通過控制富集的紅細胞的血細胞比容來採集單核細胞的系統和方法
2023-05-04 03:43:06
專利名稱：通過控制富集的紅細胞的血細胞比容來採集單核細胞的系統和方法
技術領域：
本發明涉及離心處理系統和設備發明背景現在的採血機構通常用離心法將全血分離成各種治療成分例如紅細胞、血小板和血漿。
常規的血液處理系統和方法採用耐用的離心機裝置以及一次性使用的通常用塑料作的無菌處理室。離心機裝置將全血引入這些室中，同時使這些室轉動，形成離心力場。
全血在旋轉室中在離心力場作用下分離成密度較高的紅細胞和富含血小板的血漿。中間層的白細胞形成紅細胞和富含血小板的血漿之間的界面層。單核細胞(MNC)存在於界面層中。
發明概要本發明提供從全血中分離單核細胞的系統和方法。該系統和方法應用可轉動的室。該室具有入口區，全血進入該入口區以公離成富集的紅細胞、血漿組分和在富集的紅細胞和血漿組分之間攜帶單核細包的界面層。富集的紅細胞具有血細胞比容值HPRBC。
該系統和方法將全血輸送到入口區，同時從室中排出富集的紅細胞和血漿組分，同時還使界面層保持在室中。該系統和方法使HPRBC保持在要求的範圍內，方法是將富集的紅細胞隨同全血一起輸送到入口區。使HPRBC保持在要求的範圍可最大限度地增加單核細胞的產率和防止粒性白細胞汙染。
在優選實施例中，該系統和方法使從室中排出的富集的紅細胞循環以進入入口區，以控制HPRBC。
在優選實施例中，該系統和方法還通過使血漿成分循環進入全血而使全血的血細胞比容HWB保持在要求的範圍內。使HWB保持在要求範圍內可最大限度地增加室中的血小板分離效率，導致更純的單核細胞產品。
參照以下的說明、附圖和所附的權利要求書可以更清楚看出本發明的其它特徵和優點。
附圖的簡要說明
圖1是血液離心機的側視截面圖，該離心機具有體現本發明特徵的分離室；圖2示出捲軸件，該捲軸件與圖1所示的離心機結合以及與有關的處理容器相結合，該容器繞在該捲軸上使用；圖3A是透視圖，示出圖1所示的離心機以及其樞軸裝在其易接近位置的轉筒件和捲軸件；圖3B是透視圖，示出轉筒件和捲軸件的相互分開狀態，在此狀態下可以將圖2所示的處理容器固定在捲軸件的外周上；圖4是圖2處理容器的平面圖；圖5是透視圖，示出與處理容器連接的流體管路，該管路包括盒子，該盒子與泵站相結合地裝在離心機上；圖6是圖5所示流體管路的示意圖；圖7是盒子後側的透視圖，該後側形成圖6所示管路的一部分；圖8是圖7所示盒子前側的透視圖；圖9是流通及成形在圖7所示盒子中的閥站的示意圖；圖10是泵站的示意圖，用來接納圖7所示種類的盒子；圖11是圖9所示盒子的示意圖，該盒子裝在圖10所示的泵站上；圖12是盒子和泵站的透視圖，該泵站形成圖6所示管路的一部分；圖13是蠕動泵的頂視圖，該蠕動泵形成圖6所示流體管路的一部分，圖中泵的轉子位於縮回的位置；圖14是蠕動泵的頂視圖，該蠕動泵形成圖6所示流體管路的一部分，圖中泵的轉子位於嚙合泵送管的位置；圖15是圖1所示離心機分離室的示意頂視圖，該分離室被展開，示出高負載和低負載壁的輪廓；圖16A和16B帶示意性示出分離室中富含血小板血漿收集區域的一部分，在分離室中，該高負載壁表面形成漸縮的楔形，以包含和控制在紅細胞和富含血小板血漿之間的界面層位置；圖17是在一個區域從低負載壁向高負載壁看去的處理室內部的示意性視圖，在該區域中全血進入處理室分離形成紅細胞和富含血小板的血漿，並且在該區域中富含血小板的血漿被收集在處理室中；圖18是示意圖，示出所建立的動態流動狀態，該狀態限制MNC並使MNC「停留」在圖17所示的血液分離室中；圖19是處理控制器的示意圖，該控制器控制圖6所示的流體管路，使其進行規定的MNC收集流程；圖20是流程圖，示出由圖19所示控制器控制的MNC收集流程的各種操作過程和步驟；圖21是示意圖，示出在圖6所示流程的預備處理操作過程期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖22是示意圖，示出在圖6所示流程的MNC富集步驟期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖23是示意圖，示出在圖20所示流程的PRBC(富集的紅細胞)收集步驟期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖24A是示意圖，示出在圖20所示流程的除去MNC步驟開始時在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖24B是示意圖，示出在圖20所示流程的除去MNC步驟期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖24C是示意圖，示出在圖20所示流程的除去MNC步驟結束時在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖25是示意圖，示出在圖20所示流程的PRP(富含血小板的血漿)的灌注步驟期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖26是示意圖，示出在圖20所示流程的MNC懸浮步驟期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖27是示意圖，示出在圖20所示流程的淨化步驟期間在圖6所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖28是與圖6所示管路聯用的光學傳感器的示意圖，該檢測器用於檢測和確定MNC區域位置，以進行收穫；圖29是適於採集和收穫MNC的流體管路的替代實施例；
圖30是示意圖，示出在圖20所述流程的PRBC採集步驟期間在圖29所示管路中的血液組分和流體的輸送；圖31是示意圖，示出在圖20所述流程的MNC除去步驟期間在圖29所示管路中的血液組分和流體的輸送。
可以以若干種方式實施本發明而不會違背其精神或基本特徵。在所附的權利要求書中確定本發明的範圍而是不是它前面的具體說明書中確定範圍。因此權利要求書包括所有進入權利要求書等價意義和範圍內的實施例。
優選實施例的詳細描述Ⅰ．離心機圖1示出血液離心機10，該機具有處理室12，該室適合於從全血中提取單核細胞(MNC)。裝在環形間隙16內的柔性處理容器14構成室12的邊界。該環形間隙16位於轉動捲軸件18和轉筒件20之間。在例示的優選實施例中，處理容器14形為細長的管(見圖2)該容器在使用前繞在捲軸件18上。
在題為「提高產率的血小板系統和方法」的美國專利No.5370802中進一步說明了離心機10的細節，該專利已作為參考包括在本文中。
捲軸件和轉筒件18和20可在叉臂22上在如圖3A和3B所示的直立位置和如圖1所示的懸掛位置之間轉動。
在直立位置時，捲軸件和轉筒件18和20面對操作者以便於操作。一種機構可以打開捲軸件和轉筒件18和20，如圖3B所示，使得操作者可以將容器14繞在捲軸18上，如圖2所示。在捲軸件18上的銷釘150嚙合容器14上的槽口，從而將容器14固定在捲軸件18上。
在關閉時，捲軸件和轉筒件18和20可以在如圖1所示的懸掛位置上轉動。在操作時，離心機10使懸掛的捲軸件和轉筒件18和20繞軸線28轉動，從而在處理室12中形成離心力場。
