KR101730512B1 - 원심분리방법 - Google Patents

Abstract

처리대상물을 보다 신속하고 간단하게 원심분리할 수 있는 원심분리방법이 개시된다. 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법은, 일단에는 제1가변체적공간이 제공되고, 타단에는 제2가변체적공간이 제공되며, 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간을 연결하는 노즐이 형성된 원심분리용기를 제공하는 단계; 원심분리용기의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계; 처리대상물을 원심분리하여 처리대상물을 제1특정성분, 경계층 및 제2특정성분으로 층간 분리하는 단계; 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간의 체적을 서로 가변시켜 경계층을 노즐 측으로 이동시키는 단계; 및 경계층이 노즐을 통과하는 통과량에 대응하여 노즐을 차단하는 단계;를 포함하고, 노즐을 차단함에 따라, 제1가변체적공간에는 제2특정성분, 및 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 적어도 일부가 배치되되, 제1가변체적공간에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비는 노즐 차단에 의해 선택적으로 조절 가능하다.

Description

원심분리방법{METHOD OF CENTRIFUGAL SEPARATION}

본 발명은 원심분리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 처리대상물을 보다 신속하고 간단하게 원심분리할 수 있는 원심분리방법에 관한 것이다.

일반적으로 혈액(blood)은 크게 고형 성분인 혈구와 액체 성분인 혈장으로 구분될 수 있다. 혈구는 적혈구, 백혈구 및 혈소판으로 이루어져 있고, 혈장은 주로 수분으로 이루어져 있으며 여기에 생명유지에 필수적인 혈액응고인자, 전해질 등이 포함된다.

상기와 같이 혈액은 다양한 성분의 혼합물로서, 여러 의학적 목적으로 인해 혈액을 분리하여 특정 성분을 추출하는 공정이 널리 이용되고 있는바, 그 중 원심분리기를 이용한 혈액 원심분리 공정과 특정 조성물을 이용한 공정이 널리 이용되고 있다.

이 중에서, 혈액의 원심분리 공정은 일정 속도로 혈액을 회전시켜 혈액을 구성하는 각 성분의 무게 차를 이용하여 층간 분리를 수행하는 공정을 의미하며, 혈액을 원심분리할 경우 가장 무거운 적혈구가 하층(바깥쪽)을 이루고 그로부터 상부(안쪽)로 백혈구, 혈장, 혈청 층이 형성된다.

한편, 혈장 중에서 PRP(Platelet Rich Plasma:혈소판 농축 혈장)는 비교적 혈장의 하부에 위치하며, 혈액의 응고나 지혈작용에 관여하여 수술 시 용이하게 사용되고 있다. 또한, PRP는 싸이토카인, PDCF,TGF-BETA1, VEGP 등의 성장인자를 포함하고 있는 바, 이는 피부의 질환과 상처 치유에서 좋은 효과를 도출하고 있다고 논문 등의 자료에서 밝혀지고 있다.

그런데, 기존에는 혈액에서 혈소판과 같은 특정 성분을 추출하는 추출과정이 번거롭고 불편한 문제점이 있다.

즉, 현재 널리 이용되고 있는 혈액의 원심분리 공정에 의하면, 적혈구의 경우 혈액으로부터 한번의 원심분리 과정을 통해서 원심분리할 수 있으나, 혈소판의 경우에는 혈액으로부터 적혈구를 원심분리한 후, 적혈구 이외의 부분을 다시 원심분리함으로써 추출할 수 있다. 따라서, 혈소판을 추출하기 위해서는 최소한 2곳 이상의 서로 다른 원심분리 공간에서 각각 원심분리 과정을 거쳐야 하는 불편함 및 번거로움이 있으며, 원심분리 과정에서 혈액을 옮겨 닮아야 하기 때문에 혈액이 외부로 노출되는 문제점이 있다.

또한, 기존에는 혈액 특정 성분의 분리과정에 소용되는 시간이 길어, 환자에서 혈액을 채취한 뒤 혈소판과 같은 특정 성분을 분리한 다음 곧바로 환자에게 해당 특정 성분을 이용한 시술을 수행하기 어려운 문제점이 있다.

이에 따라 최근에는 혈액과 같은 처리대상물을 보다 신속하고 간단하게 원심분리할 수 있도록 한 원심분리방법에 관한 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.

본 발명은 처리대상물로부터 특정 성분을 보다 신속하고 간단하게 추출할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.

특히, 본 발명은 처리대상물로부터 추출되는 특정 성분의 성분비를 조절할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 처리대상물의 외부 노출 또는 이동 없이 처리대상물으로부터 특정 성분을 용이하게 추출할 수 있으며, 외부 노출에 따른 변질 및 감염을 미연에 방지할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 처리대상물의 원심분리 과정에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 처리대상물에서 추출된 특정 성분을 바로 이용할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 처리대상물로부터 추출된 특정 성분을 보다 용이하게 분리할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법은, 일단에는 제1가변체적공간이 제공되고, 타단에는 제2가변체적공간이 제공되며, 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간을 연결하는 노즐이 형성된 원심분리용기를 제공하는 단계; 원심분리용기의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계; 처리대상물을 원심분리하여 처리대상물을 제1특정성분, 경계층 및 제2특정성분으로 층간 분리하는 단계; 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간의 체적을 서로 가변시켜 경계층을 노즐 측으로 이동시키는 단계; 및 경계층이 노즐을 통과하는 통과량에 대응하여 노즐을 차단하는 단계;를 포함하고, 노즐을 차단함에 따라, 제1가변체적공간에는 제2특정성분, 및 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 적어도 일부가 배치되되, 제1가변체적공간에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비는 노즐 차단에 의해 선택적으로 조절 가능하다.

참고로, 본 발명에서 처리대상물이라 함은 원심분리가 수행되는 물질을 의미하며, 처리대상물의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 처리대상물로서는 혈액이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 혈액 대신 동물이나 사람의 신체 등으로부터 채취한 여타 다른 시료가 처리대상물로 사용될 수도 있다.

