WO2011052910A2 - 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법 - Google Patents

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WO2011052910A2
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Definitions

  • the present invention relates to a centrifugation kit used when centrifuging blood or body fluid and a centrifugation method using the same, and more particularly, to install a syringe in a centrifuge tube to collect a target substance separated by centrifugation into a syringe. It relates to a centrifugation kit and a centrifugation method using the same by which the target material can be easily extracted.
  • the stem cells are divided into embryonic stem cells and adult stem cells, and adult stem cells are known to be distributed in bone marrow, umbilical cord blood, and adipose tissue.
  • stem cells are defined as cells having self renewal, which divides cells repeatedly, multipotency that differentiates into various tissues, and pluripotency, which differentiates into all kinds of cells.
  • platelets secrete growth factors, particularly when wounded, through a cascade process during hemostasis. More specifically, the platelets are platelet rich plasma (PRP: platelet rich plasma) contained in whole blood, and may be obtained by centrifuging whole blood.
  • PRP platelet rich plasma
  • Such platelet enriched plasma (PRP) includes platelet-derived growth factor (PDGF), transforming growth factor (TGF), epidermal growth factor (EGF), and the like.
  • PDGF platelet-derived growth factor
  • TGF transforming growth factor
  • EGF epidermal growth factor
  • growth factors are known to be involved in the regulation of neovascularization, cell chemotaxis and division, stem cell stimulation and proliferation, matrix synthesis, etc., which are essential for tissue regeneration during the healing process.
  • stem cells and platelet-enriched plasma has been increasing in clinical applications for each field.
  • target cells adult stem cells
  • stem cells from bone marrow are similar to the process of extracting platelet enriched plasma (PRP) from whole blood.
  • PRP platelet enriched plasma
  • a syringe for collecting blood and a centrifuge tube for centrifugation are prepared.
  • the syringe uses a conventional syringe made of a cylinder and a piston method in which a needle is installed, and the centrifuge tube is a conventional container configured to contain a predetermined material and to be closed by a cap.
  • Blood (whole blood) is collected by the blood sampling syringe.
  • the syringe uses a 10cc blood-collecting machine.
  • 8.5cc of blood is collected with a 10cc syringe containing 1.5cc of ACD solution (Acid Citrat Dextrose solutions) and then placed in a 10cc centrifuge tube.
  • ACD solution Acid Citrat Dextrose solutions
  • a red blood cell (RBC: red blood cell), a platelet-concentrated plasma (PRP) layer containing a large amount of platelets from below the centrifuge tube 2 by specific gravity, and platelets It is separated into three layers of platelet poor plasma (PPP) layers.
  • the platelet-concentrated plasma (PRP) is also referred to as a ffy coat (buffy coat). That is, the blood is divided into a blood cell component consisting of a red blood cell layer (RBC) and a plasma component consisting of platelet enriched plasma (PRP) and platelet microplasma (PPP). At this time, the platelet-concentrated plasma is collected by using a new 5cc syringe equipped with a long spiral needle in the middle layer (PRP) excluding the red blood cell layer (RBC) and platelet small plasma (PPP).
  • the cell separation gel is a separation solution having a concentration between the specific gravity of erythrocytes and the specific gravity of platelets, Ficoll (registered name), Percoll (registered trademark) or sucrose derivatives are used. That is, as shown in Figure 2, when the blood is introduced into the centrifuge tube (2) containing the cell separation gel (Vf) is treated with a centrifuge (not shown), the blood in the tube (2) is a cell separation gel Using (Vf) as the boundary layer, the upper plasma component and the lower blood cell component are separated.
  • red blood cell layer (RBC) and platelet enriched plasma (PRP) are separated by a cell separation gel (Vf), using a new 5cc syringe (1) equipped with a long spine needle in the platelet enriched plasma (PRP) layer Platelet-concentrated plasma (PRP) is safely collected so that the layers (RBC) are not extracted together (see FIG. 3).
  • Korean Patent Registration No. 10-0430893 discloses a syringe for serum separation, which is designed to collect blood using a syringe and use it as a centrifuge tube
  • Korean Utility Model Registration No. 20-0269465 Disclosed are a centrifuge tube and a blood collection syringe containing a serum separation gel which is formed to form a gel container in a blood vessel, collect blood therein to cut the container rod, and seal it with a sealing cap to centrifuge.
  • kits are provided to meet the situation of each of the original price at a variety of prices and performance, the kit is also a situation that is burdened to use in accordance with the increase in the price and consumables.
  • the present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a centrifugation kit and a centrifugation method using the same that can easily and stably extract the target material through centrifugation.
  • Another object of the present invention can reduce the use of consumables, centrifugation kit that can improve the efficiency of work by reducing the waiting time of the operator and the subject by collecting the target material in the syringe And to provide a centrifugation method using the same.
  • the centrifugal separation kit of the present invention is installed in a centrifuge, the whole blood cells from the bottom sequentially consisting of erythrocyte layer, platelet enriched plasma (PRP) layer and platelet microplasma (PPP) layer
  • a centrifugation kit configured to separate the plasma component, the lower part of which is sealed and an opening is formed in the upper portion, and a stopper is formed to open and close the opened upper part.
  • a centrifuge tube is filled with a predetermined amount, and the integration part is installed such that a space corresponding to the combined volume of the red blood cells and the cell separation gel of the centrifuged whole blood is formed at the bottom thereof.
  • centrifugal kit of the present invention for achieving the above object is a blood cell component consisting of a erythrocyte layer sequentially from the bottom, installed in a centrifuge, platelet enriched plasma (PRP) layer and platelet microplasma (PPP) layer
  • a centrifugal separation kit configured to separate into plasma components comprising: an integrated part formed therein with an integrated tube, a lower part having a coupling part formed with a tube inlet part communicating with an inside thereof, an upper part of an open centrifuge tube; And a lower cap installed in the coupling part of the centrifuge tube, the fastening part protruding upward to seal the tube inlet part, and having a predetermined amount of cell separation gel filled therein. Characterized in that the space corresponding to the total volume of the red blood cells and the cell separation gel of the whole blood is formed to be formed in the lower portion.
  • the opening is formed in the upper portion of the piston, the rubber packing is installed is inserted into the upper portion is movable, the lower portion is formed with the inlet portion is provided with a needle, further comprises a syringe configured to collect the whole blood therein.
  • the syringe with the piston and needle removed so that the rubber packing is present in the syringe is inserted into the top of the centrifuge tube with the top open and installed at the top of the accumulator to be loaded into the centrifuge.
  • the inner diameter of the centrifuge tube is formed larger than the outer diameter of the syringe, the outer peripheral surface of the syringe is made to be in close contact with the inner peripheral surface of the centrifuge tube.
  • the upper portion of the integrated portion is formed in a shape corresponding to the contact surface of the syringe, the inlet of the syringe is inserted into the integration tube is installed to be in close contact.
  • the length of the accumulator is longer than the length of the syringe inlet.
  • the volume of red blood cells (Vb), the volume ratio ( ⁇ ) of the centrifuged red blood cells, and the volume of cell separation gel (Vf) are established.
  • the integration part is formed with a ventilation hole so that the air inside the centrifuge tube escapes, and the ventilation hole is blocked as the syringe is installed in close contact with the integration part.
  • the inner side of the centrifuge tube is formed with a locking step inclined at a predetermined interval along the longitudinal direction of the centrifuge tube, the integration portion is moved downward by the interval of the locking step by the pressing force applied from the syringe and the upper side To prevent it from being moved.
  • the centrifuge tube is made of a transparent material
  • the outer peripheral surface of the cell separation gel is filled with the volume
  • the volume of red blood cells of the red blood cells filled with a scale is displayed to indicate the volume of the space located at the interval formed in each engaging jaw
  • the position of the accumulator is adjusted in accordance with the sum of the volumes of.
  • the lower cap is adjusted to the height of the position where the plasma component is produced according to the degree of close contact with the bottom of the centrifuge tube.
  • the lower cap is made to seal the inlet of the syringe and to be installed in the syringe.
  • Centrifugation method using a centrifugation kit to achieve the above object, (a1) preparing a centrifuge tube and a syringe; (b1) collecting whole blood with the syringe; (c1) installing a syringe with blood collected in a centrifuge tube; (d1) loading the centrifuge tube with a syringe into the centrifuge; And (e1) operating the centrifuge to collect the plasma components into the syringe.
  • the syringe is inserted into the centrifuge tube from which the stopper is removed and placed on the integrated part. Centrifugation method using a centrifugation kit.
  • the inner side of the centrifuge tube is formed with a locking step inclined at a predetermined interval along the longitudinal direction of the centrifuge tube, the integration portion is moved downward by the interval of the locking step by the pressing force applied from the syringe and the upper side To prevent it from being moved.
  • a scale indicating the volume of the space located at the interval where each engaging jaw is formed on the outer circumferential surface of the centrifuge tube is displayed, and before the step (a1) or before the step (b1), the blood red blood cells The position of the accumulator is adjusted to collect plasma components in the syringe according to the sum of the volume and the volume of the cell separation gel to be filled.
  • Centrifugation method using another centrifugation kit for achieving the above object (a2) preparing a centrifuge tube and a syringe; (b2) installing a lower cap on the lower side of the centrifuge tube; (c2) collecting whole blood with the stock price; (d2) installing a syringe of whole blood into a centrifuge tube; (e2) loading the centrifuge tube with a syringe into the centrifuge; And (f2) operating the centrifuge to collect the plasma components into the syringe.
  • step (d2) after removing the piston and the needle so that the rubber packing of the syringe with the whole blood is present in the syringe, the syringe is inserted into the centrifuge tube from which the cap is removed and placed on the integrated part.
  • the upper portion of the integrated portion is formed in a tapered shape so as to correspond to the contact surface of the syringe, and the inlet portion of the syringe is inserted into the integrated tube and installed to be in close contact.
  • the inner diameter of the centrifuge tube is formed larger than the outer diameter of the syringe, the outer peripheral surface of the syringe is made to be in close contact with the inner peripheral surface of the centrifuge tube.
