JPS62500687A - 生体臨床医学用血漿の膜分離装置 - Google Patents

生体臨床医学用血漿の膜分離装置

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 使い捨て式医療用装置のロータ駆動装置発明の背j;モ 本発明は、ハウジング内に設けたロータを用いて流体を分離するシステムに関し 、より詳細には、斯かるロータが軸受に支持され且つ外部磁気駆動装置により駆 動される使い捨て式の医療用装置に関する。末完Illは、使い捨ての辿過器又 は遠心分#器を使用して、一種以上の血液成分を分離する血漿搬出の分野に於て 特に有用である。そして、その具体的な応用例が全血からプラズマを濾過する使 い捨て式の血漿搬出装置である。
現在用いられている血漿搬出装置には、ドナルド・Wφショーエンド−ファーに よって1984年3月21目付で出願された米国特許出願第591,925号「 懸濁液からの成分分離方法及び装置」に示されている模式濾過器等がある。斯か る模式濾過器は、濾過器の内部に設けられ且つ認過膜に囲繞されたスピナーと、 膜全流過するプラズマを回収する導管システムとを備える。血漿搬出に際し、斯 かる濾過器は、スピナーとハウジング外壁間の空隙に全血を受容する。そして、 血液中のプラズマは膜を介して濾過されると共にスピナー表面の段部に流入し、 次いで、径方向の孔を介して中央導管内に導かれる。更に、プラズマは、この中 央導管からスピナーの底部に流入し、そこから、スピナーの中心軸と同心的に設 けられたピボットピン内の排出管を介して排出される。スピナーは、密閉シェル 又はハウジング内に取付けられ、スピナー上部に設けられた永久磁石とスピナー の外部に設けられた磁気駆動装置間を相互に連結する磁気によって遠隔的に駆動 される。スピナーは、高速、例えば、毎分3600回の速度で回転され、正確に 制御された強力な渦巻流を生ぜしめる。この渦巻流は、溶血をもたらすことなく プラズマを効率よく搬出する。血漿搬出を行うに際し、使い捨てのスピナーは、 通常40分間連続的、又は間欠的に回転される。スピナーは、回転時、その上端 部がビポフトビン軸受に保持され、下端部が下部ピボットビン軸受上にa置され る構成となっている。
この下部ピボットピン軸受の中央部には孔が開設されており、濾過されたプラズ マはこの孔を流下して排出口へど導かれる。0リングシールは、一般に、スピナ ーと下部ピボットピン軸受間に介設され、スピナーの外部に位置する全面、即ち 、血液細胞群とスピナーの中心軸に沿って流れるプラズマとの混合を防止する。
現在用いられている血漿搬出装置では、外部駆動機構は四個の永久磁石を備える 。これらの磁石は、サマリウムコバルトから成り、磁石としては比較的強力であ る。
一方、分離器のロータには、非磁気状態のバリウムフェライト磁気要素が使用さ れる。そして、インパルス磁化装置によって磁化された後、これらの磁気要素は ロータの上蓋内に接合され、次いで、該上蓋はロータに溶剤接着される。このシ ステムは、作動面では満足のいく結果が得られるが、比較的高価である。斯かる 型の血漿搬出装置では、汚染防1(二の見地から使い捨ての装置を使用するため 、製造費はできる限り低く抑える必要がある。
更に、永久磁石による磁力は、磁性材料の配合が正確に制御できないためかなり 変化する。そして、この配合が変わると、磁化によってつくりだされる磁場の強 さが変化する。又、この磁界力は、シール力、及びロータを回転するトルクの大 きさを左右する。従って、狭い範囲の許容度を保って安定操作を確実とするため には、永久磁石の材料並びに磁化工程を注意深く監視する必要があり、これが新 たなコスト高の要因となっている。
ロータの磁石構造と駆動機構の外部永久磁石との磁気連結により二つの機能が達 成される。第一の機能は、十分なトルクを生ぜしめて滑りを引き起こすことなく ロータを高速で回転させ、最も効率的に11!過を行うことであり、第二の機1 砒は、下方に働く十分な力を生ぜしめて過度の摩耗を引き起こすことなくOリン グシールのシール効果を維持することである。
発明の要約 低廉で、使い捨て式の流体分離装置は、一般に、円筒上のシェルと、シェル内で 回転するロータと、ロータに磁気的に連結されると共にこのロータをシェル及び ロータの中心軸を中心として回転駆動せしめるモータとから成る。ロータは、そ の回転の中心に於て、上下二本のピボットビンでシェル内に支持されている。そ して、それ自体は磁石ではないが高い透磁率をもつ磁気連結板が。
ロータ内の上部に固定されている。このロータ内の上部には、ロータを介してロ ータの中心軸を中心として回転駆動される一組の永久磁石によって磁場が発生し ている。
磁気連結板は、その偏心部分の働きによって駆4h磁石に回転的にロックされて いる。連結板と駆動用磁石との軸方向に於る所定位こ決めにより、正確な下方の 力が、通常作動中は一定して連結板上に生ぜしめられる。斯かる下方の力は連結 板からロータに伝達され、ロータの底部と下部ピボットビン間に所望のシール圧 を維持する。
このシール圧は、容認できないyll熟熱或は摩耗をシール部に生起しない、適 切なシールを維持するに十分な程度の圧力である。