원심분리용기로서는, 제1가변체적공간과 제2가변체적공간을 가지며 각 가변체적공간이 노즐로 연결되어 있는 다양한 형태의 용기가 사용될 수 있으며, 원심분리용기의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 아울러, 원심분리용기는 단 하나의 용기 형태로 제공되거나, 2개 이상의 용기 또는 부재를 결합한 형태로 제공되는 것이 가능하다.

일 예로, 원심분리용기는, 일단에 제1가변체적공간이 제공되고, 타단에는 제2가변체적공간이 제공되며, 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간을 연결하는 노즐이 형성된 용기몸체; 제1가변체적공간의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되는 제1플런저; 제2가변체적공간의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되는 제2플런저; 및 제2플런저 상에 직선 이동 가능하게 제공되며, 선택적으로 노즐을 차단하는 노즐차단부재;를 포함할 수 있다. 경우에 따라서는 각 용기부가 일종의 주름튜브 방식으로 제공되어 수축 및 팽창되며 체적이 가변되도록 구성하는 것도 가능하다.

아울러, 노즐차단부재에는 진입구가 형성될 수 있으며, 진입부재는 외부에서부터 진입구를 통해 노즐을 거쳐 제1가변체적공간의 내부로 진입될 수 있다.

원심분리용기의 내부에 처리대상물은 저장하는 단계에서, 처리대상물은 신체로부터 직접 공급되어 원심분리용기의 내부에 저장될 수 있으며, 경우에 따라서는 별도의 저장용기에 저장된 처리대상물을 원심분리용기의 내부에 진입시키는 것도 가능하다.

원심분리는 통상의 원심분리기를 이용하여 이루어질 수 있으며, 원심분리기의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

원심분리 시, 원심분리용기는 요구되는 조건 및 처리 환경에 따라 다양한 방향을 따라 배치될 수 있다. 일 예로, 원심분리시 제2가변체적공간은 원심분리용기의 회전 중심의 바깥쪽을 향하도록 배치되고, 경계층을 노즐 측으로 이동시키는 단계에서, 경계층은 제2가변체적공간에서 노즐 측으로 이동할 수 있다.

참고로, 본 발명에서 원심분리용기의 회전 중심이라 함은 주사기가 장착되는 통상의 원심분리기의 로터와 같은 회전수단의 회전축(미도시)으로 이해될 수 있다. 또한, 제2가변체적공간이 원심분리용기의 회전 중심의 바깥쪽을 향해 배치된 상태라 함은, 원심분리용기의 노즐이 회전 중심에 완전히 일치하는 방향으로 배치된 상태와, 원심분리용기의 노즐이 회전 중심에 완전히 일치하지 않더라도 거의 회전 중심을 향해 배치된 상태를 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

처리대상물이 혈액일 경우, 원심분리가 진행되는 동안, 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 제1특정성분은 원심분리용기의 회전 중심을 기준으로 가장 바깥쪽에 배치될 수 있고, 혈액의 성분 중에서 두번째로 무거운 경계층은 제1특정성분의 내측(원심분리용기의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있으며, 혈액의 성분 중 가장 가벼운 제2특성성분은 경계층의 내측(원심분리용기의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있다.

참고로, 제1특정성분은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 적혈구를 포함할 수 있고, 경계층은 버피코트(buffy coat)를 포함할 수 있고, 제2특정성분은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가벼운 혈장을 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명에서 버피코트(buffy coat)라 함은, 혈액을 원심 침전시키면 최상층의 혈장부분(제2특정성분)과 최하층의 적혈구층(제1특정성분)의 경계에 혈소판과 백혈구로 형성된 흰색의 얇은 층으로 구분되는 경계층을 의미한다. 이 경계층 중에서도 상부에는 혈소판, 하부에는 백혈구로 되어 있으며 백혈구층에는 비중이 작은 적혈구도 섞여 있으므로 다소 붉은색을 띌 수 있다.

참고로, 경계층은 제1특정성분 및 제2특정성분과 달리 매우 얇은 두께로 형성되기 때문에, 육안으로 경계층의 두께를 정확히 확인하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 상대적으로 좁은 직경을 갖는 노즐 측으로 경계층을 이동시킴으로써, 경계층의 두께를 인위적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 노즐 측으로 이동하는 경계층을 육안으로 쉽게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 경계층이 노즐을 통과하는 통과량에 대응하여 노즐을 차단함으로써, 제1가변체적공간에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비를 조절할 수 있다. 즉, 경계층을 노즐 측으로 이동시킴에 따라, 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 상대적으로 밀도가 낮은 제1경계층 성분은 상대적으로 밀도가 높은 제2경계층 성분보다 먼저 노즐을 통과할 수 있는 바, 제1경계층 성분만이 노즐을 통과한 상태에서 노즐을 차단하거나, 제1경계층 성분 및 제2경계층 성분이 모두 노즐을 통과한 상태에서 노즐을 차단함에 따라, 제1가변체적공간에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 처리대상물이 혈액인 경우, 노즐이 차단된 후, 제1가변체적공간에는 혈소판만이 단독적으로 배치되거나, 혈소판 및 백혈구가 함께 배치될 수 있다.

한편, 경계층이 노즐을 통과하는 동안 경계층을 센싱할 수 있으며, 센싱값에 따라 제1가변체적공간에 배치되는 경계층 성분의 성분비를 조절할 수 있다.

참고로, 본 발명에서 경계층을 센싱한다 함은, 통상의 카메라, 초음파, 레이저 등을 이용하여 경계층 성분의 크기, 밀도, 색상 등과 같은 경계층 성분의 특성을 센싱하는 것으로 이해될 수 있다. 일 예로, 원심분리된 혈액의 경우, 버피코트를 형성하는 경계층 성분은 회전 중심으로부터 먼 부위부터 큰 백혈구, 작은 백혈구, 큰 혈소판, 작은 혈소판의 순서대로 배열될 수 있다. 경계층을 센싱함으로써 혈소판과 백혈구의 경계를 센싱하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 큰 혈소판과 작은 혈소판의 경계를 센싱하는 것이 가능하다.

