帶有濾芯的離心轉筒的製作方法
2023-12-03 15:10:21 3
專利名稱：帶有濾芯的離心轉筒的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於分離血液成份和其它類似流體的離心轉筒。更具體地說，本發明涉及具有用於從全血中提取過濾的血漿部分的濾芯的離心轉筒。
人血主要包括三種特殊的細胞(即，紅血球、白血球和血小板)，它們懸浮在稱為血漿的蛋白質和其它化學物質的複合水溶液中。儘管在過去輸血是使用全血，但目前的趨勢是僅收集和灌輸特定病人所需要的那些血液成份或部分。這種方法保護了可用的血源並且在很多情況下對病人更好，這是因為病人不會暴露給不必要的血液成份，特別是可能傳播病原體的白血球。在輸血中兩種較常見的血液部分是紅血球和血漿。輸血漿特別常用於補充被消耗的凝血因子。事實上，僅在美國，每年要輸約2百萬個血漿單位。收集的血漿還被集中起來以分餾成其組成成份，包括蛋白質，如第八因子(Factor VIII)、白蛋白、免疫血清球蛋白，等等。
單獨的血液成份，包括血漿，可以通過「袋」離心法從以前收集的全血單位中獲得。通過這種方法，將裝在塑膠袋中的一單位的抗凝全血放置到實驗室離心機中並以非常高的速度旋轉，使血液受到許多倍重力的作用。這使得各種血液成份根據其密度分成許多層。特別是，密度較大的成份如紅血球與密度較小的成份如白血球和血小板分離。然後可以將每種血液成份從袋中擠出並單獨收集。
美國專利No.4,871,462公開了另外一種用於分離血液成份的方法。特別是，一過濾器包括一固定的圓柱形容器，該容器容納可旋轉的圓柱形濾膜。容器和濾膜構造為在容器和濾膜的側壁之間僅限定非常窄的縫隙。然後將血液導入該窄縫中。內部的濾膜以足夠高的速度旋轉在流體中產生通常所說的泰勒旋渦。泰勒旋渦的存在主要產生剪切力，該剪切力迫使血漿穿過濾膜並將紅血球掃掉。
還可通過稱為單採血液成分術的方法來獲得特殊的血液成份，在這種方法中，全血從獻血者直接輸送到血液處理機，血液處理機包括用於分離血液的封閉旋轉離心轉筒。通過這種方法，只收集希望的血液成份。其餘的血液成份直接返回獻血者，常常允許收集更多體積的希望成份。例如，通過血漿提取法，來自獻血者的全血輸送到轉筒，在這裡全血被分離成其各種組成成份。然後將血漿從轉筒中取出並輸送到單獨的收集袋，而其它成份(例如，紅血球和白血球)則直接返回到獻血者。
圖1為帶有附加的過濾步驟的血漿提取法系統100的方框圖。系統100包括一次性的安裝組合件(harness)102，該安裝組合件連接在血液處理機104上。安裝組合件102包括用於從獻血者的臂部108抽血的靜脈放血針106，抗凝溶液容器110，臨時紅血球(RBC)儲存袋112，離心轉筒114，初級血漿收集袋116和末級血漿收集袋118。輸入管路120將靜脈放血針106聯接在轉筒114的輸入口122上，輸出管路124將轉筒114的輸出口126聯接在初級血漿收集袋116上。血液處理機104包括控制器130，電動機132，離心卡盤134，兩個蠕動泵136和138。控制器130可操作地聯接在兩個蠕動泵136和138上，並且還聯接在電動機132上，電動機132驅動卡盤134。
在操作中，輸入管路120通過第一蠕動泵136供給，聯接在輸入管路120上的來自抗凝劑容器110的140通過第二蠕動泵138供給。離心轉筒114還插入在卡盤134中。靜脈放血針106插入到獻血者的臂部108中，控制器130啟動兩個蠕動泵136和138，從而將抗凝劑與來自獻血者的全血混合，並將抗凝的全血通過輸入管路120輸送到離心轉筒114內。控制器130還啟動電動機132以通過卡盤134高速旋轉轉筒114。轉筒114的旋轉使全血按密度分離成分立的層。特別是，密度較高的紅血球積聚在轉筒114的周邊，而密度較低的血漿形成位於紅血球內部的圓環形層。然後強迫血漿穿過轉筒114的流出口(未示出)並從轉筒的輸出口126排出。由此血漿通過輸出管路124被輸送到初級血漿收集袋116。
