KR101953868B1

KR101953868B1 - 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트

Info

Publication number: KR101953868B1
Application number: KR1020170090098A
Authority: KR
Inventors: 신현순
Original assignee: 신현순
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2019-03-04
Also published as: KR20190008582A

Abstract

본 발명은 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료의 채취는 물론 채취된 그 시료를 별도로 옮겨 담을 필요없이 원심분리용기로 동시 활용할 수 있도록 한 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 원심분리기의 로터 선단에 구비된 버킷에 거치고정되는 컨테이너; 시료채취의 도구로 사용 가능한 한편, 상기 컨테이너에 수용장착됨으로써 상기 버킷 선회운동시의 원심력에 의해 내부에 담긴 시료가 성분별로 농축되도록 한 원심분리용기로 동시 활용되는 실린지; 및, 상기 실린지 내부에 구비되고, 원심분리시의 성분별 밀도차에 의거 각 성분의 경계에 위치하도록 상기 실린지의 길이방향을 따라 이동하는 플로터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트{CENTRIFUGATION-KIT FOR DIVIDE EXTRACTION EASY BY INGREDIENT SPECIFIC AND GRAB OF SAMPLE}

본 발명은 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료의 채취는 물론 채취된 그 시료를 별도로 옮겨 담을 필요없이 원심분리용기로 동시 활용할 수 있도록 한 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트에 관한 것이다.

부유물(floating material, 浮遊物)이 있는 현탁액(suspension, 縣濁滅)을 가만히 두면 밀도가 높은 물질은 중력의 영향으로 서서히 바닥으로 가라앉고 밀도가 낮은 물질은 서서히 상층부로 이동하게 되는데 이런 과정을 침전(sediment, 沈澱)이라 한다.

이렇듯, 밀도차가 나는 물질이 섞이면 침전현상이 발생하게 되고 시간이 지나면 혼합물을 밀도차에 따라 분리해 낼 수 있다. 즉, 혼합물끼리의 밀도차는 중력이 강해질수록 커지므로 인위적으로 중력을 높이면 침전현상을 가속할 수 있다. 따라서, 중력 대신 원심력을 이용하면 쉽게 침전현상을 가속시킬 수 있는데 이런 과정을 원심분리(centrifugation, 遠心分離)라 한다.

이와 관련하여, 상술한 원심분리의 원리를 이용해 성분이나 비중(밀도차)이 다른 물질을 분리, 정제, 농축하는데 쓰이는 기기인 원심분리기(centrifugal separator, 遠心分離機)는 그 사용목적에 따라 의료용, 폐수처리용, 우라늄농축용, 생산용, 실험용으로 분리될 수 있다.

이 중에서, 의료용 원심분리기는 혈액, 뇨, 타액 등의 분석을 위한 구성성분 분리의 목적도 있지만 혈소판풍부혈장 추출 등의 목적으로도 사용한다. 여기서, 상기 혈소판풍부혈장(platelet-rich plasma; PRP)은 골수나 혈액과 같은 복합유체(이하 "시료"라 함)의 원심분리로 얻을 수 있으며, 일반 골수나 혈액보다 혈소판이 풍부한 고농축(highly enrichment, 高濃縮) 혈장 성분을 의미하는바, 여러 성장인자들을 함유하고 있어 상처치유와 손상부위를 재생 재건하는 작용을 한다. 가령, 인대(靭帶)·연골 등의 손상부위에 주사하여 손상된 부분을 재건시킬 목적으로 사용되며, 자신의 골수 또는 혈액을 사용하는 것이므로 부작용이 없고 치료효과도 빠르다.

한편, 앞서 설명한 원심분리기는, 원심분리의 대상이 되는 시료의 양, 회전 속도, 로터(rotor)의 유형 등에 따라 여러 가지 형태로 구분되며, 상기 로터 회전운동의 원심력으로 시료의 구성성분들을 성분별로 분리 회수하기 위한 원심분리용기를 구비한다.

이러한 기술적 사상을 기반으로, 대한민국 공개특허공보 제10-2007-0026316호를 통해, 유체성 생물학적 물질을 원심분리 및 처리하기 위한 일회용 용기가 개시된바 있긴 하나, 용기 내에 원심분리된 성분들 중 특정성분만을 선택적으로 추출함에 있어서, 덮개로부터 이어져 용기 내 바닥까지 이르도록 단순 구비된 제3캐놀라(호스)에 주삿바늘을 꽂아 성분을 흡입추출하는 과정에 의거 원심분리된 성분들이 상기 용기 내부의 한 공간(chamber)에 다층을 이루는 관계상, 주사기를 이용한 흡입추출(흡입) 도중의 용기 내 시료 함량변화(시료 담수위 저하)로 인해 원심분리되어 있던 성분들이 다시 혼합되는 현상이 유발되며 그 상태로 추출될 수밖에 없기 때문에 특정성분만 완벽히 추출하는데 한계가 뒤따랐다.