또한, 노즐이 차단된 후, 제1가변체적공간 내부의 제2특정성분 및 경계층 성분을 외부로 추출할 수 있다. 한편, 노즐이 차단된 후, 제1가변체적공간에서 제2특정성분만을 추출함으로써, 제2특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절할 수 있다.

경우에 따라서는 제1가변체적공간에 제2특정성분 및 경계층 성분이 배치된 상태에서 노즐을 차단한 후, 제2원심분리를 수행할 수 있다. 제2원심분리가 수행된 후에는 노즐을 개방시켜 제1가변체적공간에서 제2특정성분을 제2가변체적공간으로 보낸 후, 다시 노즐을 차단하여 제1가변체적공간상에 경계층 성분만이 잔류하도록 구성하는 것도 가능하다.

원심분리용기의 용기몸체에는 제1가변체적공간과 연통되는 주입구가 형성될 수 있으며, 주입구를 선택적으로 개폐하는 개폐수단을 포함할 수 있다. 개폐수단은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 주입구를 개폐할 수 있다. 일 예로, 개폐수단은 통상의 슬라이딩 방식으로 주입구를 개폐할 수 있다. 다른 일 예로, 용기몸체에는 주입구와 연결되는 밸브수용부가 제공되되, 밸브수용부의 일측에는 외부연결구가 형성될 수 있고, 개폐수단은 밸브수용부에 회전 가능하게 수용되며 내부에 연결유로가 형성된 밸브부재를 포함할 수 있으며, 밸브부재는 연결유로가 주입구와 외부연결구를 연결하는 개방위치, 및 주입구와 외부연결구를 차단하는 차단위치로 회전할 수 있다.

본 발명에 따른 원심분리방법에 의하면, 별도의 도구를 사용하여 혈액을 추출한 후 다른 저장용기나 튜브에 옮길 필요 없이 바로 원심분리용기 내에서 원심분리 과정을 거치게 할 수 있으며, 원심분리용기 내에서 특정성분, 예를 들어 혈소판 농축 혈장(PRP)을 바로 분리하여 이동 과정 없이 바로 추출할 수 있다. 이러한 과정을 통해서 처리대상물로부터 특정 성분을 보다 위생적이면서 신속하고 간단하게 추출할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면 노즐을 통과하는 경계층 성분의 높이를 확인하면서, 노즐 차단을 통해 경계층 성분을 분리할 수 있기 때문에, 경계층 성분 간의 성분비를 조절하는 것이 가능하다. 특히, 혈액의 경우 PRP(platelet rich plasma)의 특성이 백혈구의 유무에 따라 크게 좌우되는 것으로 알려져 있는 바, 요구되는 상황에 따라 leukocyte poor PRP 뿐만 아니라 leukocyte rich PRP를 제조하는 것이 가능하며, PRP의 순수도를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 노즐이 차단된 상태에서 제1가변체적공간에서 제2특정성분을 추출함으로써, 제2특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 혈액과 같은 처리대상물로부터 특정 성분을 추출하기 위해 처리대상물을 외부에 노출시키거나 별도의 이동수단을 이용하여 다른 원심분리공간으로 이동시킬 필요 없이 완전히 밀폐된 원심분리용기를 이용하여 원심분리를 수행할 수 있기 때문에, 처리대상물에 포함된 특정 성분을 보다 신속하고 간단하게 추출할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 주입구를 통해 혈액을 직접 원심분리용기로 채혈할 수 있고, 진입구를 통해 특정 성분을 외부로 추출할 수 있기 때문에, 혈액의 외부 노출을 완전히 배제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 원심분리에 의해 형성된 경계층을 상대적으로 좁은 직경을 갖는 노즐 측으로 이동시켜 경계층의 두께를 인위적으로 증가시킬 수 있기 때문에, 사용자는 경계층의 위치 및 두께(높이)를 보다 쉽게 육안으로 관찰할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면 센싱부를 이용하여 노즐을 통과하는 경계층을 센싱함으로써 혈소판과 백혈구의 경계를 센싱하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 큰 혈소판과 작은 혈소판의 경계를 센싱하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 처리대상물의 외부 노출 또는 이동 없이 밀폐된 원심분리용기에서 처리대상물으로부터 특정 성분을 추출할 수 있기 때문에, 외부 노출에 따른 변질 및 감염을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 원심분리 과정에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 처리대상물에서 추출된 특정 성분을 곧 바로 이용할 수 있다. 예를 들어, 환자에서 혈액을 채취한 뒤 혈소판과 같은 특정 성분을 분리한 다음 곧바로 환자에게 해당 특정 성분을 이용한 시술을 수행할 수 있으며, 응급상황에 대한 대처를 보다 효과적으로 할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 원심분리방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 처리대상물의 저장 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 원심분리 과정 및 원심분리에 의한 처리대상물의 층간 분리 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간의 체적 가변에 의한 경계층의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 노즐을 통과하는 경계층을 센싱하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 발명에 따른 원심분리방법으로서, 노즐의 차단 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 발명에 따른 원심분리방법으로서, 경계층 성분의 재부유 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 발명에 따른 원심분리방법으로서, 제2특정성분 및 경계층 성분의 추출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 발명에 따른 원심분리방법으로서, 제2특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 원심분리방법에 사용되는 원심분리용기를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 개폐수단의 다른예를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 원심분리방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 처리대상물의 저장 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 원심분리 과정 및 원심분리에 의한 처리대상물의 층간 분리 상태를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 제1가변체적공간 및 제2가변체적공간의 체적 가변에 의한 경계층의 이동을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 노즐을 통과하는 경계층을 센싱하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 발명에 따른 원심분리방법으로서, 노즐의 차단 상태를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 9는 발명에 따른 원심분리방법으로서, 경계층 성분의 재부유 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 발명에 따른 원심분리방법으로서, 제2특정성분 및 경계층 성분의 추출 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 발명에 따른 원심분리방법으로서, 제2특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 원심분리방법은, 일단에는 제1가변체적공간(101)이 제공되고, 타단에는 제2가변체적공간(201)이 제공되며, 제1가변체적공간(101) 및 제2가변체적공간(201)을 연결하는 노즐(111)이 형성된 원심분리용기(10)를 제공하는 단계(S10), 원심분리용기(10)의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계(S20), 처리대상물을 원심분리하여 처리대상물을 제1특정성분, 경계층 및 제2특정성분으로 층간 분리하는 단계(S30), 제1가변체적공간(101) 및 제2가변체적공간(201)의 체적을 서로 가변시켜 경계층을 노즐(111) 측으로 이동시키는 단계(S40), 및 경계층이 노즐(111)을 통과하는 통과량에 대응하여 노즐(111)을 차단하는 단계(S50)을 포함한다.