使上述捲軸件和轉筒件18和20進行相對運動的機構的另外細節公開於題為「具有便於接近分離室的可分離轉筒件和捲軸件的離心機」的美國專利No.5360542中，該專利作為參考包含在本文中。轉筒件20的內壁24和捲軸件18的外壁26構成離心力場的徑向邊界(見圖1)。轉筒內壁24形成高負載壁。而捲軸外壁26形成低負載壁。
Ⅱ．處理容器在例示的實施例中(見圖4)，第一外周密封件42形成容器14的外邊緣，第二內密封件42大體平行於轉動軸28延伸，將容器14分成兩個隔間38和40。
在使用時，全血在隔間38中進行離心分離。在使用時隔間40裝入液體例如鹽水，以抗衡隔間38。在圖4所示實施例中，隔間38的體積大於隔間40，其體積比約為1∶1.2。
三個出入口46、48和50與處理隔間38連通，因而可輸送全血和其組分，兩個另外的出入口52和54與緩衝隔間40連通，從而輸送抗衡流體。
Ⅲ．流體處理管路流體管路200(見圖4)連接於容器14。圖5通過柔性管子、流體源和收集容器、排成行的泵和夾具的排列示出流體管路200的大體布局，所有這些部件在下面將更詳細地說明。圖6示意性示出流體管路200的細節。
在例示實施例中，左盒子23L、中間盒子23M和右盒子23R集中了很多流體管路200的切換功能和泵送功能。左、中和右盒子23L、23M和23R與離心機10的左、中和右泵站相匹配，這些泵站分別表示為PSL、PSM和PSR。
A盒子每個盒子23L、23M和23R的結構相同，因而一個盒子23L的說明適用於所有盒子。圖7和8示出盒子23L的結構細節。
盒子23L包括模製的塑料件202。液體流道208整體模製在塑料件202的前側204上。剛性板214復蓋和密封塑料件的前側204。
閥站210模製在盒子塑料件202的後側面206。柔性隔膜212復蓋和密封塑料件202的後側面206。
圖9示示出各個盒子的流道208和閥站210的代表性排列。如圖所示，流道C1-C6相交，形成從中心交匯點H輻射的星形排列。流道C7與流道C5相交；流道C8與流道C6相交；流道C9與流道C3相交；流道C10與流道C2相交。當然可以採用其它流道圖案。
在這種配置中，閥站VS1、VS2、VS9和VS10分別位於流道C2、C3、C5和C6上，緊鄰其共同的交匯點H。閥站VS3、VS4、VS5、VS6、VS7和VS8分別位於流道C8、C1、C2、C5、C4和C3的外端。
各個盒子23L攜帶上部柔性環形管UL，該管在盒子23L的外側延伸，位於流道C7和C6之間，還攜帶下部環形管LL，該管在盒子的外側延伸，位於流道C3和C10之間。在使用時，環形管UL和LL嚙合有關泵站的泵的蠕動泵轉子。
B泵站泵站PSL、PSM和PSR像盒子23L、23M和23R一樣在結構上是完全相同的，因而對一個站PSL的說明適用於所有的站。圖12示出右泵站PSL的結構細節。圖10更示意性示出左泵站PSL。
泵站PSL包括兩個蠕動泵，在管路200中總共有六個泵，表示為P1-P6(見圖6)。泵站PSL還包括10個閥驅動器(示於圖10)陣列，在管路200中共有30個閥驅動器，表示為VA1-VA30(圖6)。
在使用中(圖11)，盒子23L的環形管UL和LL嚙合左泵站PSL的泵P1和P2。中間盒子23M的環形管UL和LL以同樣方式嚙合泵P3和P4。右盒子23R的環形管UL和LL嚙合泵P5和P6。
如圖11所示，盒子23L的閥站VS1-VS10與左泵站PSL的閥驅動器V1-V10對齊。如圖6所示，中間和右盒子23M、23R的閥站同樣與相應的中間和右泵站PSM、PSR的閥驅動器對齊。
以下的表1概要示出泵站的閥驅動器V1-V30與圖6所示的盒子的閥站VS1-VS10的操作結合。
表1盒子的閥站與閥驅動器的匹配
盒子23L、23M和23R裝在其相應的泵站PSL、PSM、PSR上，其後側面206向下，使得隔膜212面向和嚙合閥驅動器。該閥驅動器Vn是由磁線圈驅動的壓頭215(圖12)，該壓頭被偏壓到閥的關閉位置。該閥驅動器Vn以圖1所示的方式與盒子的閥站VSn對齊。當一個給定的壓頭25通電時，有關的盒子閥站便打開，讓流體流過。當壓頭斷電時，它便使隔膜212移入有關的閥站，阻止流體流過有關的閥站。
在例示的實施例中，如圖12所示，在各個泵站PSL、PSM和PSR上的泵P1-P6包括轉動的蠕動泵轉子216。轉子216可在退回位置(如圖13所示)和操作位置(如圖14所示)之間移動，在前一位置脫開與相應環形管的嚙合，在後一位置轉子216使相應的環形管壓靠在泵的軌道218上。
因此P1和P6可以操作在三種狀態(ⅰ)泵送狀態，在此狀態期間，泵的轉子216轉動並位於其操作位置，從而使泵送管壓靠在泵的軌道218上(如圖14所示)。轉動的泵轉子216因此以蠕動方式使流體流過環形管；(ⅱ)泵停機的打開的狀態，在此狀態期間，泵的轉子216不轉動並處於其退回的位置，從而不嚙合泵送的環形管(如圖13所示)。因此這種泵停機的打開狀態允許流體流過泵送的環形管，而泵的轉子不轉動；(ⅲ)泵停機的關閉的狀態，在此狀態期間，泵的轉子216不轉動並位於其操作位置。靜止的泵的轉子216因此嚙合泵送的環形管子，起著一個夾具的作用，使流體不能流過泵送的環形管。
當然，採用不能退回的蠕動泵轉子也能達到同等組合的泵送狀態，方法是在泵轉子的上遊和下遊適當配置夾具和管路。
盒子23L、23M、23R、蠕動泵P1-P6以及閥驅動器V1-V30的其它結構細節對本發明是不太重要的。這些細節在題為「具有傾斜口管子連接件的蠕動泵管子盒」的美國專利No.5427509中進行了說明，該專利作為參考文獻包含在本文中。
C．流體流動管道系統流體管路200還包括若干段柔性塑料管，表示為T1-T20，如圖6所示。柔性管T1-T20使盒子23L、23M和23R連接於處理容器14、外部源或收集袋以及供血者/病人。
下面說明在採集和收穫MNC方面管T1-T20的流體流動功能。下面從結構上概述如圖6所示的管T1-T20的連接。
管子T1從供血者/病人身上(通過常規的靜脈穿刺針，未示出)經外部夾具C2延伸到左盒子23L的流道C4；管子T2，從管子T1通過外部夾具C4延伸到中間盒子23M的流道C5；管子T3，從空氣檢測室D1延伸到左盒子23L的流道C9；管子T4，從滴注室D1延伸到處理容器14的出入口48；管子T5，從處理容器14的出入口50延伸到中間盒子23M的流道C4；管子T6，從中間盒子23M的流道C9延伸到與室D1下遊的管子T4連接；管子T7，從右盒子23R的流道C8延伸到左盒子23L的流道C8；管子T8，從中間盒子23M的流道C1延伸到與管子T7連接；管子T9，從左盒子23L的流道C5經空氣檢測室D2和外部夾具C3延伸到供血者/病人(經常規的靜脈穿刺針，未示出)；管子T10，從處理容器14的出入口46經串聯的光學傳感器OS延伸到右盒子23R的流道C4；管子T11，從右盒子23R的流道C9延伸到室D1；管子T12，從右盒子23R的流道C2延伸到用來接收貧血小板的血漿的容器，該容器表示為PPP。稱重器(未示出)檢測PPP容器的重量，以便得到流體體積的變化；管子T13，從右盒子23R的流道C1延伸到表示為MNC的用來接收單核細胞的容器；管子T14，從中間盒子23M的流道C2延伸到表示為PRBC的用來接收富集紅細胞的容器。稱重器WS檢測PRBC容器的重量，以便獲得流體體積的變化；管子T15，從表示為ACD的抗凝劑容器伸到中間盒子23M的流道C8。稱重器(未示出)檢測ACD容器的重量，以便獲得流體體積的變化；管子T16和T17，從表示為PRIME的用來灌注流體例如鹽水的容器伸出，傍通所有盒子23L、23M和23R，通過外部夾具C1，分別與管子T9(位於空氣檢測室D2和夾具C3之間)和管子T1(夾具C3的上遊)相接。衡重器(未示出)檢測PRIME容器的重量，以便得到液體體積的改變；管子T18，從處理容器14的入口52延伸到右盒子23R的流道C5；管子T19，從處理容器14的入口54延伸到與管子T18相交；管子20，從左盒子23L的流道C2延伸到用來接收剩餘灌注流體的表示WASTE的容器。稱重器(未示出)檢測WASTE容器，以便獲得流體體積的變化。