  • the length of the accumulator is longer than the length of the syringe inlet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which centrifuged whole blood in a centrifuge tube according to the prior art.
  • Figure 2 is a view showing a state in which the whole blood centrifuged in the centrifuge tube containing the cell separation gel according to the prior art.
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the platelet-concentrated plasma is extracted from the centrifuged blood of FIG.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing a syringe provided in the centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a centrifuge tube provided in the centrifuge kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of blood collection using the syringe of FIG.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing a state where the cell separation gel is filled in the centrifuge tube of FIG.
  • Figure 8 is an exploded cross-sectional view showing a centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an assembled cross-sectional view of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a flow chart illustrating a centrifugation method using a centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a centrifuged state using a centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing the numerical values determined by the assumption of the present invention in the centrifuged centrifuge kit of FIG.
  • Figure 13 is a cross-sectional view showing another centrifuge tube provided in the centrifuge kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which a syringe is installed in the centrifuge tube of FIG.
  • Figure 15 is a cross-sectional view showing another centrifuge tube provided in the centrifuge kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a perspective view of the centrifuge tube of FIG. 15.
  • Figure 17 is an exploded cross-sectional view showing another centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an assembled sectional view of FIG. 17.
  • FIG. 19 is a flow chart for explaining the centrifugation method using another centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state in which a lower cap provided in another centrifuge kit according to a preferred embodiment of the present invention is installed in a syringe.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing a syringe provided in the centrifuge kit according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 5 is an exploded perspective view showing a centrifuge tube provided in the centrifugation kit according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the centrifugation kit (see '100' in FIG. 8) has a syringe 110 and a centrifuge tube 120 on which the syringe 110 can be installed.
  • the syringe 110 is inserted from the cylinder 111 having the inlet 112 formed at the bottom thereof and the opening 113 formed at the upper end thereof, and being opened from the opened upper portion of the cylinder 111. It is provided with a piston 115 made to be movable to, and a needle 114 installed in the lower portion of the cylinder 111.
  • the syringe 110 as described above is commonly used, and is made to collect blood in the cylinder 111.
  • the rubber packing 116 installed on the piston 115 is made to be separated from the piston (115). That is, when the piston 115 and the rubber packing 116 are separated, the rubber packing 116 is present inside the syringe 110 to remove the piston 115.
  • the centrifuge tube 120 has an opening portion 123 formed at an upper portion thereof to accommodate a predetermined material and a tube body 121 sealed at a lower portion thereof, an integrated portion 125 provided inside the tube body 121, and And a stopper 126 configured to open and close the upper portion.
  • the tube body 121 is preferably made of a transparent material, a screw thread 121 'for coupling with the stopper 126 is formed on the top thereof and is screwed with the stopper 126.
  • the upper portion of the upper portion, ie, the integrated portion 125, to which the stopper 126 is coupled, is the support portion 122.
  • the support 122 serves to support the syringe 110 when the syringe 110 is inserted into the centrifuge tube 120.
  • the support part 122 will be described below.
  • the integrated part 125 has an integrated tube 124 communicating with an upper side and a lower side based on the integrated part 125 at a central portion thereof.
  • the integrated tube 124 has a shape and size corresponding to the inlet 112 of the syringe 110. That is, the upper part of the integrated part 125 is the surface in contact with the syringe 110 so that the inlet 112 of the syringe 110 is seated, and as a result, the syringe 110 is in close contact with the centrifuge tube 120. It is desirable to have a shape corresponding to. Accordingly, when the syringe 110 is seated in the accumulator 125, the inlet 112 of the syringe 110 is inserted into the accumulator 124.
  • the length of the integrated tube 124 is preferably formed longer than the length of the inlet 112 of the syringe (110). The integrated tube 124 can easily collect the target material, and enables precise sampling.
  • the inner diameter of the centrifuge tube 120 is formed to be greater than or equal to the outer diameter of the syringe 110, that is, the cylinder 111.
  • the inner diameter of the centrifuge tube 120 is set such that the outer circumferential surface of the syringe 110 is in close contact with the inner circumferential surface of the centrifuge tube 120.
  • the centrifuge tube 120 is filled with a cell separation gel (Vf) can be used (see Figure 7). As shown in FIG. 11, the cell separation gel (Vf) is used to separate blood cell components (Vb) and plasma components (Vp) during centrifugation of whole blood (Wb).
  • the cell separation gel (Vf) may be used or mixed with whole blood (Wb) in some cases up to a volume ratio of 1: 1 depending on the target material collector.
  • the present invention is characterized in that the plasma component (Vp) is collected in the syringe 110 installed in the integration unit 125 during centrifugation. Therefore, it is important to set the installation position of the integration unit 125 in the centrifuge tube 120.
  • a centrifugal separation method will be described with an embodiment for setting the position of the integrated unit 125.
  • FIG. 8 is an exploded cross-sectional view of a centrifugal kit according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is an assembled cross-sectional view of FIG. 8
  • FIG. 10 illustrates a centrifugal separation method using a centrifugal separation kit according to a preferred embodiment of the present invention. It is a flowchart for doing so.
  • the centrifuge tube 120 and the syringe 110 are prepared (S11). At this time, the centrifuge tube 120 is filled with a cell separation gel (Vf), as shown in FIG.
  • the whole blood Wb is collected by the syringe 110 (S12).
  • the syringe 110 which collected the whole blood Wb is installed in the centrifuge tube 120 (S13).
  • the syringe 110 is in a state where the needle 114 and the piston 115 are removed.
  • the piston 115 should be removed so that the rubber packing 116 is present in the syringe 110 when the piston 115 is removed.
  • the syringe 110 and the syringe 110 from which the needle 114 and the piston 115 have been removed are inserted and installed through the open top of the centrifuge tube 120 from which the stopper 126 is removed.
  • removing the needle 114 is to easily install the syringe 110 in the centrifuge tube 120, removing the piston 115 except for the rubber packing 116 is later centrifuge This is to easily load the centrifugation kit 100 (not shown).
  • the syringe 110 is tightly installed by the support 122 formed on the centrifuge tube 120. That is, the outer circumferential surface of the syringe 110 is in close contact with the inner circumferential surface of the centrifuge tube 120, and supports the syringe 110 by the length of the support 122.
  • the inlet 112 of the syringe 110 is inserted into the integrated tube 124.
  • plasma component (Vp) When plasma component (Vp) is collected in the syringe 110 at the same time as the centrifugation through the above steps, it is possible to use the plasma component (Vp) as soon as possible for medical procedures biotechnological applications using the plasma component (Vp) In addition to reducing the working time to improve the efficiency of the work, as well as the use of a separate syringe for extracting the plasma component (Vp) can be avoided to prevent the waste of consumables.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state centrifuged according to the method of FIG. 10, and FIG. 12 is a view showing numerical values determined from the assumption of the present invention in a centrifugation kit centrifuged with respect to FIG. The position of the integrated unit is adjusted with reference to the following description.
  • the height of the centrifuge tube and syringe is typically determined in consideration of the height that can be loaded into a centrifuge (not shown).
  • a conventional 10 cc volumetric centrifuge tube is about 13 cm, and the maximum length that can be mounted is 14 cm, so considering the height of the centrifuge tube and the syringe is determined.
  • the embodiment of the present invention provides an example of a centrifuge tube and a syringe that can be used in a centrifuge capable of loading a length of 14 cm.
  • the centrifuge has a limit of the length that can be loaded depending on its type. Therefore, it is apparent to those skilled in the art that the design conditions of the centrifuge tube and the syringe according to the present invention can be appropriately selected according to the type of centrifuge.
  • the syringe 110 describes a 10cc syringe which is commonly used as an example.
  • the syringe 110 is filled with 1.5cc of anticoagulant ACD solution to prevent blood coagulation, and 8.5cc of patient's blood is collected and mounted on the centrifuge tube 120.
  • the centrifuge tube 120 uses a cell separation gel (Vf) to exclude red blood cells and obtain accurate platelet enriched plasma (PRP).
  • the cell separation gel (Vf) may be used or not mixed up to a ratio of 1: 1 with whole blood (Wb).
  • the cell separation gel (Vf) has a volume of 2.5cc and has a length of 2cm. That is, when the cell separation gel (Vf) is filled 2.5cc inside the centrifuge tube 120, the height of the cell separation gel (Vf) is 2cm.
  • the plasma component is Vp and the blood cell component is Vb.
  • the specific gravity of the blood cell component (Vb) is greater than the specific gravity of the plasma component (Vp)
  • the blood cell component (Vb) is collected at the lower side during centrifugation.
  • the volume ratio ( ⁇ ) of blood cell components ie, red blood cells (Vb)
  • ⁇ red blood cells
  • the volume of red blood cells (Vb) with respect to 10 cc of whole blood (Wb) has a volume volume of 4.5 cc and is collected over a height of 3 cm below the centrifuge tube 120.
  • a plasma coat ie, a platelet-enriched plasma layer
  • the plasma component Vp is formed above the volume height of 7 cc.
  • the centrifuge tube 120 is made uniformly, if the volume height of the cell separation gel is 2cm, the volume height of the blood cell volume amount is 3cm, the height (h) for installing the integrated unit 125 is 5cm do. That is, the lower side of the accumulator 125 should be located at a height of 5 cm.
  • Equation 1 a relational expression such as the following Equation 1 is derived.
  • A Volumetric volume of blood cell components and cell separation gel
  • Vb volume of red blood cells
  • Vf volume of cell separation gel
  • the volume capacity of the lower space in which the integrated part 125 is formed is the volume capacity that is the sum of the volumes of the blood cell component (Vb) and the cell separation gel (Vf). That is, it is preferable that the lower position of the accumulator 125 is adjusted so that the volume capacity of A is accommodated below the accumulator 125.
  • Equation 1 the height of installing the integrated unit 125 is h, the volume height of the red blood cells Vb is h (Vb), and the volume height of the cell separation gel (Vf) is h (Vf). Then, the following equation can be derived.