참고로, 본 발명에서 처리대상물이라 함은 원심분리가 수행되는 물질을 의미하며, 처리대상물의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 상기 처리대상물로서는 혈액 및 골수를 포함하는 체액이 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 체액 대신 동물이나 사람의 신체 등으로부터 채취한 여타 다른 시료가 처리대상물로 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 원심분리용기(10)로서는, 제1가변체적공간(101)과 제2가변체적공간(201)을 가지며 각 가변체적공간(101,201)이 노즐(111)로 연결되어 있는 다양한 형태의 용기가 사용될 수 있으며, 원심분리용기(10)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

상기 원심분리용기(10)는 단 하나의 용기 형태로 제공되거나, 2개 이상의 용기 또는 부재를 결합한 형태로 제공되는 것이 가능하다. 이하에서는 상기 원심분리용기(10)가 단 하나의 용기 형태로 제공된 예를 들어 설명하기로 한다. 일 예로, 상기 원심분리용기(10) 용기몸체(100), 제1플런저(120), 제2플런저(220) 및 노즐차단부재(230)를 포함한다.

상기 용기몸체(100)는 제1가변체적공간(101)이 제공되는 제1용기부(110), 및 제2가변체적공간(201)이 제공되는 제2용기부(210)를 포함하고, 제1용기부(110) 및 제2용기부(210)는 노즐(111)에 의해 연결된다.

상기 제1용기부(110)는 소정 직경(또는 용량)을 갖는 중공의 통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1용기부(110)의 일단에는 노즐(111)이 연결되며, 제1용기부(110)의 타단은 제1플런저(120)가 진입될 수 있도록 개구된다.

상기 제1플런저(120)는 제1용기부(110)의 타단으로 진입되어 제1가변체적공간(101)의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되며, 제1플러저의 직선 이동에 대응하여 제1가변체적공간(101)의 체적이 가변될 수 있다.

상기 제2용기부(210)는 소정 직경(또는 용량)을 갖는 중공의 통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2용기부(210)의 일단은 노즐(111)에 연결되며, 제2용기부(210)의 타단은 제2플런저(220)가 진입될 수 있도록 개구된다.

상기 제2플런저(220)는 제2용기부(210)의 타단으로 진입되어 제2가변체적공간(201)의 내부(또는 외부)에 직선 이동 가능하게 수용되며, 제2플런저(220)의 직선 이동에 대응하여 제2가변체적공간(201)의 체적이 가변될 수 있다.

참고로, 본 발명의 실시예에서는 각 플런저가 각 가변체적공간의 내부에서 슬라이딩 방식으로 직선 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 각 플런저가 각 용기부에 대해 스크류 회전 방식 또는 여타 다른 방식으로 직선 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 제1가변체적공간(101) 및 제2가변체적공간(201)은 노즐(111)에 의해 서로 연통되기 때문에, 제1가변체적공간(101)의 체적이 가변됨에 따라 제2가변체적공간(201)의 체적 역시 가변될 수 있다. 마찬가지로, 제2가변체적공간(201)의 체적이 가변될 경우에는 제1가변체적공간(101)의 체적이 가변될 수 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에서는 가변체적공간을 제공하는 각 용기부가 일종의 주사기 방식으로 제공된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 각 용기부가 일종의 주름튜브 방식으로 제공되어 수축 및 팽창되며 체적이 가변되도록 구성하는 것도 가능하다.

아울러, 상기 제1용기부(110)의 일단은 노즐(111)로 갈수록 점진적으로 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제2용기부(210)의 일단은 노즐(111)로 갈수록 점진적으로 작은 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

일 예로, 상기 제1플런저(120)는 제1용기부(110)의 내부에 배치되는 플런저바디(122), 및 제1용기부(110)의 외부에 배치되며 플런저바디(122)에 분리 가능하게 결합되는 플런저로드(124)를 포함하여 구성될 수 있으며, 원심분리를 수행하기 전에 플런저로드(124)는 플런저바디(122)로부터 분리될 수 있다.

또한, 상기 제1용기부(110)의 벽면에는 제1용기부(110)의 길이 방향을 따라 가이드슬롯(112)이 관통 형성될 수 있으며, 제1용기부(110)의 외면 상에 위치하며 플런저바디(122)에 일체로 연결되어 플런저바디(122)와 함께 이동하는 플런저핸들(126)을 포함할 수 있다.

즉, 상기 플런저핸들(126)은 플런저바디(122)에 일체로 연결되어 상기 제1용기부(110)의 외면으로 노출되도록 제공되며, 상기 제1플런저(120)는 플런저핸들(126)의 조작에 의해 연동되며 제1용기부(110) 내부에서 직선 이동하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 제1용기부(110)의 벽면에는 가이드슬롯(112)이 관통 형성되며, 상기 플런저바디(122)와 일체로 연결된 플런저핸들(126)은 가이드슬롯(112)을 통해 외부로 노출될 수 있다.

