PL176963B1 - Sposób rozdzielania płynu i urządzenie do rozdzielania płynu - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do rozdzielania plynu, zlozonego ze sklad- ników fazowych o róznych gestosciach, na skladniki fazowe, znamienne tym, ze zawiera pojemnik (10) do rozdzielania skladników fazowych, majacy obudowe (12) z koncentryczny- mi sciankami cylindryczna (26) i zewnetrzna (14) o wspólnej osi podluznej, scianka dolna (18) i scianka górna (16), przy czym cylindryczna scianka zewnetrzna (14), scianka cylindryczna (26) scianka dolna (18) i scianka górna (16) sa sciankami ogranicza jacymi pierscieniowa komore na próbke plynu (86), tlok (22) stanowiacy scianke dolna (18) lub górna (16) obudowy (12) umieszczony suwliwie wewnatrz piescieniowej komory (32) od pierwszego polozenia maksymalnej objetosci przestrzeni komo ry (32) do drugiego polozenia minimalnej objetosci przestrzeni pierscieniowej komory (32) oraz upustowy kanal (65) polaczo- ny z pierscieniowa komora (32) urzadzenia doprowadzajacego plyn (86) do pierscieniowej komory (32) pojemnika (10) w pierwszym polozeniu tlok (22) silnika (134) obracajacego poje- mnik (10) wokól jego osi podluznej z predkoscia obrotowa rozdzielania plynu (86) na skladniki fazowe ora z.................... 17. Sposób rozdzielania plynu, zwlaszcza monomeru fibryny z krwi, znamienny tym, ze wprowadza sie stala objetosc plynu, korzystnie krwi do pierscieniowej pierwszej komory (32) urzadzenia odsrodkowego, gdzie pierscieniowa pierwsza komora (32) jest ograniczona cylindryczna scianka (14) zewne- trzna i cylindryczna scianka (26) wewnetrzna, przy czym obie scianki (14,26) sa wspólosiowe, oraz scianka górna (16) i scianka dolna (18), gdzie scianke góma lub dolna tworzy tlok (12) umo- cowany suwliwie wewnatrz pierwszej komory (32), obraca sie urzadzenie odsrodkowe wokól wspólnej osi i odsrodkowo roz- dziela sie plyn, korzystnie krew na frakcje, takie jak frakcja komórkowa i plazmowa, tlokiem (122) przemieszcza s ie ............ Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdzielania płynu i urządzenie do rozdzielania płynu, zwłaszcza do odśrodkowego rozdzielania płynów na ich składniki o różnych gęstościach, a zwłaszcza urządzenie do rozdzielania krwi, przeznaczone, na przykład, do sporządzania składników do wyrobu szczeliwa fibrynowego.

Znane jest w wielu szpitalach, laboratoriach i zakładach przemysłowych rozdzielanie płynów na frakcje lub składniki o różnych gęstościach, między innymi techniką odwirowania. Na przykład, odwirowanie jest powszechnie stosowane w technikach rozdzielania krwi na jej frakcje, takie jak osocze, płytki krwi, krwinki czerwone, krwinki białe i/lub takie składniki jak fibrynogen, fibronektyna, czynnik VIII, czynnik XIII i podobne. Urządzenia stosowane w technikach tego typu działają a zasadzie oddzielania składników o większej gęstości, przykładowo komórkowych frakcji krwi, które pod działaniem siły odśrodkowej przemieszczają się do dalszej części urządzenia.

Wszystkie urządzenia działające na zasadzie odwirowania można podzielić na dwie kategorie. Pierwszą stanowi grupa urządzeń, w których pojemnik z próbkami jest odchylany wokół osi wirówki, natomiast drugąjest grupa urządzeń, w których komora obraca się wokół własnej osi podłużnej. W pierwszej kategorii pojemnikiem jest zazwyczaj torebka z tworzywa sztucznego lub rurka z zamkniętym j ednym końcem. Pojemniki tego typu są obracane wokół osi wirówki w taki sposób, że składniki o większej gęstości są przemieszczane w kierunku

176 963 dna rurki lub jednego z boków torebki. Wirówka jest zaopatrzona w urządzenia do selektywnego oddzielania składnika o mniejszej gęstości, na przykład osocza, od składnika o większej gęstości, na przykład krwinek lub płytek krwi, albo na odwrót. Zazwyczaj urządzeniem tym jest separator wkładany do wydłużonej rurki z krwią. Natomiast torebki z tworzyw sztucznych, w przypadku ich stosowania, delikatnie ściska się wyciskając z nich osocze.

Z opisu patentowego USA nr 3,932,277 znane jest urządzenie zawi terające- probówkę z próbką oraz probówkę zbiorczą. Na jednym końcu probówki zbiorczej, wkładanym do probówki z już odwirowaną próbką w celu zebrania osocza, znajduje się filtr i zaworek zwrotny.

Z opisu patentowego USA nr 3,799,342 znany jest separator z zaworkiem zwrotnym otwierającym się po zwiększeniu ciśnienia w probówce o\z próbką co umożliwia oddzielonemu osoczu przepłynięcie do komory zbiorczej.

Z opisu patentowego USA nr 4,818,386 znanyjest separator półpływakowy o gęstości pośredniej pomiędzy gęstościami dwóch składników, na które ma być rozdzielony dany płyn. Podczas wirowania separator przemieszcza się wewnątrz wydłużonej probówki z próbką krwi do położenia w zasadzie pomiędzy materiałami o większej gęstości znajdującymi się przy, dnie probówki a materiałami o mniejszej gęstości, znajdującymi się u góry. Otaczający separator elastomerowy kapturek blokuje go na miejscu podczas wirowania, co ułatwia selektywne usuwanie składnika o mniejszej gęstości.

Jak już wspomniano, do drugiej kategorii należą urządzenia, w których pojemnik zawierający płyn obraca się wokół swojej osi podłużnej. Komora z płynem ma zazwyczaj kształt cylindra lub czaszy, dzięki czemu podczas wirowania składniki o większej gęstości, przykładowo krwinki, przemieszczają się na zewnątrz w kierunku ścianki komory, natomiast składniki o mniejszej gęstości, przykładowo osocze, pozostają w środku. Do kategorii tej należą również urządzenia z przewodami do innych pojemników, zazwyczaj do odbierania i/lub przemieszczania płynu podczas wirowania, oraz niezależne urządzenia do przetwarzania ustalonych objętości płynów. Jednym z urządzeń należących do pierwszej z tych grup jest czasza Lathama znana z opisów patentowych USA nr 4,086,924 i 4,300,717. Czasza Lathama jest skonstruowana w taki sposób, że składniki o mniejszej gęstości, znajdujące się w_;we\więtrznej .części wirującej czaszy, są przemieszczane ku górze, do obszaru zbierania wewnątrz najbardziej zewnętrznego promienia czaszy. Rozwiązanie to wymaga jednak stałego przepływu krwi, wymuszającego odprowadzanie oddzielonego osocza, a tego typu przepływ podczas wirowania wymaga złożonego i kosztownego uszczelnienia obrotowego.

Z opisu patentowego USA nr 4,828,716 znane jest urządzenie do rozdzielania płynu, przykładowo krwi, na jego składniki, takie jak osocze i krwinki czerwone, w wyniku wirowania w podłużnej probówce z prędkościami wystarczającymi do uzyskania koncentrycznej powierzchni przejściowej pomiędzy składnikami. W zasadzie cylindryczne urządzenie wiruje wokół swojej osi centralnej lub podłużnej w taki sposób, że składniki komórkowe o większej gęstości przemieszczają się w kierunku ścianki zewnętrznej, natomiast składniki o mniejszej gęstości zajmują położenie wewnętrzne względem składników o większej gęstości. Dzięki takiej konstrukcji komora robocza urządzenia ma znacznie mniejszą objętość i umożliwia zbieranie składników osocza o mniejszej gęstości, przemieszczanych do centralnej części zbiorczej.

Opisane powyżej rozdzielanie koncentryczne następuje w wyniku działania siły odśrodkowej, albo siły G, na składniki. Jej wielkość zależy od promienia i można ją wyrazić w postaci:

G = 1,18 x 10⁵ x promień (CM) x RPM² (prędkość obrotowa w obr./min.)

Korzystnie, warunkiem odpowiedniego rozdzielenia składników jest uzyskanie w miarę możliwości ostrej powierzchni granicznej pomiędzy składnikami o różnych gęstościach. Zatem dla każdego płynu złożonego z dwóch lub więcej składników, istnieje minimalna siła G niezbędna do utrzymania koncentrycznej powierzchni granicznej tego typu. Jedną z poten17(6 963 cjalnych wad dotychczasowych urządzeń tego typu jest trudność utrzymania odpowiedniej rozdzielającej powierzchni granicznej, ponieważ w miarę zmniejszania objętości i zbierania osocza, zmniejsza się również wysokość komory roboczej. Oczywiście, w wyniku takiej sytuacji materiał komórkowy o stałej objętości (o większej gęstości) jest przemieszczany ku środkowi w kierunku mniejszego promienia. W związku z tym, w dotychczasowych urządzeniach osocze jest kierowane centralnie ku oknu zbierającemu. Z kolei można zauważyć, że po zmniejszeniu się promienia obszaru zajmowanego przez materiał komórkowy poniżej pewnej wielkości krytycznej, niezbędnej do utrzymania koncentrycznej powierzchni granicznej przy danej prędkości, powierzchnia graniczna rozmywa się, o ile w ogóle jeszcze istnieje, co powoduje zbieranie niepożądanego materiału komórkowego. W przypadku rozdzielania krwi tym sposobem objętość czystego osocza nie jest tak krytycznym parametrem jak w niektórych innych zastosowaniach. Urządzenia tego typu są również stosowane w ultrawirówkach.

W bardziej współczesnych technikach, krytycznym czynnikiem staje się możliwość bardziej dokładnego rozdzielania krwi na składniki, a tym samym uzyskiwania wyższej wartości hematokrytu, tj. stosunku krwinek czerwonych do łącznej objętości próbki. Istnieje również silne zapotrzebowanie na skrócenie czasu rozdzielania oraz maksymalne zmniejszenie ilości używanych urządzeń detekcyjnych. Ponadto wirowanie z dużymi prędkościami wywołuje duże siły ścinające działające na składniki krwi, co ma ujemne skutki, na przykład powoduje hemolizę. W wielu zastosowaniach dobrze byłoby uzyskać wspomniane powyżej zalety rozdzielania płynów przy prędkościach wirowania poniżej 20 000 obr./min, korzystnie w zakresie od 3 000 do 15 000 obr./min., a optymalnie przy prędkościach w zakresie 5 000-10 000 obr./min. W urządzeniach wirujących z prędkościami powyżej 10 000 obr./min. pojawiają się problemy z łożyskowaniem, zwłaszcza z odpowiednim smarowaniem.

Celem niniejszego wynalazku jest dokładniejsze i sprawniejsze rozdzielanie płynów, zwłaszcza krwi, na składniki fazowe o różnych gęstościach, dzięki zastosowaniu nowoczesnych technik separacji.

Według wynalazku, urządzenie do rozdzielania płynu, złożonego ze składników fazowych o różnych gęstościach, na składniki fazowe, charakteryzuje się tym, że zawiera pojemnik do rozdzielania składników fazowych, mający obudowę z koncentrycznymi ściankami cyl^i^cJryc:zną i zewnętrzną o wspólnej osi podłużnej, ścianą dolną i ścianką górną, przy czym cylmdryczna ścianka zewnętrzna, ścianka cylmdryczna, ścianka dolna i ścianka górna są ściankami ograniczającymi pierścieniową komorę na próbkę płynu, tłok, stanowiący ściankę dolną lub górną obudowy, umieszczony suwliwie wewnątrz pieścieniowej komory od pierwszego położenia maksymalnej objętości przestrzeni komory do drugiego położenia minimalnej objętości przestrzeni pierścieniowej komory oraz upustowy kanał połączony z pierścieniową komorą urządzenia doprowadzającego płyn do pierścieniowej komory pojemnika w pierwszym położeniu tłoka silnika obracającego pojemnik wokół jego osi podłużnej z prędkością obrotową rozdzielania płynu na składniki fazowe oraz dźwignie przemieszczające wewnątrz pierścieniowej komory od położenia pierwszego do położenia drugiego tłok przemieszczający jeden ze składników fazowych z pierścieniowej komory przez upustowy kanał.

