KR101515698B1 - Prp 원심분리기 및 prp 원심분리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혈액을 원심분리하여 혈액 중에 포함된 PRP를 얻을 수 있도록 구성된 PRP 원심분리기 및 PRP 원심분리 방법에 관한 것이다. 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 혈액에서 PRP 등을 분리하기 위한 PRP 원심분리기는, 주 용기와 보조 용기가 거치될 수 있도록 용기 거치부가 구비된 회전본체; 상기 회전본체와 동력 연결되어 상기 회전본체를 회전시키기 위한 모터; 상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동되는 구동부; 상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 슬립링; 상기 모터 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.
이러한 구성에 따르면, 원심분리기는 분리되는 혈액이 수용될 용기를 연결하는 유로를 개폐하도록 구동되는 구동부를 포함함으로써, 혈액으로부터 PRP 등을 분리하는 과정이 자동으로 이루어져 외부 공기와의 접촉 위험이 없고 구성이 간단하여 장치 비용이 저렴한 PRP 원심분리기 및 PRP 원심분리 방법을 제공할 수 있다.

Description

PRP 원심분리기 및 PRP 원심분리 방법 {Apparatus for separating centrifugally platelet rich plasma and method for separating centrifugally the same}

본 발명은 혈액을 원심분리하여 혈액 중에 포함된 PRP 등을 얻을 수 있도록 구성된 PRP 원심분리기 및 PRP 원심분리 방법에 관한 것이다.

최근, 피부미용 내지는 피부치료의 방법으로 PRP 시술(자가혈 피부재생술)이 각광을 받고 있다.

PRP(Platelet Rich Plasma, 혈소판 풍부 혈장) 시술이란, 혈소판 내에 풍부하게 있는 성장인자와 이 성장인자를 통한 줄기세포의 분화를 이용한 치료법을 말한다. 이러한 치료법은 혈액에서 채취한 혈소판을 피부에 주입하여 성장인자들로 하여금 줄기세포를 활성화시키고, 활성화된 줄기세포가 그 조직에 맞게 분화하여 피부의 성분이 되는 콜라겐과 탄력섬유 등을 새로 만들 수 있도록 하는 원리를 이용한 치료방법이다.

현재, PRP 시술은 기존의 레이저 시술로 처리할 수 없었던 부분을 보안해주고, 레이저와 병행 치료시 이상적인 조합을 만들 수 있는 시술방법으로 인정받고 있다.

상술한 바와 같이, PRP 시술은 인체로부터 채혈을 한 다음 혈액으로부터 PRP 등을 만들어서 피부의 진피층에 이러한 PRP 등을 주입하는 시술을 말한다.

이처럼 PRP 시술에서는 기본적으로 고농축의 PRP가 마련되어야 한다. 이러한 고농축의 PRP를 얻기 위하여 통상, 채혈한 혈액을 용기에 주입한 후 원심분리기를 이용하여 무게별로 분리되도록 하고, 층별로 나누어진 혈액에서 혈소판이 포함된 혈장을 추출하는 장치들이 사용되고 있다.

그러나, 종래의 이러한 장치들은 원심분리기를 통해 분리된 혈소판을 용이하게 추출하는데 곤란하게 이루어져 있을 뿐 아니라, 사람이 수작업으로 적혈구를 우선 분리하는 과정에서 공기와의 접촉이 이루어져 감염의 위험이 큰 문제점을 야기하고 있다.

그리고, 공기와의 접촉이 이루어지고 않고 자동으로 PRP를 분리하는 원심분리기의 경우에도 분리과정이 복잡하고 장치의 비용이 고가여서 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 특허 출원 제10-2010-0000391호

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 혈액으로부터 PRP 등을 분리하는 과정이 자동으로 이루어져 외부 공기와의 접촉 위험이 없고 구성이 간단하여 장치 비용이 저렴한 PRP 원심분리기 및 PRP 원심분리 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 혈액에서 PRP 등을 분리하기 위한 PRP 원심분리기는, 주 용기와 보조 용기가 거치될 수 있도록 용기 거치부가 구비된 회전본체; 상기 회전본체와 동력 연결되어 상기 회전본체를 회전시키기 위한 모터; 상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동되는 구동부; 상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 슬립링; 상기 모터 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.

또한, 상기 주 용기와 상기 보조 용기를 연결하는 연결 유로의 일측에 설치된 발광부와, 상기 연결 유로의 타측에 설치된 수광부를 포함하는 광센서; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 광센서의 검출신호에 따라 상기 구동부를 제어한다.

또한, 상기 광센서는 상기 회전본체와 함께 회전하는 회전부와, 상기 회전부로부터 이격되어 회전하지 않는 고정부로 이루어진다.