따라서, 사용자는 제1용기부(110)의 외면을 파지한 상태에서 손가락(예를 들어, 엄지손가락)을 이용하여 플런저핸들(126)을 직선 조작할 수 있으며, 플런저핸들(126)의 조작에 의해 플런저바디(122)가 연동되며 직선 이동할 수 있다.

한편, 상기 원심분리용기(10)에는 제1용기부(110)에 대해 플런저핸들(126)의 배치상태를 일시적으로 구속하기 위한 구속부가 제공될 수 있다. 상기 구속부는 제1용기부(110)에 대해 플런저핸들(126)의 이동을 구속 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 구속부는 가이드슬롯(112)의 내벽면에 일정 간격을 두고 이격되게 형성되는 복수개의 구속홈(114)을 포함할 수 있으며, 상기 플런저핸들(126)은 플런저바디(122)의 축선을 기준으로 회전하며 선택적으로 구속홈(114)에 수용됨으로써 구속될 수 있다. 아울러, 상기 구속홈(114)의 이격 간격 및 개수는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경 가능하다.

상기 노즐차단부재(230)는 제2플런저(220) 상에 직선 이동 가능하게 제공되며 선택적으로 노즐(111)을 차단할 수 있다.

상기 노즐차단부재(230)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 제2플런저(220) 상에서 직선 이동하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 제2플런저(220) 및 노즐차단부재(230)에는 각각 암수 나사선이 형성될 수 있으며, 노즐차단부재(230)를 회전시킴에 따라 노즐차단부재(230)의 선단이 노즐(111)을 차단하거나 이격되는 위치로 이동할 수 있다.

아울러, 상기 노즐차단부재(230)에는 진입구(232)가 형성될 수 있으며, 진입부재(400)는 외부에서부터 진입구(232)를 통해 노즐(111)을 거쳐 제1가변체적공간(101)의 내부로 진입될 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 원심분리방법을 설명하기로 한다.

먼저, 도 2와 같이, 상기 원심분리용기(10)의 내부에 혈액(처리대상물)을 저장한다.

상기 제1용기부(110) 및 제2용기부(210)가 일체로 연결된 구조의 경우에는, 제1용기부(110)(또는 제2용기부)에 별도의 주입구(105)를 형성하고, 주입구(105)를 통해 혈액이 주입되도록 구성하는 것도 가능하다. 아울러, 상기 주입구(105)는 개폐수단에 의해 선택적으로 개폐되도록 구성될 수 있다.(도 12 및 도 13 참조)

반면, 제1용기부(110) 및 제2용기부(210)가 분리되는 구조의 경우, 혈액은 제1플런저(120)의 직선 이동에 따른 압력 변화에 따라 노즐(111)을 통해 혈액이 제1용기부(110)의 내부로 주입될 수 있다. 경우에 따라서는, 노즐의 선단에 별도의 니들(미도시)을 장착하고, 니들을 이용하여 신체로부터 직접 혈액이 공급될 수도 있다. 다르게는 별도의 저장용기에 저장된 혈액을 노즐을 통해 제1용기부 내부에 진입시키는 것도 가능하다.(도 14 참조)

참고로, 상기 제1가변체적공간(101) 및 제2가변체적공간(201) 중 어느 하나의 체적이 가변됨에 따라, 나머지 하나의 체적도 함께 가변될 수 있으며, 제1가변체적공간(101)의 혈액 중 일부는 제2가변체적공간(201)으로 보내질 수 있다.

다음, 도 3과 같이, 통상의 원심분리기(미도시)를 이용하여 원심분리용기(10)를 회전시켜, 내부에 저장된 혈액을 원심분리한다.

이때, 상기 제2가변체적공간(201)은 원심분리용기(10)의 회전 중심의 바깥쪽을 향하도록 배치되며, 상기 플런저로드(124)는 원심분리를 수행하기 전에 플런저바디(122)로부터 분리될 수 있다. 경우에 따라서는 플런저로드를 별도로 분리하지 않고 원심분리를 수행하는 것도 가능하다.

상기 원심분리용기(10)는 통상의 원심분리기에서 사용되는 로터에 장착되어 회전될 수 있다. 일 예로, 상기 원심분리용기(10)가 장착될 수 있는 로터로서는 일반적으로 원심분리기에서 사용되는 스윙로터(Swing out Rotor) 또는 앵글로터(Fixed Angle Rotor) 등이 사용될 수 있으며, 로터의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 아울러, 원심분리용기(10)의 회전 중심이라 함은 원심분리용기(10)가 장착되는 로터와 같은 회전수단의 회전축(미도시)으로 이해될 수 있다.

상기와 같이 제2가변체적공간(201)이 원심분리용기(10)의 회전 중심의 바깥쪽을 향하도록 배치된 상태에서 원심분리용기(10)를 회전시키면, 도 4와 같이, 혈액을 구성하는 각 성분의 밀도 차에 의해 각 성분 간의 층간 분리가 이루어지는 바, 이때 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 제1특정성분(A)은 원심분리용기(10)의 회전 중심을 기준으로 가장 바깥쪽인 제2가변체적공간(201)에 배치될 수 있고, 혈액의 성분 중에서 두번째로 무거운 경계층(B)은 제1특정성분(A)의 내측(원심분리용기(10)의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있고, 혈액의 성분 중 가장 가벼운 제2특성성분은 경계층(B)의 내측(원심분리용기(10)의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있다.

참고로, 상기 제1특정성분(A)은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 적혈구를 포함할 수 있고, 상기 경계층(B)은 버피코트(buffy coat)를 포함할 수 있고, 상기 제2특정성분(C)은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가벼운 혈장을 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명에서 버피코트(buffy coat)라 함은, 혈액을 원심 침전시키면 최상층의 혈장부분(제2특정성분)과 최하층의 적혈구층(제1특정성분)의 경계에 혈소판과 백혈구로 형성된 흰색의 얇은 층으로 구분되는 경계층을 의미한다. 이 경계층 중에서도 상부에는 혈소판, 하부에는 백혈구로 되어 있으며 백혈구층에는 비중이 작은 적혈구도 섞여 있으므로 다소 붉은색을 띌 수 있다.

