具有環形過濾器的離心機的製作方法
2023-09-14 06:35:45
專利名稱：具有環形過濾器的離心機的製作方法
技術領域：
本發明涉及從血漿中分離血液成分，例如纖維蛋白單體的離心裝置，所述的方法包括用一種或多種試劑處理血漿，其中將所述的這些試劑釋放到一個裝有所述血漿的適宜的反應室中，且因此採用新型的離心過濾裝置和方法在該室中從所需的產品中除去這些試劑。
背景技術：
EP-DS 592,242敘述了一些用於一種全新的纖維蛋白密封膠的方法及組合物，其中包括使所需要的部位與包含纖維蛋白單體的組合物接觸，並在接觸的同時將這種單體轉化成纖維蛋白聚合物。「纖維蛋白」這一術語被規定為纖維蛋白I、纖維蛋白II、和/或命名符為BB纖維蛋白。
從美國專利申請155,984(序列號)得知還有一種分離血液成分，例如纖維蛋白單體的方法。這種分離含有幾種比重不同成分的液體中各種成分的方法，包括將血液集中在裝置第一室中的一些步驟，該室由基本上是軸對稱的外壁和內壁限定的。藉助於裝置圍繞該室對稱軸的旋轉使血液經受離心作用，以便在血液的成分之間形成同軸界面。然後在該裝置繼續離心的過程中，優選通過減少第一室容積的方法，使血液的至少一種成分例如血漿轉移到該裝置的第二室中。第一室具有基本上是軸對稱的內壁，以確保所有的血液都經受進行分離所必需的離心旋轉。這一內壁具有適應所需旋轉速度的半徑。
在第二室中，藉助適宜的酶從血漿中分離出含有非交聯纖維蛋白聚合物的部分，然後將其重新溶解成纖維蛋白單體，並利用減少第二室的容積使其通過過濾器轉移到注射器中。
然而已經證明，只採用在上述類型的裝置中過濾的方法，分離血液成分，例如纖維蛋白I，不能得到令人滿意的結果。這主要是由於很難保證能令人滿意地分離第二室中含有纖維蛋白I的部分，因而在該方法的下一個步驟中，在接著將流體部分從第二室轉移到第一室的過程中，血液中相當多的纖維蛋白I損失了。
在早期的纖維蛋白單體法中，也用適宜的酶對血漿中的纖維蛋白原作上述的處理，在第二室的底部以濃稠的凝膠狀物質的形態生產非交聯纖維蛋白聚合物。為了提供所需的纖維蛋白單體溶液，需要大量的用於再溶解的緩衝溶液以及伴隨再溶解的強烈攪拌。這樣就產生了幾個缺點。第一，優選的纖維蛋白單體法，例如用作EP 592,242中纖維蛋白密封膠，需要纖維蛋白單體的濃溶液，而為了溶解凝膠狀物質需要大量再溶解緩衝溶液或溶劑，所形成的稀溶液不能使用。其次，將凝膠狀物質溶解成纖維蛋白單體溶液需要強烈攪拌，這會造成裝置和纖維蛋白本身的損壞。
一項與其同時提交的題目為「從血液中分離一種成分例如纖維蛋白I的方法和裝置」的共同未決的專利申請公開了一項發明，該發明包括一種在離心過程中從圓筒形室裡的血漿部分中分離非交聯的纖維蛋白聚合物的方法，利用這種方法，非交聯的纖維蛋白聚合物沉積在該室的外壁上，然後從該室除去餘留在其中的流體部分，再通過加入溶劑和離心攪拌作用使留在該室中、基本上沉積在壁上的含有非交聯纖維蛋白聚合物的部分溶解。
由於用酶處理血漿是在連續的離心過程中進行的，所以作用在所產生的非交聯纖維蛋白聚合物上的離心力能使其沉積成凝膠薄膜，該薄膜基本上貼在該室周圍的壁上。在離心作用停止時，餘下的血漿流體沉積在該室的底部，並可利用任何簡便的方法除去。然後通過向該室中加入適宜的再溶解緩衝溶液和使沉積有凝膠層的室中的緩衝溶液經受離心攪拌作用，來製備所需要的纖維蛋白單體溶液。這種方法與現行方法相比具有一些優點。首先，利用緩衝溶液再溶解非交聯的纖維蛋白凝膠是極其有效的，其部分原因是由於相同體積的纖維蛋白凝膠膜比用一些現行方法製備的纖維蛋白凝膠狀物質的表面積大。因此可用少量的再溶解緩衝溶液來溶解凝膠以得到所需要的纖維蛋白單體濃溶液。其次，對沉積有凝膠層的室中的緩衝溶液的離心攪拌是比較緩和的方法，對設備或纖維蛋白單體產品不會造成任何損壞。
這項共同未決的發明還包括一種優選在抗凝血劑存在下將血液加入裝置的第一環形室中的方法，在該裝置中，環形室是由圍繞公共軸同軸延伸的圓筒形外壁和圓筒形內壁以及上壁和下壁限定的，而上壁或下壁是由第一室內可移動的活塞體構成的，所述的方法還包括該裝置圍繞公共軸的離心作用，以便將血液基本分離成細胞部分和血漿部分，然後在活塞體的作用下，將產生的血漿部分轉移到由圓筒外壁限定的第二室中，該壁與所述的公共軸同軸延伸，從而在加入適宜的酶時，能使含有非交聯的纖維蛋白聚合物的部分在第二室中得到分離。這種方法的特徵在於，含有纖維蛋白原的血漿部分在離心過程中經受酶的作用，以致使所得到的非交聯的纖維蛋白聚合物沉積在所述第二室的圓筒形外壁上，然後在活塞體的作用下，將集中在第二室底部的流體部分轉移到第一室，該方法的特徵還在於，通過加入溶劑和離心攪拌作用使留在第二室中基本上沉積在圓筒形壁上的含有非交聯的纖維蛋白聚合物的部分溶解。如果需要，然後可以除去酶，並把用這種方法生產的纖維蛋白單體溶液轉移到任一所需要的接受容器中。
因此，很容易保持收集溶液的無菌條件。正如現有技術所述，在纖維蛋白單體再溶解之後，可將其轉移到接受容器例如注射器中備有。在轉移之前，可用任何簡便的方法將酶除去。