ロータに設けられた磁気連結板の製造材料である、常磁性材料は低廉な薄板であ ってにのド5板は打抜き又は押抜きによって容易に所定形状のものとすることが できる。四本のア−l・から成る星形の磁気連結板を、外部駆動機構の永久磁石 によって誘起された磁場の中心から上方に適当な距、SS間させて設けると、こ の連結板は、適切なトルク及びシール力を所望の範囲内で生ぜしめる。
使い捨ての回転式生体臨床医学用医療機器に使用されるロータを駆動且つ支持す る優れたロータ駆動支持機構は、ロータに設けられた非永久的磁石である強磁性 駆動要素と、ロータを支持すると共にプラスチック材料を射出成形でもって形成 したピボットビン型軸受から構成されている。この軸受は、W−ウィリアムソン 及びD−W11ショーエンド−ファーによって1985年4 J]120に出願 された米国特許出願第722707号「生体臨床医学用システムのピボットピン 型軸受」に記載されているものである。この出願に記載のピボットピンは、プラ スチックを射出成形したもので、高速で回転するロータを支持する時にかかる応 力に耐えうるだけの減摩性及び硬度を有する。このピボットビンは、射出成形可 イ彪な特定のプラスチック材料で製造することが好ましい、斯かるプラスチック ピボットビンは、殺菌並びに、その表面の摩擦係数を低くおさえてロータをピボ ットビン上で所要の時間回転させて所望の流体分離を行えるようにビラスチック 材料を改質する目的でγ線にX′Aされる。最も効果的なピボットピンは、ポリ アミドを基剤とする樹脂を射出成形したものである。
図面の簡単な説明 本発明は、以下の詳細な説明及び添付図面より更に(J1瞭となろう。
第1図は、ロータ上に設けられた強磁性駆動要素、及びプラスチックを射出成形 して形成したピボットピンンを用いた本発明による密閉型使捨て装置の一部切欠 き斜視図。
第2図は、外部駆動機構の永久磁石によってつくりだされた磁界の中心より上方 にロータ駆動要素を設けた第1図に示す装この断面図。
第3図は、第1図の装置に使用されているロータの下部、下部ピボットビン、及 び0リングシールを示す略断面図。
第4図は、四本のアームを有する星形の薄板材であるロータ駆動用強磁性要素の 第一実施例を示す斜視図。
第5図は、十分なトルク及び下方に作用するシール力を発生する強磁性要素の第 二実施例(実線)並びに、他の実施例(破線及び一点鎖線)を示す平面図。
第6図は、血漿搬出装置に用いられるロータ駆動用要素(第4図)の垂直方向の 変位に応じて得られるトルクとシール力の関係を示すグラフ。
発明の詳細な説明 第1図は、末完11に係る非強磁性のロータ駆動装置及びプラスチックを成形し てなるピボットピンを用いた使い捨て式血漿搬出装M 10を示す、この装21 1.0は、円筒状のハウジング12を備える。ハウジング12は、−上端面に非 磁性の壁を有する上、414と、下端部に中心軸と同心的に設けられたプラズマ 排出口18を備える底部16とを有する。
スピナー、即ち、ロータ20は、上蓋14とハウジング底部16間に垂直配置さ れている。このスピナー20は、好ましくは軽量、強固且つ不浸透性の合成樹脂 、例えば、高密度のポリプロピレン又はABS (アクリルニトリル−ブタジェ ン−スチレン)樹脂で形成されたマンドレル22をその中央部に有する。成形の 簡素化を図るために、二個の半体(不図示)を接合することによってこのスピナ ーを形成してもよい、中央マンドレル22の外周面には、円周溝、即ち、プラズ マ流路24が離間して連続的に形成されている。プラズマ流路24は、回転軸と 並行に長手方向に伸張する縦溝25に交差する。縦!+lt 25は、径方向の 導管27を介して軸方向に伸張する中央孔26に連通ずる。中央孔26は、排出 口18と整合し且つ、該排出口18にプラズマを供給する。
回転スピナー20の表面には、マリポア名で重版されているポリフッ化ビニリデ ンから成る円筒状の濾過膜28が囲設されている。
特に第2図に示すように、回転スピナー20は、上蓋14に設けられ、上部ピボ ットビン29を中心として回転する。この上部ピボットビン29の上端は上蓋1 4内に圧入され、一方、下端はシリンダ端部32の円筒軸受面内に載置されてい る。このシリンダ端部32は回転スピナー20の主要部を構成する。又、上部ピ ボットビン29の下端は、軸受面3o近傍の小室内に突入しているので、シリン ダ端部32に影響を及ぼさない構成となっている。
薄板で形成され、以下に詳述する形状をもつ本発明に係る強磁性駆動要素34は 、シリンダ端191132の中心軸」−ニ、例えば、超丘波衝q (ultra sonic striking)によって取り付けられている。この要素34は 、スピナー20を間接的に駆動する。そして、ハウジング12の外部に設けられ た駆動モータ35が、非磁性の上Hx4を一部囲繞している環状の駆動部材36 を駆動する。駆動部材36は、サマリウムコバルトから成り且つその内周面に等 間隔で設けられた四個の永久磁石38を有する。これらの磁石38は、上蓋14 の内部に永久磁場をもたらすと共に、前記強磁性ロータ駆動要素34に作用して 磁場を誘起する。而して、環状の駆動部材36が回転すると、ハウジング内部に 位置する強磁性駆動要素34とハウジング外部に位こする永久磁石38とが磁気 的に連結され、スピナー20が外部駆動装置に対してロックされると共に滑りを 引き起こすことなくスピナーが回転される0本実施例では、回転速度を毎分約3 600回転に設定しであるが、より高速としてもよい。
