NO970535L

NO970535L - Behandlingssystem for avgitt blod og metode for å danne regulerte virvelströmforhold

Info

Publication number: NO970535L
Application number: NO970535A
Authority: NO
Inventors: Richard I Brown; Michael R Prisco
Original assignee: Baxter Int
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1997-04-02
Also published as: AU6249796A; NO970535D0; EP0775011A1; EP0775011A4; CA2195187A1; AU694053B2; WO1996040404A1; JPH10503712A; US5628915A

Description

Oppfinnelsen angår sentrifugebearbeidingssysterner og innretninger.

I dag foregår separeringen av hele blodet ved hjelp av sentrifugering av hele blodet til sine forskjellige terapeutiske komponenter, f.eks. røde blodceller, blodplater og plasma.

Vanlige blodbearbeidingssystemer og fremgangsmåter bruker sentrifugeutstyr sammen med sterile bearbeidingskammere for engangsbruk, som typisk er laget av plast. Sentrifugeutstyret innfører hele blodet i slike kammere og dreier dem for å frembringe et sentrifugalfelt.

Hele blodet separeres inn i det dreiende kammeret under påvirkning av sentrifugalfeltet, til røde blodceller med høy tetthet og platerikt plasma. Et mellomliggende lag med leukocytter danner et grensesjikt mellom de røde blodceller og det platerike plasma (PRP).

Ved vanlige blodsepareringssystemer og fremgangsmåter, kan plater som løftes i suspensjon i PRP slå seg til ro på grenseflaten. Blodplatene slår seg til ro på grunn av at den radiale hastighet i plasmaet under separering ikke er tilstrekkelig for å holde platene i suspensjon. I mangel på tilstrekkelig radial strøm, vil platene falle tilbake og slå seg til ro på grenseoverflaten. Dette minsker bearbeidingseffektiviteten og således den effektive produksjon av blodplater.

Oppfinnelsen tilveiebringer forbedret blodbehandlingssys-tem og en fremgangsmåte som skaper unike dynamiske strømningsforhold innenfor behandlingskammeret.

Systemet og fremgangsmåten dreier første og andre sidevegger som er anbrakt med mellomrom og danner en separasjonssone om rotasjonsaksen. Den første vegg er nærmere rotasjonsaksen enn den andre vegg. Separasjonssonen avgrenser en separasjonsbane som har en radial bredde og som strekker seg overveiende langs omkretsen om rotasjonsaksen. Systemet og fremgangsmåten transporterer blod inn i separasjonssonen langs inngangsbanen som strekker seg overveiende parallelt med rotasjonsaksen. Dette danner et hvirvelstrømsmønster i inngangsbanen som bestenker blod inn i separasjonsbanen for separasjon til komponentdeler. Systemet og fremgangsmåten begrenser hvirvelstrømsmønsteret langs inngangsbanen for å redusere skjærspenninger på platene ved å tilveiebringe en forøket rygg langs inngangsbanen i en første vegg, for derved å redusere den radielle bredde av inngangsbanen.

I en foretrukket utførelsesform fører systemet og fremgangsmåten bestenkingen av blod fra den forøkede rygg mot den første vegg langs en avsmalnet flate som fører til separasjonsbanen.

Andre egenskaper og fordeler vil fremgå ved gjennomgåelse av følgende spesifikasjon i forbindelse med tegninger og vedføyde krav.

Fig. 1 er et riss fra siden av en blodsentrifuge med et separeringskammer som omfatter egenskapene ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser spoleelementet i forbindelse med sentrifugen på fig. 1, med en tilhørende bearbeidingsbeholder viklet rundt denne klar for bruk,

fig. 3 er et riss av bearbeidingskammeret på fig. 2,

fig. 4A er et perspektivriss av sentrifugen på fig. 1, med skålen og spoleelementene svingt ut til sin adgangsstilling,

fig. 4B er et perspektivriss av skål- og spoleelementene holdt fra hverandre for å kunne feste bearbeidingsbeholderen på fig. 2 rundt spoleelementet,

fig. 5 er et perspektivriss av sentrifugen på fig. 1, hvor skål- og spoleelementene er svingt inn i sin driftsstilling,

fig. 6 er et forstørret perspektivriss av en del av bearbeidingsbeholderen på fig. 3, festet til spoleelementet for sentrifugen, og viser innstilling av åpningene for bearbeidingskammerets indre og enkelte overflatekonturer i spoleelementet,

fig. 7 er et delvis skjematisk riss av bearbeidingskammerets innside sett fra veggen med lav G mot veggen med høy G nær der hvor hele blodet innføres i bearbeidingskammeret for separering til røde blodceller og platerikt plasma og hvor det platerike plasma oppsamles i bearbeidingskammeret,

fig.-8 er et skjematisk riss av separeringskammeret for sentrifugen på fig. 1, og viser radiale omriss av veggen med høy G og lav G,

fig. 9 er et perspektivriss av skålelementets innside og viser de to områdene hvor veggen med høy G ikke er isoradial,

fig. 10 - 12 er perspektivriss av spoleelementets utside og viser de etterfølgende ikke-isoradiale områder rundt veggen med lav G,

fig. 13 er et riss av spoleelementet anbrakt inn i skålen, og viser plasseringen av veggen med høy G og lav G langs separeringskammeret,

fig. 14-16 viser delvis skjematisk en del av oppsamlingsstedet for det platerike plasma i separeringskammeret, hvor veggoverflaten med høy G danner en skråkant for å inneholde og regulere innstillingen av grenseoverflaten mellom de røde blodceller og det platerike plasma,