當所述的血漿都被取出並且轉筒114充滿RBC時，離心轉筒停止旋轉，第一泵136反轉以將RBC從轉筒114輸送到臨時RBC收集袋112中。當轉筒114排空後，重新開始從獻血者收集和分離全血。當該過程結束時，轉筒114和臨時RBC收集袋112中的RBC通過靜脈放血針106返回到獻血者。可以從安裝組合件102上取下充滿血漿的初級血漿收集袋116並運送到血庫或醫院供隨後的輸血使用。
儘管系統通常具有高分離效率，但是收集的血漿卻包含某些殘留的血細胞。例如，在利用來自美國麻省Braintree的Haemonetics公司的吹塑製造的離心轉筒的一次性附加裝置中，收集的血漿每微升通常含有0.1到30個白血球和5,000到50,000個血小板。這至少部分是因為轉筒114的8000轉每分鐘的轉速限制和需要保持轉筒的裝填速率大於60毫升每分鐘(ml/min.)以使收集時間最短，從而在轉筒中造成血液成份的輕微的再混合。而且，還應注意到，很多國家一直在降低在它們的血液成份供應品中可能存在的白血球和其它殘餘細胞的允許水平。
業已建議安裝一個或多個過濾器，如過濾器142，以按與過濾收集的血小板類似的方法從收集的血漿中去除殘餘的細胞。過濾器142可以布置在次級輸出管路144中，次級管路144將初級和末級血漿收集袋116、118聯接在一起。當血漿被收集在初級血漿袋116中後，可以打開單向閥(未示出)以允許血漿穿過次級輸出管路144、過濾器142並進入到末級血漿收集袋118中。
儘管這樣可能生產出「更純」的血漿製品，但包括單獨過濾器元件的一次性血漿提取法安裝組合件是不利的，這有幾個原因。特別是，增加過濾器和另外的血漿收集袋提高了安裝組合件的成本並且使其複雜度增加。從而，希望有一種能以較低成本有效生產「更純」的血漿部分的替代系統。
簡而言之，本發明涉及離心轉筒，該離心轉筒帶有布置在轉筒內部的旋轉濾芯。
本發明的廣義形式在於用於將全血分離成血液部分的血液處理離心轉筒，該轉筒包括轉筒主體，轉筒主體繞中心軸線旋轉並限定整體封裝的分離腔(304)；用於從轉筒中抽取一種或多種血液部分的通道(324)，該通道帶有布置在分離腔內的出口(224)；布置在分離腔(304)內的濾芯(328)，濾芯具有濾膜(330)，濾膜構造為能夠阻擋包含在第一血液部分中的一種或多種殘餘細胞，濾芯與出口配合，使得第一血液部分(348)在到達出口並被從轉筒中抽出之前穿過濾膜。
本發明還在於從全血中收集血漿部分的方法，該方法包括這樣的步驟，即向具有分離腔的旋轉離心轉筒供應全血；在分離腔內利用離心力將全血分離成多種部分，包括血漿部分；迫使血漿部分徑向向內穿過布置在分離腔內的濾芯以阻擋非血漿物質，包括任何無關的白血球、紅血球和血小板；從離心轉筒裡面將過濾好的血漿從濾芯內部區域抽取出來。
特別是，離心轉筒包括限定封閉分離腔的旋轉的轉筒主體。固定的頂蓋組件通過旋轉密封安裝在轉筒主體的頂部，該頂蓋組件包括用於接收全血的輸入口和可從中抽取血液成份的輸出口。輸入口與伸入到分離腔內的供給管流體連通。輸出口與布置在轉筒主體分離腔內的流出管流體連通。流出與包括相對轉筒的中心旋轉軸線處於第一徑向位置的入口。整體圓柱形的濾芯布置在分離腔內部並安裝以與轉筒主體一起旋轉。濾芯的尺寸做成阻擋一種或多種殘餘細胞，但允許血漿穿過。濾芯通常布置在第二徑向位置上，第二徑向位置比限定通向流出管的入口的第一徑向位置稍稍寬一些。
一優選實施例涉及用於將全血離心分離成血液部分的血液處理離心轉筒，該離心轉筒具有一軸線並包括一可繞其軸線旋轉的轉筒主體(302)，該轉筒主體整體限定基本封裝的離心分離腔並具有封閉的底部；用於使從離心的全血分離出的血漿能夠作為流出物被抽出的通道，該通道包括布置在分離腔內的血漿出口，所述血漿出口具有與轉筒軸線距離為R1的入口；導入待處理血液的輸入口(220)，所述輸入口包括基本延伸到轉筒主體底部的供給管構件(316)；具有濾膜的濾芯，其中濾膜允許血漿穿過，但不允許包括白血球、紅血球和血小板在內的非血漿物質穿過，所述過濾器構件具有布置為與離心轉筒軸線基本同軸的圓形橫截面，所述濾膜包括至少這樣的部分，該部分為截頭圓錐形構造，其錐形的會聚端朝向下方並終止於比轉筒主體底部高出預定高度H處，所述截頭圓錐形構造上端的內部半徑為R2，其中R2＞R1。
