WO2018178480A2 - Centrifugadora de fluidos y método para centrifugar un fluido con una centrifugadora - Google Patents

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WO2018178480A2
WO2018178480A2 PCT/ES2018/070268 ES2018070268W WO2018178480A2 WO 2018178480 A2 WO2018178480 A2 WO 2018178480A2 ES 2018070268 W ES2018070268 W ES 2018070268W WO 2018178480 A2 WO2018178480 A2 WO 2018178480A2
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fluid
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centrifuge
frame
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Inventor
Emiliano Gabriel TOLOSA GONZÁLEZ
Nuria Noguera Ferrer
Ricard CARDUS VILA
Josep Maria ESCUER JULIEN
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Tecnologia Regenerativa Qrem, S.L.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B04B5/0414—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes
    • B04B5/0421—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes pivotably mounted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/02—Electric motor drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/02—Casings; Lids
    • B04B2007/025—Lids for laboratory centrifuge rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B04B2011/046—Loading, unloading, manipulating sample containers

Definitions

  • the present application is framed in the field of fluid centrifuge technique and methods for centrifuging fluids, in particular for biological fluids such as blood and / or components derived from blood, bone marrow or adipose tissue.
  • Centrifuges for biological fluids that are used in the laboratory environment are known. They are devices configured to rotate samples of biological fluids. Through the centrifugal force that is achieved during its operation, it is possible to accelerate sedimentation processes in fluids. In this way the different components of the fluid can be separated.
  • the centrifuges mainly comprise a rotor driven by a motor, a frame and a cover to protect the rotor.
  • the rotor is provided with a plurality of housings, distributed around its axis of rotation. Fluid samples are usually placed in a series of specimens or tubes, each of which is inserted into a corresponding rotor housing. This rotor is located in a chamber shaped like a bucket. The user can place and manipulate the samples in the rotor housings through the cover, which opens and allows access to the bucket.
  • centrifuges are generally intended for research laboratories and are versatile, as they are used for different types of fluids and different applications, and They are planned to centrifuge several samples simultaneously. Therefore, they usually require manual regulation by the user of the spin parameters, for example speed and time, depending on the fluid, the components to be separated, etc.
  • these centrifuges may require that all rotor housings be filled with similar samples, or that the samples be placed symmetrically around the axis of rotation, or they may require mechanisms to balance the rotor when samples are placed only in some housings, such as a mechanical system of weight and shape similar to the actual sample in order to achieve a perfect balance of the rotor rotation.
  • centrifuges especially of a certain size, is generally intended for specialized personnel, and its cost is relatively high.
  • a fluid centrifuge that may comprise:
  • the rotor may comprise a single support intended to receive a cartridge with a fluid to be centrifuged
  • the cover may comprise an opening adapted to the size of the support to allow the introduction and removal of a cartridge.
  • opening adapted to the size of the support should be interpreted as meaning that the opening has a shape and dimension that allow access to only the support intended to receive a cartridge, keeping the cover the rest of the rotor and other centrifuge mechanisms protected and preventing user access to other parts / elements thereof.
  • the centrifuge can be manipulated and activated for example by a doctor or nurse in the field of a medical consultation.
  • the fluid centrifuge may comprise a stop device configured to stop the rotor so that the support intended to receive the cartridge is arranged in correspondence with the opening. This feature further facilitates the use of the centrifuge, since the user will always find the cartridge accessible through the opening after centrifugation, without having to rotate the rotor manually to match the support with the opening.
  • the stopping device may comprise an electromagnetic brake that can comprise a pair of elements magnetically linked to each other, being a member integral with the rotor and the other element integral with the frame.
  • the stop device may comprise a rotor position sensor relative to the frame, so that the electromagnetic brake is operable based on a signal from said position sensor.
  • the position sensor may comprise a magnet integral with the support and a magnetic field detector integral with the frame.
  • the fluid centrifuge may comprise a motor for rotating the rotor around the axis of rotation, where the stopping device may comprise a processing unit configured to regulate engine operation.
  • the engine may be of the step-by-step type.
  • the motor can be of the synchronous type "BLDC" (permanent magnets).
  • the fluid centrifuge may comprise a motor for rotating the rotor around the axis of rotation, where the stop device may comprise an encoder or "encoder" associated with the motor.
  • the support can be mounted on the rotor in an oscillating manner.
  • the support may comprise a housing adapted to the shape of the cartridge.
  • the rotor can comprise a counterweight symmetrically arranged to the support with respect to the axis of rotation.
  • the rotor may comprise an additional support intended to receive the counterweight.
  • the additional support may be mounted on the rotor in an oscillating manner.
  • the cover may comprise an open lid corresponding to the opening.
  • the rotor may comprise a pair of stringers connected to each other through a crossbar so that a ⁇ "is defined, where the stringers can be arranged symmetrically with respect to the axis of rotation.
  • the support intended to receive the cartridge may be arranged between the pair of stringers.
  • the additional support intended to receive the counterweight may be arranged between the pair of stringers.
  • the support may comprise a housing intended to receive a single cartridge with fluid to be centrifuged.
  • a method for centrifuging a fluid with a centrifuge which may comprise:
  • the support can be arranged oscillatingly with respect to the rotor so that the angle of inclination of the support with respect to a rotation axis of the rotor can vary by subjecting the fluid to a predetermined spin cycle.
  • a solidarity element in order to stop the rotor a solidarity element can be magnetically linked with the rotor and another integral element with the frame.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a fluid centrifuge with a lid in closed position according to with the description
  • Figure 2 is a schematic perspective view of the fluid centrifuge of Figure 1 with the lid in the open position according to the description;
  • Figure 3 is a schematic view of a longitudinal section of the fluid centrifuge of Figure 1;
  • Figure 4 is a schematic perspective view of a rotor of the fluid centrifuge according to the description
  • Figure 5 is a schematic perspective view of the rotor of Figure 4 in a fluid centrifuge frame according to the description;
  • FIG. 1 A schematic perspective view of the fluid centrifuge 1 with a lid 7 in the closed position is shown in figure 1 and in figure 2 the same fluid centrifuge 1 can be seen but with the lid 7 in the open position and from another point of view.
