NO761022L - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt et fluidumbehandlingssystem, nærmere bestemt et system til sentrifugalbehandling av biologiske celler, samt et apparat til behandling eller rekondisjonering av blod eller andre biologiske celler, hvori det kontinuerlig opprettholdes fluidumkommunikasjon med roterende vaskeposer uten bruk av roterende pakninger eller andre roterende koplingselementer, hvorved systemet holdes forseglet og fri for forurensning.

I de seneste år har langtidslagring av menneskeblod vært utført ved utskillelse av blodets plasmakomponent og ved ned-frysing av den resterende røde blodcellekomponent i et væske-medium, såsom glycerol. Før bruken tines de glyceroliserte røde blodceller opp, og de pumpes inn i et sentrifugerende vaske-kammer, hvor de mens de holdes på plass av sentrifugeringen vaskes med en saltløsning som fjerner glycerolkonserveringsmidlet. Det resulterende rekondisjonerte blod uttas deretter fra vaksekammeret og pakkes til bruk.

Den ovenfor beskrevne blodkondisjoneringsprosess nødvendig-gjør dels en overføring av glyceroliserte celler og saltvaske-løsning til vaskekammeret og dels en overføring av forbrukt glycerol samt rekondisjonert blod fra vaskekammeret-mens dette er i bevegelse. For å unngå forurensning av blodet eller at de personer som er involvert i behandlingsoperasjonen utsettes for infeksjon, må disse fluidumoverføringer utføres i et lukket og presterilisert strømningssystem, fortrinnsvis utformet av fleksibel plast eller liknende materialer som kan kastes etter hver anvendelse.

En ulempe ved mange slike strømningssystemer har vært deres bruk av en roterende pakning eller koplingselement mellom den del av systemet som bæres av sentrifugerotoren, og den del av systemet som blir stasjonær. Selv om slike roterende pakninger generelt har funksjonert tilfredsstillende, har de vært kostbare å fremstille, og de har økt strømningssystemenes pris unødig. Slike roterende pakninger bevirker dessuten en innføring av en ekstra komponent i systemet, som når den er defekt kan forårsake forurensning av det blod som behandles. Dette: er særlig tilfelle når to ulike blodporsjoner behandles samtidig idet komponentene av den ene blodporsjon må passere side om side gjennom den roterende pakning med komponentene fra den annen blodporsjon. Roterende pakninger kan også på grunn av overflate-slitasje innføre uønsket stoff i partikkelform i fluidet som er under behandling.

Ved tidligere forsøk for å avhjelpe ulempene i forbindelse med en roterende pakning har det vært gjort bruk av en roterende vogn hvorpå hus var dreibart anordnet. Fluidumkommunikasjon med husene ble etablert ved hjelp av sentralkabler som løp til husene, og husene ble gitt en planetbevegelse for å hindre kablene i å bli vridd. I et første kjent system er huset og sentralkabelen sammenføyet permanent, og i et annet kjent system er et innvendig vaskebehandlingskammer dreibart anordnet i husets indre og forbundet med sentralkabelen ved hjelp av en roterende pakning. I det førstnevnte system ble væsken under behandling uheldigvis utsatt for radiale og langsgående akselerasjoner i konflikt, noe som har nødvendiggjort at det i kammeret innrettes kapillarkanaler hvorved systemet blir uanvend-bart for behandling av større mengder. I det sistnevnte system er den fordyrende og ofte feilforårsakende roterende pakning stadig til stede. Dessuten tillater ingen av disse systemer at det anvendes mer enn ett væskebehandlingskammer, noe som hindrer samtidig behandling av flere fluidumporsjoner.

Det foreligger således et behov for et sentrifugalbehand-lingssystem og apparatur hvori flere fluidumporsjoner kan behandles samtidig og effektivt uten bruk av kapillære behandlingskamre eller roterende koplingselementer mellom de sentrifugal-behandlende kamre og de stasjonære deler i systemer. Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det frembrakt et slikt behandlingssystem og en slik apparatur.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system til sentrifugalbehandling av fluider, omfattende en stasjonær basis, et rotordrev som er dreibart montert på basis for rotasjon langs en forutbestemt akse, samt en rotorkonstruksjon som inneholder minst et fluidumbehandlingskammer og som er dreibart montert i forhold til basis for rotasjon langs aksen. Det finnes anordninger som omfatter, et fleksibelt sentralkabelsegment for etablering av fluidumkommunikasjon med behandlingskammeret eller beholderen, idet kabelsegmentets ene ende er festet i forhold til basis langs aksen på den ene side av rotorkonstruksjonen og idet kabelsegmentets annen ende er festet på aksen i rotasjonsmessig fastlåst tilstand på den annen side av rotorkon-struks jonen. Det finnes dessuten føreinnretninger som bevirker at sentralkabelsegmentet utfører en kretsbanebevegelse om aksen sammen med rotordrevet, og dessuten finnes drivaggregater for rotasjon av rotorkonstruksjonen samt rotordrevet i samme retning og med et hastighetsforhold på 2:1 for å hindre at sentralkabelen blir vridd under apparatets funksjon.

Oppfinnelsen vedrører dessuten et apparat til sentrifugalbehandling av fluider og til bruk i forbindelse med et strøm-ningssystem omfattende minst ett fluidumbehandlingskammer samt et fleksibelt sentralkabelsegment med flere innvendige kanaler for etablering av fluidumkommunikasjon med behandlingskammeret. Apparatet omfatter en stasjonær basis, et rotordrev som er dreibart montert på basis for rotasjon langs en forutbestemt akse,

en rotorkonstruksjon som omfatter anordning for opptakelse av behandlingskammeret og som er dreibart montert i forhold til basis for rotasjon langs aksen, samt midler omfattende en stasjonær bæreinnretning til forankring av kabelens ene ende ved den ene side av rotorkonstruksjonen ved en fast stilling langs aksen i forhold til basis, mens kabelsegmentets annen ende løper til rotorkonstruksjonens annen side og er rotasjonsmessig ,låst dertil langs aksen. Det finnes dessuten føreinnretninger som bringer sentralkabelen til å utføre en kretsbanebevegelse om aksen sammen med rotordrevet, og det finnes drivmidler for rotasjon av rotorkonstruksjonen og rotordrevet i samme retning om aksen og med et hastighetsforhold på 2:1 for å hindre at sentralkabelen blir vridd under apparatets drift.