在操作中，通過離心卡盤使轉筒以高速旋轉。抗凝的全血輸送到輸入口，流過供給管並被輸送到轉筒主體的分離腔。由於在分離腔內產生的離心力，全血被分離成其各種分立的成份。特別是，密度較高的紅血球形成貼在轉筒主體周邊上的第一層。密度比紅血球低的血漿形成位於第一紅血球層內部的環形第二層。當其它的全血被輸送到分離腔中時，環形的血漿層向旋轉的濾芯靠近並最終與濾芯接觸。血漿穿過濾芯，進入到流出管的入口並被通過輸出口從轉筒中抽出。血漿層中包含的任何殘餘細胞都被阻擋在濾芯的外表面上，從而不能到達流出管的入口，流出管的入口相對旋轉軸線位於濾芯的內部。從而，從本發明的離心轉筒中抽出的血漿基本上沒有殘餘的細胞，因此不再需要任何下遊的過濾器構件。
當所有的血漿都被從轉筒中抽出後，在分離腔中剩下的基本上是大量的紅血球，這時轉筒停止旋轉。當離心力消失後，紅血球只是聚集在轉筒的底部。為防止紅血球接觸濾芯的內表面，一實心裙部從濾芯的底部向上方延伸。紅血球可通過供給管和「輸入」口從停止旋轉的轉筒中抽出。隨著從轉筒中排空紅血球，轉筒可以再次旋轉。轉筒的隨後旋轉使在過濾過程中可能粘在濾芯外表面上的任何殘餘細胞被從濾芯上甩掉，基本上「清理」了濾芯。因此，離心轉筒就準備好供任何隨後的血液分離循環使用。
下面參照附圖描述本發明圖1為前面討論過的先有技術血漿提取法系統的方框圖；圖2為根據本發明的一個實施例的血漿提取法系統方框圖；圖3為展示旋轉濾芯的圖2離心轉筒的橫截面視圖；圖4為本發明離心轉筒替代實施例的橫截面視圖；圖5為供在本發明中使用的濾芯使用的優選支撐結構的等比例視圖；圖6為圖5支撐結構的橫截面側視圖。
圖2為根據本發明的血液處理系統200的示意性方框圖。系統200包括一次性的收集裝置202，該裝置可連接在血液處理機204上。收集裝置202包括用於從獻血者的臂部208抽血的靜脈放血針206、抗凝劑容器210一如來自Haemonetics公司的AS-3、臨時紅血球(RBC)儲存袋212、離心轉筒214和末級血漿收集袋216。輸入管路218將靜脈放血針206聯接在轉筒214的輸入口220上，輸出管路222將轉筒214的輸出口224聯接在血漿收集袋216上。供給管路225將抗凝劑210連接在輸入管路218上。血液處理機204包括控制器226，電動機228，離心卡盤230，兩個蠕動泵232和234。控制器226可操作地聯接在兩個蠕動泵232和234上，並且還聯接在電動機228上，電動機228驅動卡盤230。
適合與本發明一起使用的血液處理機是來自Haemonetics公司的PCS2系統，其用於收集血漿。
圖3為本發明優選實施例的離心轉筒214的橫截面側視圖。轉筒214包括整體圓柱形的轉筒主體302，其限定封閉的分離腔304。轉筒主體302包括底部306，開口頂部308和側壁310。轉筒214還包括頂蓋組件312，頂蓋組件通過環形旋轉密封314安裝在轉筒主體302的頂部。輸入口220和輸出口224為頂蓋組件312的一部分。與輸入口220流體連通的供給管316從頂蓋組件312伸入到分離腔304中。供給管316具有開口318，該開口最好接近轉筒主體302的底部306，使得通過供給管316流動的液體在轉筒主體302的底部306被排放出來。頂蓋組件312還包括輸出口，如流出通道320，其布置在分離腔304內部。流出通道320可以靠近轉筒主體302的頂部308。在優選實施例中，流出通道320由一對間隔開的盤322a、322b構成，這兩個盤限定通道324，通道324的整體圓周入口326相對轉筒214的中心旋轉軸線A-A處於第一徑向位置R1。
適合與本發明一起使用的頂蓋組件和轉筒主體描述在美國專利No.4,983,158中。但應理解為也可利用其它的轉筒構造。