  • FIG. 3 A schematic view of a longitudinal section of the fluid centrifuge 1 is illustrated in Fig. 3.
  • the fluid centrifuge 1 may comprise: a frame 2 that can comprise a cuvette 21;
  • a rotor 3 rotatably mounted around a rotation axis A1, on the frame
  • a protective cover 4 of the frame 2 and the rotor 3; between the cover 4 and the cuvette 21 a chamber can be defined where the rotor 3 is located and where the centrifugation is carried out,
  • the rotor 3 comprises a single support 31 intended to receive a cartridge 100 with a fluid to be centrifuged; Examples of rotor 3 are described below, and
  • the cover 4 comprises an opening 41 adapted to the dimension of the support 31 to allow the introduction and removal of a cartridge 100.
  • the opening 41 can take any shape adapted to the dimension of the support 31.
  • the opening 41 is made in a protective element 42 comprised in the cover 4.
  • This protective element 42 may be integral with the rest of the cover 4 or may be a separate piece but constitutes an additional part of the cover.
  • the cover is understood as the set of elements that are placed on the rotor and the rest of the mechanisms of the devices in order to protect them and prevent the user from accessing them.
  • the support 31 is the only support that is intended to receive a cartridge with a fluid that is desired to be centrifuged to separate its components, although, as will be seen below, it is possible that the centrifuge has for example another additional support, with a different function .
  • the term "cartridge” refers here to a container capable of receiving a sample of fluid to be centrifuged.
  • Said cartridge may have a suitable internal configuration, for example through channels or tubes (not shown), to subject the fluid sample to centrifugal force.
  • the cartridge can have a fungible nature for example if it is a matter of centrifuging biological fluids such as blood and / or derivatives.
  • the cartridge may have the configuration described in WO2016174180 A1.
  • the cartridge 100 may comprise more than one sample to be centrifuged and / or the single support 31 may be adapted to receive more than one cartridge 100.
  • the fluid centrifuge 1 may comprise a stop device configured to stop the rotor 3 so that the support 31 intended to receive the cartridge 100 can be arranged in correspondence with the opening 41 as will be explained below.
  • FIG 2 it can be seen how the cartridge 100 disposed in the holder 31 corresponds to the opening 41 so that the user can easily remove or insert it and without fear of being mistaken.
  • the stopping device may comprise an electromagnetic brake which in turn comprises a pair of elements 51, 52 magnetically linked to each other: one element 51 may be integral with the rotor 3 and the other element 52 may be integral with the tray 21 of the frame 2.
  • the stopping device may comprise a rotor position sensor 3 with respect to the frame 2. This allows the electromagnetic brake to be activated depending on a signal from said position sensor, which can be direct or through a processing unit 55 as will be seen later.
  • the position sensor may comprise a magnet 53 integral with the support 31 and a magnetic field detector 54 integral with the cuvette 21 of the frame 2. When the magnet 53, which can rotate integral with the support 31, passes over the detector magnetic field 54, it detects and sends the corresponding signal, so that the electromagnetic brake that stops the rotor 3 in the predetermined position comes into operation.
  • the fluid centrifuge 1 may comprise a motor 6 operatively linked to the rotor 3 for the rotation of the rotor 3 about the axis of rotation A1.
  • the stopping device may comprise the processing unit 55 configured to regulate the operation of the engine 6.
  • the processing unit 55 can activate, accelerate, brake and / or stop the operation of the engine 6.
  • the fluid centrifuge 1 can also comprise a user interface such as a screen 8 to control / manage the spin. This screen may be arranged on a protruding portion of the fluid centrifuge 1 to facilitate reading by the user. In the attached figures, this projecting portion has a wedge-shaped cross section.
  • the electromagnetic brake can be dispensed with, since at all times the angular displacement of the motor 6 and therefore the angular position of the rotor 3 driven by the motor 6. This information can be sent to the processing unit 55 to control the operation of the motor 6 at all times.
  • the motor 6 can be of the synchronous type "BLDC” or permanent magnets.
  • BLDC synchronous type
  • Brushless DC brushless DC motor
  • the electromagnetic brake can also be dispensed with, since the angular displacement of the motor 6 and therefore the angular position of the rotor 3 which is driven by the motor 6 can be known. This information can also be sent to the processing unit 55 to control the operation of the motor 6.
  • the stop device may comprise an encoder associated with the motor 6. From the rotation of the motor 6, the rotation speed, the angular displacement of the motor 6, etc. can be encoded. This information can be sent to the processing unit 55 to control the operation of the engine 6 at all times. In this way, the position sensor described above can be dispensed with.
  • the support 31 can comprise a housing or space adapted to the shape of the cartridge 100.
  • the shape and dimensions of the support 31 conform to the shape and dimensions of the cartridge 100.
  • the support of cartridge 100 is optimal for subjecting it to the centrifugation process and allows easy introduction and removal; It is also possible to prevent incorrect positioning of the cartridge 100 when it is not correctly inserted into the adapted housing, for example with the cartridge 100 face down.
  • the rotor 3 can comprise a counterweight 200 arranged symmetrically to the support 31 with respect to the axis of rotation A1.
  • the fluid centrifuge 1 may comprise an additional support 32, intended to receive the counterweight 200.
  • the counterweight 200 could be for example another cartridge, which can be filled with water or another liquid or fluid or solid, so that it has the same weight and mass distribution similar to the cartridge with the fluid to be centrifuged that is placed in the holder 31. In this way it is simple to adapt the centrifuge to a specific application, in which the cartridges with the fluid to be centrifuged they will have a certain weight.