第3図につき説明する0回転スピナー20の下端部に於て、スピナーの中心軸に 沿って形成された開孔26はハウジング底部16の中心軸と同心的に該底部16 上に載置された円筒状下部ピボットビン42の中央孔40に連通ずる。ピボット ピン42の上端面である軸受面45上には0リングシール44が設けられている 。又、ピボットピン42は、最も小径の円錐状テーパ部をその上端面45近傍に 有する。このテーパ部は、ビン42とロータ20の相対揺動によって軸受面45 の縁部がロータの内面に耐泡されるのを防止する。ロータ20の下端に形成され た内1部46は、前記Oリングシール44に当接している、ここで、0リングシ ール44は、デュポン社の「ヴイトン」材で形成されることが好ましい、このヴ イトン材は、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロポリプロピレンの共屯合体をノ 、(剤とする−又はそれ以上のフルオロエラストマー系から成り、特に、医療関 係の機器に用いられる。又、0リングシールの表面には摩耗を減じるためにシリ コン減摩剤が布設されている0以上から明らかなように、ロータ20及び0リン グシール44は、ピボットピン42の軸受面45上に載tされ且つ、ロータは、 その回転の中心軸が」二部及び下部ピボットピンに夫々支持されている。
本発明に係る下部ピボットピン42は、以下に詳述するある重要な特性を付グー する適切な有機重合体で成形されている。そして、」二部ピボットビン29も、 下部ピボットピン42と同様の重合体で成形された円筒状のプラスチック製ピボ ットビンであることが好ましい。
再び第1図を参照して、作用を説明する0回転スピナー20が、例えば、毎分3 600回の速度で回転すると、全血が、導入口47を介してスピナー20とハウ ジング12外壁間の空隙内に導入される。そして、プラズマは、円筒状の膜28 を介して濾過され、スピナー内部に魔人すると共に、プラズマ流路27及び中央 孔4oを介して装置底部の排出口48から排出される。一方、全血からプラズマ が濾過されて取り除かれた残りのIm液細胞群は、装置底部の排出口48から排 出される。
以上述べた一般的な型の血漿搬出装置は、共に係属中であるショーエンド−ファ ー特許出願に記載され且つクレームされている。従って、プラスチック製ロータ 及び0リングシールに関連して用いられた本発明に係る強磁性ロータ駆動要素と 、成形ピボットピン軸受の構造を省く血漿搬出装この構造で、以上及び前記特許 出願に記載されている構造は、本発明を構成しない。
強磁性ロータ駆動要素34と永久磁石38との磁気的連結により、二つの機部が 得られる。第一の機1歳は、十分なトルクを生ぜしめてロータを適切な回転速度 1例えば、毎分3600回の回転速度で回転させ、全血を強力な渦巻作用のもと にプラズマと血液細胞群に分離することである。第二の41!俺は、0リング側 、即ち下方に作用するモ分なシール力をロータ上に生ぜしめて、下部ピボットピ ンの中央孔40を通流するプラズマに赤血球が漏入しないように0リング44と ロータ20をピボットピン42に対して押圧することである。又、ロータに作用 する下方の力には二つの成分がある。第一の成分は、ロータの重量であり、第二 の成分は、ロータの強磁性ロータ駆動装fi34と外部磁気駆動機構36の外部 永久磁石38との相互作用により発生する下方の力である0本発明に係る血漿搬 出装置の好適実施例に於て、これら二つの力は、合わせて370乃至450グラ ムである0強磁性ロータ駆動要素34は、安価な薄板を簡単な打抜き或は押抜き 加工でもって適当な形状に形成したものであっても1j11記回転速度でロータ を回転するに必要なトルクを発生する。
次に、第4図に示すロータ駆動要素34は打抜きによる星形の薄板52であって 、この星形薄板52は四本のアーム53を有し、各アーム先端にはす1頭部55 が又、隣接するアーム間の側部には四部57が夫々形成されている。斯かる形状 とすることにより、アーム53の端部には磁極が構成され、又、中心部に形成さ れた開口59の周囲には十分な環状部が確保される。そして、十分な大きさの周 方向及び下方の力が、外部磁気駆動機構によって加えられる。