Oppfinnelsen vedrører også et sentrifugeapparat til bruk

i forbindelse med en fleksibel energioverføringskabel til opprettholdelse av energikommunikasjon med terminalinnretninger under sentrifugering. Apparatet omfatter en stasjonær basis, et rotordrev som er dreibart anordnet på basis for rotasjon langs en forutbestemt akse, samt en rotorkonstruksjon som omfatter

terminalinnretninger på den ene side og som er dreibart anordnet på rotordrevet for rotasjon i forhold til dette langs aksen ved hjelp av anordninger som omfatter en bæreaksel som er lagret på drevet og som løper fra rotorkonstruksjonens motstående side og omfatter en sentral og aksial åpning. Det finnes bæreinnretninger for støtte av energioverføringskabelen over rotorkonstruksjonens ene side langs aksen. Dessuten finnes det føreinnretninger som omfatter et føreorgan på rotordrevet for føring av energiover-føringskabelen fra bæreinnretningen gjennom den aksiale åpning til terminalen, idet føreinnretningene sammenkopler energiover-føringskabelen dreibart med rotordrevet i forhold til aksen, og drivanordninger er innrettet til å dreie rotorkonstruksjonen og rotordrevet i samme retning og med et hastighetsforhold på 2:1 for å opprettholde energikommunikasjonen uten å vri kabelen.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et perspektivriss av et apparat ifølge oppfinnelsen til sentrifugalbehandling av celler, hyor.:.visse deler er utelatt for å vise apparatets rotor og rotordrev, celle-vaskeposer og sentralkabel for etablering av fluidumkommunikasjon med vaskeposene. Fig. 2 viser et frontriss av cellebehandlingsapparatet, delvis i snitt og med visse deler utelatt for å vise detaljer av rotoren og rotordrevet.

Fig. 3 viser et snitt langs linjen 3-3 i fig. 2 og viser

et drivremarrangement for rotordrevet.

Fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 i fig. 2 og viser

et drivremarrangement for rotorkonstruksjonen.

Fig. 5 viser et planriss av cellebehandlingsapparatet med visse deler utelatt og delvis i snitt, idet den viser celle-vaskeposer i stilling for sentrifugering. Fig. 6 viser et snitt langs linjen 6-6 i fig. 5 og viser lokkene til støttekopper hvori cellevakseposene befinner seg under sentrifugeringen. Fig. 7 viser et frontoppriss av alternativ konstruksjon av cellebehandlingsapparatet, hvor en føring som utfører planetbevegelse er anordnet for sentralkabelen. Fig. 8 viser et strømningsdiagram over et cellebehandlings-system ifølge oppfinnelsen for rekondisjonering av glyceroliserte, røde blodceller. Fig. 9 viser et forstørret snitt langs linjen 9-9 i fig. 8 og viser konstruksjonen av den sentralkabel som anvendes i.celle-behandlingssystemet i fig. 8. Fig. 10 viser et forstørret frontoppriss, delvis i snitt, av en ledekappe som anvendes i sentrifugalbehandlingsapparatet.

Fig. 11 viser et tilsvarende frontoppriss som fig. 7 av

et alternativt drivarrangement for rotorkonstruksjonen i væske-behandlingsapparatet. Fig. 12 viser et skjematisk riss for belysning av det alternative drivarrangements funksjon. Fig. 13 viser et tilsvarende frontoppriss som fig. 11, hvor en innesluttet ledebøssing er innrettet til å forenkle instal-lering av et strømningssystem i apparatet.

Fig. 14 viser et tilsvarende frontoppriss som fig. 13 av

en alternativ konstruksjon av ledebøssingen.

Fig. 15 viser et tilsvarende frontoppriss som fig. 13 av ytterligere en alternativ konstruksjon av ledebøssingen. Fig. 1 og 2 viser et fluidumbehandlingssystem ifølge oppfinnelsen i form av et apparat 20 til sentrifugalbehandling av celler, hvori blodceller eller liknende kan behandles og holdes i suspensjon i roterende vaskeposer av sentrifugalkrefter, mens de utsettes for en motstrøm av en vaskeløsning. Cellebehandlingsapparatet omfatter et kabinett eller hus 21 som kan være hensiktsmessig isolert eller kledd for å muliggjøre kjøling av

dets indre. Et hengslet lokk 22 gir adgang til det indre, og et kontrollpanel 23 forenkler operatørens kontroll av apparatets drift.

Cellemassene som skal behandles utsettes for sentrifugal-kraft ved hjelp av en rotorkonstruksjon 30 som omfatter en skål-formet vindskjerm 31 for reduksjon av vindfriksjonen, en sentral bærekonsoll 32 samt to sylindriske bærekopper 33 og 34

hvori vaskeposene er anbrakt. Koppene 33 og 34, som fortrinnsvis er fremstilt av aluminium eller rustfritt stål, er montert i diametralt motstående stillinger på konsollen 32 ved hjelp av motstående par av fremspringende tapper 3 5 og 3 6 som står i inngrep med hver sin av komplementært dimensjonerte spalter 37 og 38 i konsollen 32.