fig. 17 - 19 viser viktigheten av skråkanten i forhold til aksen for det platerike plasmaets oppsamlingsåpning, fig. 20 er et delvis skjematisk riss av bearbeidingskammerets indre sett fra veggen med høy G mot veggen med lav G nær der hvor det platerike plasma begynner sin separering til platekonsentrat og platefattig plasma, og viser dannelse av det optimale hvirvel-strømsmønster for bestenkning av det platerike plasma under separeringen,

fig. 21 og 22 er lik fig. 20, og viser dannelse av mindre enn optimale hvirvelstrømsmønstre, og

fig. 23 er et riss av et skålelement og et spoleelement som omfatter egenskapene ifølge oppfinnelsen, og viser radiuser i forhold til større overflater som ligger perifert på disse.

Oppfinnelsen kan anvendes på forskjellige måter uten at dens ånd eller vesentlige egenskaper fravikes. Oppfinnelsens omfang defineres som de vedføyde krav klarere enn av den foregående beskrivelse. Alle utførelser som faller innenfor kravenes mening og omfang er derfor ment å omfattes av kravene.

Fig. 1 viser en blodsentrifuge 10 med et blodbearbeidings-kammer 12 med forbedret platesepareringsegenskaper. Avgrensningene av kammeret 12 dannes av en fleksibel bearbeidingsbeholder 14 båret innenfor en ringformet åpning 16 mellom et roterende spoleelement 18 og skålelement 20. I den viste og foretrukne utførelse har bearbeidingsbeholderen form av et langstrakt rør (fig. 3) som er viklet rundt spoleelementet 18 før bruk, som vist på fig. 2.

Ytterligere detaljer i denne sentrifugekonstruksjon er beskrevet i US patentskrift 5 370 802, benevnt "Enhanced Yield Platelet Systems and Methods" som er tatt med her for henvisnings skyld.

Skål- og spoleelementene 18 og 20 svinger på et åk 22 mellom en oppreist stilling som vist på fig. 4A/4B, og en nedheng-

ende stilling som vist på fig. 1 og 5.

I denne oppreiste stilling (se fig. 4A), kan skålen og spolen 18 og 20 nås av brukeren. En mekanisme gjør at spolen og skålen 18 og 20 kan holdes fra hverandre som vist på fig. 4B. I denne stilling er spolen 18 minst delvis ute av skålen 20 for å kunne nå yttersiden av spolen. Når denne er avdekket kan brukeren vikle containeren 14 rundt spoleelementet 20 (som vist på fig. 2). Tappene 150 på spolen 20 (se f.eks. fig. 6, 10 og 11) griper utskjæringer på beholderen 14 for å feste beholderen 14 til spolen 20.

Mekanismen (ikke vist) gjør det også mulig for spolen og skålen 18 og 20 å anta en samvirkende stilling som vist på fig. 4A. I denne stilling er spolen 20 og den påfestede beholder 14 omsluttet av skålen 18.

Ytterligere detaljer av mekanismen som forårsaker relativ bevegelse mellom spolen og skålen 18 og 20 som nettopp beskrevet, er beskrevet videre i US patentskrift 5 360 542, benevnt "Centri-fuge with Separable Bowl and Spool Elements Providing Access to the Separation Chamber", som er tatt med her for henvisnings skyld.

I lukket stilling kan spolen og skålen 18 og 20 svinges til en nedhengende stilling som vist på fig. 1 og 5. I den nedhengende stilling er skålen og spolen 18 og 20 i driftsstilling.

I drift dreier sentrifugen 10 den nedhengende skål og spole 18 og 20 rundt en akse 28 og frembringer et sentrifugalfelt i bearbeidingskammeret 12.

Sentrifugalfeltets radiale avgrensninger (se fig. 1) dannes av innsiden 24 av skålen 18 og utsiden 26 av spolen 20. Innsiden 24 danner veggen med høy G. Utsiden 26 danner veggen med lav G.

En umbilicus (navle formet innretning) 30 (se fig. 1) står i forbindelse med bearbeidingskammerets 14 innside i sentrifugalfeltet og pumper og andre stasjonære komponenter plassert utenfor sentrif ugalf eltet. En ikke-roterende (null omega) holder 32 holder den øvre del av umbilicus 30 i en stasjonær stilling over den nedhengende spole og skål 18 og 20. En holder 34 på åket 22 dreier den midtre del av umbilicus 30 i en første (en omega) raskt rundt den nedhengende spole og skål 18 og 20. En annen holder 36 dreier den nedre ende av umbilicus 30 i en andre hastighet som er to ganger en omega-hastigheten (to omega-hastigheten), hvor den nedhengende spole og skål 18 og 20 også dreier. Denne kjente relative dreining av umbilicus 30, holder den fra å bli vridd, og gjør det unødvendig å bruke dreiende tetninger.

Etter hvert som spolen og skålen 18 og 20 dreier rundt aksen 28, blir blod innført i beholderen 14 via umbilicus 30. Blodet følger en perifer strømningsbane inne i beholderen 14 rundt rotasjonsaksen 28. Under blodtransporten utvider beholderens 14 sidevegger seg for å passe til profilene i ytterveggen 26 (lav G) for spoleelementet 18 og innerveggen 24 (høy G) for skålen 20.

