WO2015174671A1 - 성분 분리기 - Google Patents

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WO2015174671A1
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김준우
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주식회사 동구바이오제약
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    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood
    • G01N33/491—Blood by separating the blood components

Definitions

  • the present invention relates to a component separator, and more particularly, it is possible to ensure the purity of the target component, such as separated blood or stem cells, while simplifying the process compared to the prior art, and can prevent air pollution during the component separation process A component separator.
  • Stem cells are cells that have the capacity to self renewal and to differentiate into other cells.
  • Stem cells can be largely divided into embryonic stem cells and adult stem cells. Other classifications can be divided into autologous cells and taga cells.
  • Taga stem cell groups include umbilical cord blood stem cells, umbilical cord stem cells, and villous stem cells.
  • Autologous stem cell groups include bone marrow-derived stem cells (Bone marrow). derived stem cells and Adipose derived stem cells (ADSC). Their main cells are hematopoietic stem cells (HSC) and mesenchymal stem cells (MSC).
  • the method of separating the existing stem cells proceeds by applying the extraction method in the laboratory, the extraction method is very difficult, difficult to learn, takes a lot of time, and in addition to the minor carelessness during the extraction process There is a disadvantage that it may cause pollution and contamination by the instrument, and that the efficiency of the extraction depends on the extractor. For this reason, there is a need for easier and simpler methods of preventing pollution.
  • Platelets one of the components of blood, contain many types of growth factors. Treatment with these growth factors has been shown to be effective in healing skin diseases and wounds. Growth factors in these platelets are being used in the form of Platelet Rich Plasma (PRP). When centrifugation is performed, most of the platelets and leukocytes are placed in the buffy coat layer formed at the interface between blood cells and plasma. Plasma in the blood (Plasma, PPP (Platelet Poor Plasma)) has been used for various medical purposes.
  • PRP Platelet Rich Plasma
  • the amount of the extract is small relative to the volume of the entire stock solution (a mixture of fat and collagenase solution), so that it is difficult to obtain high purity stem cells using a conventional method.
  • Patent Document 1 Patent Registration No. 10-1179548
  • the object of the present invention devised to solve the above problems, while simplifying the process compared to the prior art can ensure the purity of the target components, such as separated blood or stem cells, to prevent air pollution during the component separation process It is to provide a component separator which can be.
  • the present invention for achieving the above object is a hollow body formed with a circulation pipe through which a body fluid is circulated at one end, the body female screw portion is disposed at the other end;
  • a plunger for varying the main body space of the main body while advancing back and forth inside the main body; and a pressurizing tube having a pressurizing screw portion that can be mated with the main female threaded portion;
  • a component separator comprising an operating member having a plunger coupling tube formed with a coupling tube screw.
  • the screw direction of the main body female threaded portion and the pressure screwed portion is opposite to the threaded direction of the plunger threaded portion and the tube screw.
  • the end of the tube screw is characterized in that an offset without a thread is formed.
  • the tube protrusion stopper is formed below the tube screw to limit the amount of protrusion of the tube screw.
  • a tube detachment prevention cover is installed at a lower portion of the pressure tube, and a tube detachment stopper is formed at the lower portion of the outer circumferential surface of the plunger coupling tube to restrict the movement of the plunger coupling tube by the tube detachment prevention cover.
  • a spring is installed between the tube detachment stopper and the tube detachment prevention cover to easily induce detachment of the tube screw and the plunger screw.
  • a spring is installed between the pressure tube protrusion formed in the pressure tube and the tube protrusion stopper formed in the plunger coupling tube, so that the tube screw and the plunger screw portion can be easily attached or detached.
  • the present invention it is possible to reduce the time and cost required to separate blood components. Particularly, due to the separation of PPP and PRP, which are light in gravity, pressure is applied upwards, the purity of the separated PRP and PPP is also clear since the incorporation of blood cells can be minimized or blocked.
  • FIG. 1 is a perspective view of a component separator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a component separator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the component separator according to the embodiment of the present invention as viewed from a direction different from that of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the component separator of FIG. 1.
  • Figure 5 is a perspective view of the appearance of removing the operating member and inserting the lower plug in the component separator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a state in which blood is loaded into the component separator of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a state in which blood is separated using a centrifugal separator into which the blood of FIG. 6 is loaded.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a state in which the operating member is coupled to the component separator of FIG. 7 and the operating member is raised to push the blood components above the component separator to supply the component collector connected to the component separator.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a component separator in which a mixture of pure fat and collagenase solution is separated using a centrifuge.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a state in which the operating member is coupled to the component separator of FIG. 9 and the operating member is raised to push the supernatant of the upper component separator to the component collector.
  • reference numeral 100 designates a component separator according to an embodiment of the present invention.
  • the component separator 100 is basically a hollow body 102 is formed with a distribution pipe 108 for circulating body fluid at one end and a body female threaded portion 142 at the other end.
  • the plunger 118 for varying the main body space 103 of the main body 102 and the plunger 118 are pushed up in the main body 102, and in some cases the plunger 118 is pushed up.
  • the pulling comprises a working member.
  • the body 102 is preferably made of a transparent body that can see the inside, it may be made of plastic or glass.