  • the counterweight 200 can be arranged in the rotor 3 without the additional support 32.
  • the stop device may comprise the magnet 53 of the position sensor in solidarity with the support 31.
  • the additional support 32 may be integral with any of the elements 51, 52 of the electromagnetic brake: in one example the element 51 can be a plate or the like made of ferromagnetic material and the other element 52 can be an electromagnet that is activated when the stop device detects the magnet 53.
  • the structure will not go into more detail with the structure internal of the electromagnet since it can be anyone within reach of the person skilled in the art.
  • the element 52 which can be the electromagnet, and more specifically its longitudinal axis, can be inclined with respect to the axis of rotation A1, so that it is aligned with respect to the additional support 32 where the element is located 51, which can be the plate or piece of ferromagnetic material. That is, in a state of rest the two elements of the electromagnetic brake share inclination with respect to the axis of rotation A1. With this arrangement of the electromagnet, its maximum efficiency is guaranteed when the additional support 32 (and / or the support 31) reaches or is about to reach its minimum inclination with respect to the axis of rotation A1, which corresponds to the state of rest.
  • the element 51 may be placed in any other part of the rotor 3.
  • the support 31 and the additional support 32 may be configured as a sleeve-like receptacle to be able to receive, respectively, the cartridge 100 and counterweight 200.
  • These receptacles can have an upper mouth through which the cartridge is inserted or removed; in addition the opening of this mouth can extend through the side walls of the receptacle, leaving a surface free of access to the cartridge 100 and thus improving its handling.
  • the stopping device may comprise a rotor position sensor 3 with respect to the frame 2. This allows the electromagnetic brake to be activated depending on a signal from said position sensor.
  • the position sensor may comprise a magnet 53 integral with the support 31 and a magnetic field detector 54 integral with the frame 2. When the magnet 53 passes over the magnetic field detector 54, it detects it and sends the corresponding signal, so that the electromagnetic brake that stops the rotor 3 in the predetermined position comes into operation.
  • FIGs 2-3 a liquid centrifuge 1 is illustrated in which an open lid 7 can be seen in correspondence with the opening 41 of the cover 4. This lid 7 can be opened when the rotor 3 remains in a resting state .
  • the rotor 3 can comprise a pair of stringers 33, 34 joined together through a crossbar 35 so that a ⁇ "is defined.
  • the stringers 33 , 34 can be arranged symmetrically with respect to the axis of rotation A1
  • both the support 31 and the additional support 32 are arranged respectively between the pair of stringers 33, 34 but it may be the case that any of the stands are not arranged in this way.
  • the support 31 may be arranged oscillatingly with respect to the rotor 3; similarly and according to a different example, the additional support 32 may also be arranged oscillatingly with respect to the rotor 3.
  • the receptacles (support 31 and additional support 32) may be rotatably linked with respect to the rotor 3 , so that the relative inclination between the cartridge 100 (eg its longitudinal axis) and the axis of rotation A1 may vary during centrifugation.
  • the receptacles are linked to the stringers 33, 34 by means of pins 36; in this way it is achieved that the receptacles can rotate freely with respect to the rotor 3 when subjected to centrifugal force.
  • the support 31 is offset relative to the axis of rotation A1.
  • the method may comprise: providing a fluid in the support 31 of the rotor 3.
  • the user can insert the cartridge 100 with the sample of fluid to be centrifuged through the opening 41 that is exposed when the cover 7 is in an open position .
  • the opening 41 is adapted to the dimension of the single support 31, the user has no possibility of making a mistake for the location of the cartridge 100; subject the fluid to a predetermined spin cycle.
  • the user can interact with the fluid centrifuge 1 through a user interface, for example the screen 8 which can be tactile.
  • the activation of the spin cycle can be automatic when closing the lid 7 or it can be through suitable buttons (not shown).
  • the interface may be in data communication with the processing unit 55 which in turn regulates the operation of the motor 6.
  • the processing unit 55 may have one or more predetermined spin cycles stored.
  • the support 31 and / or the additional support 32 may vary in their relative inclination angle with respect to the axis of rotation A1 due to the centrifugal force; in this way a separation of fluid components by sedimentation can be facilitated; detect / determine the position of the support 31 with respect to the frame 2 of the centrifuge and stop the rotor 3 so that the support 31 is positioned in correspondence with the opening 41 of the centrifuge.
  • Various examples such as those described above can be used to detect / determine the relative position of the support 31: position sensor, stepper motor, encoder associated with the motor, etc.
  • the magnetic field detector 54 can detect the magnet 53 integral with the support 31 and for example send this information to the processing unit 55 which can send an activation order to the electromagnetic brake associated with the additional support 32 In this way the support 31 with the cartridge 100 stops in correspondence with the opening 41. The user only has to remove the cartridge 100 without fear of being wrong.
  • the cartridge 100 may contain a blood sample (not shown) that is introduced into the centrifuge to separate the different components by sedimentation, taking advantage of the different densities thereof.
  • the cartridge 100 can be removed through the opening 41, with the components already separated from each other.
  • the method may comprise a spin cycle as described in WO2016174180 A1.

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Centrifugadora de fluidos y método para centrifugar un fluido con una centrifugadora: comprendiendo la centrifugadora de fluidos: un bastidor, un rotor montado giratorio alrededor de un eje de rotación, sobre el bastidor, y una cubierta de protección del bastidor y del rotor, en el que el rotor comprende un único soporte destinado a recibir un cartucho con un fluido a centrifugar, y la cubierta comprende una abertura adaptada a la dimensión del soporte para permitir la introducción y extracción de un cartucho; la solicitud también comprende un método para centrifugar un fluido con una centrifugadora, comprendiendo: proporcionar un fluido en un soporte de un rotor de la centrifugadora;someter el fluido a un ciclo de centrifugado predeterminado; detectar la posición del soporte respecto a un bastidor de la centrifugadora y detener el rotor de manera que el soporte quede posicionado en correspondencia con una abertura de la centrifugadora.