部分管子被結合成臨時管纜30。臨時管纜30使處理容器14的位於離心力場中的內部與位於離心力場外的管路200的其它靜止部件之間形成流體相通。非轉動(0ω)支架32將臨時管纜30的上部分固定在懸掛的捲軸件和轉筒件18和20的上面。在叉架22上的支架34使管纜30的中部分以第一速度(1ω)繞懸掛捲軸件18和轉筒20轉動。另一支架36使臨時管纜30的下端部以兩倍於1ω速度的第二速度(2ω)轉動，懸排的捲軸件18和轉筒件20也以此速度轉動。這種已知的管纜30的相對轉動可使其不扭曲，這樣便不需轉動密封件。
IV在血液處理室中的分離過程(概述)在詳細說明用容器14和流體管路200收集MNC的過程之前首先大體說明全血在處理隔間38中分離的流體動力學，主要參考圖4、15-17。
現在參考圖4，抗凝的全血(WB)從供血者/病人上抽出，經入口48輸送到處理隔間。血液處理隔間38包括內部隔離層60和66，該隔離層構成WB入口通道72，該通道通向全血進入區域74。
當WB沿著隔間38中圓形流動路徑繞轉軸28而行時，容器14的側壁膨脹到貼合捲軸件18的外壁(低負載壁)26和轉筒件20的內壁(高負載壁)24的側面。
圖17示出在血液處理離間38中的WB分離成富集的紅細胞(PRBC，用編號96表示)和富血小板的血漿(PRP，用編號98表示)，前者向高負載壁24移動，後者向低負載壁26移動。稱作界面層的中間層(用編號58表示)形成在PRBC和PRP之間。
回到圖4，內隔離層60還形成血處理隔間38中的PRP收集區域76。圖17進一步示出，PRP收集區域76靠近WB進入區域74。PRBC96響應離心力向高負載壁24沉降的速度在WB進入區域74是最大的，大於血處理隔間38中其它地方的速度。也有較大量的血漿在WB進入區域74移向低負載壁26。結果，在WB進入區域74血漿產生相當大的徑向速度流向低負載壁26。這種流向低負載壁26的相當大的徑向速度從PRBC96中洗脫出大量血小板進入近處的PRP收集區域76。
如圖4所示，內部隔離層66還形成狗腿形件70，該件70形成PRBC收集通道78。凸出的阻擋件115(見圖15)伸入沿著高負載壁24的PRBC團，在該阻擋件和面對的等徑的高負載壁24之間形成限流通道114。該限流通道114可使沿高負載壁24的PRBC96移過阻擋件115進入PRBC收集區域50，從而通過PRBC收集通道78傳送到PRBC出口50。凸出的阻擋件115同時阻擋PRP98流過。
如圖15、16A和16B所示，高負載壁24還向低負載26凸出，從而在PRP收集區域76形成漸縮的斜坡84。傾坡84形成沿低負載壁26的限流通道90,PRP層98沿該低壓壁延伸。斜坡84使間面層58和PRBC96離開PRP收集口46，而使PRP98達到PRP收集口46。
在例示的和優選的實施例中(見圖16A)，斜坡84相對於PRP出口46的軸線的傾斜角α小於45°(最好約30°)。角度α通過調節可以解決界面層和PRBC經限流通道90溢出的問題。
如圖16A和16B所示，斜坡84還顯示界面層58以便由相應界面層控制器220(見圖19)通過容器14的側壁進行監測。界面層控制器220控制WB、PRBC和PRP流過其相應口48、50和46的相對流量。這樣，控制器220可將界面層58保持在斜坡上的規定位置，或者靠近限流通道90(如圖16A所示)，或與限流通道90隔開一段距離(如圖16B所示)。
通過相對於限流通道90控制界面層58在傾坡84上的位置，控制器220還可以控制經出口46收集的血漿中的血小板量。在靠近界面層58時血漿中的血小板濃度增加。通過將界面層58保持在斜坡84上相當低的位置(圖16B)，可以使富血小板區域與出口46分開，而且流過出口46的血漿其血小板濃度相當低。通將界面58保持在斜坡84上較高的位置，使其更靠近出口46，則可使流過出口46的血漿富含血小板。
該控制器可以用下面任一種方法或將這些方法結合起來控制界面層58的位置，這些方法改變WB進入血處理隔間的流量，或改變PRBC流入血處理隔間38的流量，或同時改變上述兩個流量。
在美國專利No.5316667說明了界面層控制器的優選實施例的細節，此專利已作為參考文獻包含在本文中。
如圖15所示，徑向相對表面88和104形成沿WB進入區域74的高負載壁24的限流區域108。如圖17所示，區域108使流入WB入口區域74的WB限制在減小的通道內，因而使WB可以更均勻地沿低負載壁26進入血處理隔間38。在靠近PRP收集區域76和在一個平面內產生這種WB的均勻灌注，該平面幾乎與優選的界面層58的控制位置所在的平面一致。一當越過區域壩，PRBC便響應離心力快速移向高負載壁24。
限流區域108幾乎在優選的界面層58的控制高度將WB引入入口區域74。從界面層58的控制高度下面和上面進入入口區域74的WB將立刻定位界面層高度，在定位時將沿該高度振動，造成沿界面層58的不需要的次級流和擾動。由於幾乎在界面層高度將WB引入到進入區域74，所以區域108減小了沿界面層58的次級流和擾動的影響。
如圖15所示，低負載壁26從轉動軸線28向外逐漸靠近在WB流動方向的高負載壁24，而相對的高負載壁24則保持恆定的徑向。這種靠近可以是連續的(如圖15所示)，或可以為階梯方式。沿高負載壁24和低負載壁26的這些輪廓將朝PRP的收集區域76的方向產生大約橫向於離心力場的動態環狀面血漿流狀態。如圖18所示，沿此方向(箭頭214)的環狀面血將流狀態將連續地向後向著PRP收集區域76牽引界面層58，在此收集區域存在上述較高的徑向血漿流動狀態從而可以從界面層58中清除更多的血小板。同時，反向流譜可用來使界面層58的其它較重組分(淋巴細胞、單細胞和粒性細胞)離開PRP流，回流到PRBC團中。
在這種動態環狀面血漿流動狀態下，MNC(圖18中如此表示)開始向高負載壁24沉積，但最後上浮到界面層58的表面，靠近血細胞比容高的PRBC收集區域50。低負載壁逐漸靠近高負載壁26將產生血漿的逆流譜，如圖18中箭頭214所示。這些逆流譜214使MNC向血細胞比容低的PRP收集區域76往回移動。隨後MNC將在靠近血細胞比容低的PRP收集區域76再向高負載壁24沉積。
MNC以圖18中216所示的這種路徑進行循環，而WB被分離成PRPC和PRP。因此MNC被收集和停留在隔間38內的這種受約束的路徑216上，既離開PRBC收集區域50，又離開PRP收集區域76。
在美國專利No.5573678中介紹了在處理室38中進行分離的進一步的動力學細節，該專利已作參考文獻包含在本文中。
V．單核細胞處理程序離心機10包括處理控制器222(圖19)，該控制器控制流體管路200的操作，以便執行規定的用容器14收集和收穫MNC的程序224。
如圖20所示，程序224包括灌注流體管路200的預處理灌注操作過程226。程序224隨後包括預備處理操作過程228，該過程處理從供血者/病人身上取得的全血中的PPP(貧血小板血漿)，該PPP在隨後作為收穫的MNC的浮懸介質用在程序224中。程序224隨後包括至少一個主要處理操作過程230，該主操作過程230包括收集階段232，隨後是收穫階段234。