또한, 상기 구동부는, 상기 슬립링으로부터 전원을 공급받는 서보모터; 상기 서보모터와 동력 연결되고, 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하기 위한 유로 조절부와 동력 연결되는 동력 연결부를 구비한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 혈액에서 PRP 등을 분리하기 위한 PRP 원심분리 방법은, 혈액이 수용된 주 용기와, 상기 주 용기와 연결된 보조 용기를 원심분리기에 장착하는 단계; 상기 주 용기와 상기 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 폐쇄된 상태에서 제1 회전속도로 원심분리하여 상기 혈액을 적혈구층 및 혈장층으로 분리하는 단계; 상기 연결 유로가 개방된 상태에서 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 상기 원심분리기를 회전시켜 상기 주 용기의 상기 적혈구층이 상기 보조 용기로 유동하게 하는 단계; 광센서에 의해 상기 연결 유로를 지나는 상기 적혈구층과 상기 혈장층의 경계점을 검출하는 단계; 상기 광센서가 상기 적혈구층과 상기 혈장층의 경계점을 검출하면 상기 연결 유로를 폐쇄하는 단계; 를 포함한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 혈액에서 PRP 등을 원심분리하기 위한 PRP 원심분리 방법은, 혈액이 수용된 주 용기와, 상기 주 용기와 각각 연결된 제1 보조 용기 및 제2 보조 용기를 원심분리기에 장착하는 단계; 상기 주 용기, 상기 제1 및 제2 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 폐쇄된 상태에서 제1 회전속도로 원심분리하여 상기 혈액을 적혈구층, PRP층 및 PPP층으로 분리하는 단계; 상기 연결 유로 중 상기 주 용기와 상기 제1 보조 용기를 연결하는 유로 부분이 개방된 상태에서 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 상기 원심분리기를 회전시켜 상기 주 용기의 상기 적혈구층이 상기 보조 용기로 유동하게 하는 단계; 광센서에 의해 상기 연결 유로를 지나는 상기 적혈구층과 상기 PRP층의 경계점을 검출하는 단계; 상기 광센서가 상기 적혈구층과 상기 PRP층의 경계점을 검출하면, 상기 연결 유로 중 상기 주용기와 상기 제1 보조 용기를 연결하는 유로 부분을 폐쇄하고 상기 주용기와 상기 제2 보조 용기를 연결하는 유로 부분을 개방하는 단계; 소정 시간 동안 상기 원심분리기를 회전시킨 후 상기 주용기와 상기 제2 보조 용기를 연결하는 유로 부분을 폐쇄하는 단계; 를 포함한다.

또한, 상기 주 용기 내에는 원심력에 의해 상기 혈액을 가압할 수 있도록 중량체가 배치된다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의하면, 원심분리된 2 이상의 성분을 각각의 용기에 자동으로 수용하여 분리하기 위한 원심분리기는, 주 용기와 보조 용기가 거치될 수 있도록 용기 거치부가 구비된 회전본체; 상기 회전본체와 동력 연결되어 상기 회전본체를 회전시키기 위한 모터; 상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동되는 구동부; 상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 슬립링; 상기 모터 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.

또한, 상기 주 용기와 보조 용기를 연결하는 연결 유로의 일측에 설치된 발광부와, 타측에 설치된 수광부를 포함하는 광센서; 를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 광센서의 검출신호에 따라 상기 구동부를 제어한다.

본 발명에 따르면, 원심분리기는 분리되는 혈액이 수용될 용기를 연결하는 유로를 개폐하도록 구동되는 구동부를 포함함으로써, 혈액으로부터 PRP 등을 분리하는 과정이 자동으로 이루어져 외부 공기와의 접촉 위험이 없고 구성이 간단하여 장치 비용이 저렴한 PRP 원심분리기 및 PRP 원심분리 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원심분리기를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 원심분리기에 용기 세트가 장착된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 혈액이 원심분리된 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 1의 원심분리기의 구성요소를 상세히 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 1의 원심분리기의 구성요소를 상세히 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 1의 원심분리기에 용기 세트가 장착된 상태를 상세히 도시하는 도면이다.
도 7은 도 6에서 연결 유로를 개폐하기 위한 구성요소를 도시하는 도면이다.
도 8은 주 용기와 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 폐쇄된 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 주 용기와 제1 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 개방된 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 주 용기와 제2 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 개방된 상태를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PRP 원심분리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PRP 원심분리 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원심분리기를 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1의 원심분리기에 용기 세트가 장착된 상태를 도시하는 도면이다. 도 3은 혈액이 원심분리된 상태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 PRP 원심분리기(또는 원심분리기)(100)는 혈액을 원심분리하여 외부 공기와의 접촉없이 자동으로 PRP 등을 얻을 수 있도록 구성된다. 일반적으로, 혈액을 원심분리하면, 무게에 따라 적혈구층, PRP층(Platelet Rich Plasma, 혈소판 풍부 혈장), PPP층(Platelet Poor Plasma, 혈소판이 거의 없는 혈장)로 분리된다. 분리된 상태에서 적혈구는 적색, PRP는 백색, PPP는 연한 황색을 띄게 된다.

최근에는 피부미용 또는 피부치료의 방법으로 PRP층 시술이 각광을 받고 있다. PRP 시술은 인체로부터 채혈을 한 다음 혈액으로부터 적혈구를 분리하고 PRP층을 피부에 주입하는 시술을 말한다. PRP 시술을 할 때, 정확하게 PRP층만을 분리하기는 쉽지 않으므로, 필요에 따라 PRP층과 PPP층을 혼합하여 시술하기도 한다.

사람이 수작업으로 혈액에서 PRP층만을 분리하기 위해서는 숙련된 기능이 요구되며, 혈액에서 적혈구를 우선 분리하는 과정에서 공기와의 접촉이 이루어져 감염의 위험에 노출되는 문제점을 갖게 된다.