다음, 도 5와 같이, 상기 제1가변체적공간(101) 및 제2가변체적공간(201)의 체적을 서로 가변시켜 경계층(B)을 노즐(111) 측으로 이동시킨다. 일 예로, 상기 제2용기부(210)의 제2플런저(220)를 가압함으로써 경계층(B)을 노즐(111) 측으로 이동시킬 수 있다. 경우에 따라서는 제1용기부의 제1플런저를 조작함으로써 경계층이 노즐 측으로 이동되도록 하는 것도 가능하다.

참고로, 상기 경계층은 제1특정성분 및 제2특정성분과 달리 매우 얇은 두께로 형성되기 때문에, 육안으로 경계층의 두께를 정확히 확인하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 상대적으로 좁은 직경을 갖는 노즐(111) 측으로 경계층(B)을 이동시킴으로써, 경계층(B)의 두께를 인위적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 노즐(111) 측으로 이동하는 경계층(B)을 육안으로 쉽게 확인할 수 있다.

더욱이, 상기 제2용기부(210)의 일단은 노즐(111)로 갈수록 점진적으로 작은 직경을 갖도록 형성되기 때문에, 경계층(B)은 제2용기부(210)의 일단을 따라 노즐(111)측으로 이동하면서 점진적으로 두께가 증가될 수 있다.

참고로, 본 발명의 실시예에서는, 처리대상물이 원심분리됨에 따라 제2용기부(210)의 내부에 경계층(B)이 형성되고, 경계층(B)이 노즐(111) 측으로 상부 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 처리대상물이 원심분리됨에 따라 제1용기부 내부에 경계층이 형성되고, 경계층이 노즐 측으로 하부 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.

아울러, 전술한 원심분리시에는 플런저바디(122)에 일체로 연결된 플런저핸들(126)이 가이드슬롯(112)의 내벽면에 형성된 구속홈(114)에 수용됨으로써, 제1용기부(110)에 대한 플런저(120)의 이동이 구속될 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면, 상기 경계층이 노즐(111)을 통과하는 동안 경계층을 센싱하는 센싱부(300)를 포함할 수 있으며, 상기 센싱부(300)가 센싱한 센싱값에 따라 제1가변체적공간(101)에 배치되는 경계층 성분의 성분비를 조절할 수 있다.

참고로, 본 발명에서 경계층을 센싱한다 함은, 통상의 카메라, 초음파, 레이저 등을 이용하여 경계층 성분의 크기, 밀도, 색상 등과 같은 경계층 성분의 특성을 센싱하는 것으로 이해될 수 있다. 이하에서는 경계층을 센싱하는 단계에서 노즐(111)을 통과하는 경계층 성분의 크기를 센싱하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.

전술한 바와 같이, 원심분리된 혈액의 경우, 버피코트를 형성하는 경계층 성분은 회전 중심으로부터 먼 부위부터 큰 백혈구, 작은 백혈구, 큰 혈소판, 작은 혈소판의 순서대로 배열될 수 있다. 경계층을 센싱함으로써 혈소판과 백혈구의 경계를 센싱하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 큰 혈소판과 작은 혈소판의 경계를 센싱하는 것이 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 경계층을 센싱하여 요구되는 조건에 따라 제1가변체적공간(101)에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비를 조절하는 것이 가능하다. 특히, 최근에는 PRP(platelet rich plasma)의 특성이 백혈구의 유무에 따라 크게 좌우되는 것으로 알려져 있으며, 요구되는 상황에 따라 leukocyte poor PRP 또는 leukocyte rich PRP를 제조하는 것이 가능하다.

다음, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 경계층이 노즐(111)을 통과하는 통과량에 대응하여 노즐(111)을 차단한다. 상기 노즐(111)을 차단함에 따라, 제1가변체적공간(101)에는 제2특정성분, 및 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 적어도 일부가 배치되되, 상기 제1가변체적공간(101)에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비는 노즐(111) 차단에 의해 선택적으로 조절될 수 있다.

즉, 상기 경계층을 노즐(111) 측으로 이동시킴에 따라, 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 상대적으로 밀도가 낮은 제1경계층 성분(B-1)(혈소판)은 상대적으로 밀도가 높은 제2경계층 성분(B-2)(백혈구)보다 먼저 노즐(111)을 통과할 수 있는 바, 제1경계층 성분(B-1)만이 노즐(111)을 통과한 상태에서 노즐(111)을 차단(도 7 참조)하거나, 제1경계층 성분(B-1) 및 제2경계층 성분(B-2)이 모두 노즐(111)을 통과한 상태에서 노즐(111)을 차단(도 8 참조)함에 따라, 제1가변체적공간(101)에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 혈액인 경우, 상기 노즐(111)이 차단된 후, 제1가변체적공간(101)에는 혈소판만이 단독적으로 배치되거나, 혈소판 및 백혈구가 함께 배치될 수 있다.

다음, 도 9와 같이, 상기 원심분리용기(10)를 흔들어 제1가변체적공간(101)에 배치된 경계층 성분(제1경계층 성분 및 제2경계층 성분 중 적어도 어느 하나)을 재부유(resuspension)시킬 수 있다.

참고로, 상기 원심분리 상태 및 노즐(111) 차단 상태에서 노즐차단부재(230)에 형성된 진입구(232)는 통상의 폐쇄기구(obturator)(미도시)에 의해 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.

다음, 도 10과 같이, 진입부재(400)를 이용하여 제1가변체적공간(101) 내부의 제2특정성분(C) 및 경계층 성분을 외부로 추출할 수 있다.

상기 진입부재(400)의 선단은 진입구(232)가 개방된 상태에서 진입구(232)의 외부에서부터 진입구(232)를 통해 노즐(111)을 거쳐 제1가변체적공간(101)의 내부로 진입될 수 있으며, 상기 진입부재(400)를 통해 제2특정성분(C) 및 경계층 성분이 외부로 추출될 수 있다.