收集階段232包括若干收集步驟236和238，這此步驟用於以上述方式處理全血，使單核細胞富集在第一隔間38中。
收穫階段同樣也包括一系列收穫步驟240、242、244和246，這些步驟用於將富集的單核細胞從第一隔間38傳送到連接於管路200的MNC收集容器。並將預備處理操作過程228期間收集的懸浮介質加入到MNC。
一般在給定的程序224期間，執行的主要操作過程230超過一次，在一個給定程序224中進行的處理操作過程230的次數取決於要收集的MNC的總的體積。
例如，在一個代表性的程序224中，可以相繼重複五次主處理操作過程。在各個主處理操作過程230期間，可以處理約1500-3000mL的全血。在結束五次處理操作過程230時可以收集約15mL的MNC體積，該MNC懸浮在最後稀釋的約200mL的PPP中。
A預處理灌注/緩衝工序在供血者/病人連接於流體管路200(經管子T1和T9)之前，控制器222執行灌注操作過程228。在灌注操作過程228，期間控制器222令離心機10使捲軸件18和轉筒20繞軸線28轉動，同時令泵P1-P6傳送容器PEIME中無菌的灌注流體例如鹽水以及傳送ACD容器中的抗凝劑，使其整個充滿流體管路15和容器14。灌注流體將管路15和容器14中的空氣排出。
在第二隔間40上採用單管T18，因而事實上只有一個進出口。為實現灌注，使隔間40不與灌注流體形成流體相通，同時操作泵5，從隔間40中抽出空氣，由此在隔間40中形成負壓(真空)條件。在除去隔間40中的空氣時，使其與灌注流體流接通，通過真空將灌注流體吸入隔間40。泵P5仍然操作，以助於將流體傳送到隔間40並在隔間40中形成正壓狀態。控制器222使灌注流體保持在第二隔間40中，以便在血液處理期間抗衡第一隔間38。
然而應當認識到，這種真空灌注過程適用於任何只有一個出入口或同等結構的容器。
B預備處理操作過程收穫在MNC容器中的MNC最好懸浮在由MNC供血者/病人身上得到的貧血小板血漿中。在預備處理操作過程228期間控制器222配置流體管路200，使其從供血者/病人身上收集預定體積的PPP，保持在PPP容器中。該體積在隨後的處理期間用作MNC的懸浮介質，並可以在處理後加入到MNC，以達到需要的最後稀釋體積。
一當供血者/病人行靜脈切開放血時，控制器222配置泵站PSL、PSM和PSR，以開始預備處理操作過程228。在此操作過程228期間，全血在隔間38中如前所述被離心分離成富集的紅細胞(PRBC)和富小板血漿(PRP)。PRBC返回到供血者/病人，而單核細胞聚集在隔間38中。
當MNC聚集在隔間38中時，一部分被分離的血漿組分被除去並收集用作MNC懸浮介質。在此操作過程228期間，控制器222使界面層58保持在斜坡84上相當低的位置(如圖16B所示)。結果，流出隔間38並貯存在PPP容器中的血漿中血小板濃團相當低，因此表示為PPP。從隔間38流出的剩餘的PPP在此操作過程228期間返回到供血者/病人。
在預備處理操作過程228期間流體管路200的配置示於圖21，並且簡要地列於表2
表2預備處理操作過程
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
在預備操作過程228期間，泵P2將全血(WB)從供血者/病人身上抽出，經管T1送入到左盒子23L，再進入管子T3，然後經室D1，再通過管子T4進入血處理隔間38。泵P3將抗凝劑ACD經管子T15抽到中間盒子23M，再進入管子T2，從而與全血混合。
抗凝的全血經入口48進入隔間38。該全血如前所述地被分離成PRP、PRBC和界面層(包括MNC)。
出口50使PRBC96流出血處理隔間38，經管子T5進入中間盒子23M。PRBC經管子T8進入管子T7，以便經左盒子23L和管子T9回到供血者/病人身上。
出口46使PPP流出血處理隔間38。該PPP經管子T10進入右盒子23R。泵P5將一部分PPP送入管子T7，以便隨PRBC返回到供血者/病人身上。界面層控制器220設定泵P5的流量，以使界面層保持在傾坡84上較低的位置(如圖16B所示)，從而儘量減小在此操作過程期間流出隔間38的血小板濃度。泵P6將一部分PPP經管子T12輸送到PPP容器，直至收集到懸浮MNC所規定的和進行最後稀釋所需的體積。該體積表示為VOLsus。
C．主處理操作過程1．單核細胞(MNC)收集階段(ⅰ)MNC富集步驟控制器222現在切換到主處理操作過程230的MNC收集階段。控制器222首先設置流體管路200，進行MNC富集步驟236。
對於步驟236，控制器222改變泵站PSR的配置，從而停止收集PPP。控制器222還令界面層控制器220保持泵5的流量，以便使界面層保持在傾坡84上的較高位置(如圖16A所示)，因而實現PRP的分離。
由於配置的改變，泵P6還可使一部分PRP再流入血處理室，從而增加血小板的分離效率，如下面將要詳細說明的。
圖22示出MNC收集階段232的MNC富集步驟236所用的配置，並且還簡要地列於表3。
表3單核細胞收集狀態(MNC富集步驟)
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
1．利用再循環PRP提高血小板的分離效率通常在MNC程序中不收集血小板。而且認為最好使血小板返回供血者/病人。對於分離的血小板希望得到高的平均血小板體積MPV(單位為fL或μm3)，因為它代表高的血小板分離效率。可以用常規技術測量PRP樣品中的MPV。較大的血小板(即大於約20fL)很可能被捕獲在界面層58中，而不是進入PRP，返回到供血者/病人身上。這便造成在PRP中較大的血小板的布居降低，因而造成返回供血者/病人的MPV較低。
如上所述，形成足以使較大血小板從界面層58升高的徑向血漿流動狀態完全取決於進入血液處理隔間38的WB的入口血細胞比容H。為此泵P6使管子T10中的一部分PRP循環，回到WB入口48。循環的PRP流過右盒子23R進入管子T11，該管子與連接於入口48的管子T4相連接。循環的PRP與進入血處理隔間38的WB混合，因而降低了入口的血細胞比容H。
控制器設定泵P6的PRP循環流量QRecirc，以達到要求的入口血細胞比容H，在優選裝置中，H完全不會大於40％，最好約為32％，這可以達到高的MPV。
通常採用與管子T4並列的傳感器(未示出)測量入口血細胞比容H。入口血細胞比容H還可以在經驗上根據檢測的流動狀態進行確定，如正審查的美國專利申請系列No.08/471883中所說明的那樣，該申請已作為參考文獻包含在本文中。
2．通過再循環PRBC提高MNC的濃度和純度如圖18示意出的，在隔間38中血漿的逆向流(箭頭214)將界面層58往回拉向PRP收集區域76，在該區域中增強的徑向血漿流狀態將血小板掃出界面58，以便返回到供血者/病人。逆向流譜214還使界面層58中其較重的組分例如淋巴細胞、單核細胞和粒性細胞往回流動，循環進入PRBC團。
同時，由於在PRBC收集區域50中達到相當高的血細胞比容，所以靠近區域50的MNC浮在界面層58的表面上。此時，MNC由血漿反向流214拉向低血細胞比容的PRP收集區76。由於在此區域76的血細胞比容較低，因而MNC又向高負載壁24沉積。圖18中箭頭216示出當MNC在隔間38中富集時所要求的MNC循環流動。
