WO2018079886A1 - 원심분리방법 - Google Patents

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WO2018079886A1
WO2018079886A1 PCT/KR2016/012261 KR2016012261W WO2018079886A1 WO 2018079886 A1 WO2018079886 A1 WO 2018079886A1 KR 2016012261 W KR2016012261 W KR 2016012261W WO 2018079886 A1 WO2018079886 A1 WO 2018079886A1
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조현철
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조현철
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    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
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    • B04B2005/0485—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation with a displaceable piston in the centrifuge chamber

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal separation method, and more particularly, to a centrifugal separation method capable of centrifuging a processed object more quickly and simply, and a centrifugal container capable of compactly implementing such a centrifugation.
  • blood is classified into blood cells, which are solid components, and plasma, which is a liquid component.
  • Blood cells are composed of red blood cells, white blood cells and platelets, and the plasma is mainly composed of water, including blood clotting factors, electrolytes, and the like essential for life support.
  • Blood is a mixture of various components, and the process of separating blood and extracting specific components for various medical purposes is widely used. Among them, the blood centrifugation process using a centrifuge and the process using a specific composition are widely used. have.
  • the centrifugation process of blood refers to a process of performing interlayer separation using the difference in weight of each component constituting the blood by rotating the blood at a constant speed, and when the blood is centrifuged, the heaviest red blood cells are formed in the lower layer ( Outer layer), from which a layer of leukocytes, plasma and serum is formed.
  • PRP Platelet Rich Plasma: Platelet Enriched Plasma
  • PRP contains growth factors such as cytokines, PDCF, TGF-BETA1, and VEGP, which have been shown to have good effects on skin diseases and wound healing, according to the paper.
  • red blood cells can be centrifuged through a single centrifugation process, but in the case of platelets, other parts of the red blood cells after centrifugation of red blood cells from the blood Can be extracted by centrifugation again. Therefore, in order to extract platelets, at least two different centrifugation spaces have to be subjected to a centrifugation process, respectively, which is inconvenient and hassle-free. have.
  • PCT Publication WO2011-052927 discloses a centrifugal separation method for separating buffy coats.
  • the prior art is to separate only the pure buffy coat, which is cumbersome, and after centrifugation, there is only a process of directly separating the buffy coat layer. none. Best of all, some of the centrifugation process exposes the blood to air or the outside, making it more likely to be infected by infectious agents.
  • the present invention provides a centrifugal separation method capable of extracting specific components from the object to be treated in a more stable and varying concentration.
  • the present invention provides a centrifugal separation method that can adjust the component ratio of a specific component extracted from the object to be treated.
  • the present invention can easily extract a specific component from the object to be treated without external exposure of the object, and provides a centrifugal separation method that can prevent the deterioration and infection caused by the external exposure in advance.
  • the present invention also provides a centrifugal separation method capable of further controlling the concentration by allowing secondary centrifugation.
  • the centrifugal separation method for extracting the target component from the object to be treated by centrifugation comprises: a first space provided at the upper portion, a second space provided at the lower portion, and a first space and the first component; A nozzle connecting the two spaces, a second plunger movably accommodated in the second space to vary the volume of the second space, and a length of the second plunger passing through the center of the second plunger in a longitudinal direction; Providing a centrifugal container separately comprising a nozzle blocking member provided to be linearly movable on the second plunger to selectively open and close the lower end of the nozzle, storing the object to be processed in the centrifuge container, and a second space Separation of the object to be subjected to the first centrifugal separation of the object to face the outside, the object of the first centrifuged object using the second plunger Positioning the inside of the nozzle, blocking the lower end of the nozzle with the nozzle blocking member, res
  • the object to be treated in the present invention means a material to which centrifugation is performed, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristic of the object to be treated.
  • blood may be used as the object to be treated, and in some cases, other samples collected from an animal or a human body may be used as the object to be treated instead of blood.
  • the centrifugal container includes a nozzle connecting the first space formed in the upper portion, the second space formed in the lower portion, and both spaces, and the second space may vary an internal volume by a second plunger formed therein.
  • the nozzle blocking member penetrating the center of the second plunger may move independently of the second plunger to selectively block the lower end of the nozzle.
  • the shape, dimensions and materials forming the first and second spaces, the shape, dimensions and materials of the nozzle may be variously defined, and the present invention is limited or limited by the structure and characteristics of other centrifuge containers. It doesn't happen.
  • the centrifuge container may be provided in the form of a single container, or may be provided in the form of combining two or more containers or members.
  • An entrance opening may be formed in the nozzle blocking member, and an entrance member such as a needle may enter the inside of the first space through the nozzle through the entrance opening from the outside.
  • the entrance port is basically kept closed so that a specific component does not flow in or out without the entry member.
  • the first heaviest specific component of the blood components may be disposed at the outermost side with respect to the center of rotation of the centrifuge vessel, and the second of the components of the blood.
  • the heavy boundary layer may be disposed inside the first specific component (inside adjacent to the center of rotation of the centrifuge vessel), and the second lightest component of the blood component is inside the boundary layer (inside adjacent to the center of rotation of the centrifuge vessel). ) May be disposed.
  • the first specific component may include the heaviest red blood cells among the components of blood
  • the boundary layer may include a buffy coat
  • the second specific component may include relatively light plasma among the components of blood. It may include.
  • the buffy coat is a thin thin layer formed of platelets and leukocytes at the boundary between the uppermost plasma portion (second specific component) and the lowermost red blood cell layer (first specific component) when centrifuged. It may mean a boundary layer that is separated. When the boundary layer is subdivided, platelets on the upper side and white blood cells on the lower side can be mixed with red blood cells with a small specific gravity.
  • the boundary layer is formed to have a very thin thickness unlike the first specific component and the second specific component, it is difficult to accurately check the thickness of the boundary layer with the naked eye.
  • the thickness of the boundary layer can be relatively increased by moving the boundary layer to a nozzle having a relatively narrow diameter. Therefore, the user can easily visually check the boundary layer moving toward the nozzle side.
  • the present invention by adjusting the height of the boundary layer passing through the nozzle, it is possible to adjust the component ratio of the boundary layer disposed in the first space and the nozzle. That is, as the boundary layer passes through the lower end of the nozzle, a relatively high component ratio of the second boundary layer component, for example, white blood cells, may increase. Therefore, when the object to be treated is blood, by adjusting the height of the boundary layer passing through the lower end of the nozzle, it is possible to extract only platelets alone or platelets and leukocytes together.
  • the boundary layer may be sensed while the boundary layer passes through the nozzle, and the component ratio of the boundary layer component disposed in the first space may be adjusted according to the sensing value.
  • sensing the boundary layer may be understood as sensing characteristics of the boundary layer component such as size, density, color, etc. of the boundary layer component using a conventional camera, an ultrasonic wave, a laser, and the like.
  • the boundary layer component forming the buffy coat may be arranged in order of large white blood cells, small white blood cells, large platelets, and small platelets from a region far from the center of rotation.
  • the components in the first space can be mixed through resuspension, and the target components mixed by the resuspension can be extracted to the outside.
  • the second centrifugal separation may be performed after blocking the lower end of the nozzle in a state where the second specific component and the boundary layer component are disposed in the first space. After the second centrifugation is performed, a portion of the plasma in the first space can be extracted by entering the needle into the nozzle blocking member and resuspended. Through this process, the concentration of the target ingredient in the first space can be adjusted to a higher level, and this process can be hygienically performed without external exposure.
  • the container body of the centrifugal container may be formed with an injection hole communicating with the first space, and the injection object can be injected into the container through the injection hole.
  • an injection hole may be formed around the upper end of the nozzle in the container body, and a medical valve may be mounted at the injection hole, and a treatment object may be injected into the container through the medical valve.
  • the first plunger must be pulled to form a negative pressure in the first space.
  • the first space must be large and the first plunger must be excessively drawn to limit the compactness of the centrifuge container.
  • an injection hole passing through the first plunger may be formed, and a medical valve may be mounted at the injection hole, and the treatment object may be directly injected into the container through the medical valve.
  • the negative pressure may not be formed and the first space does not need to be large.
  • the negative pressure may not be formed by the first plunger, so that the size of the container may be small and the blood may not be extracted more than necessary.
  • the blood extracted with a syringe can be directly injected into a centrifugal container without the need to transfer the blood to another storage container or a tube after using a separate tool to undergo a centrifugation process.
  • specific components such as platelet-concentrated plasma (PRP)
  • PRP platelet-concentrated plasma
  • the boundary layer component can be separated through the nozzle blocking while checking the height of the boundary layer component passing through the nozzle, it is possible to precisely control the component ratio of the target component.
  • PRP platelet rich plasma
  • a specific component from the treatment object such as blood using a completely sealed centrifuge vessel without having to expose the treatment object to the outside or to move to another centrifuge space by using a separate moving means Since centrifugation can be performed, specific components contained in the object to be treated can be extracted more quickly and simply.
  • the blood can be collected directly into the centrifuge vessel through the inlet, and specific components can be extracted to the outside through the inlet, external exposure of the blood can be completely excluded.
  • the thickness of the boundary layer can be artificially increased by moving the boundary layer formed by centrifugation to a nozzle having a relatively narrow diameter, the user can easily visually change the position and thickness (height) of the boundary layer. Can be observed.
  • the present invention it is possible to sense the boundary between platelets and white blood cells by sensing the boundary layer passing through the nozzle using the sensing unit, and in some cases, it is possible to sense the boundary between large platelets and small platelets.
  • the present invention can shorten the time required for the centrifugation process, it is possible to immediately use the specific components extracted from the object to be treated. For example, after collecting blood from a patient, specific components such as platelets can be isolated, and then the patient can perform the procedure using the specific components, and more effectively cope with emergencies.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the storage state of the object to be treated as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention, a view for explaining the state of separation between the centrifugation process and the object to be processed by centrifugation.