Description

TÍTULO
CENTRIFUGADORA DE FLUIDOS Y MÉTODO PARA CENTRIFUGAR UN FLUIDO CON
UNA CENTRIFUGADORA
DESCRIPCIÓN
Esta solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente española P201700492 presentada el 29 de marzo de 2017.
La presente solicitud se enmarca en el campo de la técnica de las centrifugadoras de fluidos y los métodos para centrifugar fluidos, en particular para fluidos biológicos tales como sangre y/o componentes derivados de la sangre, médula ósea o tejido adiposo. ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
Son conocidas las centrifugadoras para fluidos biológicos que se emplean en el entorno de laboratorios. Son dispositivos configurados para someter a rotación muestras de fluidos biológicos. Mediante la fuerza centrífuga que se consigue durante su funcionamiento, es posible acelerar procesos de sedimentación en fluidos. De esta forma se pueden separar los distintos componentes del fluido.
Las centrifugadoras comprenden fundamentalmente un rotor accionado por un motor, un bastidor y una cubierta para proteger el rotor. El rotor está dotado de una pluralidad de alojamientos, distribuidos alrededor de su eje de rotación. Las muestras de fluidos se suelen colocar en una serie de probetas o tubos, cada uno de los cuales se inserta en un correspondiente alojamiento del rotor. Este rotor está ubicado en una cámara con forma de cubeta. El usuario puede colocar y manipular las muestras en los alojamientos del rotor a través déla cubierta, que se abre y permite el acceso a la cubeta.
Estos dispositivos están destinados en general a laboratorios de investigación y son versátiles, ya que se utilizan para diferentes tipos de fluidos y diferentes aplicaciones, y están previstos para centrifugar varias muestras simultáneamente. Por consiguiente, suelen requerir una regulación manual por parte del usuario de los parámetros de centrifugado, por ejemplo la velocidad y el tiempo, dependiendo del fluido, de los componentes a separar, etc. Por otro lado, a fin de evitar desequilibrios y vibraciones estas centrifugadoras pueden requerir que todos los alojamientos del rotor se llenen con muestras similares, o que las muestras se coloquen de una forma simétrica alrededor del eje de rotación, o bien pueden requerir mecanismos para equilibrar el rotor cuando se colocan muestras únicamente en algunos alojamientos, como un sistema mecánico de peso y forma similar a la muestra real a fin de conseguir un perfecto equilibrado del giro del rotor.
Esto es particularmente relevante en centrifugadoras relativamente grandes, por ejemplo destinadas a probetas del orden de 200 cm3 o mayores, ya que los desequilibrios en este caso ya pueden ser significativos.
Por tanto el uso de estas centrifugadoras conocidas, sobre todo de un cierto tamaño, en general está destinado a personal especializado, y su coste es relativamente elevado.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
En un primer aspecto, la presente descripción divulga una centrifugadora de fluidos que puede comprender:
un bastidor,
un rotor montado giratorio alrededor de un eje de rotación, sobre el bastidor, y una cubierta de protección del bastidor y del rotor, donde
el rotor puede comprender un único soporte destinado a recibir un cartucho con un fluido a centrifugar, y
la cubierta puede comprender una abertura adaptada a la dimensión del soporte para permitir la introducción y extracción de un cartucho.
La expresión "abertura adaptada a la dimensión del soporte" debe interpretarse en el sentido de que la abertura tiene una forma y una dimensión que permiten acceder con comodidad únicamente al soporte destinado a recibir un cartucho, manteniendo la cubierta el resto del rotor y otros mecanismos de la centrifugadora protegidos e impidiendo el acceso del usuario a otras partes/elementos de la misma.
Gracias a estas características se consigue una centrifugadora de fluidos segura y fácil de usar. El usuario sólo tiene que introducir/extraer el cartucho a través de la abertura adaptada a la dimensión del soporte; el usuario encuentra un único soporte en el que se recibe el cartucho con el fluido a centrifugar de forma biunívoca.
No se requiere un posicionamiento determinado de varias probetas o recipientes de fluidos para evitar desequilibrios, ni que el usuario lleve a cabo o verifique el equilibrado. La centrifugadora puede manipularse y activarse por ejemplo por un médico o enfermera en el ámbito de una consulta médica.
De acuerdo con un ejemplo, la centrifugadora de fluidos puede comprender un dispositivo de detención configurado para detener el rotor de forma que el soporte destinado a recibir el cartucho se dispone en correspondencia con la abertura. Esta característica facilita adicionalmente el uso de la centrifugadora, puesto que el usuario siempre encontrará el cartucho accesible a través de la abertura tras la centrifugación, sin necesidad de hacer girar el rotor manualmente para hacer coincidir el soporte con la abertura.
Gracias a que la abertura de la cubierta está adaptada a la dimensión del soporte, se mejora la seguridad ya que rigidiza la estructura de la máquina en caso de una rotura catastrófica accidental de un eje del rotor mientras el rotor está girando a elevadas revoluciones. En un ejemplo, el dispositivo de detención puede comprender un freno electromagnético que puede comprender un par de elementos vinculables magnéticamente entre sí, siendo un elemento solidario con el rotor y el otro elemento solidario con el bastidor.
En otro ejemplo, el dispositivo de detención puede comprender un sensor de posición del rotor respecto al bastidor, de forma que el freno electromagnético es accionable en función de una señal de dicho sensor de posición. En un ejemplo adicional de la centrifugadora de fluidos, el sensor de posición puede comprender un imán solidario con el soporte y un detector de campo magnético solidario con el bastidor. En un ejemplo, la centrifugadora de fluidos puede comprender un motor para la rotación del rotor alrededor del eje de rotación, donde el dispositivo de detención puede comprender una unidad de procesamiento configurada para regular el funcionamiento del motor.