在PRBC收集區50內保持要求的PRBC出口血細胞比容H0是重要的。如果PRBC的出口血細胞比容H0低於預定的低限值(例如小於約60％)，則大部分MNC將不作為細胞群體如圖18中箭頭216所示地進行循環。由於H0較小，所有的或一部分MNC將不能浮向界面層。MNC將沿高負載壁保持在聚集狀態，並由PRBC帶出隔間38。這樣便造成MNC產率太小。
另一方面，如果H0超過預定的上限(例如約85％)，則較大數目的較重的粒性細胞將浮在界面層58上。結果，只有少量粒性細胞被帶離界面層58，隨同PRBC返回到供血者/病人。而較多的粒性細胞將佔據界面層58，因而汙染MNC。
為此，在MNC收集階段232期間，處理控制器222命令泵P4操作，使一部分在管子T5中流動的PRBC再循環回到WB入口48。如圖21和22所示，再循環的PRBC流過中間盒子23M進入管子T6，該T6與連接於入口48的管子T4連接。再循環的PRBC與進入血處理隔間38的WB混合。
一般地講，出口血細胞比容H0的數值隨PRBC再循環流量Qr的變化而相反地變化，該再循環流量Qr由泵P4(PRBC)和泵P2(WB)控制。假如WB的流量由泵P2控制，則減小Qr，出口血細胞比容H0將增加，而增加Qr，則出口血細胞比容將降低。Qr和H0之間的精確關係還應當考慮以下的量在隔間38中流體的離心加速度(由隔間38中離心力的大小控制)；隔間38的面積；全血進入隔間38的入口流量Qb(由泵P2控制)；和PRP流出隔間38的出口流量Qp由界面層控制泵P5控制)。
有各種各樣方式表示這種關係，因而可根據要求的H0來確定Qr的值。在優選實施例中，控制器222周期性取樣Qb、Qp和Qr。再考慮到隔間38中作用的離心力因素，該控制器便可以根據目標H0計算出一個新的泵P4泵送的PRBC再循環流量Qr(新的)，計算如下
(ⅰ)在取樣時間n=0開始；(ⅱ)按下式計算現在的QrQr=[Qp-Qb]+[kH0-1][a*Am]]]>式中H0是作為目的出口血細胞比容值，表示為小數(例如0.75為75％)；a是離心力產生的流體的加速度，該加速度為a=r2g]]>式中Ω是隔間38的轉速，表示為rad/s,r是轉動半徑，g是重力加速度，等於981cm/s2；A是隔間38的面積；k是血細胞比容常數；m是分離特性常數，該常數可以根據經驗數據和理論模型計算。在優選實施例中，採用以下理論模型H0(1-H0)kl=QbHjaACR]]>式中CR=1.08Sr；β是剪應變敏感項，定義如下=1+bn]]>式中，根據經驗數據，b=6.0S-n,n=0.75，而剪應變速率定義如下τ=du/dy其(u)是流體速度，而(y)是空間尺度；Sr是經驗上導出的紅細胞沉積係數，根據經驗數據該係數設定在95×10-9S。
這種模型是基於Brown的題為「連續流細胞的離心分離物理學」一文(發表於「Art:ficial Organs,Raven Press,Ltd,New York,1989,13(1):4-20」)中的方程式(19)，此文已作為參考包含在本文中。該模型的曲線圖示於Brown論文的圖9。
上述模型利用簡單的線性回歸法在期待的實用的血處理條件的範圍內進行線性化。根據以下公式進行代數替換HiQb=H0Q0式中Q0是PRBC經出口管T5的流量，該流量可表示為
Q0=Qb-Qp這種線性化產生簡化的曲線，該曲線中，(m)的值構成斜率，(k)的值構成y截距。在該簡單的曲線中，斜率表示為m=338.3(β/Sr)式中，根據經驗數據β/Sr可以表示為常數1.57/μs。
因此在簡化的曲線上，m的值為531.13。一般認為，m值的範圍在約500至約600之間適合於連續流全血離心分離程序；(ⅲ)計算平均Qr在選定的間隔內測定Qr，然後根據處理時間平均這些瞬時測量值，計算如下Qr(AVG)=
+
(ⅳ)計算新的Qr，按下式計算Qr(NEW)=Qr(AVG)F式中，F是選擇的控制係數，該係數能夠控制Qr(當F=1)，或不能控制Qr(當F=0)，或能夠根據系統的方差約略估計Qr(當F為0和1之間的小數時)。F可以包括常數，或者以另一種方式，F可以隨處理時間的變化而變化，該處理時間例如可以從預定過程開頭的第一值開始到過程逐漸進行時的第二值或多個值的時間。
(ⅴ)將Qr保持在規定的範圍內(例如保持在0mL/min和20mL/min之間)。
IFQr(MEW)＞20mL/min THENQr(NEW)=20mL/minENDIFIFQr(NEW)＜0mL/min THENQr(NEW)=0mL/minENDIFn=n+1在MNC收集階段232(圖22)期間，控制器222同時設定並保持多個泵的流量，以便在隔間38中達到為高效率富集高純MNC所優選的處理條件。該控制器設定和保持WB入口流量Qb(經泵P2)、PRP出口流量Qp(經泵P5)、PRP再循環流量QRecirc(經泵P6)和PRBC再循環流量Qr(經泵P4)。設定WB入口流量Qb，該流量通常設定為使供血者/病人感到舒適和可以達到允許的處理時間，則控制器222(ⅰ)命令泵P5保持Qp，該Qp被設定為可以在斜坡上保持要求的界面層位置，由此可以在血漿(PPP或PRP)中達到要求的血小板濃度；(ⅱ)命令泵P6保持QRecirc，該QRecirc被設定為可以保持要求的入口血細胞比容H(例如在約32％和34％之間)，由此可以高效率分離血小板；(ⅲ)命令泵P4保持Qr，該Qr被設定為可以保持要求的出口血細胞比容H0(例如在約75％-85％之間)，因而可防止粒性細胞沾汙和使MNC達到最大產率。
(ⅱ)第二步驟(收集PRBC)當處理完預定體積的全血(如1500-3000mL)時，控制器222結束MNC的富集步驟236。或者在收集到預定體積的MNC時結束MNC的富集步驟。
然後控制器進入MNC收集階段232的PRBC收集步驟238。在此步驟238中，改變泵站PSM的配置，停止PRBC返回供血者/病人(關閉V14)，停止PRBC的再循環(關閉閥V18，使泵P4定位在關閉的停機狀態)，並將PRBC傳送到PRBC容器(通過打開閥V15)。
這種新的配置示於圖23，並且還簡要地列於表4。
表4單核細胞收集階段(收集PRPC步驟)
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；
○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
在此步驟238中，管子T5中的PRBC經中間盒子23M送入管線T14，再進入PRBC容器。在此操作步驟238中控制器222操作，直至在PRBC容器中收集到要求體積的PRBC(例如35-50mL)，這種體積的PRBC隨後將用在MNC收穫階段234的MNC除去步驟240中，這將在下面更詳細說明。
在檢測到(用稱重器WS稱重)PRBC容器中裝有要求體積的PRBC時控制器結束PRBC收集步驟238。
這樣便結束主處理操作過程230的MNC收集階段232。
2．單核細胞的收穫階段(ⅰ)第一步驟(除去MNC)控制器222進入主處理操作過程230的MNC收穫階段234。在此階段234的第一步驟240中，全血被抽出並再循環回到供血者/病人而不通過血處理隔間38。在先前PRBC收集步驟238中收集在PRBC容器中的PRBC經WB入口管T4回到處理隔間38，而隔間38仍繼續轉動。在MNC收集階段232期間富集在隔間38中的MNC隨PRP經管子T10流出隔間38。