  • the height h for installing the integrated part 125 is h (Vf) + 0.45 x h (Wb). Therefore, the height of the integration unit 125 can be set based on Equation 2.
  • the length of the syringe 110 to be mounted is referred to as l 1
  • the total length of the syringe 110 is mounted on the centrifuge tube 120, that is, the length of the kit 100 is referred to as l.
  • the support 122 of the centrifuge tube 120 for supporting the syringe 110 is referred to as s
  • the length of the inlet 112 of the syringe 110 is referred to as l 2 .
  • the support portion s is for supporting the syringe 110, and is preferably about 1 cm to 2 cm. Obviously, the length of the support s is not included in the total length l.
  • the length d of the integrated part 125 is formed longer than the length l 2 of the inlet part 112.
  • L 2 1.2 cm ⁇ d.
  • the filtrate space is present in the integrated tube 124 due to the difference between the length d of the integrated tube 124 of the integrated unit 125 and the length l 2 of the inlet 112 of the syringe 110.
  • Plasma component (Vp) may be collected in the integrated tube 124 and the syringe 110 by including the filtrate space.
  • the plasma component Vp may be collected from the inlet 112 of the syringe 110 by adjusting the volume of the cell separation gel Vf. This can be achieved by further using the same volume of cell separation gel (Vf) as the volume of the filtrate.
  • the plasma component Vp may be collected in the syringe 110 by setting the position at which the integration unit 125 is installed through the above set conditions and equations. Therefore, since the target plasma component (Vp) is collected in the syringe 110, it is easy to use the secondary immediately, and the waiting time of the operator and the subject is reduced, thereby improving work efficiency.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another centrifuge tube provided in the centrifuge kit according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 14 is a cross-sectional view showing a state in which the syringe is installed in the centrifuge tube of FIG.
  • the centrifuge kit 200 includes a centrifuge tube 120 having an integrated part 225 having a syringe 110 and a vent 227 formed therein.
  • the syringe 110 of the components of the centrifugation kit 200 is the same as the syringe 110 shown in Figure 9 will be omitted herein. 13 and 14, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same components. That is, the configuration is the same as the previous embodiment except that the ventilation hole 227 is formed in the integration unit 225.
  • Vent holes 227 are formed in the integrated part 225.
  • the vent 227 is formed to easily install the syringe 110 to the centrifuge tube (120). That is, as whole blood is dropped from the syringe 110, the air in the centrifuge tube 120 is discharged to the outside so that the whole blood Wb is easily dropped.
  • the vent 227 is blocked as the syringe 110 is seated in close contact with the upper portion of the accumulator 225 so that the whole blood (Wb) does not escape through the vent (227).
  • a hole (not shown) may be formed in the syringe 110. That is, as holes are formed in the upper portion of the syringe 110, the inflow of whole blood (Wb) into the centrifuge tube 120 is easily performed.
  • the integration part 225 in which the vent hole 227 is formed may be provided at a predetermined position so that the plasma component Vp may be collected in the syringe 110 through the centrifugation method described above.
  • the height of the integrated parts 125 and 225 is illustrated and described as being formed by setting conditions. However, the present invention is not limited thereto, and the height of the integrated parts 125 and 225 may be adjusted. .
  • a locking jaw 328 is formed inside the centrifuge tube 320.
  • the centrifuge kit 300 shown in FIG. 15 is another embodiment in which the centrifuge tube 320 is modified, and the same reference numerals as those of FIG. 9 represent the same components.
  • the locking jaw 328 formed in the centrifuge tube 320 is formed to be inclined at a predetermined interval along the longitudinal direction of the centrifuge tube 320. That is, the integrated part 325 is pressed from the syringe 110 and moved downward by the interval of the locking step 328. At this time, the integrated unit 325 moved to the lower side is made so as not to move upward.
  • the platelet-concentrated plasma (PRP) collected between the inlet 112 of the syringe 110 coupled with the integration tube 324 is the accumulation unit 325. This is to maintain the calmness not to mix with other layers by the movement of.
  • PRP platelet-concentrated plasma
  • the centrifuge tube 320 in which the locking step 328 is formed is made of a transparent material, and a scale P is displayed on the outer circumferential surface thereof (see FIG. 16).
  • the scale (P) is indicated to adjust the position according to the combined volume of the volume (Vb) of the red blood cell layer of the collected whole blood and the volume (Vf) of the cell separation gel to be filled. That is, the scale P is displayed at intervals at which the catching jaw 328 is formed to adjust the position of the integrated part 325 by the sum of the volume of the red blood cells Vb and the volume of the cell separation gel Vf. .
  • the volume of red blood cells is 4 cc, and if the volume height is 2.5 cm, 4.5 cm from the bottom of the tube.
  • '9 (not shown)' is marked on the part to be marked with graduation (P).
  • the scale (P) marked '9' means the corresponding height of 9cc blood collection. Therefore, the operator performs the centrifugal separation method after mounting the integrated unit 325 by pushing the integrated unit 325 according to the collected volume and the combined volume of the cell separation gel.
  • Figure 17 is an exploded cross-sectional view showing another centrifugal separation kit according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 18 is an assembled cross-sectional view of FIG.
  • the centrifuge kit 400 includes a syringe 110, a centrifuge tube 420 on which the syringe 110 may be installed, and a lower side of the centrifuge tube 420. It has a lower cap 430 is installed.
  • the syringe 110 of the components of the centrifugation kit 400 is the same as the syringe 110 shown in Figure 9 will be omitted herein. 17 and 18, the same reference numerals as those in FIG. 9 denote the same components.
  • the centrifuge tube 420 includes a tube body 421 having an open portion formed at an upper portion thereof and a tube inlet portion 429 ′ formed at a lower portion thereof, and an integrated portion 425 provided inside the tube body 421.
  • the syringe 110 is inserted through the upper open portion of the tube body 421 and seated in the integrated part 425. At this time, the syringe 110 is closely installed by its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the tube body 421.
  • a lower portion of the tube body 421 is provided with a coupling portion 429 having a tube inlet portion 429 ′.
  • the tube inlet 429 ′ is configured to communicate the inside and the outside of the tube body 421.
  • the lower cap 430 is formed such that the fastening portion 439 'protrudes upward to seal the tube inlet portion 429', and includes a tube coupling portion 439 installed at the coupling portion 429. do. At this time, the lower cap 430 may be filled with a predetermined amount of cell separation gel. Thus, the tube inlet 429 'is sealed by the coupling of the lower cap 430 without filling the cell separation gel through the upper portion of the tube body 421. That is, by installing the lower cap 430 on the tube body 421, the lower part can be used as a closed centrifuge tube.
  • the centrifugation method according to the invention consists of six steps. That is, a step (S21) of preparing a centrifuge tube 420 and a syringe 110, a step (S22) of collecting whole blood with the syringe 110, and a lower cap (below) of the centrifuge tube (420) 430 to install (S23), and to install the whole blood blood syringe 110 in the centrifuge tube (420) (S24), the centrifuge tube 420 in which the syringe 110 is installed (S25) and the centrifuge can be operated to collect plasma components in a syringe (S26).
  • step (S23) is the same method as the step (S11) to (S15) described above. That is, since the centrifugation method including the step (S23) is understood by those skilled in the art from the above-described centrifugation method, a detailed description thereof will be omitted.
  • the lower cap 430 is installed on the centrifuge tube 420. At this time, the lower cap 430 is filled with a predetermined amount of cell separation gel.
  • the cell separation gel is preferably filled with 2cc to 2.5cc.
  • the lower cap 430 is made to adjust the height of the variable platelet enriched plasma. For example, when platelet-concentrated plasma is located below the accumulator 425, the lower cap 430 is more closely coupled to the tube body 421, and in the opposite case, the lower cap 430 is closely attached to the tube body 421. It will be combined so as not to be mounted.
  • the lower cap 430 may be coupled with the syringe 110 to seal the inlet 112 of the syringe 110. That is, as shown in Figure 20, the lower cap 430 is made to be coupled to the syringe (110). That is, the inlet 112 of the syringe 110 is coupled to the fastening portion 439 'of the lower cap 430, the lower cap 430 is coupled to surround the lower portion of the syringe.
  • the combination of the lower cap 430 and the syringe 110 is used to concentrate the platelets secondary. That is, when the platelet-concentrated plasma is secondarily concentrated, the lower cap 430 according to the syringe 110 from which the platelet-concentrated plasma has been extracted is installed and centrifuged. When the second centrifugation, the platelet-concentrated plasma is accumulated in the lower cap 430, and a small amount of platelet plasma is accumulated in the syringe 110.
  • Centrifugal separation kit and centrifugation method using the same according to the present invention has the following effects.

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Abstract

본 발명은 전혈(whole blood)이나 체액(body fluid)을 원심분리할 때 사용하는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전혈이나 체액을 채취한 후, 원심분리 튜브에 주사기를 설치하여 원심분리를 통해 분리되는 목표 물질(혈소판 농축혈장이나 줄기세포)을 주사기에 직접 채집함으로써 목표 물질을 용이하게 추출할 수 있는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것이다.

Description

원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법
본 출원은 2009년 10월 28일에 출원된 한국특허출원 제10-2009-0102762호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
본 발명은 혈액이나 체액을 원심분리할 때 사용되는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원심분리 튜브에 주사기를 설치하여 원심분리를 통해 분리되는 목표 물질을 주사기에 채집함으로써 목표 물질을 용이하게 추출할 수 있는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법에 관한 것이다.
의학기술이 발달함에 따라 줄기세포(stem cell)나 혈소판(platelet) 등 신체조직에 존재하는 유익한 성분을 이용하여 병을 치료하거나 이를 응용하여 시술하고 있다.
상기 줄기세포는 알려진 바와 같이, 배아 줄기세포와 성체 줄기세포로 나뉘며, 성체 줄기세포는 골수나 제대혈, 지방조직 등에 분포한다고 알려져 있다.