따라서, 본 발명의 원심분리기(100)는 이러한 종래의 문제점을 개선하여 원심분리한 혈액을 외부 공기와의 접촉 위험 없이 자동으로 적혈구와 혈장으로 분리하거나, 또는 적혈구층, PRP층 및 PPP층으로 분리할 수 있도록 구성된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 원심분리기(100)는 원심분리될 혈액이 놓여지게 되는 회전본체(120)를 포함한다. 회전본체(120)는 하우징(110) 내에 수용되어 보호될 수 있다. 회전본체(120)는 모터와 같은 구동수단과 연결되어 모터의 회전에 따라 함께 회전되어 회전본체(120) 위에 놓여지는 혈액을 원심력에 의해 원심분리하게 된다.

회전본체(120)는 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)가 거치될 수 있도록 용기 거치부(121, 122, 123)를 포함한다. 보조 용기(20, 30)는 제1 보조 용기(20)와 제2 보조 용기(30)로 이루어질 수 있다. 주 용기(10)는 용기 거치부(121)에, 제1 보조 용기(20)는 용기 거치부(122)에, 제2 보조 용기(30)는 용기 거치부(123)에 거치될 수 있다. 주 용기(10) 내에는 중량체(11)가 위치되어, 원심분리 시에 혈액을 가압하는 용도로 사용될 수 있다.

주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)는 연결 유로(40)에 의해 유체 연통 가능하도록 서로 연결된다. 연결 유로(40)는 연결유로 거치부(124)에 놓여질 수 있다.

혈액을 원심분리하기 위해서는 먼저 주 용기(10)에 채혈을 하게 된다. 다음에, 혈액이 수용된 주 용기(10)는 연결 유로(40)에 의해 보조 용기(20, 30)와 서로 연결된다. 이러한 상태에서 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)는 각각 용기 거치부(121, 122, 123)에 거치되어 원심분리기(100)에 의해 원심분리된다. 이때, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(40)는 폐쇄되어, 주 용기(10)로부터 혈액이 보조 용기(20, 30)로 유동할 수는 없다.

도 3을 참조하면, 원심분리기(100)에 의해 원심분리된 혈액은 주 용기(10) 내에 수용된 상태에서, 바깥쪽에서부터 안쪽으로 차례로 적혈구층(1), PRP층(2), PPP층(3)으로 분리된다. PRP층(2)과 PPP층(3)은 함께 혈장을 이룬다. 이 상태에서, 적혈구층(1)은 적색, PRP층(2)은 백색, PPP층(3)은 연한 황색을 띄게 되어 색상으로 명확히 구분된다.

본 발명의 원심분리기(100)는 광센서에 의해 검출된 광투과율의 차이에 따라 적혈구층(1)과 PRP층(2)을 분리한다. 적혈구층(1)과 PRP층(2)은 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(40)의 개폐 작동에 의해 분리될 수 있다. 분리된 적혈구층(1)은 제1 보조 용기(20) 내에 수용되고, PRP층(2)은 제2 보조 용기(30) 내에 수용될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 원심분리기(100)의 구체적인 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 도 1의 원심분리기의 구성요소를 상세히 도시하는 사시도이다. 도 5는 도 1의 원심분리기의 구성요소를 상세히 도시하는 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 원심분리기(100)는 회전본체(120), 모터(130), 구동부(140), 슬립링(150), 광센서(160), 제어부(170)를 포함한다.

모터(130)는 회전본체(120)와 동력 연결되어 회전본체(120)를 회전시킨다. 모터(130)는 구동축(131)을 포함하고, 구동축(131)은 결합수단에 의해 회전본체(120)와 연결될 수 있다.

구동부(140)는 회전본체(120)와 함께 회전하고 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30) 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동된다. 구동부(140)는 서보모터(141)와, 이러한 서보모터(141)와 동력 연결되고 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30) 사이의 유체 연통을 개폐하기 위한 유로 조절부(50)와 동력 연결되는 동력 연결부(142)를 포함할 수 있다. 서보모터(141)는 체결수단(126)에 의해 회전본체(120)에 부착될 수 있다.

구동부(140)는 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30) 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동될 수 있다면, 서보모터(141)와 동력 연결부(142)에 의한 구성 외에도 기어, 솔레노이드, 링크 기구 등 당업자가 용이하게 채택할 수 있는 다른 동력 전달 기구로 구성될 수 있다.

슬립링(150)은 회전본체(120)와 함께 회전되는 구동부(140)에 전선의 꼬임 없이 전원 또는 신호를 공급할 수 있도록 구성된다. 슬립링(150)은 모터(130)의 하단에 부착될 수 있다.

슬립링(150)은 서보모터(141)에 전원을 공급하기 위한 전력 라인(151)을 포함한다. 전력 라인(151)은 슬립링(150)으로부터 구동축(131)에 형성된 중공부(132)를 따라 연장되어, 구동축(131)의 상단에 형성된 개구(133)를 통해 구동축(131)을 빠져나와 회전본체(120)의 밑면을 따라 서보모터(141)에 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 슬립링(150)은 회전본체(120)와 함께 회전되는 서보모터(141)에 전선의 꼬임 없이 전원 또는 신호를 공급할 수 있게 된다.

광센서(160)는 발광부(161, 163), 수광부(162, 164), 센서본체(167)를 포함할 수 있다. 광센서(160)는 회전본체(120)와 함께 회전되는 회전부와, 상기 회전부로부터 이격되어 회전하지 않는 고정부로 이루어질 수 있다.