I den viste og foretrukne utførelse (se fig. 2 og 3), blir bearbeidingsbeholderen 14 delt i to funksjonelt adskilte bearbeidingsrom 38 og 40. Især (se fig. 2 og 3), danner en første perifer tetning 42 ytterkanten av beholderen. En andre, innvendig tetning 44 strekker seg generelt parallelt med rotasjonsaksen 28 og deler beholderen 14 i det første bearbeidingsrom 38 og det andre bearbeidingsrom 40.

Tre åpninger 46/48/50 festet til røret som strekker seg fra umbilicus 30, står i forbindelse med det første rom 38. To ekstra åpninger 52 og 54 festet til røret, strekker seg fra umbilicus 30 og står i forbindelse med det andre rom 40.

Som det best fremgår av fig. 6 er de fem åpninger 46 - 54 anordnet side om side langs den øvre tverrgående kant på beholderen 14. Når beholderen 14 er festet til spolen 18, er åpningene 46 - 54 alle anordnet parallelt med rotasjonsaksen 28. Den øvre del av ytterveggen 26 for spolen 18, omfatter en leppe 56 som åpningene 46 - 54 hviler mot når beholderen 14 er festet til spolen 18 for bruk. Fig. 10 viser også leppen 56. Leppen 56 strekker seg langs en bue med lik radius fra rotasjonsaksen 28. Således åpner alle åpningene 46 - 54 seg inn i rommene 38 og 40 i samme radiale avstand fra rotasjonsaksen 28.

Hvert bearbeidingsrom 38 og 40 har en egen og bestemt separeringsfunksjon som vil bli beskrevet nedenfor i detalj.

Det første rom 38 mottar hele blodet (WB) via åpningen 48. Som det best vil fremgå av fig. 7, blir hele blodet separert i sentrif ugalf eltet i det første rom 38, til røde blodceller (RBC), benevnt med 96, som beveger seg mot veggen 24 med høy G, og platerikt plasma (PRP, benevnt 98) som forflyttes av RBCs bevegelse 96 mot veggen 26 med lav G. Åpningen 50 (se fig. 3 og 6) transporterer RBC 96 fra det første rom 38, mens åpningen 46 transporterer

PRP 98 fra det første rom 38.

I det første bearbeidingsrom 38 dannes det et mellomliggende lag, kalt grenseflaten (benevnt 58) (se fig. 7) mellom RBC 96 og PRP 98. I fravær av en effektiv separering, kan blodplatene forlate PRP 98 og slå seg ned på grenseflaten 58 og derved redusere antall blodplater i PRP 98 som transporteres av åpningen 46 fra det første rom 38.

Det første rom 38 (se fig. 3 og 7) omfatter en tredje, innvendig tetning 60 plassert mellom PRP-oppsamlingsåpningen 48 og WB-innløpsåpningene 50. Den tredje tetning 60 omfatter en første del 62 som er generelt parallell med rotasjonsaksen 28. Den tredje tetning omfatter også en kneformet del 64 som bøyer seg vekk fra WB-innløpsåpningen 48 i den perifere WB-strømningsretning i det første rom 38. Den kneformede del 64 avsluttes nedenfor innløpet for PRP-oppsamlingsåpningen 48.

Det første rom 38 (se fig. 3) omfatter også en fjerde, innvendig tetning 66 plassert mellom WB-innløpsporten 48 og RBC-oppsamlingsåpningen 50. Lik den tredje tetning 60, omfatter den fjerde tetning 66 en første del 68 som er generelt parallell med rotasjonsaksen 28, og en kneformet del 70 som bøyer vekk fra RBC-oppsamlingsåpningen 52 i den perifere WB-strømningsretning i det første rom 38. Den knef ormede del 70 i den fjerde tetning 66 strekker seg nedenfor og forbi den knef ormede del 64 for den tredje tetning 60. Den kneformede del 70 avsluttes nær den langsgående side av det første rom 38 overfor den langsgående side dannet av den andre, innvendige tetning 44.

Sammen utgjør den tredje og fjerde innvendige tetning 60 og 66 en innløpspassasje 72 for WB som først strekker seg langs rotasjonsaksen og deretter bøyer av for å åpne i retningen for den tiltenkte perifere strøm inn i det første rom 38, hvor det dannes et innløpsområde 74 for WB, hvor fig. 7 viser innsiden. Den tredje, innvendige tetning 60 danner også et oppsamlingssted 76 for PRP inn i det første rom 38, hvor fig. 7 også viser innsiden.

Som det best fremgår av fig. 7 befinner inngangen 74 for WB seg nær oppsamlingsstedet 76 for PRP. Denne nære plassering til hverandre danner dynamiske strømningsforhold som sveiper blodplater inn i oppsamlingsområdet 76 for PRP.

Især er hastigheten som RBC 96 slår ned mot veggen 24 med høy G på, som svar på sentrifugalkraften, størst ved inngangen 74 for WB, men forøvrig i det første rom 38. Ytterligere detaljer omkring fordelingen av RBC 96 under sentrifugeringen i kammeret, er beskrevet i Brown, "The Physics of Continuous Flow Centrifugal Cell Separation", Artificial Or<g>ans. 13(l):4-20 (1989).

Det finnes også relativt mer plasma som kan fordeles mot veggen 26 med lav G i inngangen 74 for WB. Følgelig vil relativt store radiale plasmahastigheter mot veggen 26 med lav G oppstå ved inngangen 74 for WB. Disse store radiale hastigheter mot veggen 26 med lav G, utløser et stort antall plater fra RBC 96 inn i det nærliggende oppsamlingssted 76 for PRP.