Korzystnie, upustowy kanał jest umieszczony na lub w pobliżu wewnętrznej ścianki cyUndrycznej odprowadzając z pierścieniowej komory składnik o najmniejszej gęstości.

Korzystnie, upustowy kanał zawiera przewód przeprowadzony przez dolną ściankę i jest zaopatrzony w sterowany zaworek.

Korzystnie, upustowy kanał jest usytuowany w zewnętrznej ściance cylindrycznej odprowadzając z pierścieniowej komory składnik o największej gęstości.

Korzystnie, sterowany zaworekjest zwrotny, przełączany siłą odśrodkową z położenia zamkniętego do położenia otwartego.

Korzystnie, upustowy kanał jest przewodem przeprowadzonym przez ściankę górną.

Korzystnie, upustowy kanał jest usytuowany w wewnętrznej ściance cylindrycznej odprowadzając składnik o najmniejszej gęstości.

Korzystnie, upustowy kanał jest usytuowany w zewnętrznej cylindrycznej ściance odprowadzając składnik o największej gęstości.

Korzystnie, pojemnik jest napędzany silnikiem obracającym .go wokół osi podłużnej z prędkością rozdzielającą w pierścieniowej komorze płyn.

Korzystnie, pierścieniowa komora pierwsza połączona z odbiorczą komorą drugą zbierającą składnik fazowy odprowadzany z pierścieniowej komory pierwszej.

Korzystnie, upustowy kanał łączy reakcyjną drugą komorę z reagentem reagującym z jednym ze składników fazowych odprowadzanych z pierścieniowej pierwszej komory za tę pierwszą komorę.

Korzystnie, komora odbiorcza stanowi reakcyjną drugą komorę z reagentem reagującym z jednym ze . składników fazowych odprowadzanych z pierścieniowej komory.

Korzystnie, wewnętrzna ścianka cylindryczna ogranicza reakcyjną trzecią komorę rozciągającą się wokół tej samej osi podłużnej co pierścieniowa pierwsza komora, przy czym komory pierwsza i trzecia, są oddzielone od siebie tłokiem.

Korzystnie, wewnętrzna ścianka cylindryczna ograniczająca pierścieniową pierwszą komorę stanowi cyllndryczną ściankę tłoka.

Korzystnie, wewnętrzna ścianka cyllndryczna ogranicza odbiorczą trzecią komorę połączoną z reakcyjną drugą komorą produktu reakcji.

Korzystnie, odbiorcza trzecia komora stanowi stanowi element 'strzykawki wchodzący w wewnętrzną ściankę cyHindryczną.

Według wynalazku, sposób rozdzielania płynu, zwłaszcza monomeru fibryny z krwi, charakteryzuje się tym, że wprowadza się stałą objętość płynu, korzystnie krwi do pierścieniowej pierwszej komory urządzenia odśrodkowego, gdzie pierścieniowa pierwsza komora jest ograniczona cylindryczną ścianką zewnętrzną i cylmdryczną ści^inką wewnętrzną, przy czym obie ścianki są współosiowe, oraz ścianką górną i ścianką dolną, gdzie ściankę górną lub dolną tworzy tłok umocowany suwliwie wewnątrz pierwszej komory, obraca się urządzenie odśrodkowe wokół wspólnej osi i odśrodkowo rozdziela się płyn, korzystnie krew na frakcje, takie jak frakcja komórkowa i plazmowa, tłokiem przemieszcza się jedną z frakcji, taką jak plazmowa do drugiej komory, jednocześnie podtrzymuje się wirowanie i rozdział frakcji w pierwszej komorze, przy czym drugą komorę wyznacza zewnętrzna cylindryczna ścianka biegnąca· współosiowo wokółwspólnej osi, poddaje się przemieszczoną frakcję, taką jak plazma, działaniu enzymu takiego jak trombina w drugiej komorze, w której frakcję plazmową rozdziela się na frakcję płynną i frakcję zawierającą nieusieciowany polimer fibrynowy, usuwa się frakcję płynną z drugiej komory, rozpuszcza· się nieusieniowany polimer fibrynowy i uzyskuje się roztwór zawierający monomer fibrynowy, a następnie usuwa się enzym podobny do trombiny z powstałego roztworu zawierającego monomer fibrynowy.

Korzystnie, doprowadza się roztwór rozpuszczający do drugiej komory i rozpuszcza się nieusieciowany polimer fibrynowy oraz zbiera · się roztwór zawierający · monoomer fibrynowy w trzeciej komorze.

Korzystnie, urządzenie i sposób według wynalazku są używane do oddzielania osocza od próbki krwi. W związku z tym, urządzenie, pojemnik do rozdzielania składników fazowych jak i sposób według niniejszego wynalazku można z korzyścią i powodzeniem stosować do rozdzielania próbek krwi na różne składniki, takie jak krwinki i osocze, ewentualnie z płytkami, albo, alternatywnie, osocze ' bez płytek krwi.

Najbardziej korzystnie, powyższe urządzenie i sposoby można wykorzystać do sporządzania substancji zawierającej monomer fibrynowy lub fibrynę nieusieciowaną, przeznaczoną optymalnie do wyrobu kleju fibrynowego.

Zaletą niniejszego wynalazkujest możliwość szybkiego i sprawnego oddzielania składników płynów przy zastosowaniu taniego i prostego sprzętu bez niszczenia składników płynu, przykładowo krwi, wynikającego z odwirowywania z dużymi prędkościami.

Charakterystyczną cechą niniejszego wynalazku jest również to, że dzięki nowoczesnym technikom rozdzielania i zbierania według niniejszego wynalazku, próbkę krwi można wykorzystać do ekstrakcji fibryny przeznaczonej do sporządzania substancji wspomagającej

176 963 odbudowę tkanki, tzw. klej'u do tkanek. Wspomniane rozdzielanie i sporządzanie odbywa się w zamkniętej komorze, co eliminuje możliwość zarażenia się pracowników laboratoryjnych lub operatorów czynnikami chorobotwórczymi, jakie mogą przenosić się z krwią, przykładowo, zapaleniem wątroby lub zespołem nabytego niedoboru odpornościowego.

Szczególną zaletą niniejszego wynalazku jest nowoczesna technika rozdzielania i zbierania, umożliwiająca rozdzielanie próbki krwi na osocze i krwinki i dalej na oddzielanie płytek krwi od krwinek, a tym samym uzyskiwanie osocza o odpowiedniej wysokiej lub niskiej zawartości płytek, co realizuje się za pomocą zmian odpowiednich parametrów roboczych procesu.

Niniejszy wynalazek umożliwia dokładniejsze i sprawniejsze rozdzielanie płynów na ich składniki dzięki zastosowaniu usprawnionych technik rozdzielania i zbierania oraz nowoczesnych urządzeń, w których stosowane są techniki tego typu. Rozdzielanie rotacyjne, podczas którego pomiędzy składnikami płynu powstaje koncentryczna powierzchnia graniczna, jest realizowane za pomocą cylindrycznej obudowy o stałej cylindrycznej ściance zewnętrznej i wewnętrznej, które wraz ze ścianką górną i dolną stanowią granice pierścieniowej komory. Promień wewnętrznej ścianki cylindrycznej, mierzony od osi podłużnej urządzenia, jest dobrany w taki sposób, że przy odpowiedniej(ich) prędkości(ach) wirowania przy wewnętrznej ściance cylindrycznej, a tym samym w całej komorze pierścieniowej, zawsze istnieje dostateczna siła odśrodkowa (siła G) podtrzymująca tego typu koncentryczną powierzchnię graniczną pomiędzy składnikami. Zmniejszając podczas wirowania objętość komory pierścieniowej można selektywnie odprowadzać za pomocą upustów odpowiedni składnik lub składniki.

Rozdzielanie tego typu można przeprowadzić stosunkowo szybko i przy stosunkowo niskich prędkościach. Dobierając w odpowiedni sposób wewnętrzny i zewnętrzny promień komory, można, na przykład, doprowadzić do oddzielenia do 80% osocza z próbki krwi w ciągu około 1 minuty przy prędkości wirowania około 5 000 obrotów na minutę. Dzięki osiowosymetrycznej ściance wewnętrznej, komora, w której odbywa się rozdzielanie, jest pierścieniowa, co z kolei gwarantuje, że podczas zmniejszania objętości na znajdujące się w niej składniki działa cały czas siłą G, która podtrzymuje wyraźną powierzchnię graniczną. Ponadto, dzięki pierścieniowej komorze odległość pomiędzy ścianką wewnętrzną i zewnętrzną, dla danej próbki krwi, jest stosunkowo mała, wskutek czego również odległość, na jaką muszą przemieszczać się oddzielane od siebie składniki, jest mała. W związku z tym rozdzielanie odbywa się bardzo szybko, a poszczególne składniki są stosunkowo czyste.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny przekrój poprzeczny pojemnika na płyn według pierwszego przykładu wykonania, fig. 2-10 - poszczególne etapy procesu rozdzielania i odciągania według pierwszego przykładu wykonania z zastosowaniem pojemnika pokazanego na fig. 1, fig. 11 - schematyczny przekrój poprzeczny pojemnika na płyn według drugiego przykładu wykonania, fig. 12-18 - poszczególne etapy procesu rozdzielania i odciągania według drugiego przykładu wykonania z zastosowaniem pojemnika pokazanego na fig. 11, fig. 19 - schematyczny przekrój poprzeczny pojemnika ną płyn według trzeciego, prototypowego przykładuwykonania, fig. 20 - jeden z elementów trzeciego przykładu wykonania pokazanego na fig. 19, w rzucie perspektywicznym i w stanie rozłożonym na poszczególne podzespoły, fig. 21 - schematycznie w przekroju częściowym urządzenie do rozdzielania płynu, w którym manewrowanie pojemnikiem na płyn podczas procesu rozdzielania i odciągania odbywa się w sposób automatyczny lub półautomatyczny, fig. 22a-22c - schematycznie w przekroju poprzecznym mechanizm do blokowania i mocowania pojemnika na płyn w urządzeniu do odśrodkowego rozdzielania i obróbki, podczas trzech etapów procesu blokowania i mocowania, fig. 22d i 22e - schematycznie w przekroju poprzecznym wieczko pojemnika na płyn połączone z czujnikami optycznymi według dwóch alternatywnych rozwiązań, fig. 23 - wykres zależności siły odśrodkowej na ściance wewnętrznej i zewnętrznej komory do rozdzielania składników fazowych pojemnika na płyn od jego prędkości obrotowej, fig. 24 - wykres zależności wydajności procentowej od czasu trwania procesu rozdzielania konkretnej próbki krwi w pojemniku na płyn według niniejszego wynalazku, na którym pokazano dwie krzywe, odpowiednio dla osocza o wysokiej i niskiej zawartości

176 963 płytek krwi, fig. 25 - wykres zależności objętości próbki krwi, rozdzielanej za pomocą pojemnika na próbki urządzenia do odśrodkowego rozdzielania i obróbki według niniejszego wynalazku, od czasu trwania procesu rozdzielania.

Na figurze 1 przedstawiono pierwszy przykład wykonania pojemnika na próbki, oznaczonego w całości numerem 10. Pojemnik 10 ma konstrukcję zwartą, co umożliwia stosowanie go w opisanym dalej urządzeniu do odśrodkowego rozdzielania i obróbki. Przedmiot wynalazku opisano dalej jako urządzenie do rozdzielania krwi, korzystnie, do sporządzania składników nadających się do wyrobu kleju fibrynowego, ale rozumie się samo przez się, że przedstawione tu urządzenia, aparaturę i sposoby można z równym powodzeniem używać do rozdzielania dowolnych płynów. Przedmiot niniejszego wynalazku nadaje się zwłaszcza do rozdzielania próbek krwi na krwinki i osocze oraz do sporządzania ekstraktu fibrynowego z osocza.