上述共同未決的專利申請還公開了一種利用中心旋轉軸周圍的離心作用分離成分的裝置，該裝置包括由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁和圓筒內壁以及上壁和下壁限定的第一環形室，其中下壁是由在所述第一室內可移動的活塞體構成的，所述裝置還包括一個通過第一通道與第一室連通的第二室，該室是由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁和所述的活塞體以及下壁限定的，這裡所述的第二室在離心過程中配接位於第一室的下方，而此處所述的裝置還包括將血液加入第一室的血液加入裝置和加入能促進分離的組合物的組合物加入裝置以及與至少一個液體接受容器相連的接受裝置，此處的接受裝置通過第二通道與第二室相通。在優選的實施方案中，活塞杆構成第一室的內壁。
為實現根據共同未決的發明的方法，本發明的裝置的特徵在於第一通道包括在第一室上壁開孔和第二室下壁開孔之間延伸的至少一個通道。
因此提供一種比較簡單且與活塞位置無關的裝置，確保能容易快速地將上述各部分從一個室轉移到另一個室中，特別是在分離出含纖維蛋白-I的部分之後，能保證容易、快速地將流體部分從第二室轉移到第一室中。後一種情況，特別是在離心作用停止時，由於流體自動地集中在第二室底部，因而通過活塞的移動，能很容易地將其轉移到第一室中。
根據共同未決的發明，特別優選所述的至少一個通道在第一和第二室的圓筒外壁的內部延伸，因而該裝置特別簡單且容易製造。
另外，第二室下壁上的通道開孔可以設置在該室的中央，與下壁形成的凹槽連通。因此，上述的流體部分很容易且迅速地直接被導入該通道的入口孔。另一個方案，每條通道都可由貫穿活塞體的直管構成，而其兩端分別固定在第一室上壁和第二室下壁上，與在相應室中終止的各段通道相通。
此外，第一室和第二室可以包括一個以一種特別簡單的方式由一個外圓筒和一個密封裝配在其中的內圓筒構成的公共圓筒外壁，且在外圓筒和內圓筒之間限定了一條軸向延伸的通道，這兩個圓筒的一端可由端壁終止，端壁上有一個能使與活塞體連接的活塞杆通過的開孔，所述的活塞體構成了第一室的下壁，並將所述的第一室與第二室隔開，且圓筒終止端的通道在這兩個圓筒的端壁之間延伸，直至緊靠或鄰近活塞杆處的開孔。
在採用這種裝置和方法時，預先將有利於分離和處理血漿中所需成分的一些適宜的試劑加大第二室中。例如，EP592,242敘述了生物素-抗生物素蛋白捕獲系統可以方便地用於從所需要的溶液中除去類凝血酶。在第二室中需要有生物素類凝血酶存在，以便與血漿中的纖維蛋白原反應並使其轉化成纖維蛋白單體(纖維蛋白單體立即轉化成一種纖維蛋白聚合物)。然後為了使用生物素-抗生物素蛋白系統捕獲生物素化的類凝血酶，在第二室裡還必須存在被結合的例如被束縛在瓊脂糖上的抗生物素蛋白。在使用密閉、自動化的離心裝置的情況下，需在血液加工之前將這些試劑裝入該裝置。預先將生物素化的類凝血酶和抗生物素蛋白瓊脂糖加入同一個室有些困難，因為抗生物素蛋白對生物素的高親合力(對酶的捕獲依賴於高親合力)阻止了足夠量的酶首先與所需要的纖維蛋白原反應。
與其同時提交的題目為「具有環形過濾器的離心機」的另一共同未決專利申請敘述了一種裝置，該裝置能很容易地將一種或多種試劑放入反應室內，並能按所要求的順序釋放這些試劑。優選將試劑例如酶和酶-捕獲組合物用於前述共同未決的專利申請所述的這類裝置中時，這些試劑能按要求被釋放出來。為了達到上述目的，根據本發明提供了一種裝置，該裝置的特徵在於在第二室中配置了一個密封室，且該密封室包括多個隔室，以便容納促進分離的適宜組合物，該裝置的特徵還在於該密封室具有封閉所述隔室的封閉裝置，並在活塞的作用下，使封閉裝置依次打開，釋放隔室裡的試劑。
這種密封室能夠以簡單容易的方式加進分離纖維蛋白I所必需的物質，優選在密封室中事先裝入這些物質。此外，所設置的這些隔室能按不變的預定比例分配上述物質的數量。如果在使用類凝血酶後能利用抗生物素蛋白很容易地捕獲類凝血酶，就優選將類凝血酶放在與生物素發生化學反應的一個隔室裡，所以將抗生物素蛋白放在與較大的顆粒狀的瓊脂糖發生化學反應的第二隔室中。生物素對抗生物素蛋白的高親合力，為隨後容易通過過濾從纖維蛋白I溶液中除去絡合的生物素化的類凝血酶/抗生物素蛋白瓊脂糖顆粒提供條件。將這兩種物質放在它們相應的隔室裡，還能在需要時在活塞的作用下很容易地投放這些物質。可以以任何方便的形式例如凍幹的粉末狀態使用上述的物質或組合物，它們分別為生物素-類凝血酶和抗生物素蛋白-瓊脂糖。
根據共同未決的試劑釋放系統的發明，特別優選密封室包括一個同軸安裝在第二室內部的中樞，它帶有三個相互有間距的徑向圓盤，它們構成這些隔室的隔板，且具有基本相同的外圓周形狀，還特別優選封閉裝置由一個密封圍繞在徑向圓盤周圍的可移動套筒形外殼構成。
為了驅動可移動的套筒形外殼，根據本發明，活塞包括一個與密封室上的套筒形外殼同時動作的、向下的裙板是有利的，以便使所述的套筒形外殼逐步位移，藉此，所述的外殼依次打開，以便釋放密封室內所述隔室中的試劑。
根據共同未決的試劑釋放系統的發明，可使密封室與通向鄰近的第三室的軸向通道連通配置，至少在密封室套筒形外殼開始移動之後其外壁與軸向通道的側壁密封連接，從而在活塞的作用下使套筒形外殼做最後移動並脫離了與最低隔板周邊的配接之後，密封室的最低隔板使液體從第二室自由流入第三室。這種類型的密封室也是簡便型裝置的部件，在分離纖維蛋白I的過程中，它有助於該裝置的後續操作。
