DE69836648T2

DE69836648T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Trennung von Flüssigkeitsbestandteilen

Info

Publication number: DE69836648T2
Application number: DE69836648T
Authority: DE
Inventors: Dennis Arvada HLAVINKA
Original assignee: Gambro Inc
Current assignee: Terumo BCT Inc
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2018-05-08
Also published as: EP1375006A1; DE69820404D1; JP4194667B2; WO1998050163A1; CA2259472C; DE69840459D1; CA2522090C; CA2522090A1; CA2259472A1; EP1714702B1; JP2008289925A; JP2000515412A; EP1375006B1; AU7475298A; EP0923415A1; DE69836648D1; DE69820404T2; EP1714702A1; US6053856A; EP0923415B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trennen von Komponenten eines Fluids. Die Erfindung besitzt besondere Vorteile in Verbindung mit dem Trennen von Blutkomponenten.
Beschreibung des Standes der Technik
Auf vielen verschiedenen Gebieten müssen Flüssigkeiten, die Partikelsubstanzen transportieren, gefiltert oder verarbeitet werden, um entweder eine gereinigte Flüssigkeit oder ein gereinigtes Partikelendprodukt zu erhalten. Ein Filter ist in seinem weitesten Sinne eine Vorrichtung, die geeignet ist, Partikel aus einer Substanz zu beseitigen oder von dieser zu trennen. Somit ist der Begriff "Filter", wie er hier verwendet wird, nicht auf ein Material aus einem porösen Medium begrenzt, sondern umfasst viele verschiedene Typen von Prozessen, in denen Partikel entweder voneinander oder von einer Flüssigkeit getrennt werden.
Auf dem medizinischen Gebiet ist es oft notwendig, Blut zu filtern. Das Gesamtblut besteht aus verschiedenen flüssigen Komponenten und Partikelkomponenten. Manchmal werden die Partikelkomponenten als "gebildete Elemente" bezeichnet. Der flüssige Anteil von Blut ist weitgehend aus Plasma gebildet, während die Partikelkomponenten rote Blutzellen (Erythrozyten), weiße Blutzellen (einschließlich Leukozyten) und Blutblättchen (Thrombozyten) umfassen. Obwohl diese Bestandteile ähnliche Dichten besitzen, ist die Beziehung ihrer mittleren Dichten in der Reihenfolge abnehmender Dichte wie folgt: rote Blutzellen, weiße Blutzellen, Blutplättchen und Plasma. Außerdem stehen die Partikelbestandteile entsprechend der Größe in der Reihenfolge abnehmender Größe wie folgt im Zusammenhang: weiße Blutzellen, rote Blutzellen und Blutplättchen. Die gebräuchlichsten Reinigungsvorrichtungen stützen sich auf Dichte- und Größenunterschiede oder Oberflächenchemieeigenschaften, um die Blutkomponenten zu trennen und/oder zu filtern.
Zahlreiche therapeutische Behandlungen erfordern das Beseitigen von Gruppen von Partikeln aus dem Gesamtblut, bevor entweder flüssige Komponenten oder Partikelkomponenten in einen Patienten infundiert werden können. Beispielsweise erfordern Krebspatienten häufig Blutplättchentransfusionen, nachdem sie eine ablative Therapie, eine chemische Therapie oder eine Strahlentherapie erfahren haben. Bei dieser Prozedur wird das gesamte gespendete Blut verarbeitet, um Blutplättchen zu entnehmen, wobei diese Blutplättchen dann in den Patienten infundiert werden. Wenn jedoch ein Patient eine übermäßige Anzahl fremder weißer Blutzellen als Kontamination bei einer Blutplättchentransfusion empfängt, kann der Körper des Patienten die Blutplättchentransfusion abstoßen, was zu einer Unmenge ernster Gesundheitsrisiken führt.
Typischerweise werden gespendete Blutplättchen mittels einer Zentrifuge von anderen Blutkomponenten getrennt oder gesammelt. Die Zentrifuge dreht einen Blutbehälter, um Komponenten in dem Behälter mittels Zentrifugalkraft zu trennen. Bei Gebrauch tritt Blut in den Behälter ein, während er sich mit einer sehr schnellen Geschwindigkeit dreht, wobei die Zentrifugalkraft die Blutkomponenten schichtet, so dass Partikelkomponenten getrennt entfernt werden können. Zentrifugen sind beim Trennen von Blutplättchen von dem Gesamtblut wirksam, jedoch sind sie im Allgemeinen ungeeignet, sämtliche weiße Blutzellen von den Blutplättchen zu trennen. Historisch gesehen sind Blutseparations- und Blutzentrifugationsvorrichtungen typischerweise ungeeignet, beständig (99 % der Zeit) ein Blutplättchenprodukt zu erzeugen, das den "Leukopoor"-Standard von weniger als 5 × 10⁶ weißen Blutzellen bei wenigstens 3 × 10¹¹ gesammelten Blutplättchen erfüllt.
Da typische Zentrifugen-Blutplättchensammlungsprozesse nicht geeignet sind, beständig und zufriedenstellend weiße Blutzellen von Blutplättchen zu trennen, sind weitere Prozesse hinzugefügt worden, um die Ergebnisse zu verbessern. Bei einer Prozedur werden nach dem Zentrifugieren Blutplättchen durch ein Filter aus einem gewebten oder nicht gewebten Medium, das eine modifizierte Oberfläche besitzen kann, geleitet, um weiße Blutzellen zu entfernen. Jedoch bringt die Verwendung des porösen Filters seine eigene Reihe von Problemen mit sich. Herkömmliche poröse Filter können unwirksam sein, da sie permanent etwa 5-20 % der Blutplättchen beseitigen oder einfangen können. Diese herkömmlichen Filter können außerdem die "Blutplättchen-Lebensfähigkeit" verringern, was bedeutet, dass ein Prozentsatz der Blutplättchen, sobald diese durch ein Filter geleitet worden sind, aufhören, korrekt zu funktionieren, und teilweise oder vollständig aktiviert sein können. Außerdem können poröse Filter die Freisetzung von Brandykinin bewirken, was bei einem Patienten zu hypotonen Episoden führen kann. Poröse Filter sind außerdem teuer und erfordern häufig zusätzliche, zeitaufwändige manuelle Arbeit, um einen Filtrationsprozess durchzuführen.
Obwohl poröse Filter beim Entfernen einer wesentlichen Anzahl von weißen Blutzellen wirksam sind, besitzen sie Nachteile. Beispielsweise muss nach dem Zentrifugieren und vor dem porösen Filtrieren eine Zeitspanne verstreichen, um aktivierten Blutplättchen Zeit zu geben, in einen deaktivierten Zustand überzugehen. Andernfalls neigen die aktivierten Blutplättchen dazu, das Filter zu verstopfen. Daher ist die Verwendung poröser Filter bei Online-Prozessen nicht durchführbar.
Ein weiterer Trennprozess ist als zentrifugale Elutriation bekannt. Dieser Prozess trennt in einem flüssigen Medium gelöste Zellen ohne Verwendung eines Membranfilters. In einer gebräuchlichen Form der Elutriation wird eine Zellschicht in einen Strom flüssigen Elutriationspuffers eingeführt. Diese Flüssigkeit, die die in Suspension befindliche Zellschicht transportiert, wird dann in eine trichterförmige Kammer eingeleitet, die in einer sehr schnell drehenden Zentrifuge angeordnet ist. Wenn zusätzliche Flüssigpufferlösung durch die Kammer strömt, zieht die Flüssigkeit Zellen kleiner Größe, die sich langsamer absetzen, zu einer Elutriationsgrenze innerhalb der Kammer mit sich, während größere und sich schneller absetzende Zellen zu einem Bereich der Kammer wandern, der die größte Zentrifugalkraft aufweist.
