＦ溶着）、溶剤接着、それらの組み合わせ等のような好適な方法で接合することができる。

チャンバ５００、７００、８００、９００、１０００、１１００に関する上記説明は、あくまでも例示のためであり、本発明は、それらに制限されない。実施形態において、チャンバ５００、７００、８００、９００、１０００、１１００は、血液や血液成分のような複合液体から細胞成分を分離するための細胞分離チャンバとして使用することができる。

本発明の実施形態で使用される可撓性膜（例えば、５３６、７３６、８３６、９３６、１０３６、１１３６）は、如何なる形状であってもよい。実施形態において、膜形状は、側壁の形状に応じて変更してよい。例えば、側壁５０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４は円錐形状（図５〜図１１参照）をしているが、他の実施形態では、これら側壁は、円柱状、球状、角柱状等のような異なる形状をしていてもよい。このような実施形態の場合、可撓性膜も同様に異なる形状を有することは有用である。さらに他の実施形態において、側壁が円錐形状の場合でも、可撓性膜は異なる形状を有してもよい。図１２〜図１６は、いくつかの実施形態に係る異なる形状を有する可撓性膜を示す。

図１２は、実施形態に係る可撓性膜１２００の断面図である。可撓性膜１２００は、可撓性膜５３６、７３６、８３６、９３６、１０３６、１１３６（図５〜図１１参照）と同様である。可撓性膜１２００は、涙滴形状を有する。図１３は、他の実施形態に係る可撓性膜を示す。図１３に示されるように、膜１３００は、円柱状をしている。

図１４は、他の実施形態に係る可撓性膜１４００の断面図である。可撓性膜１４００は、内表面１４０８にコーティング膜１４０４を有する。該コーティング膜１４０４は、可撓性膜１４００にさらに別の特性を付与するために用いられる。一例として、コーティング膜１４０４を用いることで、可撓性膜１４００の材料を保護することができる。これは、膜１４００に接触する液体が腐食性であるか或いは膜１４００の材料と適合していないような実施形態において有効である。他の実施形態において、液体の成分を内表面１４０８に引きつけることで、分離を高めることができる。例えば、コーティング膜１４０４によって、内表面１４０８を、分離する液体成分に応じて疎水性や親水性にすることができる。他の実施形態では、コーティング膜１４０４によって、可撓性膜１４００の生体適合性をより高めることもできる。コーティング膜１４０４は連続である必要はなく、膜１４００の内表面に不連続層として形成されてもよい。

図１５は、他の実施形態に係る可撓性膜１５００の断面図である。可撓性膜１５００は、異なる膜厚になっている。頂部１５０４は底部１５０８よりも薄い。可撓性膜１５００は、均一ではない圧力を受ける。一例として、可撓性膜１５００は、例えば、膜容積１５０６内に異なる圧力が発生する分離プロセス中において、遠心力場にさらされる。頂部１５０４と底部１５０８の厚さの違いは、容積１５０６内の圧力に応じた可撓性膜１５００の膨張に影響を及ぼす。従って、可撓性膜１５００の厚さは、膜１５００の膨脹を制御するように設計される。一実施形態において、可撓性膜１５００は、底部１５０８では大きい圧力を受け、頂部１５０４では小さい圧力を受ける。図１５に示すような厚さの違いによって、膜１５００は、圧力のばらつきにもかかわらず、より均一に膨脹するようになる。

図１５は、あくまでも、膜厚の変化する可撓性膜を例示するためだけのものである。膜厚の変化は、図１５で示すものとは別の構成でもよい（例えば、テーパー形状）。他の実施形態において、膜は、膜厚の分布が略均一の部分と厚さは異なるが膜厚の分布は略均一の部分とを有してもよい。さらに他の実施形態において、膜厚が均一の部分と、膜厚がテーパー状に変化する部分とを有してもよい。本発明の実施形態の範囲内であれば、膜厚の変化する膜の如何なる構成をも考えられる。さらに、図１〜図１１で説明したチャンバ（２７０、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００）は、膜厚の変化する膜を利用することができる。