또한, 상기 주사기 등과 같은 별도의 채취도구를 이용해야만 시료를 채취할 수 있는바, 이러한 과정수행에 따른 작업효율 저하의 문제점은 차치하더라도 시료를 용기에 옮겨 담는 과정에서 공기중에 떠도는 미세먼지와 같은 불순물이 섞이는 등 시료 오염의 문제가 있어 왔다.

대한민국 공개특허공보 제10-2007-0026316호(공개일자 : 2007. 03. 08.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조적 개선을 통해, 시료 채취도구로 사용함에 더해 채취된 시료를 원심분리용기로 즉시 활용이 가능할 수 있도록 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 성분별 밀도차에 의거 각 성분의 경계에 위치하도록 챔버(chamber)의 길이방향을 따라 이동하는 플로터의 구비를 통해, 시료의 성분별 농축상태가 온전히 유지되도록 하여 특성성분의 추출이 수월하고 완벽할 수 있도록 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 원심분리기의 로터 선단에 구비된 버킷에 거치고정되는 컨테이너; 시료채취의 도구로 사용 가능한 한편, 상기 컨테이너에 수용장착됨으로써 상기 버킷 선회운동시의 원심력에 의해 내부에 담긴 시료가 성분별로 농축되도록 한 원심분리용기로 동시 활용되는 실린지; 및, 상기 실린지 내부에 구비되고, 원심분리시의 성분별 밀도차에 의거 각 성분의 경계에 위치하도록 상기 실린지의 길이방향을 따라 이동하는 플로터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨테이너는, 상기 실린지의 대부분이 내재수용되는 수용공간을 가진 상단개구형의 통체부, 상기 통체부 상단에 원판형으로 확장형성되어 상기 버킷 상에 거치되는 플랜지부로 이루어지되, 상기한 통체부는, 상기 플랜지부의 정중앙이 아닌 일측으로 편중되고, 상기 플랜지부의 면적이 넓은 부위의 하측에는, 상기 통체부의 편중을 감안한 무게중심의 균형맞춤과 더불어 원심분리시 수평에 가깝게 기운 상태로 선회운동을 이루도록 하는 무게중심의 이동을 위한 웨이트부가 형성된다.

더하여, 상기 실린지는, 적당량의 시료를 담아둘 수 있고 그 시료가 원심분리시 밀도차에 의해 성분별로 농축되는 챔버가 내부에 마련된 원통형의 외통, 상기 외통 내부로 일부 삽입된 상태로 구비됨으로써 상기 챔버가 밀폐되도록 하는 한편 외측으로 잡아당기거나 내측으로 밀어넣는 진퇴작용을 통한 상기 챔버 내 압력편차 유발을 통해 시료의 채취 또는 상기 챔버에 저장된 시료의 배출이 가능토록 한 밀대로 구성되되, 상기 밀대의 하말단에는, 상기 챔버로의 시료 주입 및 배출 그리고 상기 플로터의 이동범위를 제한하는 피스톤이 분리 가능한 상태로 조립결합되되, 상기 피스톤의 나사식 체결을 위한 암나사산을 가진 홀더부가 하단 중앙부에 형성되며, 상기 피스톤은, 상기 챔버의 내둘레면에 테두리부위가 밀착되는 원판형의 고무패킹이되, 상기 고무패킹의 중앙 하측으로는 상기 플로터 밀착시의 완충 및 외부로 배출시킬 시료를 원활히 밀어내도록 한 반구형의 벌브가 일체로 돌출형성되고, 상기 고무패킹에는, 상기 홀더부에 나사식 체결을 이루는 체결스크루가 일체로 구비되되, 수나사산이 형성된 스크루부가 상기 고무패킹의 상단 중앙부로부터 소정길이 돌출되고, 원판형의 두부는 상기 고무패킹의 내측으로 삽입구속된 상태이며, 상기 외통의 하말단에는, 주삿바늘의 구비결합을 위한 니들허브가 하말단으로부터 연장형성되고, 상기 니들허브에는 개구부 밀폐에 필요한 마감캡이 조립되고, 상기 외통의 최상단에는, 상기 밀대를 누를 때 지지대의 역할을 하는 핑거플랜지가 확장형성된다.