  • the distribution pipe 108 may be connected to another syringe or the like, or the distribution pipe plug 112 may be coupled to the distribution pipe 108.
  • the main body female screw portion 142 is disposed at the other end of the main body 102.
  • the body female threaded portion 142 is integrally formed with the body 102, or the body female threaded portion 142 is formed on the body cover 138 detachably attached to the lower portion of the body 102 as in the embodiment of the present invention. It is also possible.
  • the main body cover 138 is detachably coupled to the main body 102 by a main body cover screw 140 which is screwed to the main body coupling screw 110 formed at the bottom of the main body 102.
  • the main body female screw portion 142 may be a continuous screw thread, but as shown in FIGS. 2 and 3, it may be formed in a protrusion shape which is a part of the screw thread.
  • a main body stopper 104 is formed on the outer circumferential surface of the main body 102 and has a tubular main body having an adapter space 115 for extrapolating the main body 102 from the flow pipe 108 side toward the main body stopper 104.
  • Adapter 114 is installed.
  • the main body adapter 114 is installed for the purpose of reducing shaking by reducing the tolerance when the component separator 100 is inserted into the bucket of the centrifuge (not shown).
  • a scale 116 is formed on the body adapter 114 to measure the volume of the material inside the body 102.
  • a coupling groove 117 is formed at the side of the main body adapter 114, and the coupling groove 117 is coupled to the coupling protrusion 106 protruding from the outer circumferential surface of the main body 102. As a result, the main body adapter 114 may be seated on the main body 102.
  • the plunger 118 may change back and forth in the body 102 while changing the space in which the body fluid is introduced into the body 102.
  • the rotational movement of the operating member is displaced by the linear movement of the plunger 118. Therefore, it is possible to charge or discharge a liquid such as a body fluid between the plunger 118 and the flow pipe 108.
  • the upper surface of the plunger head 124 of the plunger 118 may be concave, as shown in Figures 2 and 4, the collecting portion to close the blood or body fluids.
  • a plunger threaded portion 126 is formed at the center of the plunger lower portion 122 formed integrally with the plunger head 124, and the plunger threaded portion 126 is coupled to the tube screw 148.
  • the actuating member includes a pressurizing tube 128 having a pressurizing screw portion 130 that can be screwed with the main body female screw portion 142, and a plunger screw portion 126 of the lower portion of the plunger 122 that emerges from the pressurizing tube 128. It has a plunger coupling tube 144 that is screwed into).
  • the pressure tube 128 has a pressure screw portion 130 is formed on the outer circumferential surface, the pressure tube hole 136 is formed on the upper side, the tube screw 148 of the plunger coupling tube 144 is inserted.
  • a pressurizing tube protrusion 132 is disposed at the front end of the pressurizing screw part 130 to be in contact with the bottom surface of the lower portion of the plunger 122.
  • a cover coupling screw 134 is formed at the rear end of the pressure tube 128, the tube departure prevention cover 160 may be coupled.
  • the spring may be installed between the pressure tube protrusion 132 of the pressure tube 128 and the tube protrusion stopper 150 of the plunger coupling tube 144.
  • the plunger coupling tube 144 has a tube screw 148 protruding through the pressure tube hole 136 at the front end.
  • the tube screw 148 is coupled to the plunger threaded portion 126.
  • an offset 152 equal to or smaller than the inner diameter of the plunger screw 126 is inserted into the plunger screw 126 to limit the movement of the plunger coupling tube 144. Is formed.
  • the offset 152 of the upper portion of the tube screw 148 is higher than the pressing tube protrusion 132 at the tip of the pressing tube 128 when the tube screw 148 is not screwed to the plunger screw portion 126. It is preferable to protrude. That is, when the pressure tube 128 is rotated to move the plunger 118 upward, only the offset 152 is inserted into the lower portion of the plunger 122 so that the movement to the left and right is restricted. It will work.
  • the screw direction of the main body female screw portion 142 and the pressure screw portion 130 is preferably formed opposite to the screw direction of the plunger screw portion 126 and the tube screw 148.
  • the thread direction of the plunger thread part 126 and the tube screw 148 may be Left screw direction is preferred.
  • the plunger threaded portion 126 and the tube screw 148 may be uncoupled.
  • a tube protrusion stopper 150 is formed below the tube screw 148 of the plunger coupling tube body 146 to limit the amount of protrusion of the tube screw 148.
  • the tube protrusion stopper 150 may be formed in a ring or protrusion shape.
  • a tube detachment prevention cover 160 having a tube detachment prevention cover hole 162 through which a portion of the plunger coupling tube 144 penetrates is installed below the pressure tube 128.
  • the lower part of the outer circumferential surface of the plunger coupling tube 144 may be formed with a tube departure stopper 154, the movement limited by the tube departure prevention cover 160 below the tube protrusion stopper 150.
  • the outer diameters of the tube protrusion stopper 150 and the tube release stopper 154 are preferably similar to or slightly smaller than the inner diameter of the pressure tube hole 136 in order to minimize shaking, thereby reducing the tolerance. .
  • a lower portion of the plunger coupling tube 144 has a knurling tube handle 156 to be easily gripped and turned by hand.