Sammen danner den fjerde innvendige tetning 66, den andre innvendige tetning 44 og de nedre områder for den første perifere tetning 42 en oppsamlingspassasje 78 for RBC (se fig. 3). Oppsamlingspassasjen 78 for RBC strekker seg først langs rotasjonsaksen 28 og bøyer deretter av i en perifer bane for å åpne nær enden av den tiltenkte perifere strømningsbane for WB som omfatter oppsamlingsstedet 80 for RBC.

Som det fremgår av fig. 8 endrer konturene av yttersiden 26 for spolen 18, som avgrenser siden med lav G i det første rom 38 seg kontinuerlig når det gjelder den radielle avstand fra rotasjonsaksen 28. Ikke på noe tidspunkt omfatter yttersiden 26 med lav G av spolen 18 et isoradialt omriss i forhold til rotasjonsaksen 28. På den annen side er overflaten av innsiden 24 (høy G) for skålen 20 som avgrenser siden med høy G for det første rom, også isoradialt i forhold til rotasjonsaksen 28, bortsett fra to aksialt plasserte områder i det første rom 38 hvor de radiale omriss endres. Innretningen av disse konturflåtene på ytterveggen 26 (lav G) for spolen 18 og innerveggen (høy G) for skålen 20 som avgrenser det første rom 38, forbedrer separasjonsforholdene som skapes av den innvendige oppbygningen av rommet 38.

Især danner overflatekonturene i veggene 24 og 26 med høy og lav G, en første dynamisk strømningssone 82 i oppsamlingsområdet 76 for PRP i det første rom 38. Der danner konturene i veggen 24 med høy G en skråkant (se fig. 9) som omfatter første og andre skråflater 84 og 86. Disse flater 24 fremspringer fra veggen 24 med høy G mot veggen 26 med lav G. Skråningen av skråflaten 84 er mindre enn for den andre skråf late 86, dvs at den andre skråflate 86 er brattere enn den første skråflate 84.

Radialt over skråflatene 84 og 86 danner omrisset av ytterveggen 76 med lav G for spolen 18, en flate 88 (se fig. 10 og 13). Når det gjelder dens radiale dimensjoner (som vist på fig. 8), minsker flaten 88 først og deretter øker i radius i strømnings-retningen for WB i det første rom 38. Flaten 88 vil derved minske og deretter øke i sentrifugalfeltet langs veggen 26 med lav G. Flaten 88 gir klaring for første og andre skråflater 84 og 86 for å romme bevegelsen fra spolen og skålen 18 og 20 mellom sine separerte og samvirkende stillinger. Flaten 88 danner også en andre dynamisk strømningssone 104 i samarbeide med flaten 106 som vender mot denne på veggen 24 med høy G i innløpsområdet 74 for WB (se fig. 9), som vil bli beskrevet nedenfor.

Som det fremgår av fig. 14 - 16 vil den motstående første flate 84 og flaten 88 i den første sone 82 danne en begrenset passasje 90 langs veggen 26 med lav G som laget PRP 98 strekker seg langs. Som det fremgår skjematisk på fig. 14 - 16, vil skråflaten 86 dele fluidstrømmen langs veggen 24 med høy G i det første rom 38 og derved holde grenseflaten 58 og RBC 96 vekk fra oppsamlingsåpningen 46 for PRP, samtidig som PRP 98 får nå oppsamlingsåpningen 46 for PRP.

Denne strømningsfordeling endrer også innretningen av grenseflaten 58 i oppsamlingsområdet 76 for PRP. Den andre skråflate 86 viser grenseflaten 26 via en sidevegg i beholderen ved hjelp av en reguleringsanordning for grenseflaten (ikke vist). Ytterligere detaljer i en foretrukket utførelse for reguleringsanordningen for grenseflaten 134 er beskrevet i US patentskrift 5 316 667, som er tatt med her for henvisnings skyld.

Reguleringsanordningen for grenseflaten overvåker plasseringen av grenseflaten 58 på skråflaten 86. Som det fremgår av fig. 14 - 16 kan anbringelse av grenseflaten 58 på skråflaten 86 endres ved å styre de relative strømningshastigheter for WB, RBC 96 og PRP gjennom deres respektive åpninger 48, 50 og 46. Reguleringsanordningen 134 varierer hastigheten som PRP 98 suges ut fra det første rom 38 for å holde grenseflaten 58 på et bestemt foretrukket sted på skråflaten 86 (som vist på fig. 15), vekk fra den begrensede passasje 90 som fører til oppsamlingsåpningen 46 for PRP. Alternativt eller i kombinasjon, kan reguleringsanordningen 134 regulere plasseringen av grenseflaten 58 ved å variere hastigheten som WB innføres inn i det første rom 38 i, eller hastigheten som RBC sendes fra, fra det første rom 134, eller begge deler.

I den viste og foretrukne utførelse (se fig. 17 - 19), er hovedaksen 94 for skråflaten 96 orientert i en ikke-parallell vinkel a i forhold til aksen 92 for PRP-åpningen 46. Vinkelen a er større enn 0° (dvs når overflateaksen 94 er parallell med åpningsaksen 92, som vist på fig. 17), men er fortrinnsvis mindre enn omtrent 45° som vist på fig. 19. Mest foretrukket er vinkelen a omtrent 30°.