另外，為了製成該裝置的整體部件，根據本發明密封室的中樞可包括一個軸向直通通道，並可固定在位於較低的第三室底部中央向上的凸出部分上，在底部的所述直通通道通過一個通道系統與第三室的外環形隔室在液體上相通，並可使中樞的上端與活塞體的軸向通道密封連接，以便與可固定到該軸向通道上的液體接受器連接。
為了從所需的產品液中除去一種或多種試劑，在活塞的作用下，將所產生的含纖維蛋白-I的流體部分通過過濾器加入注射器中。因此纖維蛋白I溶液受壓通過過濾器，而為加速分離所混入的酶和其它物質則被過濾器截留。然而在與血樣中纖維蛋白I的存在量相比時，所得纖維蛋白I的產率並不完全令人滿意。
發明概述因此本發明的目的是提供一種方法，該方法能夠藉助於所涉及的這類裝置得到較高的纖維蛋白I產率。
為了達到上述目的，根據本發明提供了一種方法，該方法的特徵在於留在第二室裡的液體部分在轉移到液體接受容器之前被轉移到與其它室同軸配置的第三室中，和該方法的特徵還在於在離心過程中使所述第三室中現存的液體通過一個環形過濾器，以便進入與液體接受容器連通的環形外隔室。因此，在離心力的作用下可使纖維蛋白I溶液通過過濾器，這顯然比藉助活塞進行過濾更有效。
本發明還涉及實現上述方法的裝置。本發明的裝置包括第一環形室，該室是由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁和圓筒內部以及上壁和下壁限定的，其中上壁或下壁是由可在第一室內移動的活塞體構成，所述的裝置還包括通過第一通道與所述的第一室相通的第二室，且第二室是由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁、所述第一室的底壁以及另外一個下壁限定的，該裝置的第二室在離心過程中配接在位於第一室之下，而且此處所述的裝置還包括將血液加入第一室的血液加入裝置和加入促進分離的組合物的組合物加入裝置以及連接至少一個液體接受容器的接受裝置，所述的接受裝置通過第二通道與第二室相通。
根據本發明的這一裝置的特徵在於，第二通道通過一個與其同軸配置的第三室與第二室相通，且第三室包括一個通向第二室的通道，第二室可從外面打開，這一裝置的特徵還在於第三室包括一個內隔室和一個外環形隔室，所述的這二個隔室通過徑向延伸的環形通道互相連通，在通道中配備有環形過濾器，以防止含有曾用於促進分離現不需要的成分的液體通過。
根據本發明，第二室和第三室之間的通道可與這二個室同軸配置，並由一個密封室封閉，該密封室已在前述題目為「離心機試劑釋放系統」的共同未決的專利申請中公開。該密封室包括一個同軸安裝在第二室中的中樞，該中樞帶有多個有間距的徑向圓盤，這些圓盤構成密封室內多個隔室的隔板，且具有相同的外圓周形狀，這些隔室的外部由一個密封的、安裝成可移動的套筒形外殼封閉，該外殼的外側與軸向通道的側壁密封配接，在活塞的作用下，套筒形外殼做軸向移動，當它脫離了與最低隔板周邊的配接時，構成密封室最低隔板的圓盤使液體從第二室自由流入第三室。因此，利用密封室得到一條通入上述過濾器的簡便通道，該密封室已經用於加入促進第二室中纖維蛋白I的分離所必需的物質。
優選該密封室由活塞體推動，活塞體包括一個與密封室的套筒形外殼同軸且向下延伸的裙板，當活塞體被壓下時，該裙板與所述的外殼配接，以便藉此在適當時刻依次打開密封室內相應的隔室，並最後打開液體從第二室進入第三室的通道。
為了便於將纖維蛋白I溶液轉移到液體接受容器例如注射器中，根據本發明的密封室中樞可包括一個軸向直通通道，且固定在在較低的第三室底部中央向上的凸出部分上，所述的直通道通過一個通道系統與第三室的外環形隔室在液體上相通，並可使中樞的上端與活塞體內的通道密封連接，以便使其與可固定在該通道中的液體接受容器連接。
最後根據本發明，可利用一個套筒將密封室的中樞固定在第三室底部的凸出部分上，該套筒的兩端分別圍繞中樞和凸出部分，並且該套筒可包括一個向外伸出的環形壁，從而使所述的環形過濾器固定在所述壁表面的外周邊和第二室的底壁之間，利用使套筒向外伸出的壁部配置在與第三室底部相隔一定距離的位置上，構成外環形隔室和軸向延伸通道之間的連接，該通道與中樞的直通道連通，且在凸出部分的外側和相鄰套筒的內側之間延伸。這使該裝置特別簡單。
本發明的一些方法涉及分離和離析單一血液成分或含有這種成分的溶液的一些改進的工藝。然而本方法適合適用於圓筒形離心機的任一工藝，在這些工藝中是在離心過程中用一種或多種催化劑或試劑處理初始溶液。能從這種方法中獲益的其它血液處理方法包括但不限於分離任一血液成分，例如富血小板血漿，血小板濃縮物，低溫沉澱纖維蛋白原，血漿中的其它蛋白質如凝血酶和fibronectin等的離析。優選血液來自單一供體，最優選血液來自將對其提供這種血液成分的同一個人。
儘管下文就生產纖維蛋白單體溶液來敘述本發明的一些方法，但本領域的技術人員會理解，本發明的範圍不受此限制。