Konsollen 32 er ved sitt sentrum festet til en med flens utformet øverste ende av en hul, vertikal rotordrivaksel 40, og konsollen omfatter en sentral åpning 41 for opptakelse av den del av drivakselen som rager oppover flensen. Den nederste ende av drivakselen 4 0 er sammenføyet med en rotordrivskive 42 og en fritt roterende kappe 43. Som vist i fig. 10 holdes kappen 43

i stilling ved hjelp av en krage 44 som er skrudd på yttersiden av akselen, og denne krage oppnår et dreibart inngrep med kappen 43 ved hjelp av flere kulelagre 45.

Cellebahandlingsapparatet 20 omfatter dessuten et rotordrev 50 som omfatter tre horisontale, plateliknende deler 51, 52 og 53, som holdes innbyrdes atskilt og parallelle ved hjelp av flere vertikale avstandsstykker 54 og bolter 55 samt et skål-formet vindskjold 56, som er festet til platens 53 bunnflate og som er åpent oppad slik at det omslutter rotorkonstruksjonen 30. Rotorkonstruksjonen 30 er lagret på rotordrevet 50 ved hjelp av et vertikalt lager eller nav 57 som løper mellom platene 51 og 52 og opptar rotordrivakselen 40.

Rotordrevet 50 er lagret på maskinrammen for rotasjon langs den samme akse som rotorkonstruksjonen 3 0 ved hjelp av en vertikal drivaksel 60 som er festet til platen 53 og ligger aksialt på linje med rotordrivakselen 40 ved hjelp av en endeflens 61. Drivakselen 60 løper nedad til et nav 62 hvor flere lagre 63 er innrettet til å støtte i vertikal retning og i sideretningen.

For å tilføre rotordrevet drivkraft er drivakselens 60 bunnende sammenføyet med en'drivskive 64. Denne skive er ved hjelp av en drivrem 65 koplet til en motorskive 66 som bæres på en drivaksel 67 av en vanlig drivmotor 68. For å tilføre rotordrevet 60 drivkraft er navets 62 toppflate utstyrt med en stasjonær remskive 7 0 av ringtypen. Som best vist i fig. 3 er denne remskive ved hjelp av en rem 71 koplet til en nederste planetdrivskive 72 som er innpasset på den nederste ende av en planet-drivaksel 73. Akselen 73 er ved hjelp av en lagerinnretning 74 lagret til den nederste platedel 53 av rotordrevet 50. En øverste planetdrivskive 75 er innpasset på den øverste ende av akselen 73, og som best vist i fig. 4 er denne skive ved hjelp av en drivrem 76 koplet til rotordrivskiven 4 2 under medvirkning av en første og en annen frittløpende skive- 77 respektivt 78,

som er lagret på platedelene henholdsvis 52 og 53. Når det gjelder en fullstendig beskrivelse av dette drivremsarrangement kan det henvises til US-patentsøknad 620.991.

På grunn av det ovenfor beskrevne drivremsarrangement bringes rotorkonstruksjonen 30 til å dreie seg i samme retning som rotordrevet 50 og med den doble omløpshastighet. I den. viste utførelsesform vil planetdrivakselen 73 og den øverste planetdrivskive 75, når rotordrevet 50 dreies i urviserretningen (sett ovenfra) av motoren 68, dreies mot urviserretningen på grunn av remmen 71 og den stasjonære skive 70. Denne rotasjon mot urviserretningen av skiven 75 resulterer i en rotasjon i urviserretningen av rotordrivskiven 42 og følgelig av rotorkonstruksjonen 30 på grunn av remmens 76 sløyfeføring mellom disse skiver.

Det nødvendige 2:1 hastighetsforhold mellom rotorkonstruksjonen 30 og rotordrevet 50 oppnås ved en avpassing av drivskiv-enes relative diametre. Nærmere bestemt opprettholdes det samme diameterforhold mellom skiven 70 og skiven 72 som mellom skiven 4 2 og skiven 75. Dette sikrer at planetdrivarrangementet vil ha et direkte overføringsforhold på 1:1, noe som når planetdriv-akselens 73 rotasjon om dreieaksen for drevet 50 tas i betrakt-ning resulterer i et endelig overføringsforhold på 2:1. Som det vil fremgå av det etterfølgende ér dette forhold med hensyn til relativ hastighet og retning nødvendig dersom systemet skal kunne funksjonere uten bruk av roterende pakninger.

Et alternativt drivarrangement for rotorkonstruksjonen 30 vises i fig. 11 og 12. Et første par av i sideretningen atskilte og frittløpende skiver 58 er montert på undersiden av platedelen 52, mens et annet par av liknende, atskilte frittløpende skiver 59 er montert på undersiden av platedelen 53. En drivrem 69 er ført over disse skiver fra den stasjonære ringskive 7 0 til rotordrivskiven 4 2 som vist i fig. 12. I platen 53 er det anordnet en åpning 79 for opptakelse av remmen.

Under drift og når rotordrevet 50 roteres i urviserretningen av motoren 68, frembringer drivremmen 69 en rotasjon av rotor-konstruks jonen 30 med urviserretningen. Dersom det antas at den stasjonære skive 7 0 og rotordrivskiven 4 2 har samme diameter,

vil rotasjonshastigheten for rotorkonstruksjonen 3 0 være nøy-aktig to ganger hastigheten for rotordrevet 50 på grunn av den kombinerte effekt av det direkte drivforhold på 1:1 som er etablert av skivene 70 og 42, og planetbevegelsen av skivene 58 og 59 om rotasjonsaksen for rotorkonstruksjonen 30.

Drivremmene og skivene som anvendes for drift av rotoren

og rotordrevet, kan være konvensjonelle, fortannete remmer og skiver av den type som anvendes generelt for taktstyrings- eller synkroniseringsformål, hvor sluring skal unngås.Drivremmene 65 og 71 har bare fortanninger på deres innersider, mens drivremmene 7 6 der imot har fortanninger både på innersiden og.yttersiden .