第4図に示す星形のロータ駆動要素34は、例えば、8番ゲージの熱間圧延薄板 (0,164±0.008”)を用いて製造される。金属片は、所要寸法に剪断 された後、熱間圧延工程で表面上に生じた黒皮を取り除くためベルト研磨機にか けられ、次いで、高速タレット成形機で変形の星形52に打抜かれる。斯かる打 抜き工程後、面取りを行うために、この金属片52には振動を利用したデバリン グが施されると共に、錆止め用に薄いニー7ケルでもって電気メッキがなされる 。要素52の肉厚は、約0.156乃至0.175インチである。」二記方法で 製造された星形のロータ駆動要素52の製造費は、従来の永久磁石式ロータ駆動 装置に比べてl/10以下である。従来から用いられている永久磁石を備えるロ ータに伝達されるトルクを制限する要素は、外部駆動機構の駆動モータに付設さ れた過負荷防Iに回路(power overload circuitry) である、そして、ロータの回転に対する抵抗を増大せしめると、駆動モータに流 れる電流が回路遮断器を作動せしめるに十分な電流値となる。この操作は、外部 駆動装置のサマリウムコパルhm石の永久磁場とロータの永久磁石との間に滑り が発生する以前になされる。現在使用されている血漿搬出装置を試験した結果、 下方のシール力は370乃至450グラム必要なことが判明している。シール力 がこの範囲より小さいと、赤血球がプラズマ内に漏入し、他方、大きいと摩耗に よりシールが早期に破損する。
:jS5図は、略々正方形の形状をした要素62である強磁性部材34を示すも ので、この要素62は、下方のシール力を強勢する斜行部64を各先端に有する 。トルクは、要素62の半径方向の寸法が前記実施例の要素52よりも一様であ るため小さいが、小さなトルクで大きい下方の力が必要な場合にはこの形状の方 が有用である。
シールに加わる力を小さくする場合は、要素34を駆動磁石の軸方向中心から下 方に変位する。トルクを犠牲にして、より大きい下方の力が必要な場合には、一 点鎖線で示すように、より大きい先端を有する要素64′を使用する。
又、第5図に一点鎖線で示す別態様の要素66は、平面視星形であるが、アーム が比較的幅狭で各アーム間が大きく離間している。この形状でもって耐大トルク 並びに、小さいが容認範囲内の大きさである下方の力が得られる。
第6図は、外部駆動機構36の永久磁石38に対する強磁性駆動要素34の相対 的な垂直方向の変位に従って変わるシール力とトルクの関係を示すグラフである 。同グラフに示すトルク値は、サマリウムコバルト磁石38と強磁性駆動要素3 4間の同期的連結を遮断するために必要な電流値である。ここで、この値は標準 単位によるものではなく、血液分離に必要な電流と比較した場合の相対示度であ る。一方、シール力は直接ダラムで表されている。又、特殊な器具を用いて、ロ ータ20のピボットビン42及びシール44からの正確な浮動分でもってシール 力が測定される。
第6図に於て、強磁性駆動要素34が同図に点Aで示すように、外部磁気駆動シ ステムによって発生された磁場の中心に位置する時、点Bで示すように、シール 力は零で、トルク値は最大となる。この強磁性駆動要素34を外部磁気駆動シス テムによって発生された磁場の中心から下方(即ち、第6図で点Aの右l1ll l)に移動すると発1 生されるシール力は負となり、磁場と強磁性駆動要素3 4の相互作用でロータは上方に移動せしめられる。一方、強磁性駆動要素34を 磁場の中心点Aから上方に移動すると発生されるシール力は正となり、磁場と強 磁性駆動要素34の相互作用でロータは下方に移動せしめら5 れる、従って、 適切な動作を行うためには、強磁性駆動要素34の位置を、外部永久磁石38に よって発生される磁場の中心から上方に設定する。
同第6図に示すように、ロータ駆動要素34を中心点からいずれの方向に並行移 動しても、ロータが受けるトルクは減少する。本発明の目的は、第4図及び第5 図に示す態様のロータ駆動要素、特に、第4図に示す星形要素52を所望の形状 に設定し且つ磁場の中心点Aから上方に適8な距離離間して位置決めすることに より、ロータを回転WIA動するために必要な最大トルクを得て血液を分離し且 つ、十分なシール力、好ましくは370〜450グラムのシール力を得て赤血球 が0リングシールを通過して下部ピボットビン42の中央孔40内を流れる全血 から分離されたプラズマ内に混入することを防止することにある。ロータ駆動要 素の形状の設定に際しては、製造費の面から、使用材料ができるだけ少なく且つ 製造が筒中なものとなるよう考慮する。第4図に示すロータ駆動要素52でもっ て、第6図に於て点C及び点りで示される370及び450グラムのシール力、 並びに点E及び点Fで示される最大のトルクを得るためには、該ロータ駆動要素 52を点G及び点Hで示すように磁場の中心Aから上方に0.150及び0.2 0インチ垂直方向に変位して位こづける。
第3図に参照符号42で示すプラスチックビポ”/ トピンは、低庁擦係数で且 つ、減摩性並びに耐摩耗性を有する硬質のプラスチックで成形されているので、 プラスチックビンに対して回転するロータが、ビン玉にホットスポットを発生さ せたり、或はビンを剥離したりすることがない、更に、殺菌効果だけでなく、ピ ボットピンの減摩性を損失することなく該プラスチックビンを改質するために、 装訛全体が、γ線、例えば、コバルト60源によって暴露されている。又、この 種の装こは、血液の輸血適合性及び供血者の安全性に関する連邦食品医薬、71 局(FDA)の毒性要件に従う必要がある。基剤である重合体に、例えば、ポリ テトラフルオロエチレン、シリコン、グラスファイバー、カーボンファイバー等 を添加する等、固有の減摩性を有する耐摩耗用材料としての重合体の開発に於て 1重合体の技術分野で重要な研究が成功している。