在MNC收穫階段234的MNC除去步驟240期間的流體管路200的配置示於圖24A，並且還簡要地列於表5。
表5單核細胞的收穫階段(MNC除去步驟)
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
如圖24A所示，控制器222關閉PRBC出口管T5，同時PRBC經管子T14和T6由泵P4從PRBC容器傳送到管子T4，從而經WB入口48流入隔間38。控制器222從TCYCSTAPT開始循環時間計數。
PRBC從PRBC容器流入WB入口48增加了PRP收集區域76的血細胞比容。這樣，富集在隔間38中的濃縮區域的MNC(示於圖18)將浮向界面層58的表面。進入的PRBC體積使PRP排出PRP出口46。界面層58以及隨界面層的濃縮的MNC區域(在圖24A國表示為MNC區域)也經PRP出口46排出隔間38。MNC區域沿PRP管子T10向光學傳感器OS移動。
如圖28所示，在管子T10內，PRP的區域112位於濃縮的MNC區域之前。在此區域112的PRP經右盒子23R和管子T12(如圖24A所示)傳送到PPP容器。在管子T10內PRBC的區域114也跟隨著濃縮的MNC。
在PRP區域112和濃縮的MNC區域之間存在第一過渡區域116。第一過渡區域由濃縮一直減小的血小板(圖28中用方塊表示)和數目一直增加的MNC(圖28中用織構圖形表示)組成。
在濃縮的MNC區域和PRBC區域114之間存在第二過渡區域118。該第二過渡區域118由濃度一直降低的MNC(在圖28中用織構圖形表示)和數目一直穩定增加的PRBC(圖28中用波紋圖表示)組成。
通過光學傳感器OS的檢測，可以看出，位於MNC區域前面的區域112和116以及位於MNC區域後面的區域118和114存在變化的光密度，通過這種變化的光密度可以辨認MNC區域。光學傳感器OS可以檢測由PRP出口46和右盒子23R之間的管子T10中傳送的流體的光密度的變化，如圖23所示，當光MNC區域逐漸通過光學傳感器OS時，光密度將從低值變到高值，低值表示光的透過率大(即在PRP區域112)，高值表示光的吸收大(即在PRBC區114)。
在圖28所示的實施例中，光學傳感器是常規的血紅蛋白檢測器，例如為用在Baxter Healthcare Corporation公司Fenwal Division分公司售賣的Aueopheresis-C型血液處理裝置上的檢測器。傳感器OS包括紅光發光二極體102，該二極體發出的光穿過管子T10。當然也可以使用其它波長的光，如綠光或紅外光。傳感器OS還包括PIN結二極體檢測器106，該檢測器配置在管子T10的相對側。
控制器222包括處理部件100，該部件分析發光二極體102和檢測器106輸出的電壓信號，從而計算管子T10中液體的光的透過率，光的透過率簡寫為OPTTRANS。
處理部件100可以採用各種算法計算OPTTRANS。
例如，當使紅光發光二極體102發光和使液體流過管子T10(RED)時OPTTRANS可以等於二極體檢測器106的輸出。
可以從RED中濾去背景光學「噪聲」得到OPTTRANS，計算如下OPTTRANS=COR(RED SPILL)CORRREF]]>其中COR(RED SPILL)按下式計算
COR(RED SPILL)=RED-REDBKGRD式中，RED是紅光發光二極體102發光而且液體流過管子T10時二極體檢測器106的輸出；REDBKGRD是紅光發光二極體102不發光而液體流過管子T10時二極體檢測器106的輸出；式中CORREF計算如下CORREF=REF-REFBKGRD式中REF是紅光發光二極體102發光時該二極體的輸出；REFBKGRD是紅光發光二極體102不發光時該二極體的輸出。
根據先前MNC收集階段期間在供血者/病人的PRP流過管子T10時從傳感器OS得到的數據，處理部件100可對於供血者/病人的PRP的光密度歸一化傳感器OS。此數據確定管子和供血者/病人的PRP的光透過率基線值(OPTTRANSRASE)。例如，可以在收集階段232期間的選定時間測量OPTTRANSBASE，例如在階段232的中間時間，用上述的濾除或不濾除檢測方案進行測定。或者，在MNC收集階段期間用濾除的或不濾除的檢測方案計算一組光透過率值。然後對整個收集階段求這組值的平均值，以得到OPTTRANSBASE。
在隨後的MNC除去步驟240期間處理部件100繼續檢測一個或多個MNC除去步驟240期間的管子10和流過其中液體的光透過率值(OPTTRANSHARVEST)。OPTTRANSHARVEST包括在MNC除去步驟240的選擇時間(例如步驟240的中間時間)檢測的單個讀數，或包括在MNC除去步驟240期間所取的多次讀數的平均值。
處理部件100用OPTTRANSBASE作0.0，用光飽和值作1.0並將OPTTRANSHARVEST的值按比例地歸入到0.0-1.0的歸一化的範圍，從而得到歸一化的DENSITY(光密度)值。
如圖28所示，處理部件100保持兩個預定的閾值THRESH(1)和THRESH(2)不動。THRESH(1)的值對應於選定的DENSITY額定值(例如在歸一化標尺0.0-1.0範圍中的0.45)，該額定值是經驗值，當第一過渡區域116中的MNC濃度滿足預先選定的處理目的時便出現該值。THRESH(2)的值對應於另一個預選的DENSITY額定值(例如在歸一化標尺0.0-1.0範圍中的0.85)，該額定值也是按經驗確定的，當第二過渡區域118中的PRBC的濃度超過預定處理目的時便出現該值。
在光學傳感器OS和右盒子23R的閥站V24之間的管子T10的液體體積形成為已知值，該體積值被輸入到控制器222作為第一偏置體積VOLOFF(1)。控制器222根據VOLOFF(1)和泵P4的泵速(QP4)計算第一控制時間值Timel，按下式計算Time1=VOLOFF(1)QP460]]>在例示的和優選的實施例中，操作者可以規定第二偏置體積VOLOFF(2)並將其輸入到控制器222，該體積代表額定的附加體積(見圖28)，以增加總的MNC收穫體積VOLMNC。該量VOLOFF(2)考慮到系統和處理方差以及供血者/病人中MNC純度的方差。控制器222根據VOLOFF(2)和泵P4的泵速(QP4)計算第二控制時間值Time2，按下式計算Time2=VOLOFF(2)QP460]]>當泵P4操作，使PRBC流入WB進入口48時，界面層58和MNC區域便進入PRP管子10向光學傳感器OS移動。在MNC區域前面的PRP越過光學傳感器OS，流過管子T12，進入PPP容器。
當MNC區域到達光學傳感器OS時，傳感器檢測到DENSITY=THRESH(1)。在此時控制器222開始第一時間計數TC1。當光學傳感器OS檢測到DENSITY=THRESH(2)時，控制器222開始第二時間計數TC2。對於給定的QP4根據TC1和TC2之間的界隔便可以得到檢測的MNC體積。
在時間推移的過程中，控制器222將TC1的值與第一控制時間T1相比較，以及將TC2與第二控制時間T2相比較。當TC1=T1，作為目標的MNC區域的前沿便達到閥站24，如圖24B所示。控制器222命令閥站V24打開和命令閥站V25關閉。控制器222將此事件作為TCYCswiTCH標記在操作過程時間計數上。作為目標的MNC區域因而進入通向MNC容器的管子T13。當TC2=T2時，第二偏置體積VOLOFF(2)已輸送到管子T13，如圖24C所示。對於預定操作過程選擇的預定收穫的總的MNC體積(VOLMNC)因此存在於管子T13內。當TC2=T2時，控制器222令泵P4停機。因此停止在管子T13中的VOLMNC進一步移動。