Det henvises til fig. 5 der cellevaskingen utføres i par av vaskekamre som har form som sammenklembare plastvaskeposer 80 og 81. Disse vaskeposer, som fortrinnsvis inngår i et pre-sterilisert og forseglet strømningssystem for engangsbruk, er beskrevet med hensyn til konstruksjon og funksjon i norsk pat-entsøknad 7 61021. Vaskeposene kan være utformet av et blod-avstøtende plastmateriale, såsom polyvinylkloridharpiks belagt med en silikonkautsjukforbindelse eller et annet blodforenelig materiale, og posene er fortrinnsvis utformet med en sylindrisk legemsdel samt en konisk endedel. Komplementært utformete hul-rom 82 og 83 er anordnet i koppene 33 og 34 for opptakelse av vaskeposene.

Et innløpsrør 84 eller 85 samt et utløpsrør 86 eller 87

er varmeforseglet til hver av vaskeposene 80 og 81 og kommuniserer med disses indre. De deler av innløpsrørene 84 og 85 som løper inn i det indre av posene har tilstrekkelig lengde til å

nå ut i toppunktet av den konusformete endedel av de respektive poser, når disse er fullt utspilt av sentrifugalkrefter. Dette er hensiktsmessig av hensyn til en optimal vaskevirkning idet cellemassen samler seg i de koniske deler av vaskeposene under sentrifugeringen. Utløpsrørene 86 dg 87 stopper i vaskeposenes vegger. Den samlete lengde av innløps- og utløpsrørene utenfor beholderne er ikke kritisk og behøver bare å være tilstrekkelig til å frembringe forbindelse til cellebehandlingssystemets av-balansering .

Støttekoppene 33 og 34 er fortrinnsvis utstyrt med avtag-bare lokk 88 og 89 som hindrer vaskeposene i å bli løsrevet under sentrifugeringen. Som vist i fig. 6 kan disse lokk være utformet i to seksjoner slik at innløps- og utløpsrørene kan føres gjennom lokkene når vaskeposene befinner seg i koppene.

Mellom vaskeposene 80 og 81 som roterer sammen med rotorkonstruksjonen 30, og den ikke-roterende del av cellebehandlings-systemet etableres fluidumkommunikasjon ved hjelp av en sentralkabel 90 som inneholder fire separate kanaler eller ledninger 91-94, se fig. 5 og 9. Ledningene 91-94, som kan være utformet av individuelle rørlengder som er sammenføyet til dannelse av kabelen 90, eller som kan være kanaler ekstrudert i én enkelt kabellengde, er forbundet med hvert sitt av rørene 80-87. Som best vist i fig. 1 og 2 er sentralkabelen 90 opphengt fra et punkt over rotorkonstruksjonen 30 og ligger aksialt på linje med- denne ved hjelp av en klemme 95 som er anbrakt ved den ene ende av en stasjonær bærearm 96. Fra dette punkt løper kabelen stort sett nedad og radialt utad idet den passerer gjennom U-formete føre-innretninger i form av to vertikale førestenger 97 som bæres av platedelen 51 og med tverrforbindende støtterulle 98. Deretter løper kabelen nedad og radialt innad gjennom et øye 99 båret av platedelen 93, og deretter løper kabelen oppad gjennom den hule sentrale del av rotordrivakselen 40 til en stilling mellom koppene 33 og 34, hvor sentralkabelen er forbundet med innløps- og utløpsrørene fra vaskeposene 80 og 81. Den avrundete kappe 43, som er lagret på drivakselen 4 0 ved dennes nederste ende, slik at den kan rotere fritt i forhold til denne som vist i fig. 10, tjener til å redusere friksjonen mellom sentralkabelen 90 og drivakselen 40.

Rotordrevet 50 holdes i balanse i radial retning ved hjelp av en ringformet vekt 100 som bæres på holdere 101 med gjenger på platen 52 som ligger overfor kabelførestengene 97. Ved å dreie vekten 100 på holderen 101 kan vekten bringes i stilling for å kompensere vekten på den motstående side av rotordrevet, heri innbefattet det vektbidrag som skyldes sentralkabelen 90, når denne hviler på rullen 98. Et liknende arrangement er innrettet på platedelen 52 for å oppnå balanse i sideretningen. En ringformet vekt 102 som er anordnet på en holder 103 som løper i sideretningen og som er utstyrt med gjenger, er innrettet til å avbalansere rotordrevet i sideretningen.

Sentralkabelen 90 er hindret fra å bli vridd under rotor-konstruks jonens 30 rotasjon av den koaksiale rotasjon med halv hastighet av rotordrevet 50, som ved hjelp av føre- eller bære-delene 97 og 98 bibringer sentralkabelen en kretsbaneliknende rotasjon i forhold til rotoraksen. I dette henseende tilsvarer apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse apparatet ifølge US-patentskrift 3.586.413. Idet en fullstendig forklaring av grunnprinsippet bak apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse fremgår av nevnte US-patentskrift, vil de.t være tilstrekkelig her å sammenfatte at dersom rotorkonstruksjonen 3 0 antas å

ha fullført en første 360<O>,s rotasjon og rotordrevet 50 en 180°'s rotasjon i samme retning, vil sentralkabelen 90 være utsatt for en 180°'s vridning i en første retning om sin akse. En fort-

satt rotasjon av rotoren 30 gjennom ytterligere 360° og av drevet 50 gjennom ytterligere 180° vil resultere i at sentralkabelen 90 blir vridd 180° i den annen retning, og kabelen vender således tilbake til sin opprinnelige, ikke-vridde tilstand. Sentralkabelen 90 utsettes således for en kontinuerlig bøyning under cellebehandlingsapparatets drift, men kabelen roteres eller vries aldri helt om sin egen akse.