발광부(161)와 수광부(162)는 제1 지지부재(165)에 의해 회전본체(120)의 밑면에 지지될 수 있다. 발광부(161)와 수광부(162)는 회전본체(120)와 함께 회전하도록 구성되어 회전부가 된다.

발광부(161)는 회전본체(120)의 밑면을 통해 연장되어 그 단부는 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(40) 일측에 위치된다(도 6 참조). 수광부(162)는 회전본체(120)의 밑면을 통해 연장되어 그 단부는 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(40) 타측에 위치된다.

이러한 발광부(161)와 수광부(162)는 광투과율의 차이에 의해 연결 유로(40)를 지나는 적혈구층(1)과 PRP층(또는 혈장층)(2)(도 3 참조)의 경계점을 검출하게 된다.

발광부(163)와 수광부(164)는 발광부(161)와 수광부(162)로부터 일정한 거리만큼 이격되도록 위치되어, 제2 지지부재(166)에 의해 지지될 수 있다. 제2 지지부재(166)는 회전하지 않는 모터(130)에 부착되어 지지될 수 있다. 그에 따라, 발광부(163), 수광부(164), 센서본체(167)는 회전하지 않는 고정부가 된다.

이러한 구성에서, 회전하는 제1 지지부재(165)와 회전하지 않는 제2 지지부재(166)가 서로 대면하여 정렬될 때, 발광부(163)로부터 발광된 광은 발광부(161), 수광부(162) 및 수광부(164)를 순차적으로 지날 수 있게 된다. 회전하는 제1 지지부재(165)와 회전하지 않는 제2 지지부재(166)는 회전본체(120)가 1회전 할 때마다 한 번씩 정렬된다.

회전하는 제1 지지부재(165)와 회전하지 않는 제2 지지부재(166)가 비정렬 상태에서는 발광부(163)로부터 발광된 광은 발광부(161)로 전달될 수 없어서, 광센서(160)는 광투과도를 거의 0으로 인식하게 된다. 제1 지지부재(165)와 제2 지지부재(166)는 정렬 상태와 비정렬 상태를 반복하지만, 원심분리기(100)에서 회전본체(120)의 회전수는 수천 rpm까지 올라가므로, 제1 지지부재(165)와 제2 지지부재(166)는 항상 정렬 상태를 유지하고 있는 것으로 볼 수 있다.

제어부(170)는 모터(130), 구동부(140), 광센서(160) 등의 동작을 제어한다. 광센서(160)가 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출하면, 제어부(170)는 이러한 신호를 구동부(140)에 전달한다. 구동부(140)는 이러한 신호를 받으면 서보모터(141)의 동작에 의해 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30) 사이의 유체 연통을 개폐하도록 작동된다.

이하에서는, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)의 유체 연통을 개폐하는 작동에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 도 6은 도 1의 원심분리기에 용기 세트가 장착된 상태를 상세히 도시하는 도면이다. 도 7은 도 6에서 연결 유로를 개폐하기 위한 구성요소를 도시하는 도면이다. 도 8은 주 용기와 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 폐쇄된 상태를 도시하는 도면이다. 도 9는 주 용기와 제1 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 개방된 상태를 도시하는 도면이다. 도 10은 주 용기와 제2 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 개방된 상태를 도시하는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)로 이루어지는 용기세트는 용기 거치부(121, 122, 123)에 거치된다. 보조 용기(20, 30)는 제1 보조 용기(20)와 제2 보조 용기(30)로 구성될 수 있다. 주 용기(10)는 용기 거치부(121)에, 제1 보조 용기(20)는 용기 거치부(122)에, 제2 보조 용기(30)는 용기 거치부(123)에 거치될 수 있다. 주 용기(10), 제1 보조 용기(20) 및 제2 보조 용기(30)의 용량은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 용기세트는 3개 외에도 필요에 따라 2개 또는 4개 이상으로 구성될 수도 있다.

주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)는 연결 유로(40; 41, 42, 43, 44)에 의해 유체 연통 가능하도록 연결된다. 연결 유로(40)는 주 용기(10)와 연결되는 주용기 연결부(41), 제1 보조 용기(20)와 연결되는 제1 보조용기 연결부(42), 제2 보조 용기(30)와 연결되는 제2 보조용기 연결부(43)를 포함한다. 주용기 연결부(41), 제1 보조용기 연결부(42), 제2 보조용기 연결부(43)는 유로 연결부(44)에서 만나고 유로 연결부(44)에서 3방향으로 분지될 수 있다.

유로 연결부(44)에는 주용기 연결부(41), 제1 보조용기 연결부(42), 제2 보조용기 연결부(43) 사이의 유체 연통을 개폐할 수 있도록 유로 조절부(50)가 배치된다. 유로 조절부(50)는 원심분리기(100)의 서보모터(141)에 의해 구동되는 동력 연결부(142)와 동력 연결되어, 서보모터(141)의 회전에 의해 회전될 수 있다. 유로 조절부(50)의 회전 동작에 의해 주용기 연결부(41), 제1 보조용기 연결부(42), 제2 보조용기 연결부(43) 사이의 유체 연통이 개폐될 수 있다. 원심분리 시에, 주 용기(10)에 위치된 중량체(11)는 주 용기(10) 내의 혈액을 가압하여 각 성분들이 제1 보조 용기(20) 또는 제2 보조 용기(30)로 유동할 수 있도록 한다.