控制器222可以算出在前面的MNC除去步驟期間進入PPP容器的PPP容器的體積。按下式算出此PRP體積(表示為VOLPRP)VOLPRP=TCYCSWITCH-TCYCSTARTQ4]]>在優選實施例中，當從TCYCSTART後，泵P4輸送PRBC的流體體積超過規定體積(例如超過60mL)時，控制器222不依賴於TC1和TC2而結束MNC除去步驟。在例如光學傳感器OS不能檢測THRESH(1)時可能發生這種停機事件。在這種因體積停機的情況下，VOLPRP=60-VOLOFF(1)。
或者用另一種方式結束MNC除去步驟，即當PRBC容器的稱重器WS檢測到小於規定值的重量(例如小於4g或流體體積小於4mL的重量)時，控制器222可不依賴於TC1和TC2而結束MNC除去步驟，或者使這種方式與體積停機方法結合起來。
(ⅱ)第二步驟(PRP灌注)一當MNC區域位於圖24C所示位置，控制器222進入MNC收穫階段234的PRP灌注步驟242。在此步驟242，期間控制器222配置管路200，使VOLPRP流出PPP容器和管子T12，進入血處理隔間38。
圖25中示出在PRP灌注步驟242期間流體管路200的配置，並且還簡要地列於表6。
表6單核細胞收穫階段(PRP灌注步驟)
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
在PRP灌注步驟242期間，控制器222配置泵站PSL、PSM和PSR，使全血停止再循環，同時隔間38繼續轉動，將VOLPRP通過管子11泵到處理隔間38。VOLPRP由泵P6泵送，經管子T12進入右盒子23R，然後經管子T11，通過管子T4和入口48進入處理隔間38。PRBC從處理隔間38經出口50和管子T5進入中間盒子，然後經管子T8和T7進入左盒23L。PRBC最後經管子T9回到供血者/病人。在此步驟242期間在流體管路200中不傳送其它流體。
PRP返回的使PPP容器中的液體體積恢復到先前所述的預備處理操作過程228期間所收集的VOLsus。VOLPRP的返回還在PPP容器的VOLsus體積中保持低的血小板布居，該體積預定用於懸浮MNC。VOLPRP的返回還使TC1=T1之前存在於第一過渡區116中殘留MNC(因而不是VOLMNC的一部分)返回到處理隔間38，以便在隨後的主處理過程中進一步被收集。
(ⅲ)第三步驟(MNC懸浮)隨著VOLPRP返回隔間38，控制器222進入MNC收穫階段234的MNC懸浮步驟244。在此步驟244期間，PPP容器中的VOLsus隨同VOLMNC被輸送到MNC容器。
圖26示出MNC懸浮步驟244期間流體管路200的配置，並且還簡要地列於表7。
表7單核細胞收穫階段(MNC懸浮)
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
在MNC懸浮步驟244中，控制器222關閉C3，使PRBC停止返回供血者/病人。並且泵P6將VOLsus預定部分的(例如5-10mL)經管子T12輸送到右盒子23R，然後送入管13。如圖26所示，該VOLsus的預定部分還推動VOLMNC經管子T13進入MNC容器。
(ⅲ)第四步驟(淨化)在此時，控制器222時入MNC收穫階段234的最後的淨化步驟246，在此步驟246期間，控制器使殘留在管子10中的PRBC返回到處理隔間38。
圖27示出在淨化步驟246期間流體管路200的配置，並且還簡要地列於表8。
表8單細胞收穫階段(淨化步驟)
表中，●表示管子阻塞或關閉的狀態；○表示管子未阻塞或打開的狀態；
表示泵起動狀態，在泵起動狀態期間，泵的轉子轉動並嚙合泵送管子，從而以蠕動方式輸送流體；
○表示打開的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，而且泵的轉子不嚙合泵送的環形管子，因此允許流體流過泵送的環形管子；
●表示關閉的泵停機的狀態，在此狀態期間，泵的轉子不轉動，但泵的轉子的確嚙合泵送的環形管，因此不允許流體流過泵送的環形管子。
淨化步驟246可使TC2=T2之後的存在於第二過渡區域118(見圖28)的殘留MNC(因此不是VOLMNC的一部分)返回到處理隔間38，以便在隨後的主處理過程中進一步收集。
在淨化步驟246中，控制器222關閉左、中盒子23L、23M中的所有閥站，並配置右泵站PSP，使其將PRBC從管子T10經管子T11和T4回送到處理隔間38。在此期間，不從供血者/病人身上抽取或返回任何成分。
在淨化步驟246結束時，控制器222開始一個新的操作過程230。控制器222重複一系列主操作過程230，直到達到要求的作為全部過程目的MNC體積。
在最後一個主處理操作過程230結束時，操作者可能要求附加的VOLsus，以進一步稀釋在過程期間收集的MNC。在這種情況下，控制器222可以配置流體管路200，使其執行如上所述的預備處理操作過程228，以便將另外VOLsus收集在PPP容器中。控制器222然後配置流體管路200，使其執行MNC懸浮步驟244，以便將另外的VOLsus傳送到MNC容器中，達到要求VOLMNC的稀釋。
ⅳ．替代的單細胞處理程序圖29示出流體管路300的替代實施例，該實施例適合於收集和收穫MNC。管路300在大多數方面與圖6所示的管路200相同，並且共同的部件用相同的參考編號表示。
管路300不同於管路200之處在於容器14的第二隔間310完全與隔間38相同，因此本身包括第二血處理隔間，該隔間的特徵與隔間38相同。隔間310包內如圖4對隔間38所示的內部隔離層，由此形成相同的PRP和PRBC的血液收集區域，該隔離層的細節在圖29中未示出。隔間310包括將全血輸送到隔間310的入口304、使PRP流出隔間310的出口306、使PRBC流出隔間310的出口302。隔間310還包括漸縮的斜坡84，如先前對隔間38所述的和圖16A和16B所示的斜坡。
流體管路300與流體管路200不同之處還在於不包括管子T14、T18和T19。另外不包括PRBC容器。代之以流體管路300包括若干以下的管路和夾具管路T21，從隔間310的PRP出口306經新的夾具C5延伸到與管路T10連接；管路T22，從隔間310的WB入口306經新的空氣檢測器D3和新的夾具C6延伸到與管路T3連接；管路T23從隔間310的PRBC出口302經新的夾具C8延伸到與管子T4連接；在空氣檢測器D1上遊的管子T3上還配置新的夾具C7。
用管路300，控制器222陸續完成先前對管路200所述的灌注操作過程226、預備處理操作過程228和主處理操作過程230，直到完成MNC富集步驟236。採用管路300時PRBC收集步驟238的不同之處在於，用在隨後從隔間38中除去MNC的PRBC在第二隔間310中進行處理並收集在該隔間中。
在PRBC收集步驟238期間，具體如圖30所示，控制器222將大量全血從供血者/病人身上輸送到第二隔間310。全血體積由泵P2抽出，經管子T1進入管子T3，然後經打開的夾具C6進入管子T22，該管T22通向隔間310。關閉夾具C7，阻止全血流入隔間38，在該隔間中富集收穫的MNC。還關閉夾具C9，阻止PRP流出隔間38，由此保持富集的MNC在隔間38中不受到擾動。