이러한 줄기세포는 세포를 반복하여 분열하는 자기재생(self renewal)과 여러 조직으로 분화하는 다분화능(multipotency), 모든 종류의 세포로 분화하는 전능성(pluripotency)을 가진 세포로 정의된다.
또한, 혈소판(platelet)은 상처를 입었을 때 특히, 지혈 과정에서 일련의 연쇄과정(cascade process)을 통해 성장인자를 분비한다. 보다 구체적으로, 상기 혈소판은 전혈(whole blood)에 포함된 혈소판 농축혈장(PRP : platelet rich plasma)인 것으로서, 전혈을 원심 분리하여 얻어질 수 있다. 이러한 혈소판 농축혈장(PRP)은 혈소판 유래 성장인자(PDGF)와 형질전환 성장인자(TGF), 상피 성장인자(EGF) 등을 포함하고 있다. 이러한 성장인자는 치유 과정시 조직의 재생에 필수적인 신생혈관의 촉진, 세포의 화학주성 및 분열촉진, 줄기세포의 자극 및 증식, 기질 합성 등을 조절하는 인자로 관여하는 것으로 알려져 있다.
이에, 상기 줄기세포 및 혈소판 농축혈장을 이용하여 각 분야별로 임상에서의 활용이 늘어나고 있는 추세이다.
현재 줄기세포에서 타켓 세포를 추출하거나, 전혈에서 혈소판 자체나 혈소판 농축혈장을 효율적으로 획득하기 위하여 다양한 방법이 실시되고 있다.
임상적으로 타켓 세포(성체 줄기세포)를 추출할 때는 지방 조직과 골수에서 추출하며, 골수에서 줄기세포를 추출하는 과정은 전혈에서 혈소판 농축혈장(PRP)을 추출하는 과정과 거의 유사하다. 이에, 아래에서는 전혈에서 혈소판 농축혈장을 추출하는 것에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 혈액을 채취하기 위한 주사기와 원심분리를 위한 원심분리 튜브가 준비된다. 이때, 상기 주사기는 주사바늘이 설치된 실린더와 피스톤 방식으로 이루어진 통상의 주사기를 사용하며, 원심분리 튜브는 소정 물질을 수용하며 상부가 마개에 의해 밀폐되도록 이루어진 통상의 용기이다.
상기 혈액 채취용 주사기로 혈액(전혈)을 채취한다. 여기서 상기 주사기는 10cc용 채혈수사기를 사용한다. 예컨대, 항응고제인 ACD용액(Acid Citrat Dextrose solutions) 1.5cc를 함유하는 10cc 주사기로 8.5cc의 혈액을 채취한 다음 10cc용 원심분리 튜브에 담은 후 원심분리기 넣어 원심분리시킨다.
상기 혈액을 원심분리시키면, 도 1에 도시된 바와 같이, 비중에 의하여 원심분리 튜브(2)의 아래에서부터 적혈구층(RBC : red blood cell), 혈소판을 다량 포함한 혈소판 농축혈장(PRP)층, 혈소판 소량 혈장(PPP : platelet poor plasma)층의 3층으로 분리된다. 이때, 상기 혈소판 농축혈장(PRP)은 연막 혈장(buffy coat)이라고도 한다. 즉, 적혈구층(RBC)으로 이루어진 혈구성분과 혈소판 농축혈장(PRP) 및 혈소판 소량혈장(PPP)으로 이루어진 혈장성분으로 혈액이 나뉘어진다. 이때, 상기 적혈구층(RBC)과 혈소판 소량혈장(PPP)을 제외한 가운데 층(PRP)에서 긴 스파이널 니들이 장착된 새로운 5cc용 주사기를 이용하여 혈소판 농축혈장을 채취하게 된다.
한편, 혈소판의 농축을 위해서는 다시 한번 원심분리 과정과 농축된 혈소판 농축혈장(PRP)을 채취하는 과정을 반복하게 된다.
이 과정에서, 상기 혈소판 농축혈장(PRP)을 채취시 적혈구층(RBC)이 함께 채취되지 않도록 유의하여야 한다. 즉, 혈소판 농축혈장(혈장성분)만 채취하는 것이 중요하다. 이에, 상기 혈소판 농축혈장(PRP)층과 적혈구층(RBC)을 분리하기 위하여 세포분리겔을 투입하여 원심분리하는 방법을 사용한다.
상기 세포분리겔은 적혈구의 비중과 혈소판의 비중 사이의 농도를 갖는 분리용액으로서, Ficoll(등록상표명), Percoll(등록상표명) 또는 sucrose 유도체 등이 사용된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 세포분리겔(Vf)이 내장된 원심분리 튜브(2)에 혈액을 투입하여 원심분리기(미도시)로 처리하게 되면 튜브(2) 내의 혈액은 세포분리겔(Vf)을 경계층으로 하여 상부의 혈장성분과 하부의 혈구성분으로 분리된다.
따라서, 상기 적혈구층(RBC)과 혈소판 농축혈장(PRP)이 세포분리겔(Vf)에 의하여 분리됨으로써 긴 스파이널 니들이 장착된 새로운 5cc용 주사기(1)를 이용하여 혈소판 농축혈장(PRP)층에서 적혈구층(RBC)이 함께 추출되지 않도록 안전하게 혈소판 농축혈장(PRP)을 채취하게 된다(도 3 참조).
상기와 같이 원심분리 튜브와 주사기를 이용하여 혈액에서 혈소판 농축혈장을 추출하기 위한 다양한 종류의 원심분리 튜브와 주사기가 제안되어 있다. 예를 들면, 대한민국 특허등록 제10-0430893호에는 주사기를 이용하여 혈액을 채취한 후 이를 원심분리 튜브로서 사용하도록 이루어진 혈청분리용 주사기를 개시하고 있고, 대한민국 실용신안등록 제20-0269465호에는 채혈관 내에 겔 컨테이너를 형성하고, 그 내부에 혈액을 채혈하여 컨테이너 로드를 절단하며, 밀봉 캡으로 밀봉하여 원심분리 하도록 이루어진 혈청분리겔을 담은 원심분리 튜브와 채혈 주사기를 개시하고 있다.
그러나, 이러한 방법은 시간이 많이 소요되며 혈소판층(혈장성분)의 채취가 일정하지 않음은 물론, 적혈구층을 같이 포함하여 채취될 위험이 있다. 따라서, 임상적 응용에 정확성을 부여하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 전혈을 채혈하여 혈장성분을 추출하기 위해 사용되는 주사기 및 원심분리 튜브의 소모비용이 증가한다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 자동으로 분류하는 기술과 혈소판 농축혈장 분리 키트, 세포분리겔이 개발되어져 왔다.
그러나, 자동으로 분류하는 자동화기기는 일반 개원가(開院街)에서 사용하기에 그 비용과 효율을 고려할 때 구비하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 다양한 키트가 다양한 가격과 그 성능으로 각 개원가의 실정에 맞춰 구비되고 있으나, 키트 역시 고가격과 소모품의 증가에 따라 사용하기 부담되는 실정이다.
아울러, 시술시 필요한 혈소판 농축혈장을 추출하여 즉시 사용되어야 하기 때문에, 혈소판 농축혈장을 추출시 대기시간이 증가하여 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 원심분리를 통해 목표 물질을 간편하고 안정적으로 추출할 수 있는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 저렴한 소모품을 사용함은 물론, 소모품의 사용을 감소시킬 수 있으며, 목표 물질을 주사기에 채집되도록 함으로써 시술자 및 피시술자의 대기시간을 줄여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 원심분리 키트는, 원심분리기에 설치되어 전혈을 아래에서부터 순차적으로 적혈구층으로 이루어진 혈구성분과, 혈소판 농축혈장(PRP)층 및 혈소판 소량혈장(PPP)층으로 이루어진 혈장성분으로 분리하도록 이루어진 원심분리 키트로서, 하부가 밀폐되고 상부에 개방부가 형성되어 개방된 상부를 개폐하는 마개가 형성되며, 내부에는 집적관이 형성된 집적부가 설치되고, 내부에 세포분리겔이 일정량 충진되는 원심분리 튜브를 포함하고, 상기 집적부는 원심분리된 전혈의 적혈구와 세포분리겔의 합산 체적에 상응하는 공간이 그 하부에 형성되도록 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 원심분리 키트는, 원심분리기에 설치되어 전혈을 아래에서부터 순차적으로 적혈구층으로 이루어진 혈구성분과, 혈소판 농축혈장(PRP)층 및 혈소판 소량혈장(PPP)층으로 이루어진 혈장성분으로 분리하도록 이루어진 원심분리 키트로서, 내부에는 집적관이 형성된 집적부가 설치되고, 하부에는 내부와 연통하는 튜브인입부가 형성된 결합부, 상부가 개방된 원심분리 튜브; 및 상기 원심분리 튜브의 결합부에 설치되고, 상기 튜브인입부를 밀봉시키도록 체결부가 상부로 돌출되게 형성되며, 내부에 세포분리겔이 일정량 충진되는 하부캡;을 포함하고, 상기 집적부는 원심분리된 전혈의 적혈구와 세포분리겔의 합산 체적에 상응하는 공간이 그 하부에 형성되도록 설치된 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상부에 개구부가 형성되어 개구된 상부로 고무패킹이 설치된 피스톤이 이동 가능하게 삽입되며, 하부에는 주사바늘이 설치되는 인입부가 형성되고, 내부에 전혈을 채혈하도록 이루어진 주사기를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 고무패킹이 주사기에 존재하도록 피스톤 및 주사바늘이 제거된 주사기가 상부가 개방된 원심분리 튜브의 내부로 삽입되어 원심분리기에 적재되도록 집적부의 상부에 설치된다.
바람직하게, 상기 원심분리 튜브의 내부 직경은 주사기의 외부 직경보다 크게 형성되되, 상기 주사기의 외주면이 원심분리 튜브의 내주면에 밀착되도록 이루어진다.
바람직하게, 상기 집적부의 상부는 상기 주사기의 접촉면과 상응하는 형상으로 이루어져, 상기 주사기의 인입부가 집적관으로 삽입되어 밀착되게 설치된다.