Sposób wytwarzania kleju fibrynowego polega na łączeniu odpowiedniego miejsca za pomocą substancji zawierającej monomery fibrynowe i przekształcaniu tego monomeru w polimer fibrynowy równocześnie z etapem łączenia, w wyniku czego w danym miejscu powstaje szczeliwo. Pod terminem fibryna należy rozumieć fibrynę I, fibrynę II i fibrynę des BB. Sposób wytwarzania monomerowej substancji fibrynowej, polega na tym, że styka się substancję zawierającą fibrynogen i enzymem podobnym do trombiny, w wyniku czego powstaje nieusieciowany polimer fibryny, następnie oddziela się nieusieciowany polimer fibryny od substancji fibrynogenowej, a potem rozpuszcza się nieusieciowany polimer fibrynowy, w wyniku czego uzyskuje się substancję zawierającą monomer fibrynowy.

Enzymem podobnym do trombiny może być sama trombina, albo inny enzym o podobnych własnościach, np. Ancrod, Acutin, Venzyme, Betropase, Crotalase, Flavoxobin, Gabonase lub Batroxobin, przy czym zaleca się stosowanie Batroxobinu.

Według zalecanego przykładu wykonania mniejszego wynalazku, sporządzania monomeru fibrynowego można szybko, sprawnie i bezpiecznie zrealizować w integralnym urządzeniu dwu- (lub więcej) komorowym. Urządzenie według wynalazku umożliwia tego typu sporządzenie monomeru fibrynowego w ciągu poniżej 30 minut i nadaje się zwłaszcza do wytwarzania preparatów klejących od jednego dawcy, lub korzystnie, fibrynowych preparatów klejących pochodzących z tego samego ustroju. Monomerowe substancje fibrynowe od jednego dawcy lub pochodzące z tego samego ustroju można stosować łącznie z buforem zasadowym lub wodą destylowaną, zawierającą, korzystnie, źródło jonów wapnia.

Pojemnik 10 na próbki składa się z obudowy 12 złożonej z cylindrycznej ścianki 14, ścianki górnej 16 i ścianki dolnej 18. W ściance górnej 16 znajduje się przelotowy otwór centralny 20, przez który przechodzi tłok 22, zazwyczaj uszczelniony w nim za pomocą pierścienia uszczelniającego 24 typu O-ring.

Ścianki cylindryczna 14, górna 16 i dolna 18 są łączone ze sobą po włożeniu tłoka 22 do przelotowego otworu centralnego 20 w ściance górnej 16. Sposób łączenia jest dowolny, na przykład za pomocą gwintu albo kleju. Zatem cyllndryczna ścianka 14 i ścianka dolna 18 mogą być konstrukcją jednolitą połączoną na przykład, za pomocą kleju albo gwintu ze ścianką górną 16. Alternatywnie, ścianka górna 16 i ścianka cylindryczna mogą być konstrukcją jednolitą, połączoną z oddzielną ścianką dolną 18. Jeszcze innym rozwiązaniem alternatywnym są trzy oddzielne ścianki 14,16 i 18 połączone ze sobą gwintem albo w dowolny inny sposób, na przykład sklejone lub spawane.

Jak widać, ścianka cylindryczna 26 tłoka 22 i zewnętrzna cyllndryczna ścianka 14 ograniczają pierścieniową komorę, w której przebiega proces odwirowywania. Promienie tych ścianek, mierzone od podłużnej osi pojemnika 10, wybrano w taki sposób, że przy odpowiednich prędkościach obrotowych powstaje siłą G wystarczająca do podtrzymania koncentrycznego rozdzielania składników płynu. Oczywiście, siła ta zależy od rodzaju płynu i od wymaganych prędkości. Przykładowo, do rozdzielania krwi w urządzeniu według niniejszego wynalazku potrzebne są siły G od około 400 do około 1000 G. W związku z tym, dla prędkości około 5 000-10 000 obr./min., korzystnie około 5 000 obr./min., promień wewnętrznej ścianki cylindrycznej 26 wynosi od co najmniej około 1,0 do około 5,0 cm, w zależności od prędkości i próbki krwi. Promień zewnętrznej cylindrycznej ścianki 14

176 963 można zmieniać w zależności od wielkości obrabianej próbki. Podczas rozdzielania próbki krwi na składniki w zakresie prędkości obrotowych od 5 000 do 10 000 obr./min. najbardziej pożądane są promienie zewnętrzne w przedziale wartości od około 2,0 do około 3,5 ' cm. Korzystnie, stosunek promienia ścianki wewnętrznej n do promienia ścianki zewnętrznej r0 wynosi od około 0,3:1 do około 0,8:2, a najbardziej korzystnie około 0,5:1.

Tłok 22 składa się ze ścianki cylindrycznej 26 uszczelnionej za pomocą wspomnianego już pierścienia uszczelniającego 24 typu O-ring. Ścianka cylmdryczna 26 stanowi jeden element z okrągłą płytką 28, uszczelnioną względem wewnętrznej powierzchni cylindrycznej ścianki 14 za pomocą pierścienia uszczelniającego 30 typu O-ring. Pierścienie usżczelniające 24 i 30 umożliwiają podnoszenie i opuszczanie tłoka 22 względem obudowy 12 w celu zmiany objętości komór wewnętrznych w pojemniku 10 na próbki, co przedstawiono dokładnie dalej, oraz w celu uszczelnienia komór wewnętrznych względem siebie i otoczenia.

Tłok 22 dzieli obudowę 12 pojemnika 10 na próbki na jedną, dwie lub trzy komory, a mianowicie na pierwszą komorę 32, o w zasadzie pierścieniowym kształcie, ograniczoną ściankami cylindrycznymi 14 i 26, opcjonalną drugą komorę ograniczoną ścianką dolną 18 i okrągłą płytką 28, oraz opcjonalną trzecią komorę 36, ograniczoną ścianką cylmdryczną 26 tłoka 22.

Z wewnętrznej powierzchni ścianki dolnej 18 wybiega ku górze opcjonalny występ 38 złożony z jednego lub więcej oddzielnych elementów krzywkowych lub okrągłych, dzięki czemu objętość drugiej komory 34 nigdy nie zmniejsza się do zera. W drugiej komorze 34 może znajdować się odpowiedni środek 40 chemiczny lub biochemiczny, w dowolnej postaci nadającej się do obróbki lub reagowania z płynnym składnikiem oddzielonym w pierwszej komorze 32 i odciągniętym do drugiej komory 34.

Tłok 22 jest zaopatrzony w pierścieniowe wieczko 42, w którym osadza się i blokuje strzykawkę 44. Może to być zwykła strzykawka jednorazowego użytku z cylindryczną obudową 46. Jak opisano dalej, strzykawka ta, w tym konkretnym przykładzie wykonania, służy do doprowadzania do drugiej komory 34 odpowiedniego drugiego środka chemicznego lub biochemicznego, albo roztworu. Alternatywnie, strzykawkę 44 można zastąpić ampułką lub strzykawką o nieco innej budowie i kształcie, w zależności od konkretnych warunków, na przykład związanych z dopasowaniem mechanicznym do zespołu dozownika lub strzykawki, w którym ma być zastosowana ampułka lub strzykawka. W najwyższym miejscu cyllndrycznej obudowy 46 znajduje się wybiegający na zewnątrz pierścieniowy kołnierz 48, natomiast w jej najniższym miejscu znajduje się stożkowa rurka 50 połączona z cylindryczną ścianką zewnętrzną obudowy 46 za pośrednictwem ścianki dolnej 52. Do cylindrycznej obudowy 46 wchodzi tłoczek 54.

Stożkowa rurka 50 może wchodzić do stożkowego elementu przejściowego 56, którego dolny koniec jest połączony z rurką 58. Długość rurki 58 może być dobrana w taki sposób, że strzykawkę 44 można wyjmować ze środka trzeciej komory 36 bez odłączania jej stożkowej rurki 50 od stożkowego elementu przejściowego 56. Rurka 58 przechodzi przez otwór centralny w okrągłej płytce 28 do drugiej komory 34 i łączy się za pośrednictwem odgałęzienia z następną rurką 60. Rurka 60 dochodzi do wlotu 62, usytuowanego w najwyższej części cylindrycznej ścianki 26 tłoka 22, na którego wylocie znajduje się filtr 64. Rurka 60 składa się z rurki wlotowej doprowadzającej drugi środek 88 chemiczny lub biochemiczny do wewnętrznej przestrzeni w cylindrycznej obudowie 46 strzykawki 44, powstającej pod tłoczkiem 54 w miarę jego podnoszenia się z położenia pokazanego na fig. 1 do położenia pokazanego na fig. 2. Po wprowadzeniu środka 88 do wewnętrznej przestrzeni strzykawki 44, korzystnie, wlot 62 jest zamykany za pomocą zatyczki uszczelniającej (nie pokazanej). Alternatywnie, wlot 62 może służyć w opisanym dalej i przedstawionym na fig. 2-10 sposobie, jako otworek odpowietrzający, odprowadzający nadmiar powietrza z rurek 58 i 60 do atmosfery.

W przewodzie komunikacyjnym pomiędzy komorą 34 a rurką 58 może znajdować się mikroporowaty filtr 66 wkładany do gniazda w dolnej powierzchni okrągłej płytki 28. W filtrze 66, albo jakiejkolwiek innej części rurki 58, może również znajdować się, związany fizycznie lub wchłonięty, odpowiedni środek biochemiczny lub chemiczny do obróbki

176 963 pierwszego płynnego składnika oddzielonego w pierwszej komorze 32 i odciągniętego z niej. Pierwsza komora 32 jest połączona z drugą komorą 34 za pomocą kanału 65 biegnącego w cylindrycznej ściance 26 i okrągłej płytce 28 w tłoku 22. Kanał 65 przechodzi przez cylindryczną ściankę 26 w kierunku promieniowym. Opcjonalnie, kanał 65 może przechodzić w dowolnym miejscu w górnej powierzchni płytki 28 tłoka w komorze 32 w zależności od tego, które składniki płynu mają być zbierane. Kanał 65 jest zamknięty zaworkiem zwrotnym 68, składającym się z grzybka zamykającego 70 i sprężyny 72 osadzonej na trzonku 73 i dociskającej grzybek zamykający 70 do położenia, w którym jest szczelnie zamknięty. Korzystnie, zaworek zwrotny 68 znajduje się możliwie blisko podłużnej osi pojemnika 10 na próbki. W związku z tym, w alternatywnym lub zmodyfikowanym przykładzie wykonania pojemnika 10 na próbki, zaworek zwrotny 68 znajduje się w oddzielnej komorze dodatkowej, usytuowanej w trzeciej komorze 36 i oddzielonej, od niej za pomocą ścianki działowej i połączonej z pierwszą komorą 32 za pomocą kanalika przechodzącego przez cylindryczną ściankę 26 w tłoku 22. Zaworek zwrotny 68 może znajdować się w oddzielnym gnieździe w okrągłej płytce 28. Kanał 65 łączy się z drugą komorą 34 za pośrednictwem kolejnego filtra mikroporowatego 74 podobnego do opisanego już filtra mikroporowatego 66. Filtr mikroporowaty 74 może być osadzony w gnieździe w dolnej powierzchni okrągłej płytki 28 tłoka 22.

Pierwsza komora 32 łączy się również z rurką doprowadzającą 76 za pośrednictwem otworu przelotowego 78 w górnej ściance 16 obudowy 12. Na zewnętrznym końcu rurki doprowadzającej 76 może znajdować się końcówka przejściowa na igłę strzykawki (nie pokazaną na fig.) z próbką, korzystnie, z próbką krwi, która ma być wprowadzona do pierwszej komory 32 pojemnika 10 na próbki.

Korzystnie, pierwsza komora 32 łączy się z otoczeniem za pomocą rurki odpowietrzającej lub kanalika 82 stanowiącego przewód komunikacyjny ze środka pierwszej komory 32 do wylotu odpowietrzającego 84znajdującego się po przeciwległej stronie względem wspomnianego już wlotu 62. Połączenie pierwszej komory 32 za pomocą rurki lub przewodu odpowietrzającego 82 istnieje pod warunkiem, że tłok 22 znajduje się w swoim krańcowym położeniu dolnym, jak widać na fig. 1, ponieważ po jego podniesieniu do położenia pokazanego, przykładowo, na fig. 4, wlot do rurki lub kanalika odpowietrzającego 82 unosi się ponad pierścień uszczelniający 24 typu O-ring.

Element odpowietrzający może znajdować się w dowolnym wygodnym miejscu pojemnika 10.