  • a spring 158 is installed between the tube detachment stopper 154 and the tube detachment prevention cover 160 to easily induce detachment of the tube screw 148 and the plunger screw 126.
  • One end of the spring 158 touches the tube detachment stopper 154 and the other end is seated on the spring seat 164 of the tube detachment prevention cover 160.
  • both ends of the spring 158 may be directly coupled to the spring seat 164 of the tube departure stopper 154 and the tube departure prevention cover 160.
  • the component separator 100 according to Embodiment 1 of the present invention is basically configured as described above. Hereinafter, the component separation process by the component separator 100 will be described.
  • Plasma 4 including buffy coat layer 3 is called Platelet Rich Plasma (PRP), and plasma 4 without buffy coat layer 3 is called Platelet Poor Plasma (PPP).
  • PRP Platelet Rich Plasma
  • PPP Platelet Poor Plasma
  • FIG. 6 the blood 1 is charged into the component separator 100 using a syringe 10 or the like.
  • the blood components are shown from below, from the blood cells 2, the buffy coat layer 3, and the plasma. It becomes the state layered by (4).
  • centrifugation as shown in Figure 5 it is possible to prevent the contamination by blocking the body cap 170 in the lower portion of the main body 102.
  • the body stopper 170 is formed with a body stopper coupling member 172, so that it can be stably coupled to the lower portion of the main body 102.
  • the outlet pipe plug 112 is removed and another syringe 20 is connected to the outlet pipe 108, and the operating member is coupled to the lower portion of the main body 102.
  • the body female screw portion 142 and the pressure screw portion 130 are coupled to each other to raise the plunger 118 while the pressure tube 128 is raised.
  • the screw direction of the plunger threaded portion 126 and the tube screw 148 is opposite to the main body female threaded portion 142 and the pressure screw portion 130 to maintain a non-engaged state.
  • the offset 152 is inserted into the plunger threaded portion 126 so that the center of rotation of the plunger threaded portion 126 and the center of rotation of the plunger threaded tube 144 are not shaken. Can be.
  • the component to be separated such as the plasma 4 may be discharged toward the syringe 20. Thereafter, the above operation can be repeated to separate components of higher purity.
  • a method for isolating adipose derived stem cells will be described.
  • the stem cells derived from adipose fat is obtained by the method such as inhalation.
  • the obtained fat is subjected to decanting or centrifugation to remove water and obtain pure fat.
  • the collagenase solution mixed with saline and collagenase is mixed with pure fat, and after performing a process (incubation process) to sufficiently release the stem cells existing between the adipocytes, the stem cells are contained.
  • the prepared solution is charged to the component separator 100 through the distribution pipe 108.
  • the pure fat and the collagenase solution may be mixed and immediately placed in the component separator 100 to perform an incubation process in which the stem cells existing between the adipocytes are released in the component separator 100.
  • the component separator 100 is inserted into a centrifuge (not shown) to separate the target solution into layers.
  • the stem cell fluid 5 is disposed on the lower side
  • the supernatant 6 is disposed on the upper side (strictly speaking, cells present in the form of pellets in the collecting unit 120 of the plunger
  • the dense mass is a stem cell fraction, and the state in which the stem cell fraction is suspended in a trace amount of the supernatant (6) can be referred to as a stem cell fluid.
  • most of the supernatant 6 is discharged using the operation member, leaving only the stem cell solution 5 below.
  • the washing solution is further supplied to the component separator 100.
  • the plunger coupling tube 144 is rotated to couple the plunger screw portion 126 and the tube screw 148, and the pressure tube 128 is rotated to retreat. Since the tube screw 148 and the pressure screw part 130 have a screw direction opposite to each other, the coupling relationship between the plunger screw part 126 and the tube screw 148 is maintained even when the pressure tube 128 rotates. do.
  • the component separator 100 into which the washing solution is charged is put back into the centrifuge and subjected to a layer separation process. By repeating the above process 3-4 times, the final desired stem cell fluid is obtained.
  • bone marrow-derived stem cells first, bone marrow is extracted using a special bone marrow extraction needle at a site such as an iliac bone.
  • Bone marrow extract has a similar pattern to blood, and can be extracted in the same manner as the above-mentioned blood component separation method.
  • lymphocytes, immune cells, umbilical cord blood stem cells, etc. can also be separated using the specific gravity of the cells. That is, allogeneic cells or heterologous cells can be separated by the above method using specific gravity of cells.