바람직하게, 상기 집적부의 길이는 주사기 인입부의 길이 보다 길게 형성된다.
바람직하게, 상기 전혈이 원심분리기에 의해 분리된 혈장성분이 집적부를 기준으로 채집되도록, 상기 혈구성분이 생성되는 집적부 하부에 위치한 공간의 체적 용량(A)과, 상기 주사기로부터 채혈된 전혈(Wb)과, 적혈구의 용적(Vb)과, 상기 원심분리된 적혈구의 용적 비율(α) 및, 세포분리겔의 용적(Vf) 사이에는 다음 관계가 성립한다.
A = (α × Wb) + Vf = Vb + Vf 및
0 ≤ Vf ≤ Wb
바람직하게, 상기 집적부에는 원심분리 튜브로 전혈이 유입될 경우 원심분리 튜브의 내부의 공기가 빠져나가도록 통기공이 형성되고, 상기 통기공은 주사기가 집적부에 밀착되어 설치됨에 따라 막히게 된다.
바람직하게, 상기 원심분리 튜브의 내측면에는 원심분리 튜브의 길이방향을 따라 일정간격으로 경사진 걸림턱이 형성되고, 상기 집적부가 주사기로부터 가해진 가압력에 의하여 상기 걸림턱의 간격만큼 하측으로 이동되며 상측으로 이동되지 못하도록 이루어진다.
바람직하게, 상기 원심분리 튜브는 투명한 재질로 제조되고, 그 외주면에는 각 걸림턱이 형성된 간격에 위치된 공간의 체적량을 나타내도록 눈금이 표시되어 채혈된 전혈의 적혈구의 용적 및 충진되는 세포분리겔의 용적의 합산 체적에 따라 집적부의 위치가 조절된다.
바람직하게, 상기 하부캡은 원심분리 튜브의 하부에 밀착되어 결합되는 정도에 따라 혈장성분이 생성되는 위치의 높이가 조절된다.
바람직하게, 상기 하부캡은 상기 주사기의 인입부를 밀봉하며 주사기에 설치되도록 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위한 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법은, (a1) 원심분리 튜브와 주사기를 준비하는 단계; (b1) 상기 주사기로 전혈을 채취하는 단계; (c1) 전혈을 채혈한 주사기를 원심분리 튜브에 설치하는 단계; (d1) 주사기가 설치된 원심분리 튜브를 원심분리기에 적재하는 단계; 및 (e1) 원심분리기를 작동시켜 혈장성분을 주사기에 채집하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 (c1)단계에서, 전혈을 채혈한 주사기의 고무패킹이 주사기에 존재하도록 피스톤 및 주사바늘을 제거한 뒤, 마개가 제거된 원심분리 튜브에 주사기를 삽입하여 집적부에 안착시키는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
바람직하게, 상기 원심분리 튜브의 내측면에는 원심분리 튜브의 길이방향을 따라 일정간격으로 경사진 걸림턱이 형성되고, 상기 집적부가 주사기로부터 가해진 가압력에 의하여 상기 걸림턱의 간격만큼 하측으로 이동되며 상측으로 이동되지 못하도록 이루어진다.
바람직하게, 상기 원심분리 튜브의 외주면에 각 걸림턱이 형성된 간격에 위치된 공간의 체적량을 나타내는 눈금이 표시되며, 상기 (a1)단계 이전 또는 (b1)단계 이전에, 채혈된 전혈의 적혈구의 용적 및 충진되는 세포분리겔의 용적의 합산 체적에 따라 주사기에 혈장성분이 채집되도록 집적부의 위치를 조절한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법은, (a2) 원심분리 튜브와 주사기를 준비하는 단계; (b2) 원심분리 튜브의 하측에 하부캡을 설치하는 단계; (c2) 상기 주가기로 전혈을 채취하는 단계; (d2) 전혈을 채혈한 주사기를 원심분리 튜브에 설치하는 단계; (e2) 주사기가 설치된 원심분리 튜브를 원심분리기에 적재하는 단계; 및 (f2) 원심분리기를 작동시켜 혈장성분을 주사기에 채집하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 (d2)단계에서, 전혈을 채혈한 주사기의 고무패킹이 주사기에 존재하도록 피스톤 및 주사바늘을 제거한 뒤, 마개가 제거된 원심분리 튜브에 주사기를 삽입하여 집적부에 안착시킨다.
바람직하게, 상기 집적부의 상부는 상기 주사기의 접촉면과 상응하도록 테이퍼진 형상으로 이루어지고, 상기 주사기의 인입부가 집적관으로 삽입되어 밀착되게 설치된다.
바람직하게, 상기 원심분리 튜브의 내부 직경은 주사기의 외부 직경보다 크게 형성되되, 상기 주사기의 외주면이 원심분리 튜브의 내주면에 밀착되도록 이루어진다.
바람직하게, 상기 집적부의 길이는 주사기 인입부의 길이 보다 길게 형성된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 원심분리 튜브에 전혈이 원심분리된 상태를 나타내는 단면도.
도 2는 종래기술에 따른 세포분리겔이 수용된 원심분리 튜브에 전혈이 원심분리된 상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 원심분리된 혈액에서 혈소판 농축혈장을 추출하는 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 주사기를 나타내는 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 원심분리 튜브를 나타내는 분해 사시도.
도 6는 도 4의 주사기를 이용하여 채혈된 상태를 나타내는 단면도.
도 7은 도 5의 원심분리 튜브에 세포분리겔이 충진된 상태를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트를 나타내는 분해 단면도.
도 9는 도 8의 조립 단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트를 이용하여 원심분리된 상태를 나타내는 단면도.
도 12는 도 11의 원심분리된 원심분리 키트에 본 발명의 가정에 의해 정해진 수치를 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 다른 원심분리 튜브를 나타내는 단면도.
도 14는 도 13의 원심분리 튜브에 주사기가 설치된 상태를 나타내는 단면도.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 또 다른 원심분리 튜브를 나타내는 단면도.
도 16은 도 15의 원심분리 튜브를 나타내는 사시도.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 또 다른 원심분리 키트를 나타내는 분해 단면도.
도 18은 도 17의 조립 단면도.
도 19는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 또 다른 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 20은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 또 다른 원심분리 키트에 구비된 하부캡이 주사기에 설치된 상태를 나타내는 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 주사기를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 원심분리 튜브를 나타내는 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 원심분리 키트(도 8의 '100' 참조)는 주사기(110) 및 상기 주사기(110)가 설치될 수 있는 원심분리 튜브(120)를 구비한다.
상기 주사기(110)는 그 하부에 인입부(112)가 형성되고 상부에 개구부(113)가 형성된 실리더(111), 상기 실린더(111)의 개구된 상부로부터 삽입되어 실린더(111)의 길이방향으로 이동가능하게 이루어진 피스톤(115) 및, 상기 실린더(111)의 하부에 설치된 주사바늘(114)을 구비한다.
상기와 같은 주사기(110)는 통상적으로 사용되는 것으로서, 실린더(111)의 내부에 혈액을 채혈하도록 이루어진다. 이때, 상기 피스톤(115)에 설치된 고무패킹(116)은 피스톤(115)으로부터 분리될 수 있도록 이루어진다. 즉, 피스톤(115)과 고무패킹(116)이 분리시 주사기(110)의 내부에 고무패킹(116)이 존재하도록 하여 피스톤(115)을 제거한다.
이러한, 주사기(110)를 이용하여 전혈(Wb)을 채혈하게 된다(도 6 참조).
상기 원심분리 튜브(120)는 소정 물질을 수용하도록 상부에 개방부(123)가 형성되고 하부가 밀폐된 튜브몸체(121)와, 상기 튜브몸체(121)의 내부에 마련된 집적부(125) 및, 상기 상부를 개폐하도록 이루어진 마개(126)를 구비한다.
상기 튜브몸체(121)는 투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 상부에 마개(126)와 결합되기 위한 나사산(121')이 형성되어 마개(126)와 나사결합된다. 이때, 상기 마개(126)가 결합된 상부 즉, 집적부(125)를 기준으로 상측 부분은 지지부(122)이다. 상기 지지부(122)는 주사기(110)가 원심분리 튜브(120)에 삽입시 주사기(110)를 지지하는 역할을 한다. 상기 지지부(122)에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.
상기 집적부(125)는 그 중심부에 집적부(125)를 기준으로 상측과 하측을 연통하는 집적관(124)이 형성된다. 상기 집적관(124)은 주사기(110)의 인입부(112)와 대응되는 형상 및 크기를 갖는다. 즉, 상기 집적부(125)의 상부는 상기 주사기(110)의 인입부(112)가 안착되어 결과적으로 상기 주사기(110)가 원심분리 튜브(120)에 밀착되도록 주사기(110)와 접촉되는 면과 대응되는 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 집적부(125)에 주사기(110)가 안착시 집적관(124)에는 주사기(110)의 인입부(112)가 삽입된다. 여기서, 상기 집적관(124)의 길이는 주사기(110)의 인입부(112)의 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 집적관(124)은 목표 물질을 용이하게 모을 수 있으며, 정밀한 채취를 가능하게 한다.
한편, 상기 원심분리 튜브(120)의 내부 직경은 주사기(110) 즉, 실린더(111)의 외부 직경보다 크거나 같게 형성한다. 일 예로, 상기 주사기(110)의 외주면이 원심분리 튜브(120)의 내주면에 밀착되도록 상기 원심분리 튜브(120)의 내부 직경이 설정된다.