Jak już wspomniano, korzystnie, pojemnik 10 na próbki służy do rozdzielania próbek krwi na krwinki i osocze o wysokiej zawartości płytek albo, alternatywnie, o niskiej zawartości płytek, oraz do oddzielania składnika krwi od osocza, co opisano dalej ilustrują opis fig. 2-10.

Na figurze 2 przedstawiono pierwszy etap pierwszego procesu rozdzielania próbki krwi 86 na konkretne składniki oraz oddzielania składnika krwi od jednego z jej płynnych elementów.

Jak widać na fig. 2, próbka krwi 86 znajduje się w pierwszej komorze 32, wypełniając ją w pewnej objętości. Pozostałą część komory 32, nad próbką krwi 86, zajmuje powietrze w przestrzeni powietrznej 87. W Zalecanym przykładzie wykonania, próbka krwi w pierwszej komorze 32 zawiera środek przeciwkrzepliwy. Można stosować dowolne środki tego typu, a między innymi EDTA (kwas wersenowy), hirudynę, cytrynian i inne związki chelatowe wapnia, takie jak NTA, HEEDTA, EDDHA, EGTA, DTP A, DCTA, HEPES, HIMOA, etc. Próbkę krwi 86 w pierwszej komorze 32 oznaczono za pomocą małych kółeczek. Nad próbką krwi 86 znajduje się przestrzeń powietrzna 87. Na fig. 2 tłoczek 54 strzykawki 44 jest uniesiony i w strzykawce 44 znajduje się, korzystnie, buforowa substancja rozpuszczająca stanowiąca drugi środek 88, na przykład buforowy roztwór rozpuszczający, doprowadzony tam rurką 60. Tłok 22 pojemnika 10 znajduje się w krańcowym położeniu dolnym, co umożliwia odpowietrzanie pierwszej komory 32 przez rurkę lub odpowietrzający kanalik 82 po wprowadzeniu próbki krwi 86 do pierwszej komory 32. Buforową substancję rozpuszczającą stanowiącą drugi środek 88 zaznaczono bcznymi małymi trójkątami.

176 963

Buforową substancją rozpuszczającą może być dowolny kwaśny roztwór buforowy o pH w przedziale wartości, korzystnie od 1 do 5. Do odpowiednich substancji tego typu należą między innymi kwas octowy, kwas bursztynowy, kwas glukuronowy, kwas cysternowy, kwas krotonowy, kwas itakonowy, kwas glutonowy, kwas mrówkowy, kwas asparginowy, kwas adypinowy oraz ich sole. Korzystnie, zaleca się stosowanie kwasu bursztynowego, kwasu asparaginowego, kwasu adypinowego i ich soli, np. octanu sodowego. Rozpuszczanie można również przeprowadzić za pomocą substancji kaotropowych o obojętnym pH. Odpowiednimi substancjami tego typu są mocznik, bromek sodowy, chlorowodorek quanidyny, KCNS, jodek potasowy i bromek potasowy.

Na figurze 3 przedstawiono drugi etap pierwszego procesu, podczas którego cały pojemnik 10 na próbki jest obracany wokół swojej osi. Jak widać na fig. 1, pojemnik 10 na próbki jest w zasadzie symetryczny. Wiadomo, że na próbkę krwi 86 znajdującą się w pierwszej komorze 32 działa w zasadzie stała siła odśrodkowa o wielkości rzędu 500-1000 G. Wynika to ze stosunkowo małych promieni pierścieniowej pierwszej komory 32 oraz z prędkości wirowania wynoszącej około 5 500 obr./min. Na fig. 3 widać, że znajdująca się w pierwszej komorze 32 próbka rozdzieliła się na dwa składniki, płyn 90 z krwinkami oznaczony wspomnianymi już kółkami, oraz osocze 92 oznaczone małymi kwadracikami. Płyn 90 z krwinkami ma nieco większą gęstość niż osocze 92, w wyniku czego podczas wirowania pojemnika 10 z dużą prędkością rzędu 5 000-10 000 obr./min. następuje rozdzielenie obu składników.

Podczas wirowania pojemnika 10 ze wspomnianą powyżej prędkością zaworek zwrotny 68 otwiera się, ponieważ grzybek zamykający 70 jest odpychany promieniowo na zewnątrz. Pomimo otwarcia zaworka 68 płyn, znajdujący się w pierwszej komorze 32, nie wypływa kanałem 65. Jest on z jednej strony rozdzielony na płyn 90 i osocze 92 i odrzucany promieniowo na zewnątrz ku cyllndrycznej ściance 14, a z drugiej strony, jak już wspomniano, kanał 65 biegnie promieniowo w cylindrycznej ściance 26. W trzecim etapie pierwszego procesu, nie zatrzymując wirowania pojemnika 10, podnosi się tłok 22 z położenia pokazanego na fig. 3 do położenia pokazanego na fig. 4, w wyniku czego płyn znajdujący się w pierwszej komorze 32 przepływa do drugiej komory 34.

Podczas wstępnego etapu unoszenia tłoka 22, powietrze, znajdujące się w pierwszej komorze 32, jest odprowadzane rurką odpowietrzającą lub kanalikiem 82. Po uniesieniu się rurki lub odpowietrzającego kanalika 82 ponad pierścień uszczelniający 24, całe nadmiarowe powietrze z pokazanej na fig. 2 przestrzeni powietrznej 87 znajdującej się w pierwszej komorze 32 przepływa do drugiej komory 34. Odbywa się to w wyniku wyrównywania różnic ciśnień pomiędzy pierwszą komorą 32 a drugą komorą 34 przez odpowietrzającą rurkę 60 połączoną z drugą komorą 34 za pomocą mikroporowatego filtra 66. Pokazane na fig. 3 osocze 92 również przepływa z pierwszej komory 32 do drugiej -komory 34 kanałem 65. Na fig. 4, osocze przetłoczone do drugiej komory 34 oznaczono numerem 94 i pokazano wspomnianymi już kwadracikami. W miarę wzrostu objętości drugiej komory 34, również znajdujący się w niej środek 40 chemiczny lub biochemiczny przemieszcza się ze swojego położenia pokazanego na fig. 2 i 3 na wewnętrzną cylindryczną powierzchnię powiększającej się drugiej komory 34. Jak już wspomniano, środek 40 może mieć dowolną postać, przykładowo, może być wchłonięty lub związany z substancją granulowaną w taki sposób, jak enzym związany z żelem agarozowym lub innymi cząstkami tego typu.

Po przemoczeniu określonej ilości osocza 92 z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34, albo po przetłoczeniu całego osocza 92 z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34, ruch tłoka 22 ku górze jest zatrzymywany. Urządzenie jest skonstruowane w taki sposób, że filtr mikroporowaty 74 uniemożliwia wszelkim cząsteczkom, na przykład krwinkom, przepływ z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 po uniesieniu tłoka 22 ponad położenie, w którym całe osocze 92 zostało przetłoczone z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34. Ponadto przepływ osocza 92 z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34, a zwłaszcza stan, w którym osocze 92 zostało przetłoczone i w pierwszej komorze 32 znajdują się wyłącznie krwinki, można łatwo wykryć mierząc siłę używaną do podniesienia tłoka 22, ponieważ siła potrzebna do przetłoczenia krwinek z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 przez filtr

176 963 mikroporowaty 74jest znacznie większa niż siła potrzebna do podniesienia tłoka 22 podczas przetłaczanie osocza 92 z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34. W związku z tym, można łatwo wykryć chwilę w której całe osocze 92 zostało przetłoczone z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34; sygnalizuje to gwałtowny wzrost siły potrzebnej do dalszego przemieszczania tłoka 22.

Następnie, w czwartym etapie pierwszego procesu, wirowanie pojemnika 10 jest zatrzymywane, co pokazano na fig. 5. Pojemnik 10 pozostawia się na pewien czas w spokoju, umożliwiając reagowanie ze sobą zawiesiny środka 40 z osoczem przetłoczonym 94' znajdujących się w drugiej komorze 34. Na przykład, enzym, przykładowo, Batroxobin, przetwarza fibrynogen znajdujący się w osoczu przetłoczonym 94 na monomer fibryny, który prawie natychmiast polimeryzuje tworząc nieusieciowany polimer fibryny, zazwyczaj w postaci żelu.

W piątym i szóstym etapie pierwszego procesu, pokazanych, odpowiednio, na fig. 6 i 7, nieusieciowany polimer fibrynowy oraz enzym Batroxobin związany z cząstkami żelu agarozy stanowiącej środek 40 i oznaczony małymi falkami, jest oddzielany od osocza przetłoczonego 94 znajdującego się w drugiej komorze 34:-W drugiej komorze 34 może również znajdować się wewnętrzna ścianka ^^lli^c^:r^c^2^i^^,-'^:^]k^'tek czego komora ta będzie również pierścieniowa. Na fig. 6 przedstawiono piąty etap pierwszego procesu, w którym pojemnik 10 jest obracany z prędkością powodującą oddzielanie składnika fazowego 96 zawierającego nieusieciowany polimerowy żel fibrynowy i cząstki stanowiące środek 40 od osocza przetłoczonego 94. Prędkość obrotowa, z jaką wiruje pojemnik 10 podczas piątego etapu pierwszego procesu, może być dowolna, ale może być nieco niższa od ' poprzedniej prędkości obrotowej, z jaką wirował pojemnik 10 w drugim, opisanym już i pokazanym na fig. 3, etapie pierwszego procesu. W związku z tym prędkość ta może wynosić około 0,5 poprzedniej prędkości obrotowej, tj. około 2 500-3 000 obr./min. lub nawet mniej. Po oddzieleniu zawierającego żel i cząstki składnika fazowego 96 od osocza przetłoczonego 94 znajdującego się w drugiej komorze 34, następuje szósty etap pierwszego procesu, w którym tłok 22 jest opuszczany, w wyniku czego przetłacza osocze przetłoczone 94 z drugiej komory 34 kanałem 65 do pierwszej komory 32, ponieważ zaworek zwrotny 68 jest otwarty. Mikroporowaty filtr 74 uniemożliwia przepływ wszelkich cząstek lub większych elementów, na przykład cząstek środka 40, z drugiej komory 34 kanalikiem 65 do pierwszej komory 32, w wyniku czego po prostu blokuje przenikanie wszelkich elementów tego typu.

Po zakończeniu drugiego rozdzielania odśrodkowego i drugiego etapu przetłacza osocza 92, w komorze 34 znajduje się wyłącznie składnik fazowy 96 zawierający, jak pokazano na fig. 7, nieusieciowany polimer fibrynowy oraz cząsteczki środka 40. W pierwszej komorze 32 znajduje się mieszanina 98 płynu zawierającego krwinki i osocza przetłoczonego powrotnie z drugiej komory 34, co pokazano jako mieszankę symboli złożonych z kółeczek i kwadracików.

W pokazanym na fig. 7 siódmym etapie pierwszego procesu, do drugiej komory 34 jest dodawana ze strzykawki 44 buforowa substancja rozpuszczająca stanowiącą drugi środek 88. W tym celu opuszcza się tłoczek 54 strzykawki 44 z równoczesnym podniesieniem tłoka 28, w wyniku czego cały buforowy roztwór rozpuszczający jest przetłaczany ze strzykawki 44 do drugiej komory 34, a jednocześnie nie może wpływać w odnogę rurki 58 i dalej do rurki odpowietrzającej 60.

Przez pewien czas buforowy roztwór rozpuszczający stanowiący drugi środek 88 rozpuszcza nieusieciowany polimer fibrynowy, oddzielając go od środka 40, w wyniku czego powstaje roztwór zawierający monomer fibryny, wciągany następnie do strzykawki 44 podczas ósmego i dziewiątego etapu, pokazanych, odpowiednio, na fig. 9 i 10. Oddzielanie monomeru fibrynowego od enzymu Batroxobin w płynie 100 powstającym w drugiej komorze 34 w wyniku działania buforowego roztworu rozpuszczającego 88, odbywa się dowolnym, odpowiednim do tego celu, sposobem, przykładowo, poprzez filtrowanie lub korzystnie, wirowanie, albo techniką stanowiącą kombinację obu tych sposobów, jak pokazano na fig. 9. Na fig. 9 przedstawiono proces oddzielania odśrodkowego, w wyniku którego

176 963 cząstki środka 40 są oddzielane od płynu 100 i gromadzone na wewnętrznej powierzchni bocznej cyllndrycznej ścianki 14 komory 34 podczas wirowania pojemnika 10 z prędkością mniejszą od prędkości, z jaką wirował podczas etapów rozdzielania pokazanych na fig. 3, 4 i 6, taką, że nie powoduje otwarcia zaworka zwrotnego 68 umożliwiającego przepływ płynu kanalikiem 65 z drugiej komory 34 do pierwszej komory 32. Na fig. 9, na mieszaninę 98 znajdującą się w pierwszej komorze 32, wyraźnie nie działa duże pole sił odśrodkowych, w wyniku czego, z jednej strony, nie ulega ona rozdzieleniu na składniki płynne o różnych gęstościach, a z drugiej, nie jest przemieszczana z położenia, również pokazanego na fig. 8, w którym jej powierzchnia jest pozioma.