本文所用的術語「離心攪拌」是指裝置的轉動，在該裝置中加入再溶解緩衝液，以便從室的外壁上將中間產物再溶解下來，例如非交聯的纖維蛋白聚合物凝膠。這種轉動或離心攪拌可包括確保凝膠暴露的所有表面都能受到再溶解溶液作用的離心作用，而且優選包括後接按同一方向進行停止-啟動旋轉和/或按相反的方向停止-啟動旋轉的這種離心作用。典型的離心攪拌包括但不限於在2,000-5,000RPM下，在任何所需時間內重複正向/反向旋轉，每次旋轉5-30s，優選旋轉5-10s。在本發明的這些方法中，優選在約3,000RPM下重複正向/反向旋轉1-2min，每次正反旋轉各5-10s。如上所述起初為了分散溶劑，在重複正向/反向旋轉之前，可旋轉稍長一點時間例如20s或更長。
本文所用的術語「纖維蛋白」是指纖維蛋白I、纖維蛋白II或命名符為BB纖維蛋白。
本裝置設有本文公開的環形離心過濾系統，這為從所需要的產品液中回收一種或多種試劑提供有效而準確的方法。這對於在需將二種或多種試劑依次加入反應室中，且因此需將其除去的血液分離技術上所用的密閉配套的自動化離心機是特別重要的。在本文所述用於製備例如用於新型纖維蛋白密封膠的含纖維蛋白單體的溶液的一些優選的方法和裝置中，按序先向裝有血漿的室中加入生物素化的類凝血酶，接著加入抗生物素蛋白瓊脂糖，是製備這種溶液的一種非常先進的方法。附圖簡述現參照附圖來敘述本發明的裝置和方法的一些優選的實施方案，其中
圖1是根據本發明的裝置的優選實施方案的軸向剖面圖。
圖2說明根據本發明的裝置的第二個實施方案。
本發明的裝置是單一的密閉可自動化的裝置，它能將全血轉化成所需的血液成分，例如纖維蛋白密封膠，優選轉化成自體(autologous)成分。本發明優選實施方案的描述優選將本發明的環形離心過濾系統與在上述共同未決的專利申請中所涉及的裝置一起使用，因此在下文中與這種裝置同時敘述環形離心過濾系統。然而應當理解，它可以用在任何需要除去一種或多種試劑的反應裝置中。
根據本發明，圖1的裝置由基本上是旋轉對稱的部件構成的，這意味著可用一種本來已知的簡易方法將該裝置放置在離心設備中，以便圍繞中心軸1離心。在圖1中，該裝置的優選實施方案包括一個外容器2和一個內容器3，它們彼此完全吻合地裝配在一起，且除了具有軸向延伸的中間通道4的部分以外，它們之間的每一處都是封閉鄰接的。在內容器3上加工的溝槽構成通道4。2和3這兩個容器分別包括它們各自的頂部5和6，它們的頂部限定使活塞杆8通過的中心孔7。這兩個容器分別包括軸向延伸段9和10，這兩個延伸段圍繞在孔7的周圍，且在離開這兩個容器內部的方向上緊靠著空心活塞杆8延伸。外容器2沿徑向延伸的短凸緣11與空心活塞杆鄰接，短凸緣上有一個容納密封環13的凹槽12。
如圖1所示，通道4在內外容器之間是連續的，從內容器和外容器的圓筒外壁起沿著頂部5、6和軸向部分9和10，一直通到就在開孔7中密封環13下面的開孔。內容器3與開孔7鄰接的軸向部分10的尺寸，使空心活塞杆8的周圍有一條狹窄的自由通道通到容器2、3的內部。
外容器2包括一個直徑相同的圓筒部分，參見圖1。沿附圖往下看時，該圓筒部分通過一個形成截頭錐體內表面16的短過渡部分15延伸成一個直徑稍大的圓筒部分14。內容器3終止在外容器2的過渡部分15延伸成直徑較大的圓筒部分14的位置。內容器3的下端包括截頭錐體形狀的外表面17，它與外容器2內側截頭錐體表面16的形狀相吻合。就在內容器3下端的下面分別裝設一個外圓盤19和一個內圓盤20，內容器3終止於徑向面18。除了在這兩個圓盤之間由中心孔22至外容器2內側的軸向平面上的通道21之外，它們彼此之間是緊密鄰接的。此處的通道21通過軸向延伸部分23與外容器2和內容器3之間的通道4相通。通道21和軸向通道部分23適合由內圓盤20對著外圓盤19一側上的凹槽形成。19和20這兩個圓盤被加工成傾斜狀，以使它們基本上構成內、外截頭圓錐的表面(見圖1)，且因此朝著中心孔22向下傾斜。圖1還示出，內圓盤20有徑向面24，它與內容器3上相近的徑向面18鄰接。內圓盤20的徑向面24上有一個容納密封環26的凹槽25。
用一個在下部封閉外容器的蓋27，將19和20這兩個圓盤保持在與內容器3的徑向面18對接的位置上。蓋27包括一個適合與外容器2的內側緊密鄰接的圓筒部分28，並用適當的方式，例如採用套筒28外側上的周邊凸緣29和外容器2內側周邊上的相應凹槽30之間相接的壓緊作用將其固定到外容器2上。利用外圓盤19外邊緣上的周邊凹槽32中的密封環31確保密封連接。蓋27還包括一個相當薄的壁32，它適合在圖1所示的位置上構成該裝置的下底。壁32基本上沿著與外圓盤19和內圓盤20平行的方向延伸，即壁32從套筒28的內側與圓盤19和20的鄰近處起向下延伸至一個基本上與外容器2的下邊沿33在同一水平面上的部位。為了加強這個較薄的壁32，按一定間隔裝有起加強作用的徑向加強肋34，圖1中只出現一個所述的加強肋。加強肋34是成形加工的，其一部分在壁32之外，而另一部分在壁32之內(見圖1)。後一部分用圖號35表示，它被製成能與外圓盤19的底側鄰接的形狀，從而它有助於將圓盤19和20保持在可靠的位置上。