  • component separator 102 main body
  • main body space 104 main body stopper
  • plunger threaded portion 128 pressure tube
  • main body cover 140 main body cover screw
  • main body female thread 144 plunger coupling tube
  • tube protrusion stopper 152 offset
  • tube release stopper 156 tube handle
  • body stopper 172 body stopper coupling member

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Abstract

본 발명은 종래기술에 비하여 공정을 단순화시키면서도 분리된 혈액 또는 줄기세포 등과 같은 목적성분의 순도를 보장할 수 있고, 성분분리과정동안 공기오염을 방지할 수 있는 성분 분리기에 관한 것으로, 일단부에 체액이 유통되는 유통관이 형성되고, 타단부에 본체암나사부가 배치되는 중공의 본체; 상기 본체의 내부에서 전후진하면서 상기 본체의 본체공간을 가변시키는 플런저: 및 상기 본체암나사부와 나합가능한 가압나사부를 가지는 가압튜브와, 상기 가압튜브의 내부에서 출몰하여 상기 플런저 하부의 플런저 나사부에 나사결합하는 튜브나사가 형성된 플런저결합튜브를 가지는 작동부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

성분 분리기
본 발명은 성분 분리기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래기술에 비하여 공정을 단순화시키면서도 분리된 혈액 또는 줄기세포 등과 같은 목적 성분의 순도를 보장할 수 있고, 성분분리과정동안 공기오염을 방지할 수 있는 성분 분리기에 관한 것이다.
줄기세포(Stem cell)를 이용하는 치료 또는 시술 방법은 다양하다. 성형이나 미용 시술에 사용이 가능하며, 탈모치료와 만성 난치성 질환과 통증 치료에 사용되어 질 수 있다. 그 활용범위는 상당히 넓으며, 향후 그 활용범위는 더 많이 확장 될 것으로 보인다. 줄기세포란 자가증식(Self renewal) 할 수 있는 능력과 다른 세포로의 분화(Differentiation)가 가능한 능력을 가진 세포를 말한다.
줄기세포는 크게 배아줄기세포(Embryonic stem cell)와 성체줄기세포(Adult stem cell)로 구분할 수 있다. 다른 분류로는 자가세포와 타가세포로 구분할 수 있으며, 타가 줄기세포군으로는 제대혈줄기세포, 제대줄기세포, 융모(태반) 줄기세포 등이 있으며, 자가 줄기세포군으로는 골수유래-줄기세포군(Bone marrow derived stem cells)과 지방유래-줄기세포군(Adipose derived stem cells, ADSC) 등으로 크게 구분할 수 있다. 이들의 주된 세포는 조혈모세포(Hematopoietic stem cell, HSC)와 중간엽줄기세포(Mesenchymal stem cell, MSC)이다. 기존 줄기세포를 분리하는 방법은, 연구소에서 추출하는 방식을 응용하여 추출과정이 진행되는데, 그 추출방법이 많이 까다롭고, 배우기가 어렵고, 시간이 많이 걸리는 단점과, 더불어 추출과정 중 사소한 부주의에도 공기오염과 기구에 의한 오염을 야기할 수 있다는 것과, 아울러 추출하는 사람에 따라서 효율에 상당한 차이가 난다는 단점이 있었다. 이러한 이유로 인해, 보다 쉽고 간단하면서도 오염을 방지하는 방법들에 대한 필요가 제기되고 있다.
혈액의 구성성분의 하나인 혈소판 내에는 많은 종류의 성장인자들을 포함하고 있는데, 이들 성장인자들을 이용하는 치료가 피부의 질환과 상처 치유에 좋은 효과를 보이고 있다. 이들 혈소판 내의 성장 인자들은 PRP( Platelet Rich Plasma:혈소판풍부혈장)의 형태로 사용되어지고 있다. 원심분리를 시행하면 대부분의 혈소판과 백혈구들은 혈구와 혈장의 경계면에 생성되는 버피코트(Buffy coat)층에 위치하게 된다. 아울러 혈액내의 혈장(Plasma, PPP(Platelet Poor Plasma:혈소판이 희박한 혈장))도 여러 의학적 목적으로 사용 되어 지고 있다.
그래서 여러 의학적 목적으로 인해 세포들 간의 비중차를 이용하여 체액성분을 분리한 후 각 성분 요소를 추출하는 보다 편리하고 진보된 방법이 필요한 실정이다.
특히, 지방유래 줄기세포의 경우 전체 원액(지방과 콜라게나제 용액의 혼합액)의 부피 대비 추출되는 양이 적어서 종래의 방법으로는 고순도의 줄기세포를 얻기 곤란하다.
따라서, 본 출원인은 이러한 체성분의 분리를 위하여 성분 분리기(특허등록 제10-1179548호)를 제시한 바 있다.
그러나, 위 발명에서는 분리 동작 동안 외란이 발생될 가능성으로 인해, 분리된 성분이 서로 혼합될 수 있으므로, 원하는 성분만을 분리할 때 상당히 주의를 기울여야 하는 번거로움이 있다.
{선행기술문헌}
{특허문헌}
(특허문헌 1) 특허등록 제10-1179548호
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 종래기술에 비하여 공정을 단순화시키면서도 분리된 혈액 또는 줄기세포 등과 같은 목적 성분의 순도를 보장할 수 있고, 성분분리과정동안 공기오염을 방지할 수 있는 성분 분리기를 제공하는 데에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일단부에 체액이 유통되는 유통관이 형성되고, 타단부에 본체암나사부가 배치되는 중공의 본체; 상기 본체의 내부에서 전후진하면서 상기 본체의 본체공간을 가변시키는 플런저: 및 상기 본체암나사부와 나합가능한 가압나사부를 가지는 가압튜브와, 상기 가압튜브의 내부에서 출몰하여 상기 플런저 하부의 플런저 나사부에 나사결합하는 튜브나사가 형성된 플런저결합튜브를 가지는 작동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 성분 분리기이다.