Wenn die Zentrifugalkraft und die durch die Fluidströmung erzeugte Kraft ausgeglichen sind, wird die Fluidströmung verstärkt, um sich langsamer absetzende Zellen aus einer Austrittsöffnung in der Kammer zu drängen, während sich schneller absetzende Zellen in der Kammer zurückgehalten werden. Wenn die Fluidströmung durch die Kammer erhöht wird, können fortschreitend größere, sich schneller absetzende Zellen aus der Kammer entfernt werden.
In dieser Weise trennt die zentrifugale Elutriation Partikel mit verschiedenen Sedimentations- oder Absetzgeschwindigkeiten. Das Stokessche Reibungsgesetz beschreibt die Sedimentationsgeschwindigkeit (SV) eines sphärischen Partikels wie folgt:
wobei r der Radius des Partikels ist, ρ_p die Dichte des Partikels ist, ρ_m die Dichte des flüssigen Mediums ist, η die Viskosität des Mediums ist und g die Gravitations- oder Zentrifugalbeschleunigung ist. Weil in der Stokesschen Formel der Radius eines Partikels, jedoch nicht die Dichte des Partikels, in die zweite Potenz angehoben ist, beeinflusst die Größe einer Zelle anders als ihre Dichte stark ihre Sedimentationsrate. Dies erklärt, warum während der zentrifugalen Elutriation größere Partikel in der Kammer verbleiben, während kleinere Partikel freigesetzt werden, wenn die Partikel ähnliche Dichten besitzen.
Wie in dem US-Patent Nr. 3.825.175 an Sartory beschrieben ist, besitzt die zentrifugale Elutriation mehrere Einschränkungen. Bei den meisten dieser Prozesse müssen Partikel in einzelnen, diskontinuierlichen Schichten oder Chargen in einen Fluidmediumstrom eingeführt werden, um eine ausreichende Partikeltrennung zu ermöglichen. Somit erlauben manche Elutriationsprozesse nur eine Trennung in Partikelschichten und erfordern ein zusätzliches Fluidmedium, um Partikel zu transportieren. Außerdem müssen Strömungskräfte genau mit der Zentrifugalkraft abgeglichen werden, um eine saubere Partikelentmischung zu ermöglichen.
Ferner tritt ein Coriolis-Turbulenzeffekt ein, wenn Partikel von einem hohen zentrifugalen Feld zu einem tieferen zentrifugalen Feld in eine Elutriationskammer strömen. Das Fluid und Partikel kollidieren turbulent mit einer Innenwand der Kammer, die der Drehrichtung der Zentrifuge zugewandt ist. Dieses Phänomen vermischt Partikel in der Kammer und reduziert den Wirkungsgrad des Trennprozesses. Ferner strömen Coriolis-Turbulenzabzweige längs der Innenwand vom Einlass direkt zum Auslass. Somit umgehen Partikel das Elutriationsfeld und kontaminieren das Endprodukt.
Partikelvermischung durch Partikeldichteinversion ist ein zusätzliches Problem, dem in manchen früheren Elutriationsprozessen begegnet wird. Fluid, das in der Elutriationskammer strömt, besitzt eine abnehmende Geschwindigkeit, wenn es in der zentripetalen Richtung von einer Eintrittsöffnung zu einem Abschnitt der Kammer mit einem erweiterten Querschnitt strömt. Weil Partikel dazu neigen, sich innerhalb einer strömenden Flüssigkeit in Bereichen niedrigerer Strömungsgeschwindigkeit anstatt in Bereichen höherer Strömungsgeschwindigkeit zu konzentrieren, konzentrieren sich die Partikel in der Nähe des Bereichs der Kammer mit einem erweiterten Querschnitt. Da die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Eintrittsöffnung am größten ist, ist dementsprechend die Partikelkonzentration in diesem Bereich reduziert. Dichteinversion von Partikeln findet statt, wenn die Zentrifugalkraft die Partikel von der hohen Partikelkonzentration an dem Abschnitt erweiterten Querschnitts zu der Eintrittsöffnung drängt. Diese Partikelumgruppierung reduziert den Wirkungsgrad der Partikeltrennung durch Elutriation.
Aus diesen und anderen Gründen besteht ein Bedarf, die Partikeltrennung zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung und ein Verfahren gerichtet, die eine oder mehrere der Einschränkungen und einen oder mehrere der Nachteile des Standes der Technik beseitigen. Um diese und weitere Vorteile zu erzielen und in Entsprechung mit dem Zweck der Erfindung, wie sie hier dargestellt und weitgehend beschrieben wird, umfasst die Erfindung eine Zentrifugentrennvorrichtung nach Anspruch 1.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Trennen von Komponenten eines Fluids nach Anspruch 7.
In einem wichtigen Aspekt ist das getrennte Fluid Blut, während die Partikel und/oder Komponenten des getrennten Fluids Blutpartikel und/oder Blutkomponenten sind. Außerdem ist das Anfangsfluid Blut.
In einem zusätzlichen Aspekt umfasst die Erfindung die Kombination aus einem einstufigen Trenngefäß und der Fluidkammer.
Selbstverständlich sind sowohl die vorhergehende Beschreibung als auch die folgende genaue Beschreibung beispielhaft und dazu gedacht, eine nähere Erläuterung der Erfindung, wie sie beansprucht ist, zu liefern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die begleitende Zeichnung ist enthalten, um ein näheres Verständnis der Erfindung zu verschaffen, und in dieser Patentbeschreibung aufgenommen, um einen Teil von dieser zu bilden. Die Zeichnung zeigt Ausführungsformen der Erfindung und dient zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In der Zeichnung ist bzw. zeigt:
1 eine perspektivische Teilansicht einer Zentrifugenvorrichtung, die eine Fluidkammer umfasst, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Teilansicht in einem Querschnitt eines Abschnitts eines Trenngefäßes und der an dem Rotor von 1 angebrachten Fluidkammer während einer Trennprozedur;
3 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Trenngefäßes und der Fluidkammer zur Verwendung in der Vorrichtung von 1;
4 eine Teilansicht in einem Querschnitt von Einlass- und Auslassabschnitten des Trenngefäßes und der Fluidkammer von 3 an einem Rotor;
5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Trenngefäßes und der Fluidkammer zur Verwendung in der Vorrichtung von 1;
6 Einlass- und Auslassabschnitte einer ersten alternativen Ausführungsform des Trenngefäßes von 5;
7 eine Draufsicht eines Abschnitts eines Zentrifugenrotors in einer Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung mit Trenngefäßen nach den 6 und 9;
8a ein längs der Linie 8-8 in 7 aufgenommene Querschnittsansicht, die das Trenngefäß von 6 und eine alternative Ausführungsform einer Rückhalteeinrichtung für den Rotor von 1 zeigt;
8b eine zu 8a ähnliche Querschnittsansicht, die das Trenngefäß von 9 und eine weitere alternative Ausführungsform der Rückhalteeinrichtung für den Rotor von 1 zeigt;
9 eine zu 6 ähnliche Ansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform des Trenngefäßes von 5;
10 eine zu 6 ähnliche Ansicht einer dritten alternativen Ausführungsform des Trenngefäßes von 5;
11 eine längs der Linie 11-11 in 10 aufgenommene Querschnittsansicht;
12 eine zu 6 ähnliche Ansicht einer vierten alternativen Ausführungsform des Trenngefäßes von 5;
13 eine längs der Linie 13-13 in 12 aufgenommene Querschnittsansicht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird ausführlich auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die in der begleitenden Zeichnung gezeigt sind, Bezug genommen. Wo immer es möglich ist, werden in der Zeichnung und der Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen, wobei zum Bezeichnen ähnlicher Teile die gleichen Bezugszeichen mit alphabetischen Suffixen verwendet werden.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise eine von Cobe^® Laboratories, Colorado, hergestellte einstufige Blutkomponentenzentrifuge COBE^® SPECTRA^TM. Die Zentrifuge COBE^® SPECTRA^TM enthält eine dichtungslose Ein-Omega/Zwei-Omega-Schlauch- bzw. -Rohrverbindung, wie sie in dem US-Patent Nr. 4.425.112 an Ito offenbart ist. Die Zentrifuge COBE^® SPECTRA^TM verwendet außerdem einen einstufigen Blutkomponententrennkanal, wie er im Wesentlichen in dem US-Patent Nr. 4,094.461 an Kellogg u. a. und dem US-Patent Nr. 4.647.279 an Mulzet u. a. offenbart ist. Die Ausführungsformen der Erfindung werden lediglich zur Besprechung der Erfindung in Kombination mit der Zentrifuge COBE^® SPECTRA^TM beschrieben, was in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung auszulegen ist.