제1 보조용기 연결부(42)는 제1 보조 튜브(21)에 의해 제1 보조 용기(20)와 유체 연통되도록 연결될 수 있다. 제2 보조용기 연결부(43)는 제2 보조 튜브(31)에 의해 제2 보조 용기(30)와 유체 연통되도록 연결될 수 있다.

주 용기(10)와 연결되는 주용기 연결부(41)에는 광센서의 발광부(161)와 수광부(162)가 배치될 수 있다. 발광부(161)는 주용기 연결부(41)의 일측에 배치되고, 수광부(162)는 주용기 연결부(41)의 타측에 배치되어, 주용기 연결부(41)를 통해 지나는 혈액의 광투과율을 판단한다.

발광부(161)와 수광부(162) 사이에 아무런 장애물이 없을 때의 광투과율을 100이라 한다면, 주용기 연결부(41)를 통해 적혈구층(1)이 지나고 있을 때는 적혈구의 색상에 의해 광투과율이 예를 들어, 10이 된다(도 3 참조). 주용기 연결부(41)를 통해 PRP층(2)이 지나고 있을 때는 광투과율이 예를 들어, 50이 된다. 이와 같이, 연결 유로(40)의 주용기 연결부(41)의 양단에 위치된 광센서에 의해 광투과율을 판단하고, 광투과율의 변화를 감지하여 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출할 수 있다.

광센서가 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출하면 서보모터(141)를 작동시켜 유로 조절부(50)를 회전시킴으로써, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30) 사이의 유체 연통을 조절하게 된다.

도 8은 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(41, 42, 43)가 폐쇄된 상태를 도시하고 있다. 이 경우, 주용기 연결부(41)를 통해 유체를 가압하는 압력이 작용해도 유체는 주 용기(10)로부터 보조 용기(20, 30)로 유동할 수 없다. 이 상태를 제1 모드라 하기로 한다.

다음에, 도 9는 유로 조절부(50)가 시계방향으로 50°정도 회전하여 주 용기(10)와 제1 보조 용기(20)를 연결하는 연결 유로(40)가 개방된 상태를 도시하는 도면이다. 즉, 유로 조절부(50)의 회전에 의해 주용기 연결부(41)와 제1 보조용기 연결부(42)가 유체 연통되어, 주 용기(10) 내의 유체가 제1 보조 용기(20)로 유동할 수 있는 상태가 된다. 이때, 주용기 연결부(41)와 제2 보조용기 연결부(43)는 폐쇄되어, 주 용기(10) 내의 유체가 제2 보조 용기(30)로는 유동할 수 없다. 이 상태를 제2 모드라 하기로 한다.

제2 모드 상태에서, 주 용기(10) 내의 적혈구는 제1 보조 용기(20)로 유동할 수 있게 된다.

다음에, 도 10은 유로 조절부(50)가 반시계방향으로 50°정도 회전하여 주 용기(10)와 제2 보조 용기(30)를 연결하는 연결 유로(40)가 개방된 상태를 도시하는 도면이다. 즉, 유로 조절부(50)의 회전에 의해 주용기 연결부(41)와 제2 보조 용기(30)가 유체 연통되어, 주 용기(10) 내의 유체가 제2 보조 용기(30)로 유동할 수 있는 상태가 된다. 이때, 주용기 연결부(41)와 제1 보조용기 연결부(42)는 폐쇄되어, 주 용기(10) 내의 유체가 제1 보조 용기(20)로는 유동할 수 없다. 이 상태를 제3 모드라 하기로 한다.

제2 모드 상태에서 광센서가 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출하면 서보모터(141)를 작동시켜 유로 조절부(50)를 제2 모드에서 제3 모드로 회전시킴으로써, 주 용기(10) 내의 PRP층(2)이 제2 보조 용기(30)로 유동할 수 있다. PRP층(2)과 PPP층(3)은 광투과율이 현저하게 차이 나지 않으므로, 광센서에 의해 그 경계점을 검출하기는 용이하지 않다.

따라서, PRP층(2)만을 제2 보조 용기(30) 내에 수용하기 위해서는 유로 조절부(50)의 제2 모드 상태에서 소정 시간 경과 후, 예를 들어 20 내지 40초 경과 후 제3 모드에서 제1 모드로 전환시킨다. 그에 따라, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)의 연결 유로(40)는 모두 폐쇄되어 각각의 용기 간에 유체 이동이 발생하지 않게 된다.

이와 같이 유로 조절부(50)를 회전하여 연결 유로(40)를 변경시키는 방법으로, 주 용기(10) 내에서 원심분리되어 적혈구층(1), PRP층(2), PPP층(3)으로 분리된 혈액을 제1 보조 용기(20) 내에는 적혈구층(1)이, 제2 보조 용기(30)) 내에는 PRP층(2)이, 주 용기(10) 내에는 PPP층(3)이 위치하도록 분리할 수 있게 된다.