  • FIG. 5 is a view illustrating a movement of a boundary layer due to a volume change of a first space and a second space as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of sensing a boundary layer passing through a nozzle as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining the blocking state of the nozzle as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a resuspension process of the boundary layer component as a centrifugation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view illustrating a process of extracting a second specific component and a boundary layer component as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining a process of adjusting the concentration of the boundary layer component for the second specific component as a centrifugation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 12 to 14 are views for explaining the centrifugal container used in the centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • 15 to 18 are diagrams for explaining another example of the opening and closing means as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a view for explaining the structure of the centrifugal separation method and centrifugal separation container according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a view for explaining the cross-sectional structure of the centrifugal vessel of FIG.
  • FIG. 1 is a view for explaining the process of the centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention, a view for explaining the storage state of the object to be treated
  • 3 and 4 are diagrams for explaining the state of delamination of the object to be processed by centrifugation and centrifugation as a centrifugation method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention, a view for explaining the movement of the boundary layer due to the volume change of the first space and the second space
  • Figure 6 is an embodiment of the present invention
  • a centrifugal separation method according to the present invention a diagram illustrating a process of sensing a boundary layer passing through a nozzle is shown
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams for describing a blocking state of a nozzle as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention. to be.
  • Figure 9 is a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention, a view for explaining the resuspension process of the boundary layer component
  • Figure 10 is a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention
  • the second specific 11 is a view for explaining the extraction process of the component and the boundary layer component
  • Figure 11 is a view for explaining a process of adjusting the concentration of the boundary layer component for the second specific component as a centrifugation method according to an embodiment of the present invention.
  • a first space 101 is provided at an upper portion
  • a second space 201 is provided at a lower portion
  • the first space 101 and the second space 201 are provided.
  • the object to be treated in the present invention means a material to which centrifugation is performed, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristic of the object to be treated.
  • a body fluid containing blood and bone marrow is used as the treatment target will be described.
  • other samples from animals or human bodies may be used for treatment instead of body fluids.
  • centrifugal container 10 used in the present invention various types of containers having a first space 101 and a second space 201 and each space 101 and 201 connected to the nozzle 111 may be used.
  • the present invention is not limited or limited by the structure and characteristics of the centrifuge container 10.
  • the centrifugal container 10 may be provided in the form of only one container, or may be provided in the form of combining two or more containers or members.
  • the centrifuge container 10 will be described with an example provided in the form of only one container.
  • the centrifugal container 10 includes a container body 100, a first plunger 120, a second plunger 220, and a nozzle blocking member 230.
  • the container body 100 includes a first container part 110 provided with a first space 101, and a second container part 210 provided with a second space 201, and includes a first container part ( The 110 and the second container portion 210 are connected by the nozzle 111.
  • the first container unit 110 may be formed in a hollow cylindrical shape having a predetermined diameter (or capacity).
  • the nozzle 111 is connected to one end of the first container part 110, and the other end of the first container part 110 is opened to allow the first plunger 120 to enter.
  • the first plunger 120 enters the other end of the first container part 110 and is accommodated in the first space 101 so as to be linearly movable, and corresponds to the linear movement of the first plunger 120.
  • the volume of one space 101 may vary.
  • the second container portion 210 may be formed in a hollow cylindrical shape having a predetermined diameter (or capacity). One end of the second container part 210 is connected to the nozzle 111, and the other end of the second container part 210 is opened to allow the second plunger 220 to enter.
  • the second plunger 220 enters the other end of the second container portion 210 and is accommodated in the inside (or outside) of the second space 201 so as to be linearly movable, and in the linear movement of the second plunger 220.
  • the volume of the second space 201 may vary.
  • each plunger is configured to linearly move in a sliding manner in the interior of each variable volume space, but in some cases, each plunger is a screw rotation method or other for each container portion It is also possible to configure to move linearly in other ways.
  • the volume of the second space 201 may also vary as the volume of the first space 101 varies. have. Similarly, when the volume of the second space 201 is variable, the volume of the first space 101 may be variable.
  • the lower part of the first container part 110 is formed in a funnel shape and connected to an upper end of the nozzle 111, and the upper part of the second container part 210 is also formed in an inverted-funnel shape to a lower end of the nozzle 111. Connected.
  • the first plunger 120 is a plunger body 122 disposed inside the first container part 110, and a plunger disposed outside the first container part 110 and detachably coupled to the plunger body 122.
  • Rod 124, and the plunger rod 124 may be separated from the plunger body 122 before performing centrifugation.
  • a guide slot 112 may be formed through the wall surface of the first container part 110 along the longitudinal direction of the first container part 110, and may be located on the outer surface of the first container part 110. It may include a plunger handle 126 integrally connected to the body 122 to move together with the plunger body 122.
  • the plunger handle 126 is provided to be integrally connected to the plunger body 122 and exposed to the outer surface of the first container part 110, and the first plunger 120 is interlocked by the manipulation of the plunger handle 126. And it is configured to move linearly in the first container unit 110.
  • a guide slot 112 is formed through the wall of the first container part 110, and the plunger handle 126 integrally connected to the plunger body 122 is exposed to the outside through the guide slot 112. Can be.
  • the user can directly operate the plunger handle 126 using a finger (for example, a thumb) while holding the outer surface of the first container unit 110, and the user can operate the plunger handle 126.
  • Plunger body 122 is interlocked by the linear movement.
  • the centrifuge container 10 may be provided with a restraining portion for temporarily restraining the arrangement state of the plunger handle 126 with respect to the first container portion (110).
  • the restraining part may be provided in various structures capable of restraining the movement of the plunger handle 126 with respect to the first container part 110.
  • the restraining part may include a plurality of restraining grooves 114 formed to be spaced apart from the inner wall surface of the guide slot 112 at a predetermined interval, and the plunger handle 126 is an axis of the plunger body 122. Rotation with respect to the can be selectively restrained by being accommodated in the restraint groove (114).
  • the spacing interval and the number of the restraint groove 114 can be appropriately changed according to the required conditions and design specifications.
  • the nozzle blocking member 230 passes through the center of the second plunger 220 and is provided to be linearly movable on the second plunger 220 to selectively block the lower end of the nozzle 111.
  • the nozzle blocking member 230 may be configured to linearly move on the second plunger 220 in various manners according to required conditions and design specifications. For example, male and female threads may be formed in the second plunger 220 and the nozzle blocking member 230, and the tip of the nozzle blocking member 230 may be rotated by rotating the nozzle blocking member 230. ) Or move to a spaced location.
  • An entry hole 232 may be formed in the nozzle blocking member 230, and the entry member 70 may enter the inside of the first space 101 through the nozzle 111 through the entry hole 232 from the outside. .
  • a sealing cap 234 is formed at the end of the entry port 232 to prevent the processing object from flowing into the entry port 232 from the inside of the container, and to pass only the needle of the entry member 70.
  • the object to be treated in the container can be hygienically managed.
  • the blood (treatment object) is stored in the centrifuge container (10).
  • a separate injection hole 105 is formed in the first container part 110 (or the second container part), It is also possible to configure the blood to be injected through the injection port 105.
  • the injection hole 105 may be configured to be selectively opened and closed by the opening and closing means.
  • the blood is discharged through the nozzle 111 according to the pressure change according to the linear movement of the first plunger 120. 1 may be injected into the container 110.
  • a separate needle (not shown) may be mounted at the tip of the nozzle, and blood may be supplied directly from the body using the needle.
  • blood stored in a separate storage container may be introduced into the first container through a nozzle (see FIG. 14).
  • the other volume may also be varied, and some of the blood of the first space 101 2 space 201 can be sent.
  • the second space 201 is disposed to face the outside of the rotation center of the centrifuge vessel 10, the plunger rod 124 may be separated from the plunger body 122 before performing the centrifugation have. In some cases, it is also possible to perform centrifugation without separating the plunger rod separately.
  • the centrifuge vessel 10 may be mounted on a rotor used in a conventional centrifuge and rotated.
  • a rotor to which the centrifugal container 10 may be mounted a swing rotor or an angle rotor, which is generally used in a centrifuge, may be used, and the type and characteristics of the rotor may be used. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention.
  • the center of rotation of the centrifugal vessel 10 may be understood as a rotation axis (not shown) of a rotating means such as a rotor on which the centrifugal vessel 10 is mounted.
  • the centrifugal vessel 10 when the centrifugal vessel 10 is rotated in a state where the second space 201 is disposed to face the outside of the center of rotation of the centrifuge vessel 10, as shown in FIG. Separation between the components is achieved by the difference in density of the components, wherein the first specific component (A), which is the heaviest among the components of blood, is the outermost second space based on the center of rotation of the centrifuge container (10).
  • the second heavyest boundary layer B among the components of the blood may be disposed inside the first specific component A (inside the center of rotation of the centrifugal vessel 10)
  • the lightest second characteristic component of the blood component may be disposed on the inner side of the boundary layer B (inner side adjacent to the center of rotation of the centrifugal container 10).
  • the first specific component (A) may include the heaviest red blood cells among the components of the blood
  • the boundary layer (B) may include a buffy coat (buffy coat)
  • the second specific component (C) may comprise relatively light plasma among the components of the blood.
  • the volume of the first space 101 and the second space 201 are varied with each other to move the boundary layer B toward the nozzle 111.
  • the boundary layer B may be moved toward the nozzle 111 by moving the second plunger 220 of the second container portion 210 upward.
  • the boundary layer can be more easily moved to the nozzle side by operating the first plunger of the first container portion.