Wie ein Fachmann auf dem Gebiet erkennen wird, kann die vorliegende Erfindung bei einer Vielzahl von Zentrifugenvorrichtungen, die gewöhnlich zum Trennen von Blut in seine Komponenten verwendet werden, vorteilhaft verwendet werden. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung mit jeder Zentrifugenvorrichtung verwendet werden, die eine Komponentensammelleitung wie etwa eine Blutplättchensammelleitung oder eine Leitung für an Blutplättchen reiches Plasma einsetzt, unabhängig davon, ob die Vorrichtung einen Einstufenkanal oder eine dichtungslose Ein-Omega/Zwei-Omega-Schlauch- bzw. -Rohrverbindung einsetzt.
Die vorliegende Erfindung, wie sie hier dargestellt und in 1 gezeigt ist, umfasst eine Zentrifugenvorrichtung 10 mit einem Zentrifugenrotor 12, der mit einem Motor 14 gekoppelt ist, um so den Zentrifugenrotor 12 um seine Drehachse A-A zu drehen. Der Rotor 12 besitzt eine Rückhalteeinrichtung 16, die einen Durchgang oder eine ringförmige Nut 18 aufweist, die eine offene obere Oberfläche besitzt, die geeignet ist, ein Trenngefäß 28, 28a oder 28b, das in den 2, 3 bzw. 5 gezeigt ist, aufzunehmen. Die Nut 18 umgibt vollständig die Drehachse A-A des Rotors und ist durch eine Innenwand 20 und eine Außenwand 22, die voneinander beabstandet sind, um dazwischen die Nut 18 zu definieren, begrenzt. Obwohl die Nut 18 in 1 so gezeigt ist, dass sie die Drehachse A-A vollständig umgibt, umgibt die Nut nur teilweise die Achse A-A, wenn das Trenngefäß nicht allgemein ringförmig ist. Im Vergleich zu früheren Entwürfen der Blutkomponentenzentrifuge COBE^® SPECTRA^TM ist die Außenwand 22 vorzugsweise in einem kleineren Abstand zur Drehachse A-A angeordnet, um das Volumen des Trenngefäßes 28, 28a, 28b zu reduzieren und die Strömungsgeschwindigkeit in dem Gefäß 28, 28a, 28b zu erhöhen.
Vorzugsweise besitzt ein wesentlicher Abschnitt der Nut 18 einen konstanten Krümmungsradius um die die Drehachse A-A und ist in einem größtmöglichen radialen Abstand an dem Rotor 12 positioniert. Wie weiter unten beschrieben wird, stellt diese Form sicher, dass Substanzen, die in dem Trenngefäß 28, 28a, 28b getrennt werden, relativ konstante Zentrifugalkräfte erfahren, wenn sie sich von einem Einlassabschnitt zu einem Auslassabschnitt des Trenngefäßes 28, 28a, 28b bewegen.
Der Motor 14 ist mit dem Rotor 12 direkt oder indirekt über eine mit dem Rotor 12 verbundene Welle 24 gekoppelt. Alternativ kann die Welle 24 über ein Zahnrad- oder Übersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) mit dem Motor 14 gekoppelt sein.
Wie in 1 gezeigt ist, ist an einer oberen Oberfläche des Rotors 12 eine Haltevorrichtung 26 vorgesehen. Die Haltevorrichtung 26 hält eine Fluidkammer 30 abnehmbar an dem Rotor 12, derart, dass ein Auslass 32 der Fluidkammer 30 näher zur Drehachse A-A positioniert ist als ein Einlass 34 der Fluidkammer 30. Die Haltevorrichtung 26 orientiert die Fluidkammer 30 an dem Rotor 12 vorzugsweise so, dass eine Längsachse der Fluidkammer 30 in einer Ebene liegt, die quer zur Drehachse A-A des Rotors verläuft. Alternativ kann die Haltevorrichtung 26 so beschaffen sein, dass sie die Fluidkammer 30 an dem Rotor 12 so hält, dass der Fluidkammerauslass 32 der Drehachse A-A zugewandt ist. Obwohl die Haltevorrichtung 26 die Fluidkammer 30 an einer oberen Oberfläche des Rotors 12 hält, kann die Fluidkammer 30 auch an anderen Orten wie etwa unterhalb der oberen Oberfläche des Rotors 12 an dem Rotor 12 befestigt sein.
2 zeigt schematisch einen Abschnitt des Trenngefäßes 28 und der an dem Rotor 12 angebrachten Fluidkammer 30. 2 zeigt außerdem ein Einströmrohr bzw. Einströmschlauch 36 zum Befördern eines zu trennenden Fluids wie etwa des Gesamtblutes in das Trenngefäß 28, erste, zweite und dritte Sammelleitungen 38, 40, 42 zum Entfernen getrennter Substanzen aus dem Trenngefäß 28 und eine Grenzflächensteuerleitung 44 zum Einstellen des Niveaus einer Grenzfläche zwischen getrennten Substanzen in dem Gefäß 28. Vorzugsweise bildet das Trenngefäß 28 das, was als Einstufen-Komponententrennbereich bekannt ist, anstatt mehrere solcher Stufen zu bilden. Mit anderen Worten, jede der in dem Gefäß 28 getrennten Komponenten wird nur in einem Bereich des Gefäßes 28 gesammelt und entfernt. Außerdem weist das Trenngefäß 28 einen im Wesentlichen konstanten Radius auf, mit Ausnahme in dem Auslassabschnitt 50, wo die Außenwand des Auslassabschnitts vorzugsweise weiter weg von der Drehachse A-A positioniert ist, um ein Positionieren der Anschlüsse 56, 58, 60 und 61 in verschiedenen radialen Abständen zu ermöglichen und um ein Sammelbecken mit größerer Tiefe für die roten Blutzellen mit einer hohen Dichte zu schaffen.
Obwohl die Anschlüsse 56a, 58a und 60a sowie die Leitungen 38a, 40a und 42a hier als "Sammelanschlüsse" und "Sammelleitungen" bezeichnet werden, können die durch diese Anschlüsse und Leitungen entfernten Substanzen entweder gesammelt oder in einen Spender zurück gedrückt werden.
Das Trenngefäß 28 besitzt einen im Allgemeinen ringförmigen Strömungsweg 46 und weist einen Einlassabschnitt 48 und einen Auslassabschnitt 50 auf. Eine Wand 52 verhindert, dass Substanzen direkt zwischen den Einlass- und Auslassabschnitten 48 und 50 hindurchgehen, ohne zuerst (z. B. entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in 2 durch Pfeile angedeutet ist) um den im Allgemeinen ringförmigen Strömungsweg 46 zu strömen.
Obwohl 2 den Einlassabschnitt 48 mit einem weiten radialen Querschnitt zeigt, kann die Außenwand des Einlassabschnitts 48 in einem kleineren Abstand zur Innenwand des Einlassabschnitts 48 angeordnet und/oder konisch zulaufend sein. Ein Einlassanschluss 54 des Einströmrohrs 36 ermöglicht den Fluss einer zu trennenden Substanz wie etwa des Gesamtblutes in den Einlassabschnitt 48 des Trenngefäßes 28. Während einer Trennprozedur folgen Substanzen, die in den Einlassabschnitt 48 gelangen, dem Strömungsweg 46 und bilden in Reaktion auf die Drehung des Rotors 12 Schichten entsprechend den Unterschieden in der Dichte. Vorzugsweise ist der Strömungsweg 46 zwischen den Einlass- und Auslassabschnitten 48 und 50 gekrümmt und besitzt einen im Wesentlichen konstanten Radius. Außerdem ist der Strömungsweg 46 im maximalen Abstand von der Achse A-A platziert. Diese Form stellt sicher, dass Komponenten, die den Strömungsweg 46 passieren, einem relativ konstanten Gravitationsfeld begegnen, und garantiert ein größtmögliches Gravitationsfeld für den Rotor 12.