또한, 상기 플로터는, 상기 실린지 내부공간을 복수로 구획하되 원심분리시 밀도가 높은 성분이 통과하여 상기 실린지 내부공간 하측으로 침전될 수 있도록 한 하나 또는 그 이상의 통공이 중앙부에 관통형성되고, 상기 실린지 내부공간 바닥면과의 틈이 형성되도록 하여, 원심분리시 상기 실린지 내부공간 하측으로 밀도가 높은 성분의 침전이 용이토록 한 복수의 발판이 저면으로부터 돌출형성되며, 상기 통공 상측의 상면 중앙부에는, 상기 통공을 통한 성분의 침전은 용이한 반면 침전성분의 역류는 억제하는 둔턱부가 돌출형성된다.

더하여, 상기 컨테이너와 상기 실린지 상호 간의 조립결합을 위해, 상기 컨테이너의 내둘레면에는 암나사부가 형성되고, 상기 실린지의 외둘레면에는 상기 암나사부에 대응하여 나사식 체결을 이루는 수나사부가 형성된다.

또한, 상기 플로터는, 상측으로 연이어진 둘레단부가 상부로 갈수록 직경이 커져 단면으로 보았을 때 상부측으로 경사지도록 형성된 바스켓 형태를 이루고, 상기 실린지 내면과의 접촉면적 최소화를 통한 이동마찰 감소로 부력이 향상되도록 하는 돌기부가 둘레단부의 상끝단 외면으로부터 돌출형성된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트는, 시료채취용 도구로의 사용은 물론이거니와 시료(혈액 또는 골수 등)의 성분별 농축(분리)을 위한 원심분리용기로의 원스텝(one step) 활용이 가능함으로써, 원심분리용기에 시료를 옮겨 담는 과정에서의 시료 오염의 문제를 단번에 해소하는 한편 공정단축에 따른 작업효율 향상의 효과를 가져다준다.

또한, 원심분리시 성분별로 다층 분리되는 시료 구성성분들의 밀도차에 의거 각 성분의 경계로 이동배치되는 플로터에 의해, 성분분리의 정밀도가 크게 향상되는 효과를 거둘 수 있고 아울러 특정성분을 추출하는 과정에서의 다른 성분의 혼합이 방지됨으로써 성분추출의 공정이 보다 수월하면서도 더욱 완벽하게 되는 효과가 있다.

이와 함께, 앞서 설명한 각종 효과의 달성으로, 자가혈치료술 및 자가골수치료술 등에 사용되는 혈소판풍부혈장과 같은 혈액 또는 골수 내 특정성분의 분리 및 이렇게 분리된 특정성분을 이용한 치료효과를 높이는 등의 의학적 성과를 거둘 수 있음은 물론 관련 의료산업분야의 발전에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1(a)(b)는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 외부구조를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 구성관계를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 내부구조를 나타낸 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 장착 예를 나타낸 사용상태도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트에 있어서, 플로터의 다른 구성관계를 나타낸 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 다른 구성관계를 나타낸 단면도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 실시 예를 나타낸 원심분리기 로터의 작동예시도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 1(a)(b)는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 외부구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 구성관계를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 내부구조를 나타낸 단면도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 장착 예를 나타낸 사용상태도이며, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트에 있어서 플로터의 다른 구성관계를 나타낸 단면도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 다른 구성관계를 나타낸 단면도이며, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트의 실시 예를 나타낸 원심분리기 로터의 작동예시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트(A)는, 원심분리기 로터의 버킷에 거치고정되는 컨테이너(1)와, 시료채취의 도구로 사용 가능한 한편 상기 컨테이너(1)에 수용장착됨으로써 상기 버킷 선회운동시의 원심력에 의해 내부에 담긴 시료가 성분별로 농축되도록 한 원심분리용기로 동시 활용되는 실린지(2)와, 상기 실린지(2) 내부에 구비되고 원심분리시의 성분별 밀도차에 의거 각 성분의 경계에 위치하도록 실린지(2)의 길이방향을 따라 이동하는 플로터(3)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기한 원심분리기(900)는, 혈액으로부터 혈구와 혈장을 분리하거나 또는 골수로부터 줄기세포를 분리하는 등 복합유체로부터 특정성분만을 분리 및 회수할 목적으로 사용하는 기기로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 장치구동시 수평회전하는 로터(rotor, 910)가 내부에 설치되고, 상기 로터(910)에는 본 발명의 원심분리키트(A) 수용장착 및 그 상태로의 로터(910) 회전시 더불어 선회운동(a rotating movement, 旋回運動)을 하는 버킷(bucket, 911)이 다수 구비되어 있다.