上記の特性を愉え、生体臨床医学の分野で使用される機器に適用できるピボット ピンは、適切な重合体材料、好ましくは、ナイロン6/6をノ^剤するRL47 30、或は、ポリアミドを基剤としてPTFE及びシリコンオイルを添加して改 質した重合体を射出成形することによって?’)られる、これらの射出成形によ るポリアミドを基剤とする、例えば、第3図に参照符号42で示されているピボ ットビン型軸受は、血漿搬出装置に於て前記強磁性ロータ駆動要素と共に用いた 際、最も摩耗しないことが分かっている。射出成形回走な他の重合体も、1■1 記の放射線を照射すれば、適切な結果が得られる。これらの重合体には、ポリエ ーテルイミド及びナイロン6oがある。斯かる射出成形によるプラスチックピボ ットビン型軸受は、当該技術分野で従来から用いられてきたステンレススチール 製のピボットビン型軸受に比して実質的に安価である。
以上より明らかなように、本発明は、従来の永久磁石を用いたロータ駆動装こに 替えて、新規且つ安価な強磁性ロータ駆動要素を提供するものであり、流体を鑓 過等により分離する生体臨床医学の分野、例えば、シール部材によって密閉され た状態で血漿搬出を行い且つその装置を使い捨てる場合に、特に利点がある。又 、本願に係る強磁性ロータ駆動要素を、例えば、力の加わった状態で上方な時間 分a器を作動してプラズマ等の物質を所要賃回収し、しかる後その装置を使い捨 てとする目的で使用する場合には、0リングシール及びプラスチック成形のピボ ットビン型軸受と組合せると特に効果的であり、且つ安価な装はを提供すること ができる。
本発明の種々の変更は、当業者であれば本発明の概念から逸脱することなく容易 に成しえるものである。従って、本発明は、クレームの範囲以外によっては限定 されない。
国際調査報告

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ピボットピン上に設けられて回転するロータと、前記ロータと前記ピボット ビン間に介設されたシール部材と、外部磁気駆動機構と、前記ロータに設けられ 前記磁気駆動機構により誘起された磁場に応じて前記ロータを回転する駆動要素 とを備え、前記駆動要素は常磁性材料から成り、前記ロータを駆動するに十分な トルクを前記駆動要素が受け且つ、十分なシール力が前記磁場によって前記ロー タに加えられることにより前記回転ロータと前記シール部材間がシールされるよ うに前記駆動要素の形状及び前記磁場に対する相対的な位置が設定されることを 特徴とする、密閉状態で流体を処理する使い捨て式の生体臨床医学用システム。
  2. 2.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、該ロータに下方の力を加えるため に、前記磁場の中心から上方に位置決めされていることを特徴とする請求の範囲 第2項に記載のシステム。
  3. 3.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、薄板から成ることを特徴とする請 求の範囲第2項に記載のシステム。
  4. 4.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、薄板を打抜いて形成したことを特 徴とする請求の範囲第3項に記載のシステム。
  5. 5.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、正方形であることを特徴とする請 求の範囲第3項に記載のシステム。
  6. 6.前記正方形の各隅角部は面取りされていることを特徴とする請求の範囲第5 項に記載のシステム。
  7. 7.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、同じ長さの四本のアームを備える 十字形であることを特徴とする請求の範囲第3項に記載のシステム。
  8. 8.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、星形で四つの隅部を有し、星形の 四辺は湾曲した凹部の外形をなすことを特徴とする請求の範囲第3項に記載のシ ステム。
  9. 9.低摩擦係数で且つ減摩性を有する硬質プラスチック材料でもって成形される と共に分解したり又は減摩性を損なうことなく殺菌するためにγ線に暴露された ピボットピン上に設けられて中心軸を中心に回転するプラスチック製のロータと 、 前記ロータと前記ピボットピン間に介設されたシール部材と、 前記中心軸を中心に回転する磁場を生ぜしめる外部磁気駆動機構と、 前記ロータに設けられると共に前記駆動機構によって生ぜしめられた磁場に応じ て前記ロータを回転させる駆動要素とを備え、 前記駆動要素は常磁性材料から成り、前記駆動要素が前記ロータを駆動するに十 分なトルクを受け且つ、十分なシール力が前記磁場により前記駆動要素を介して 前記ロータに加えられることにより前記回転ロータと前記シール部材間がシール されるように前記駆動要素の形状及び前記磁場に対する相対的な位置が設定され ることを特徴とする、密閉状態で流体を処理する使い捨て式の生体臨床医学用シ ステム。