Die getrennten Substanzen strömen in den Auslassabschnitt 50, wo sie über erste, zweite und dritte Sammelanschlüsse 56, 58 und 60 der ersten, zweiten und dritten Sammelleitungen 38, 40 und 42 entfernt werden. Getrennte Substanzen werden außerdem durch einen Grenzflächensteueranschluss 61 der Grenzflächensteuerleitung 44 entfernt. Wie in 2 gezeigt ist, sind die ersten, zweiten und dritten Anschlüsse 56, 58 und 60 an unterschiedlichen radialen Orten an dem Rotor 12 positioniert, um Substanzen mit unterschiedlichen Dichten zu entfernen. Der zweite Sammelanschluss 58 ist weiter von der Drehachse A-A entfernt als der erste und der dritte Anschluss 56 und 60, um die in dem Trenngefäß 28 getrennten Substanzen mit der höchsten Dichte wie etwa rote Blutzellen zu entfernen. Der dritte Anschluss 60 ist näher an der Drehachse A-A angeordnet als der erste und der zweite Anschluss 56 und 58, um die in dem Trenngefäß 28 getrennten Substanzen mit der niedrigsten Dichte wie etwa Plasma zu entfernen.
Der Auslassabschnitt 50 weist eine Barriere 62 auf, um die Strömung von Substanzen mittle rer Dichte wie etwa Blutplättchen und einen Teil der weißen Blutzellen im Wesentlichen zu blockieren. Vorzugsweise erstreckt sich die Barriere 62 vollständig durch den Auslassabschnitt 50 in einer im Allgemeinen zur Drehachse A-A parallelen Richtung. Der erste Sammelanschluss 56 ist unmittelbar stromaufseitig von der Barriere 62, stromabseitig von dem Einlassabschnitt 48, positioniert, um die durch die Barriere 62 blockierten Substanzen mittlerer Dichte zu sammeln.
Radial innere und äußere Kanten der Barriere 62 sind von radial inneren und äußeren Wänden des Trenngefäßes 28 beabstandet, um einen ersten Durchlass 64 für Substanzen niedrigerer Dichte wie etwa Plasma an einer radial inneren Position in dem Auslassabschnitt 50 und einen zweiten Durchlass 66 für Substanzen höherer Dichte wie etwa rote Blutzellen an einer radial äußeren Position in dem Auslassabschnitt 50 zu bilden. Der zweite und der dritte Sammelanschluss 58 und 60 sind stromabseitig von der Barriere 62 positioniert, um die entsprechenden Substanzen niedrigerer und hoher Dichte, die durch den ersten und den zweiten Durchlass 64 und 66 gehen, zu sammeln.
Der Grenzflächenanschluss 61 ist ebenfalls stromabseitig von der Barriere 62 positioniert. Während einer Trennprozedur entfernt der Grenzflächenanschluss 61 die Substanzen mit der höchsten Dichte oder mit der niedrigsten Dichte in dem Auslassabschnitt 50, um dadurch die radiale Position der Grenzfläche zwischen den Substanzen mittlerer Dichte und anderen Substanzen in dem Auslassabschnitt 50 zu steuern. Alternativ kann die zweite Sammelleitung 40 mit der Grenzflächensteuerleitung 44 strömungsverbunden sein, so dass Substanzen, die durch die zweite Sammelleitung 40 und die Grenzflächensteuerleitung 44 strömen, kombiniert und gemeinsam durch einen Abschnitt der Grenzflächensteuerleitung 44 entfernt werden. Obwohl der zweite und der dritte Sammelanschluss 58 und 60 und der Grenzflächensteueranschluss 61 stromabseitig von der Barriere 62 gezeigt sind, können sich eines oder mehrere dieser Elemente stromaufseitig von der Barriere 62 befinden. Außerdem könnte die Reihenfolge der Sammelanschlüsse 56, 58, 60 und des Steueranschlusses 61 entlang der Länge des Auslassabschnitts 50 verändert sein. Weitere Details, die die Struktur und die Funktionsweise des Trenngefäßes 28 betreffen, sind in dem US-Patent Nr. 4.09.461 an Kellogg u. a. und dem US-Patent Nr. 4.647.279 an Mulzet u. a. beschrieben.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, erstreckt sich ein Steg 68 von der Innenwand 20 der Nut 18 zu der Außenwand 22 der Nut 18. Wenn das Trenngefäß 28 in die Nut 18 geladen ist, verformt der Steg 68 halbstarres oder flexibles Material in dem Auslassabschnitt 50 des Trenngefäßes 28, um eine Einfangsperre 70 an der radial inneren Wand des Trenngefäßes 28 stromaufseitig von dem ersten Sammelanschluss 56 zu bilden. Die Einfangsperre 70 erstreckt sich von der Drehachse A-A weg, um einen Teil von Substanzen niedrigerer Dichte wie etwa Anfangsfluid und/oder Plasma längs eines radial inneren Abschnitts des Trenngefäßes 28, der sich stromaufseitig von der Einfangsperre 70 befindet, einzufangen.
Wenn das Trenngefäß 28 zum Trennen von Gesamtblut in Blutkomponenten verwendet wird, fängt die Einfangsperre 70 Anfangsfluid und/oder Plasma ein, wobei diese eingefangenen Substanzen ein sehr dünnes und sich schnell vorwärts bewegendes Bett roter Blutzellen in dem Trenngefäß 28 bilden. Dies reduziert die zum Auslösen einer Trennprozedur erforderliche Menge an Gesamtblut. Die eingefangenen Substanzen tragen außerdem dazu bei, Blutplättchen zu dem Auslassabschnitt 50 und dem ersten Sammelanschluss 56 zu befördern, indem sie Plasmaströmungsgeschwindigkeiten in nächster Nähe der Schicht aus roten Blutzellen in dem Trenngefäß 28 erhöhen, um Blutplättchen zum Auslassabschnitt 50 zu schleppen.
Obwohl der Steg 68 vorzugsweise das Trenngefäß 28 verformt, um die Einfangsperre 70 zu bilden, könnte die Einfangsperre 70 auf andere Weise gebildet sein. Beispielsweise könnte die Einfangsperre 70 eine dauerhafte Struktur sein, die sich von einer radial inneren Wand des Trenngefäßes 28 erstreckt. Außerdem könnte die Einfangsperre 70 näher an der Barriere 62 positioniert sein und ein kleines, hindurchführendes Loch besitzen, um den Durchgang von Luft in einen radial inneren Bereich des Auslassabschnitts 50 zuzulassen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die erste Sammelleitung 38 zwischen dem ersten Sammelanschluss 56 und dem Fluidkammereinlass 34 angeschlossen, um die Substanzen mittlerer Dichte in die Fluidkammer 30 zu leiten. Vorzugsweise ist die Fluidkammer 30 so nahe wie möglich an dem ersten Sammelanschluss 56 positioniert, so dass jegliche rote Blutzellen, die in die Fluidkammer 30 eindringen, in ein starkes Gravitationsfeld platziert und verdichtet werden. Wie weiter unten beschrieben wird, werden Partikel und/oder Komponenten, die zuerst in dem Trenngefäß 28 getrennt worden sind, in der Fluidkammer 30 weiter getrennt. Diese weitere Trennung findet statt, indem ein Elutriationsfeld in der Fluidkammer 30 gebildet wird oder ein gesättigtes, fluidisiertes Bett von Partikeln wie etwa Blutplättchen in der Fluidkammer 30 gebildet wird.