  • the boundary layer (B) is formed of a very thin layer, unlike the first specific component (A) and the second specific component (C), there is a problem that it is difficult to accurately check the thickness of the boundary layer with the naked eye.
  • the thickness of the boundary layer B can be relatively increased by moving the boundary layer B toward the nozzle 111 having a relatively narrow diameter. Therefore, the user can easily check the boundary layer B moving toward the nozzle 111 with the naked eye.
  • the boundary layer B may move the nozzle 111 along one end of the second container part 210.
  • the thickness of the boundary layer B passing through can be further increased.
  • the boundary layer (B) is formed inside the second container portion 210 as the object is centrifuged, and the boundary layer (B) is configured to move upward to the nozzle 111 side.
  • a boundary layer is formed inside the first container portion, and the boundary layer may be configured to move downward to the nozzle side.
  • the first specific component A including red blood cells is separated into the second space 201.
  • the plunger handle 126 integrally connected to the plunger body 122 is accommodated in the constraining groove 114 formed in the inner wall surface of the guide slot 112, whereby the plunger for the first container part 110 is provided. Movement of 120 may be constrained.
  • the boundary layer may include a sensing unit 80 for sensing the boundary layer while passing through the nozzle 111, and according to the sensing value sensed by the sensing unit 80, a first space.
  • positioned at 101 can be adjusted.
  • sensing the boundary layer may be understood as sensing characteristics of the boundary layer component such as size, density, color, etc. of the boundary layer component using a conventional camera, an ultrasonic wave, a laser, and the like.
  • a conventional camera an ultrasonic wave, a laser, and the like.
  • an example configured to sense the size of the boundary layer component passing through the nozzle 111 in the sensing of the boundary layer will be described.
  • the boundary layer component forming the buffy coat may be arranged in order of large white blood cells, small white blood cells, large platelets, and small platelets from a region far from the center of rotation.
  • the present invention it is possible to adjust the component ratio between the boundary layer components disposed in the first space 101 according to the required condition by sensing the boundary layer.
  • the properties of platelet rich plasma (PRP) is known to depend greatly on the presence or absence of leukocytes, it is possible to manufacture leukocyte poor PRP or leukocyte rich PRP according to the required situation.
  • the nozzle 111 is blocked in response to the passage amount of the boundary layer passing through the nozzle 111.
  • the nozzle 111 is blocked, at least a part of the second specific component and the boundary layer component constituting the boundary layer is disposed in the first space 101, and the component ratio between the boundary layer components disposed in the first space 101 is provided. May be selectively adjusted by blocking the nozzle 111.
  • the first boundary layer component B-1 (platelet) having a relatively low density among the boundary layer components constituting the boundary layer is the second boundary layer component having a relatively high density ( B-2) (white blood cells) can pass through the nozzle 111, bar only the first boundary layer component (B-1) in the state passing through the nozzle 111 block the lower end of the nozzle 111 (Fig. 7 Alternatively, the first boundary layer component B-1 and the second boundary layer component B-2 both block the lower end of the nozzle 111 while passing through the lower end of the nozzle 111 (see FIG. 8). Therefore, it is possible to adjust the component ratio between the boundary layer components arranged in the first space 101. Therefore, in the case of blood, after the nozzle 111 is blocked, only platelets may be disposed alone or platelets and leukocytes may be disposed together in the first space 101.
  • At least one of the boundary layer component (the first boundary layer component and the second boundary layer component) together with the second specific component C disposed in the first space 101 by shaking the centrifugal vessel 10. ) Can be resuspended.
  • the entrance port 232 formed in the nozzle blocking member 230 in the centrifugal state and the nozzle 111 blocking state may maintain a closed state by the sealing cap 234.
  • the second specific component C and the boundary layer component inside the first space 101 may be extracted to the outside using the needle of the entry member 70.
  • the needle of the entry member 70 may pass through the needle 111 through the sealing cap 234 of the entry port 232, and then may enter the inside of the first space 101, and the entry member 70. Through the second specific component (C) and the target component of the boundary layer component may be extracted to the outside.
  • a conventional punch needle or similar mechanism such as a spinal needle may be used, and the present invention is not limited or limited by the type and characteristics of the entry member 70. .
  • the second specific component (C) is extracted from the first space to adjust the concentration of the boundary layer component with respect to the second specific component (C). It is possible.
  • the concentration of the boundary layer component relative to the specific component can be adjusted.
  • the concentration of PRP can be adjusted by removing an appropriate amount of plasma using the entry member 70.
  • the nozzle is blocked when the second specific component and the boundary layer component are disposed in the first space. Thereafter, a second centrifugation can be performed. After the second centrifugation is performed, the nozzle may be opened to send the second specific component from the first space to the second space, and then the nozzle may be blocked again so that only the boundary layer component remains on the first space. .
  • Figures 12 to 14 are views for explaining the centrifugal vessel used in the centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • the same or equivalent reference numerals are given to the same or equivalent components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
  • an injection hole 105 communicating with the first space 101 may be formed, and the injection hole 105 is basically opened and closed by the opening and closing means 106. Can be opened and closed.
  • the injection hole 105 may be formed in the first container part 110 around the top of the nozzle 111, and the blood may be stored into the container through the syringe through the injection hole 105.
  • the opening and closing means 106 may be configured to open and close the injection hole 105 in various ways according to the required conditions and design specifications.
  • the opening and closing means may be a rubber stopper made of rubber or silicone to seal the injection port 105 to withstand the centrifugal pressure.
  • the centrifuge container 10 may be provided in the form of combining two or more containers or members.
  • the first container part 110 and the second container part 210 ′ constituting the centrifuge container 10 may be provided in a detachable structure, and after the centrifugation is completed, The second container part 210 ′ may be separated from the first container part 110.
  • 15 to 18 are diagrams for explaining another example of the opening and closing means as a centrifugal separation method according to an embodiment of the present invention.
  • the same or equivalent reference numerals are given to the same or equivalent components as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
  • the first container part 110 having the first space 101 and the second container part 120 having the second space 201 are integrally connected in a single container shape.
  • an injection hole 105 communicating with the first space 101 may be formed, and the injection hole 105 is opened by a medical valve 107 as an opening / closing means. Can be selectively opened and closed.
  • the medical valve 107 is provided in the form of a three-way valve, but the valve shape and type may be variously changed and selected, and are not necessarily limited to the valve for medical purposes.
  • An external substrate such as a tube, a syringe, or the like may be connected to the valve 107, and when not in use, the valve 107 may be closed to prevent external or internal substances from entering or exiting the valve 107.
  • connection flow path blocks the injection port 105 and the outside, and in the state in which the valve 107 is rotated to the open position as shown in FIG.
  • the injection port 105 and the outside can be maintained in a connectable state. Since the connection portion of the valve 107 is basically blocked by an obturator or a sealing cap, it is possible to block the inflow of external air or infectious substances other than the inflow by a needle or the like.
  • FIG. 19 is a view for explaining the structure of the centrifugal separation method and the centrifugal container according to an embodiment of the present invention
  • Figure 20 is a view for explaining the cross-sectional structure of the centrifugal container of FIG.
  • the centrifugal container includes a container body 310 and a first container including a first container part 312, a second container part 316, and a nozzle 315.
  • a valve 350 mounted to the nozzle blocking member 340 and the injection hole 322 formed in the first plunger 320.
  • the first space 314 is defined inside the first container part 312, and the second space 318 is defined inside the second container part 316, and the first space ( 314 and second space 318 are connected by nozzle 315 having a fairly narrow area.
  • the second plunger 330 is screwed to the opening of the second container portion 316, is provided in a cap shape to the outside, and the second space in response to the rotation of the second plunger 330 inside 318 includes a plunger head that linearly moves inside.
  • the second plunger 330 is screwed to the outer surface of the second container portion 316 and is provided inside the second plunger cap 332 and the second container portion 316 having a hole in the center thereof.
  • the outer end includes a second plunger hub 334 engaged with the second plunger cap 332, and a second plunger head 336 mounted to an inner end of the second plunger hub 334.
  • the second plunger hub 334 and the second plunger head 336 are formed with a screw hole that can accommodate the nozzle blocking member 340.
  • the first plunger 320 is also screwed to the opening of the first container portion 312, is provided in the form of a cap to the outside, the inside of the first plunger 320 in response to the rotation of the first plunger 320
  • One space 314 may include a plunger head to linearly move.
  • the center of the second plunger 330 is penetrated by the nozzle blocking member 340, and the outer surface of the nozzle blocking member 340 and the inner surface of the second plunger 330 are also sealed and coupled in the form of a screw to block the nozzle.
  • the long rod-shaped part of the member 340 may move from the second plunger 330 to block the lower end of the nozzle 315.
  • the nozzle blocking member 340 and the rod-shaped part is formed in a hollow, the needle of the entry member to be described later can enter, the end of the nozzle blocking member 340 is sealed with a sealing cap 342 needle It is possible to prevent the entry of the material without using the same entry member.
  • the injection hole 322 is formed in the first plunger 320, and the medical three-way valve 350 may be mounted in the injection hole 322.
  • the valve 350 may selectively block and connect the first space 314 and the outside by the rotation of the knob, and a treatment object such as blood may be directly stored in the first space 314 using a syringe or the like. have.
  • the first plunger 320 according to the present embodiment is provided in a cap shape coupled with a screw, not a plunger shape of the syringe, and it is possible to form a relatively short vertical movement range as a whole container. The size of can be formed compactly.