  10. 10.前記シール部材はシリコン減摩材で被覆され、前記ピボットピンは略々円 管状で流体が流過するように中空に形成され、前記磁気駆動機構は前記磁場を生 ぜしめる複数個の永久磁石を有することを特徴とする請求の範囲第9項に記載の システム。
  11. 11.前記ピボットピンは、前記シール部材近傍の頂部にテーパ部を有すること を特徴とする請求の範囲第10項に記載のシステム。
  12. 12.前記ピボットビンは、ポリアミドを基剤とした樹脂を射出成形によって形 成したことを特徴とする請求の範囲第11項に記載のシステム。
  13. 13.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、星形の薄板から成り、前記磁場 の中心より上方に位置決めされていることを特徴とする請求の範囲第12項に記 載のシステム。
  14. 14.前記システムは全血からプラズマを濾過する血漿搬出システムであって、 前記ロータは濾過膜が囲設されたスピナーから成り、プラズマは濾過膜を介して 全血から分離されてスピナーの中心部に流入すると共に前記ピボットピンの中空 部を流下することを特徴とする請求の範囲第13項に記載のシステム。
  15. 15.濾過膜が囲設されたスピナーと、プラズマは前記濾過膜を介して全血から 分離されると共に該スピナーの中心部に流入し且つ下方に流れることと、 前記回転スピナーを支持すると共に前記スピナーの前記中心部に流入したプラズ マが流過する中央孔を有する略々円筒状の下部ピボットピンと、該ピボットピン は低摩擦係数で且つ減摩性を有すると共に分解したり又は減摩性を損なうことな く殺菌するためにγ線暴露が可能な硬質プラスチックを射出成形することによっ て形成されていることと、シリコン減摩剤で被覆されると共に前記スピナーと前 記ピボットピン間に介設されたOリングシールと、前記スピナー、前記Oリング シール及び前記ピボットピンを収設するハウジングと、 回転磁場を生ぜしめる外部永久磁石回転駆動機構と、前記スピナーに設けられる ともに前記駆動機構の永久磁石によって発生された前記磁場に応じて前記スピナ ーを回転せしめる駆動要素とを備え、前記駆動要素は常磁性材料から成り、前記 スピナーを回転させるに十分なトルクを該駆動要素に生ぜしめると共に、前記ス ピナーの重量を加えた下方に働く十分な力を該スピナーに伝達することにより前 記シールを十分に押圧して該スピナーが前記下部ピボットピンに対して回転した 時、流体が漏洩しないように前記駆動要素の形状及び前記磁場に対する相対的な 位置が設定されていることを特徴とする、密閉状態で流体を処理する使い捨て式 の膜式濾過システム。
  16. 16.前記下方に働く力は、合わせて370乃至450グラムであることを特徴 とする請求の範囲第15項に記載のシステム。
  17. 17.前記ピボットピンは、ボリアミドを基剤とする樹脂を射出成形することに より形成される共に、前記シールの頂部近傍にテーパ部を有することを特徴とす る請求の範囲第15項に記載のシステム。
  18. 18.前記スピナーに設けられた前記駆動要素は、薄板から成ることを特徴とす る請求の範囲第17項に記載のシステム。
  19. 19.前記ロータに設けられた前記駆動要素は、星形で四つの隅部を有し、この 星形の四辺は湾曲した凹部の外形をなすことを特徴とする請求の範囲第18項に 記載のシステム。
  20. 20.前記星形の駆動要素は、前記スピナーの中心軸を中心として回転すると共 に、該スピナーに対して下方の力を加えるために前記磁場の中心より上方に位置 決めされていることを特徴とする請求の範囲第19項に記載のシステム。
  21. 21.前記ハウジングはその上部に上蓋を有し、この上蓋内には上部ピボットピ ンが圧入され、該上部ピボットピンは前記下部ピボットピンと同一の成形材料で ある硬質のプラスチックの射出成形によって形成されると共に前記スピナーの上 端に形成された軸受面に支持され、前記下部ピボットピンは前記ハウジングの基 部に固定的に載置され、前記スピナーはその回転の中心が前記上部及び下部ピボ ットピンにより支持されていることを特徴とする請求の範囲第15項に記載のシ ステム。
  22. 22.前記スピナーはプラスチック製のスピナーであって、前記上部及び下部ピ ボットビンは夫々ポリアミドを基剤とする樹脂を射出成形することによって形成 され、前記スピナーに設けられた前記駆動要素は薄板から成る星形で、四つの隅 部を有すると共にその四辺は湾曲した凹部の外形をなすことを特徴とする請求の 範囲第21項に記載のシステム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006520640A (ja) * 2003-03-10 2006-09-14 スクーンドルファー ドン 渦強化濾過装置

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4790942A (en) * 1983-12-20 1988-12-13 Membrex Incorporated Filtration method and apparatus