Po oddzieleniu cząstek środka 40 od płynu 100 w dziewiątym etapie pierwszego procesu, pokazanym na fig. 10, w sposób omówiony wcześniej i pokazany na fig. 9 płyn 100 jest wciągany z drugiej komory 34 pojemnika 10 do strzykawki 44 znajdującej się w jego trzeciej komorze 36, co odbywa się w wyniku równoczesnego podnoszenia tłoczka 54 strzykawki 44 i opuszczania tłoka 22. Po przetłoczeniu roztworu monomeru fibryny do strzykawki 44 w dziewiątym etapie pierwszego procesu, pokazanym na fig. 10, wyjmuje się strzykawkę 44 z pojemnika 10 jako jeden element połączony integralnie z rurką 58 za pośrednictwem stożkowego elementu przejściowego 56, w który wchodzi stożkowa rurka 50 strzykawki 44. Jest to możliwe dzięki odpowiedniej długości rurki 58. Następnie strzykawkę 44 odłącza się od pojemnika 10, odcinając termicznie rurkę 58, dzięki czemu równocześnie zamyka się szczelnie wolny koniec rurki 58 połączony ze stożkowym elementem końcowym 56. W rezultacie stożkowy element przejściowy 56 pełni dodatkową rolę uszczelniającą zamykając przestrzeń wewnętrzną strzykawki 44 względem otoczenia podczas uszczelniania wolnego końca rurki 58 połączonej ze stożkowym elementem przejściowym 56. Po wyjęciu i odłączeniu strzykawki 44 od pojemnika 10, pozostała część pojemnika 10 jest wyzucana i niszczona bez wylewania z niego żadnego płynu, co chroni osobę lub osoby obsługujące wirówkę, w której jest wirowany pojemnik 10 podczas rozdzielania, przed ewentualnością zarażenia groźnymi czynnikami, na przykład bakteriami lub wirusami wywołującymi groźne choroby, takie jak zapalenie wątroby lub zespół nabytego niedoboru odpornościowego.

Jak już wspomniano, strzykawkę 44 można użyć do aplikowania wytworzonego w ten sposób roztworu polimeru fibrynowego, łącznie z odpowiednim buforem zasadowym lub wodą destylowaną, zawierającą, korzystnie, źródło jonów wapnia, pacjentowi potrzebującemu kleju fibrynowego.

Opisany już pojemnik 10 oraz pierwszy proces rozdzielania próbki krwi na poszczególne składniki oraz oddzielania składnika krwi od jednego zjej składników płynnych można zmieniać na wiele sposobów. Po pierwsze, można zrezygnować ze strzykawki 44, ponieważ trzecia komora 36 pojemnika 10 na próbki może być komorą, w której na początku znajduje się lub do której wprowadza się bufor rozpuszczający w etapie pokazanym na fig. 8, oraz do której przetłaczany jest później, w końcowym etapie procesu, podobnym do etapu pokazanego na fig. 10, płyn 100 z fibryną.

Odśrodkowe oddzielanie osocza w etapie pokazanym na fig. 6 można zastąpić zwykłym filtrowaniem, podczas którego filtr mikroporowaty 74 jest po prostu używany do zatrzymywania środka 40, z którym jest połączona fibryna w drugiej komorze 34, podczas powrotnego przetłaczania osocza do pierwszej komory 32. Podobnie, etap odfiltrowywania środka 40 od płynu 100, jak pokazano na fig. 9 i 10, techniką oddzielania odśrodkowego, można zastąpić etapem zwykłego filtrowania, podczas którego mikroporowaty fil'tr 66 jest używany do zatrzymywania środka 40 w drugiej komorze 34 ' podczas powrotnego przetłaczania bufora rozpuszczającego z fibryną do strzykawki 44, albo, alternatywnie, do trzeciej komory 36 pojemnika 10.

Na figurze 11 przedstawiono drugi przykład wykonania pojemnika na próbki według niniejszego wynalazku, oznaczonego w całości numerem 10'. Na fig. 11 i 12-18, na których przedstawiono poszczególne etapy drugiego procesu rozdzielania próbek krwi na poszczególne płynne składniki oraz oddzielania składnika krwi odjednego zjej płynnych składników za pomocą pojemnika 10' podczas drugiego procesu, bardzo podobnego do procesu omówio14

176 963 nego już i zilustrowanego fig. 2-10, poszczególne 20 zespoły lub części drugiego przykładu wykonania pojemnika 10', identyczne z zespołami lub częściami opisanymi wcześniej i pokazanymi na fig. 1-10, oznaczono takimi samymi numerami jak na fig. 1-10. Zasadniczą różnicą pomiędzy drugim przykładem wykonania pojemnika 10', a opisanym wcześniej pierwszym przykładem wykonania jest zastąpienie tłoka 22 z pierwszego przykładu . wykonania tłokiem 22' o nieco innym kształcie i budowie. Tłok 22' ma ściankę cyllndryczną 26' i okrągłą płytkę 28'. Można również zauważyć, ze cyllndryczna ścianka 26' jest nieco cofnięta powyżej kanalika mającego dwa odcinki 63' i 65', w porównaniu z obszarem poniżej tego kanalika. Podczas końcowych etapów rozdzielania powstały w ten sposób próg ułatwia utrzymanie krwinek z dala od kanalika. Ponadto można było zrezygnować z występu 38 widniejącego na fig. 1-10, ponieważ środek chemiczny lub biochemiczny, np. Batroxobin, związany z żelem agarozowym, znajduje się w pojemniku filtracyjnym.

W tłoku 22' według drugiego przykładu wykonania 10', strzykawka 44 jest wkładana do trzeciej komory 36 i łączy się z drugą komorą 34 pojemnika za pośrednictwem rurki 58', podobnej do rurki 58 pokazanej na fig. 1, ale różniącej się od niej tym, że nie ma odgałęzienia stanowiącego połączenie pomiędzy rurką 58 a odpowietrzającą rurką 60. Połączenie pomiędzy pierwszą komorą 32 a drugą komorą 34 pojemnika 10' również nieco różni się od konstrukcji pokazanej powyżej na fig. 1. Układy komunikacyjne w obu przykładach wykonania różnią się wyraźnie zaworkiem zwrotnym 68, który w drugim z nich otwiera się pod wpływem różnicy ciśnień, a nie siły odśrodkowej, jak w przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1.

Układ komunikacji pomiędzy pierwszą komorą 32 a drugą komorą 34 pojemnika 10' składa się z dwóch kanalików. Pierwszy z nich jest złożony z dwóch odcinków 63' i 65' oraz z łączącego je pierwszego zaworka zwrotnego 68, będącego kulkowym zaworkiem zwrotnym z kulką 70', umożliwiającego przepływ płynu z drugiej komory 34 do pierwszej komory 32 i zapobiegającego przepływowi płynu z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 pierwszym kanalikiem. Drugi kanalik składa się z dwóch -segmentów 63 i 65 i zaworka zwrotnego 68, będącego kulkowym zaworkiem zwrotnym z kulką 70'', oraz z pojemnika 69, w którym w filtrze 66 znajduje się środek chemiczny, np. Batroxobin. Wlot drugiego kanalika z pierwszej komory 32 jest cofnięty w stosunku do wylotu odcinka 63' pierwszego kanalika znajdującego się w pierścieniowej komorze o nieco zmniejszonej objętości, połączonej wyłącznie z drugim kanalikiem, co jeszcze poprawia dokładność rozdzielania osocza od próbki krwi wprowadzanej do pojemnika 10', co opisano dalej ilustrując opis fig. 12-18. Drugi zaworek zwrotny 68 umożliwia przepływ płynu z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 i zapobiega ponownemu przepływowi płynu z drugiej komory 34 do trzeciej komory 36 przez pojemnik 69. Pierwsza komora 32 jest połączona z komorą 34, i na odwrót, za pośrednictwem pierwszego kanalika złożonego z odcinków 63' i 65' i drugiego kanalika złożonego z odcinków 63 i 65 '' oraz jednego mikroporowatego filtra 66 umieszczonego w centralnym gnieździe w dolnej powierzchni okrągłej płytki 28'.

Korzystnie, drugi przykład wykonania pojemnika 10' jest używany, podobnie jak pierwszy przykład wykonania pojemnika 10, do rozdzielania próbki krwi na krwinki o osocze, a następnie do odciągania składnika krwi od osocza w sposób opisany dalej i pokazany na fig. 12-18.

Na figurze 12 przedstawiono pierwszy etap, podobny do opisanego już pierwszego etapu ilustrowanego fig. 2, drugiego procesu rozdzielania próbki krwi 86 na poszczególne płynne składniki oraz oddzielania składnika krwi od jednego z jej płynnych składników.

Na figurze 13 pokazano drugi etap drugiego procesu, podobny do opisanego już drugiego etapu, przedstawionego na fig. 3, podczas którego odbywa się oddzielanie osocza 92 od płynu 90 z krwinkami.

Na figurze 14 przedstawiono trzeci etap drugiego procesu, podobny do opisanego już trzeciego etapu, przedstawionego na fig. 4, podczas którego osocze 92 jest przetłaczane z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 drugim kanalikiem złożonym z odcinków 65 i 63 oraz z zaworka zwrotnego 68 i pojemnika 69. Osocze 92 przetłaczane z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 styka się z enzymem Batroxobin znajdującym

176 963 się w pojemniku 69, w związku z czym osocze, znajdujące się w drugiej komorze 34, zawiera Batroxobin, przekształcający znajdujący się w nim fibrynogen w monomer fibrynowy, który natychmiast polimeryzuje w nieusieciowany, polimerowy żel fibrynowy. Przetłaczanie osocza 92 z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 musi odbywać się ze stosunkowo małą prędkością, umożliwiającą mu reagowanie z enzymem Batroxobin znajdującym się w pojemniku 69. Rozumie się samo przez się, że prędkość tego przetłaczania musi być zsynchronizowana z czasem potrzebnym enzymowi Batroxobin lub innej substancji chemicznej na przereagowanie z fibrynogenem w osoczu, lub jego obróbkę.

Po przetłoczeniu osocza przetłoczonego 94 do drugiej komory 34, i opcjonalnie, po upływie określonego czasu reakcji, podczas którego powstaje żel fibrynowy, pojemnik 10' może wirować, albo może stać, żel fibrynowy jest oddzielany od pozostałej części płynnego osocza przetłoczonego 94 i środka 40 chemicznego, w czwartym i piątym etapie drugiego procesu pokazanego, odpowiednio, na fig. 15 i 16, odpowiadającego, odpowiednio, piątemu i szóstemu etapowi omówionego już pierwszego procesu, ilustrowanego, odpowiednio, fig. 6 i 7. Znajdujące się w drugiej komorze 34 pojemnika 10' przetłoczone osocze 94 jest przetłaczane z drugiej komory 34 do pierwszej komory 32 pierwszym przewodem składającym się z odcinków 63' i 65' i zaworka zwrotnego 68'. W tej sytuacji zaworek zwrotny 68 zapobiega przetłaczaniu osocza przetłaczanego 94 drugim kanalikiem.

Na figurze 17 przedstawiono szósty etap drugiego procesu, podczas którego do płynu 100 z fibryną jest doprowadzany za pomocą strzykawki 44, w podobny sposób jak w etapie omówionym już wcześniej i pokazanym na fig. 8, bufor rozpuszczający stanowiący drugi środek 88.