Die Fluidkammer 30 ist vorzugsweise ähnlich oder gleich zu einer der Fluidkammern, die in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5.674.173 offenbart sind, konstruiert. Wie in 2 gezeigt ist, sind der Einlass 34 und der Auslass 32 der Fluidkammer 30 entlang der Längsachse der Fluidkammer 30 angeordnet. Zwischen dem Einlass 34 und dem Auslass 32 erstreckt sich eine Wand der Fluidkammer 30, um dadurch den Einlass 34, den Auslass 32 und einen Innen raum der Fluidkammer 30 zu definieren.
Die Fluidkammer 30 weist zwei kegelstumpfförmige Abschnitte auf, die an einer maximalen Querschnittsfläche der Fluidkammer 30 zusammengefügt sind. Der Innenraum der Fluidkammer 30 verjüngt sich (nimmt im Querschnitt ab) von der maximalen Querschnittsfläche in entgegengesetzten Richtungen zum Einlass 34 und zum Auslass 32. Obwohl die Fluidkammer 30 mit zwei Abschnitten gezeigt ist, die eine innere Form eines abgeschnittenen Kegels besitzen, kann der Innenraum jedes Abschnitts paraboloid sein oder irgendeine andere Form mit einer Hauptquerschnittsfläche, die größer als die Einlass- oder Auslassfläche ist, besitzen.
Das Volumen der Fluidkammer 30 sollte wenigstens so groß sein, dass die Bildung eines gesättigten, fluidisierten Partikelbettes (weiter unten beschrieben) für einen bestimmten Bereich von Strömungsgeschwindigkeiten, Partikelgrößen und Drehzahlen des Zentrifugenrotors 12 ermöglicht wird. Die Fluidkammer 30 kann aus einem einheitlichen Teil aus Kunststoff oder aus einzelnen Teilen, die zusammengefügt sind, um getrennte Abschnitte der Fluidkammer 3C zu bilden, konstruiert sein. Die Fluidkammer 30 kann aus einem transparenten oder durchsichtigen Copolyester-Kunststoff wie etwa PETG gebildet sein, um das Betrachten der Inhalte in dem Kammerinnenraum mittels eines optionalen Stroboskops (nicht gezeigt) während einer Trennprozedur zu ermöglichen.
Wie in 2 gezeigt ist, ist an einer inneren Oberfläche der Fluidkammer 30 an einer Position der maximalen Querschnittsfläche eine Nut 72 gebildet. Die Nut 72 ist durch eine obere und eine untere Wandfläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Fluidkammer 30 orientiert sind, und eine innere Oberfläche der Fluidkammer 30, die der Längsachse zugewandt ist, definiert. Vorzugsweise ist die Nut 72 ringförmig, jedoch kann die Nut 72 auch teilweise die Längsachse der Fluidkammer 30 umgeben.
Die Nut 72 unterstützt das Zerstreuen der Coriolis-Turbulenz innerhalb der Fluidkammer 30, wie nachstehend beschrieben wird. Plötzliche Zunahmen des Flüssigkeitsdurchflusses während einer Partikeltrennprozedur können die Fähigkeit des gesättigten, fluidisierten Partikelbettes, einen Partikeldurchgang zu blockieren, begrenzen. Flüssigkeit, die in die Fluidkammer 30 strömt, erfährt einen Coriolis-Turbulenzeffekt. Diese turbulente Strömung reduziert den Filtrationswirkungsgrad des gesättigten, fluidisierten Partikelbettes, weil Flüssigkeit und Partikel anstatt in das Bett selbst zwischen dem Partikelbett und einer inneren Wandfläche der Fluidkammer 30 hindurch gehen können. Die Fluidkammer 30, die die Nut 72 aufweist, wirkt durch Kanalisieren der Coriolis-Turbulenzströmung in einer Umfangsrichtung, teilweise um die Achse der Fluidkammer 30, diesen Effekten entgegen. Daher verbessert die Nut 72 die Partikelblockierungsfähigkeit des gesättigten Bettes, insbesondere dann, wenn Flüssigkeitsdurchflüsse zunehmen.
Wie in 2 gezeigt ist, erstreckt sich eine Umfangslippe 74 von einem oberen Abschnitt der Nut 72 zu einem unteren Abschnitt der Nut 72, um einen Eingang in die Nut 72 zu definieren. Die Lippe 74 dient dazu, Fluid in der Nut 72 zu führen.
An einer inneren Oberfläche der Fluidkammer 30 zwischen dem maximalen Querschnitt der Kammer 30 und dem Einlass 34 sind mehrere Stufen 76 gebildet. Obwohl sechs Stufen 76 gezeigt sind, kann irgendeine Anzahl von Stufen in der Fluidkammer 30 vorgesehen sein.
Jede Stufe 76 besitzt eine Grundfläche, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Fluidkammer 30 orientiert ist, sowie eine Seitenfläche, die orthogonal zur Grundfläche orientiert ist. Obwohl 2 eine Ecke zeigt, wo sich die Seitenfläche und die Grundfläche schneiden, kann eine konkave Nut diese Ecke ersetzen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jede Stufe 76 ringförmig und umgibt die Achse der Kammer 30 vollständig, um einen zylinderförmigen Bereich zu begrenzen. Alternativ können die Stufen 76 teilweise die Achse der Kammer 30 umgeben.
Das Hinzufügen der Stufen 76 zu der Fluidkammer 30 verbessert ebenfalls die Partikelblockierungseigenschaften eines in der Fluidkammer 30 gebildeten gesättigten, fluidisierten Partikelbettes, insbesondere während Zunahmen des Fluiddurchflusses. Die Stufen 76 verschaffen diese Verbesserung durch Schaffen von Bewegungsenergie ablenkenden und umlenkenden Oberflächen, die die Coriolis-Turbulenz in der Fluidkammer 30 reduzieren. Wen eine Coriolis-Turbulenz auftritt, bewegen sich die Flüssigkeit und Partikel des Strahls längs einer inneren Oberfläche der Fluidkammer 30, die der Richtung der Zentrifugendrehung zugewandt ist. Daher kann der Strahl Partikel zwischen der Fluidkammer-Innenfläche und entweder einem gesättigten, fluidisierten Partikelbett oder einem Elutriationsfeld, das in der Fluidkammer 30 positioniert ist, transportieren. Somit können Partikel, die sich in dem Strahl bewegen, die Fluidkammer 36 verlassen, ohne getrennt zu werden.
Die Stufen 76 lenken oder verändern die Bewegungsenergie der Coriolis-Strahlströmung von Flüssigkeit und Partikeln im Allgemeinen in einer Umfangsrichtung um die Achse der Fluidkammer 30. Somit muss eine wesentliche Anzahl von Partikeln, die ursprünglich in dem Strahl strömen, in das gesättigte, fluidisierte Partikelbett oder das Elutriationsfeld eindringen, um getrennt zu werden.
Die Nut 72 und die Stufen 76 sind vorgesehen, um sowohl Zunahmen des Fluiddurchflusses zu erleichtern als auch die statische Leistung der Fluidkammer 30 zu verbessern. Während der Blutkomponententrennung reduzieren die Nut 72 und die Stufen 76 stark die Anzahl von weißen Blutzellen, die andernfalls ein in der Fluidkammer 30 gebildetes gesättigtes, fluidisiertes Blutplättchenbett umgehen würden.
Wie in 2 schematisch gezeigt ist, sind mehrere Pumpen 78, 80, 82, 84, 86 vorgesehen, um Substanzen dem Trenngefäß 28 und der Fluidkammer 30 hinzuzufügen oder daraus zu entfernen. Eine Einströmpumpe 78 ist mit der Einströmleitung 36 gekoppelt, um eine zu trennende Substanz wie etwa Gesamtblut dem Einlassabschnitt 48 zuzuführen. Eine erste Sammelpumpe 80 ist mit einem Ausströmschlauch bzw. Ausströmrohr 88 gekoppelt, der mit dem Fluidkammerauslass 32 verbunden ist. Die erste Sammelpumpe 80 saugt Fluid und Partikel aus dem Fluidkammerauslass 32 und bewirkt, dass Fluid und Partikel über den Fluidkammereinlass 34 in die Fluidkammer 30 eintreten.