상기 본체암나사부와 상기 가압나사부의 나사방향은, 상기 플런저 나사부와 상기 튜브나사의 나사방향과 반대인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 튜브나사의 단부에는 나사산이 없는 오프셋이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 튜브나사의 하측으로 상기 튜브나사의 돌출량을 제한하는 튜브돌출스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가압튜브의 하부에는 튜브이탈방지커버가 설치되고, 상기 플런저결합튜브의 외주면의 하부에는 상기 튜브이탈방지커버에 의해 상기 플런저결합튜브의 이동을 제한시키는 튜브이탈스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 튜브이탈스토퍼와 상기 튜브이탈방지커버 사이에 스프링이 설치되어 상기 튜브나사와 상기 플런저 나사부와의 탈부착을 쉽게 유도하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 가압튜브에 형성되는 가압튜브돌기와 상기 플런저 결합튜브에 형성되는 튜브돌출스토퍼 사이에 스프링이 설치되어 상기 튜브나사와 상기 플런저 나사부와의 탈부착을 쉽게 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 혈액성분 분리작업에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다. 특히, 비중이 가벼운 PPP, PRP 순으로 상측으로 압력을 가해 분리하는 것으로 인하여, 혈구의 혼입을 최소화 하거나 또는 차단할 수 있어서 분리된 PRP와 PPP의 순도도 확실하다.
그리고, 혈액 채혈부터 혈액 분리과정동안 외부공기와 차단된 상태로 이동되기 때문에, 공기에 의한 오염을 방지할 수 있다. 따라서, 혈액분리과정에서 혈액의 공기오염시 예상될 수 있는 병원균의 감염 또는 합병증의 발생을 예방할 수 있다.
또한, 본 발명을 통해서는 줄기세포의 분리도 가능하다. 원액 대비 극소량을 분리해 내기 위하여, 줄기세포를 쉽게 추출 할 수 있게 하는 특수한 형태의 작동부재를 채택하여 고순도의 줄기세포를 간단하게 추출해 낼 수 있다. 따라서, 줄기세포를 이용한 치료시, 치료비용을 획기적으로 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 성분 분리기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 성분 분리기의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 성분 분리기의 도2와 다른 방향에서 바라본 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 성분 분리기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 성분 분리기에 작동부재를 제거하고 하부마개를 삽입하는 모습의 사시도이다.
도 6은 도 1의 성분분리기 내에 혈액을 장입한 모습의 단면도이다.
도 7은 도 6의 혈액이 장입된 성분분리기를 원심분리기를 이용하여 혈액을 층분리시킨 상태의 단면도이다.
도 8은 도 7의 성분분리기에 작동부재를 결합하고 작동부재를 상승시켜 성분분리기 상측의 혈액성분을 밀어 성분분리기와 연결된 성분수집기로 공급하는 상태의 단면도이다.
도 9는 순수지방과 콜라게나제 용액의 혼합물을 원심분리기를 이용하여 층분리시킨 상태의 성분분리기의 단면도이다.
도 10은 도 9의 성분분리기에 작동부재를 결합하고 작동부재를 상승시켜 성분분리기 상측의 상등액을 밀어 성분수집기로 배출하는 상태의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 성분분리기를 지시한다. 상기 성분분리기(100)는 기본적으로, 일단부에 체액이 유통되는 유통관(108)이 형성되고 타단부에 본체암나사부(142)가 배치되는 중공의 본체(102)와. 상기 본체(102)의 내부에서 전후진하면서 상기 본체(102)의 본체공간(103)을 가변시키는 플런저(118)와, 상기 플런저(118)를 밀어올리고, 경우에 따라서는 상기 플런저(118)를 잡아당기는 작동부재를 포함하여 이루어진다.
상기 본체(102)는 내부를 볼 수 있는 투명체로 이루어지는 것이 바람직하며, 플라스틱 또는 유리 등으로 제작될 수 있다. 상기 유통관(108)은 의해 다른 주사기 등과 연결되거나, 유통관마개(112)가 결합할 수 있다.
상기 본체(102)의 타단부에는 상기 본체암나사부(142)가 배치된다. 상기 본체암나사부(142)는 상기 본체(102)에 일체로 형성되거나, 본 발명의 실시예와 같이 상기 본체(102)의 하부에 착탈되는 본체커버(138)에 본체암나사부(142)가 형성되는 것도 가능하다. 상기 본체커버(138)는 상기 본체(102)의 하부에 형성되는 본체결합나사(110)에 나사결합되는 본체커버나사(140)에 의해 상기 본체(102)와 착탈가능하게 결합된다.
상기 본체암나사부(142)는 연속되는 나사산인 것도 가능하지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 나사산의 일부인 돌기형태로 형성되는 것도 가능하다.
상기 본체(102)의 외주면에는 본체스토퍼(104)가 형성되고, 상기 유통관(108) 측으로부터 상기 본체스토퍼(104)를 향하여 상기 본체(102)를 외삽하는 어댑터공간(115)을 가지는 관형의 본체어댑터(114)가 설치된다. 상기 본체 어댑터(114)는 상기 성분분리기(100)가 원심분리기(미도시)의 버킷에 삽입될때, 공차를 줄여서 흔들림을 줄일 목적으로 설치된다.