隔板裝置36夾在外圓盤19和蓋27之間，這個隔板裝置36包括中心管段37。這個中心管段安裝在一個沿軸向向內突出的短軸38上，該短軸與蓋27的壁32被加工成形為一體。這個管段37與從該管向外延伸的圓盤壁39加工成形為一體，使圓盤壁39起初朝向蓋27的壁32稍微向下傾斜，然後有一段沿短軸方向延伸，以便再沿著基本上平行於蓋壁32的方向繼續延伸。圓盤39終止於徑向伸展的短周緣40，短周緣40靠著蓋27上的加強肋35的臺肩41。環形過濾單元42夾在圓盤壁39的外周緣40和外圓盤19的底側之間。這個環形的過濾單元42與在相鄰的外圓盤19外側上基本上呈徑向的加工成形表面43鄰接。採用這種環形過濾器的一種裝置和一些方法是一項同時提交的題為「具有環形過濾器的離心機」的共同未決的專利申請的主題。
為了確保隔板裝置36的穩定性，還在管段37和圓盤壁39之間配置有編號44所表示的徑向加強肋。
本發明的試劑釋放系統包括總編號45所表示的密封室，它固定在隔板裝置36的管段37與蓋27相反的一端上。該密封室適合選擇性地將試劑釋放到第二室75中。這個密封室包括一根細長的管段46，該管段與徑向環47被加工成形為一體且帶有兩個附加的徑向環48和49。用壓配合的方法將48和49這兩個徑向環固定到它們在固定環47的相應側。利用圓形臺肩50和51將鬆動環48和49分別按它們與固定環47相應的間距配置在管段46上。47、48和49三個圓盤有完全相同的外徑並帶有一個沿著它們相應的邊緣的圓形套筒52，該套筒被安裝成可移動式的。
如附圖所示，下圓盤49與隔板裝置36的管段37的上端鄰接，從而確定了密封室45的軸向位置。該位置還可由當密封室的可移動的套筒52在軸向上位移時，藉助其下端(見附圖)與外圓盤19在中心孔22內的最內邊緣53達到密封鄰接來確定。在套筒52的這個位置上，在圍繞該套筒的內圓盤20以內的空間與通向外圓盤19和內圓盤20之間的通道21的入口孔之間仍然相通。可移動套筒52應當有適當的軸向長度，以致當所述套筒52向下做軸向移動時，在套筒52的上端(見附圖)脫離固定環47之前，該套筒52與外圓盤20相連接。套筒52的內徑還與隔板裝置36的圓盤壁39的軸向延伸部分的外徑相匹配，以致套筒52朝著蓋27繼續向下移動到脫離外圓盤19時就與隔板裝置36相連不再移動。隔板裝置36軸向部分的長度也與套筒52的軸向長度相適應，以致所述套筒52處在最低位置時，基本上完全被隔板裝置36所容納。
如附圖所示，空心活塞杆8包括在外容器2和內容器3內的圓形活塞55，所示活塞55通過密封環56與內容器3的內側密封連接。
在空心活塞杆內加工成形一個陸爾聯軸器(Luer-Coupling)57，用以容納常規注射器58以及對注射器58的內容物起活塞作用的活塞59。聯軸器57基本上被加工成形為通過截頭圓錐部分60與活塞55內的中心孔連通的管段。該管段57具有一個在徑向上朝內凸出的縮頸62，用以引導注射器58中的流體從軸向路徑離開，且從而繞過在其下方的密封室45內的管段46。後一管段46的長度和其它尺寸以活塞55處在其接近蓋27的最低位置時，它能與活塞杆8內的管段57密封連接為準。為了加強上述的密封連接，管段57內側的直徑朝著接近活塞55的一端逐漸減小。
軸向伸出的裙板63與圍繞所述活塞中心孔61的活塞55構成一個整體。該裙板63被加工成形的直徑和長度，以其能通過活塞55的適當移動，推動密封室45的可移動套筒52做上述移動進入所述的位置，即與穿過兩個圓盤19和20的中心孔22的內邊緣53連接，隨後與隔板裝置36連接的位置為準。
一個有彈性的帶唇環形密封裝置64按所示固定在容器2、3頂部內側空心活塞的周圍(見圖1)。這個帶唇密封裝置64適於防止流體從容器2、3內部不按要求流入通道4，但當通過活塞55施加一個力時，它可以使流體通過。
如圖1上部所示，在外容器2和內容器3的相應開孔66上有一個撓性管65的接頭。這種接頭已為人們所知，因此沒有詳細示出，但如果需要，該接頭能使與撓性管的連接中斷。另外，用常規方法裝設一個帶有適宜過濾器的排氣孔，因此既沒有表示出，也不做詳細說明。
有一條通道69從隔板裝置36和蓋27之間的區域一直向上通過隔板裝置36的管段37的內部以及密封室45的管段46的內部。當後一管段46與活塞杆8內部的管段57聯結時，這個通道69就能使流體從所述的區域轉移到注射器58中。在蓋27的短軸38的最下部設有通道66，該通道是通過將所述的短軸38加工成具有一個軸向的平面形成的，所述短軸的橫截面基本上是圓形的。因此，在短軸和管段37內側靠近短軸的部分之間形成一個空隙。就在短軸38的上面有一個區域67，在該處，隔板裝置36的內徑稍微縮小。用這種方法就能把一個小過濾器68放在所述區域的正上方(見圖1)，因此在流體進入密封室45的管段46之前必先通過所述的過濾器。
所述的裝置包括第一環形室70，該室在內部是由空心活塞8構成的圓筒形內壁71限定的，而在外部是由外容器2和內容器3構成的圓筒形外壁27限定的。若在一般使用的位置上(見圖1)，在上部，環形室70是由外容器2和內容器3相應的底5和6構成的上壁73限定的。在下部環形室70是由活塞55構成的下壁74限定的。第二室75被限定在活塞55以下，在外部，該室是由和第一室70相同的圓筒形外壁72限定的。在下部，第二室75是由外圓盤19和內圓盤20形成的第二下壁76限定的。密封室45配置在第二室75內部的中央。在所述第二下壁76的下面設有第三室77，該室是由隔板裝置36和環形過濾單元42限定的。此外，這個第三室77通過由外圓盤19和內圓盤20中心孔22形成的通道與第二室75相通。最後，在隔板裝置36的下面設有第四室78，該室在下部由蓋27的壁32，以及蓋27的套筒部分28和外圓盤19的底側限定的。