상기 진입부재(400)로서는 스파이날니들(Spinal neddle)과 같은 통상의 천자침(puncture needle) 또는 유사한 기구가 사용될 수 있으며, 진입부재(400)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

한편, 경우에 따라서는 제1가변체적공간에 배치된 경계층 성분을 재부유시키기 전에 제1가변체적공간에서 제2특정성분(C)만을 추출하여 제2특정성분(C)에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절하는 것도 가능하다.

도 11을 참조하면, 제1가변체적공간(101)에 배치된 경계층 성분을 재부유시키기 전에 진입부재(400)를 이용하여 제1가변체적공간(101)에서 제2특정성분(C)만을 추출함으로써, 제2특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절할 수 있다. 특히, 혈액의 경우 진입부재(400)를 이용하여 혈장을 적당량 제거하여 PRP의 농축도를 조절할 수 있다.

전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 단 한번의 원심분리공정이 수행된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1가변체적공간에 제2특정성분 및 경계층 성분이 배치된 상태에서 노즐을 차단한 후, 제2원심분리를 수행할 수 있다. 제2원심분리가 수행된 후에는 노즐을 개방시켜 제1가변체적공간에서 제2특정성분을 제2가변체적공간으로 보낸 후, 다시 노즐을 차단하여 제1가변체적공간상에 경계층 성분만이 잔류하도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 원심분리방법에 사용되는 원심분리용기를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 원심분리용기(10)에는 제1가변체적공간(101)과 연통되는 주입구(105)가 형성될 수 있고, 상기 주입구(105)는 개폐수단에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

일 예로, 상기 주입구(105)는 일단에서 타단으로 갈수록 점진적으로 축소된 직경을 갖는 제1용기부(110)의 콘부(cone portion)에 형성될 수 있으며, 상기 주입구(105)를 통해 혈액을 직접 채혈하는 것이 가능하다.

상기 개폐수단은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 주입구(105)를 개폐하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 개폐수단은 원심분리 압력을 견딜 수 있도록 슬라이딩 방식으로 주입구(105)를 개폐하는 슬라이딩부재(107)를 포함할 수 있다. 이를 위해 제1용기부(110)의 외면에는 가이드레일(106)이 형성될 수 있으며, 상기 개폐수단(107)은 가이드레일(106)을 따라 직선 이동하며 선택적으로 주입구(105)를 개폐할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원심분리용기(10)는 2개 이상의 용기 또는 부재를 결합한 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 도 14를 참조하면, 원심분리용기(10)를 구성하는 제1용기부(110) 및 제2용기부(210')는 분리 가능한 구조로 제공될 수 있으며, 원심분리가 완료된 후 제2용기부(210')는 제1용기부(110)로부터 분리될 수 있다.

도 15 내지 도 18은 본 발명에 따른 원심분리방법으로서, 개폐수단의 다른예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 제1가변체적공간(101)을 갖는 제1용기부(110) 및 제2가변체적공간(201)을 갖는 제2용기부(120)가 단 하나의 용기 형태로 일체로 연결된 원심분리용기(10)의 용기몸체(100)에는, 상기 제1가변체적공간(101)과 연통되는 주입구(105)가 형성될 수 있고, 상기 주입구(105)는 개폐수단(107)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있되, 용기몸체(100)에는 밸브수용부(510)가 제공될 수 있고, 상기 개폐수단으로서는 밸브부재(520)가 사용될 수 있다.

상기 밸브수용부(510)는 제1용기부(110)의 콘부(cone portion)의 외면에 주입구(105)와 연통되게 형성될 수 있으며, 상기 밸브수용부(510)의 일측에는 외부연결구(512)가 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 주입구(105)와 외부연결구(512)는 대략 90도 각도로 배치될 수 있으나, 주입구(105)와 외부연결구(512)의 각도는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경될 수 있다.

상기 외부연결구(512)에는 튜브, 주사기 등과 같은 외부 기재가 연결될 수 있으며, 미사용시에는 외부연결구(512)가 별도의 차단부재(530)에 의해 차단될 수 있다.

상기 밸브부재(520)는 밸브수용부(512)에 회전 가능하게 수용되며, 밸브부재(520)의 내부에는 주입구(205)와 외부연결구(512)를 연결하기 위한 연결유로(522)가 형성된다. 상기 연결유로(522)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 연결유로(522)는 대략 "L"자 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 밸브부재(520)에는 회전조작부(524)가 형성될 수 있으며, 사용자는 회전조작부(524)를 조작하여 밸브부재(520)를 회전시킬 수 있다.

상기 밸브부재(520)는 연결유로(522)가 주입구(105)와 외부연결구(512)를 연결하는 개방위치, 및 주입구(105)와 외부연결구(512)를 차단하는 차단위치로 회전할 수 있다.

도 17을 참조하면, 상기 밸브부재(520)가 차단위치로 회전한 상태에서 연결유로(522)는 주입구(105)와 외부연결구(512)를 연결하지 않은 상태, 다시 말해서, 연결유로(522)의 양단 중 적어도 일단이 밸브수용부(510)의 내면에 막힌 상태로 배치되며, 이 경우 주입구(105)는 외부와의 연결이 차단될 수 있다.