이러한 원심분리 튜브(120)에는 세포분리겔(Vf)이 충진되어 사용될 수 있다(도 7 참조). 상기 세포분리겔(Vf)은 도 11에 도시된 바와 같이, 전혈(Wb)을 원심분리시 혈구성분(Vb)과 혈장성분(Vp)을 분리하기 위하여 사용되는 것이다. 이러한 세포분리겔(Vf)은 목표 물질 채집자에 따라 최대 1:1의 용적률까지 전혈(Wb)과 혼합되어 사용되거나 경우에 따라서는 사용하지 않을 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는, 전혈(Wb)의 원심분리 시 세포분리겔(Vf)을 사용하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
한편, 본 발명은 원심분리시 집적부(125)에 설치된 주사기(110)에 혈장성분(Vp)이 채집되도록 이루어진 것에 그 특징이 있다. 이에, 상기 원심분리 튜브(120)에 집적부(125)의 설치 위치를 설정하는 것이 중요하다. 아래에서는 집적부(125)의 위치를 설정하기 위한 실시예와 함께 원심분리 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트의 분해 단면도이고, 도 9는 도 8의 조립 단면도이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도면을 참조하면, 먼저, 원심분리 튜브(120)와 주사기(110)를 준비한다(S11). 이때, 상기 원심분리 튜브(120)에는 도 7에 도시된 바와 같이, 세포분리겔(Vf)이 충진된 상태다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 주사기(110)로 전혈(Wb)을 채취한다(S12).
계속해서, 전혈(Wb)을 채혈한 주사기(110)를 원심분리 튜브(120)에 설치한다(S13). 이때, 상기 주사기(110)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 주사바늘(114) 및 피스톤(115)이 제거된 상태이다. 여기서, 피스톤(115)을 제거시 고무패킹(116)이 주사기(110)에 존재하도록 피스톤(115)을 제거하여야 한다. 경우에 따라서는, 별도의 고무패킹(미도시)으로 주사기(110) 상부를 패킹하는 것도 가능하다. 상기 주사바늘(114) 및 피스톤(115)이 제거된 주사기(110)는 마개(126)가 제거된 원심분리 튜브(120)의 개방된 상부를 통하여 삽입되어 설치된다. 여기서, 상기 주사바늘(114)을 제거하는 것은 원심분리 튜브(120)에 주사기(110)를 용이하게 설치하기 위함이며, 상기 고무패킹(116)을 제외한 피스톤(115)을 제거하는 것은 추후 원심분리기(미도시)에 원심분리 키트(100)를 용이하게 적재시키기 위함이다.
상기 주사기(110)는 원심분리 튜브(120)의 상부에 형성된 지지부(122)에 의하여 긴밀하게 설치된다. 즉, 상기 주사기(110)의 외주면이 원심분리 튜브(120)의 내주면에 밀착됨과 함께, 지지부(122)의 길이만큼 주사기(110)를 지지하게 된다. 여기서, 상기 주사기(110)의 인입부(112)는 집적관(124)에 삽입된다.
이어서, 주사기(110)가 설치된 원심분리 튜브(120)를 원심분리기에 적재시킨다(S14).
그 다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 원심분리기를 작동시켜 전혈(Wb)을 혈구성분(Vb)과 혈장성분(Vp)으로 분리한다(S15). 상기 원심분리에 의하여 비중이 높은 물질은 아래에 위치하고 비중이 작은 물질은 상부에 위치하게 된다. 즉, 상기 집적부(125)의 하단을 기준으로 하측에는 혈구성분(Vb)이 형성되고, 상측에는 혈장성분(Vp)이 형성된다. 이는 집적부(125)의 위치를 원심분리된 전혈(Wb)의 적혈구(Vb)와 세포분리겔(Vf)의 합산 체적에 상응하는 공간이 그 하부에 형성되도록 이루어지기 때문이다.
상기와 같은 단계를 거쳐 원심분리와 동시에 주사기(110)에 혈장성분(Vp)이 채집되면, 곧 바로 혈장성분(Vp)의 사용이 가능해져 혈장성분(Vp)을 이용한 의료 시술 생명 공학적 활용에 소요되는 작업시간을 감소시켜 작업의 효율성을 향상시킴은 물론, 혈장성분(Vp)을 추출하기 위한 별도의 주사기 사용이 배제되어 소모품의 낭비를 방지할 수 있다.
도 11은 도 10의 방법에 따라 원심분리된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 12는 도 11에 대하여 원심분리된 원심분리 키트에 본 발명의 가정으로부터 정해진 수치를 나타내는 도면으로서, 도 11 및 도 12를 참조하여 집적부의 위치가 조절되는 것에 대하여 설명하기로 한다.
이하에서는, 원심분리기, 주사기 및 원심분리 튜브의 사용제한 조건과 고려하고, 사용되는 물질의 용적과 용적에 따른 높이를 구체적으로 설정하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
원심분리 튜브와 주사기의 높이는, 통상적으로 원심분리기(미도시)에 적재할 수 있는 높이를 고려하여 결정한다. 예를 들어, 종래의 일반적인 10cc 용적의 원심분리 튜브는 13cm정도이며, 장착될 수 있는 최대길이는 14cm이므로 이를 고려하여 원심분리 튜브와 주사기의 높이를 결정한다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 14cm의 길이를 적재할 수 있는 원심분리기에서 사용할 수 있는 원심분리 튜브와 주사기를 예로서 제시한다. 물론, 원심분리기는 그 종류에 따라 적재할 수 있는 길이의 제한이 다르다. 따라서, 원심분리기의 종류에 따라 본 발명에 따른 원심분리 튜브와 주사기의 설계 조건은 적절하게 선택될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
본 발명의 실시예에서, 상기 주사기(110)는 통상적으로 사용되는 10cc용 주사기를 예로 들어 기술한다. 상기 주사기(110)에는 혈액의 응고를 막기 위해 항응고제 ACD용액 1.5cc를 채운 뒤 환자의 혈액 8.5cc를 채혈하여 원심분리 튜브(120)에 장착한다.
상기 원심분리 튜브(120)에는 적혈구의 배제와 정확한 혈소판 농축혈장(PRP)을 획득하기 위하여 세포분리겔(Vf)을 사용한다. 상기 세포분리겔(Vf)은 최대로 전혈(Wb)과 1:1의 비율까지 혼합되어 사용되거나 사용되지 않을 수 있다. 여기서, 상기 세포분리겔(Vf)은 2.5cc의 용적을 가지며 2cm의 길이를 갖는 것으로 한다. 즉, 상기 세포분리겔(Vf)이 원심분리 튜브(120) 내부에 2.5cc 충진되면 세포분리겔(Vf)의 높이는 2cm가 된다.
한편, 전혈(Wb)을 원심분리 하였을 때 혈장성분은 Vp, 혈구성분은 Vb라 한다. 여기서, 혈구성분(Vb)의 비중은 혈장성분(Vp)의 비중보다 크므로 원심분리시 혈구성분(Vb)이 하측에 채집된다.
통상적으로 전혈(Wb)을 원심분리 하였을 때, 혈구성분 즉, 적혈구(Vb)의 용적율(α)은 채혈자에 따라 차이가 있지만 대개 45％이다. 따라서, 전혈(Wb) 10cc에 대한 적혈구의 용적(Vb)은 4.5cc의 부피용적을 가지며, 원심분리 튜브(120)의 하측에 3cm의 높이에 걸쳐 채집되는 것으로 한다.
이를 정리하면, Wb = Vp + Vb이고, 10cc = 5.5cc + 4.5cc 임을 알 수 있다. 또한, 세포분리겔(Vf)의 2.5cc와 적혈구의 용적(Vb) 4.5cc의 합이 7cc이므로, 상기 7cc의 용적 높이에 연막 혈장(buffy coat) 즉, 혈소판 농축혈장층이 형성됨을 알 수 있다. 즉, 7cc의 용적높이 상측으로 혈장성분(Vp)이 형성된다.
따라서, 일정하게 제작된 원심분리 튜브(120)일 경우, 세포분리겔의 용적높이가 2cm이고, 혈구 용적량의 용적높이가 3cm라면, 집적부(125)를 설치하기 위한 높이(h)는 5cm가 된다. 즉, 집적부(125)의 하측이 5cm의 높이에 위치되어야 한다.
이상을 정리하면 다음 수학식 1과 같은 관계식이 도출된다.
수학식 1
Figure PCTKR2010006973-appb-M000001
(단, 0 ≤ Vf ≤ Wb)
A : 혈구성분과 세포분리겔을 합한 체적 용량
Wb : 전혈의 용적
Vb : 적혈구의 용적
α : 원심분리된 적혈구의 용적율
Vf : 세포분리겔의 용적
이러한 수학식 1과 같이, 집적부(125)가 형성된 하측 공간의 체적 용량은 혈구성분(Vb)과 세포분리겔(Vf)의 용적을 합한 체적 용량임을 알 수 있다. 즉, 집적부(125)의 하측에 A의 체적 용량이 수용되도록 집적부(125)의 하측 위치가 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 수학식 1을 이용하면, 집적부(125)를 설치하는 높이를 h라 하고, 적혈구(Vb)의 용적높이를 h(Vb), 세포분리겔(Vf)의 용적높이를 h(Vf)라 하면 다음 관계가 성립하는 아래의 수학식을 도출할 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2010006973-appb-M000002
h : 집적부를 설치하는 높이
즉, 상기 집적부(125)를 설치하는 높이(h)는 h(Vf) + 0.45 × h(Wb)이다. 따라서, 상기 수학식 2에 근거하여 상기 집적부(125)의 높이를 설정할 수 있게 된다.
한편, 집적부(125)의 길이를 d라 하고, 주사기(110)가 설치되는 상기 집적부(125)의 상한 높이를 h1 이라 하면 h1 = h + d가 되며, 이는 주사기가 장착되는 높이가 되는 것이다.
또한, 장착되는 주사기(110)의 길이는 ℓ1이라 하고, 상기 주사기(110)가 원심분리 튜브(120)에 장착된 총 길이 즉, 키트(100)의 길이를 ℓ이라 한다. 이때, 상기 집적부(125)의 길이(d)는 원심분리기에 장착될 수 있는 높이와 공간 범위를 고려하여 1.5cm를 갖도록 설정하고, ℓ1을 7cm로 설정하면, 키트(100)의 총 길이 ℓ= ℓ1 + d + h 이다. 즉, 키트(100)의 총 길이 ℓ은 13.5cm 이다. 따라서, 원심분리기에 설치되는 최대 길이 14cm보다 작은 길이를 갖도록 이루어져 원심분리기에 설치할 수 있게 된다.