Drugi proces rozdzielania próbki krwi na poszczególne płynne składniki, a następnie oddzielania jednego ze składników krwi, fibryny, od jej składników płynnych za pomocą pojemnika 10', kończy etap siódmy drugiego procesu, pokazany na fig. 18 i odpowiadający dziewiątemu etapowi pokazanemu na fig. 10. Podczas tego etapu płyn 100, zawierający fibrynę, jest przetłaczany z drugiej komory 34 pojemnika 10' do strzykawki 44 znajdującej się w jego trzeciej komorze 36. Odbywa się to w wyniku równoczesnego podnoszenia tłoczka 54 strzykawki 44 i opuszczania tłoka 22'. Alternatywnie, przepływ płynu 100 z drugiej komory 34 pojemnika 10' do strzykawki 44 można regulować określając siłę potrzebną do przesuwania okrągłej płytki 28' względem obudowy 12 pojemnika 10', jak już opisano wcześniej w odniesieniu do pierwszego przykładu wykonania pojemnika według niniejszego wynalazku.

Opisane już przykłady wykonania, pierwszy i drugi, pokazane odpowiednio na fig. 1-10 i 11-18 można dalej zmieniać i modyfikować, obracając po prostu pojemniki na próbki do góry dnem, w wyniku czego druga komora 34 zajmuje położenie zarówno nad pierwszą komorą 32 jak i nad trzecią komorą 36.

Na figurze 19 przedstawiono trzeci przykład wykonania pojemnika na próbki. Trzeci przykład wykonania pojemnika na próbki oznaczono w całości numerem identyfikacyjnym 10'' Jego konstrukcja jest w zasadzie taka sama jak konstrukcja opisanych już pierwszego i drugiego przykładu wykonania 10 i 10', pokazanych odpowiednio, na fig. 1 i 11. Na fig. 19, te zespoły i części, które są takie same jak zespoły i części z fig. 1 i 11, oznaczono takimi samymi numerami na na fig. 1 lub 11. Różnica pomiędzy obudową 12 według trzeciego przykładu wykonania a obudową 12 według pierwszego i drugiego przykładu wykonania polega na tym, że ścianka górna 16'' w trzecim przykładzie wykonania posiada kołnierzyk 17'', otaczający obwodowo cylindryczną ściankę 14 i uszczelniąjącyjej powierzchnię zewnętrzną. W górnej ściance 16 znajduje się otwór przelotowy 78 biegnący łącznie z dodatkowym kanalikiem 82 lub otworem, stanowiącym kanał odpowietrzający podobny do opisanego już wcześniej i pokazanego na fig. 11 kanalika 82'. Otwór ten łączy się z wylotem odpowietrzającym 84 podobnym do wylotu odpowietrzającego 84' z fig. 11. Alternatywnie, otwór odpowietrzający 84 może być zatkany za pomocą zamknięcia lub kapturka uszczelniającego (nie pokazanych). Wewnątrz obudowy 12 znajduje się tłok 22 przeznaczony do tego samego celu jak opisane już tłoki 22 i 22' pokazane, odpowiednio, na fig. 1 i 11. Tłok ten przechodzi przez górną ściankę 16, w której znajduje się pierścień uszczelniający 24,

176 963 zewnętrzną powierzchnię zewnętrznej ścianki cylindrycznej 26 tłoka 22. Ścianka cylindryczna 26 stanowi rurkę, której przeciwległe końce są nagwintowane zewnętrznie w celu umożliwienia połączenia z górnym kołnierzem, nie pokazanym, służącym do podpierania kołnierza 48 strzykawki 44, oraz do sprzęgania się z gwintem wewnętrznym na cylindrycznej końcówce łączącej, połączonej integralnie z okrągłą płytką 28, podobną do pokazanych już na fig. li 11 okrągłych płytek 28 i 28'. Połączenie cylindrycznego łącznika 29 z cylindryczną ścianką 26 jest uszczelnione za pomocą pierścienia uszczelniającego 31 typu O-ring.

Pod dolną powierzchnią okrągłej płytki 28 znajduje się mikroporowaty filtr 66, złożony, na przykład, z kawałka znanej tkaniny filtracyjnej umieszczonej, korzystnie, na filtrze mikroporowatym, stanowiący filtr kombinowany. Mikroporowaty filtr 66 pełni taką samą funkcję jak mikroporowaty filtr 66' pokazany na fig. 11. Przez cylindryczną ściankę 26 przechodzą dwa symetrycznie rozmieszczone otwory 27 łączące komorę 32, otoczoną cylindryczną ścianką 26 z wewnętrzną przestrzenią w tłoku 22.

W dolnym końcu tłoka 22, w jego części wewnętrznej, znajduje się zespół składający się z szeregu pierścieni i rurek. Zespół ten, pokazany wewnątrz trzonu tłoka, ale możliwy do umieszczenia w każdym miejscu tego lub innego urządzenia odśrodkowego, służy do filtrowania i/ub obróbki chemicznej płynnego składnika oddzielonego w pierwszej komorze 32. Generalnie, w układzie złożonym z koncentrycznych pierścieni, zespół ten składa się ze skrajnie zewnętrznego pierścieniowego nośnego korpusu 108 oraz dwóch filtrów pierścieniowych rozstawionych w pewnej odległości od siebie w kierunku do wewnątrz korpusu 108 w taki sposób, że powstają pierścieniowe obszary otwarte, a mianowicie obszar skierowany do wewnątrz korpusu 108, skierowany do wewnątrz pierwszego filtra oraz skierowany do wewnątrz drugiego filtra. Dokładniej, zespół ten składa się z elementu centralnego 102, połączonego integralnie z rurką 103 z górnym końcem z gwintem zewnętrznym, który sprzęga się z podobnym gwintem wewnętrznym na elemencie przejściowym 56, służącym do tego samego celu co omawiany już i pokazany na fig. 1 stożkowy element przejściowy 56, a mianowicie wchodzi w niego i łączy się strzykawką 44.

W rurce 103 znajduje się przelotowy otwór 105 oraz poprzeczny otwór przelotowy 104 zsynchronizowany pozycyjnie z przelotowym otworem 27 w ściance cylindrycznej 26. Element centralny 102 jest osadzony na stałe i uszczelniony względem okrągłej płytki 28 za pomocą dwóch pierścieni uszczelniających 106 i 107 typu O-ring. Zadaniem elementu centralnego 102 jest podpieranie korpusu 108 uszczelnionego obwodowo względem cylindrycznej powierzchni wewnętrznej 26 za pomocą pierścienia uszczelniającego 109 typu O-ring. Na korpusie 108 znajduje się zespół pierścieniowych elementów filtrujących 110 i 112, pomiędzy którymi tworzy się pierścieniowa przestrzeń. Jak widać na fig. 19, pierścieniowe elementy filtrujące 110 i 112 są zsynchronizowane pozycyjnie, odpowiednio, z przelotowymi otworami 27 i 104 w cylindrycznej ściance 26'' i rurce 103. Ponadto pierścieniowe elementy filtrujące 110 i 112 opierają się na dodatkowym elemencie nośnym 114, w którym znajduje się obwodowy, zewnętrzny pierścień uszczelniający 115 O-ring, i którego budowa jest podobna do budowy pierścienia nośnego stanowiącego korpus 108. Na górnej części pierścieniowego elementu nośnego 114 znajduje się element dystansowy 116 z gwintem wewnętrznym, sprzęgającym się z zewnętrznym gwintem na rurce 103.

Opisany powyżej zespół, pokazany schematycznie na fig. 19, przedstawiono również na fig. 20 w stanie rozłożonym na poszczególne części.

Pojemnik 10 w trzecim przykładzie wykonania pokazanym na fig. 19 i 20 jest używany w procesie podobnym do opisanych już procesów, ilustrowanych fig. 2-10 i 12-13, do rozdzielania próbki krwi na poszczególne jej składniki płynne, a następnie do oddzielania jednego składnika krwi od jednego ze składników płynnych. Jak już opisano wcześniej, próbka krwi jest wprowadzana do pierwszej komory 32 i rozdzielana na płyn z krwinkami i osocze podczas wirowania całego pojemnika 10 . wokół jego osi podłużnej z wysoką prędkością obrotową, w wyniku czego następuje odśrodkowe oddzielanie krwinek o wyższej gęstości od osocza 92. Osocze 92 jest przetłaczane z pierwszej komory 32 do drugiej komory 34 w wyniku unoszenia tłoka 22 podczas wirowania pojemnika z wysoką prędkością

176 963 obrotową, powodującą początkowo usuwanie nadmiaru powietrza przez wylot odpowietrzający 84, a następnie przetłaczanie osocza 92 do drugiej komory 34 przez przelotowe otwory 27 i 104, odpowiednio w cylindrycznej ściance 26 i rurce 103, a potem przez elementy filtrujące 110 i 112 znajdujące się pomiędzy przelotowymi otworami 27 i 104, i dalej przez centralny otwór przelotowy 105 w rurce 103 do mikroporowatego filtra 66. Enzym Batroxobin związany w żelu agarozowym można zamknąć w przestrzeni ograniczonej pierścieniowymi elementami filtrującymi 110-112, w wyniku czego powstaje struktura pełniąca funkcję podobną do pojemnika 69 w omawianej już i pokazanej na fig. 11 konstrukcji albo, alternatywnie, można ją zamknąć w drugiej komorze 34 i związać z agarozową substancją nośną podobną do opisanego już wcześniej i pokazanego na fig. 2-10 środka 40. Po odciągnięciu fibryny od osocza, przekształceniu fibryny w fibrynę 1 i związaniu fibryny 1 z enzymem Batroxobin, osocze można przetłoczyć z powrotem do pierwszej komory 32 w sposób podobny do sposobu według opisanego już procesu pierwszego zilustrowanego na figurach 2-10, albo, alternatywnie, wciągnąć do strzykawki 44 za pomocą tłoczka 54.

Na figurze 21 przedstawiono urządzenie 120, do którego wkładany jest pojemnik na próbkę według niniejszego wynalazku, realizujące proces rozdzielania próbki krwi na poszczególne składniki płynne, a następnie oddzielania składnika krwi od jednego z tych składników płynnych, w sposób automatyczny lub półautomatyczny. Urządzenie 120 posiada obudowę 122 podzieloną na trzy główne komory, górną 126, środkową 124 i dolną 128. Korzystnie, w komorze środkowej 124 jest utrzymywana stała temperatura. Dostęp do jej środka umożliwiają otwieralne drzwiczki 127, przez które można wkładać pojemnik 10 na próbki, manipulować nim w środku, a następnie wyjmować wraz ze strzykawką 44.

Do wnętrza komory środkowej 124 wchodzi pojemnik 10 na próbki. Umieszcza się go na obrotowym stoliku 130 osadzonym na wałku 132, stanowiącym wałek wylotowy silnika 134, znajdującego się w komorze dolnej 128. Silnik 134 nadaje pojemnikowi 10 dużą prędkość obrotową w poszczególnych etapach opisanego wcześniej procesu rozdzielania próbki krwi na poszczególne składniki płynne, a następnie oddzielania składnika krwi od jednego z tych składników płynnych.

W komorze górnej 126 znajdują się dwa silniki 136 i 138, napędzające poruszające się w pionie ruchem posuwisto-zwrotnym dźwignie, odpowiednio, 140 i 142, które z kolei napędzają, odpowiednio, tłoczek 54 strzykawki 44 i pierścieniowe wieczko 42 tłoka 22.