Die zweite und die dritte Sammelpumpe 82 und 84 sind mit der zweiten bzw. der dritten Sammelleitung 40 und 42 gekoppelt, um Substanzen durch den zweiten und den dritten Sammelanschluss 58 und 60 zu entfernen. Ähnlich ist die Grenzflächensteuerpumpe 86 mit der Grenzflächensteuerleitung 44 gekoppelt, um Substanzen über den Grenzflächensteueranschluss 61 zu entfernen. Vorzugsweise sind die zweite Sammelleitung 40 und die Grenzflächensteuerleitung 44 miteinander strömungsverbunden und ist entweder nur die zweite Sammelpumpe 82 oder nur die Grenzflächensteuerpumpe 86 vorgesehen. Mit anderen Worten, vorzugsweise sind nur vier der fünf Pumpen 78, 80, 82, 84 und 86 vorgesehen.
Die Pumpen 78-86 sind vorzugsweise peristaltische Pumpen oder Kreiselradpumpen, die so konfiguriert sind, dass sie eine starke Beschädigung von Blutkomponenten vermeiden. Jedoch kann irgendeine Pump- oder Saugvorrichtung vorgesehen sein. In einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die erste Sammelpumpe 80 mit dem Fluidkammereinlass 34 fluidisch verbunden sein, um Substanzen direkt in und durch die Fluidkammer 30 zu bewegen. Die Pumpen 78-86 können an irgendeinem zweckmäßigen Ort angebracht sein.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung 10 ferner eine Steuereinheit 89, die mit dem Motor 14 verbunden ist, um die Drehzahl des Rotors 12 zu steuern. Außerdem ist die Steuereinheit 89 vorzugsweise mit den Pumpen 78-86 verbunden, um den Durchfluss von Substanzen, die zu und aus dem Trenngefäß 28 und der Fluidkammer 30 strömen, zu steuern. Die Steuereinheit 89 hält ein gesättigtes, fluidisiertes Bett aus ersten Partikeln in der Fluidkammer 30 aufrecht, um zu bewirken, dass zweite Partikel in der Fluidkammer 30 zurückgehalten werden. Die Steuereinheit 89 kann einen Computer umfassen, der programmierte Befehle enthält, die durch einen ROM oder RAM bereitgestellt werden, wie an sich bekannt ist.
Die Steuereinheit 89 kann die Drehzahl des Zentrifugenrotors 12 verändern, indem sie die Frequenz, den Strom oder die Spannung der auf den Motor 14 angewandten Elektrizität reguliert. Alternativ kann die Drehzahl verändert werden, indem die Anordnung eines Getriebes (nicht gezeigt), etwa durch Wechseln der Übersetzung, um eine rotatorische Kopplung zwischen dem Motor 14 und dem Rotor 12 zu verändern, verstellt wird. Die Steuereinheit 89 kann eine Eingabe von einem Drehzahldetektor (nicht gezeigt) empfangen, um die Drehzahl des Rotors 12 ständig zu überwachen.
Die Steuereinheit 89 kann außerdem eine oder mehrere der Pumpen 78-86 regulieren, um die Durchflüsse für Substanzen, die dem Trenngefäß 28 und der Fluidkammer 30 zugeführt oder aus diesen entfernt werden, zu verändern. Beispielsweise kann die Steuereinheit 89 die den Pumpen 78-86 bereitgestellte Elektrizität verändern. Alternativ kann die Steuereinheit 89 durch Regulieren von Ventilregelstrukturen (nicht gezeigt), die in den Leitungen 36, 38, 40, 42 und/oder 89 positioniert sind, den Durchfluss zu und von dem Trenngefäß 28 und der Fluidkammer 40 verändern. Die Steuereinheit 89 kann eine Eingabe von einem Strömungsdetektor (nicht gezeigt), der in der ersten Sammelleitung 38 positioniert ist, empfangen, um den Durchfluss von Substanzen, die in die Fluidkammer 30 eintreten, zu überwachen. Obwohl in der in 1 gezeigten Ausführungsform eine einzige Steuereinheit 89 mit mehreren Funktionsweisen schematisch dargestellt ist, kann die Steuerstruktur der Erfindung irgendeine Anzahl einzelner Steuereinheiten, wovon jede eine einzige Funktion oder mehrere Funktionen ausübt, umfassen. Die Steuereinheit 89 kann Durchflüsse auf viele andere Arten steuern, wie an sich bekannt ist.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Schlauch- bzw. Rohrleitungssatzes 90a zur Verwendung in der Vorrichtung 10, während 4 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des in einer Nut 18a an einem Rotor 12a angebrachten Schlauchsatzes 90a zeigt. Der Schlauchsatz 90a umfasst ein Trenngefäß 28a, die Fluidkammer 30, ein Einströmrohr 36a zum Befördern eines zu trennenden Fluids wie etwa von Gesamtblut in das Trenngefäß 28a, erste, zweite und dritte Sammelleitungen 38a, 40a, 42a zum Entfernen getrennter Substanzen aus dem Trenngefäß 28a und eine Grenzflächensteuerleitung 44a zum Einstellen des Niveaus einer Grenzfläche zwischen getrennten Substanzen in dem Gefäß 28a. Wenn das Trenngefäß 28a an dem Rotor 12a angebracht ist, führen die Leitungen 36a, 42a, 44a und 48 vorzugsweise durch Schlitze (nicht gezeigt), die an dem Rotor 12a ausgebildet sind.
Vorzugsweise ist das Trenngefäß 28a wie der in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 4,647.279 an Mulzet u. a. offenbarte Zentrifugenseparator konstruiert. Das Trenngefäß 28a weist einen im Allgemeinen ringförmigen Kanal 92a auf, der aus einem halbstarren oder flexiblen Material gebildet ist und einen Strömungsweg 46a besitzt (4). Wie in 4 gezeigt ist, sind gegenüberliegende Enden des Kanals 92a mit einer relativ starren Verbindungsstruktur 94 verbunden, die einen Einlassabschnitt 48a und einen Auslassabschnitt 50a für das Trenngefäß 28a umfassen, die durch eine Wand 52a getrennt sind. Ein Einlassanschluss 54a des Einströmrohrs 36a steht mit dem Einlassabschnitt 48a in Fluidverbindung und lässt den Fluss einer zu trennenden Substanz wie etwa Blut in das Trenngefäß 28a zu. Während einer Trennprozedur strömen Substanzen, die über den Einlassanschluss 54a in das Gefäß 28a eindringen, über den Strömungsweg 46a um den Kanal 92a (entgegen dem Uhrzeigersinn in 4) und bilden in Reaktion auf die Drehung des Rotors 12a Schichten entsprechend der Unterschiede in der Dichte.
Die getrennten Substanzen strömen in den Auslassabschnitt 50a, wo sie durch erste, zweite und dritte Sammelanschlüsse 56a, 58a, 60a von entsprechenden Sammelleitungen 38a, 40a und 42 und einen Grenzflächensteueranschluss 61a der Grenzflächensteuerleitung 44a entfernt werden. Wie in 4 gezeigt ist, sind die ersten, zweiten und dritten Anschlüsse 56a, 58a und 60a an unterschiedlichen radialen Orten an dem Rotor 12a positioniert, um Substanzen mit verschiedenen Dichten zu entfernen. Der zweite Sammelanschluss 58a ist von der Drehachse A-A weiter entfernt als der erste und der dritte Sammelanschluss 56a und 60a, um in dem Trenngefäß 28a getrennte Substanzen mit der höchsten Dichte wie etwa rote Blutzellen zu entfernen. Der dritte Anschluss 60a ist näher an der Drehachse A-A angeordnet als der erste und der zweite Anschluss 56a und 58a, um die in dem Trenngefäß 28a getrennten Substanzen mit der niedrigsten Dichte wie etwa Plasma zu entfernen.