如上所述，所述的裝置主要適合於分離血液成分，例如從血液中分離纖維蛋白單體，且為此目的，第二室75，且優選密封室46的上室80，事先充滿適宜的酶例如類凝血酶(Batroxobin)。正如從EP-PS592,242所了解的，可以使用任一種類凝血酶。這類酶包括凝血酶本身或具有類似活性的任一種其它物質，例如蛇毒蛋白製劑(Ancrod)、Acutin、Venyyme、Asperase、Botropase、Crotabase、Flavorxobin、Gabonase和優選的類凝血酶。類凝血酶可與生物素發生化學結合，生物素是一種合成的物質，能使人們以一種已知的常規方法利用抗生物素蛋白-瓊脂糖組合物中的抗生物素蛋白捕獲類凝血酶。因此，在密封室最下面的室81中有抗生物素蛋白-瓊脂糖存在。在將所述的密封室放置在該裝置中之前，將生物素-類凝血酶組合物和抗生物素蛋白-瓊脂糖組合物裝入密封室45內相應的室80和81中是比較容易的。
最後，配置注射器58，所述的注射器裝有再溶解溶液，例如用乙酸稀釋乙酸鹽配製的pH-4的緩衝溶液，該注射器適合接受纖維蛋白I。
也可以使用現有技術中已知的其它緩衝劑。用於再溶解的緩衝劑可以是任一種酸性緩衝溶液，優選的緩衝溶液pH為1-5。一些適宜的實例包括乙酸、琥珀酸、葡糖醛酸、磺基丙氨酸、巴豆酸、衣康酸、戊炔二酸(glutonic acid)、甲酸、天冬氨酸、己二酸以及這些酸的鹽類。琥珀酸、天冬氨酸、己二酸和乙酸鹽類例如乙酸鈉是優選的。也可採用離液序列高的(chaotropic)試劑在中性pH下進行溶解。適宜的試劑包括尿素、溴化鈉、鹽酸胍、KCNS、碘化鉀和溴化鉀。這類酸性緩衝劑或這類離液序列高的試劑的濃度和體積與EP-PS592,242所述的相同。
在血液加入過程中或就在血液加入之後，將活塞杆8向該裝置的內部推進，以致使密封室45的可移動套筒52向下移動，進入通過下壁76到第二室77的直通通道上的密封連接處。因此，同時打開密封室上室80中的生物素-類凝血酶組合物的通路。
當該裝置準備使用時，用常規方法通過未示出的一根針和撓性管65把血液樣品加入第一室中，還優選用常規方法往血液樣品中混入抗凝血劑。在通過撓性管65和開孔66將血液加入第一室70內部的過程中，用常規方法從該室排出空氣。在加完血液之後，拆下撓性管65，且將開孔66封閉。然後將裝有血液的這個裝置放在離心機裡，離心機特別有助於壓緊密封各個部件。離心機使該裝置圍繞旋轉軸1旋轉。由於離心作用，血液在第一室70中分離出血漿部分，這部分血漿徑向澄清在血液其餘部分的內側，餘下的這部分血液含有紅血細胞和白血細胞。正如EP-PS592,242所述，根據需要改變離心的速度和時間，可使血小板存在於任一部分之中。
當血漿和血液其餘部分之間的界面達到穩定時，即當分離完全時，向外拉活塞杆8及活塞55來減少第一室70的容積。因此，一個可能存在的內部空氣層首先通過通道4和21進入第二室75，且活塞55的進一步移動意味著血漿也進入第二室75。當全部血漿層被壓入第二室75之後，即在血漿部分和血液其餘部分之間的界面達到第一室70的內壁71之後，停止活塞55的移動。
在第二室75中，血漿部分與類凝血酶發生接觸，因而從血漿部分釋放出的纖維蛋白單體立即聚合成非交聯的纖維蛋白聚合物。這一過程是在該裝置連續離心時進行的，因而纖維蛋白聚合物能有效地與血漿的其餘部分分離，所述的纖維蛋白聚合物是由生物素-類凝血酶組合物的反應生成的，且沿著圓筒形外壁72沉積成一層粘稠層。在完成這一分離之後，停止離心，因而通過先將活塞55提起，使空氣從第一室70轉移到第二室75，然後壓下所述的活塞55，可以很容易地把餘下的比較容易流動的血漿部分壓回到第一室70中。在含纖維蛋白聚合物的粘稠層達到通道21的開口之前，這一轉移可能進行得相當容易、相當快。為了防止粘稠層過快地到達通道21的入口，可任選地採取進一步的措施，例如在底76上裝設一個向上凸出的齒形環82(點線所示的)。這種離心/排放步驟可根據需要進行兩次或多次，以便從纖維蛋白聚合物中得到儘可能多的血漿流體。
只要從第二室75中擠出其餘部分的血漿，就使密封室45的可移動套筒52再向下移動，以打開最下面的室81的通路。在套筒後一次移動的同時或與其聯動，利用主軸的外部作用將注射器58的柱塞49完全壓下，這樣就將pH-4的緩衝劑輸送到第二室75中，這一過程可與離心攪拌同時進行。加入pH-4的緩衝溶液，使纖維蛋白聚合物在其中溶解，而在密封室45下室81中存在的抗生物素蛋白-瓊脂糖組合物，使生物素-類凝血酶組合物以常規方式被抗生物素蛋白結合。活塞55的繼續移動使密封室45上的可移動套筒52與隔板裝置36連接並脫離下壁76，因而提供了進入第三室77的自由通路。因此，第二室75的內容物可以自由向下流進第三室77中。優選在離心攪拌過程中進行再溶解，離心攪拌包括離心以及一系列正向/反向攪動的停止/啟動。