Selv om sentrifugeapparatet 20 er vist i forbindelse med behandling av biologiske celler, må det bemerkes at apparatet har andre anvendelsesområder, såsom sentrifugalbehandling av kjemikalier eller spillvæsker, eller anvendelse hvor en kontinuerlig energikommunikasjon må opprettholdes mellom en stasjonær terminal og en roterende terminal ved hjelp av en energi-overførende kanal som ikke selv roterer om sin egen akse. For eksempel ville det være mulig å opprettholde optisk kommunikasjon ved hjelp av fleksibel fiberoptikk og elektrisk kommunikasjon ved hjelp av fleksible elektriske ledere.

Fig. 7 viser en alternativ konstruksjon av cellebehandlingsapparatet, hvor sentralkabelen 90 er utstyrt med en roterende drevet, rørformet føreinnretning 110. Føreinnretningen som omfatter et hult, vertikalt rør 111 utstyrt med en hette 112

ved den øverste ende, er lagret på platedelene 51 og 52 ved hjelp av en lagerinnretning 113. Den nederste ende av røret 111 ér utstyrt med en remskive 114 som er sammenkoplet med den øverste planetdrivskive 7 5 ved hjelp av en rem 115 som er ført på tilsvarende måte som remmen 76 i det i fig. 4 viste remarrange-ment med fire skiver, hvor skiven 114 inntar skivens 77 plass. Virkningen av dette arrangement er at kabelførerøret 111 roteres i den motsatte retning og med den halve hastighet som rotordrivakselen 40, hvor det etableres et planetliknende forhold i forhold til rotoraksen. Dette betyr at førerøret 111 kan be-traktes som om det alltid vender i samme retning i forhold til en stasjonær iakttaker når rotordrevet 50 roterer. Som resultat av dette er friksjonen mellom.førerøret og sentralkabelen 90 redusert til et minimum.

Et problem som oppstår i forbindelse med inkorporering av den drevne føreinnretning 110 på det roterende rotordrev 50, er å opprettholde en tilstrekkelig smøring i lagerinnretningen 113. Dette problem er løst ved hjelp av et nytt sentrifugaldrevet smøresystem som er beskrevet i US-patentsøknad 620.513.

Det ovenfor beskrevne cellebearbeidelsesapparat 20 er i fig. 8 vist anordnet i et behandlingssystem for vasking av røde blodceller.Blodbehandlingssystemet omfatter dessuten et pre-sterilisert engangsstrømningssystem 120 som er innrettet til samtidig å behandle to porsjoner av glyceroliserte røde blodceller uten bruk av roterende pakninger.

Konstruksjon og funksjon for dette strømningssystem er beskrevet detaljert i ovennevnte norske patentsøknad 7 61021.

I det i fig. 8 viste behandlingssystem etableres det flui-dumkommunikas jon med vaskeposer 80 og 81 som inngår i engangs-strømningssystemet 120, ved hjelp av kanaler 91-94 i sentralkabelen 90. Disse kanaler er forbundet med hver sin av innløps-

og utløpsrørene 84-87 som hører til vaskeposene 80 og 81, og kanalene er innrettet til å føre fluider til og fra posene. Sentralkabelen 90, som fortrinnsvis er utformet som en enkel fleksibel ekstrusjon av polyvinylklorid eller liknende materiale, løper fra en sentral stilling på rotorkonstruksjonen 3 0 og aksialt nedad gjennom den sentrale del av drivakselen 40, deretter radialt utad gjennom en føring 99 og deretter oppad mellom føre-organene 97 til den sentralt anbrakte kleminnretning 95 på den stasjonære arm 96.

Ved installasjon av strømningssystemet i cellebehandlingsapparatet 20 føres alle systemets bevegelige komponenter, dvs. vaskeposene 80 og 81, rørsegmentene 84-87 samt den tilstøtende del av sentralkabelen 90 som løper til klemmen 95, gjennom føre-organene 97 og 99 og den aksiale kanal gjennom drivakselen 40, idet strømningssystemet 120 er utformet som et sammenhengende pre-sterilisert system. Når det gjelder den i fig. 7 viste alternative konstruksjon av føreorganene, føres disse komponenter også gjennom den aksiale passasje i førerøret 111.

I en annen ende av sentralkabelen 90 forbindes kanalene 91-94 med hvert sitt av fire konvensjonelle og gjennomsiktige forbindelsesrør 130-133, som kan være fremstilt av polyvinylklorid eller et annet egnet materiale. Rørene 130 og 131 er ført gjennom en vanlig reversibel rullepumpe 134 med to seksjoner og deretter til en koplingsblokk 135, hvor det etableres kommunikasjon mellom disse rør og reservoarer av glyceroliserte røde blodceller og saltvaskeløsning, eller reservoarer for rekondisjonert blod. Rullepumpen 134, som kan være av helt vanlig konstruksjon og utforming, omfatter to bueformete mothold 135, hvori rørene 130 og 131 er innsatt, samt to roterende trykk- rulleinnretninger 138 ogl39, som danner anlegg mot disse rør når de roterer, slik at væsker tvinges til å strømme gjennom rørene i en retning avhengig av rulleinnretningenes rotasjonsretning.

Røret 13 0 som forbinder kanalen 91 i kabelen 90 og inn-løpsrøret 84 for vaskeposen 80, er ved hjelp av Y-koplinger i koplingsblokken 13 5 forbundet dels med et rør 142 som løper gjennom et filterkammer 143 til en beholder 144 som inneholder en første porsjon av glyceroliserte røde blodlegemer som skal behandles, og dels med et rør 145 som løper gjennom en rørklemme-ventil 146 til to parallelt forbundete beholdere 147 og 148 som inneholder en saltvaskeløsning for den første blodporsjon. I blokken 135 er røret 130 også forbundet med et rør 149, som fører til en beholder 150 for opptakelse av blod som er rekondisjonert fra den første porsjon av glyceroliserte røde blodceller. På liknende måte er røret 131 forbundet dels med en beholder 153, som inneholder en andre porsjon av glyceroliserte røde blodceller som skal behandles, ved hjelp av et rør 151 og et filter 152, dels med to parallelt forbundete beholdere 156

og 157 som inneholder vaskeløsning for den andre porsjon ved hjelp av et rør 154 og en rørklemmeventil 155, og dels gjennom et rørsegment 158 med en beholder 159, hvori blod som er rekondisjonert fra den andre porsjon av glyceroliserte røde blodceller, opptas.