Ponadto w skład urządzenia 120 wchodzi sekcja sterowania 146 obudowy 122, w której znajdują się układy elektroniczne, korzystnie, mikroprocesorowy układ elektroniczny, sterowany przyciskami 148. Jego zadaniem jest unicjowanie i sterowanie działaniem urządzenia 120 podczas opisanego już procesu. Ponadto w sekcji sterowania 146 znajduje się wyśwetlacz 150, na którym wyświetlane są informacje dla operatora, takie jak czas trwania procesu i temperatura w komorze górnej 126 obudowy 122. Korzystnie, w sekcji sterowania 146 znajduje się również złącze do łączenia urządzenia z komputerem zewnętrznym, na przykład z komputerem osobistym, oraz czujnik umożliwiający określanie łącznego czasu działania urządzenia, w tym czasu przetłaczania płynu z jednej z opisanych powyżej komór. Wykrywanie przetłaczania płynu można oprzeć na zasadzie optycznego wykrywania przewodności, obejmującego wykrywanie stałych lub zmiennych pól elektrycznych lub magnetycznych. Alternatywnie, wykrywanie przepływu cieczy z komory pierwszej 32 pojemnika 10 na próbki do jego komory drugiej 34, z komory drugiej 34 pojemnika 10 na próbki do jego komory trzeciej 36 oraz z komory drugiej 34 pojemnika 10 na próbki do jego komory pierwszej 32 można oprzeć na wykrywaniu siły przenoszonej na tłok 22 w chwili jej gwałtownego wzrostu po zablokowaniu elementów filtrujących, przez które przepływa płyn, przez krwinki lub inne duże elementy, takie jak cząstki żelu agarozowego. W opisanych powyżej przykładach wykonania pojemnika na próbki znajduje się zespół rozdzielający, w którym próbka krwi jest rozdzielana na krwinki i osocze, poddawane dalszej obróbce w celu uzyskania ekstraktu fibrynowego oraz zespół, w którym próbka krwi, uzyskana od pacjenta, jest po prostu wprowadzana do komory pierwszej 32 pojemnika, gdzie odbywa się cały proces oddzielania i obróbki bez potrzeby stykania się człowieka z próbką krwi lub jej

176 963 składnikami, co eliminuje możliwość zarażenia się personelu laboratoryjnego lub operatorów znajdującymi się ewentualnie w próbce czynnikami chorobotwórczymi, takimi jak zarazki wywołujące zapalenie wątroby lub zespół nabytego niedoboru odpornościowego. Ekstrakt fibrynowy uzyskiwany opisanym powyżej sposobem według niniejszego wynalazku, znajduje się w strzykawce, która, korzystnie, jest wkładana do dozownika, w którym płyn z monomerem fibrynowym, znajdujący się w -strzykawce 44, jest zobojętniany za pomocą mieszanki ze środkiem neutralizującym.

Korzystnie pojemnik 10 na próbki, osadzony na obrotowym stoliku 130 może być na nim zablokowany i zamocowany za pomocą odpowiednich uchwytów mocujących lub blokad, pokazanych dokładniej na fig. 22a, 22b i 22c. Elementami blokującymi są wystające ku dołowi obwodowe występy przedłużające obrzeży 160 cylindrycznej ścianki 14 obudowy 12 pojemnika 10. W przedłużeniu 160 obrzeża znajdują się rozmieszczone w pewnej odległości kątowej od siebie otworki 162, przykładowo, 900 lub 1200 oddzielnych otworków. Występ 160 obrzeża ku dołowi może wsuwać się do obwodowego rowka w górnej powierzchni obrotowego stolika 130. Do otworka, biegnącego promieniowo od zewnętrznej powierzchni obrzeża stołu obrotowego 130, wchodzą dwa kołki blokujące 166 i 170, które są dociskane do siebie sprężynkami, odpowiednio 168 i 172. Końcówki odpowiednio 167 i 171 tych blokujących kołków 166, 170 są stożkami ściętymi, stykającymi się ze sobą w środku obwodowego rowka znajdującego się w górnej powierzchni obrotowego stolika 130. Na fig. 22a pokazano sytuację, w której kołki blokującego 16^l6,170 są od siebie odsunięte w wyniku wejścia pomiędzy nie dolnego końca 164 obwodowego występu 160 przedłużającego obrzeże. Kołki blokujące 166 i 170 wraz ze sprężynkami 168 i 172 są osadzone i umocowane w promieniowym otworku w stole obrotowym za pomocą zaślepki 174, zablokowanej w odpowiednim położeniu względem obwodowej powierzchni zewnętrznej obrzeża obrotowego stolika 130 za pomocą gwintu, albo innego odpowiedniego sposobu mocowania.

Na figurze 22a pokazano pierwszy etap ustalania położenia pojemnika 10 względem obrotowego stolika 130, w którym kołki blokujące 166 i 170 są odsuwane od siebie pod działaniem dolnego końca 164, który, dzięki ich odsunięciu, może przesunąć się ku dołowi.

Na figurze 22b przedstawiono drugi etap blokowania pojemnika 10 względem obrotowego stolika 130, podczas którego kołki blokujące 166 i 170 są do siebie dociskane w przelotowym otworku 162 w skierowanym ku dołowi występie 160 obrzeża cylindrycznej ścianki 14, stanowiącej część obudowy 12. W tej sytuacji można jednak nadal przesunąć go z położenia pokazanego na fig. 22b, podnosząc go po prostu do góry, w wyniku czego kołki blokujące 166 i 170 odsuwają się od siebie, przyjmując położenie pokazane na fig. 22a.

Montaż i demontaż pojemnika 10 na próbki na obrotowym stoliku 130 pokazany na fig. 22a i 22b odbywają się po zatrzymaniu jego obrotów. Po rozpoczęciu wirowania obrotowego stolika 130 napędzanego silnikiem 134 w urządzeniu pokazanym na fig. 21, na kołki blokujące 166 i 170 działa siła odśrodkowa przesuwająca je promieniowo na zewnątrz do położenia pokazanego na fig. 22c, w którym kołek blokujący 166 wchodzi w otworek 162 w obrzeżowej części 160, uniemożliwiając odłączenie się obudowy 12 od obrotowego stolika 130 podczas jego wirowania wraz z pojemnikiem 10 z dużymi i małymi prędkościami obrotowymi w trakcie opisanego powyżej procesu, ilustrowanego na fig. 1-18.

Na figurach 22d i 22e przedstawiono dwa alternatywne przykłady wykonania czujników optycznych do wykrywania przepływu płynu z pierwszej komory 32 pojemnika na próbki do jego drugiej komory 34. Na fig. 22d i 22e górna ścianka 16 pojemnika na próbki jest stożkowa i połączona ze ścianką pierścieniową, w którą wchodzi ścianka cyllndryczna 26 tłoka 22 uszczelniana pierścieniami 24 typu O-ring. Korzystnie, pierścieniowy kołnierz 17 górnej ścianki - 16, jak i ona sama, a także ścianka cylindryczna 26 tłoka 22, jest wykonana z materiału przezroczystego dla światła, co umożliwia przenikanie przez nie światła. Na fig. 22d pokazano sytuację na początku przepływu płynu z pierwszej komory 32 pojemnika na próbki, w wyniku czego osocze 92 jest tłoczone do wąskiej pierścieniowej komory ograniczonej zewnętrzną powierzchnią ścianki 26 tłoka 22 i wewnętrzną powierzchnią kołnierza 17.

176 963

W miarę przepływu osocza 92 z pierwszej komory pojemnika na próbki i ubywania go w tej komorze, płyn 90 z krwinkami jest wtłaczany do wspomnianej powyżej wąskiej komory pierścieniowej. Obecność osocza lub, alternatywnie, krwinek w wąskiej pierścieniowej komorze ograniczonej zewnętrzną powierzchnią cylindrycznej ścianki 26 tłoka 22 i wewnętrzną powierzchnią pierścieniowego kołnierza 17 jest wykrywana przez czujnik składający się z generatora światła 180 i czujnika optycznego 188. Generator światła 180 znajduje się na zewnątrz pierścieniowego kołnierza 17 i składa się lampki 184 połączonej przewodami elektrycznymi 182 z sekcją sterowania 146 urządzenia 120 pokazanego na fig. 21. Lampka 184 wytwarza strumień światła ogniskowany soczewkami 186 we w zasadzie równoległą wiązkę 192, kierowaną do opisanej powyżej pierścieniowej komory i znajdującego się w niej osocza. Naprzeciwko generatora światła 180 znajduje się czujnik optyczny 188 połączony przewodami elektrycznymi 190 z sekcją sterowania 146 urządzenia 120. Czujnik optyczny 188 odbiera światło biegnące z lampki 184 i ogniskowane za pomocą soczewek 186 w taki sposób, że przechodzi przez opisaną powyżej pierścieniową komorę. W celu poprawy parametrów wykrywania krwinek w pierścieniowej komorze, generowane przez lampkę 184 światło można ewentualnie filtrować w taki sposób, żeby uzyskać stosunkowo wąskie widmo światła o bardzo wysokim współczynniku przenikania przez osocze i stosunkowo niskim współczynniku przenikania przez krwinki. Generator światła 180 i czujnik optyczny 188 można umieścić wewnątrz komory środkowej 124 w obudowie 122 opisanej powyżej i pokazanej na fig. 21, gdzie, odpowiednio, jedno z nich kieruje światło na wspomnianą powyżej komorę pierścieniową, a drugie odbiera światło, które przez nią przeszło.

Na figurze 22d przedstawiono transmisyjną technikę wykrywania obecności krwinek w pierścieniowej komorze, natomiast na fig. 22e pokazano alternatywną, refleksyjną technikę wykrywania krwinek w pierścieniowej komorze pokazanej na fig. 22d i 22e.

Na figurze 22e generator światła 180 i czujnik optyczny 180 zastąpiono zintegrowanym zespołem generatora i czujnika światła 180' składającym się z lampki 184', podobnej do lampki 184 z fig. 22d, i czujnika optycznego 188', podobnego do czujnika optycznego 188, również pokazanego na fig. 22d. Lampka 184' i czujnik optyczny 188' są połączone z obwodem elektronicznym urządzenia 120 za pomocą przewodów elektrycznych, odpowiednio, 182' i 190'. Lampka 184' wytwarza wiązkę światła 192' kierowaną do pierścieniowej komory ograniczonej zewnętrzną powierzchnią cylindrycznej ścianki 26 tłoka 22 i wewnętrzną powierzchnią pierścieniowego kołnierza 17. Korzystnie, kołnierz 17 jest wykonany z materiału przezroczystego dla światła, natomiast cylindryczna ścianka 26 może być wykonania z materiału nieprzezroczystego, np. materiału odbijającego światło. Światło wchodzące do płynu znajdującego się w komorze pierścieniowej jest częściowo odbijane, co pokazano jako wiązkę 194'. Obecność krwinek w komorze pierścieniowej jest wykrywana zgodnie z zasadami techniki pomiaru światła odbitego pod warunkiem, że wiązka światła wpływająca do pierścieniowej komory jest częściowo pochłaniana przez krwinki czerwone. W związku z tym, korzystnie, światło wytwarzane przez lampkę 184' powinno być w znacznej części zielone, ponieważ właśnie światło o takiej barwie jest odbijane przez osocze 92 i pochłaniane przez krwinki czerwone znajdujące się w płynie 90. Obecność krwinek w pierścieniowej komorze jest wykrywana przez obwód elektroniczny w sekcji sterowania urządzenia 120 na zasadzie przesunięcia sygnału generowanego przez czujnik optyczny 188.

Pojemnik na próbki przedstawiony na fig. 19 i 20 ma obudowę cylindryczną 12 pojemnika 10 o średnicy wewnętrznej 70 mm, średnicy zewnętrznej 75 mm i wysokości 80 mm. Jej ścianka dolna 18 ma grubość 2,5 mm. Obudowa 12 jest wykonana z odlewu z polimetakrylanu metylu (PMMA). Wieczko 17 jest wykonane jako odlew z polioksymetylenu (POM) o średnicy wewnętrznej 75 mm, zewnętrznej 80 mm i wysokości osiowej 13 mm. Tłok 22'' zawiera okrągłą płytkę 28'' o średnicy zewnętrznej 70 mm - 0,1 mm, i grubości 7,4 mm. Pierścień uszczelniający 30 typu O-ring jest osadzony w rowku o wysokości 3,4 mm i głębokości 2,5 mm. Okrągła płytka 28 jest również odlana z polimetakrylanu metylu (PMMA). Ścianka cylindryczna 26 jest wykonana z rurki z polimetakrylanu metylu o długości 100 mm o średnicy wewnętrznej 30 mm. Ścianka 26 jest przyklejona do okrągłej

176 963 płytki 28. Element 102, rurka 103, element 114 i element 116 są również wykonane z polimetakrylanu metylu.