상기 본체어댑터(114)에는 눈금(116)이 형성되어, 본체(102) 내부 물질의 부피를 측정할 수 있다. 그리고, 상기 본체어댑터(114)의 측부에는 결합홈(117)이 형성되는데, 이 결합홈(117)은 상기 본체(102)의 외주면에 돌출형성되는 결합돌기(106)와 결합된다. 이 결과, 상기 본체어댑터(114)가 상기 본체(102)에 안착될 수 있다.
상기 플런저(118)는 상기 본체(102)의 내부에서 전후진하면서, 상기 본체(102) 내부에 체액 등이 유입되는 공간을 변화시킬 수 있다. 상기 작동부재의 회전운동은 상기 플런저(118)의 직선운동으로 변위된다. 따라서, 상기 플런저(118)와 상기 유통관(108) 사이에 체액 등의 액체를 장입하거나 배출시키는 것이 가능하다.
또, 상기 플런저(118)의 플런저헤드(124)의 상면에는 혈액 또는 체액 등과 맞닫는 수집부가 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 오목하게 형성될 수 있다. 그리고, 상기 플런저헤드(124)와 일체로 형성되는 플런저하부(122)의 중심에는 플런저 나사부(126)가 형성되며, 상기 플런저 나사부(126)는 상기 튜브나사(148)와 결합된다.
상기 작동부재는 상기 본체암나사부(142)와 나합가능한 가압나사부(130)를 가지는 가압튜브(128)와, 상기 가압튜브(128)의 내부에서 출몰하여 상기 플런저 하부(122)의 플런저 나사부(126)에 나사결합하는 플런저결합튜브(144)를 가진다.
상기 가압튜브(128)는 외주면에 가압나사부(130)가 형성되며, 상부에 가압튜브홀(136)이 형성되어, 상기 플런저결합튜브(144)의 튜브나사(148)가 삽입된다. 상기 가압나사부(130)의 전단에는 가압튜브돌기(132)가 배치되어, 상기 플런저 하부(122)의 저면과 맞닿는다. 그리고, 상기 가압튜브(128)의 후단에는 커버결합나사(134)가 형성되어, 튜브이탈방지커버(160)가 결합될 수 있다. 또한, 상기 스프링은 가압튜브(128)의 가압튜브돌기(132)와 상기 플런저 결합튜브(144)의 튜브돌출스토퍼(150)사이에 설치 되는 것도 가능하다.
상기 플런저결합튜브(144)는 선단에 상기 가압튜브홀(136)을 통해 돌출될 수 있는 튜브나사(148)가 형성된다. 상기 튜브나사(148)는 상기 플런저 나사부(126)와 결합된다. 또, 상기 튜브나사(148)의 선단에는 상기 플런저 나사부(126)에 삽입되어 상기 플런저결합튜브(144)의 움직임을 제한하도록 상기 플런저 나사부(126)의 내경과 같거나 그보다 작은 오프셋(152)이 형성된다. 상기 튜브나사(148) 상부의 상기 오프셋(152)은 상기 튜브나사(148)가 플런저 나사부(126)에 나사결합되지 않은 상태에서는 상기 가압튜브(128) 선단의 상기 가압튜브돌기(132)보다 상부로 돌출 되어있는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가압튜브(128)을 회전시켜, 상기 플런저(118)을 상부로 전진시킬 경우에는 상기 플런저 하부(122)에 상기 오프셋(152)만이 단순 끼워진 상태에서 좌우로의 움직임이 제한되는 상태로 동작하게 된다.
그리고, 상기 본체암나사부(142)와 상기 가압나사부(130)의 나사방향은, 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)의 나사방향과 반대로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이 상기 본체암나사부(142)와 상기 가압나사부(130)의 나사방향이 오른 나사 방향이라면, 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)의 나사방향은 왼 나사 방향이 바람직하다. 이유는, 상기 가압튜브(128)를 이용하여 상기 플런저(118)를 밀어올릴 필요가 있을 경우에는 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)가 결합되지 않은 상태에서도 가능하다. 그러나 상기 플런저(118)을 잡아당겨서 후퇴시킬 필요가 있는 경우는, 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)가 결합된 상태에서만 가능하다. 그러므로 상기 플런저(118)를 후퇴 시킬 경우, 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)의 결합상태가 풀리지 않도록 하기 위함이다.
그리고, 상기 튜브나사(148)의 돌출량을 제한하기 위해 플런저결합튜브바디(146)의 상기 튜브나사(148)의 하측으로 튜브돌출스토퍼(150)가 형성된다. 상기 튜브돌출스토퍼(150)는 고리 또는 돌기 형상으로 형성될 수 있다.