Under driften pumpes de to porsjoner av glyceroliserte røde blodceller som skal behandles, fra beholderne 144; 153 av rullepumpen 134 og inn i vaskeposene 80 og 81 gjennom rørene 130 og 131, sentralkabelkanalene 121 og 122 samt innløpsrørene 84 og 85. På grunn av sentrifugalkraften som utøves av rotor-konstruks jonen 30, som kan rotere med hastigheter på over 2000 omdr./min, samler de røde blodceller seg ved toppunktet i den koniske del av de utspilte vaskeposer. Saltvaskeløsning pumpes nå fra beholderparene 147, 148 og 156, 157 av rullepumpen 134 gjennom den samme strømningsbane. Saltvaskeløsning strømmer gjennom den ansamlete masse av røde blodceller, og den for-brukte løsning strømmer ut gjennom utløpsrørene 86 og 87, kabelkanalene 123 og 124 samt rørene 132 og 33 som et spillprodukt.

Dette fortsetter inntil hele reservoaret av vaskeløsning

er oppbrukt, hvorved glycerolkonserveringsmidlet i de røde blodceller blir erstattet av saltløsning til dannelse av rekondi-sjonért blod. Det rekondisjonerte blod pumpes deretter fra vaske-

posene 80 og 81 gjennom innløpsrørene 84 og 86, kabelkanalene 121 og 122, rørene 130 og 131 samt rørene 149 og 158 til beholderne 150 og 159, respektivt. Pumpen 134 drives i motsatt retning under denne operasjon.

Selv om de illustrerte utførelsesformer viser to behandlingskamre eller vaskeposer samt en sentralkabel med fire kanaler for samtidig behandling av to celleporsjoner, skal det forstås at et større eller mindre antall kamre eller .vaskeposer og kanaler kunne være anordnet for å muliggjøre samtidig behandling av et mindre eller større antall porsjoner, idet den eneste be-grensning i så henseende er den tilgjengelige plass i eller på rotorkonstruksjonen samt den praktiske utforming av sentralkabelen med nødvendige antall kanaler. Selv om rotorkonstruksjonen og rotordrevet er vist drevet av drivremmer, vil det dessuten også være mulig å anvende tannhjulsanordninger for å oppnå de samme resultater.

■For å frembringe en mer bekvem installasjon av sentralkabelen og for å frembringe støtte for kabelen under apparatets drift kan det være anordnet en førebøssing 160 mellom bærearmen 96 og ledekappen 43, som vist i fig. 13. Denne førebøssing, som fortrinnsvis er fremstilt av rustfritt stål eller et liknende materiale med høy styrke, har fortrinnsvis et sirkulært tverr-snitt med en diameter som er passende større enn sentralkabelens 90 diameter for å muliggjøre at kabelen og strømningssystemets vaskeposer trekkes i stilling. En ny føreinnretning til bruk under denne operasjon er beskrevet i ovennevnte norske patent-søknad 761021.

Førebøssingen 160 er festet til rotordrevet 50 ved hjelp av to konsoller 161 og 162 som er sveiset eller på annen måte festet til yttersiden av bøssingens vegg. Disse konsoller er festet til den øverste og den nederste plate henholdsvis 51 og 52 i rotordrevet ved hjelp av maskinskruer 163 eller andre egnete feste-midler, slik at bøssingen holdes med dens nederste ende ut for ledekappen 43 og med dens øverste ende ut for bærearmen 96. Et støttenav 165 med en fritt roterende, avrundet ring 166 samt

en holdeklemme 167 er fortrinnsvis anordnet på armen 96 nær den øverste ende av førebøssingen for å forankre sentralkabelen til maskinens stasjonære ramme.

Under driften roterer førebøssingen sammen med rotordrevet, og kabelen vries skiftevis 180° til venstre og til høyre inni bøssingen, og derved opprettholdes fluidumkommunikasjon med

vaskeposene uten at kabelen blir vridd eller snodd.

Fig. 14 viser en alternativ konstruksjon av førebøssingen. Ifølge denne utførelsesform er den øverste ende av førebøssingen 160 lagret til støttenavet 165 ved hjelp av en lagerinnretning 168, og bøssingens nederste ende er lagret til den nederste ende av rotordrivakselen 40 ved hjelp av en lagerinnretning 169. Dette arrangement har den fordel at det frembringer ytterligere under-støttelse av førebøssingen, og det finnes ikke gap mellom bøs-singens ender og henholdsvis rotordrivakselen og støttenavet. Fig. 15 viser ytterligere en alternativ konstruksjon av førebøssingen 160. Ifølge denne utførelsesform, som tilsvarer den som er vist i fig. 13, er bøssingen avkortet ved den øverste ende, slik at sentralkabelen ikke er understøttet fra støttenavet 165 til bøssingen. Ved bøssingens nederste ende er en del av bøssingens vegg skåret bort til dannelse av en åpen taudel 170 hvor sentralkabelen 90 ligger, før den løper opp i den sentrale del av den hule rotordrivaksel 40. Denne løsning har som den som er vist i fig. 13 den fordel at det ikke er behov for at førebøssingen har en nøyaktig form som skal passe sammen med lagre ved støttenavet og ved rotordrivakselen. En ytterligere fordel ved denne løsning består i at det lettvintere kan oppnås adgang til bøssingens indre enn i forbindelse med de lukkete bøssingsarrangementer ifølge fig. 13 og 14, hvorved det oppnås en lettvintere rengjøring av bøssingen samt gjen-nomtrekning av strømningssystemet.