図１６は、他の実施形態に係る可撓性膜１６００の断面図である。可撓性膜１６００は、円柱形状であり、膜厚の変化する部分を有している。図１６に示されるように、膜１６００の厚さは、上述の膜１１３６と同様に、薄い頂部１６０４から厚い底部１６０８に向かって、テーパー状に変化している。上述のように、膜１１３６は、例えば、回転ロータに取り付けることによって、遠心力場にさらされる。膜１６００の頂部１６０４は、ロータの回転軸に対して、より近くに位置しており、従って、回転軸から離れて位置している膜１６００の底部１６０８よりも受ける力が小さい。従って、膜１６００の底部１６０８が受ける大きな力を受容するため、膜１６００の底部１６０８の膜厚を大きくしている。このテーパー状に変化する膜厚によって、厚い底部１６０８が膨脹するためには、薄い頂部１６０４よりも大きな力が必要となるので、膜１６００は、遠心力場にさらされる場合、より均一に膨脹・収縮を行うことが可能になる。

さらに、膜１６００は、リップ部１６１２を有する。このリップ部１６１２は、Ｏ−リングとすることができる。該リップ部によって、チャンバ容積内に該膜を確実に位置づけることができる。一実施形態において、（チャンバの）キャップ部の第１部分は、リップ部１６１２を位置づけるための溝部を有する。キャップ部の第２部分を第１部分の頂部に配置して、リップ部１６１２を溝部内に固定し、膜１６００をチャンバ容積内に固定することができる（例えば図１１参照）。

図１２〜図１６は、例示するためのものである。実施形態に係る可撓性膜は他の形状を有してもよい。例えば、円錐形状や、或いは膜の内表面及び／又は該表面に外形、曲面、段差、リッジ、溝、角部、その他の形状を有する複雑な形状でもよい。いくつかの実施形態は、図１２〜図１６で示された特徴を組み合わせた膜や上述された特徴と上記で記載されていない他の特徴とを組み合わせた膜等が使用されてもよい。

図１７は、分離チャンバ（例えば、分離チャンバ内の可撓性膜の膨脹・収縮）をモニタするシステム１７００の実施形態を示す。システム１７００は、センサ１７０４とコントローラ１７０８を有する。センサ１７０４は、チャンバ１７１２内の可撓性膜の膨脹・収縮を検知可能なセンサである。センサ１７０４は、コントローラ１７０８に接続される。コントローラ１７０８は、例えば、チャンバ１７１２を回転させている遠心分離機のロータ速度を増加又は減少させることにより、可撓性膜内の圧力を制御する。また、可撓性膜の膜容積内に液体を移送するポンプの制御を行う場合もある。このように、システム１７００は、可撓性膜の膨脹・収縮を制御する。

センサ１７０４は、制限はないが、カメラのような光学センサ、光源（ＬＥＤ、レーザ）、ミラー、光ファイバ、フォトディテクタ、それらの組み合わせ等のような好適なセンサであってよい。コントローラ１７０８は、センサ１７０４からの信号を処理するため、集積回路、マイクロプロセッサ、メモリ、ソフトウェア、その他の論理回路の組み合わせでよい。

上記記載は、あくまでも、可撓性膜の膨脹・収縮をモニタするための、センサ又はその他の装置を有するシステム１７００を例示するためのものである。実施形態において、システムは、図１７に対して説明された特徴の組み合わせ及び／又は上記で記載されていない特徴を含む組合せを備えてもよい。

図１８は、本発明の実施形態において行われるフローチャート１８００を示す。以下では、フローチャート１８００の各ステップを実行する際に、特定の部品が説明される場合があるが、本発明はそれらに制限されない。例えば、あるステップは、遠心分離機のロータによって実行されると説明されるが、他のステップでは、チャンバ又は可撓性膜によって実行されると説明される場合がある。フローチャート１８００は、特定の部品、構造、或いはそれらの組み合わせだけによって実行されるというように制限されないので、以下の説明はあくまで例示のためのものである。