US4911847A (en) * 1983-12-20 1990-03-27 Membrex, Inc. Process for controlling the permeate composition in a rotary filtration device
US4876013A (en) * 1983-12-20 1989-10-24 Membrex Incorporated Small volume rotary filter
US4867878A (en) * 1988-06-09 1989-09-19 Membrex, Inc. Liquid bearing for rotary apparatus
JP2953753B2 (ja) * 1990-06-28 1999-09-27 テルモ株式会社 血漿採取装置
US5387339A (en) * 1993-12-17 1995-02-07 Coors Brewing Company High efficiency liquid filtration system and method for using the same
US5870805A (en) 1997-01-06 1999-02-16 Baxter International Inc. Disposable tubing set and organizer frame for holding flexible tubing
US6251295B1 (en) 1998-01-08 2001-06-26 Nexell Therapeutics Inc. Method for recirculation washing of blood cells
AU2002253801A1 (en) * 2000-11-02 2002-08-19 Gambro, Inc. Fluid separation devices, systems and methods
US6863821B2 (en) * 2002-02-02 2005-03-08 Baxter International Inc. Shear-enhanced systems and methods for removing waste materials and liquid from the blood
JP4377813B2 (ja) * 2002-05-30 2009-12-02 ケイケイジェイ インコーポレイテッド 渦強化濾過装置及び方法
US7374677B2 (en) * 2004-08-20 2008-05-20 Kkj, Inc. Two stage hemofiltration that generates replacement fluid
AU2004322685B2 (en) 2004-08-20 2009-04-23 Kkj, Inc. Two stage hemofiltration that generates replacement fluid
US8961789B2 (en) * 2008-10-31 2015-02-24 Baxter International Inc. Systems and methods for performing hemodialysis
WO2011091281A2 (en) * 2010-01-21 2011-07-28 Kkj, Inc. Vortex-enhanced filtration devices
US8556794B2 (en) 2010-11-19 2013-10-15 Kensey Nash Corporation Centrifuge
US8394006B2 (en) 2010-11-19 2013-03-12 Kensey Nash Corporation Centrifuge
US8469871B2 (en) 2010-11-19 2013-06-25 Kensey Nash Corporation Centrifuge
US8317672B2 (en) 2010-11-19 2012-11-27 Kensey Nash Corporation Centrifuge method and apparatus
US8870733B2 (en) 2010-11-19 2014-10-28 Kensey Nash Corporation Centrifuge
US8469916B2 (en) 2011-02-28 2013-06-25 Fenwal, Inc. Systems and methods for single needle continuous plasma processing
US10130751B2 (en) 2011-03-11 2018-11-20 Fenwal, Inc. Membrane separation and washing devices, systems and methods employing same, and data management systems and methods