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Abstract

원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법은, 상부에 제공되는 제1 공간, 하부에 제공되는 제2 공간, 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 노즐, 제2 공간의 내부에 이동 가능하게 수용되어 제2 공간의 체적을 가변시키는 제2 플런저, 및 제2 플런저의 중심을 길이방향으로 관통하여 제공되며 제2 플런저와 이동과 별개로 제2 플런저 상에서 직선 이동 가능하게 제공되어 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재를 포함하는 원심분리용기를 제공하는 단계, 원심분리용기의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계, 제2 공간이 바깥쪽을 향하도록 하여 처리대상물을 1차 원심분리하여 처리대상물을 층간 분리하는 단계, 제2 플런저를 이용하여 1차 원심분리된 처리대상물 중 목적성분만 노즐의 하단을 통과시키는 단계, 노즐차단부재로 노즐의 하단을 차단하는 단계, 노즐이 차단된 상태에서 제1 공간 및 노즐 내부에 잔류하는 성분을 혼합하기 위해 재부유하는 단계, 및 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 제1 공간 내에서 재부유된 목적성분을 추출하는 단계를 포함한다.

Description

원심분리방법
본 발명은 원심분리방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 처리대상물을 보다 신속하고 간단하게 원심분리할 수 있는 원심분리방법 및 그러한 원심분리를 컴팩트하게 구현할 수 있는 원심분리용기에 관한 것이다.
일반적으로 혈액(blood)은 크게 고형 성분인 혈구와 액체 성분인 혈장으로 구분될 수 있다. 혈구는 적혈구, 백혈구 및 혈소판으로 이루어져 있고, 혈장은 주로 수분으로 이루어져 있으며 여기에 생명유지에 필수적인 혈액응고인자, 전해질 등이 포함된다.
혈액은 다양한 성분의 혼합물로서, 여러 의학적 목적으로 인해 혈액을 분리하여 특정 성분을 추출하는 공정이 널리 이용되고 있는바, 그 중 원심분리기를 이용한 혈액 원심분리 공정과 특정 조성물을 이용한 공정이 널리 이용되고 있다.
이 중에서, 혈액의 원심분리 공정은 일정 속도로 혈액을 회전시켜 혈액을 구성하는 각 성분의 무게 차를 이용하여 층간 분리를 수행하는 공정을 의미하며, 혈액을 원심분리할 경우 가장 무거운 적혈구가 하층(바깥쪽)을 이루고 그로부터 상부(안쪽)로 백혈구, 혈장, 혈청 층이 형성된다.
한편, 혈장 중에서 PRP(Platelet Rich Plasma:혈소판 농축 혈장)는 비교적 혈장의 하부에 위치하며, 혈액의 응고나 지혈작용에 관여하여 수술 시 용이하게 사용되고 있다. 또한, PRP는 싸이토카인, PDCF,TGF-BETA1, VEGP 등의 성장인자를 포함하고 있는 바, 이는 피부의 질환과 상처 치유에서 좋은 효과를 도출하고 있다고 논문 등의 자료에서 밝혀지고 있다.
그런데, 기존에는 혈액에서 혈소판과 같은 특정 성분을 추출하는 추출과정이 번거롭고 불편한 문제점이 있다.
즉, 현재 널리 이용되고 있는 혈액의 원심분리 공정에 의하면, 적혈구의 경우 혈액으로부터 한번의 원심분리 과정을 통해서 원심분리할 수 있으나, 혈소판의 경우에는 혈액으로부터 적혈구를 원심분리한 후, 적혈구 이외의 부분을 다시 원심분리함으로써 추출할 수 있다. 따라서, 혈소판을 추출하기 위해서는 최소한 2곳 이상의 서로 다른 원심분리 공간에서 각각 원심분리 과정을 거쳐야 하는 불편함 및 번거로움이 있으며, 원심분리 과정에서 혈액을 옮겨 닮아야 하기 때문에 혈액이 외부로 노출되는 문제점이 있다.
또한, 기존에는 혈액 특정 성분의 분리과정에 소용되는 시간이 길어, 환자에서 혈액을 채취한 뒤 혈소판과 같은 특정 성분을 분리한 다음 곧바로 환자에게 해당 특정 성분을 이용한 시술을 수행하기 어려운 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 혈액과 같은 처리대상물을 보다 신속하고 간단하게 원심분리할 수 있도록 한 원심분리방법에 관한 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.
이와 관련하여, PCT공개특허 WO2011-052927호는 버피코트를 분리하기 위한 원심분리방법을 개시하고 있다. 하지만, 상기 선행기술은 순수한 버피코트만 분리하기 위한 것이어서 작업이 번거로우며, 원심분리 후에는 버피코트층을 직접 분리하는 과정만 있기 때문에 위생적인 과정으로 농축도 등을 조절할 수 있는 방법을 제시할 수 없다. 무엇보다도, 원심분리를 하는 과정 중 일부에서 혈액이 공기 또는 외부에 노출되기 때문에 감염물질에 의해서 감염될 가능성도 매우 높다.
본 발명은 처리대상물로부터 특정 성분을 보다 안정적이고 다양한 농도로 추출할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.
특히, 본 발명은 처리대상물로부터 추출되는 특정 성분의 성분비를 조절할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 처리대상물의 외부 노출 없이 처리대상물으로부터 특정 성분을 용이하게 추출할 수 있으며, 외부 노출에 따른 변질 및 감염을 미연에 방지할 수 있는 원심분리방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 2차 원심분리도 가능하여 추가로 농축도를 조절하는 것이 가능한 원심분리방법을 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법은, 상부에 제공되는 제1 공간, 하부에 제공되는 제2 공간, 제1 공간과 제2 공간을 연결하는 노즐, 제2 공간의 내부에 이동 가능하게 수용되어 제2 공간의 체적을 가변시키는 제2 플런저, 및 제2 플런저의 중심을 길이방향으로 관통하여 제공되며 제2 플런저와 이동과 별개로 제2 플런저 상에서 직선 이동 가능하게 제공되어 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재를 포함하는 원심분리용기를 제공하는 단계, 원심분리용기의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계, 제2 공간이 바깥쪽을 향하도록 하여 처리대상물을 1차 원심분리하여 처리대상물을 층간 분리하는 단계, 제2 플런저를 이용하여 1차 원심분리된 처리대상물 중 목적성분을 노즐 내에 위치시키는 단계, 노즐차단부재로 노즐의 하단을 차단하는 단계, 노즐이 차단된 상태에서 제1 공간 및 노즐 내부에 잔류하는 성분을 혼합하기 위해 재부유하는 단계, 및 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 제1 공간 내에서 재부유된 목적성분을 추출하는 단계를 포함하고, 상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재의 단부는 기본적으로 밀폐 상태를 유지하여 원심분리를 수행하는 과정에서 원심력의 방향으로 이동하는 처리대상물이 노즐차단부재 내부로 유입하는 것을 차단할 수 있다.
참고로, 본 발명에서 처리대상물이라 함은 원심분리가 수행되는 물질을 의미하며, 처리대상물의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 처리대상물로서는 혈액이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 혈액 대신 동물이나 사람의 신체 등으로부터 채취한 여타 다른 시료가 처리대상물로 사용될 수도 있다.
원심분리용기는 상부에 형성된 제1 공간, 하부에 형성된 제2 공간 및 양 공간을 연결하는 노즐을 포함하며, 제2 공간은 그 내부에 형성된 제2 플런저에 의해서 내부 체적을 가변시킬 수 있고, 제2 플런저의 중심을 관통하는 노즐차단부재는 제2 플런저와는 독립적으로 이동하여 노즐의 하단을 선택적으로 차단할 수 있다. 여기서 제1 및 제2 공간을 형성하는 모양, 치수 및 재질, 노즐의 모양, 치수 및 재질 등은 다양하게 정의될 수 있으며, 그 외의 다른 원심분리용기의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 아울러, 원심분리용기는 단 하나의 용기 형태로 제공되거나, 2개 이상의 용기 또는 부재를 결합한 형태로 제공되는 것이 가능하다.
노즐차단부재에는 진입구가 형성될 수 있으며, 니들과 같은 진입부재는 외부에서부터 진입구를 통해 노즐을 거쳐 제1 공간의 내부로 진입될 수 있다. 또한, 진입구는 기본적으로 밀폐된 상태를 유지하여 진입부재에 의하지 않고는 특정 성분이 유입되거나 유출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
처리대상물이 혈액일 경우, 원심분리가 진행되는 동안, 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 제1 특정성분은 원심분리용기의 회전 중심을 기준으로 가장 바깥쪽에 배치될 수 있고, 혈액의 성분 중에서 두번째로 무거운 경계층은 제1 특정성분의 내측(원심분리용기의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있으며, 혈액의 성분 중 가장 가벼운 제2 특성성분은 경계층의 내측(원심분리용기의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있다.
참고로, 제1 특정성분은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 적혈구를 포함할 수 있고, 경계층은 버피코트(buffy coat)를 포함할 수 있고, 제2 특정성분은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가벼운 혈장을 포함할 수 있다.
여기서 버피코트(buffy coat)라 함은, 혈액을 원심분리하면 최상층의 혈장부분(제2 특정성분)과 최하층의 적혈구층(제1 특정성분)의 경계에 혈소판과 백혈구로 형성된 흰색의 얇은 층으로 구분되는 경계층을 의미할 수 있다. 이 경계층을 세분화하면, 상부에는 혈소판, 하부에는 백혈구로 되어 있으며 백혈구층에는 비중이 작은 적혈구도 섞여 있을 수 있어 다소 붉은색을 띌 수 있다.