또한, 상기 버킷(911)에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 컨테이너(1) 내부를 들여다 볼 수 있는 투시홀(911-1)이 둘레 일부위에 관통형성되고, 상기 로터(910) 회전시의 원심분리키트(A) 유동방지를 위한 돌출단(911-2)이 상단 내면으로부터 수평돌출됨이 바람직하다.

그리고, 상기 돌출단(911-2)에는, 차후 후술할 상기 컨테이너(1)의 플랜지부 저면에 돌출된 결속돌기의 끼워 맞춤을 위한 하나 또는 그 이상의 결속홈(911-21)이 절개형성됨이 바람직하다.

컨테이너(container, 1)는, 상기 로터(910) 선단에 구비된 버킷(911)에 상기 실린지(2)의 수용장착이 용이토록 함에 더해 상기 버킷(911)의 선회운동시 실린지(2)에 부여되는 원심력 극대화를 위한 것으로, 상기 실린지(2) 대부분이 내재수용되는 수용공간(11a)을 가진 상단개구형의 통체부(11)와, 상기 통체부(11) 상단에 원판형으로 확장형성됨으로써 상기 버킷(911) 상에 거치되는 플랜지부(12)로 이루어진다.

상기 통체부(11)에는, 차후 후술할 상기 실린지(2)의 외통 외둘레면에 형성된 수나사부에 나사식 체결을 이루는 암나사부(111)가 외둘레면 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기한 통체부(11)는 플랜지부(12)의 정중앙이 아닌 일측으로 편중되는바, 이에 따라 플랜지부(12)의 면적이 넓은 부위의 하측에는 무게중심의 균형맞춤과 더불어 상기 로터(910)의 수평회전시 상기 통체부(11)가 버킷(911)과 함께 수평에 가깝게 기운 상태로 선회운동을 이루도록 하는 무게중심의 이동을 위한 웨이트부(121)가 형성되어 있다. 이로써, 상기 원심분리기(900) 구동시 로터(910)의 수평회전 원심력에 의한 시료의 성분분리(원심분리) 효율이 크게 향상될 수 있다.

더하여, 상기 웨이트부(121)와 대향하는 상기 플랜지부(12)의 면적이 좁은 부위의 하측에는, 상기 버킷(911)의 돌출단(911-2)에 형성된 상기 결속홈(911-21)에 삽입되는 하나 또는 그 이상의 결속돌기(122)가 미리 정한 위치로부터 돌출형성됨이 바람직하다.

실린지(syringe, 2)는, 원심분리의 대상이 되는 시료의 채취(저장) 및 성분별 분리를 위한 것으로, 주사기와 동일 또는 유사한 구조를 이룸으로써, 적당량의 시료를 담아둘 수 있고 그 시료가 원심분리시 밀도차에 의해 성분별로 농축되는 챔버(chamber, 21a)가 내부에 마련된 원통형의 외통(21)과, 상기 외통(21) 내부로 일부 삽입된 상태로 구비됨으로써 상기 챔버(21a)가 밀폐되도록 하는 한편 외측으로 잡아당기거나 내측으로 밀어넣는 진퇴작용을 통한 챔버(21a)의 압력편차 유발을 통해 환자로부터 혈액 또는 골수를 취하는 등 시료의 채취 또는 상기 챔버(21a)에 저장된 시료의 배출이 가능토록 한 밀대(22)로 구성된다.

상기 외통(21)의 하말단에는, 환자로부터 적당량의 시료를 채취하는데 사용하는 주삿바늘의 구비결합을 위한 니들허브(needle hub, 211)가 연장형성되고, 그 니들허브(211)에는 개구부 밀폐에 필요한 마감캡(211-1)이 더 조립됨이 바람직하다.

또한, 최상단에는 사용자가 엄지손가락으로 상기 밀대(22)를 누를 때 둘째손가락과 가운데손가락을 받쳐주는 지지대의 역할을 하는 핑거플랜지(212)가 확장형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 외통(21)의 외둘레면에는, 상기 컨테이너(1)의 통체부(11) 내둘레면에 형성된 상기 암나사부(111)에 대응하여 나사식 체결을 이루는 수나사부(213)가 형성되어 있다.