En otro ejemplo, el motor puede ser del tipo paso a paso.
En otro ejemplo, el motor puede ser del tipo síncrono "BLDC" (de imanes permanentes).
En algunos ejemplos, la centrifugadora de fluidos puede comprender un motor para la rotación del rotor alrededor del eje de rotación, donde el dispositivo de detención puede comprender un codificador o "encoder" asociado al motor.
De acuerdo con algunos ejemplos, el soporte puede estar montado sobre el rotor de forma oscilante. En un ejemplo adicional, el soporte puede comprender un alojamiento adaptado a la forma del cartucho.
Según un ejemplo, el rotor puede comprender un contrapeso dispuesto simétricamente al soporte respecto al eje de rotación.
De acuerdo con otro ejemplo, el rotor puede comprender un soporte adicional destinado a recibir el contrapeso.
En otros ejemplos, el soporte adicional puede estar montado sobre el rotor de forma oscilante.
Según un ejemplo la cubierta puede comprender una tapa abrible en correspondencia con la abertura. En un ejemplo, el rotor puede comprender un par de largueros unidos entre sí a través de un travesaño de forma que se define una Ή", donde los largueros pueden estar dispuestos simétricamente entre sí respecto al eje de rotación. De acuerdo con algunos ejemplos, el soporte destinado a recibir el cartucho puede estar dispuesto entre el par de largueros.
En otros ejemplos, el soporte adicional destinado a recibir el contrapeso puede estar dispuesto entre el par de largueros.
En un ejemplo, el soporte puede comprender un alojamiento destinado a recibir un único cartucho con fluido a centrifugar.
En un segundo aspecto, se divulga un método para centrifugar un fluido con una centrifugadora, que puede comprender:
proporcionar un fluido en un soporte de un rotor de la centrifugadora; y
someter el fluido a un ciclo de centrifugado predeterminado;
detectar la posición del soporte respecto a un bastidor de la centrifugadora y detener el rotor de manera que el soporte quede posicionado en correspondencia con una abertura de la centrifugadora, donde la abertura está adaptada a la dimensión del soporte.
Gracias a este método, se consigue mejorar la facilidad de uso de la centrifugadora, puesto que el soporte siempre quedará en correspondencia con la abertura cuando el usuario tenga que introducir y/o extraer el cartucho.
De acuerdo con un ejemplo, el soporte puede estar dispuesto de forma oscilante respecto al rotor de modo que el ángulo de inclinación del soporte respecto a un eje de rotación del rotor puede variar al someter el fluido a un ciclo de centrifugado predeterminado.
En otro ejemplo, para detener el rotor se puede vincular magnéticamente un elemento solidario con el rotor y otro elemento solidario con el bastidor. Otros objetos, ventajas y características de realizaciones de la invención se pondrán de manifiesto para el experto en la materia a partir de la descripción, o se pueden aprender con la práctica de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
A continuación se describirán realizaciones particulares de la presente descripción a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de una centrifugadora de fluidos con una tapa en posición cerrada de acuerdo con la descripción;
La figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de la centrifugadora de fluidos de la figura 1 con la tapa en posición abierta de acuerdo con la descripción;
La figura 3 es una vista esquemática de una sección longitudinal de la centrifugadora de fluidos de la figura 1 ;
La figura 4 es una vista esquemática en perspectiva de un rotor de la centrifugadora de fluidos de acuerdo con la descripción;
La figura 5 es una vista esquemática en perspectiva del rotor de la figura 4 en un bastidor de centrifugadora de fluidos de acuerdo con la descripción;
EXPOSICIÓN DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN
En las figuras adjuntas se ha representado un ejemplo de la centrifugadora de fluidos de acuerdo con la presente descripción, que se ha designado de forma general con la referencia numérica 1.
En la figura 1 se muestra una vista esquemática en perspectiva de la centrifugadora de fluidos 1 con una tapa 7 en posición cerrada y en la figura 2 se puede ver la misma centrifugadora de fluidos 1 pero con la tapa 7 en posición abierta y desde otro punto de vista.
En la figura 3 se ilustra una vista esquemática de una sección longitudinal de la centrifugadora de fluidos 1. De forma general, se puede apreciar en las figuras adjuntas que la centrifugadora de fluidos 1 puede comprender: un bastidor 2 que puede comprender una cubeta 21 ;
un rotor 3 montado giratorio alrededor de un eje de rotación A1 , sobre el bastidor
2, y
una cubierta 4 de protección del bastidor 2 y del rotor 3; entre la cubierta 4 y la cubeta 21 se puede definir una cámara donde se sitúa el rotor 3 y donde se lleva a cabo el centrifugado,
el rotor 3 comprende un único soporte 31 destinado a recibir un cartucho 100 con un fluido a centrifugar; más adelante se describen ejemplos del rotor 3, y
la cubierta 4 comprende una abertura 41 adaptada a la dimensión del soporte 31 para permitir la introducción y extracción de un cartucho 100. La abertura 41 puede adoptar cualquier forma adaptada a la dimensión del soporte 31. En los ejemplos ilustrados la abertura 41 está practicada en un elemento protector 42 comprendido en la cubierta 4. Este elemento protector 42 puede ser solidario con el resto de la cubierta 4 o puede ser una pieza separada pero que constituye una parte adicional de la cubierta. En otras palabras, se entiende por cubierta el conjunto de elementos que se colocan sobe el rotor y el resto de mecanismos del dispositivos con el fin de protegerlos y evitar que el usuario tenga acceso a los mismos.
El soporte 31 es el único soporte que está destinado a recibir un cartucho con un fluido que se desea centrifugar para separar sus componentes, aunque, como se verá más adelante, es posible que la centrifugadora tenga por ejemplo otro soporte adicional, con una función distinta.