또한, 상기 주사기(110)를 지지하는 원심분리 튜브(120)의 지지부(122)를 s라 하고, 주사기(110)의 인입부(112)의 길이를 ℓ2라 한다.
여기서, 원심분리 튜브(120)의 길이를 H라 할 때, H = h + d + s = h1 + s가 되는 것이다.
상기 지지부(s)는 주사기(110)를 지지하기 위한 것으로서, 대략 1cm 내지 2cm 이면 바람직하다. 이러한 지지부(s)의 길이는 총 길이(ℓ)에 포함되지 않는 것은 자명하다.
상기 집적부(125)의 길이 d는 인입부(112)의 길이 ℓ2보다 길게 형성된다. 여기서, 상기 인입부(112)의 길이 ℓ2를 1.2cm라고 설정하면, ℓ2 = 1.2cm ＜ d가 된다.
아울러, 집적부(125)의 집적관(124)의 길이 d와 주사기(110)의 인입부(112)의 길이 ℓ2의 차이에 의해 집적관(124)에는 여액공간이 존재하게 된다. 이러한 여액공간을 포함하여 집적관(124) 및 주사기(110)에 혈장성분(Vp)이 채집되도록 할 수 있다. 대안적으로는, 세포분리겔(Vf)의 용적을 조절함으로써 주사기(110)의 인입부(112)부터 혈장성분(Vp)이 채집되도록 할 수도 있다. 이는 상기 여액공간만큼의 용적과 동일한 용적의 세포분리겔(Vf)을 더 사용하면 구현 가능하다.
한편, 도 12에 도시된 수치는 본 발명의 가정에 의해 정하여진 임의의 수치로서, 사용되는 주사기와 원심분리 튜브의 종류 및 사용되는 용적량에 따라 변경될 수 있음은 자명하다.
결과적으로, 상기와 같은 설정된 조건 및 수학식들을 통하여 집적부(125)가 설치되는 위치를 설정함으로써 주사기(110)에 혈장성분(Vp)이 채집되도록 할 수 있다. 따라서, 목적으로 하는 혈장성분(Vp)이 주사기(110)에 채집됨으로써 2차적으로 즉시 사용이 용이함은 물론, 시술자 및 피시술자의 대기 작업시간이 감소하게 되어 작업의 효율성을 향상시키게 된다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심분리 키트에 구비된 다른 원심분리 튜브를 나타내는 단면도이고, 도 14는 도 13의 원심분리 튜브에 주사기가 설치된 상태를 나타내는 단면도이다.
도면을 참조하면, 원심분리 키트(200)는 주사기(110) 및 통기공(227)이 형성된 집적부(225)가 내부에 형성된 원심분리 튜브(120)를 구비한다. 이때, 상기 원심분리 키트(200)의 구성요소 중에서 주사기(110)는 도 9에 도시된 주사기(110)와 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다. 또한, 도 13 및 도 14의 참조부호 중에서 도 9의 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다. 즉, 집적부(225)에 통기공(227)이 형성된 것을 제외하곤 앞선 실시예와 구성이 동일하다.
상기 집적부(225)에는 통기공(227)이 형성된다. 상기 통기공(227)은 주사기(110)를 원심분리 튜브(120)에 용이하게 설치하기 위하여 형성된 것이다. 즉, 주사기(110)로부터 전혈이 적하됨에 따라 원심분리 튜브(120) 내의 공기가 외부로 배출되어 전혈(Wb)이 용이하게 적하되도록 한다. 이러한 통기공(227)은 주사기(110)가 집적부(225)의 상부에 밀착되어 안착됨에 따라 막히게 되어 전혈(Wb)이 통기공(227)을 통하여 빠져나오지 못하게 된다.
한편, 상기 통기공(227)의 대안으로서 주사기(110)에 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 즉, 주사기(110)의 상측 부분에 홀이 형성됨에 따라 원심분리 튜브(120)로의 전혈(Wb) 유입이 용이하게 이루어진다.
이러한, 통기공(227)이 형성된 집적부(225)는 미리 지정된 위치에 마련되어, 전술된 원심분리 방법을 통하여 주사기(110)에 혈장성분(Vp)이 채집되도록 할 수 있음은 자명하다.
한편, 본 발명에서는 상기 집적부(125)(225)의 높이를 설정조건에 의해 형성된 것으로 도시하고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 집적부(125)(225)의 높이를 조절할 수 있도록 이루어질 수 있다.
예컨대, 도 15에 도시된 바와 같이, 원심분리 튜브(320)의 내부에 걸림턱(328)이 형성된다. 이때, 상기 도 15에 도시된 원심분리 키트(300)는 원심분리 튜브(320)가 변형된 또 다른 실시예로서 도 15의 참조부호 중에서 도 9의 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
상기 원심분리 튜브(320)에 형성된 걸림턱(328)은 상기 원심분리 튜브(320)의 길이방향을 따라 일정간격으로 경사지게 형성된다. 즉, 상기 집적부(325)는 주사기(110)로부터 가압되어 걸림턱(328)의 간격만큼 하측으로 이동된다. 이때, 하측으로 이동되는 집적부(325)는 상측으로 이동되지 못하도록 이루어진다. 이는, 주사기(110)를 배출하는 방향으로 잡아당겼을 때, 집적관(324)과 결합된 주사기(110)의 인입부(112) 사이에 채집된 혈소판 농축혈장(PRP)이 집적부(325)의 이동에 의해 다른 층과 섞이지 않도록 평온을 유지시키기 위함이다.
보다 구체적으로, 상기 걸림턱(328)이 형성된 원심분리 튜브(320)는 투명한 재질로 이루어지고, 그 외주면에 눈금(P)이 표시된다(도 16 참조). 상기 눈금(P)은 채혈된 전혈의 적혈구층의 용적(Vb) 및 충진되는 세포분리겔의 용적(Vf)의 합산 체적에 따라 위치를 조절하도록 표시된 것이다. 즉, 상기 눈금(P)은 걸림턱(328)이 형성된 간격마다 표시됨으로써 적혈구의 용적(Vb)과 세포분리겔의 용적(Vf)의 합산 체적에 의하여 집적부(325)의 위치를 조절하게 된다.
예컨대, 전술한 바와 같이, 전혈 10cc와 세포분리겔 2.5cc(2cm)를 기본으로 할 때, 전혈 9cc를 채혈하면 적혈구의 용적은 4cc이고, 그에 따른 용적높이가 2.5cm라면 튜브의 하측으로부터 4.5cm가 되는 부분에 '9(미도시)'라고 눈금(P)을 표시한다. 즉, '9'라고 표시된 눈금(P)은 9cc 채혈된 해당 높이를 의미한다. 따라서, 시술자는 채혈된 용적 및 세포분리겔의 합산 용적에 따라 집적부(325)를 그 위치만큼 밀어서 장착한 후 원심분리 방법을 실시하게 된다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 또 다른 원심분리 키트를 나타내는 분해 단면도이고, 도 18은 도 17의 조립 단면도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 상기 원심분리 키트(400)는 주사기(110), 상기 주사기(110)가 설치될 수 있는 원심분리 튜브(420) 및, 상기 원심분리 튜브(420)의 하측에 설치되는 하부캡(430)을 구비한다. 이때, 상기 원심분리 키트(400)의 구성요소 중에서 주사기(110)는 도 9에 도시된 주사기(110)와 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다. 또한, 도 17 및 도 18의 참조부호 중에서 도 9의 참조부호와 동일한 것은 동일한 구성요소를 나타낸다.
상기 원심분리 튜브(420)는 상부에 개방부가 형성되고 하부에 튜브인입부(429')가 형성된 튜브몸체(421) 및 상기 튜브몸체(421)의 내부에 마련된 집적부(425)를 구비한다.
상기 튜브몸체(421)의 상부 개방된 부분을 통해 주사기(110)가 삽입되어 집적부(425)에 안착된다. 이때, 주사기(110)는 그 외주면이 튜브몸체(421)의 내주면과 밀착됨으로써 긴밀하게 설치된다.
상기 튜브몸체(421)의 하부에는 튜브인입부(429')가 형성된 결합부(429)가 마련된다. 상기 튜브인입부(429')는 튜브몸체(421)의 내부와 외부를 연통하도록 이루어진다.
상기 하부캡(430)은 상기 튜브인입부(429')를 밀봉시키도록 체결부(439')가 상부로 돌출되게 형성되고, 상기 결합부(429)에 설치되는 튜브결합부(439)를 구비한다. 이때, 하부캡(430)에는 세포분리겔이 일정량 충진될 수 있다. 이에, 튜브몸체(421)의 상부를 통하여 세포분리겔을 충진하지 않고, 하부캡(430)의 결합에 의하여 튜브인입구(429')가 밀봉되게 된다. 즉, 상기 튜브몸체(421)에 하부캡(430)을 설치함으로써 하부가 밀폐된 원심분리 튜브로서 사용할 수 있게 된다.
이러한 구조로 이루어진 원심분리 키트(400)를 이용하여 원심분리하는 방법에 대해 도 19를 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 원심분리 방법은 6단계로 이루어진다. 즉, 원심분리 튜브(420)와 주사기(110)를 준비하는 단계(S21)와, 상기 주사기(110)로 전혈을 채취하는 단계(S22)와, 원심분리 튜브(420)의 하측에 하부캡(430)을 설치하는 단계(S23)와, 전혈을 채혈한 주사기(110)를 원심분리 튜브(420)에 설치하는 단계(S24)와, 주사기(110)가 설치된 원심분리 튜브(420)를 원심분리기(미도시)에 적재하는 단계(S25) 및 원심분리기를 작동시켜 혈장성분을 주사기에 채집하는 단계(S26)로 진행할 수 있다.