참고로, 경계층은 제1 특정성분 및 제2 특정성분과 달리 매우 얇은 두께로 형성되기 때문에, 육안으로 경계층의 두께를 정확히 확인하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 상대적으로 좁은 직경을 갖는 노즐로 경계층을 이동시킴으로써, 경계층의 두께를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 노즐 측으로 이동하는 경계층을 육안으로 쉽게 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 노즐을 통과하는 경계층의 높이를 조절하여, 제1 공간 및 노즐에 배치되는 경계층의 성분비를 조절할 수 있다. 즉, 경계층이 노즐의 하단을 많이 통과함에 따라 상대적으로 높은 제2 경계층 성분, 예를 들어 백혈구의 성분비가 더욱 증가할 수 있다. 따라서, 처리대상물이 혈액인 경우, 노즐의 하단을 통과하는 경계층의 높이를 조절하여, 혈소판만 단독으로 추출하거나 혈소판 및 백혈구을 함께 추출하는 것이 가능하다.
한편, 경계층이 노즐을 통과하는 동안 경계층을 센싱할 수 있으며, 센싱값에 따라 제1 공간에 배치되는 경계층 성분의 성분비를 조절할 수 있다.
참고로, 본 발명에서 경계층을 센싱한다 함은, 통상의 카메라, 초음파, 레이저 등을 이용하여 경계층 성분의 크기, 밀도, 색상 등과 같은 경계층 성분의 특성을 센싱하는 것으로 이해될 수 있다. 일 예로, 원심분리된 혈액의 경우, 버피코트를 형성하는 경계층 성분은 회전 중심으로부터 먼 부위부터 큰 백혈구, 작은 백혈구, 큰 혈소판, 작은 혈소판의 순서대로 배열될 수 있다. 경계층을 센싱함으로써 혈소판과 백혈구의 경계를 센싱하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 큰 혈소판과 작은 혈소판의 경계를 센싱하는 것이 가능하다.
또한, 노즐의 하단이 차단된 후, 재부유를 통해 제1 공간 내의 성분을 혼합할 수 있으며, 재부유로 혼합된 목적성분을 외부로 추출할 수 있다. 경우에 따라서는 제1 공간에 제2 특정성분 및 경계층 성분이 배치된 상태에서 노즐의 하단을 차단한 후, 2차 원심분리를 수행할 수 있다. 2차 원심분리가 수행된 후에는 노즐차단부재로 니들을 진입시켜 제1 공간 내에 있는 혈장을 일부 추출할 수 있으며, 다시 재부유시킬 수가 있다. 이러한 과정을 통해서 제1 공간 내에 있는 목적성분의 농축도를 더욱 높게 조절할 수 있으며, 이러한 과정이 외부의 노출 없이 위생적으로 진행될 수 있다.
원심분리용기의 용기몸체에는 제1 공간과 연통되는 주입구가 형성될 수 있으며, 주입구를 통해 처리대상물을 용기 내로 주입할 수가 있다.
일 예로, 용기몸체 중 노즐 상단 주변으로 주입구를 형성하고, 그 주입구에 의료용 밸브를 장착할 수 있으며, 의료용 밸브를 통해 처리대상물을 용기 내로 주입할 수가 있다. 하지만, 이 경우 제1 플런저를 당겨 제1 공간 내에 음압을 형성하여야 하는데, 제1 공간을 크게 형성하고 제1 플런저를 과도하게 당겨야 해서 원심분리용기를 컴팩트하게 만드는 데에 한계가 있을 수 있다.
다른 예로, 제1 플런저를 통과하는 주입구를 형성하고, 그 주입구에 의료용 밸브를 장착할 수 있으며, 의료용 밸브를 통해 처리대상물을 용기 내로 직접 주입할 수가 있다. 이 경우, 음압을 형성하지 않아 제1 공간을 크게 형성하지 않아도 되며, 제1 플런저로 음압을 형성하지 않아 용기의 크기도 작게 형성하고, 혈액을 필요 이상 추출할 필요도 없을 수가 있다.
본 발명에 따른 원심분리방법에 의하면, 별도의 도구를 사용하여 혈액을 추출한 후 다른 저장용기나 튜브에 옮길 필요 없이, 주사기로 추출한 혈액을 바로 원심분리용기에 주입하여 원심분리 과정을 거치게 할 수 있으며, 원심분리용기 내에서 특정성분, 예를 들어 혈소판 농축 혈장(PRP)을 바로 분리하여 이동 과정 없이 바로 추출할 수 있다. 이러한 과정을 통해서 처리대상물로부터 특정 성분을 보다 위생적이면서 신속하고 간단하게 추출할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 노즐을 통과하는 경계층 성분의 높이를 확인하면서, 노즐 차단을 통해 경계층 성분을 분리할 수 있기 때문에, 목적성분의 성분비를 정밀하게 조절하는 가능하다. 특히, 혈액의 경우 PRP(platelet rich plasma)의 특성이 백혈구의 유무에 따라 크게 좌우되는 것으로 알려져 있는 바, 요구되는 상황에 따라 leukocyte poor PRP 뿐만 아니라 leukocyte rich PRP를 제조하는 것이 가능하며, PRP의 순수도를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 노즐이 차단된 상태에서 제1 공간에서 제2 특정성분을 추출함으로써, 제2 특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 혈액과 같은 처리대상물로부터 특정 성분을 추출하기 위해 처리대상물을 외부에 노출시키거나 별도의 이동수단을 이용하여 다른 원심분리공간으로 이동시킬 필요 없이 완전히 밀폐된 원심분리용기를 이용하여 원심분리를 수행할 수 있기 때문에, 처리대상물에 포함된 특정 성분을 보다 신속하고 간단하게 추출할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 주입구를 통해 혈액을 직접 원심분리용기로 채혈할 수 있고, 진입구를 통해 특정 성분을 외부로 추출할 수 있기 때문에, 혈액의 외부 노출을 완전히 배제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 원심분리에 의해 형성된 경계층을 상대적으로 좁은 직경을 갖는 노즐 측으로 이동시켜 경계층의 두께를 인위적으로 증가시킬 수 있기 때문에, 사용자는 경계층의 위치 및 두께(높이)를 보다 쉽게 육안으로 관찰할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 센싱부를 이용하여 노즐을 통과하는 경계층을 센싱함으로써 혈소판과 백혈구의 경계를 센싱하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 큰 혈소판과 작은 혈소판의 경계를 센싱하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 처리대상물의 외부 노출 또는 이동 없이 밀폐된 원심분리용기에서 처리대상물로부터 특정 성분을 추출할 수 있기 때문에, 외부 노출에 따른 변질 및 감염을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 원심분리 과정에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 처리대상물에서 추출된 특정 성분을 곧 바로 이용할 수 있다. 예를 들어, 환자에서 혈액을 채취한 뒤 혈소판과 같은 특정 성분을 분리한 다음 곧바로 환자에게 해당 특정 성분을 이용한 시술을 수행할 수 있으며, 응급상황에 대한 대처를 보다 효과적으로 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 처리대상물의 저장 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 원심분리 과정 및 원심분리에 의한 처리대상물의 층간 분리 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 제1 공간 및 제2 공간의 체적 가변에 의한 경계층의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 노즐을 통과하는 경계층을 센싱하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 노즐의 차단 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 경계층 성분의 재부유 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 제2 특정성분 및 경계층 성분의 추출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 제2 특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법에 사용되는 원심분리용기를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 개폐수단의 다른예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법 및 원심분리용기의 구소를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 도 19의 원심분리용기의 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법의 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 처리대상물의 저장 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 원심분리 과정 및 원심분리에 의한 처리대상물의 층간 분리 상태를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 제1 공간 및 제2 공간의 체적 가변에 의한 경계층의 이동을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 노즐을 통과하는 경계층을 센싱하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 노즐의 차단 상태를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 경계층 성분의 재부유 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 제2 특정성분 및 경계층 성분의 추출 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 제2 특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법은, 상부에 제1 공간(101)이 제공되고, 하부에 제2 공간(201)이 제공되며, 제1 공간(101) 및 제2 공간(201)을 연결하는 노즐(111)이 형성된 원심분리용기(10)를 제공하는 단계(S10), 원심분리용기(10)의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계(S20), 처리대상물을 1차 원심분리하여 처리대상물을 층간 분리하는 단계(S30), 제2 플런저를 이용하여 원심분리된 처리대상물 중 목적성분만 상기 노즐의 하단을 통과시키는 단계(S40), 노즐차단부재로 노즐의 하단을 차단하는 단계(S50), 노즐이 차단된 상태에서 제1 공간(101) 및 노즐(111) 내부에 잔류하는 성분을 재부유하는 단계(S60), 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 제1 공간(101) 내에서 재부유된 목적성분을 추출하는 단계(S70)를 포함한다.
참고로, 본 발명에서 처리대상물이라 함은 원심분리가 수행되는 물질을 의미하며, 처리대상물의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이하에서는 상기 처리대상물로서는 혈액 및 골수를 포함하는 체액이 사용된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 체액 대신 동물이나 사람의 신체 등으로부터 채취한 여타 다른 시료가 처리대상물로 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 원심분리용기(10)로서는, 제1 공간(101)과 제2 공간(201)을 가지며 각 공간(101,201)이 노즐(111)로 연결되어 있는 다양한 형태의 용기가 사용될 수 있으며, 원심분리용기(10)의 구조 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 원심분리용기(10)는 단 하나의 용기 형태로 제공되거나, 2개 이상의 용기 또는 부재를 결합한 형태로 제공되는 것이 가능하다. 이하에서는 상기 원심분리용기(10)가 단 하나의 용기 형태로 제공된 예를 들어 설명하기로 한다. 일 예로, 상기 원심분리용기(10) 용기몸체(100), 제1 플런저(120), 제2 플런저(220) 및 노즐차단부재(230)를 포함한다.
상기 용기몸체(100)는 제1 공간(101)이 제공되는 제1 용기부(110), 및 제2 공간(201)이 제공되는 제2 용기부(210)를 포함하고, 제1 용기부(110) 및 제2 용기부(210)는 노즐(111)에 의해 연결된다.