フローチャート１８００は、複合液体を処理チャンバに移送するためのステップ１８０４で始まる。この実施形態では、複合液体は、全血含有液体である。ステップ１８０４は、ポンプ及び図１及び図２で説明した管類を用いて、実行される。また、処理チャンバは、図２で説明したような、ディスポーザブルセットの一部である。

ステップ１８０４の後、複合液体は、ステップ１８０８にて、成分に分離される。ステップ１８０８は、いくつかのサブステップを含んでよい。例えば、ステップ１８０８は、遠心力を付与するためのサブステップ１８１２を含んでもよい。サブステップ１８１２は、システム１００（図１）のようなアフェレーシス・システムの一部であるロータ及び遠心分離機によって実行される。

ステップ１８０８の後、ステップ１８０８において複合液体から分離された少なくとも１つの成分は、ステップ１８１６において、膜容積に移送される。ステップ１８０８は、複合液体から分離されなかった複合液体の移送を含む場合もある。すなわち、実施形態において、ステップ１８１６において膜に移送されたそのような複合液体は、ステップ１８０４〜ステップ１８１２を経由していない場合もある。

ステップ１８１６は複数のサブステップを含んでよい。一実施形態において、ステップ１８１６は、可撓性膜を膨張させるためのサブステップ１８２０を有する。サブステップ１８２０は、可撓性膜によって範囲が画定される膜容積内の圧力を増加させることによって行うことができる。可撓性膜は、上述の膜（５３６、７３６、８３６、９３６、１０３６、１１３６、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００）のうちの１つである。サブステップ１８２０は、アフェレーシス装置の一部である遠心分離機のロータ速度を増加させることによって、膜容積内の圧力を増加させることを含んでよい。他の実施形態において、遠心分離機のロータ速度を変化させることに加えて又は代わりに、膜容積内に液体をさらに導入してもよい。

ステップ１８１６の後、ステップ１８１６において可撓性膜に移送された成分は、ステップ１８２４において、さらに成分に分離される。ステップ１８２４は、いくつかのサブステップを含んでよい。例えば、ステップ１８２４は、遠心力を付与するためのサブステップ１８２８を含んでよい。サブステップ１８２８は、アフェレーシス装置（例えば装置１０４（図１））の一部であるロータと遠心分離機によって実行される。

ステップ１８２４の後、ステップ１８３２において、さらに分離された成分が可撓性膜から取り出される。ステップ１８３２は、いくつかのサブステップを含んでよい。例えば、ステップ１８３２は、可撓性膜を収縮させるためのサブステップ１８３６を含んでよい。サブステップ１８３６は、可撓性膜によって範囲が画定される膜容積内の圧力を減少させることによって実行される。サブステップ１８３６は、アフェレーシス装置の一部である遠心分離機のロータ速度を減少させることによって、膜容積内の圧力を減少させることを含んでよい。

本発明は、全血を含む液体から成分を分離するための細胞分離チャンバに関する。該チャンバは、ラテックス又はシリコーンのような可撓性材料から形成された膜を備えた剛体チャンバである。剛体チャンバは、液体とは非接触であり（例えば、血液非接触）、膜が膨張した（例えば、膨脹して液体が満たされた）際に膜の支持構造体として機能する。

チャンバは、膜がチャンバの頂部と底部とに固定されたフロースルー構造となるように作製される。この構成では、膜は、円筒状と同様である。膜は、内径及び外径を有し、各径は、テーパー形状、曲線形状、或いは所定の形状を有してよい。他の実施形態において、膜は、膜が下降型設計（ｔｏｐ ｄｏｗｎ ｄｅｓｉｇｎ）とされた構成を有する。この構成は、膜はチャンバの頂部だけに固定／接合されている。この実施形態では、膜は、一端が閉鎖され丸められた円筒形状と同様の形状を有する。壁は、テーパー形状、曲がった形状或いは整形された形状でよい。