El término cartucho hace referencia aquí a un envase susceptible de recibir una muestra de fluido a centrifugar. Dicho cartucho puede tener una configuración interna adecuada, por ejemplo a través de canales o tubos (no mostrados), para someter la muestra de fluido a la fuerza centrífuga. El cartucho puede tener una naturaleza fungible por ejemplo si se trata de centrifugar fluidos biológicos tales como sangre y/o derivados. Por ejemplo, el cartucho puede tener la configuración descrita en WO2016174180 A1.
En otros ejemplos no ilustrados, el cartucho 100 puede comprender más de una muestra a centrifugar y/o el soporte 31 único puede estar adaptado para recibir más de un cartucho 100. La centrifugadora de fluidos 1 puede comprender un dispositivo de detención configurado para detener el rotor 3 de forma que el soporte 31 destinado a recibir el cartucho 100 se pueda disponer en correspondencia con la abertura 41 como se explicará más adelante. En la figura 2 puede verse como el cartucho 100 dispuesto en el soporte 31 queda en correspondencia con la abertura 41 para que el usuario pueda extraerlo o introducirlo fácilmente y sin temor a equivocarse.
En un ejemplo, el dispositivo de detención puede comprender un freno electromagnético que comprende a su vez un par de elementos 51 , 52 vinculables magnéticamente entre sí: un elemento 51 puede ser solidario con el rotor 3 y el otro elemento 52 puede ser solidario con la cubeta 21 del bastidor 2.
El dispositivo de detención puede comprender un sensor de posición del rotor 3 respecto al bastidor 2. Esto permite que el freno electromagnético se pueda accionar en función de una señal de dicho sensor de posición, que puede ser directa o a través de una unidad de procesamiento 55 como se verá más adelante. El sensor de posición puede comprender un imán 53 solidario con el soporte 31 y un detector de campo magnético 54 solidario con la cubeta 21 del bastidor 2. Cuando el imán 53, que puede rotar solidario con el soporte 31 , pasa por encima del detector de campo magnético 54, éste lo detecta y envía la correspondiente señal, para que entre en funcionamiento el freno electromagnético que detiene el rotor 3 en la posición predeterminada.
La centrifugadora de fluidos 1 puede comprender un motor 6 vinculado operativamente al rotor 3 para la rotación del rotor 3 alrededor del eje de rotación A1. El dispositivo de detención puede comprender la unidad de procesamiento 55 configurada para regular el funcionamiento del motor 6. Así la unidad de procesamiento 55 puede activar, acelerar, frenar y/o detener el funcionamiento del motor 6. La centrifugadora de fluidos 1 también puede comprender una interfaz de usuario tal como una pantalla 8 para controlar/gestionar el centrifugado. Esta pantalla puede estar dispuesta en una porción saliente de la centrifugadora de fluidos 1 para facilitar la lectura por parte del usuario. En las figuras adjuntas, esta porción saliente presenta una sección transversal en forma de cuña. En un caso no ilustrado en el que este motor 6 sea de tipo paso a paso, se puede prescindir del freno electromagnético, puesto que en todo momento se puede conocer el desplazamiento angular del motor 6 y por tanto la posición angular del rotor 3 accionado por el motor 6. Esta información puede enviarse a la unidad de procesamiento 55 para controlar en todo momento el funcionamiento del motor 6.
En otros ejemplos no ilustrados, el motor 6 puede ser del tipo síncrono "BLDC" o de imanes permanentes. Las siglas inglesas "BLDC" se entienden como "Brushless DC" (motor sin escobillas de corriente continua). De forma parecida al ejemplo anterior, con el motor 6 de tipo síncrono BLDC también se puede prescindir del freno electromagnético ya que se puede conocer el desplazamiento angular del motor 6 y por tanto la posición angular del rotor 3 que se acciona por el motor 6. Esta información también puede enviarse a la unidad de procesamiento 55 para controlar el funcionamiento del motor 6.
En otro ejemplo no ilustrado, el dispositivo de detención puede comprender un codificador asociado al motor 6. A partir del giro del motor 6 se puede codificar la velocidad de rotación, el desplazamiento angular del motor 6, etc. Esta información puede enviarse a la unidad de procesamiento 55 para controlar en todo momento el funcionamiento del motor 6. De esta forma se puede prescindir del sensor de posición descrito anteriormente.
En las figuras 3-5 se muestra que el soporte 31 puede comprender un alojamiento o espacio adaptado a la forma del cartucho 100. La forma y dimensiones del soporte 31 se ajustan a la forma y las dimensiones del cartucho 100. De esta forma la sujeción del cartucho 100 es óptima para someterlo al proceso de centrifugado y permite una introducción y extracción sencillas; también se puede impedir la colocación incorrecta del cartucho 100 cuando no se introduce correctamente en el alojamiento adaptado, por ejemplo con el cartucho 100 bocabajo.
Continuando con las figuras 3-5, en ellas se aprecia que el rotor 3 puede comprender un contrapeso 200 dispuesto simétricamente al soporte 31 respecto al eje de rotación A1. De esta forma se equilibra el cartucho 100 dispuesto en el soporte 31 , único destinado a recibir un cartucho con fluido a centrifugar y separar. La centrifugadora de fluidos 1 puede comprender un soporte adicional 32, destinado a recibir el contrapeso 200. Así el contrapeso 200 podría ser por ejemplo otro cartucho, que puede rellenarse de agua o de otro líquido o fluido o sólido, de modo que tenga el mismo peso y distribución de masa similar que el cartucho con el fluido a centrifugar que se coloca en el soporte 31. De este modo es simple adaptar la centrifugadora a una aplicación concreta, en la cual los cartuchos con el fluido a centrifugar tendrán un peso determinado.
En otros ejemplos no ilustrados se puede disponer el contrapeso 200 en el rotor 3 sin el soporte adicional 32.