상기 제1 용기부(110)는 소정 직경(또는 용량)을 갖는 중공의 통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 용기부(110)의 일단에는 노즐(111)이 연결되며, 제1 용기부(110)의 타단은 제1 플런저(120)가 진입될 수 있도록 개구된다.
상기 제1 플런저(120)는 제1 용기부(110)의 타단으로 진입되어 제1 공간(101)의 내부에 직선 이동 가능하게 수용되며, 제1 플러저(120)의 직선 이동에 대응하여 제1 공간(101)의 체적이 가변될 수 있다.
상기 제2 용기부(210)는 소정 직경(또는 용량)을 갖는 중공의 통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2 용기부(210)의 일단은 노즐(111)에 연결되며, 제2 용기부(210)의 타단은 제2 플런저(220)가 진입될 수 있도록 개구된다.
상기 제2 플런저(220)는 제2 용기부(210)의 타단으로 진입되어 제2 공간(201)의 내부(또는 외부)에 직선 이동 가능하게 수용되며, 제2 플런저(220)의 직선 이동에 대응하여 제2 공간(201)의 체적이 가변될 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 각 플런저가 각 가변체적공간의 내부에서 슬라이딩 방식으로 직선 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 각 플런저가 각 용기부에 대해 스크류 회전 방식 또는 여타 다른 방식으로 직선 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 제1 공간(101) 및 제2 공간(201)은 노즐(111)에 의해 서로 연통되기 때문에, 제1 공간(101)의 체적이 가변됨에 따라 제2 공간(201)의 체적 역시 가변될 수 있다. 마찬가지로, 제2 공간(201)의 체적이 가변될 경우에는 제1 공간(101)의 체적이 가변될 수 있다.
제1 용기부(110)의 하부는 깔때기 형상으로 형성되어 노즐(111)의 상단에 연결되며, 상기 제2 용기부(210)의 상부도 역-깔때기 형상으로형성되어 노즐(111)의 하단에 연결된다.
제1 플런저(120)는 제1 용기부(110)의 내부에 배치되는 플런저바디(122), 및 제1 용기부(110)의 외부에 배치되며 플런저바디(122)에 분리 가능하게 결합되는 플런저로드(124)를 포함하여 구성될 수 있으며, 원심분리를 수행하기 전에 플런저로드(124)는 플런저바디(122)로부터 분리될 수 있다.
또한, 제1 용기부(110)의 벽면에는 제1 용기부(110)의 길이 방향을 따라 가이드슬롯(112)이 관통 형성될 수 있으며, 제1 용기부(110)의 외면 상에 위치하며 플런저바디(122)에 일체로 연결되어 플런저바디(122)와 함께 이동하는 플런저핸들(126)을 포함할 수 있다.
즉, 플런저핸들(126)은 플런저바디(122)에 일체로 연결되어 제1 용기부(110)의 외면으로 노출되도록 제공되며, 제1 플런저(120)는 플런저핸들(126)의 조작에 의해 연동되며 제1 용기부(110) 내부에서 직선 이동하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 제1 용기부(110)의 벽면에는 가이드슬롯(112)이 관통 형성되며, 상기 플런저바디(122)와 일체로 연결된 플런저핸들(126)은 가이드슬롯(112)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
따라서, 사용자는 제1 용기부(110)의 외면을 파지한 상태에서 손가락(예를 들어, 엄지손가락)을 이용하여 플런저핸들(126)을 직선 조작할 수 있으며, 플런저핸들(126)의 조작에 의해 플런저바디(122)가 연동되며 직선 이동할 수 있다.
한편, 상기 원심분리용기(10)에는 제1 용기부(110)에 대해 플런저핸들(126)의 배치상태를 일시적으로 구속하기 위한 구속부가 제공될 수 있다. 상기 구속부는 제1 용기부(110)에 대해 플런저핸들(126)의 이동을 구속 가능한 다양한 구조로 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 구속부는 가이드슬롯(112)의 내벽면에 일정 간격을 두고 이격되게 형성되는 복수개의 구속홈(114)을 포함할 수 있으며, 상기 플런저핸들(126)은 플런저바디(122)의 축선을 기준으로 회전하며 선택적으로 구속홈(114)에 수용됨으로써 구속될 수 있다. 아울러, 상기 구속홈(114)의 이격 간격 및 개수는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 적절히 변경 가능하다.
상기 노즐차단부재(230)는 제2 플런저(220)의 중심을 관통하여 통과하며, 제2 플런저(220) 상에 직선 이동 가능하게 제공되어 선택적으로 노즐(111)의 하단을 차단할 수 있다.
상기 노즐차단부재(230)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 제2 플런저(220) 상에서 직선 이동하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 제2 플런저(220) 및 노즐차단부재(230)에는 각각 암수 나사선이 형성될 수 있으며, 노즐차단부재(230)를 회전시킴에 따라 노즐차단부재(230)의 선단이 노즐(111)을 차단하거나 이격되는 위치로 이동할 수 있다.
노즐차단부재(230)에는 진입구(232)가 형성될 수 있으며, 진입부재(70)는 외부에서부터 진입구(232)를 통해 노즐(111)을 거쳐 제1 공간(101)의 내부로 진입될 수 있다.
또한, 진입구(232)의 단부에는 밀봉 캡(234)이 형성되어 기본적으로 용기 내부에서 진입구(232)로 처리대상물이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 진입부재(70)의 니들만 통과할 수 있도록 하여, 용기 내의 처리대상물을 위생적으로 관리할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법을 설명하기로 한다.
먼저, 도 2와 같이, 상기 원심분리용기(10)의 내부에 혈액(처리대상물)을 저장한다.
상기 제1 용기부(110) 및 제2 용기부(210)가 일체로 연결된 구조의 경우에는, 제1 용기부(110)(또는 제2 용기부)에 별도의 주입구(105)를 형성하고, 주입구(105)를 통해 혈액이 주입되도록 구성하는 것도 가능하다. 아울러, 상기 주입구(105)는 개폐수단에 의해 선택적으로 개폐되도록 구성될 수 있다.
반면, 제1 용기부(110) 및 제2 용기부(210)가 분리되는 구조의 경우, 혈액은 제1 플런저(120)의 직선 이동에 따른 압력 변화에 따라 노즐(111)을 통해 혈액이 제1 용기부(110)의 내부로 주입될 수 있다. 경우에 따라서는, 노즐의 선단에 별도의 니들(미도시)을 장착하고, 니들을 이용하여 신체로부터 직접 혈액이 공급될 수도 있다. 다르게는 별도의 저장용기에 저장된 혈액을 노즐을 통해 제1 용기부 내부에 진입시키는 것도 가능하다.(도 14 참조)
참고로, 상기 제1 공간(101) 및 제2 공간(201) 중 어느 하나의 체적이 가변됨에 따라, 나머지 하나의 체적도 함께 가변될 수 있으며, 제1 공간(101)의 혈액 중 일부는 제2 공간(201)으로 보내질 수 있다.
다음, 도 3과 같이, 통상의 원심분리기(미도시)를 이용하여 원심분리용기(10)를 회전시켜, 내부에 저장된 혈액을 원심분리한다.
이때, 상기 제2 공간(201)은 원심분리용기(10)의 회전 중심의 바깥쪽을 향하도록 배치되며, 상기 플런저로드(124)는 원심분리를 수행하기 전에 플런저바디(122)로부터 분리될 수 있다. 경우에 따라서는 플런저로드를 별도로 분리하지 않고 원심분리를 수행하는 것도 가능하다.
상기 원심분리용기(10)는 통상의 원심분리기에서 사용되는 로터에 장착되어 회전될 수 있다. 일 예로, 상기 원심분리용기(10)가 장착될 수 있는 로터로서는 일반적으로 원심분리기에서 사용되는 스윙로터(Swing out Rotor) 또는 앵글로터(Fixed Angle Rotor) 등이 사용될 수 있으며, 로터의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 아울러, 원심분리용기(10)의 회전 중심이라 함은 원심분리용기(10)가 장착되는 로터와 같은 회전수단의 회전축(미도시)으로 이해될 수 있다.
상기와 같이 제2 공간(201)이 원심분리용기(10)의 회전 중심의 바깥쪽을 향하도록 배치된 상태에서 원심분리용기(10)를 회전시키면, 도 4와 같이, 혈액을 구성하는 각 성분의 밀도 차에 의해 각 성분 간의 층간 분리가 이루어지는 바, 이때 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 제1 특정성분(A)은 원심분리용기(10)의 회전 중심을 기준으로 가장 바깥쪽인 제2 공간(201)에 배치될 수 있고, 혈액의 성분 중에서 두번째로 무거운 경계층(B)은 제1 특정성분(A)의 내측(원심분리용기(10)의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있고, 혈액의 성분 중 가장 가벼운 제2 특성성분은 경계층(B)의 내측(원심분리용기(10)의 회전 중심에 인접한 내측)에 배치될 수 있다.
참고로, 상기 제1 특정성분(A)은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가장 무거운 적혈구를 포함할 수 있고, 상기 경계층(B)은 버피코트(buffy coat)를 포함할 수 있고, 상기 제2 특정성분(C)은 혈액의 성분 중에서 상대적으로 가벼운 혈장을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 공간(101) 및 제2 공간(201)의 체적을 서로 가변시켜 경계층(B)을 노즐(111) 측으로 이동시킨다. 일 예로, 상기 제2 용기부(210)의 제2 플런저(220)를 위로 이동시킴으로써 경계층(B)을 노즐(111) 측으로 이동시킬 수 있다. 경우에 따라서는 제1 용기부의 제1 플런저를 조작함으로써 경계층이 노즐 측으로 더 용이하게 이동하도록 할 수도 있다.