상기 밀대(22)의 하말단에는, 상기 챔버(21a)로의 시료 주입 및 그 시료의 배출 그리고 원심분리시 챔버(21a)의 길이방향을 따라 이동하게 된 상기 플로터(3)의 그 이동범위를 제한하는 피스톤(221)이 분리 가능한 상태로 조립결합되는바, 상기 피스톤(221)의 나사식 체결을 위한 암나사산을 가진 홀더부(22-1)가 하단 중앙부에 형성된다.

상기 피스톤(221)은, 챔버(21a)의 내둘레면에 테두리부위가 밀착되는 원판형의 고무패킹(221-1)이되, 그 중앙 하측으로는 상기 플로터(3) 밀착시의 완충은 물론 상기 니들허브(211) 외부로 배출시킬 시료를 원활히 밀어내도록 한 반구형의 벌브(221-11)가 일체로 돌출형성된다.

또한, 상기 고무패킹(221-1)에는, 상기 밀대(22) 하단 중앙부의 홀더부(22-1)에 나사식 체결을 이루는 체결스크루(221-2)가 일체로 구비되는바, 수나사산이 형성된 스크루부(221-21)가 고무패킹(221-1)의 상단 중앙부로부터 소정길이 돌출되고 원판형의 두부(頭部, 221-22)는 고무패킹(22-1)의 내측으로 삽입구속된 상태인 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 상기 피스톤(221)의 분해조립구조 채택은, 본 발명의 원심분리키트(A)를 상기 원심분리기(900) 로터(910)의 버킷(911)에 장착시킨 상태로의 원심분리 공정수행시 상기 밀대(22)의 생략(분리)를 통해 원활한 원심분리 공정이 이루어지도록 하기 위함이다.

플로터(floater, 3)는, 상기 실린지(2)의 외통(21) 내 챔버(21a)에서 성분별로 농축분리된 시료 각 성분의 경계를 통해 침전성분과 부유성분이 서로 혼합되지 않도록 하기 위한 것으로, 상기 챔버(21a)를 복수의 공간으로 구획하되 원심분리시 밀도가 높은 성분이 통과하여 챔버(21a)의 하측으로 침전될 수 있도록 한 하나 또는 그 이상의 통공(31)이 중앙부에 관통형성되어 있다(도 3 참조).

또한, 상기 플로터(3)는 플레이트(plate) 또는 바스켓(basket)과 같이 다양한 형태일 수 있는바, 플레이트 형태로 된 제1실시 예의 경우에는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 통공(31)과 더불어, 상기 외통(21) 내 바닥면과의 충분한 틈이 형성되도록 하여 원심분리시 상기 챔버(21a) 하측으로 밀도가 높은 성분의 침전이 용이토록 한 복수의 발판(32)이 저면으로부터 돌출형성되고, 상기 통공(31) 상측의 상면 중앙부에는 통공(31)을 통한 성분의 침전은 용이한 반면 침전성분의 역류는 억제하는 둔턱부(33)가 돌출형성되며, 상기 통공(31)의 상단부에는 밀도가 높은 성분의 배출을 원활히 하는 확관부(311)가 더 형성될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 플레이트 형태로 된 제1실시 예에 따른 플로터(3)는 도 3 또는 도 7a에서와 같이 채용될 수 있다.

반면, 바스켓 형태로 된 제2실시 예에 따른 플로터(3')는, 도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상측으로 연이어진 둘레단부가 상부로 갈수록 직경이 커져 단면으로 보았을 때 상부측으로 경사지도록 형성되는바, 원심분리시 밀도가 높은 성분이 통과하는 통공(31')과 더불어, 상기 외통(21) 내 바닥면과의 충분한 틈이 형성되도록 하여 원심분리시 상기 챔버(21a) 하측으로 밀도가 높은 성분의 침전이 용이토록 한 복수의 발판(32')이 저면으로부터 돌출형성되고, 상기 통공(31') 상측의 상면 중앙부에는 통공(31')을 통한 성분의 침전은 용이한 반면 침전성분의 역류는 억제하는 둔턱부(33')가 돌출형성되며, 상기 외통(21) 내면과의 접촉면적 최소화를 통한 이동마찰 감소로 부력이 향상되도록 하는 돌기부(34)가 둘레단부의 상끝단 외면으로부터 돌출형성되고, 상기 통공(31')의 상단부에는 밀도가 높은 성분의 배출을 원활히 하는 확관부(311')가 더 형성될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 바스켓 형태로 된 제2실시 예에 따른 플로터(3')는 도 7b에서와 같이 채용될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트(A)의 작용을 다음과 같이 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 컨테이너(1)로부터 실린지(2)를 분리한 후 분리(도 2 참조)된 그 실린지(2)의 니들허브(211)에 주삿바늘(도시하지 않음)을 연결하여 통상의 주사기와 동일한 기능성을 가질 수 있도록 한다.