각각의 분리된 혈액은 주사기 형태를 갖는 주 용기(10), 제1 보조 용기(20), 제2 보조 용기(30)를 연결 유로(40)에서 분리하여 시술받는 사람에게 원하는 성분을 주사할 수 있게 된다. 각각의 용기 내에 수용되는 혈액의 용량이 다르므로, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)의 크기는 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 주 용기(10)는 20cc 용기, 제1 보조 용기(20)는 10cc 용기, 제2 보조 용기(30)는 2 내지 5cc 용기로 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 원심분리기(100)는 회전본체(120), 모터(130), 구동부(140), 슬립링(150), 광센서(160), 제어부(170) 등을 포함하고, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)로 이루어지는 용기 세트와 조합하여 사용됨으로써, 원심분리된 혈액에서 적혈구층(1), PRP층(2), PPP층(3)을 자동으로 각각의 용기에 수용하여 분리할 수 있다. 이 과정에서 각각의 혈액 성분은 외부 공기와 전혀 접촉되지 않아 감염의 위험 없이 혈액을 각 성분별로 안전하게 분리할 수 있다.

또한, 본 발명의 원심분리기(100)는 구성이 간단하여 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며, 초보자도 쉽게 작동이 가능한 이점이 있다.

상기에서, 유로 조절부(50)가 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드로 순차적으로 작동되는 것으로 설명하였지만, 필요에 따라 혈액을 적혈구층(1)과 혈장층[PRP층(2)과 PPP층(3)]으로 분리할 경우에는 제1 모드, 제2 모드, 제1 모드 순서로 유로 조절부(50)를 작동시킴으로써 가능하다.

상기에서, 본 발명의 원심분리기(100)는 혈액을 각각의 성분별로 분리하기 위한 용도를 갖는 것으로 설명하였지만, 혈액 외에도 원심분리된 2 이상의 성분을 외부 공기와의 접촉없이 각각의 용기에 자동으로 수용하여 분리하기 위한 용도에는 어느 곳이나 사용할 수 있다. 다만, 이러한 성분들은 광센서를 통한 광투과율의 차이에 의해 각 성분의 경계점을 검출할 수 있어야 할 것이다.

이하에서는, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 원심분리기(100)를 이용하여 혈액에서 PRP 등을 원심분리하기 위한 원심분리 방법을 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PRP 원심분리 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예는 원심분리된 혈액을 적혈구층(1)과 혈장층으로 분리하는 방법이 된다.

먼저, 채혈한 혈액이 수용된 주 용기(10)와, 이러한 주 용기(10)와 연결된 보조 용기(20, 30)를 원심분리기(100)의 용기 거치부(121, 122, 123)에 장착한다(S110). 이때, 슬립링(150)은 구동부(140)로 전원을 공급하여 구동부(140)와 동력 연결된 유로 조절부(50)의 위치가 제1 모드 상태에 있도록 한다.

다음에, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(40)가 폐쇄된 상태에서 원심분리기(100)를 제1 회전속도로 회전시켜 혈액을 원심분리한다(S120). 이때, 유로 조절부(50)는 제1 모드 상태에 있게 된다. 혈액을 원심분리하면, 주 용기(10) 내에는 바깥쪽에서부터 안쪽으로 적혈구층(1) 및 혈장층[PRP층(2), PPP층(3)]이 분리된다. 예를 들어, 상기 제1 회전속도는 3000 내지 4000rpm이 될 수 있다.

이때, 슬립링(150)의 브러쉬는 마모를 방지하기 위해 오프(OFF) 상태가 되어 구동부(140)의 서보모터(141)로는 전원이 공급되지 않는 것이 바람직하다. 슬립링(150)의 브러쉬의 온, 오프는 별도의 신호 라인에 의해 조작될 수 있고, 제어부(170)에 의해 제어될 수 있다.

다음에, 주 용기(10)와 제1 보조 용기(20)를 연결하는 연결 유로(40)가 개방된 상태에서 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 원심분리기(100)를 회전시킨다(S130). 이때, 유로 조절부(50)는 제2 모드 상태에 있게 된다. 그에 따라, 주 용기(10) 내의 적혈구층(1)은 연결 유로(40)를 통해 제1 보조 용기(20)로 유동하게 된다. 예를 들어, 상기 제2 회전속도는 1000 내지 2000rpm이 될 수 있다. 주 용기(10) 내에는 중량체(11)가 위치되어, 원심분리 시에 원심력에 의해 혈액을 가압하는 용도로 사용될 수 있다.

제2 회전속도에서는 슬립링(150)의 브러쉬는 온(ON) 상태가 되어 구동부(140)의 서보모터(141)로 전원이 공급되어, 서보모터(141)의 회전에 의해 유로 조절부(50)를 조작할 수 있다.

다음에, 광센서(160)에 의해 연결 유로(40)의 주용기 연결부(41)를 지나는 적혈구층(1)과 혈장층의 경계점, 즉 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출한다(S140).

다음에, 광센서(160)가 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출하면 유로 조절부(50)를 회전시켜 주 용기(10)와 제1 보조 용기(20)를 연결하는 연결 유로(40)를 폐쇄한다(S150). 이때, 유로 조절부(50)는 다시 제1 모드 상태로 전환된다.

그에 따라, 주 용기(10) 내에는 혈장층[PRP층(2), PPP층(3)]이 있고, 제1 보조 용기(20) 내에는 적혈구층(1)이 위치하게 된다.