いくつかの実施形態において、膜及びチャンバは、米国コロラド州レイクウッドのＴｅｒｕｍｏ ＢＣＴ社によって製造されているＳＰＥＣＴＲＡ ＯＰＴＩＡ（登録商標）アフェレーシス・システムの収集用ディスポーザブルセットの一部であってよい。膜及びチャンバは、間葉幹細胞（ＭＮＣ）又は他の種類の細胞の収集のために使用することができる。アフェレーシス装置における遠心分離機のロータが回転する場合、システムにおける液体の圧力が増加する。該圧力がある特定の閾値レベルを超えると、膜は液体（例えば血液成分）で膨脹し、チャンバの剛性壁の形状に沿った形をとる。このような高い圧力状況において、チャンバは液体（例えば、バフィーコート）で満たされ、分離チャンバとして機能するようになる。分離チャンバでは、白血球（ＷＢＣ）がチャンバに取り込まれ、同時に、血小板が連続的にチャンバから流し出され、ドナー／患者に戻される。この実施形態の場合、チャンバはバルーン形状をとり、白血球除去システムチャンバとして機能する。チャンバが適切な量の白血球を集めたら、ロータ速度を落とし、システム内の流体圧力を減少させる。圧力が閾値レベルを下回ったら、膜は、元の形状、すなわち開放型円筒状又は閉鎖型円筒状に戻ることができる。この状態において、ＷＢＣを高濃縮の状態でチャンバから収集することができる。

上述したように、膜は、様々な方法で、剛性チャンバに接合される。特に制限はされないが、例えば、機械的なキャプチャ機構を備えた超音波溶着、オーバーモールド、バーブロックタイプ（ｂａｒｂ−ｌｏｃｋ ｔｙｐｅ）の固定具等を用いることができる。

実施形態

実施形態１
分離チャンバは、チャンバ容積の範囲を画定する側壁と、前記チャンバ容積内に設けられ、膜容積の範囲を画定する可撓性膜と、前記膜容積と流体連通する入口と、前記膜容積と流体連通する出口と、を有する。

実施形態２
実施形態１の分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、複合液体が前記膜容積中に移送されると膨脹する材料からなる。

実施形態３
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、第１遠心力を受けると、膨脹して前記側壁の内表面に接触する材料からなる。

実施形態４
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、涙滴形状の外面を備える。

実施形態５
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、円柱形状の外面を備える。

実施形態６
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、円錐形状の外面を備える。

実施形態７
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記可撓性膜の内側表面は、コーティング膜を有する。

実施形態８
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記コーティング膜は、親水性である。

実施形態９
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記コーティング膜は、疎水性である。

実施形態１０
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記側壁は、円錐形状である。

実施形態１１
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記側壁は、複数のベントを備える。

実施形態１２
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記側壁は、段差を有する内表面を備える。

実施形態１３
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記入口ポートは、前記側壁の底部に設けられる。

実施形態１４
上記実施形態のいずれかの分離チャンバはさらに、前記側壁の頂部に係合し、前記チャンバ容積の範囲をさらに画定するキャップ部を備える。

実施形態１５
実施形態１４の分離チャンバにおいて、前記出口ポートは、前記キャップ部に設けられる。

実施形態１６
実施形態１４又は１５の分離チャンバにおいて、前記入口ポートは、前記キャップ部に設けられる。

実施形態１７
上記実施形態のいずれかの分離チャンバにおいて、前記入口ポートは、血液処理容器に流体接続される。

実施形態１８
上記実施形態のいずれかの分離チャンバはさらに、前記入口ポートに流体接続される一方向バルブを備え、前記一方向バルブによって、複合液体は前記膜容積中に流入する。

実施形態１９
実施形態１８の分離チャンバにおいて、前記一方向バルブは、前記チャンバ容積に位置づけられる。

実施形態２０
血液細胞収集システムは、遠心機ロータと、前記ロータに取り付けられる血液処理容器と、血液処理容器に流体連通し、入口及び出口を有する細胞分離チャンバと、膜容積の範囲を画定し、前記細胞分離チャンバに位置づけられる可撓性膜と、を備え、前記細胞分離チャンバの前記入口と前記出口は、前記膜容積と流体連通する。