Det skal bemerkes at andre konstruksjoner og utforminger kan benyttes for førebøssingen. For eksempel kan bøssingen ha større eller mindre diameter for å kunne oppta forskjellige størrelser og konstruksjoner av sentralkabelen, og bøssingen kan være montert på rotordrevet ved hjelp av andre anordninger enn montasjekonsoller, såsom klemmer om bøssingen. Dessuten kan en annen bøssing eller et liknende utformet element (ikke vist) være anordnet på rotordrevet diametralt overfor bøssingen 160

for å avbalansere drevet både dynamisk og aerodynamisk. I dette tilfelle kan bøssingene være montert under rette vinkler i forhold til rotordrivremmen 69 med tilhørende skiver 58 og 59.

Selv om apparatet ifølge oppfinnelsen er vist anvendt i forbindelse med vasking av røde blodceller, skal det bemerkes at apparatet har et langt videre anvendelsesområde. For eksempel innenfor blodbehandling kan apparatet anvendes til plasmaferese, erytroferese, leukoferese og blodplateferese, i enten en inverto eller en in-viro anvendelse. I forbindelse med slike alternative anvendelser installeres et for prosessen passende fluidumstrøm-ningssystem i apparatet på en måte i likhet med det i fig. 8 viste strømningssystem for behandling av røde blodceller.

Claims (24)

1. System til sentrifugalbehandling av fluider, omfattende i kombinasjon: en stasjonær basis, et rotordrev dreibart montert på basis for rotasjon langs en forutbestemt akse, og en rotorkonstruksjon som omfatter minst ett fluidumbehandlingskammer og som er dreibart montert i forhold til basis for rotasjon langs nevnte akse, karakterisert ved at systemet dessuten omfatter anordninger omfattende et fleksibelt sentralkabelsegment for etablering av fluidumkommunikasjon med behandlingskammeret, hvor den ene ende av dette kabelsegment er festet i forhold til basis langs nevnte akse på den ene side av rotorkonstruksjonen og hvor den annen ende av kabelsegmentet er festet på nevnte akse i dreiningsmessig fastlåst tilstand og på den annen side av rotorkonstruksjonen, føringsinnretninger til frembringelse av en rotasjon av sentralkabelsegmentet sammen med rotordrevet om aksen, samt drivaggregater for rotasjon av rotorkonstruksjonen og rotordrevet i den samme retning og med et hastighetsforhold på 2:1 for å hindre sentralkabelen i å bli vridd under rotorens rotasjon.

2.F luidumbehandlingssystem i samsvar med krav 1, karakterisert ved at behandlingskammeret befinner seg på nevnte ene side av rotorkonstruksjonen, at rotorkonstruksjonen er dreibart montert på rotordrevet ved hjelp av en drivaksel med en aksial åpning, samt sentralkabelsegmentet løper gjennom denne åpning og til kommunikasjon med behandlingskammeret.

3. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med krav 2, karakterisert ved at rotordrevet er dreibart montert på basis ved hjelp av en bæreaksel som ligger aksialt på linje med rotasjonsaksen, at basis omfatter en stasjonær skive, samt at drivaggregatet omfatter en motor for drift av bæreakselen samt planetdrivorganer båret på rotordrevet og koplet til den stasjonære skive og drivaksel for drift av rotorkonstruksjonen.

4. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med krav !.l, 2 eller 3, karakterisert ved at føringsinnretningene for sentralkabelen omfatter et føreorgan båret på rotordrevet for berøring med kabelen.

5. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med krav 4, karakterisert ved at føreorganet er rørformet og at sentralkabelen passerer gjennom dette.

6. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med krav 5, karakterisert ved at det rørformete føreorgan er planetdrevet for å redusere friksjon mellom føreorganet og kabelen til et minimum.

7. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det dessuten omfatter et stasjonært bæreorgan til understøttelse av den ene ende av sentralkabelsegmentet stort sett langs aksen "på den ene side av rotorkonstruksjonen, og at føreorganet omfatter en bøssing som løper fra en stilling i nærheten av drivakselen på den annen side av rotorkonstruksjonen til en stilling i nærheten av bæreorganet.

8. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med et av kravene 1-7, karakterisert ved at rotorkonstruksjonen omfatter flere fluidumbehandlingskamre, og at sentralkabelen omfatter minst én kanal for hvert kammer.

9. Fluidumbehandlingssystem i samsvar med et av kravene 1-8, karakterisert ved at det dessuten omfatter et stasjonært bæreorgan for understøttelse av den ene ende av sentralkabelsegmentet stort sett pa aksen på den ene side av rotorkonstruksjonen.

10. Apparat til sentrifugalbehandling av fluider og til bruk i forbindelse med et strømningssystem som omfatter minst ett fluidumbehandlingskammer og et fleksibelt sentralkabelsegment med flere kanaler til etablering av fluidumkommunikasjon med behandlingskammeret, hvor apparatet omfatter i kombinasjon en stasjonær basis, et rotordrev som er dreibart montert på basis for rotasjon langs en forutbestemt akse, en rotorkonstruksjon som omfatter anordninger til opptakelse av behandlingskammeret og som er dreibart montert i forhold til basis for rotasjon langs aksen, karakterisert ved at apparatet dessuten omfatter anordninger omfattende et stasjonært bæreorgan til forankring av kabelens ene ende på den ene side av rotorkonstruksjonen i en fast stilling langs nevnte akse i forhold til basis, idet kabelsegmentets annen ende løper til rotorkonstruksjonens annen side dreibart festet til denne langs nevnte akse, føringsinnretninger til frembringelse av rotasjon av sentralkabelen om nevnte akse sammen med rotordrevet, samt et drivaggregat til rotasjon av rotorkonstruksjonen samt rotordrevet i samme retning om aksen og med et hastighetsforhold på 2:1 for å hindre at sentralkabelen blir vridd under apparatets drift.