이러한 방법에 따르면, 원심분리된 혈액이 외부 공기에 노출될 위험 없이 적혈구층(1)과 혈장층으로 분리되어 각각의 용기에 수용될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 10, 도 12를 참조하여 본 발명의 원심분리기(100)를 이용하여 혈액에서 PRP 등을 원심분리하기 위한 원심분리 방법을 설명하기로 한다. 도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PRP 원심분리 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예는 원심분리된 혈액을 적혈구층(1), PRP층(2) 및 PPP층(3)으로 분리하는 방법이 된다.

먼저, 채혈한 혈액이 수용된 주 용기(10)와, 이러한 주 용기(10)와 연결된 보조 용기(20, 30)를 원심분리기(100)의 용기 거치부(121, 122, 123)에 장착한다(S210).

다음에, 주 용기(10)와 보조 용기(20, 30)를 연결하는 연결 유로(40)가 폐쇄된 상태에서 원심분리기(100)를 제1 회전속도로 회전시켜 혈액을 원심분리한다(S220). 이때, 유로 조절부(50)는 제1 모드 상태에 있게 된다. 원심분리된 혈액은 주 용기(10) 내에서 적혈구층(1), PRP층(2) 및 PPP층(3)으로 위치된다. 예를 들어, 상기 제1 회전속도는 3000 내지 4000rpm이 될 수 있다.

다음에, 주 용기(10)와 제1 보조 용기(20)를 연결하는 연결 유로(40)가 개방된 상태에서 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 원심분리기(100)를 회전시킨다(S230). 이때, 유로 조절부(50)는 제2 모드 상태에 있게 된다. 그에 따라, 주 용기(10) 내의 적혈구층(1)은 연결 유로(40)를 통해 제1 보조 용기(20)로 유동하게 된다. 예를 들어, 상기 제2 회전속도는 1000 내지 2000rpm이 될 수 있다. 주 용기(10) 내에는 중량체(11)가 위치되어, 원심분리 시에 원심력에 의해 혈액을 가압하는 용도로 사용될 수 있다.

다음에, 광센서(160)에 의해 연결 유로(40)의 주용기 연결부(41)를 지나는 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출한다(S240).

다음에, 제2 모드 상태에서 광센서(160)가 적혈구층(1)과 PRP층(2)의 경계점을 검출하면 유로 조절부(50)를 회전시켜 주 용기(10)와 제1 보조 용기(20)를 연결하는 연결 유로(40)는 폐쇄하고, 주 용기(10)와 제2 보조 용기(30)를 연결하는 연결 유로(40)를 개방한다(S250). 이때, 유로 조절부(50)는 제2 모드에서 제3 모드 상태로 전환된다. 그에 따라, 적혈구층(1)은 제1 보조 용기(20) 내에 수용된 상태가 유지되고, PRP층(2)은 연결 유로(40)를 통해 제2 보조 용기(30)로 유동할 수 있다.

다음에, 제3 모드 상태에서 소정 시간 동안 원심분리기(100)를 회전시킨 후, 주 용기(10)와 제2 보조 용기(30)를 연결하는 연결 유로(40)를 폐쇄하고 원심분리기(100)를 정지시킨다(S260). 소정 시간이 경과하면, 유로 조절부(50)는 제3 모드에서 다시 제1 모드 상태로 전환된다. 상기 소정 시간은 주 용기(10) 내에 수용된 PRP층(2)이 제2 보조 용기(30) 내로 유동하여 수용될 수 있을 만큼의 적절한 시간이 된다. 예를 들어, 이러한 시간은 20 내지 40초가 될 수 있다. 상기 소정 시간은 주 용기(10) 등의 크기, 주 용기(10) 내에 수용되는 혈액의 양[즉, PPP층(3)의 양]에 따라 달라질 수 있고, 실험에 의해 적절히 선택되어야 한다.

그에 따라, 적혈구층(1)은 제1 보조 용기(20) 내에, PRP층(2)은 제2 보조 용기(30) 내에, PPP층(3)은 주 용기(10) 내에 위치하게 된다.

이러한 방법에 따르면, 원심분리된 혈액이 외부 공기에 노출될 위험 없이 적혈구층(1), PRP층(2) 및 PPP층(3)으로 분리되어 각각의 용기에 수용될 수 있다.

상기에서, 본 발명의 원심분리기(100)를 이용하여 혈액을 각각의 성분별로 분리하는 방법에 대해 설명하였지만, 이러한 방법은 원심분리된 2 이상의 성분을 외부 공기와의 접촉 없이 각각의 용기에 자동으로 수용하여 분리하기 위한 용도에는 어느 곳이나 사용할 수 있다. 다만, 이러한 성분들은 광센서를 통한 광투과율의 차이에 의해 각 성분의 경계점을 검출할 수 있어야 할 것이다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10 : 주 용기
20 : 제1 보조 용기
30 : 제2 보조 용기
40 : 연결 유로
50 : 유로 조절부
100 : 원심분리기
110 : 하우징
120 : 회전본체
130 : 모터
140 : 구동부
141 : 서보모터
142 : 동력 연결부
150 : 슬립링
160 : 광센서
161, 163 : 발광부
162, 164 : 수광부
165 : 제1 지지부재
166 : 제2 지지부재
167 : 센서본체
170 : 제어부

Claims (9)