具有整體圓柱形側壁330的濾芯328布置在轉筒302的分離腔304中。側壁330最好布置在比第一徑向位置R1稍稍寬一些的第二徑向位置R2，如上所述，第一徑向位置R1限定通向通道324的入口326。在側壁330的底部330a有第一傾斜部分332，該部分向下延伸向底部306並向軸線A-A傾斜。從第一傾斜部分332向上延伸的實心裙部334也向軸線A-A傾斜。裙部限定與傾斜部分332相對的圓周336，在優選實施例中，圓周336與轉筒主體302底部306的間隔距離為高度H。濾芯328最好安裝為與轉筒主體302一起旋轉。特別是，與裙部334相對的濾芯328上部可附著在轉筒主體302的頂部308上。
有利的是濾芯328的側壁330和第一傾斜部分332都由濾膜構成或包括濾膜，濾膜的尺寸為阻擋一種或多種殘餘細胞，如至少白血球，但允許血漿穿過。在優選實施例中，濾膜的孔眼尺寸為2到0.8微米。適合與濾芯328一起使用的濾膜為來自美國加州Palm Desert的美國過濾器公司的BTS-5薄膜或來自美國紐約East Hills的Pall公司的Supor薄膜。濾膜可以另外或作為選擇構成為阻擋紅血球、血小板、不同形式的白血球和/或非細胞血液成份。實心裙部334可以用塑料、矽或其它合適的材料形成。從而，包括血漿在內的血液成份中沒有一種能夠穿過濾芯328的裙部334。裙部334還可以是真正的圓柱形並在側壁330內部幣延伸。
應該理解，本發明的濾膜可以具有多種形式。例如，其可以由親合性介質構成，一種或多種殘餘細胞(但沒有血漿)粘在該介質上，從而將殘餘細胞從穿過膜的血漿中去除。濾膜還可由最好在0.5到2.0微米範圍內的等孔眼尺寸或非等孔眼尺寸的微孔膜構成。濾膜還可以是親合性介質和微孔膜的組合。濾芯328還可包括間隔開或疊放在一起的兩個或多個不同孔眼尺寸或親合性的膜層。有利的是，這種膜層的孔眼尺寸向流出管320入口326方向逐漸減小。此外，一個或多個濾膜層可以由非織布介質或材料構成。
在操作中，一次性的的收集裝置202(圖2)連接在血液處理機204上。特別是，輸入管路218經由第一泵232，來自抗凝劑容器210的供給管路225經由第二泵234。離心轉筒214牢固地安裝在卡盤230上，其中頂蓋組件312保持固定。然後將靜脈放血針206插入到獻血者的臂部208中。然後，控制器226啟動兩個泵232、234和電動機228。兩個泵232、234的操作使來自獻血者的全血與來自容器210的抗凝劑混合併被輸送到轉筒214的輸入口220。電動機228的操作驅動卡盤230，卡盤又使轉筒214旋轉。抗凝的全血流過供給管316(圖3)並進入到分離腔304中。在旋轉轉筒214的分離腔304內產生的離心力迫使血液靠在側壁310上。轉筒214的持續旋轉使血液按密度分離成分立的層。特別是，密度最高的全血成份RBCs形成靠在側壁310周邊上的第一層340。RBC層340具有表面342。相對軸線A-A位於RBC層340內部的是血漿層344，因為血漿的密度比紅血球低。血漿層344也具有表面346。
應該理解，包含白血球和血小板的白細胞層(未示出)可能形成在紅血球層和血漿層之間。
當額外的抗凝全血輸送到轉筒214的分離腔304中時，每個層340、344開始「增長」，從而血漿層344的表面346向中心軸線A-A移動。在某一時刻，表面346將會接觸濾芯328的圓柱形側壁330。由於內壁330的濾膜流阻，血漿層344的表面346開始「爬」上濾芯328的傾斜部分332。事實上，血漿將繼續爬上傾斜部分332，直到產生足夠的壓頭以「泵送」血漿穿過過濾器件。即，由於在分離腔304內產生的大離心力，血漿層表面346相對濾芯328圓柱形側壁330的固定徑向位置的徑向「高度」建立相當大的壓頭。例如，對於20毫米的外濾芯半徑R2和「超過」外濾芯半徑的徑向「高度」4毫米的血漿，將會產生橫過濾芯328的約300毫米汞柱(Hg)的橫跨膜壓力，該壓力遠遠大於足以泵送血漿穿過濾膜的壓力。為展示清楚，圖中所示的壓力差被誇大了。此外，濾芯328的徑向「深度」最好為能夠防止未被過濾的血漿溢出裙部334的邊緣或圓周並被從轉筒214中抽出。即，在預計的轉筒214操作條件下，如由第一傾斜部分332和裙部334的徑向寬度限定的邊緣336比血漿表面346更接近軸線A-A。