在隔間310中，全血體積被分離成PRBC和PRP，其方式與在隔間38中這些組分被分離的方式相同。PRP使經管子T21流出隔間310，並通過泵P5打開夾具C5，以便返回供血者/病人。夾具C8關閉，以使PRBC保持在隔間310中。
控制器222還控制用管路300的不同的MNC除去步驟240。如圖31所示，在MNC除去步驟240期間，控制器222使一部分抽出的全血回到供血者/病人，同時將另一部分全血引入到隔間310，遵循上面對圖30說明的同樣路徑。控制器222打開夾具C8和C8，同時關閉夾具C5。進入隔間310的全血將PRBC經PRBC出口302排入管子T23。從隔間310流出的PRBC進入隔間38的全血入口48。如前所述，從外面流入隔間38的PRBC增加了隔間38中PRBC的血細胞比容，使富集的MNC浮到界面層58。如前所述，從隔間38外面進入的PRBC將PRP隨同MNC區域一齊經PRP出口46排出，如圖31所示。此MNC區域由光學傳感器OS檢測，並在隨後的處理步驟242、244和246中被收穫，其方式與對管路200所述的方式一樣。
在以下權利要求書中說明本發明的各種特徵。
權利要求
1．一種血液分離系統，包括繞轉動軸線轉動的室，該室包括入口區，全血進入該入口區以分離成為具有血細胞比容值HPRBC的富集的紅細胞、血漿成分和富集紅細胞和血漿成分之間的載帶單核細胞的界面層；控制器，可操作在第一模式，以使全血被輸送到入口區，同時將富集的紅細胞和血漿成分排出室外，使界面層保持在室內，控制器還可以操作在第一模式，使富集的紅細胞進入入口區，從而保持設定的HPRBC。
2．如權利要求1所述的系統，其特徵在於，控制器使排出室的富集紅細胞循環，以便在第一模式期間輸送到入口區。
3．如權利要求1所述的系統，其特徵在於，輸送到入口區的全血具有血細胞比容HWB；控制器可操作在第一模式，以便通過將血漿成分循環進全血而保持設定的HWB。
4．如權利要求1所述的系統，其特徵在於，控制器包括檢測部件，用於確定界面層在室中的位置和提供檢測的輸出。
5．如權利要求4所述的系統，其特徵在於，在第一操作模式期間，控制器可操作而至少可以部分地根據檢測的輸出使界面層保持在室內設定的位置。
6．如權利要求4所述的系統，其特徵在於，檢測部件用光學方法確定界面層在室內的位置。
7．如權利要求1所述的系統，其特徵在於，控制器可操作在第二模式，使界面層移出室外，方法是將富集的紅細胞輸送到入口區。
8．如權利要求7所述的系統，其特徵在於，在第二模式期間，控制器停止將全血送入入口區；
9．如權利要求7所述的系統，其特徵在於，在第二模式期間，控制器停止將富集的紅細胞排出室外。
10．如權利要求7所述的系統，其特徵在於，控制器在第一模式期間使排出室外的富集紅細胞循環，以便在第二模式期間輸送到入口區。
11．如權利要求7所述的系統，還包括一個容池，其中控制器使富集紅細胞循環出該容池，以便在第二模式期間輸送到入口區。
12．如權利要求11所述的系統，其特徵在於，控制器將第一模式期間排出室的富集紅細胞輸送到該容池中。
13．如權利要求11所述的系統，其特徵在於，容池包括可繞軸線轉動的第二室，在該室中從全血中離心分離出富集的紅細胞。
14．如權利要求7所述的系統，還包括輸送從室中排出的界面層的出口路徑和檢測部件，該檢測部件用於確定在排出的界面層中單核細胞的位置，並在定位單核細胞時提供檢測的輸出。
15．如權利要求14所述的系統，其特徵在於，檢測部件用光學方法確定在排出的界面層中單核細胞的位置。
16．一種從全血中收集單核細胞的方法，包括以下步驟(ⅰ)繞一轉動軸線轉動一個室；(ⅱ)將全血輸送到室的入口區，使其分離成具有血細胞比容值HPRBC的富集紅細胞、血漿成分和富集紅細胞和血漿成分之間的攜帶單核細胞的界面層；(ⅲ)在步驟(ⅱ)期間，從室中排出富集的紅細胞和血漿成分，同時使界面層保持在室內；(ⅳ)在步驟(ⅱ)期間，通過將富集紅細胞輸送到入口區而保持設定的HPRBC。
17．如權利要求16所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅳ)中，使在步驟(ⅲ)中排出室的富集紅細胞再循環進入口區。
18．如權利要求16所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅱ)期間，輸送到入口區的全血具有血細胞比容HWB；而且在步驟(ⅳ)期間還包括通過使血漿組分循環進入全血而保持設定的HWB。
19．如權利要求16所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅲ)期間，檢測界面層在室內的位置。
20．如權利要求16所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅲ)期間，至少部分地根據對界面層的檢測使界面層保持在室中的一個設定位置。
21．如權利要求16所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅲ)期間，用光學方向檢測界面層在室中的位置。
22．如權利要求16所述的方法，其特徵在於，還包括步驟(ⅴ)，通過將富集紅細胞送入入口區，而使界面層排出該室。
23．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，控制器停止將全血送入入口區。
24．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，控制器停止從室中排出富集紅細胞。
25．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，將在步驟(ⅲ)期間從室中排出的富集紅細胞送到入口區。
26．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，使富集紅細胞從容池循環以送到入口區。
27．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅲ)期間，從室中排出的富集紅細胞被送到容池內。
28．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，使容池轉動，同時將全血輸送到容池，以便通過離心分離得到富集紅細胞，該紅細胞被送到入口區。
29．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，檢測單核細胞在排出的界面層中的位置。
30．如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在步驟(ⅴ)期間，用光學方法檢測單核細胞在所排出界面層中的位置。
全文摘要
血液分離系統和方法應用轉動室(12)。轉動室(12)包括入口區(38),全血進入該入口區而被離心分離成富集的紅細胞、血漿組分和位於富集紅細胞和血漿組分之間的攜帶單核細胞的界面層。在轉動室(12)中的富集紅細胞其血細胞比容值為H
文檔編號A61M1/30GK1237113SQ98801254
公開日1999年12月1日 申請日期1998年6月22日 優先權日1997年7月1日
發明者K·Y·明, R·I·布朗, R·J·坎圖, D·F·比肖夫, W·H·科爾克 申請人:巴克斯特國際有限公司