Når vinkelen a er nær 0° (se fig. 17), er avgrensningen av grenseflaten 58 mellom RBC 96 og PRP 98 ikke ensartet langs skråflaten 86. Istedenfor vil avgrensningen av grenseflatene 58 bølge seg mot skråflaten 84 langs flatens 8 område bort fra åpningen 46. RBC 96 strømmer inn i den begrensede passasje 90 og inn i PRP 98 ut fra åpningen 46 for PRP.

Når vinkelen a er nær 45° (se fig. 19), er avgrensningen av grenseflaten 58 mellom RBC 96 og PRP 98 heller ikke ensartet langs skråflaten 86. Især vil avgrensningen av grenseflaten 58 bølge seg mot skråflaten 84 langs området for overflaten 86 nær åpningen 46. RBC 96 vil igjen strømme inn i den begrensede passasje 90 og inn i PRP 98 ut fra åpningen 46 for PRP.

Som det fremgår av fig. 18 vil den oppsamlede PRP 98, ved å presentere den ønskede vinkel a holdes vesentlig fri for RBC 96 og leukocytter.

De nærliggende overflatekonturer for veggene 24 og 26 med høy G og lav G danner videre en andre dynamisk strømningssone 104 i inngangsområdet for WB i det første rom 38. Der vil konturene i veggen 24 med høy G, danne en flate 106 (se fig. 9) anbrakt langs rotasjonsaksen 28 nedenfor skråf låtene 84 og 86. Flaten 106 vender også mot den allerede beskrevne flate 88 over veggen 26 med lav G (se fig. 13). Når det gjelder dens radialdimensjoner (som vist på fig. 8), vil flaten 106 på veggen 24 med høy G, først avta og deretter øke i radius i strømningsretningen WB i det første rom 38. Flaten 106 vil derved presentere en minskning og deretter en økning i sentrifugalfeltet langs veggen 24 med høy G.

Begrensningene av første og andre soner 82 og 104 er generelt opprettet i en aksial retning i forhold til hverandre på veggen 24 med høy G (se fig. 7), samt som radialt opprettet i forhold til avgrensningene av flatene 88 på veggen 26 med lav G (se fig. 13). Første og andre soner 82 og 104 vil derfor overlappe hverandre perifert med mellomrom langs rotasjonsaksen 28 i det første rom 38.

Den nærliggende plassering av de to soner 82 og 104 fremhever den dynamiske strømningsfunksjon i både inngangsområdet 74 for WB og oppsamlingsområdet 76 for PRP. De radialt motstående flater 88 og 106 i den andre sone 104 danner en strømningsbegrens-ende demning på veggen 24 for høy G i inngangsområdet 74 for WB. Strømningen av WB i innløpspassasjen 72 for WB, er generelt forvirrende og ikke ensartet (som det fremgår av fig. 7). Sonedemningen 104 i inngangsområdet 74 for WB begrenser WB-strømmen til en avgrenset passasje 108, og forårsaker derved en ensartet bestenkning av WB inn i det første rom 38 langsetter veggen 26 med lav G.

De nærliggende første og andre soner 82 og 104 plasserer denne ensartede bestenkning av WB nærliggende oppsamlingsområdet 76 for PRP og i et plan som er omtrent det samme som planet hvor den foretrukne, regulerte innstilling av grenseflaten 58 ligger. Ut fra den begrensede passasje 108 for sonedemningen 104, vil RBC 96 raskt forflytte seg mot veggen 24 med høy G som svar på sentrifugalkraften.

Den begrensede passasje 108 for sonedemningen 104 bringer WB inn i innløpsområdet 74 i omtrent den foretrukne, regulerte høyde for grenseflaten 58. Når WB bringes inn i innløpsområdet 74 nedenfor eller over den styrte høyde for grenseflaten 58, vil den øyeblikkelig søke grenseflatens høyde og oscillere rundt denne og forårsake uønskede sekundærstrømninger og forstyrrelser langs grenseflaten 58. Ved å bringe WB inn i inngangsområdet 74 nær grenseflatenivået, vil sonedemningen 104 minske fremkomsten av sekundærstrømninger og forstyrrelser langs grenseflaten 58.

De nærliggende overflatekonturer mellom veggene 24 og 26 med høy G og lav G skaper videre en tredje dynamisk strømnings-sone 110 ut over inngangsområdet 74 for WB og oppsamlingsområdet

76 for PRP i det første rom 38. Der vil overflatene 111 for veggen 26 med lav G avskråne utover vekk fra rotasjonsaksen 28 mot veggen 24 med høy G i strømningsretningen for WB (se fig. 8, 10 og 11). I denne sone 110 holder veggflaten 113 med høy G vekk fra overflaten 111, en konstant radius.

Sidestillingen av konturene langs veggene 24 og 26 med høy G og lav G, frembringer en dynamisk, perifer plasmastrøm generelt på tvers i forhold til sentrifugalkraftfeltet i retningen for oppsamlingsområdet 76 for PRP. Den perifere plasmastrøm i denne retning trekker grenseflaten 58 kontinuerlig mot oppsamlingsområdet 76 for PRP, hvor den høyere radiale plasmastrøm, som allerede beskrevet, befinner seg for å sveipe enda flere blodplater fra grenseflaten 58. Likeledes tjener motstrømsmønstrene til å sirkulere de andre tyngre komponentene i grenseflaten 58 (lymfo-cytter, monocytter og granulocytter) tilbake til RBC-massen, vekk fra PRP 98-strømmen.