由於在側壁330和傾斜部分332處的濾膜構造(例如孔眼尺寸)，只允許血漿穿過濾芯328。仍在血漿層314中的任何殘餘血液成份，如白血球，都被阻擋在相對軸線A-A的濾芯328外表面上。如由箭頭P(圖3)所示，穿過濾芯328後，被過濾的血漿348進入流出管320的入口326並沿通道326流動。由此被過濾的血漿通過與流出管320流體連通的輸出口224被從轉筒214中取出。然後被過濾的血漿通過輸出管路222(圖2)輸送並進入到血漿收集袋216中。
當向轉筒214輸送額外的抗凝全血並且取出被過濾的血漿時，RBC層340的深度開始增加。當RBC層340的表面342到達濾芯328時，表示分離腔304中的所有血漿已全被取出，這時最好暫停該過程。RBC層340的表面342到達濾芯328的情況可用光學方法檢測。具體說，轉筒214還可包括傳統的光學反射器350，該反射器與中心軸線A-A的距離與濾芯328的側壁330基本相同(例如R2)。反射器350與位於血液處理機204內的光學發射器和檢測器(未示出)配合以檢測在相對濾芯328預先選定的點處是否存在RBCs，並使相應的信號傳送給控制器226。作為響應，控制器226暫停該過程。
應該理解，光學部件和控制器226可以構造為在替代條件下和/或檢測到其它部分時暫停轉筒裝填操作。
具體地，控制器226停止泵232、234和電動機228，從而停止轉筒214。離心力消失後，層340中的RBC落到轉筒214的底部。即，RBC落到與頂蓋組件312相對的分離腔304底部。如上所述，裙部334的端部邊緣336最好定位為使得在停止的轉筒214中包含的RBC不會溢出並接觸相對軸線A-A的濾膜內表面。例如，當轉筒214停止後，端部位置336相對轉筒主體302的底部306的高度H比RBC的高度高。因此，RBC不會接觸濾芯328的任何內表面部分。下面更詳細地描述該特徵的重要性。
當等待足夠的時間以使RBC落到停止的轉筒214中後，控制器226以相反的方向啟動泵232。這使轉筒214下部的RBC被抽到供給管316中並通過輸入口220從轉筒214中抽出。然後通過輸入管路218將RBC輸送到臨時RBC儲存袋212中。應該理解，可以操作一個或多個閥門(未示出)以保證RBC被輸送到袋212中。為促進RBC從轉筒214中排空，裙部334的構造最好允許來自血漿收集袋216的空氣易於進入到分離腔304中。即，裙部334的終點336與供給管316間隔開並且裙部334不會阻擋從流出管320進入分離腔304的氣流。從而，空氣不需要穿過溼濾芯328以允許將RBC排空。應該理解，在轉筒裝填過程中，這種構造和布置方式還促進從分離腔304中排除空氣。
當所有的RBC都被從轉筒214轉移到臨時儲存袋212中時，系統200就為開始下一個血漿收集循環做好了準備。特別是，控制器226再次啟動兩個泵232、234和電動機228。為在下一個收集循環開始之前「清理」濾芯328，控制器226最好以這樣的方式(或以這樣的順序)啟動電動機228和泵232、234，即在允許抗凝全血到達分離腔304之前，使轉筒214以其操作速度旋轉一定時間。通過在空轉筒214中旋轉濾芯328，在血漿收集過程中「被截留」在其外表面上的殘餘血細胞就被甩掉了。因此，可能粘在其表面上的殘餘血細胞就被從濾芯328上有效地「清除」了。該中間「清理」步驟保證濾膜的整個表面區域在每個血漿收集循環中都可用於過濾，而不僅僅是第一收集循環。
當截留的細胞被從過濾器上清除後，如上所述開始血漿收集過程。特別是，在轉筒214的分離腔304內抗凝全血被分離成其組成成份，並且血漿被通過濾芯328泵出。從轉筒214中取出過濾後的血漿並沿輸出管路222輸送到血漿收集袋216，添加到在第一循環中收集的血漿中。當轉筒214的分離腔304再次充滿RBC(如由光學檢測器檢測的)時，控制器226停止收集過程。具體地，控制器停止兩個泵232、234和電動機228。如果過程結束(即，已經捐贈出希望量的血漿)，系統則將RBC返回給獻血者。特別是，控制器226以相反方向啟動泵232以通過輸入管路218從轉筒214和臨儲存袋212泵送RBC。RBC流經靜脈放血針206並返回到獻血者。