이로써, 상기 실린지(2)를 이용하여 환자로부터 혈액 또는 골수와 같은 시료 채취가 가능하며 그 과정으로 상기 외통(21) 내 챔버(21a)로 저장된 시료를 성분별로 농축시킬 수 있는바, 이를 위해 상기 실린지(2)의 외통(21)을 컨테이너(1)의 통체부(11) 내 수용공간(11a)으로 삽입시키고 상기 외통(21)의 외둘레면에 형성된 수나사부(213)가 상기 통체부(11)의 내둘레면에 형성된 암나사부(111)에 나사식 체결을 이루도록 함으로써, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 컨테이너(1)와 실린지(2)가 상호 일체로 조립결합된 상태가 되도록 한다.

다음으로, 도 4와 도 5 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원심분리키트(A)를 원심분리기(900)의 로터(910)에 구비된 각각의 버킷(911)에 수용장착한다. 그 이전에, 상기 밀대(22)를 피스톤(221)으로부터 분리시켜 이후의 원심분리 공정이 원활토록 한다.

이어서, 상기 컨테이너(1)의 통체부(11)가 상기 버킷(911)의 내부로 수용되도록 하고 상기 컨테이너(1)의 플레이트부(12)는 버킷(911)의 상단에 거치되도록 함에 더해 상기 플레이트부(12)의 결속돌기(122)들이 버킷(911)의 돌출단(911-2)에 형성된 결속홈(911-21)들에 끼워 맞춤 되도록 함으로써 본 발명의 원심분리키트(A)가 상기 버킷(911)에 수용거치 및 거치고정된 장착상태로 로터(910)의 수평회전시 버킷(911)과 더불어 선회운동을 하고 그 선회운동시의 원심력에 의해 상기 실린지(2)의 외통(21) 내부에 담긴 시료의 구성성분들이 농축되는 원심분리공정이 이루어지는바, 이는 시료 구성성분들이 서로 다른 밀도를 가짐에 따라 가능하다.

즉, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 로터(910)의 수평회전시 발생한 원심력의 영향으로 상기 버킷(911)에 수용장착된 본 발명의 원심분리용기(A)가 수평에 가깝게 기운 상태로 버킷(911)과 함께 선회운동을 하게 되는 것이며, 이로써 상기 실린지(2)의 외통(21) 내부공간(챔버 : 21a)에 담긴 시료의 구성성분 중 밀도가 높은 성분이 하층부에 침전되고, 밀도가 낮은 성분은 상층부로 부유하게 된다.

예컨대, 혈액의 경우 상기 외통(21)의 챔버(21a) 하부에는 밀도가 높은 성분인 혈구가 농축분리되고, 상부에는 밀도가 낮은 혈장이 농축분리되는 것이다.

전술한 과정에 의거 시료가 성분별로 분리되는 도중, 각 성분의 밀도차로 인해 상기 플로터(3)가 외통(21)의 길이방향을 따라 챔버(21a)에서 이동(부양)하여 밀도가 높은 성분과 낮은 성분의 경계에 위치하게 되는바, 이는 플로터(3)(3') 중앙에 관통형성된 통공(31)(31')을 통해 밀도가 높은 성분이 배출되어 상기 챔버(21a)의 하부로 침전되는 과정에서 발생한 부력의 영향으로 가능하다.

이때, 상기 발판(32)(32')에 의해 플로터(3)(3')의 저면이 외통(21)의 바닥면에 완전밀착되지 않은 상태임에 따라 밀도가 높은 성분이 상기 통공(31)(31')을 통해 배출된 후 상기 통체부(11)의 바닥부 측으로 침전될 수 있는 것이다.