De sideliggende flatekonturer for veggene 24 og 26 med høy G og lav G, skaper videre en fjerde dynamisk strømningssone 112 i oppsamlingsområdet 80 for RBC i det første rom 38. Der vil overflaten 115 i veggen 26 med lav G, bevege seg radialt vekk fra veggen 24 med høy G, mens veggen 24 med høy G forblir isoradial. Denne sidestilling av veggene 24 og 26 med høy G og lav G skaper en opptrappet barrieresone 112 i oppsamlingsområdet 80 for RBC. Denne opptrappede barrieresone 112 strekker seg inn i RBC-massen langs veggen 24 med høy G og skaper en avgrenset passasje 114 mellom denne og den motstående, isoradiale vegg 24 med høy G (se fig. 8). Den avgrensede passasje 114 gjør at RBW 96 som er til stede langs veggen 24 med høy G, å forflytte seg utover barriere-sonen 112 for oppsamling av oppsamlingspassasjen 78 for RBC. Likeledes blokkerer den opptrappede barrieresone 112 passasjen for PRP 98 utover denne og holder PRP 98 innenfor den dynamiske strøm av den første, andre og tredje sone 82, 104 og 110.

Som det fremgår av fig. 3, er også den kneformede del 70 for oppsamlingspassasjen 78 for RBC, avskrånet. På grunn av denne avskråningen vil passasjen 78 fremvise et større tverrsnitt i oppsamlingsområdet 80 for RBC. Avskråningen av den kneformede del 70 er fortrinnsvis avmålt i forhold til skråningen 26 med lav G i den tredje strømningssone 110 for å holde fluidmotstanden i passasjen 78 relativt konstant og maksimere områdene for separering og oppsamling på utsiden av passasjen 78. Avskråningen av den kneformede del 70 underletter også fjerning av luft fra passasjen 78 under innkjøringen.

Det andre bearbeidingsrom 40 mottar PRP 98 fra det første bearbeidingsrom 38 via åpningen 56 (hvor innsiden er vist på fig.

20). PRP 98 separeres i sentrifugalfeltet inn i det andre rom 40 til platekonsentrat (PC 116), som beveger seg mot veggen 24 med høy G, og platefattig plasma (PPP 118), som forflyttes ved å bevege PC mot veggen 26 med lav G. Åpningen 54 transporterer PPP 118 fra det andre rom 40. PC 116 forblir i det andre rom 40 for senere gjensuspensjon og transport til en utvendig oppbevaringsbeholder.

Det andre rom 40 (se fig. 3) omfatter en femte, innvendig tetning 120 mellom PRPs innløpsåpning 56 og oppsamlingsåpningen 54 for PPP. Den femte tetning 120 strekker seg over et første område 122 generelt parallelt med den andre tetning 44 og deretter vekk i et kne 124 i den perifere retning for PRP-strømmen inn i det andre rom 40. Den knef ormede del 124 avsluttes nær langs siden av det andre rom 40 overfor langsiden som dannes av den andre, innvendige tetning 90.

Den femte, innvendige tetning 120, den andre innvendige tetning 90 og de nedre områder for den første perifere tetning 42 danner til sammen en oppsamlingspassasje 126 for PPP. PPP-oppsamlingspassasjen 126 mottar PPP i sin åpne ende og kanaliserer derfra PPP til oppsamlingsåpningen 54 for PPP.

PRP strømmer inn i det andre rom 40 i et inngangsrom 128 for PRP (se fig. 20). PRP strømmer inn i området 128 via åpningen 56 i en aksial bane. PRP forlater området 128 i en perifer bane mot den motstående, langsgående sidekant. Dette skaper et hvirvel-strømmønster 130 (se fig. 20) innenfor PRPs inngangsområde 128, kalt en Taylor-søyle. Hvirvelstrømsmønsteret 130 sirkulerer rundt en akse 132 som er generelt parallell med rotasjonsaksen 28, og strekker seg fra utløpet av åpningen 56 langsetter og over den perifere strømningsbane i kammeret 40. Hvirvelstrømsmønsteret 130 bestenker PPP i den ønskede, perifere strømningsbane for separering til PC 116 og PPP 118 i en sjette strømningssone 140 utenfor PRPs inngangsområde 128.

I den illustrerte foretrukne utførelse er overflaten av veggen 26 med lav G avgrenset for å danne en femte dynamisk strømningssone 134 i PRPs inngangsområde 128. Strømningssonen 134 regulerer bestenkningseffekten av hvirvelstrømsmønsteret 130.

Især i den femte strømningssone 134 beveger overflaten av veggen 26 med lav G seg radialt mot veggen 24 med høy G for å danne en opptrappet kant 136 i inngangsområdet 128 for PRP (se fig. 8, 13 og 20). I den femte strømningssone 134, trekker veggen med lav G seg radialt vekk fra veggen 24 med høy G for å danne en skråflate 138 som fører fra kanten 136 i retningen for den perifere PRP-strøm. Veggen 24 med høy G forblir isoradial gjennom den femte strømningssone 134 og resten av det andre rom 40.

Den opptrappede kant 136 reduserer den radiale bredde i PRPs inngangsområde 128. Denne reduserte radiale bredde minsker styrken i hvirvelstrømsmønsteret 130 og senker således skjærhastig-heten og derfor skjærbelastningen mot blodplatene. Den reduserte radiale bredde reduserer også tiden som platene oppholder seg i hvirvelstrømsmønsteret 130. Ved både å redusere skjærspenningen og tiden for utsettelse av skjærspenning, vil den reduserte, radiale bredde minske sannsynligheten for å ødelegge blodplatene.