Der Auslassabschnitt 50a weist eine Barriere 62a auf, um die Strömung von Substanzen mittlerer Dichte wie etwa Blutplättchen und einen Teil der weißen Blutzellen im Wesentlichen zu blockieren. In der in 4 gezeigten Ausführungsform ist die Barriere 62a eine Aufsaugsperre, die sich in einer zur Drehachse A-A im Allgemeinen parallelen Richtung quer durch den Einlassabschnitt erstreckt. Der erste Sammelanschluss 56a ist unmittelbar stromabseitig von der Aufsaugsperre 62a, stromabseitig von dem Einlassabschnitt 48a, positioniert, um die durch die Aufsaugsperre 62a blockierten Substanzen mittlerer Dichte zu sammeln.
Radial innere und äußere Kanten der Aufsaugsperre 62a sind von radial inneren und äußeren Wänden des Trenngefäßes 28a beabstandet, um einen ersten Durchlass 64a für Substanzen niedrigerer Dichte wie etwa Plasma an einer radial inneren Position in dem Auslassabschnitt 50a und einen zweiten Durchlass 66a für Substanzen höherer Dichte wie etwa rote Blutzellen an einer radial äußeren Position in dem Auslassabschnitt 50a zu bilden. Der zweite und der dritte Sammelanschluss 58 und 60 sind stromaufseitig von der Aufsaugsperre 62a positioniert, um die entsprechenden Substanzen niedrigerer und höherer Dichte, die durch den ersten und den zweiten Durchlass 64a und 66a gehen, zu sammeln.
Der Grenzflächenanschluss 61a ist in etwa im gleichen radialen Abstand wie der erste Sammelanschluss 56a positioniert. Während einer Trennprozedur entfernt der Grenzflächenanschluss 61a entweder die getrennten Substanzen mit der höchsten Dichte oder die getrennten Substanzen mit der niedrigsten Dichte in dem Auslassabschnitt 50a, um die radiale Position der Grenzfläche zwischen den Substanzen mittlerer Dichte oder anderen Substanzen in dem Auslassabschnitt 50a zu steuern. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die zweite Sammelleitung 40a vorzugsweise mit der Grenzflächensteuerleitung 44a verbunden, so dass Substanzen, die durch die zweite Sammelleitung 40a und die Grenzflächensteuerleitung 44a strömen, gemeinsam durch einen Abschnitt der Grenzflächensteuerleitung 44a hindurch entfernt werden.
Wie in 4 gezeigt ist, erstreckt sich ein Steg 68a von der Innenwand 20a der Nut 18a zu der Außenwand 22a der Nut 18a. Wenn das Trenngefäß 28a in die Nut 18a geladen ist, verformt der Steg 68a das halbstarre oder flexible Material des Trenngefäßes 28a, um eine Einfangsperre 70a an der radial inneren Wand des Trenngefäßes 28a zwischen dem ersten Sammelanschluss 56a und dem Einlassabschnitt des Trenngefäßes 48a zu bilden. Die Einfangsperre 70a erstreckt sich von der Drehachse A-A weg, um einen Teil von Substanzen niedrigerer Dichte wie etwa Anfangsfluid und/oder Plasma längs eines radial inneren Abschnitts des Trenngefäßes 28a einzufangen. Die Einfangsperre 70a funktioniert ähnlich wie die Einfangsperre 70 von 2 und könnte eine in dem Gefäß 28a gebildete dauerhafte Struktur sein.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Schlauch- bzw. Rohrleitungssatzes 90b zur Verwendung in der Vorrichtung 10. Der Schlauchsatz 90b umfasst ein Trenngefäß 28b mit einem im Allgemeinen ringförmigen Kanal 92b, der einen Einlassabschnitt und einen Auslassabschnitt aufweist, die anstatt in einer separaten Verbindungsstruktur direkt in dem Kanal 92b selbst ausgebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Kanal 92b eine Innenwand 96 und eine Außenwand 98 auf, die durch Wärmeversiegelung, beispielsweise an oberen und unteren Kanten, zusammengefügt sind, um dazwischen einen Strömungsdurchlass zu bilden. Wie ersichtlich ist, kann der Kanal 92b auch aus einem einzigen stranggepressten Teil oder aus einer einzigen Schicht, die durch Wärmeversiegelung beispielsweise längs einer einzigen Kante zusammengefügt ist, konstruiert sein. Vorzugsweise sind die Innen- und Außenwände 96 und 98 beide vollständig aus halbstarrem oder flexiblem Kunststoff gebildet, so dass der Kanal durch den Einfangssteg 68 in der Nut 18 verformt werden kann. Alternativ können die Innenwand 96 und die Außenwand 98 nur in dem Auslassabschnitt ein flexibles oder halbstarres Material aufweisen.
6 zeigt eine Ausführungsform eines Einlassabschnitts 48c und eines Auslassabschnitts 50c für den Schlauchsatz 90b von 5. Ein erster dicht geschlossener Abschnitt 52c, der sich von oberen Kanten der Innen- und Außenwände 96 und 98 erstreckt, verhindert, dass Fluid in ein Segment zwischen die Innen- und Außenwände 96 und 98 strömt, und definiert die Einlass- und Auslassabschnitte 48c und 50c. In dem Auslassabschnitt 50c sind Auslassanschlüsse 56c, 58c und 60c und ein Grenzflächensteueranschluss 61c gebildet. In dem Einlassabschnitt 48c ist ein Einlassanschluss 54c gebildet. Wie in 6 gezeigt ist, sind ein zweiter und ein dritter dicht geschlossener Abschnitt 100 und 102 von oberen und unteren Kanten der Innen- und Außenwände 96 und 98 und voneinander beabstandet. Der zweite und der dritte dicht geschlossene Abschnitt 100 und 102 verhindern, dass Fluid in die dicht geschlossenen Abschnitte 100 und 102 strömt, und bilden einen ersten Durchlass 64c zwischen einer Oberseite des Auslassabschnitts 48c und dem zweiten dicht geschlossenen Abschnitt 100, einen zweiten Durchlass 66c zwischen dem zweiten und dem dritten dicht geschlossenen Abschnitt 100 und 102 und einen dritten Durchlass 108 zwischen dem zweiten dicht geschlossenen Abschnitt 100 und der Unterseite des Auslassabschnitts 50c.
7 zeigt einen Abschnitt einer Nut 18b an einem Zentrifugenrotor 12b zur Verwendung mit dem in den 5 und 6 gezeigten Schlauchsatz 90b. 8b zeigt eine Querschnittsansicht des Auslassabschnitts 50c, wenn dieser Schlauchsatz 90b in der Nut 18b angebracht ist. Wie in 7 gezeigt ist, erstreckt sich ein erster äußerer Steg 109 von einem oberen Abschnitt der Außenwand 22b der Nut 18b zur Innenwand 20b der Nut 18b. Ein zweiter äußerer Steg 110 (in 7 unter dem Steg 109 verborgen) erstreckt sich von einem unteren Abschnitt der Außenwand 22b der Nut 18b zur Innenwand 20b der Nut 18b. Ein innerer Steg 112 erstreckt sich von einem Mittelabschnitt der Innenwand 20 zur Außenwand 22b, derart, dass der innere Steg 112 von dem ersten und dem zweiten äußeren Steg 108 und 110 beabstandet ist und sich zwischen diesen befindet. Alternativ kann die Nut 18b für den Schlauchsatz aus den 5 und 6 ein Paar Innenwandstege und einen einzigen Außenwandsteg aufweisen.