더불어, 상기 통공(31)(31') 상단의 확관부(311)(311') 형성으로 밀도가 높은 성분이 상기 통공(31)(31')을 통해 원활히 배출될 수 있으며, 바스켓 형태의 제2 실시 예에 따른 플로터(3')의 경우에는 그 둘레단부 상끝단 외면에 형성된 돌기부(34)에 의해 상기 외통(21) 내면과의 접촉면적이 최소화됨에 따른 마찰감소로 원활히 이동될 수 있는 것이다.

한편, 전술한 바와 같은 원심분리기(900) 작동에 따라 로터(910)가 회전하며, 이때의 원심력 및 상기 웨이트부(121)에 의한 컨테이너(1)의 무게중심이 외측으로 이동하거나 또는 별도의 각도유지수단(도시하지 않음)에 의해 상기한 실린지(2)의 외통(21)이 컨테이너(1)의 통체부(11) 및 버킷(911)과 더불어 일측으로 기운 상태가 되는바, 원심분리기의 작동이 중지(로터의 회전 정지)된다 하더라도 상기 각도유지수단에 의해 본 발명의 원심분리용기(A)가 기울기 각도를 그대로 유지케 된다.

즉, 지금까지와 같은 과정 설명에 의해 정해진 시간 동안 실시되는 원심분리의 공정으로 시료의 구성성분들이 상기 실린지(2)의 외통(21) 내 챔버(21a)에서 성분별로 농축분리되는 것이며, 이후 상기와 같이 분리된 시료의 각 성분들 중 특정성분을 선택적으로 추출할 수 있게 된다. 이러한 성분추출의 과정에서 상기 챔버(21a)에 담긴 시료 담수량에 변화가 생기게 되면 그 작용에 의거 밀도가 서로 다른 성분들이 혼합될 수 있는바, 이는 분리된 성분들을 경계하는 상기 플로터(3)에 의해 방지된다.

이로써 결국, 채취한 시료로부터 특정성분 예컨대, 혈소판풍부혈장의 추출이 가능한 것이며, 그렇게 추출된 혈소판풍부혈장을 환자의 환부(손상된 피부, 근육, 인대, 연골 등)에 바르거나 주입하는 것으로 손상된 부위가 재생 재건되는 치료의 효과를 거두기 위한 자가골수치료술 또는 자가혈치료술에 사용할 수 있다.

정리하자면, 본 발명에 따른 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트(A)에 의하면, 상기 실린지(2)를 이용한 시료의 채취가 가능하고 그렇게 채취된 혈액 또는 골수 등과 같은 시료를 별도의 원심분리용기 등에 옮겨 담을 필요없이 원심분리기(900)의 로터(910) 선단에 구비된 버킷(11)에 즉시 장착한 상태로 시료의 성분별 원심분리를 간단히 이룰 수 있게 되는 등 원심분리의 공정수행을 위한 작업효율의 증대효과를 거둘 수 있다.

이와 함께, 시료의 성분별 농축(분리)상태의 유지와 더불어 차후 상기 챔버(21a)로부터 특정성분을 추출하는 과정에서의 시료 저장량 변화에 따라 이미 분리된 성분들이 재혼합되려는 문제현상은, 각 분리성분의 경계에 위치하게 되는 상기 플로터(3)에 의해 미연에 차단되는 것으로 충분히 해소되는 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 원심분리키트, 1 : 컨테이너
2 : 실린지, 3, 3' : 플로터
11 : 통체부, 11a : 수용공간
12 : 플레이트부, 21 : 외통
21a : 챔버, 22 : 밀대
22-1 : 나사홀, 31, 31' : 통공
32, 32' : 발판, 33, 33' " 둔턱부
34 : 돌기부, 111 : 암나사부
121 : 웨이트부, 122 : 결속돌기
211 : 니들허브, 211-1 : 마감캡
212 : 핑거플랜지, 213 : 수나사부
221 : 피스톤, 221-1 : 고무패킹
221-2 : 체결스크루, 221-11 : 벌브
221-21 : 스크루부, 221-22 : 두부
311, 311' : 확관부