또, 상기 가압튜브(128)의 하부에는 상기 플런저결합튜브(144)의 일부가 관통가능한 튜브이탈방지커버홀(162)을 가지는 튜브이탈방지커버(160)가 설치된다. 상기 플런저결합튜브(144)의 외주면의 하부에는 상기 튜브이탈방지커버(160)에 의해 이동이 제한되는 튜브이탈스토퍼(154)가 상기 튜브돌출스토퍼(150)보다 하측에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 튜브돌출스토퍼(150)와 상기 튜브이탈스토퍼(154)의 외경은, 흔들림을 최소화하기 위해, 상기 가압튜브홀(136)의 내경과 비슷하거나 조금 작은 것이 공차를 줄여 줄 수 있어 바람직하다.
그리고, 상기 플런저결합튜브(144)의 하부에는 손으로 잡고 돌리기 용이하도록 널링(knurling)가공된 튜브손잡이(156)를 가진다.
또, 상기 튜브이탈스토퍼(154)와 상기 튜브이탈방지커버(160) 사이에 스프링(158)이 설치되어 상기 튜브나사(148)와 상기 플런저 나사부(126)와의 탈부착을 쉽게 유도 할 수 있다. 상기 스프링(158)의 일단은 상기 튜브이탈스토퍼(154)에 닿고, 타단은 상기 튜브이탈방지커버(160)의 스프링자리(164)에 안착된다. 또한 상기 스프링(158)의 양단은 상기 튜브이탈스토퍼(154)와 상기 튜브이탈방지커버(160)의 스프링자리(164)에 직접 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 성분 분리기(100)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 성분 분리기(100)에 의한 성분분리과정을 설명한다.
먼저, 혈액 성분을 PPP와 PRP로 분리하는 방법에 대해서 설명한다. 버피코트(buffy coat)층(3)을 포함하는 혈장(4)을 PRP(Platelet Rich Plasma)라고 하며, 버피코트층(3)을 포함하지 않은 혈장(4)을 PPP(Platelet Poor Plasma)라고 한다. 먼저 도 6에 도시된 바와 같이 주사기(10) 등을 이용하여 상기 성분 분리기(100)에 혈액(1)을 장입한다. 혈액(1)이 장입된 성분 분리기(100)를 유통관마개(112)에 결합한 채로 원심분리를 하면 도 7에 도시되는 바와 같이 혈액성분은 아래서부터 혈구(2), 버피코트층(3), 혈장(4)으로 층을 이룬 상태가 된다. 원심분리를 할 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 본체(102)의 하부에 본체마개(170)를 막아서 오염을 방지할 수 있다. 상기 본체마개(170)에는 본체마개결합부재(172)가 형성되어, 상기 본체(102)의 하부에 안정적으로 결합될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 유통관마개(112)를 제거하고 다른 주사기(20) 등을 상기 유통관(108)에 연결하고, 상기 본체(102)의 하부에 상기 작동부재를 결합한다. 그리고, 상기 가압튜브(128)를 돌리면, 상기 본체암나사부(142)와 상기 가압나사부(130)가 결합하여 상기 가압튜브(128)가 상승하면서 상기 플런저(118)를 상승시킨다. 이 때, 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)의 나사방향은 상기 본체암나사부(142)와 상기 가압나사부(130)와 반대이므로 결합되지 않은 상태를 유지한다. 그리고, 상기 오프셋(152)이 상기 플런저 나사부(126)에 삽입되어 상기 플런저결합튜브(144)가 흔들리지 않고 상기 플런저 나사부(126)의 회전중심과 상기 플런저결합튜브(144)의 회전중심을 일치시킬 수 있다.
이 결과, 상기 혈장(4) 등 분리하고자 하는 성분을 상기 주사기(20)를 향해 배출할 수 있다. 이후에 상기와 같은 작업을 반복하여 더욱 순도 높은 성분을 분리하는 것이 가능하다.
다음으로, 지방유래 줄기세포를 분리하는 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 지방유래 줄기세포를 추출하기 위하여 인체에서 지방을 흡입 등의 방법으로 획득한다. 그리고, 획득한 지방을 디칸팅(decanting)과정 또는 원심분리과정을 거쳐서, 물부위를 제거하고 순수지방을 얻는다. 이후, 순수지방에 식염수와 콜라게나제를 섞은 콜라게나제 용액을 혼합하고, 지방세포들 사이에 존재하는 줄기세포들이 충분히 유리될 수 있도록 하는 과정(인큐베이션 과정)을 수행한 후, 줄기세포가 함유된 목적용액을 상기 유통관(108)을 통해 상기 성분 분리기(100)에 장입한다. 또는, 순수지방과 콜라게나제 용액을 혼합한 뒤 상기 성분분리기(100)에 바로 넣어서, 지방세포들 사이에 존재하는 줄기세포들을 유리시키는 인큐베이션 과정을 성분분리기(100) 내에서 수행할 수도 있다.
그리고, 상기 성분분리기(100)를 원심분리기(미도시)에 삽입하여 목적용액을 층분리시킨다. 이 결과 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 줄기세포액(5)은 하측에, 상측에는 상등액(6)이 배치된다.(엄밀히 말하면, 플런저의 수집부(120)에 펠렛의 형태로 존재하는 세포들이 밀집된 덩어리는 줄기세포분획(fraction)이며, 이 줄기세포분획이 미량의 상등액(6)에 부유된 상태를 줄기세포액(fluid)이라고 할 수 있으나, 편의상 줄기세포분획과 줄기세포액 모두를 줄기세포액이라고 칭하기로 한다). 이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 작동부재를 이용하여 상등액(6)의 대부분을 배출시키고, 하부의 줄기세포액(5) 만을 남긴다.