Den reduserte, radiale bredde skaper også et hvirvel-strømsmønster 130 som er mer kompakt sammenliknet med strømnings-mønsteret 130' innenfor et mindre radialt område, som vist på fig. 21. Den etterfølgende skråflate 138 vil også rette bestenkningen av PRP varsomt fra det mer innelukkede hvirvelstrømsmønster 130 mot veggen 26 med lav G og til den sjette strømningssone 140. Resultatene blir en mer effektiv separering av PC fra PRP i den sjette strømningssone 140.

Den sjette strømningssone 140 har en større radial bredde enn PRPs inngangsområde 128. Denne større radiale bredde er ønskelig fordi den gir større volum for faktisk separering.

Den radiale bredde i PRPs inngangsområde 128 er antatt å være viktig for å optimere fordelene med hvirvelstrømsmønsteret 130 ved separering av PC fra PRP. Hvis den radiale bredde er for stor (som vist på fig. 21), vil det resulterende hvirvelstrøms-mønster 130' ikke være godt nok innesluttet og være voldsommere. Blodplatene holdes lenger i strømningsmønsteret 130 mens de også samtidig utsettes for høyere skjærspenning.

Hvis den radiale bredde i PRPs inngangsområde 128 på den annen side er for liten, (som vist på fig. 22), vil den økende strømningsmotstand, som øker i kubikk etter hvert som den radiale bredde avtar, vil få hvirvelstrømsmønsteret 130 til å forflytte seg ut av området med den lille radiale bredde til et område med en større radial bredde og mindre strømningsmotstand. Således vil spiralstrømsmønsteret ikke oppstå i inngangsområdet 128 for PRP. Istedenfor vil strømningsmønsteret 130" bevege seg vekk fra aksial tilpasning til PRPs åpning 56, hvor en større radial bredde, som bedre kan ta imot hvirvelstrømmen, er til stede. Den effektive lengde av den perifere separeringsbane blir avkortet og fører til redusert separeringseffektivitet.

Videre vil det resulterende, forflyttede hvirvelstrøms— mønster 130 sannsynligvis ikke være godt avgrenset og således utsette blodplatene for uønsket skjærspenning og oppholdstid.

Det dimensjonsløse parameter ( X) kan brukes for å skille mellom en radial bredde som er for bred til å gi en godt avgrenset styring av hvirvelstrømsmønsteret 130, og en redusert bredde som gir en slik styring.

I US-patentskrift 5 316 667 karakteriserer det dimensjons-løse parameter ( X) nøyaktig de kombinerte egenskaper mellom vinkelhastighet, kanaltykkelse og radiale bredde, kinematisk viskositet og aksial høyde i kanalen, uttrykt som følger:

hvor

n er vinkelhastigheten (i rad/sek),

h er den radiale dybde (eller tykkelse) av kammeret (i cm),

u er den kinematiske viskositet for fluidet som separeres i cm<2>/sek), og

Z er den aksiale høyde i kammeret (i cm).

Det er antatt at en redusert radial bredde i PRPs inngangsområde 128 er tilstrekkelig for å gi et parameter A.< 100 vil frembringe de ønskede, avgrensede hvirvelstrømsforhold vist på fig. 20. Et parameter k på omtrent 40 - 50 er foretrukket. På grunn av en større radial bredde i den sjette strømningssone 140 (under forutsetning at vinkelhastigheten og den kinematiske viskositet for PRP som separeres, forblir vesentlig den samme), vil parameteret k være betydelig større enn i den sjette strøm-ningssone 140. Parametrene A. kan typisk forventes i den sjette strømningssone 140 å være i nærheten av 500 og mer.

Det er antatt at strømningsmotstanden, uttrykt som forandring i trykk pr enhet strømningsmengde kan brukes for å bestemme avgrensningen hvor en smalere radial bredde i PRPs inngangsområde 128 forårsaker forflytning av hvirvelstrømsmønsteret 130, som vist på fig. 22. Empirisk erfaring antyder at hvirvel-strømforflytningen oppstår i området 128 når strømningsmotstanden i hvirvelstrømmen når omtrent 90 dyn sek/cm<4>, som er likt strøm-ningsmotstanden som plasmaet møter ved en strøm på 30 ml/min i et rom som har en bredde på 0,51 m, 1,0 cm lengde og 5,0 cm høyde, under en dreining på 3280 o/m.

De sideliggende flate konturene i veggene med høy G og lav G 24 og 26, skaper videre den sjette dynamiske strømningssone 140 utenfor PRPs inngangsområde 128 i det andre rom 40. Her avskråner overflaten 141 på veggen 26 med lav G utover vekk fra rotasjonsaksen 28 mot veggen 24 med høy G i retningen for den bestenkede PRP-strøm i det andre rom 40. I denne sone 140, har veggen 24 med høy G en konstant radius.

Den skrå vegg 26 med lav G i den sjette strømningssone 140 gir en større radial bredde hvor en vesentlig del av PC-separeringen finner sted. Det meste av PC-separeringen oppstår typisk i det første halve segment i den sjette strømningssone 140. PC-avsetningen langs veggen 24 med høy G i store mengder på dette halve segment i den sjette strømningssone 140, frembringer et lag langs veggen 24 med høy G i dette halve segment med en tykkelse på opp til 1 mm. Den større radiale bredde i dette halve segment i den sjette strømningssone opptar den konsentrerte mengde med PC uten derved å redusere det nødvendige separeringsvolum.