BR112013022656B1 (pt) 2011-03-11 2021-06-22 Fenwal, Inc Sistema de coleta de sangue automático de passagem única
AU2012258258B2 (en) 2011-05-16 2015-05-14 Heraeus Kulzer Nordic Ab Dental superstructure attaching system and methods for attaching a dental superstructure to a dental implant
EP2826503B1 (en) * 2012-03-13 2017-05-03 Terumo Kabushiki Kaisha Blood components separation device, and centrifugal separator
EP2835140B1 (en) 2012-03-27 2017-11-08 Terumo Kabushiki Kaisha Blood component separation device
EP2892586B1 (en) 2012-09-10 2020-05-06 Fenwal, Inc. Membrane separation devices, systems and methods employing same, and data management systems and methods
ES2754326T3 (es) 2014-01-31 2020-04-17 Dsm Ip Assets Bv Centrifugadora de tejido adiposo y procedimiento de uso
US10376620B2 (en) 2015-04-02 2019-08-13 Fenwal, Inc. Systems and methods for leukoreducing a red blood cell-containing fluid and concentrated red blood cells
CN113134122B (zh) 2015-09-14 2022-05-10 汾沃有限公司 存储、处理和/或加工血液和血液成分的设备、系统和方法
CN114870436A (zh) * 2022-06-21 2022-08-09 浙江保尔曼生物科技有限公司 富血小板血浆制备装置及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59155758A (ja) * 1982-12-13 1984-09-04 ウイリアム・エフ・マツクロ−リン 血液の分別装置および分別法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2670849A (en) * 1952-05-01 1954-03-02 Russell P Dunmire Apparatus for filtering materials
GB747682A (en) * 1953-07-22 1956-04-11 Muirhead & Co Ltd Improvements in or relating to magnetic clutches or brakes
BE557363A (ja) * 1956-06-16
FR1308550A (fr) * 1961-12-29 1962-11-03 Varian Associates Dispositif de transmission étanche au vide
DE1788117A1 (de) * 1965-11-19 1972-02-24 Beteiligungs Ag Haustechnik Magnetische Maschine
US3448858A (en) * 1968-07-25 1969-06-10 Ingersoll Rand Canada Centrifugal filtering apparatus
DD126140A1 (ja) * 1975-12-06 1977-06-22

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59155758A (ja) * 1982-12-13 1984-09-04 ウイリアム・エフ・マツクロ−リン 血液の分別装置および分別法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006520640A (ja) * 2003-03-10 2006-09-14 スクーンドルファー ドン 渦強化濾過装置

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Publication number Publication date
JPH0741070B2 (ja) 1995-05-10
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EP0221107A4 (en) 1987-10-01
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