當RBC返回到獻血者後，可以取下靜脈放血針206並鬆開獻血者。現在充滿過濾後血漿的血漿收集袋216可以從一次性收集裝置202上取下來並密封好。一次性裝置202的其餘部分，包括針、袋210、212和轉筒214可以拋棄了。過濾後的血漿可以運輸到血庫或醫院。
現在應該注意到防止任何殘餘細胞或非血漿血液成份接觸相對軸線A-A的濾芯328內表面的重要性。特別是，當轉筒排空時，通過旋轉轉筒214無法將允許接觸濾芯328內表面的殘餘細胞清除。相反地，這些殘餘細胞會保持阻塞在濾芯328的內表面上。而且，當重新開始收集過程時，這些殘餘細胞將附著血漿被通過流出管320抽出，從而「汙染」了收集袋216中的過濾好的血漿。從而，在優選實施例中，濾芯構造為能夠防止非血漿血液成份接觸濾芯的內表面。
而且，根據希望的濾膜表面面積和紅血球在停止的轉筒中的預期高度，有可能去掉裙部332。即，如果在濾芯的最低部分仍高於佔據停止的轉筒214的RBC時可獲得足夠的過濾面積，則可以去掉裙部332。在優選實施例中，濾芯328的過濾面積約為50平方釐米。從而，該技術領域的普通技術人員將會認識到如果進行單個收集循環，可以允許殘餘細胞接觸濾芯的內表面。更具體地，在排空紅血球時，可以允許殘餘細胞(如停止的轉筒的內容物)接觸濾芯的內表面。
如上所示，本發明提供了用於收集被過濾的或比目前通過傳統離心轉筒可獲得的更「純」的血漿製品的高效、低成本系統。在優選實施例中，系統200還包括一個或多個用於檢測濾芯328是否被阻塞的裝置。特別是，血液處理機204可包括聯接在控制器226上的一個或多個傳統的液體流量傳感器(未示出)，以測量進入轉筒214中的抗凝全血流量和從轉筒214中流出的過濾的血漿流量。控制器226最好監視流量傳感器的輸出，如果在一段持續時間內全血的流量超過了血漿的流量，則控制器226最好暫停收集過程。系統200還可包括檢測輸出管路222中的紅血球壓力的一個或多個傳統的管路傳感器(未示出)。在輸出管路222中存在紅血球可能表示分離腔304中的血液成份溢出裙部334。
應該理解，濾芯可以具有替代的構造。例如，圖4為具有整體截頭圓錐形濾芯402的離心轉筒400的橫截面側視圖。轉筒400包括許多與轉筒214類似的元件。例如，轉筒400具有用於限定封閉的分離腔412的整體圓柱形轉筒主體404，轉筒主體具有底部406、開口的頂部408和側壁410。頂蓋組件414通過旋轉密封416安裝在轉筒主體402上。供給管418伸入到轉筒400的分離腔412中，頂蓋組件414包括限定入口422的流出管420。也伸入到分離腔412內的截頭圓錐形濾芯402包括大直徑部分424和小直徑部分426。特別是，濾芯402的大直徑部分424最好布置在比流出管420入口422的徑向位置R4稍稍寬的徑向位置R3。實心裙部428最好形成在濾芯402的小直徑部分426。裙部428最好相對頂蓋組件414向上延伸並可向中心旋轉軸線A-A傾斜。裙部428同樣限定端部邊緣430，在優選實施例中，該端部邊緣430與轉筒主體404底部406的間隔為H，其原因如上所述。不包含裙部428的濾芯402最好由濾膜構成，濾膜的尺寸為阻擋至少白血球，但允許血漿穿過。
在操作中，同樣將抗凝全血輸送到旋轉轉筒400的分離腔412。全血分離成RBC層432和具有表面436的血漿層434。由於濾芯402的濾膜造成的流阻，血漿層434的表面436「爬」上截頭圓錐形濾芯的一部分，直到產生足夠的壓頭以「泵送」血漿穿過濾膜，產生過濾的血漿438。而且，通過使裙部428的端部邊緣430與轉筒主體404的底部406間隔開高度H，在轉筒400停止時就能夠防止包括RBC在內的殘餘細胞接觸濾芯402的內表面。