참고로, 경계층(B)은 제1 특정성분(A) 및 제2 특정성분(C)과 달리 매우 얇은 층으로 형성되기 때문에, 육안으로 경계층의 두께를 정확히 확인하기 어려운 문제점이 있다. 하지만, 본 발명에서는 상대적으로 좁은 직경을 갖는 노즐(111) 측으로 경계층(B)을 이동시킴으로써, 경계층(B)의 두께를 상대적으로 증가시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 노즐(111) 측으로 이동하는 경계층(B)을 육안으로 쉽게 확인할 수 있다.
더욱이, 상기 제2 용기부(210)의 일단은 노즐(111)로 갈수록 점진적으로 작은 직경을 갖도록 형성되기 때문에, 경계층(B)은 제2 용기부(210)의 일단을 따라 노즐(111)을 통과하는 경계층(B)의 두께는 더욱 증가될 수 있다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는, 처리대상물이 원심분리됨에 따라 제2 용기부(210)의 내부에 경계층(B)이 형성되고, 경계층(B)이 노즐(111) 측으로 상부 이동하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 처리대상물이 원심분리됨에 따라 제1 용기부 내부에 경계층이 형성되고, 경계층이 노즐 측으로 하부 이동하도록 구성하는 것도 가능하다. 하지만, 바람직하게는 적혈구를 포함하는 제1 특정성분(A)이 제2 공간(201)으로 분리되는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 원심분리시에는 플런저바디(122)에 일체로 연결된 플런저핸들(126)이 가이드슬롯(112)의 내벽면에 형성된 구속홈(114)에 수용됨으로써, 제1 용기부(110)에 대한 플런저(120)의 이동이 구속될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 경계층이 노즐(111)을 통과하는 동안 경계층을 센싱하는 센싱부(80)를 포함할 수 있으며, 상기 센싱부(80)가 센싱한 센싱값에 따라 제1 공간(101)에 배치되는 경계층 성분의 성분비를 조절할 수 있다.
참고로, 본 발명에서 경계층을 센싱한다 함은, 통상의 카메라, 초음파, 레이저 등을 이용하여 경계층 성분의 크기, 밀도, 색상 등과 같은 경계층 성분의 특성을 센싱하는 것으로 이해될 수 있다. 이하에서는 경계층을 센싱하는 단계에서 노즐(111)을 통과하는 경계층 성분의 크기를 센싱하도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이, 원심분리된 혈액의 경우, 버피코트를 형성하는 경계층 성분은 회전 중심으로부터 먼 부위부터 큰 백혈구, 작은 백혈구, 큰 혈소판, 작은 혈소판의 순서대로 배열될 수 있다. 경계층을 센싱함으로써 혈소판과 백혈구의 경계를 센싱하는 것이 가능하며, 경우에 따라서는 큰 혈소판과 작은 혈소판의 경계를 센싱하는 것이 가능하다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 경계층을 센싱하여 요구되는 조건에 따라 제1 공간(101)에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비를 조절하는 것이 가능하다. 특히, 최근에는 PRP(platelet rich plasma)의 특성이 백혈구의 유무에 따라 크게 좌우되는 것으로 알려져 있으며, 요구되는 상황에 따라 leukocyte poor PRP 또는 leukocyte rich PRP를 제조하는 것이 가능하다.
다음, 도 7 및 도 8과 같이, 상기 경계층이 노즐(111)을 통과하는 통과량에 대응하여 노즐(111)을 차단한다. 상기 노즐(111)을 차단함에 따라, 제1 공간(101)에는 제2 특정성분, 및 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 적어도 일부가 배치되되, 상기 제1 공간(101)에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비는 노즐(111) 차단에 의해 선택적으로 조절될 수 있다.
즉, 상기 경계층을 노즐(111) 측으로 이동시킴에 따라, 경계층을 구성하는 경계층 성분 중 상대적으로 밀도가 낮은 제1 경계층 성분(B-1)(혈소판)은 상대적으로 밀도가 높은 제2 경계층 성분(B-2)(백혈구)보다 먼저 노즐(111)을 통과할 수 있는 바, 제1 경계층 성분(B-1)만이 노즐(111)을 통과한 상태에서 노즐(111)의 하단을 차단(도 7 참조)하거나, 제1 경계층 성분(B-1) 및 제2 경계층 성분(B-2)이 모두 노즐(111)의 하단을 통과한 상태에서 노즐(111)의 하단을 차단(도 8 참조)함에 따라, 제1 공간(101)에 배치되는 경계층 성분 간의 성분비를 조절하는 것이 가능하다. 따라서, 혈액인 경우, 상기 노즐(111)이 차단된 후, 제1 공간(101)에는 혈소판만이 단독적으로 배치되거나, 혈소판 및 백혈구가 함께 배치될 수 있다.
다음, 도 9와 같이, 상기 원심분리용기(10)를 흔들어 제1 공간(101)에 배치된 제2 특정성분(C)과 함께 경계층 성분(제1 경계층 성분 및 제2 경계층 성분 중 적어도 어느 하나)을 재부유(resuspension)시킬 수 있다.
참고로, 상기 원심분리 상태 및 노즐(111) 차단 상태에서 노즐차단부재(230)에 형성된 진입구(232)는 밀봉 캡(234)에 의해 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다.
다음, 도 10과 같이, 진입부재(70)의 니들을 이용하여 제1 공간(101) 내부의 제2 특정성분(C) 및 경계층 성분을 재부유된 상태에서 외부로 추출할 수 있다.
상기 진입부재(70)의 니들은 진입구(232)의 밀봉 캡(234)을 통과하여 니들(111)을 통과한 다음 제1 공간(101)의 내부로 진입될 수 있으며, 상기 진입부재(70)를 통해 제2 특정성분(C) 및 경계층 성분이 혼합된 목적성분을 외부로 추출될 수 있다.
진입부재(70)로서는 스파이날니들(Spinal neddle)과 같은 통상의 천자침(puncture needle) 또는 유사한 기구가 사용될 수 있으며, 진입부재(70)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 경우에 따라서는 제1 공간에 배치된 경계층 성분을 재부유시키기 전에 제1 공간에서 제2 특정성분(C)만을 추출하여 제2 특정성분(C)에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절하는 것도 가능하다.
도 11을 참조하면, 제1 공간(101)에 배치된 경계층 성분을 재부유시키기 전에 진입부재(70)를 이용하여 제1 공간(101)에서 제2 특정성분(C)만을 추출함으로써, 제2 특정성분에 대한 경계층 성분의 농축도를 조절할 수 있다. 특히, 혈액의 경우 진입부재(70)를 이용하여 혈장을 적당량 제거하여 PRP의 농축도를 조절할 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 단 한번의 원심분리공정이 수행된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1 공간에 제2 특정성분 및 경계층 성분이 배치된 상태에서 노즐을 차단한 후, 제2 원심분리를 수행할 수 있다. 제2 원심분리가 수행된 후에는 노즐을 개방시켜 제1 공간에서 제2 특정성분을 제2 공간으로 보낸 후, 다시 노즐을 차단하여 제1 공간상에 경계층 성분만이 잔류하도록 구성하는 것도 가능하다.
한편, 도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법에 사용되는 원심분리용기를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 원심분리용기(10)에는 제1 공간(101)과 연통되는 주입구(105)가 형성될 수 있고, 상기 주입구(105)는 개폐수단(106)에 의해 기본적으로 개폐될 수 있다.
일 예로, 상기 주입구(105)는 노즐(111) 상단의 주변으로 제1 용기부(110)에 형성될 수 있으며, 상기 주입구(105)를 통해 혈액이 주사기를 통해 용기 내부로 저장될 수 있다.
개폐수단(106)은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 주입구(105)를 개폐하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 개폐수단은 원심분리 압력을 견딜 수 있도록 주입구(105)를 밀봉하는 고무 또는 실리콘 재질의 고무 마개일 수가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원심분리용기(10)는 2개 이상의 용기 또는 부재를 결합한 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 도 14를 참조하면, 원심분리용기(10)를 구성하는 제1 용기부(110) 및 제2 용기부(210')는 분리 가능한 구조로 제공될 수 있으며, 원심분리가 완료된 후 제2 용기부(210')는 제1 용기부(110)로부터 분리될 수 있다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법으로서, 개폐수단의 다른예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1 공간(101)을 갖는 제1 용기부(110) 및 제2 공간(201)을 갖는 제2 용기부(120)가 단 하나의 용기 형태로 일체로 연결된 원심분리용기(10)의 용기몸체(100)에는, 상기 제1 공간(101)과 연통되는 주입구(105)가 형성될 수 있고, 상기 주입구(105)는 개폐수단으로서 의료용 밸브(107)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.
본 실시예에서 의료용 밸브(107)는 3방 밸브 형태로 제공되지만, 밸브 형태 및 종류는 다양하게 변경 및 선택될 수 있으며, 반드시 의료목적의 밸브에만 한정되는 것도 아니다.
밸브(107)에는 튜브, 주사기 등과 같은 외부 기재가 연결될 수 있으며, 미사용시에는 밸브(107)를 닫아 더 이상 외부 또는 내부 물질이 출입하는 것을 차단할 수 있다.