11. Fluidumbehandlingsapparat i samsvar med krav 10, karakterisert ved at behandlingskammeret befinner seg på nevnte ene side av rotorkonstruksjonen, at rotorkonstruksjonen er dreibart montert på rotordrevet ved hjelp av en drivaksel med en aksial åpning samt at sentralkabelsegmentet løper gjennom denne åpning og til kommunikasjon med behandlingskammeret.

12. Fluidumbehandlingsapparat i samsvar med krav 11, karakterisert ved at rotordrevet er dreibart montert på basis ved hjelp av en bæreaksel som ligger aksialt på linje med rotasjonsaksen, at basis omfatter en stasjonær skive samt at drivaggregatet omfatter en motor til drift av bæreakselen samt planetdrivorganer båret på rotordrevet og koplet til den stasjonære skive og til drivakselen for drift av rotorkonstruksjonen.

13. Fluidumbehandlingsapparat i samsvar med krav 10, 11 eller 12, karakterisert ved at føreinnretningene for sentralkabelen omfatter et føreorgan båret på rotordrevet for inngrep med kabelen.

14. Fluidumbehandlingsapparat i samsvar med krav 13, karakterisert ved at føreorganet er rørformet og at sentralkabelen passerer gjennom dette.

15. Fluidumbehandlingsapparat i samsvar med krav 14, karakterisert ved at det rørformete føreorgan er planetdrevet for å redusere friksjon mellom dette og kabelen til et minimum.

16. Fluidumbehandlingsapparat i samsvar med et av kravene 10-15, karakterisert ved at føreinnretning-ene omfatter en bø ssing som løper fra den faste stilling langs aksen til en stilling i nærheten av rotorkonstruksjonens annen side.

17. Apparat til bruk i forbindelse med en fleksibel energi-overfø ringskabel for opprettholdelse av energikommunikasjon med terminalinnretninger under sentrifugering, karakterisert ved at det omfatter i kombinasjon en stasjonær basis, et rotordrev dreibart montert på basis for rotasjon langs en forutbestemt akse, en rotorkonstruksjon som omfatter terminalinnretninger på den ene side og som er dreibart montert på rotordrevet for rotasjon i forhold til dette langs nevnte akse ved hjelp av anordninger som omfatter en bæreaksel som er lagret på drevet og f XI3. som løper rotorkonstruksjonens motstående side og omfatter en sentral, aksial åpning, støtteinnretninger for understøttelse av energioverførings-kabelen over nevnte ene side av rotorkonstruksjonen langs nevnte akse, føringsinnretninger som omfatter et føreorgan på rotordrevet for føring av energioverføringskabelen fra støtteinnret-ningen gjennom den aksiale åpning til terminalen, idet fø rings-innretningene er innrettet til å kople kabelen roterbart til rotordrevet med hensyn til aksen, samt et drivaggregat for rotasjon av rotorkonstruksjonen og rotordrevet i samme retning og med et hastighetsforhold på. 2:1 for å opprettholde energikommunikasjon uten å vri kabelen.

18. Apparat i samsvar med krav 17, karakterisert ved at rotordrevet er dreibart montert på basis ved hjelp av en bæreaksel som ligger aksialt på linje med rotasjonsaksen, at basis omfatter en stasjonær skive og at drivaggregatet omfatter en motor for drift av bæreakselen samt planetdrivanord-ninger båret på rotordrevet og koplet til den stasjonære skive samt til drivakselen for drift av rotorkonstruksjonen.

19. Apparat i samsvar med krav 17 eller 18, karakterisert ved at føreinnretningene for energioverførings-kabelen omfatter et føreorgan båret på rotordrevet for inngrep med kabelen.

20. Apparat i samsvar med krav 19, karakterisert ved at føreorganet er rørformet og at energioverførings-kabelen passerer gjennom dette.

21. Apparat i samsvar med krav 20, karakterisert ved at det rørformete føreorgan er planetdrevet for å redusere friksjon mellom dette og kabelen til et minimum.

22. Apparat i samsvar med et av kravene 17-21, karakterisert ved at føringsinnretningene omfatter en bøssing som løper fra støtteinnretningene til terminalinn-retningene.

23. Fremgangsmåte til sentrifugalbehandling av biologiske fluider, med minsket risiko for forurensning av fluidene eller det omgivende miljø ved bruk av et lukket, lekkasjefritt hus som rommer en sentralstreng som er utstyrt med inngang og ut-gang ved den ene ende og som avgrenser gjennomgående kanaler samt som omfatter et fleksibelt segment som er i stand til å utføre gjentatte aksiale bøyninger og gjenbøyninger, idet huset også rommer minst ett behandlingskammer forbundet med sentralstrengens annen ende og som kommuniserer med sentralstrengens kanaler, karakterisert ved følgende trinn: at sentralstrengen anbringes ved husets ene side i en første stilling på en akse mens den fleksible sentralstreng formes til en sløyfe som løper utad fra aksen og vender tilbake ved dens annen side til en forskjøvet annen stilling på aksen, mens de tilkoplete behandlingskamre understøttes på en fra aksen radialt forskjøvet stilling, at den således dannete sløyfe bringes til å utføre kretsbanebevegelser ved en første rotasjonshastighet om aksen, mens det således anbrakte behandlingskammer bringes til å utføre kretsbanebevegelser om aksen i den samme retning som sløyfen samtidig og med den dobbelte rotasjonshastighet som sløyfen, mens sentralstrengen tillates å bøyes og gjenbøyes aksialt slik at huset ikke binder, at de biologiske fluider tilføres til inngangen og føres gjennom kanalene til kamrene hvor de utsettes for en sentrifugal-kraft og behandles, samt at sluttproduktet deretter fjernes.

24. Fremgangsmåte i samsvar med krav 23, karakterisert ved at de biologiske fluider er opptinte, tidligere nedfrosne blodceller som inneholder et konserveringsmiddel, og at et vaskefluidum også tilsettes for utvasking av konser-veringsmidlet fra cellene.