Przy prędkości obrotowej około 5 500 obr./min. prawie natychmiast, tj. w ciągu pierwszej minuty zaobserwowano koncentryczne rozdzielanie się próbki na osocze i krwinki czerwone (w widoku od góry miało ono postać koncentrycznych pierścieni). W ciągu następnej minuty lub dwóch zaobserwowano odpływ płytek z osocza, co objawiało się pojawieniem barwy osocza. W celu zebrania osocza nie zawierającego płytek nie należy podnosić tłoka 22 aż do całkowitego zakończenia rozdzielania, natomiast w celu zebrania osocza z płytkami, tłok 22 należy podnieść natychmiast po oddzieleniu krwinek czerwonych, ale przed oddzieleniem od niego płytek. Operacja ta polega na podnoszeniu tłoka 22 w sposób ciągły podczas procesu oddzielania płytek. Dzięki takiemu postępowaniu w części próbki zebranej wcześniej znajduje się więcej płytek, natomiast w później zebranych częściach - mniej. W zależności od potrzeb można używać każdą część takiej próbki, albo też próbkę w całości. Jak wiadomo wszystkim profesjonalistom, zmieniając prędkość, czas zbierania, ilość zbieranego osocza, etc., można zebrać próbki osocza o konkretnej zawartości płytek albo o konkretnej czystości.

Na figurze 23 przedstawiono wykres ilustrujący zależność siły odśrodkowej, wytwarzanej w pierwszej komorze 32 pojemnika 10 pokazanego na fig. 19 i 20 od jego prędkości obrotowej. Krzywa A ilustruje siłę odśrodkową na ściance zewnętrznej obudowy 12, tj. w sąsiedztwie wewnętrznej powierzchni ścianki 14, natomiast krzywa B obrazuje siłę odśrodkową na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej ścianki 26'' tłoka 22. Z analizy fig. 23 wyraźnie wynika, że siłę odśrodkową wytwarzaną w pierścieniowej pierwszej komorze 32 reprezentuje obszar pomiędzy krzywymi A i B, a także, iż siła odśrodkowa na zewnętrznej ściance 14 jest około dwa razy większa od siły odśrodkowej na cylindrycznej ściance 26. Zatem, podczas wirowania pojemnika, w pierścieniowej pierwszej komorze 32 siła odśrodkowa zmienia się mniej niż około 2 razy.

Na figurze 24 przedstawiono wykres ilustrujący zależność procentowego składu próbki krwi o objętości 90 ml rozdzielanej na osocze i krwinki od czasu wirowania z prędkością obrotową około 5 500 obr./min. prototypowego, opisanego w powyższym przykładzie, pojemnika 10 na próbki z fig. 19 i 20. Na fig. 24 widać dwie krzywe C i D obrazujące zależność od czasu stopnia rozdzielenia próbki krwi w procentach zapewniającego oddzielenie osocza od krwinek. Krzywa C dotyczy osocza z płytkami, natomiast krzywa D osocza bez płytek. Z analizy fig. 24 wyraźnie wynika, że po upływie około

1,5 minuty nastąpiło prawie całkowite podzielenie próbki krwi na osocze i krwinki. Czas ten można nawet skrócić do około 1 minuty, ponieważ po tym czasie krwinki stanowią około 15% próbki krwi i nie można ich już dalej oddzielać. Zakładając, że należy oddzielić płytki od osocza, pełne oddzielenie osocza, w którym już nie będzie płytek, nastąpi po około 3 minutach.

Korzystnie, jak już wspomniano, oddzielanie osocza z płytkami od próbki krwi odbywa się w procesie ciągłym, podczas którego tłok 22 lub tłok 22 podnosi się w sposób ciągły do góry, powodując ciągłe przetłaczanie osocza z pierwszej komory 32 pojemnika na próbki do jego drugiej komory 34 podczas jego wirowania z wysoką prędkością obrotową, w wyniku czego następuje rozdzielenie próbki krwi na osocze i krwinki. Podnoszenie się tłoka 22, 22 w sposób ciągły można łatwo regulować wykrywając przepływ osocza z pierwszej komory 32 do drugiej 34 za pomocą opisanych wcześniej technik optycznych albo, alternatywnie, określając siłę potrzebną do przesuwania tłoka 22, 22 do góry. Zakładając, że przepływ osocza z pierwszej komory 32 do drugiej 34 odbywa się po całkowitym oddzieleniu osocza od próbki krwi, w osoczu znajduje się bardzo mało płytek, a nawet może nie być ich wcale, pod warunkiem, że czas trwania rozdzielania odśrodkowego jest dostatecznie długi, tj. jak wspomniano wcześniej, wynosi około 3 minut.

Na podstawie danych z fig. 24 wykreślono krzywą E pokazaną na fig. 25. Krzywa ta obrazuje czas całkowitego rozdzielania próbki o danej objętości, wirowanej w pojemniku z prędkości 5 500 obr./min. Z analizy fig. 25 wyraźnie wynika, że objętość próbki

176 963 krwi, którą można całkowicie rozdzielić w ciągu 60 sekund na krwinki i osocze z płytkami, wynosi 90 ml.Maksymalna objętość próbki krwi, którą można rozdzielać za pomocą pojemnika 10'', wynosi 100 ml, ponieważ próbka krwi o takiej objętości całkowicie wypełnia większość jego pierścieniowej pierwszej komory. Istnieje oczywiście łatwa możliwość, w razie potrzeby, zastosowania większych pojemników według niniejszego wynalazku.

Fig. 3

65 34 74 66 3636 28 Ίβ «Μ

Fig. 4

176 963

176 963

Fig. 10

65 74 66 3Q 3628 18

176 963

80JZL

68'34 70’65’66’6965” 18 28’ 42 4 6 4,8 44

10’

46 4,8 44

-¹⁰ Fig. 11 '24^84' ,82’

F ° °|

1°°° o I 12

34 70'65'66’ 69 65”/8 28' go 'Ί©⁰!⁰ □

176 963

176 963

42, 46 4Q

Fig. 18

65’ 66' 6'9 65” fQ 28'

176 963

Fig. 20

176 963

176 963

Fig. 22a

Fig. 22d

156^167164171170

176 963

Fig. 24

RPM

-1- \ i n X · \ χ l \ x*
\ >\/-2> v~c ! \ \ 1 \
\ i \ \ I \ \ 1 V \ i 'Λ. \ > X V 1 >
---q—|.- \l
1 ^***^*O---- 1 1—-	——————— ——— 0

176 963

Fig. 25

176 963

Fig. 1

6534 74 6636 28 18

46 48>, 44

Fig. 2

65 34 74 663836 28 18

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 6,00 zł.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do rozdzielania płynu, złożonego ze składników fazowych o różnych gęstościach, na składniki fazowe, znamienne tym, że zawiera pojemnik (10) do rozdzielania składników fazowych, mający obudowę (12) z koncentrycznymi ściankami cylindryczną (26) i zewnętrzną (14) o wspólnej osi podłużnej, ścianką dolną (18) i ścianką górną (16), przy czym cylindryczna ścianka zewnętrzna (14), ścianka cylmdryczna (26), ścianka dolna (18) i ścianka górna (16) są ściankami ograniczającymi pierścieniową komorę na próbkę płynu (86), tłok (22), stanowiący ściankę dolną (18) lub górną (16) obudowy (12), umieszczony suwliwie wewnątrz pieścieniowej komory (32) od pierwszego położenia maksymalnej objętości przestrzeni komory (32) do drugiego położenia minimalnej objętości przestrzeni pierścieniowej komory (32) oraz upustowy kanał (65) połączony z pierścieniową komorą (32) urządzenia doprowadzającego płyn (86) do pierścieniowej komory (32) pojemnika (10) w pierwszym położeniu ' tłok (22) silnika (134) obracającego pojemnik (10) wokół jego osi podłużnej z prędkością obrotową rozdzielania płynu (86) na składniki fazowe oraz dźwignie (140,142) przemieszczające wewnątrz pierścieniowej komory (32) od położenia pierwszego do położenia drugiego tłoka (22) przemieszczający jeden ze składników fazowych z pierścieniowej komory (32) przez upustowy kanał (65).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że upustowy kanał (65) jest umieszczony na lub w pobliżu wewnętrznej ścianki cyllndrycznej (26) odprowadzając z pierścieniowej komory (32) składnik o najmniejszej gęstości.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że upustowy kanał (65) zawiera przewód przeprowadzony przez dolną ściankę (18) i jest zaopatrzony w sterowany zaworek (68).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że upustowy kanał (65) jest usytuowany w zewnętrznej ściance cylindrycznej (14) odprowadzając z pierścieniowej komory (32) składnik o największej gęstości.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że sterowany zaworek (68) jest zwrotny, przełączany siłą odśrodkową z położenia zamkniętego do położenia otwartego.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że upustowy kanał (65) jest przewodem przeprowadzonym przez ściankę górną (16).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że upustowy kanał (65) jest usytuowany w wewnętrznej ściance cylindrycznej (26) odprowadzając składnik o najmniejszej gęstości.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że upustowy kanał (65) jest usytuowany w zewnętrznej cylmdrycznej ściance (14) odprowadzając składnik o największej gęstości.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pojemnik (10) jest napędzany silnikiem (134) obracającym go wokół osi podłużnej z prędkością rozdzielającą w pierścieniowej komorze (32) płyn (86).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścieniowa komora pierwsza (32) połączona z odbiorczą komorą drugą (34) zbierającą składnik fazowy odprowadzany z pierścieniowej komory pierwszej (32).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że upustowy kanał (65) łączy reakcyjną drugą komorę (34) z reagentem reagującym z jednym ze składników fazowych odprowadzanych z pierścieniowej pierwszej komory (32) za tę pierwszą komorę (32).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że komora odbiorcza stanowi reakcyjną drugą komorę (34) z reagentem reagującym z jednym zc składników fazowych odprowadzanych z pierścieniowej komory.

    176 963
13. 13. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że wewnętrzna ścianka cylindryczna (26) ogranicza reakcyjną trzecią komorę (36) rozciągającą się wokół tej samej osi podłużnej co pierścieniowa pierwsza komora (32), przy czym komory pierwsza (32) i trzecia (36), są oddzielone od siebie tłokiem (22).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wewnętrzna ścianka cylindryczna (26) ograniczająca pierścieniową pierwszą komorę (32) stanowi cylindryczną ściankę tłoka (22).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że wewnętrzna ścianka cylindryczna (26) ogranicza odbiorczą trzecią komorę (36) połączoną z reakcyjną drugą komorą (34) produktu reakcji.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że odbiorcza trzecia komora (36) stanowi element strzykawki (44) wchodzący w wewnętrzną ściankę cylindryczną (26).
17. 17. Sposób rozdzielania płynu, zwłaszcza monomeru fibryny z krwi, znamienny tym, że wprowadza się stałą objętość płynu, korzystnie krwi do pierścieniowej pierwszej komory (32) urządzenia odśrodkowego, gdzie pierścieniowa pierwsza komora (32) jest ograniczona cylindryczną ścianką (14) zewnętrzną i cylindryczną ścianką (26) wewnętrzną, przy czym obie ścianki (14,26) są współosiowe, oraz ścianką górną (16) i ścianką dolną (18), gdzie ściankę górną lub dolną tworzy tłok (12) umocowany suwliwie wewnątrz pierwszej komory (32), obraca się urządzenie odśrodkowe wokół wspólnej osi i odśrodkowo rozdziela się płyn, korzystnie krew na frakcje, takie jak frakcja komórkowa i plazmowa, tłokiem (122) przemieszcza się jedną z frakcji, taką jak plazmowa do drugiej komory (34), jednocześnie podtrzymuje się wirowanie i rozdział frakcji w pierwszej komorze (32), przy czym drugą komorę wyznacza zewnętrzna cyllndryczna ścianka biegnąca współosiowo wokół wspólnej osi, poddaje się przemieszczoną frakcję, taką jak plazma, działaniu enzymu takiego jak trombina w drugiej komorze (34), w której frakcję plazmową rozdziela się na frakcję płynną i frakcję zawierającą nieusieciowany polimer fibrynowy, usuwa się frakcję płynną z drugiej komory (34), rozpuszcza się nieusieciowany polimer fibrynowy i uzyskuje się roztwór zawierający monomer fibrynowy, a następnie usuwa się enzym podobny do trombiny z powstałego roztworu zawierającego monomer fibrynowy.
18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że doprowadza się roztwór rozpuszczający do drugiej komory (34) i rozpuszcza się nieusieciowany polimer fibrynowy oraz zbiera się roztwór zawierający monomer fibrynowy w trzeciej komorze (36).