繼續離心為能通過環形過濾單元42截留較大顆粒的瓊脂糖和通過生物素-抗生物素蛋白捕獲系統結合到瓊脂糖上的類凝血酶，在第三室分離纖維蛋白單體溶液創造條件。當纖維蛋白單體溶液由於上述的離心作用已經進入最下面的第四室78時，停止所示的離心，且在密封室45的管段46的最上段同與注射器58連接的管段47相連時，很容易通過重新撤回活塞59將纖維蛋白-I溶液轉移到注射器58中。
在繼續離心過程中，在從第二室75的血漿部分分離出纖維蛋白聚合物以及利用離心作用在第三室77中分離出纖維蛋白單體溶液的情況下，從上述的血樣中分離纖維蛋白I可以達到相當高的產率。
已參照優選的實施方案敘述了本發明。然而在不超出本發明範圍的情況下可做許多改進。
圖2說明了這類改進的例子，例如所述的圖2說明了本發明的第二個實施方案，它與圖1所示的本發明的實施方案多少有些相似。圖2的實施方案包括由活塞92隔開的第一室90和第二室91，活塞92包括在內壁限定第一室的空心活塞杆93。在外部，這兩個室是由基本上是圓筒形的構件94的一部分以及這兩個室90和91的外圓筒壁95限定的。在上部，第一室90是由上壁85限定的，該上壁又是由頂蓋構成的，該頂蓋藉助一個擰進所述的圓筒形構件94內的環96，固定在該構件上。上壁85限定用作空心活塞杆93通路的貫穿孔。在下部，第二室91是由下壁96限定的，該下壁是由圓筒形構件94內的圓形內凸緣構成的。圓筒形構件94在第二室91的一側上有截頭圓錐面97，該錐面離開活塞92向第二室91的中心傾斜。下壁96限定了通向第三室99的中央直通通道98。第三室99是由隔板裝置100和環形過濾單元101限定的，該過濾單元插在下壁96和隔板裝置100之間且通到第四環形室102。第四室102被限定在用螺紋固定在圓筒形構件94上的杯形蓋103內。所述的蓋的103通過中間肋103使隔板裝置100位於圓筒形構件94內部的中央，同時壓住環形過濾單元101。
密封室105固定在位於隔板裝置100的中央、向上凸出的短軸104上。密封室105包括帶有盤形環107、108的管狀部分106，這兩個盤形環鬆動地連接在管狀部分上，且藉助於所配置的可移動套筒，限定用於容納分別由字母BB和AA表示的所述酶的兩個室。利用在管段106上成形加工的臺肩以及管狀構件106的外徑從下向上逐漸減小的形狀，使這些盤形環按所需要的間距固定在管段106上。
從第一室90的頂部到第二室91的底部設置有直通通道115和116。這兩條通道分別是利用它們各自的固定管段117和118形成的，它們平行於該裝置的旋轉軸延伸，其兩端被固定在上壁95和下壁96內的連接孔上。分別由一些適當的孔和固定在其中的柱塞構成這些管段和這些室之間的通道連接。管段117和118穿過它們在活塞92上相應的開孔延伸。為了防止洩漏，各處全都裝有密封環。
聯接器120固定在活塞92內側的中央，用於空心活塞杆93內的注射器121與密封室105的管段106上端的聯接。聯接器120帶有一個伸進第二室91且對密封室105的可移動套筒110起作用的裙板122。如圖所示，該套筒110的外徑與向下通入第三室49的直通通道98的直徑相匹配，以使套筒110受下壁96引導並保持在任一位置上，因而也能使其保持在最低的位置上，套筒105處在該位置時，不與密封室內最下面的盤形環109連接，且使流體從第二室91向下流入第三室99。通道123從第四室102開始延伸，並從中心向上穿過隔板裝置100上的短軸104，然後再向上穿過密封室105的管狀構件106，從而使流體可以從第四室102進入注射器121。
圖2的裝置和圖1的裝置的使用方法完全相同，自然它也設置有聯接裝置，用以連接加入血液的撓性管。
所述各裝置成形加工部分的零件很容易用注模法由適宜的塑料製造，因此上述這些裝置也是很便宜的且適合一次性使用。
已參照該裝置優選的實施方案敘述了本發明。然而，根據本發明的方法可以很容易地在實驗室中利用一個可加蓋密閉的杯子在無菌條件下進行。將血漿和酶裝入杯中，先混合然後離心，使非交聯的纖維蛋白聚合物分離到上述的杯底或杯壁上。在移去餘下的血漿部分之後，通過加入溶劑以及利用上述的離心攪拌作用將非交聯的纖維蛋白聚合物重新溶解。實施例將140ml全血和20ml硝酸鈉抗凝血劑(美國藥典)加入上述裝置的第一室70中。將這種混合物在約6,000RPM下離心2min，以分離血漿和血細胞。當繼續離心進行主分離時，將活塞提起，以便將最裡邊的相，即血漿轉移進第二室75。轉移的血漿約60ml。將其用30個單位的生物素化的類凝血酶處理，生物素化的類凝血酶是通過前述的密封室45的上室80加入第二室75的。血漿和類凝血酶先在低速下，例如在約2,000至3,000RPM下混合，然後在9,000RPM下離心9min。
非交聯的纖維蛋白聚合物凝膠在圓筒壁上沉積成一薄層，然後停止轉動。隨後把餘下的血漿流體(血清)往迴轉移到第一室70。此後在9,000RPM下再進行兩次1min的離心，以儘可能多地分離出凝膠中的血清。在每次1min離心之後，將多出的血清轉移到第一室70中。
然後，用注射器58將3.5ml含有24mM氯化鈣的0.2M乙酸鈉(pH4.0)緩衝溶液加入第三室75中。同時，在約3,000RPM下每次旋轉5-10s，重複進行正轉/反轉離心攪拌2min，以便溶解纖維蛋白聚合物凝膠並製備含纖維蛋白單體的溶液。通過密封室45的下室71將抗生物素蛋白瓊脂糖加入所製備的溶液中。此後再在約3,000RRM下，每次旋轉5-10s，重複進行正轉/反轉離心攪拌5min。產生的溶液含纖維蛋白單體以及抗生物素蛋白-瓊脂糖生物素-類凝血酶絡合物。