実施形態２１
実施形態２０の血液細胞収集システムにおいて、前記可撓性膜は、細胞含有液体が前記膜容積中に移送されると膨脹する材料からなる。

実施形態２２
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記可撓性膜は、第１遠心力を受けると、膨脹して前記細胞分離チャンバの内側表面に接触する材料からなる。

実施形態２３
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記可撓性膜は、涙滴形状の外面を備える。

実施形態２４
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記可撓性膜は、円柱形状の外面を備える。

実施形態２５
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記可撓性膜は、円錐形状の外面を備える。

実施形態２６
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記可撓性膜の内側表面は、コーティング膜を有する。

実施形態２７
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記コーティング膜は、親水性である。

実施形態２８
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記コーティング膜は、疎水性である。

実施形態２９
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記細胞分離チャンバは、円錐形状である。

実施形態３０
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記細胞分離チャンバは、複数のベントを備える。

実施形態３１
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記細胞分離チャンバは、複数のベントを備える。

実施形態３２
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記入口ポートは、前記細胞分離チャンバの底部に設けられる。

実施形態３３
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記分離チャンバはさらに、キャップ部を備える。

実施形態３４
実施形態３３の血液細胞収集システムにおいて、前記出口は、前記キャップ部に設けられる。

実施形態３５
実施形態３３又は３４の血液細胞収集システムにおいて、前記入口は、前記キャップ部に設けられる。

実施形態３６
上記実施形態のいずれかの血液細胞収集システムにおいて、前記入口は、液体を前記膜容積中に流入させる一方向バルブに流体接続される。

実施形態３７
ディスポーザブル血液分離セットは、遠心機ロータに取り付けられる血液処理容器と、膜容積の範囲を画定する可撓性膜であって、入口及び出口が前記膜容積と流体連通する可撓性膜と、を備える。

実施形態３８
実施形態３７のディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、細胞含有液体が前記膜容積中に移送されると膨脹する材料からなる。

実施形態３９
上記実施形態のいずれかのディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、第１遠心力を受けると、膨脹する材料からなる。

実施形態４０
上記実施形態のいずれかのディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、涙滴形状の外面を備える。

実施形態４１
上記実施形態のいずれかのディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、円柱形状の外面を備える。

実施形態４２
上記実施形態のいずれかのディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、円錐形状の外面を備える。

実施形態４３
上記実施形態のいずれかのディスポーザブル血液分離セットはさらに、細胞分離チャンバを備え、前記可撓性膜は、前記細胞分離チャンバ内に位置づけられる。

実施形態４４
上記実施形態のいずれかのディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、第１遠心力を受けると、膨脹して前記細胞分離チャンバの内側表面に接触する材料からなる。

実施形態４５
細胞成分を分離する方法は、全血含有液体を血液処理容器に移送する工程と、前記全血含有液体を少なくとも、細胞を含む第１成分と、第２成分とに分離する工程と、前記第１成分を、可撓性膜によって範囲が画定された膜容積に移送する工程と、前記膜容積において前記第１成分から細胞を分離する工程と、前記膜容積から前記細胞を取り出す工程と、を有する。

実施形態４６
実施形態４５の方法において、前記全血含有液体を分離する工程は、ロータ上の前記血液処理容器を回転させて、遠心力をかけることを含む。

実施形態４７
実施形態４５又は４６の方法において、前記第１成分を前記膜容積に移送する工程の間、前記可撓性膜は膨脹する。

実施形態４８
上記実施形態のいずれかの方法において、前記膜容積から前記細胞を取り出す工程の間、前記可撓性膜が収縮することによって、前記膜容積は減少する。

本発明の実施形態及び適用例を説明してきたが、本発明は、上述の構成、特徴、設計、工程、又はその他資源に限定されないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形や変更が、本発明の構成、動作、方法、システム、装置に対してなされうることは明確であろう。

Claims (17)