Cuando se dispone de un soporte 31 y un soporte adicional 32, el dispositivo de detención puede comprender el imán 53 del sensor de posición de forma solidaria con el soporte 31. El soporte adicional 32 puede ser solidario con alguno de los elementos 51 , 52 del freno electromagnético: en un ejemplo el elemento 51 puede ser una placa o similar hecha de material ferromagnético y el otro elemento 52 puede ser un electroimán que se acciona cuando el dispositivo de detención detecta el imán 53. No se entrará en más detalle con la estructura interna del electroimán puesto que podrá ser cualquiera al alcance del experto en la materia.
En la figura 3 se puede ver que el elemento 52, que puede ser el electroimán, y más concretamente su eje longitudinal, puede estar inclinado respecto al eje de rotación A1 , de forma que queda alineado respecto al soporte adicional 32 donde se ubica el elemento 51 , que puede ser la placa o pieza de material ferromagnético. Es decir, en un estado de reposo los dos elementos del freno electromagnético comparten inclinación respecto al eje de rotación A1. Con esta disposición del electroimán se garantiza la máxima eficacia del mismo cuando el soporte adicional 32 (y/o el soporte 31) alcanza o está a punto de alcanzar su inclinación mínima respecto al eje de rotación A1 , que corresponde con el estado de reposo.
Cuando no se disponga de un soporte adicional 32, el elemento 51 podrá situarse en cualquier otra parte del rotor 3. El soporte 31 y el soporte adicional 32 pueden estar configurados como receptáculo a modo de funda para poder recibir, respectivamente, el cartucho 100 y el contrapeso 200. Estos receptáculos pueden presentar una boca superior por la que se introduce o extrae el cartucho; además la abertura de esta boca puede extenderse por las paredes laterales del receptáculo, consiguiendo dejar una superficie libre de acceso al cartucho 100 y así mejorar la manipulación del mismo.
El dispositivo de detención puede comprender un sensor de posición del rotor 3 respecto al bastidor 2. Esto permite que el freno electromagnético se pueda accionar en función de una señal de dicho sensor de posición. El sensor de posición puede comprender un imán 53 solidario con el soporte 31 y un detector de campo magnético 54 solidario con el bastidor 2. Cuando el imán 53 pasa por encima del detector de campo magnético 54, éste lo detecta y envía la correspondiente señal, para que entre en funcionamiento el freno electromagnético que detiene el rotor 3 en la posición predeterminada.
En las figuras 2-3 se ha ilustrado una centrifugadora de líquidos 1 en la que puede apreciarse una tapa 7 abrible en correspondencia con la abertura 41 de la cubierta 4. Esta tapa 7 se puede abrir cuando el rotor 3 permanece en un estado de reposo.
Volviendo a las figuras 3-5, puede verse que de acuerdo con un ejemplo, el rotor 3 puede comprender un par de largueros 33, 34 unidos entre sí a través de un travesaño 35 de forma que se define una Ή". Los largueros 33, 34 pueden estar dispuestos simétricamente entre sí respecto al eje de rotación A1. En el ejemplo ilustrado, tanto el soporte 31 como el soporte adicional 32 están dispuestos respectivamente entre el par de largueros 33, 34 pero puede ser el caso de que alguno de los soportes no estén dispuestos de esta forma.
De acuerdo con otro ejemplo el soporte 31 puede estar dispuesto de forma oscilante respecto al rotor 3; de forma semejante y según un ejemplo distinto, el soporte adicional 32 también puede estar dispuesto de forma oscilante respecto al rotor 3. Para conseguir este efecto, los receptáculos (soporte 31 y soporte adicional 32) pueden estar vinculados de forma giratoria respecto al rotor 3, de manera que la inclinación relativa entre el cartucho 100 (p. ej. su eje longitudinal) y el eje de rotación A1 puede variar durante el centrifugado. En los ejemplos ilustrados los receptáculos están vinculados a los largueros 33, 34 mediante unos pasadores 36; de esta forma se consigue que los receptáculos puedan girar libremente respecto al rotor 3 cuando se les somete a fuerza centrífuga.
En los ejemplos mostrados en las figuras, el soporte 31 está desplazado respecto al eje de rotación A1. A continuación se va a describir un método para centrifugar un fluido con una centrifugadora de fluidos 1 de acuerdo con algunos ejemplos.
El método puede comprender: proporcionar un fluido en el soporte 31 del rotor 3. Para ello el usuario puede introducir el cartucho 100 con la muestra de fluido a centrifugar a través de la abertura 41 que queda expuesta cuando la tapa 7 está en una posición abierta. Como la abertura 41 está adaptada a la dimensión del soporte 31 único, el usuario no tiene posibilidad de equivocarse de emplazamiento para el cartucho 100; someter el fluido a un ciclo de centrifugado predeterminado. En este caso el usuario puede interactuar con la centrifugadora de fluidos 1 mediante una interfaz de usuario, por ejemplo la pantalla 8 que puede ser táctil. En otros ejemplos la activación del ciclo de centrifugado puede ser automática al cerrar la tapa 7 o puede ser a través de botones adecuados (no representados). La interfaz puede estar en comunicación de datos con la unidad de procesamiento 55 que regula a su vez el funcionamiento del motor 6. La unidad de procesamiento 55 puede tener almacenado uno o más ciclos de centrifugado predeterminados. Durante el centrifugado el soporte 31 y/o el soporte adicional 32 pueden variar su ángulo de inclinación relativo respecto al eje de rotación A1 debido a la fuerza centrífuga; de esta forma se puede facilitar una separación de componentes del fluido por sedimentación; detectar/determinar la posición del soporte 31 respecto al bastidor 2 de la centrifugadora y detener el rotor 3 de manera que el soporte 31 quede posicionado en correspondencia con la abertura 41 de la centrifugadora. Para detectar/determinar la posición relativa del soporte 31 se pueden emplear diversos ejemplos como los descritos anteriormente: sensor de posición, motor paso a paso, codificador asociado al motor, etc. En el ejemplo del sensor de posición el detector de campo magnético 54 puede detectar el imán 53 solidario con el soporte 31 y enviar por ejemplo esta información a la unidad de procesamiento 55 que puede enviar una orden de activación al freno electromagnético asociado al soporte adicional 32. De esta forma el soporte 31 con el cartucho 100 se detiene en correspondencia con la abertura 41. El usuario solo tiene que extraer el cartucho 100 sin temor a equivocarse.