Claims

원심분리기의 로터 선단에 구비된 버킷에 거치고정되는 컨테이너;
시료채취의 도구로 사용 가능한 한편, 상기 컨테이너에 수용장착됨으로써 상기 버킷 선회운동시의 원심력에 의해 내부에 담긴 시료가 성분별로 농축되도록 한 원심분리용기로 동시 활용되는 실린지; 및,
상기 실린지 내부에 구비되고, 원심분리시의 성분별 밀도차에 의거 각 성분의 경계에 위치하도록 상기 실린지의 길이방향을 따라 이동하는 플로터;를 포함하고,
상기 컨테이너는, 상기 실린지의 대부분이 내재수용되는 수용공간을 가진 상단개구형의 통체부, 상기 통체부 상단에 원판형으로 확장형성되어 상기 버킷 상에 거치되는 플랜지부로 이루어지되,
상기 통체부는, 상기 플랜지부의 정중앙이 아닌 일측으로 편중되고,
상기 플랜지부의 면적이 넓은 부위의 하측에는, 상기 통체부의 편중을 감안한 무게중심의 균형맞춤과 더불어 원심분리시 수평에 가깝게 기운 상태로 선회운동을 이루도록 하는 무게중심의 이동을 위한 웨이트부가 형성됨을 특징으로 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트.
삭제
제1항에 있어서,
상기 실린지는, 적당량의 시료를 담아둘 수 있고 그 시료가 원심분리시 밀도차에 의해 성분별로 농축되는 챔버가 내부에 마련된 원통형의 외통, 상기 외통 내부로 일부 삽입된 상태로 구비됨으로써 상기 챔버가 밀폐되도록 하는 한편 외측으로 잡아당기거나 내측으로 밀어넣는 진퇴작용을 통한 상기 챔버 내 압력편차 유발을 통해 시료의 채취 또는 상기 챔버에 저장된 시료의 배출이 가능토록 한 밀대로 구성되되,
상기 밀대의 하말단에는, 상기 챔버로의 시료 주입 및 배출 그리고 상기 플로터의 이동범위를 제한하는 피스톤이 분리 가능한 상태로 조립결합되되, 상기 피스톤의 나사식 체결을 위한 암나사산을 가진 홀더부가 하단 중앙부에 형성되며,
상기 피스톤은, 상기 챔버의 내둘레면에 테두리부위가 밀착되는 원판형의 고무패킹이되, 상기 고무패킹의 중앙 하측으로는 상기 플로터 밀착시의 완충 및 상기 챔버 외부로 배출시킬 시료를 원활히 밀어내도록 한 반구형의 벌브가 일체로 돌출형성되고,
상기 고무패킹에는, 상기 홀더부에 나사식 체결을 이루는 체결스크루가 일체로 구비되되, 수나사산이 형성된 스크루부가 상기 고무패킹의 상단 중앙부로부터 소정길이 돌출되고, 원판형의 두부는 상기 고무패킹의 내측으로 삽입구속된 상태이며,
상기 외통의 하말단에는, 주삿바늘의 구비결합을 위한 니들허브가 하말단으로부터 연장형성되고, 상기 니들허브에는 개구부 밀폐에 필요한 마감캡이 조립되고,
상기 외통의 최상단에는, 상기 밀대를 누를 때 지지대의 역할을 하는 핑거플랜지가 확장형성됨을 특징으로 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트.
제1항에 있어서,
상기 플로터는, 상기 실린지 내부공간을 복수로 구획하되 원심분리시 밀도가 높은 성분이 통과하여 상기 실린지 내부공간 하측으로 침전될 수 있도록 한 하나 또는 그 이상의 통공이 중앙부에 관통형성되고,
상기 실린지 내부공간 바닥면과의 틈이 형성되도록 하여, 원심분리시 상기 실린지 내부공간 하측으로 밀도가 높은 성분의 침전이 용이토록 한 복수의 발판이 저면으로부터 돌출형성되며,
상기 통공 상측의 상면 중앙부에는, 상기 통공을 통한 성분의 침전은 용이한 반면 침전성분의 역류는 억제하는 둔턱부가 돌출형성됨을 특징으로 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트.
제1항에 있어서,
상기 컨테이너와 상기 실린지 상호 간의 조립결합을 위해,
상기 컨테이너의 내둘레면에는 암나사부가 형성되고,
상기 실린지의 외둘레면에는 상기 암나사부에 대응하여 나사식 체결을 이루는 수나사부가 형성됨을 특징으로 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트.
제4항에 있어서,
상기 플로터는, 상측으로 연이어진 둘레단부가 상부로 갈수록 직경이 커져 단면으로 보았을 때 상부측으로 경사지도록 형성된 바스켓 형태를 이루고,
상기 실린지 내면과의 접촉면적 최소화를 통한 이동마찰 감소로 부력이 향상되도록 하는 돌기부가 둘레단부의 상끝단 외면으로부터 돌출형성됨을 특징으로 하는 시료의 채취 및 성분별 분리가 용이한 원심분리키트.