1. 혈액에서 PRP(Platelet Rich Plasma, 혈소판 풍부 혈장)을 분리하기 위한 PRP 원심분리기에 있어서,
   주 용기와 보조 용기가 거치될 수 있도록 용기 거치부가 구비된 회전본체;
   상기 회전본체와 동력 연결되어 상기 회전본체를 회전시키기 위한 모터;
   상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동되는 구동부;
   상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 슬립링;
   상기 모터 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 구동부는,
   상기 슬립링으로부터 전원을 공급받는 서보모터;
   상기 서보모터와 동력 연결되고, 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하기 위한 유로 조절부와 동력 연결되는 동력 연결부를 구비하는 PRP 원심분리기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 주 용기와 상기 보조 용기를 연결하는 연결 유로의 일측에 설치된 발광부와, 상기 연결 유로의 타측에 설치된 수광부를 포함하는 광센서;
   를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 광센서의 검출신호에 따라 상기 구동부를 제어하는 PRP 원심분리기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 광센서는 상기 회전본체와 함께 회전하는 회전부와, 상기 회전부로부터 이격되어 회전하지 않는 고정부로 이루어지는 PRP 원심분리기.
4. 삭제
5. 혈액에서 PRP(Platelet Rich Plasma, 혈소판 풍부 혈장)을 분리하기 위한 PRP 원심분리 방법에 있어서,
   혈액이 수용된 주 용기와, 상기 주 용기와 연결 유로에 의해 연결된 보조 용기를 용기 거치부가 구비된 회전본체를 갖는 원심분리기에 장착하는 단계;
   상기 주 용기와 상기 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 폐쇄된 상태에서 제1 회전속도로 원심분리하여 상기 혈액을 적혈구층 및 혈장층으로 분리하는 단계;
   상기 연결 유로가 개방된 상태에서 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 상기 원심분리기를 회전시켜 상기 주 용기의 상기 적혈구층이 상기 보조 용기로 유동하게 하는 단계;
   광센서에 의해 상기 연결 유로를 지나는 상기 적혈구층과 상기 혈장층의 경계점을 검출하는 단계;
   상기 광센서가 상기 적혈구층과 상기 혈장층의 경계점을 검출하면, 상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 상기 원심분리기에 설치되는 구동부의 작동에 의해 상기 연결 유로를 폐쇄하는 단계;
   를 포함하는 PRP 원심분리 방법.
6. 혈액에서 PRP(Platelet Rich Plasma, 혈소판 풍부 혈장)을 원심분리하기 위한 PRP 원심분리 방법에 있어서,
   혈액이 수용된 주 용기와, 상기 주 용기와 연결유로에 의해 각각 연결된 제1 보조 용기 및 제2 보조 용기를 용기 거치부가 구비된 회전본체를 갖는 원심분리기에 장착하는 단계;
   상기 주 용기, 상기 제1 및 제2 보조 용기를 연결하는 연결 유로가 폐쇄된 상태에서 제1 회전속도로 원심분리하여 상기 혈액을 적혈구층, PRP층 및 PPP층으로 분리하는 단계;
   상기 연결 유로 중 상기 주 용기와 상기 제1 보조 용기를 연결하는 유로 부분이 개방된 상태에서 제1 회전속도보다 낮은 제2 회전속도로 상기 원심분리기를 회전시켜 상기 주 용기의 상기 적혈구층이 상기 보조 용기로 유동하게 하는 단계;
   광센서에 의해 상기 연결 유로를 지나는 상기 적혈구층과 상기 PRP층의 경계점을 검출하는 단계;
   상기 광센서가 상기 적혈구층과 상기 PRP층의 경계점을 검출하면, 상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 제1 및 제2 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 상기 원심분리기에 설치되는 구동부의 작동에 의해, 상기 연결 유로 중 상기 주용기와 상기 제1 보조 용기를 연결하는 유로 부분을 폐쇄하고 상기 주용기와 상기 제2 보조 용기를 연결하는 유로 부분을 개방하는 단계;
   소정 시간 동안 상기 원심분리기를 회전시킨 후 상기 주용기와 상기 제2 보조 용기를 연결하는 유로 부분을 폐쇄하는 단계;
   를 포함하는 PRP 원심분리 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 주 용기 내에는 원심력에 의해 상기 혈액을 가압할 수 있도록 중량체가 배치되는 PRP 원심분리 방법.
8. 원심분리된 2 이상의 성분을 각각의 용기에 자동으로 수용하여 분리하기 위한 원심분리기에 있어서,
   주 용기와 보조 용기가 거치될 수 있도록 용기 거치부가 구비된 회전본체;
   상기 회전본체와 동력 연결되어 상기 회전본체를 회전시키기 위한 모터;
   상기 회전본체와 함께 회전하고 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하도록 구동되는 구동부;
   상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 슬립링;
   상기 모터 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부;
   를 포함하고,
   상기 구동부는,
   상기 슬립링으로부터 전원을 공급받는 서보모터;
   상기 서보모터와 동력 연결되고, 상기 주 용기와 상기 보조 용기 사이의 유체 연통을 개폐하기 위한 유로 조절부와 동력 연결되는 동력 연결부를 구비하는 원심분리기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 주 용기와 보조 용기를 연결하는 연결 유로의 일측에 설치된 발광부와, 타측에 설치된 수광부를 포함하는 광센서;
   를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 광센서의 검출신호에 따라 상기 구동부를 제어하는 원심분리기.

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