圖5和6分別為優選濾芯支撐結構500的等比例視圖和橫截面側視圖。支撐結構500為整體圓柱形，其限定外圓柱形表面502、第一開口端504和第二開口端506。在支撐結構500的外表面502內形成有一個或多個暗渠部分，如暗渠部分508，這些暗渠部分最好包圍支撐結構500表面區域的大部分。在優選實施例中，每個暗渠部分508相對外表面502凹進。在每個暗渠部分508內布置有多個間隔開的肋條510，每個肋條都包括與支撐結構500的外表面502齊平的頂面510a。每個暗渠部分508還包括多個放洩孔512(圖5)，放洩孔提供與支撐結構500內部514(圖6)的流體連通。更具體地，相鄰肋條510之間的空間限定通向放洩孔512的相應通道516。
代替濾芯328的傾斜部分332(圖3)，支撐結構500包括布置在第二開口端506的向內延伸的支架518(圖6)。支撐結構500還包括與裙部334(圖3)類似的裙部520。特別是，截頭圓錐形的裙部520附裝在支架518上並在支撐結構500的內部514從第二開口端506向第一開口端504延伸。裙部520還限定與第二開口端506相對的孔522，該孔522提供第一和第二開口端504、506之間的流體連通。
環置在支撐結構500上的是過濾介質(未示出)，其構造為阻擋一種或多種殘餘細胞，但允許血漿穿過。過濾介質可通過任何適當的方法附著在支撐結構500上，例如膠帶、超聲波焊接、熱封，等等。由於肋條510的構造，過濾介質與各自的暗渠部分508間隔開。即，在暗渠部分508的區域，過濾介質由肋條510的頂面510a支撐。當血漿穿過過濾介質時，其進入到相應的暗渠部分508中。由此被過濾的血漿沿通道516流動，通過放洩孔512並進入到支撐結構的內部514內。支撐結構500最好安裝在轉筒主體302上(圖3)，使得第一開口端504靠近頂蓋組件312。如上所述，被過濾的血漿通過出口520(圖3)被從轉筒214中抽出。而且，裙部520的構造防止未被過濾的血漿被從轉筒214中抽出或接觸過濾介質的內表面。從而，裙部520的開口522允許供給管316(圖3)穿過支撐結構500並在排除紅血球或其它成份時允許空氣進入轉筒214的分離腔304內。
該技術領域的普通技術人員將會理解，只要在到達出口之間血漿被強迫穿過濾芯，其它的濾芯構造，包括支撐結構，都是可以的。
還應該理解，本發明的濾芯可相對可旋轉的轉筒主體固定。即，作為另外一種選擇，濾芯可以固定以頂蓋組件上，而不是固定在轉筒主體上。還應該理解，本發明的濾芯可以結合到具有不同幾何形狀的離心轉筒中，包括來自Haemonetics公司的鐘形Latham系列離心轉筒。
前面的描述涉及本發明的特定實施例。但是很明顯，可以對所述實施例進行其它的變型和改變以獲得它們的某些優點或全部優點。從而，該描述應被認為是舉例性的，而不是限制性的。例如，只有某些結構將被過濾的血漿輸送回入口，濾膜實際上就可布置在流出管入口的內側。後附權利要求的目的旨在包括所有這種變型和改變。
權利要求
1.用於將全血分離成血液部分的血液處理離心轉筒，該轉筒包括轉筒主體(302)，其可繞中心軸線旋轉並限定整體封閉的分離腔(304)；通道(324)，其包括布置在分離腔內用於從轉筒中抽出一種或多種血液部分的出口(224)；布置在分離腔(304)內的濾芯(328)，濾芯具有構造為阻擋第一血液部分中包含的一種或多種殘餘細胞的濾膜(330)，濾芯與出口配合使得第一血液部分(348)在到達出口並被從轉筒中抽出之前穿過濾膜。
2.根據權利要求1中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，濾芯(328)安裝在轉筒主體上以與轉筒一起旋轉，並且包括0.5到2微米的小孔。
3.根據權利要求1中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，第一血液部分是血漿(344)，一種或多種殘餘細胞包括白血球、紅血球(340)和血小板。
4.根據權利要求1中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，出口是流出管，其特徵還在於，通道包括入口，其特徵還在於，濾芯包括繞中心軸線同軸對準的圓柱形部分，其特徵還在於，至少濾芯的一部分相對中心軸線位於入口的徑向外側。