도 17에서와 같이 밸브(107)가 차단위치로 회전한 상태에서 연결유로는 주입구(105)와 외부를 차단하며, 도 18에서와 같이 밸브(107)가 개방위치로 회전한 상태에서 연결유로는 주입구(105)와 외부를 연결 가능한 상태로 유지할 수 있다. 밸브(107)의 연결부위는 밀폐부(obturator) 또는 밀봉 캡에 의해서 기본적으로 차단되므로, 니들 등에 의한 유입 외에는 외부 공기나 감염물질의 유입을 차단할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심분리방법 및 원심분리용기의 구소를 설명하기 위한 도면이고, 도 20은 도 19의 원심분리용기의 단면 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 원심분리용기는 제1 용기부(312), 제2 용기부(316) 및 노즐(315)을 포함하는 용기몸체(310), 제1 용기부(312)의 개방구를 커버하는 제1 플런저(320), 제2 용기부(316)의 개방구를 커버하는 제2 플런저(330), 제2 플런저(330)의 중심을 관통하여 형성되는 노즐차단부재(340), 및 제1 플런저(320)에 형성된 주입구(322)에 장착되는 밸브(350)를 포함한다.
용기몸체(310)에서 제1 공간(314)은 제1 용기부(312)의 내부에 정의되며, 제2 공간(318)은 제2 용기부(316)의 내부에 정의되고, 제1 공간(314) 및 제2 공간(318)은 상당히 좁은 면적을 갖는 노즐(315)에 의해서 연결된다.
제2 플런저(330)는 제2 용기부(316)의 개방구에 나사 형식으로 결합되며, 외부로는 캡 형상으로 제공되며, 내부로는 제2 플런저(330)의 회전에 대응하여 제2 공간(318) 내부를 직선 이동하는 플런저 헤드를 포함한다.
구체적으로, 제2 플런저(330)는 제2 용기부(316)의 외면에 나사 형식으로 결합되며 중앙에 홀이 형성된 제2 플런저 캡(332), 제2 용기부(316)의 내부로 제공되며 바깥쪽 단부는 제2 플런저 캡(332)과 결속되는 제2 플런저 허브(334), 및 제2 플런저 허브(334)의 안쪽 단부에 장착되는 제2 플런저 헤드(336)을 포함한다. 제2 플런저 허브(334) 및 제2 플런저 헤드(336)에는 노즐차단부재(340)를 수용할 수 있는 나사 홀이 형성된다.
반대로, 제1 플런저(320) 역시 제1 용기부(312)의 개방구에 나사 형식으로 결합되며, 외부로는 캡 형상으로 제공되고, 내부로는 제1 플런저(320)의 회전에 대응하여 제1 공간(314) 내부를 직선 이동하는 플런저 헤드를 포함할 수 있다.
다만, 제2 플런저(330)의 중심은 노즐차단부재(340)에 의해서 관통되며, 노즐차단부재(340)의 외면 및 제2 플런저(330)의 내면도 나사 형식으로 밀봉 및 결합되어, 노즐차단부재(340)의 긴 로드 형상의 파트가 제2 플런저(330)로부터 이동하여 노즐(315)의 하단을 차단할 수 있다.
또한, 노즐차단부재(340) 및 로드 형상의 파트는 중공형으로 형성되어, 후술하는 진입부재의 니들이 진입할 수 있으며, 노즐차단부재(340)의 단부는 밀봉 캡(342)으로 밀폐되어 있어 니들 같은 진입부재를 이용하지 않고는 물질이 출입하는 것을 방지할 수 있다.
반대로, 제1 플런저(320)에는 주입구(322)가 형성되며, 주입구(322)에는 의료용 3방 밸브(350)가 장착될 수 있다. 상기 밸브(350)는 노브의 회전에 의해서 제1 공간(314)과 외부를 선택적으로 차단 및 연결할 수 있으며, 주사기 등을 이용하여 혈액 등의 처리대상물이 직접 제1 공간(314)에 저장될 수 있다.
또한, 다른 실시예들과 달리, 본 실시예에 따른 제1 플런저(320)는 주사기의 플런저 형상이 아닌 나사로 결합되는 캡 형상으로 제공되며, 상하 이동 범위도 상대적으로 짧게 형성하는 것이 가능하여 전체적인 용기의 사이즈를 컴팩트하게 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법에 있어서,
    상부에 제공되는 제1 공간, 하부에 제공되는 제2 공간, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연결하는 노즐, 상기 제2 공간의 내부에 이동 가능하게 수용되어 상기 제2 공간의 체적을 가변시키는 제2 플런저, 및 상기 제2 플런저의 중심을 길이방향으로 관통하여 제공되며 상기 제2 플런저와 이동과 별개로 상기 제2 플런저 상에서 직선 이동 가능하게 제공되어 상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재를 포함하는 원심분리용기를 제공하는 단계;
    상기 원심분리용기의 내부에 처리대상물을 저장하는 단계;
    상기 제2 공간이 바깥쪽을 향하도록 하여 상기 처리대상물을 1차 원심분리하여 상기 처리대상물을 층간 분리하는 단계;
    상기 제2 플런저를 이용하여 상기 1차 원심분리된 처리대상물 중 목적성분만 상기 노즐의 하단을 통과시키는 단계;
    상기 노즐차단부재로 상기 노즐의 하단을 차단하는 단계;
    상기 노즐이 차단된 상태에서 상기 제1 공간 및 상기 노즐 내부에 잔류하는 성분을 혼합하기 위해 재부유하는 단계;
    상기 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 상기 제1 공간 내에서 재부유된 목적성분을 추출하는 단계;를 포함하고,
    상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 상기 노즐차단부재의 단부는 기본적으로 밀폐 상태를 유지하여 상기 1차 원심분리를 수행하는 과정에서 원심력의 방향으로 이동하는 상기 처리대상물이 상기 노즐차단부재 내부로 유입하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐이 차단된 상태에서 상기 제1 공간 및 상기 노즐 내부에 잔류하는 성분을 재부유하는 단계 이전에,
    상기 노즐이 차단된 상태에서 상기 제1 공간이 바깥쪽을 향하도록 하여 상기 제1 공간 및 상기 노즐 내부에 잔류하는 성분을 2차 원심분리하는 단계; 및
    상기 노즐차단부재를 통해 진입 가능한 진입부재를 이용하여 상기 제1 공간 내의 상기 노즐에 인접한 성분을 부분적으로 추출하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제1 공간으로부터 추출되는 양을 조절하여 목적성분의 농축도를 조절하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원심분리용기는 상기 제1 공간의 내부에 이동 가능하게 수용되어 상기 제1 공간의 체적을 가변시키는 제1 플런저를 더 포함하며,
    상기 1차 원심분리된 처리대상물 중 목적성분만 상기 노즐의 하단을 통과시키는 단계에서, 상기 제1 플런저 및 제2 플런저를 이용하는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원심분리용기는 상기 제1 공간과 연통되는 주입구를 포함하며,
    상기 주입구는 상기 제1 플런저를 통하여 상기 제1 공간의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주입구에는 상기 외부와 상기 제1 공간을 선택적으로 차단 또는 연결하기 위한 의료용 밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원심분리용기는 상기 제1 공간과 연통되는 주입구를 포함하며,
    상기 주입구는 상기 노즐 상단 주변에 형성되어 상기 제1 공간의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주입구에는 상기 외부와 상기 제1 공간을 선택적으로 차단 또는 연결하기 위한 의료용 밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노즐을 통과하는 성분을 센싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 센싱값에 따라 상기 제1 공간 및 상기 노즐에 배치되는 성분의 성분비를 조절 가능한 것을 특징으로 하는 원심분리방법.
  9. 원심분리에 의해 처리대상물로부터 목적성분을 추출하기 위한 원심분리방법에 사용되는 원심분리용기에 있어서,
    상부에 제공되며 제1 공간을 형성하는 제1 용기부, 하부에 제공되며 제2 공간을 형성하는 제2 용기부, 및 상기 제1 공간과 상기 제2 공간을 연결하는 노즐를 포함하는 용기 몸체;
    상기 제2 공간의 내부에 이동 가능하게 수용되어 상기 제2 공간 체적을 가변시키는 제2 플런저; 및
    상기 제2 플런저의 중심을 길이방향으로 관통하여 제공되며 상기 제2 플런저와 이동과 별개로 상기 제2 플런저 상에서 직선 이동 가능하게 제공되어 상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 노즐차단부재;를 포함하며,
    상기 노즐의 하단을 선택적으로 개폐하는 상기 노즐차단부재의 단부는 기본적으로 밀폐 상태를 유지하여 원심분리를 수행하는 과정에서 원심력의 방향으로 이동하는 처리대상물이 상기 노즐차단부재 내부로 유입하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 플런저는 상기 제2 용기부의 외면과 나사 형식으로 결합되며 중앙에 홀이 형성된 제2 플런저 캡, 상기 제2 용기부의 내부로 제공되며 바깥쪽 단부는 상기 제2 플런저 캡과 결속되는 제2 플런저 허브, 및 상기 제2 플런저 허브의 안쪽 단부에 장착되는 제2 플런저 헤드를 포함하며,
    상기 제2 플런저 허브에는 상기 노즐차단부재를 수용하면서 이동을 안내하는 나사 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 노즐차단부재의 단부에는 밀봉 캡이 씌워져 있어, 상기 노즐차단부재의 단부를 기본적으로 밀폐 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 공간의 내부에 이동 가능하게 수용되어 상기 제1 공간의 체적을 가변시키는 제1 플런저를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원심분리용기는 상기 제1 공간과 연통되는 주입구를 포함하며,
    상기 주입구는 상기 제1 플런저를 통하여 상기 제1 공간의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 주입구에는 상기 외부와 상기 제1 공간을 선택적으로 차단 또는 연결하기 위한 의료용 밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 원심분리용기는 상기 제1 공간과 연통되는 주입구를 포함하며,
    상기 주입구는 상기 노즐 상단 주변에 형성되어 상기 제1 공간의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주입구에는 상기 외부와 상기 제1 공간을 선택적으로 차단 또는 연결하기 위한 의료용 밸브가 장착된 것을 특징으로 하는 원심분리용기.
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