도 18을 참조하면, 상기 밸브부재(520)가 개방위치로 회전한 상태에서 연결유로(522)는 주입구(105)와 외부연결구(512)를 연결한 상태, 다시 말해서, 연결유로(522)의 일단은 주입구(105)에 연결되고 타단은 외부연결구(512)에 연결된 상태로 배치되며, 이 경우 주입구(105)는 외부연결구(512)를 통해 외부에 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 원심분리용기 100 : 용기몸체
101 : 제1가변체적공간 110 : 제1용기부
111 : 노즐 120 : 제1플런저
201 : 제2가변체적공간 210 : 제2용기부
220 : 제2플런저 230 : 노즐차단부재
232 : 진입구 300 : 센싱부
400 : 진입부재

Claims (15)

1. 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법에 있어서,
   상부 일측에는 제1가변체적공간이 제공되고, 하부 타측에는 제2가변체적공간이 제공되며, 상기 제1가변체적공간 및 상기 제2가변체적공간을 연결하는 노즐이 형성된 원심분리용기를 제공하는 단계;
   상기 원심분리용기는 상기 제2가변체적공간의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되는 제2플런저, 및 상기 제2플런저의 중심을 길이방향으로 관통하여 제공되며 상기 제2플런저와 이동과 별개로 상기 제2플런저 상에서 직선 이동 가능하게 제공되어 상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재를 포함하고,
   상기 원심분리용기의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계;
   상기 제2가변체적공간이 바깥쪽을 향하도록 하여 상기 처리대상물을 원심분리하여 상기 처리대상물을 아래에서부터 제1특정성분, 경계층 및 제2특정성분으로 층간 분리하는 단계;
   상기 제1가변체적공간 또는 상기 제2가변체적공간의 체적을 가변시켜 상기 경계층을 상기 노즐 측으로 이동시키는 단계;
   상기 경계층이 상기 노즐을 통과하는 통과량에 대응하여 상기 노즐을 차단하는 단계;
   상기 노즐이 차단한 상태에서 상기 제1가변체적공간 및 상기 노즐 내부에 잔류하는 성분을 혼합하기 위해 재부유하는 단계; 및
   상기 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 상기 제1가변체적공간 내에서 재부유된 목적성분을 추출하는 단계;를 포함하고,
   상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 상기 노즐차단부재의 단부는 기본적으로 밀폐 상태를 유지하여 상기 원심분리를 수행하는 과정에서 원심력의 방향으로 이동하는 상기 처리대상물이 상기 노즐차단부재 내부로 유입하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 노즐이 차단한 상태에서 상기 재부유하는 단계 이전에,
   상기 노즐이 차단한 상태에서 상기 제1가변체적공간이 바깥쪽을 향하도록 하여 상기 제1가변체적공간 및 상기 노즐 내부에 잔류하는 성분을 2차 원심분리하는 단계; 및
   상기 2차 원심분리하는 단계에 의해서 상기 노즐 내부에 잔류하는 상기 경계층의 성분은 상기 제1가변체적공간의 제1플런저 상에 위치하고, 상기 제2특정성분은 상기 경계층의 성분 위에 위치하게 되고,
   상기 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 상기 제1가변체적공간 내의 상기 제2특정성분만 부분적으로 추출하는 단계;를 더 포함하며,
   추출되는 상기 제2특정성분의 양을 조절하여 상기 목적성분 내의 상기 경계층의 성분의 농축도를 조절하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 경계층을 상기 노즐 측으로 이동시키는 단계에서,
   상기 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 상대적으로 밀도가 낮은 제1경계층 성분은 상대적으로 밀도가 높은 제2경계층 성분보다 먼저 상기 노즐을 통과하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 노즐을 차단하는 단계에서는,
   상기 제1경계층 성분 및 상기 제2경계층 성분이 모두 상기 노즐을 통과한 상태에서 상기 노즐이 차단되는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 처리대상물이 혈액 및 골수를 포함하는 체액인 경우,
   상기 제1특정성분은 적혈구를 포함하고, 상기 제2특정성분은 혈장을 포함하며, 상기 경계층 성분은 버피코트(buffy coat)를 형성하는 혈소판 및 백혈구를 포함하되,
   상기 노즐이 차단된 후, 상기 제1가변체적공간에는 상기 혈소판만이 단독적으로 배치되거나, 상기 혈소판 및 상기 백혈구가 함께 배치 가능한 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 노즐을 통과하는 상기 경계층을 센싱하는 단계를 더 포함하고,
   상기 센싱값에 따라 상기 제1가변체적공간에 배치되는 상기 경계층 성분의 성분비를 조절 가능한 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 경계층을 센싱하는 단계에서는,
   상기 노즐을 통과하는 상기 경계층 성분의 크기를 센싱하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 원심분리용기는,
   일단에 상기 제1가변체적공간이 제공되고, 타단에는 상기 제2가변체적공간이 제공되며, 상기 제1가변체적공간 및 상기 제2가변체적공간을 연결하는 노즐이 형성된 용기몸체; 및
   상기 제1가변체적공간의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되는 제1플런저;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 용기몸체에는 제1가변체적공간과 연통되는 주입구가 형성되고,
   상기 주입구를 선택적으로 개폐하는 개폐수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 용기몸체에는 상기 주입구와 연결되는 밸브수용부가 제공되되, 상기 밸브수용부의 일측에는 외부연결구가 형성되고,
    개폐수단은 상기 밸브수용부에 회전 가능하게 수용되며 내부에 연결유로가 형성된 밸브부재를 포함하고,
    상기 밸브부재는 상기 연결유로가 상기 주입구와 상기 외부연결구를 연결하는 개방위치, 및 상기 주입구와 상기 외부연결구를 차단하는 차단위치로 회전하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
11. 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리용기에 있어서,
    상부 일측에 제공되는 제1가변체적공간, 하부 타측에 제공되는 제2가변체적공간, 및 상기 제1가변체적공간와 상기 제2가변체적공간을 연결하는 노즐을 포함하는 용기몸체;
    상기 제2가변체적공간의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되는 제2플런저; 및
    상기 제2플런저의 중심을 길이방향으로 관통하여 제공되며 상기 제2플런저와 이동과 별개로 상기 제2플런저 상에서 직선 이동 가능하게 제공되어 상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재;를 포함하고,
    상기 노즐차단부재의 단부는 기본적으로 밀폐 상태를 유지하여, 상기 제2가변체적공간이 바깥쪽을 향한 상태로 원심분리를 수행하는 과정에서 원심력의 방향으로 이동하는 처리대상물이 상기 노즐차단부재 내부로 유입하는 것을 차단하며,
    상기 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 상기 제1가변체적공간 내에서 부유된 목적성분을 추출 가능한 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
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