I den illustrerte og foretrukne utførelse er knedelen 124 for den tilhørende oppsamlingspassasje 126 for PPP avskrånet.

Som med avskråningen av knedelen 70, er avskråningen av knedelen 124 fortrinnsvis målt i forhold til avskråningen av veggen 26 med lav G for å holde fluidmotstanden innenfor oppsamlingspassasjen 126 for PPP, relativt konstant. Avskråningen underletter også fjerning av luft fra passasjen 126 under innkjøringen.

Som det fremgår best av fig. 8 og 10, skråner flaten 142 for veggen 26 med lav G for spoleelementet 18, mellom den første strømningssone 82 (i det første rom 38) og i den femte strømnings-sone 134 (i det andre rom 40) vekk fra veggen 24 med høy G i retning fra den femte sone 134 mot den første sone 82. Den radialt motstående overflate på veggen 24 med høy G, forblir isoradial. Delen av oppsamlingspassasjen 126 for PPP som står aksialt overfor oppsamlingsåpningen 54 for PPP (i det andre rom 40) og delen av oppsamlingspassasjen 78 for RBC som står aksialt overfor oppsam lingsåpningen 52 for RBC (i det første rom 38), blir båret mellom disse overflater 142 med lav G og den motstående vegg med høy G. Overflaten 142 gir en glatt overgang mellom inngangsområdet 128 for PRP og inngangsområdet 74 for WB.

Fig. 23 viser radiusene A-G for de viktigste overflate-områder beskrevet ovenfor langs spoleelementet 18 og skålelementet 20. Tabellen nedenfor viser dimensjonene for disse radiusene i en foretrukket anvendelse:

Overflatens aksiale høyde i den foretrukne anvendelse er 81,356 mm.

I en foretrukket anvendelse (se fig. 14) fremspringer overflaten 84 fra veggen med høy G i en avstand (dimensjon H på fig. 14) på 6,807 mm. Overflatens 84 perifere lengde (dimensjon I på fig. 14) er 23,825 mm og skråflatens 86 lengde (dimensjon J på fig. 14) er 8,712 mm. Skråflatens 86 vinkel er 29°.

I en foretrukket utførelse (se fig. 9) fremspringer overflaten 106 fra veggen med høy G i en avstand (dimensjon K på fig. 9) med 2,616 mm. Overflatens 106 perifere lengde (dimensjon L på fig. 9) er 38,151 mm.

Oppfinnelsens karakteristiske trekk er beskrevet i de vedføyde krav.

Claims

1. Kammer for rotasjon om en rotasjonsakse for å separere blodkomponenter omfattende første og andre sidevegger anbrakt med mellomrom som danner en separasjonssone, hvor den første vegg er nærmere rotasjonsaksen enn den andre vegg, og separasjonssonen avgrenser en separasjonsbane som har en radiell bredde, separasjonsbanen strekker seg overveiende langs omkretsen om rotasjonsaksen, et innløp for å transportere blod inn i separasjonssonen langs inngangsbanen som strekker seg overveiende parallelt med rotasjonsaksen, hvor blodet beveger seg i et hvirvelstrømsmønster i inngangsbanen for bestenking inn i separasjonsbanen og separasjon til komponentdeler, og hvor den første vegg har en forøket rygg langs inngangsbanen for å danne en radiell bredde langs inngangsbanen som er mindre enn den radielle bredde av separasjonsbanen for derved å avgrense hvirvelstrømsmønsteret.

2. Kammer ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den første rygg videre omfatter en avsmalnet flate som fører fra den forøkede rygg i retning av bestenking av blod for å føre bestenkingen mot den første vegg og inn i separasjonsbanen.

3. Kammer ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at den andre vegg er isoradial i inngangsbanen.

4. Kammer ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at den andre vegg er isoradial i separasjonsbanen.

5. Kammer ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at den andre vegg er isoradial i inngangsbanen.

6. Kammer ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det videre omfatter et utløp til å transportere minst én av de separerte komponentdeler fra separasjonsbanen langs en utgangsbane som strekker seg overveiende parallelt med rotasjonsaksen.

7. Fremgangsmåte for separering av blodkomponenter omfattende trinnene med rotering av første og andre sidevegger anbrakt med mellomrom som danner en separasjonssone rundt en rotasjonsakse, hvor den første vegg er nærmere rotasjonsaksen enn den andre vegg, separasjonssonen avgrenser en separasjonsbane som har en radiell bredde, separas jonsbanen strekker seg overveiende langs omkretsen rundt rotasjonsaksen, transportering av blod inn i separasjonssonen langs inngangsbanen som strekker seg overveiende parallelt med rotasjonsaksen for å danne et hvirvelstrømsmønster i inngangsbanen som bestenker blod inn i separasjonsbanen for separasjon i komponentdeler, begrensning av hvirvelstrømsmønsteret langs inngangsbanen ved å tilveiebringe en forøket rygg langs inngangsbanen i den første vegg, for derved å redusere radiell bredde av inngangsbanen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED det trinn å føre bestenkingen av blod fra den forøkede rygg mot den første vegg langs en avsmalnet flate som fører til separasjonsbanen .

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at den omfatter det trinn å transportere minst én av de separerte komponentdeler fra separas jonsbanen langs utgangsbanen som strekker seg overveiende parallelt med rotasjonsaksen.