En un caso ejemplar el cartucho 100 puede contener una muestra de sangre (no representada) que se introduce en la centrifugadora para separar los distintos componentes por sedimentación, aprovechándose de las distintas densidades de los mismos. Una vez finalizado el ciclo de centrifugado predeterminado, se puede extraer el cartucho 100 por la abertura 41 , con los componentes ya separados entre sí. Por ejemplo, el método puede comprender un ciclo de centrifugado como se describe en WO2016174180 A1.
A pesar de que se han descrito aquí sólo algunas realizaciones y ejemplos particulares de la invención, el experto en la materia comprenderá que son posibles otras realizaciones alternativas y/o usos de la invención, así como modificaciones obvias y elementos equivalentes. Además, la presente invención abarca todas las posibles combinaciones de las realizaciones concretas que se han descrito. Los signos numéricos relativos a los dibujos y colocados entre paréntesis en una reivindicación son solamente para intentar aumentar la comprensión de la reivindicación, y no deben ser interpretados como limitantes del alcance de la protección de la reivindicación. El alcance de la presente invención no debe limitarse a realizaciones concretas, sino que debe ser determinado únicamente por una lectura apropiada de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Centrifugadora de fluidos (1) que comprende:
un bastidor (2),
un rotor (3) montado giratorio alrededor de un eje de rotación (A1), sobre el bastidor (2), y
una cubierta (4) de protección del bastidor (2) y del rotor (3),
caracterizado por el hecho de que,
el rotor (3) comprende un único soporte (31) destinado a recibir un cartucho (100) con un fluido a centrifugar, y
la cubierta (4) comprende una abertura (41) adaptada a la dimensión del soporte (31) para permitir la introducción y extracción de un cartucho (100).
2. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 1 , que comprende un dispositivo de detención configurado para detener el rotor (3) de forma que el soporte (31) destinado a recibir el cartucho (100) se dispone en correspondencia con la abertura (41).
3. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 2, en la que el dispositivo de detención comprende un freno electromagnético que comprende un par de elementos (51 , 52) vinculables magnéticamente entre sí, siendo un elemento solidario (51) con el rotor (3) y el otro elemento (52) solidario con el bastidor (2).
4. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 3, en la que el dispositivo de detención comprende un sensor de posición del rotor (3) respecto al bastidor (2), de forma que el freno electromagnético es accionable en función de una señal de dicho sensor de posición.
5. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 4, en la que el sensor de posición comprende un imán solidario (53) con el soporte (31) y un detector de campo magnético (54) solidario con el bastidor (2).
6. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 2, que comprende un motor (6) para la rotación del rotor (3) alrededor del eje de rotación (A1), donde el dispositivo de detención comprende una unidad de procesamiento (55) configurada para regular el funcionamiento del motor (6).
7. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 6, en la que el motor (6) es del tipo paso a paso.
8. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 6, en la que el motor (6) es del tipo síncrono de imanes permanentes "BLDC".
9. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 2, que comprende un motor (6) para la rotación del rotor (3) alrededor del eje de rotación (A1), donde el dispositivo de detención comprende un codificador asociado al motor (6).
10. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que el soporte (31) está montado sobre el rotor (3) de forma oscilante.
1 1. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en la que el soporte (31) comprende un alojamiento adaptado a la forma del cartucho (100).
12. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11 , en la que el rotor (3) comprende un contrapeso (200) dispuesto simétricamente al soporte (31) respecto al eje de rotación (A1).
13. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 12, en la que el rotor (3) comprende un soporte adicional (32) destinado a recibir el contrapeso (200).
14. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 12-13, en la que el contrapeso (200) está montado sobre el rotor (3) de forma oscilante.
15. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en la que la cubierta (4) comprende una tapa (7) abrible en correspondencia con la abertura (41).
16. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en la que el rotor (3) comprende un par de largueros (33, 34) unidos entre sí a través de un travesaño (35) de forma que se define una Ή", donde los largueros (33, 34) están dispuestos simétricamente entre sí respecto al eje de rotación (A1).
17. Centrifugadora de fluidos (1) según la reivindicación 16, en la que el soporte (31) destinado a recibir el cartucho (100), está dispuesto entre el par de largueros (33, 34).
18. Centrifugadora de fluidos (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 16-17, en la que el soporte adicional (32) destinado a recibir el contrapeso (200), está dispuesto entre el par de largueros (33, 34).
19. Método para centrifugar un fluido con una centrifugadora de fluidos, que comprende:
proporcionar un fluido en un soporte (31) de un rotor (3) de la centrifugadora; y someter el fluido a un ciclo de centrifugado predeterminado;
caracterizado por el hecho de que comprende:
detectar la posición del soporte (31) respecto a un bastidor (2) de la centrifugadora y detener el rotor (3) de manera que el soporte (31) quede posicionado en correspondencia con una abertura (41) de la centrifugadora, donde la abertura (41) está adaptada a la dimensión del soporte (31).
20. Método según la reivindicación 19, en el que el soporte está dispuesto de forma oscilante respecto al rotor (3) de modo que el ángulo de inclinación del soporte (31) respecto a un eje de rotación (A1) del rotor (3), varía al someter el fluido a un ciclo de centrifugado predeterminado.
21. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 19-20, en el que para detener el rotor (3) se vincula magnéticamente un elemento (51) solidario con el rotor (3) y otro elemento (52) solidario con el bastidor (2).
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