將該溶液轉移到第三室77中，並在9,000RPM下通過20μm波雷克斯(Porex)環形過濾器過濾1min。將產生的纖維蛋白單體溶液收集到前述的注射器58中。
將如此製成的纖維蛋白單體溶液(在這種情況下是纖維蛋白I)與0.75M碳酸鈉/碳酸氫鈉緩衝劑按纖維蛋白I緩衝劑為5∶1的比例同時施加在需要這種密封劑的部位，它就重新聚合而成纖維蛋白密封劑。
權利要求
1.一種利用離心作用分離血液成分例如纖維蛋白I的方法，所述的方法包括將混有抗凝血劑的血液加入裝置的第一環形室，在該裝置中，該環形室是由圍繞公共軸同軸延伸的圓筒形外壁和圓筒形內壁以及上壁和下壁限定的，其中上壁或下壁是由可在第一室內移動的活塞體構成，所述的方法還包括該裝置圍繞所述公共軸的離心作用，然後在活塞體的作用下將產生的液體部分轉移到由圓筒外壁限定的第二室，該壁與所述的公共軸同軸延伸，因而通過連續離心並加入促進分離的適宜組合物，能使存在於第二室中的液體部分進一步分離，並將不能利用的部分返回到第一室中，從而任選在加入溶劑之後，使留在第二室中的這一液體部分通過一個過濾器轉移到液體接受容器中，該方法的特徵在於，在將留在第二室的這部分液體轉移到液體接受容器之前，先將其轉移到與其它室同軸配置的第三室中，其特徵還在於使現存於所述第三室中的液體在離心過程中通過一個環形過濾器，以便進入與液體接受容器連通配結的環形外隔室中。
2.一種實施權利要求1的方法的裝置，該裝置包括第一環形室，該室是由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁和圓筒內部以及上壁和下壁限定的，其中上壁或下壁是由可在第一室內移動的活塞體構成，所述的裝置還包括通過第一通道與所述的第一室相通的第二室，且第二室是由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁、所述第一室的下壁以及另外一個下壁限定的，該裝置的第二室在離心過程中配接位於第一室之下，而且此處所述的裝置還包括將血液加入第一室的血液加入裝置和加入促進分離的組合物的組合物加入裝置以及連接至少一個液體接受容器的接受裝置，所述的接受裝置通過第二通道與第二室相通，該裝置的特徵在於，第二通道通過一個與其同軸配置的第三室與第二室相通，且第三室包括一個通向第二室的通道，第二室可從外面打開，這一裝置的特徵還在於第三室包括一個內隔室和一個環形外隔室，所述的這二個隔室通過徑向延伸的環形通道互相連通，在通道中配備有環形過濾器，以防含有曾用於促進分離現需除去的成分的液體通過。
3.權利要求2的裝置，其特徵在於，第二室和第三室之間的通道與這二個室同軸配置，並由一個密封室封閉，該密封室包括一個同軸安裝在第二室中的中樞，該中樞帶有多個彼此有間距的徑向圓盤，這些圓盤構成密封室內多個隔室的隔板，且具有相同的外圓周形狀，其特徵還在於這些隔室的外部由一個密封的、安裝成可移動的套筒形外殼封閉，該外殼的外側在任一位置上都與軸向通道的側壁密封配接，在活塞的作用下，套筒形外殼做軸向移動，當它脫離了與最低隔板周邊的配接時，構成密封室最低隔板的圓盤使液體從第二室自由流入第三室。
4.權利要求3的裝置，其特徵在於，活塞體包括一個與密封室套筒形外殼同軸且向下延伸的裙板，當活塞體被壓下時，該裙板與所述的外殼配接，以便藉此在適當時刻依次打開密封室內相應的隔室，並最後打開液體從第二室進入第一室的通道。
5.權利要求3或4的裝置，其特徵在於，密封室的中樞包括一個軸向直通通道，且固定在在較低的第三室底部中央向上的凸出部分上，所述的直通道通過一個通道系統與第三室的環形外隔室在液體上相通，該裝置的特徵還在於使中樞的上端與活塞體內的通道密封配接，以便使其與可固定在該通道中的液體接受容器連接。
6.權利要求5的裝置，其特徵在於，利用一個套筒將密封室的中樞固定在第三室底部的凸出部分上，該套筒的兩端分別圍繞中樞和凸出部分，其特徵還在於該套筒包括一個向外伸出的環形壁，從而使所述的環形過濾器固定在所述壁表面的外周邊和第二室的底壁之間，利用使套筒向外伸出的壁部配置在與第三室底部相隔一定距離的位置上，構成外環形隔室和軸向延伸通道之間的連接，該通道通到在凸出部分的內側和與其相近的套筒內側之間的中樞直通通道。
全文摘要
一種利用圍繞中心軸的離心作用分離血液成分例如纖維蛋白單體的裝置,該裝置包括由圍繞旋轉軸同心配置的圓筒外壁(72)和圓筒內壁(71)以及上壁(73)和下壁(74)限定的第一環形室(70),該室的下壁是由可在第一室內移動的活塞(55)構成的。該裝置還包括位於第一室之下且通過第一通道(4)與所述的第一室相通的第二室(75),並且該室由第一室的另一個圓筒壁(72)、下壁(74)和另一個下壁(76)所限定。該裝置還包括一個配置在第一室內的密封室(45),該密封室包括多個隔室,用於容納有促進分離作用的相應組合物。
文檔編號G01N33/49GK1173141SQ95197456
公開日1998年2月11日 申請日期1995年12月1日 優先權日1994年12月2日
發明者N·E·霍爾姆 申請人:布里斯托-邁爾斯斯奎布公司