이 과정에서, (S23)단계를 제외한 나머지 단계는 앞서 설명된 (S11) 단계 내지 (S15) 단계와 동일한 방법이다. 즉, (S23) 단계를 포함한 원심분리 방법은, 이 기술에 속한 당업자라면 전술된 원심분리 방법으로부터 이해할 수 있는 것이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 (S23) 단계와 관련하여, 상기 원심분리 튜브(420)에 하부캡(430)을 설치한다. 이때, 하부캡(430)에는 세포분리겔이 일정량 충진된다. 여기서 세포분리겔은 2cc 내지 2.5cc 충진되는 것이 바람직하다.
상기 하부캡(430)은 가변되는 혈소판 농축혈장의 높이를 조절할 수 있도록 이루어진다. 예컨대, 혈소판 농축혈장이 집적부(425)의 하방에 위치되면 하부캡(430)을 튜브몸체(421)에 좀더 밀착하여 결합하고, 반대일 경우 하부캡(430)을 튜브몸체(421)에 밀착되지 않게 결합하여 장착하게 된다.
부가적으로, 상기 하부캡(430)은 주사기(110)의 인입부(112)를 밀봉하도록 주사기(110)와 결합될 수 있다. 즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 하부캡(430)은 주사기(110)와 결합되도록 이루어진다. 즉, 상기 주사기(110)의 인입부(112)가 하부캡(430)의 체결부(439')와 결합되며, 하부캡(430)이 주사기의 하부를 감싸도록 결합된다.
이러한, 하부캡(430)과 주사기(110)의 결합은 2차적으로 혈소판을 농축하기 위하여 사용된다. 즉, 2차적으로 혈소판 농축혈장을 농축할 때 이미 혈소판 농축혈장이 추출된 주사기(110)에 따른 하부캡(430)을 설치하여 원심분리시킨다. 2차 원심분리되면, 하부캡(430)에 혈소판 농축혈장이 집적되고, 주사기(110)에 혈소판 소량혈장이 집적된다.
결과적으로, 상기와 같은 원심분리 키트(100)(200)(300)(400)를 사용함으로써 용이하고 안정적으로 혈장성분을 추출할 수 있게 된다. 한편, 상기 전술된 각 실시예들은 각각 독립적으로 사용될 수 있으나, 각 실시예들을 선택적으로 조합하여 사용될 수 있음은 자명하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 원심분리 키트 및 이를 이용한 원심분리 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 혈액에서 혈소판 풍부혈장(PRP)을 추출하거나 골수에서 줄기세포를 추출하는 원심분리 과정 및 채집과정을 간략화하여 작업에 소용되는 시간을 줄일 수 있다. 이에 시술자와 피시술자의 단순 대기시간을 줄일 수 있다.
둘째, 원하는 목표 물질을 주사기에 안정적으로 채집하도록 이루어져 실험의 신뢰성 및 수술시의 안정성을 확보할 수 있다. 즉, 목표 물질을 추출하기 위한 별도의 주사기를 사용하지 않음으로써 소모품의 비용을 줄일 수 있다.

Claims (22)

  1. 원심분리기에 설치되어 전혈을 아래에서부터 순차적으로 적혈구층으로 이루어진 혈구성분과, 혈소판 농축혈장(PRP)층 및 혈소판 소량혈장(PPP)층으로 이루어진 혈장성분으로 분리하도록 이루어진 원심분리 키트로서,
    하부가 밀폐되고 상부에 개방부가 형성되어 개방된 상부를 개폐하는 마개가 형성되며, 내부에는 집적관이 형성된 집적부가 설치되고, 내부에 세포분리겔이 일정량 충진되는 원심분리 튜브를 포함하고,
    상기 집적부는 원심분리된 전혈의 적혈구와 세포분리겔의 합산 체적에 상응하는 공간이 그 하부에 형성되도록 설치된 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  2. 원심분리기에 설치되어 전혈을 아래에서부터 순차적으로 적혈구층으로 이루어진 혈구성분과, 혈소판 농축혈장(PRP)층 및 혈소판 소량혈장(PPP)층으로 이루어진 혈장성분으로 분리하도록 이루어진 원심분리 키트로서,
    내부에는 집적관이 형성된 집적부가 설치되고, 하부에는 내부와 연통하는 튜브인입부가 형성된 결합부, 상부가 개방된 원심분리 튜브; 및
    상기 원심분리 튜브의 결합부에 설치되고, 상기 튜브인입부를 밀봉시키도록 체결부가 상부로 돌출되게 형성되며, 내부에 세포분리겔이 일정량 충진되는 하부캡;을 포함하고,
    상기 집적부는 원심분리된 전혈의 적혈구와 세포분리겔의 합산 체적에 상응하는 공간이 그 하부에 형성되도록 설치된 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상부에 개구부가 형성되어 개구된 상부로 고무패킹이 설치된 피스톤이 이동 가능하게 삽입되며, 하부에는 주사바늘이 설치되는 인입부가 형성되고, 내부에 전혈을 채혈하도록 이루어진 주사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고무패킹이 주사기에 존재하도록 피스톤 및 주사바늘이 제거된 주사기가 상부가 개방된 원심분리 튜브의 내부로 삽입되어 원심분리기에 적재되도록 집적부의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 원심분리 튜브의 내부 직경은 주사기의 외부 직경보다 크게 형성되되,
    상기 주사기의 외주면이 원심분리 튜브의 내주면에 밀착되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 집적부의 상부는 상기 주사기의 접촉면과 상응하는 형상으로 이루어져, 상기 주사기의 인입부가 집적관으로 삽입되어 밀착되게 설치되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 집적부의 길이는 주사기 인입부의 길이 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전혈이 원심분리기에 의해 분리된 혈장성분이 집적부를 기준으로 채집되도록, 상기 혈구성분이 생성되는 집적부 하부에 위치한 공간의 체적 용량(A)과, 주사기로부터 채혈된 전혈(Wb)과, 적혈구의 용적(Vb)과, 상기 원심분리된 적혈구의 용적 비율(α) 및, 세포분리겔의 용적(Vf) 사이에는 다음 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트,
    A = (α × Wb) + Vf = Vb + Vf 및
    0 ≤ Vf ≤ Wb
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 집적부에는 원심분리 튜브로 전혈이 유입될 경우 원심분리 튜브의 내부의 공기가 빠져나가도록 통기공이 형성되고,
    상기 통기공은 주사기가 집적부에 밀착되어 설치됨에 따라 막히게 되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 원심분리 튜브의 내측면에는 원심분리 튜브의 길이방향을 따라 일정간격으로 경사진 걸림턱이 형성되고, 상기 집적부가 주사기로부터 가해진 가압력에 의하여 상기 걸림턱의 간격만큼 하측으로 이동되며 상측으로 이동되지 못하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 원심분리 튜브는 투명한 재질로 제조되고, 그 외주면에는 각 걸림턱이 형성된 간격에 위치된 공간의 체적량을 나타내도록 눈금이 표시되어 채혈된 전혈의 적혈구의 용적 및 충진되는 세포분리겔의 용적의 합산 체적에 따라 집적부의 위치가 조절되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 하부캡은 원심분리 튜브의 하부에 밀착되어 결합되는 정도에 따라 혈장성분이 생성되는 위치의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 하부캡은 주사기의 인입부를 밀봉하며 주사기에 설치되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리 키트.
  14. 제1항에 기재된 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법에 있어서,
    (a1) 원심분리 튜브와 주사기를 준비하는 단계;
    (b1) 상기 주사기로 전혈을 채취하는 단계;
    (c1) 전혈을 채혈한 주사기를 원심분리 튜브에 설치하는 단계;
    (d1) 주사기가 설치된 원심분리 튜브를 원심분리기에 적재하는 단계; 및
    (e1) 원심분리기를 작동시켜 혈장성분을 주사기에 채집하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 (c1)단계에서, 전혈을 채혈한 주사기의 고무패킹이 주사기에 존재하도록 피스톤 및 주사바늘을 제거한 뒤, 마개가 제거된 원심분리 튜브에 상기 주사기를 삽입하여 집적부에 안착시키는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 원심분리 튜브의 내측면에는 원심분리 튜브의 길이방향을 따라 일정간격으로 경사진 걸림턱이 형성되고, 상기 집적부가 주사기로부터 가해진 가압력에 의하여 상기 걸림턱의 간격만큼 하측으로 이동되며 상측으로 이동되지 못하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 원심분리 튜브의 외주면에 각 걸림턱이 형성된 간격에 위치된 공간의 체적량을 나타내는 눈금이 표시되며,
    상기 (a1)단계 이전 또는 (b1)단계 이전에,
    채혈된 전혈의 적혈구의 용적 및 충진되는 세포분리겔의 용적의 합산 체적에 따라 주사기에 혈장성분이 채집되도록 집적부의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  18. 제2항에 기재된 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법에 있어서,
    (a2) 원심분리 튜브와 주사기를 준비하는 단계;
    (b2) 상기 주사기로 전혈을 채취하는 단계;
    (c2) 원심분리 튜브의 하측에 하부캡을 설치하는 단계;
    (d2) 전혈을 채혈한 주사기를 원심분리 튜브에 설치하는 단계;
    (e2) 주사기가 설치된 원심분리 튜브를 원심분리기에 적재하는 단계; 및
    (f2) 원심분리기를 작동시켜 혈장성분을 주사기에 채집하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 (d2)단계에서, 전혈을 채혈한 주사기의 고무패킹이 주사기에 존재하도록 피스톤 및 주사바늘을 제거한 뒤, 마개가 제거된 원심분리 튜브에 상기 주사기를 삽입하여 집적부에 안착시키는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  20. 제14항 또는 제18항에 있어서,
    상기 집적부의 상부는 상기 주사기의 접촉면과 상응하는 형상으로 이루어져, 상기 주사기의 인입부가 집적관으로 삽입되어 밀착되게 설치되는 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  21. 제14항 또는 제18항에 있어서,
    상기 원심분리 튜브의 내부 직경은 주사기의 외부 직경보다 크게 형성되되,
    상기 주사기의 외주면이 원심분리 튜브의 내주면에 밀착되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 집적부의 길이는 주사기 인입부의 길이 보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 원심분리 키트를 이용한 원심분리 방법.
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