그리고, 다시 세척액을 상기 성분 분리기(100)에 추가 공급한다. 이 때, 상기 유통관(108)에 다른 주사기를 연결한 후 상부 주사기를 압박하여 세척액을 상기 본체(102) 내부로 장입하거나, 또는 세척액이 포함된 상부 주사기를 상기 유통관(108)에 연결 후 상기 작동부재를 후퇴시키는 방법으로 세척액의 장입이 가능하다. 이 경우, 상기 플런저결합튜브(144)를 회전시켜 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)를 결합시키고, 상기 가압튜브(128)를 돌려 후퇴시킨다. 상기 튜브나사(148)와 상기 가압나사부(130)는 서로 반대 방향의 나사방향을 가지므로 상기 가압튜브(128)가 회전해도 상기 플런저 나사부(126)와 상기 튜브나사(148)의 결합관계는 유지된다. 그리고 추가로 세척액이 장입된 성분 분리기(100)를 다시 원심분리기에 집어 넣고 층분리 과정을 시행한다. 상기와 같은 과정을 3~4회 반복하여 최종적으로 원하는 줄기세포액을 얻게 된다.
다음으로, 골수유래 줄기세포를 분리하는 방법에 대해서 설명한다. 골수유래 줄기세포의 경우에는 먼저 장골(iliac bone) 등의 부위에서 특수한 골수 추출용 바늘을 이용하여 골수를 추출한다. 골수 추출물은 혈액과 비슷한 양상을 가지고 있으므로 상기에서 언급한 혈액성분분리방법과 동일한 방법으로 추출을 할 수 있다. 더불어 상기의 서술된 방법을 이용하면, 임파구세포, 면역세포, 제대혈줄기세포 등도 세포들의 비중차를 이용하여 분리가 가능하다. 즉 동종세포이거나 또는 이종세포들도 세포들의 비중차를 이용한 상기의 방법을 이용하면 분리가 가능해 진다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
{부호의 설명}
1: 혈액 2: 혈구
3: 버피코트층 4: 혈장
5: 줄기세포액 6: 상등액
10,20: 주사기 12,22: 플런저
100: 성분분리기 102: 본체
103: 본체공간 104: 본체스토퍼
106: 결합돌기 108: 유통관
110: 본체결합나사 112: 유통관마개
114; 본체어댑터 115: 어댑터공간
116: 눈금 117: 결합홈
118: 플런저 120: 수집부
122: 플런저 하부 124: 플런저 헤드
126: 플런저 나사부 128: 가압튜브
130: 가압나사부 132: 가압튜브돌기
134: 커버결합나사 136: 가압튜브홀
138: 본체커버 140: 본체커버나사
142: 본체암나사부 144: 플런저결합튜브
146: 플런저결합튜브바디 148: 튜브나사
150: 튜브돌출스토퍼 152: 오프셋
154: 튜브이탈스토퍼 156: 튜브손잡이
158: 스프링 160: 튜브이탈방지커버
162: 튜브이탈방지커버홀 164: 스프링자리
170: 본체마개 172: 본체마개결합부재

Claims (7)

  1. 일단부에 체액이 유통되는 유통관이 형성되고, 타단부에 본체암나사부가 배치되는 중공의 본체;
    상기 본체의 내부에서 전후진하면서 상기 본체의 본체공간을 가변시키는 플런저: 및
    상기 본체암나사부와 나합가능한 가압나사부를 가지는 가압튜브와, 상기 가압튜브의 내부에서 출몰하여 상기 플런저 하부의 플런저 나사부에 나사결합하는 튜브나사가 형성된 플런저결합튜브를 가지는 작동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 성분 분리기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체암나사부와 상기 가압나사부의 나사방향은, 상기 플런저 나사부와 상기 튜브나사의 나사방향과 반대인 것을 특징으로 하는 성분 분리기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 튜브나사의 단부에는 나사산이 없는 오프셋이 형성되는 것을 특징으로 하는 성분 분리기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 튜브나사의 하측으로 상기 튜브나사의 돌출량을 제한하는 튜브돌출스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 성분 분리기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가압튜브의 하부에는 튜브이탈방지커버가 설치되고, 상기 플런저결합튜브의 외주면의 하부에는 상기 튜브이탈방지커버에 의해 상기 플런저결합튜브의 이동을 제한시키는 튜브이탈스토퍼가 형성되는 것을 특징으로 하는 성분 분리기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 튜브이탈스토퍼와 상기 튜브이탈방지커버 사이에 스프링이 설치되어 상기 튜브나사와 상기 플런저 나사부와의 탈부착을 쉽게 유도하는 것을 특징으로 하는 성분분리기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 가압튜브에 형성되는 가압튜브돌기와 상기 플런저 결합튜브에 형성되는 튜브돌출스토퍼 사이에 스프링이 설치되어 상기 튜브나사와 상기 플런저 나사부와의 탈부착을 쉽게 유도하는 것을 특징으로 하는 성분분리기.
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