1. チャンバ容積の範囲を画定するとともに、白血球を捕獲する飽和血小板層の生成をアシストする複数の段差部を有する側壁と、
   前記チャンバ容積内に設けられ、膜容積の範囲を画定するとともに、膨張した際に外表面が前記側壁に接触して内部に複数の段差部を形成するとともに、元の形状に収縮可能な弾力特性を有し、バフィーコートから白血球を効果的に回収可能な可撓性膜と、
   前記膜容積と流体連通する入口と、
   前記膜容積と流体連通する出口と、
   を備えることを特徴とする分離チャンバ。
2. 請求項１記載の分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、血小板及び白血球を含む複合液体が前記膜容積中に移送されると、膨脹することを特徴とする分離チャンバ。
3. 請求項１記載の分離チャンバにおいて、前記可撓性膜は、第１遠心力を受けると、膨脹して、前記側壁の内表面に接触することを特徴とする分離チャンバ。
4. 請求項１記載の分離チャンバにおいて、前記側壁の頂部と係合し、前記チャンバ容積の範囲をさらに画定するキャップ部をさらに備えることを特徴とする分離チャンバ。
5. 請求項４記載の分離チャンバにおいて、前記キャップ部は、第１部分と第２部分とを有し、前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方は、溝部を有することを特徴とする分離チャンバ。
6. 請求項４記載の分離チャンバにおいて、前記出口は、前記キャップ部に設けられることを特徴とする分離チャンバ。
7. 請求項４記載の分離チャンバにおいて、前記入口は、前記キャップ部に設けられることを特徴とする分離チャンバ。
8. 請求項１記載の分離チャンバにおいて、前記入口は、血液処理容器に流体接続されることを特徴とする分離チャンバ。
9. 請求項１記載の分離チャンバにおいて、前記入口に流体接続される一方向バルブをさらに備え、前記一方向バルブによって、血小板及び白血球を含む複合液体は前記膜容積に流入されることを特徴とする分離チャンバ。
10. 遠心機ロータに取り付けられる血液処理容器と、
    チャンバ容積の範囲を画定するとともに、白血球を捕獲する飽和血小板層の生成をアシストする複数の段差部を有する側壁と、膜容積の範囲を画定する可撓性膜であって、入口及び出口が前記膜容積と流体連通するとともに、膨張した際に外表面が前記側壁に接触して内部に複数の段差部を形成するとともに、元の形状に収縮可能な弾力特性を有し、バフィーコートから白血球を効果的に回収可能な可撓性膜と、を有する分離チャンバと、
    を備えることを特徴とするディスポーザブル血液分離セット。
11. 請求項１０記載のディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、細胞含有液体が前記膜容積に移送されると、膨脹することを特徴とするディスポーザブル血液分離セット。
12. 請求項１０記載のディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記入口と流体連通し、前記膜容積内に延在する入口管をさらに備えることを特徴とするディスポーザブル血液分離セット。
13. 請求項１０記載のディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、円柱形状の外面を備えることを特徴とするディスポーザブル血液分離セット。
14. 請求項１１記載のディスポーザブル血液分離セットにおいて、前記可撓性膜は、第１遠心力をうけると、膨脹して、前記細胞分離チャンバの内表面に接触することを特徴とするディスポーザブル血液分離セット。
15. 生物学的成分を含まない複合液体から成分を分離する方法であって、前記方法は、
    前記複合液体を処理容器に移送する工程と、
    前記複合液体を成分に分離する工程と、
    少なくとも一つの成分を、膨張した際に外表面が複数の段差部を有するチャンバ容器の側壁に接触して内部に複数の段差部を形成するとともに、元の形状に収縮可能な弾力特性を有し、前記少なくとも一つの成分からさらに分離される成分を効果的に回収可能な可撓性膜によって範囲が画定された膜容積に移送する工程と、
    前記膜容積において前記少なくとも一つの成分から前記さらに分離される成分を分離する工程と、
    前記膜容積から前記さらに分離される成分を取り出す工程と、
    を有することを特徴とする方法。
16. 請求項１５記載の方法において、前記複合液体を分離する工程は、ロータ上の前記処理容器を回転させることによって遠心力を付与することを有することを特徴とする方法。
17. 請求項１５記載の方法において、前記可撓性膜は、前記少なくとも一つの成分を前記膜容積に移送する工程の間、膨脹することを特徴とする方法。

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