5.根據權利要求4中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，離心轉筒包括具有供給管件(316)的血液輸入口(220)，供給管件接收基本在轉筒底部(220)進行處理的血液，其特徵還在於，圓柱形濾芯(328)還包括位於轉筒底部上方預定高度的傾斜部分(332)，該傾斜部分向中心軸線傾向並向下向中心軸線方向會聚。
6.根據權利要求5中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，轉筒主體包括底部，圓柱形濾芯還包括內實心裙部(334)，該裙部相對轉筒底部從傾斜部分向上延伸。
7.根據權利要求6中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，濾芯的實心裙部包括塑料材料並具有圓周邊緣(336)，該圓周邊緣與轉筒主體底部間隔開，使得能夠防止在分離腔中剩餘的一種或多種血液部分溢出裙部並接觸相對中心軸線的濾芯內表面。
8.根據權利要求6中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，實心裙部包括用矽製造的基本垂直的圓柱形件。
9.根據權利要求8中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，截頭圓錐形的濾芯具有大直徑部分，該部分布置在通向流出管的入口的相對中心軸線的徑向外側。
10.根據權利要求1中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，濾膜至少部分由對一種或多種殘餘細胞具有親合力的介質構成。
11.根據權利要求10中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，濾膜還包括微孔部分。
12.根據權利要求1中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，濾膜包括兩層或多層。
13.根據權利要求12中所述的血液處理離心轉筒，其特徵在於，每個濾膜層都具有孔眼尺寸，濾膜層的孔眼尺寸向出口方向逐漸減小。
14.用於從全血中收集血漿部分的方法，該方法包括如下步驟向具有分離腔的旋轉離心轉筒供應全血；在分離腔內用離心方法將全血分離成多種部分，包括血漿部分；迫使血漿部分徑向向內穿過布置在分離腔中的濾芯以阻擋非血漿物質，包括任何無關的白血球、紅血球和血小板；從離心轉筒中將被過濾的血漿從濾芯內部區域抽出。
15.用於將承受離心作用的全血分離成血液部分的血液處理離心轉筒，該離心轉筒具有軸線並包括轉筒主體(302)，可繞其軸線旋轉並整體限定基本封閉的離心分離腔並具有封閉的底部；用於使從承受離心作用的全血中分離出的血漿作為流出物被抽出的通道，通道包括布置在分離腔內的血漿出口，所述血漿出口的入口與轉筒軸線距離為R1；導入待處理血液的輸入口(220)，所述輸入口包括基本延伸到轉筒主體底部的供給管件(316)；具有濾膜的濾芯，濾膜只允許血漿通過，而不允許包括白血球、紅血球和血小板在內的非血漿成份通過，所述濾膜具有與離心轉筒軸線基本同軸布置的圓形橫截面，所述濾膜包括至少截頭圓錐形構造的部分，該部分的傾斜會聚端朝下並終止於轉筒主體底部上方的預定高度H處，所述截頭圓錐形構造具有內部半徑為R2的上端，其中R2＞R1。
全文摘要
用於分離血液製品的離心轉筒包括一布置在轉筒內的圓柱形濾芯,該濾芯最好與轉筒同軸並與轉筒一起旋轉。離心轉筒包括旋轉的轉筒主體,該主體帶有封閉的底部並限定封閉的分離腔。濾芯包括濾膜,濾膜的大小為至少阻擋白血球,但允許血漿通過。濾芯基本布置在分離腔內,使得血漿在被從離心轉筒中取出之前,被強迫徑向向內穿過濾芯。加入濾芯提供了從獻血者提取「更純」血漿部分的高效、低成本的方法,排除了白血球。
文檔編號B01D63/08GK1276268SQ00117979
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月2日 優先權日1999年6月3日
發明者E·帕熱斯 申請人:赫默內蒂克斯公司