Wie in 8a gezeigt ist, verformen der erste und der zweite äußere Steg 109 und 110 und der innere Steg 112 den Auslassabschnitt 50c, um ein Sperrenpaar an der Außenwand 98, eine Sperre an der Innenwand 96 und eine Barriere 62c in dem Auslassabschnitt 50c, zu bilden. Wie in dieser Figur gezeigt ist, wirken der erste und der zweite äußere Steg 109 und 110 und der innere Steg 112 zusammen, um den Auslassabschnitt 50c zu verformen, und platzieren den ersten und den dritten Durchlass 64c und 108 näher zur Drehachse A-A als den zweiten Durchlass 66c. Während einer Trennprozedur blockiert die Barriere 62c im Wesentlichen den Durchgang von Substanzen mittlerer Dichte in dem Auslassabschnitt 50c, während Substanzen niedrigerer Dichte durch den ersten und den dritten Durchlass 64c und 108 strömen und Substanzen höherer Dichte durch den zweiten Durchlass 66c strömen. Diese Substanzen mittlerer Dichte werden dann über den ersten Sammelanschluss 56c (6), der zwischen dem Einlassabschnitt 48c und dem zweiten und dem dritten dicht geschlossenen Abschnitt 100 und 102 positioniert ist, aus dem Auslassabschnitt 50c entfernt.
Obwohl die 7 und 8a zum Zweck der Veranschaulichung Enden der äußeren Stege 109 und 110 zeigen, die in der radialen Richtung von dem Ende des inneren Stegs 112 beabstandet sind, überlappen sich diese Enden vorzugsweise in der radialen Richtung. Mit anderen Worten, ein Endabschnitt des äußeren Stegs 109 befindet sich direkt über einem Endabschnitt des inneren Stegs 112, während sich ein Endabschnitt des inneren Stegs 112 direkt über einem Endabschnitt des äußeren Stegs 110 befindet.
Wie in 6 gezeigt ist, umfasst der Auslassabschnitt 50c vorzugsweise einen vierten dicht geschlossenen Abschnitt und einen fünften dicht geschlossenen Abschnitt 116 längs einer Unterseite des Auslassabschnitts 50c. Der vierte und der fünfte dicht geschlossene Abschnitt 114 und 116 sind vorzugsweise stromaufseitig von dem ersten Sammelanschluss 56a und stromabseitig von dem Einlassabschnitt 48c angeordnet, um dazwischen einen eingeschränkten Durchlass 118 zu definieren. Der eingeschränkte Strömungsdurchlass 118 führt Substanzen in dem Auslassabschnitt 50c zu dem ersten Sammelanschluss 56c und der Barriere 62c und verkleinert die Wahrscheinlichkeit einer Bildung von Taschen mit niedrigem Durchfluss in dem Auslassabschnitt 50c.
Die dicht geschlossenen Abschnitte 52c, 100, 102, 114 und 116 sind vorzugsweise wärmeversiegelt, wobei die Innen- und Außenwände 96 und 98 des Trenngefäßes 28b miteinander verschweißt sind. Fachleute erkennen, dass andere Typen von Verschlüssen oder Verschweißungen wie etwa Klebeverbindungen ebenso verwendet werden können. Außerdem können die dicht geschlossenen Abschnitte 52c, 100, 102, 114 und 116 durch dauerhafte Strukturen gebildet sein, die zwischen die erste und die zweite Wand platziert sind, um eine Strömung zu blockieren oder zu verändern.
9 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Einlassabschnitts 48d und eines Auslassabschnitts 50d für das Trenngefäß 28b von 5. Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfasst der Auslassabschnitt 50d zwischen der Oberseite und der Unterseite des Auslassabschnitts 50d einen zweiten dicht geschlossenen Abschnitt 100d. Die Oberseite des Auslassabschnitts 50d und der zweite dicht geschlossene Abschnitt 100d definieren einen ersten Durchlass 64d in dem Auslassabschnitt 50d, während die Unterseite des Auslassabschnitts 50d und der zweite dicht geschlossene Abschnitt 100d einen zweiten Durchlass 66d in dem Auslassabschnitt 50d definieren. Optional kann der Auslassabschnitt 50d auch einen eingeschränkten Durchlass (nicht gezeigt) aufweisen, der zu dem in 6 gezeigten eingeschränkten Durchlass 118 ähnlich ist.
8b zeigt eine Querschnittsansicht des Auslassabschnitts 50d, wenn der Schlauchsatz aus den 5 und 9 an einem Rotor 12d mit einer Nut 18d angebracht ist. Ein äußerer Steg 120 erstreckt sich von einem oberen Abschnitt der Außenwand 22d der Nut 18d zu einer Innenwand 20d der Nut 18d, während sich ein innerer Steg 122 von einem unteren Abschnitt der Innenwand 20d der Nut 18d zu der Außenwand 22d der Nut 18d erstreckt. Optional kann die Nut für den Schlauchsatz aus den 5 und 8 einen äußeren Steg, der sich von einem unteren Abschnitt der Außenwand erstreckt, und einen inneren Steg, der sich von einem oberen Abschnitt der Innenwand 20d erstreckt, aufweisen.
Wie in 8b gezeigt ist, verformen der äußere und der innere Steg 120 und 122 den Auslassabschnitt 50d, um gegenüberliegende, sich zugewandte Sperren und eine Barriere 62d in dem Auslassabschnitt 50d zu bilden. Wie in dieser Figur gezeigt ist, platzieren der äußere und der innere Steg 120 und 122 den dritten Durchlass 64d näher zur Drehachse A-A als den zweiten Durchlass 66d. Während einer Trennprozedur blockiert die Barriere 62d im Wesentlichen den Durchgang von Substanzen mittlerer Dichte in dem Auslassabschnitt 50d, während Substanzen niedrigerer Dichte durch den ersten Durchlass 64d strömen und Substanzen höherer Dichte durch den zweiten Durchlass 66d strömen. Diese Substanzen mittlerer Dichte werden dann über den ersten Sammelanschluss 56d (9), der in dem Trenngefäß positioniert ist, aus dem Auslassabschnitt 50d entfernt.
Obwohl 8B zum Zweck der Veranschaulichung ein Ende des äußeren Stegs 120 zeigt, das von dem Ende des inneren Stegs 122 beabstandet ist, überlappen sich diese Enden vorzugsweise in der radialen Richtung. Mit anderen Worten, ein Endabschnitt des äußeren Stegs 120 befindet sich direkt über einem Endabschnitt des inneren Stegs 122.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Auslassabschnitts 50e des Schlauchsatzes von 5 zur Verwendung mit einem Rotor, an dem die inneren und äußeren Stege 109, 110, 112, 120 und 122, die in den 7, 8a und 8b gezeigt sind, fehlen. Der Auslassabschnitt 50e von 10 umfasst dicht geschlossene Abschnitte 52e, 100e, 102e, 114e und 116e, die zu den dicht geschlossenen Abschnitten von 6 ähnlich sind. Sowohl durch die Innenwand 96 als auch durch die Außenwand 98 erstreckt sich an dem zweiten und dem dritten Verschluss 100e und 102e ein langgestrecktes Element 124 wie etwa ein Passstift. Ein erster Abschnitt des langgestreckten Elements 124 bildet eine erste Unterstützung 126, die längs der Außenwand 98 in der Nähe des ersten Durchlasses 64e positioniert ist. Ein zweiter Abschnitt des langgestreckten Elements 124 bildet eine zweite Unterstützung 128, die längs der Innenwand 96 in der Nähe des zweiten Durchlasses 66e positioniert ist. Ein dritter Abschnitt des langgestreckten Elements 124 bildet eine dritte Unterstützung 130, die längs der Außenwand 98 in der Nähe des dritten Durchlasses 108e positioniert ist.
11 ist eine Querschnittsansicht, die zeigt, wie das langgestrecke Element 124 mit den dicht geschlossenen Abschnitten 100e und 120e zusammenwirkt, um eine Barriere 62e in dem Auslassabschnitt 50e zu bilden. Die erste und die dritte Unterstützung 126 und 130 funktionieren wie der erste und der zweite äußere Steg 109 und 110 von 8a, während die zweite Unterstützung 128 wie der innere Steg 112 von 8a funktioniert. Wenn der Schlauchsatz aus den 5, 10 und 11 an dem Rotor 12 angebracht ist, sind die erste und die dritte Unterstützung 126 und 130 zwischen der Außenwand 22 der Nut 18 und der Außenwand 98 positioniert, während die zweite Unterstützung 128 zwischen der Innenwand 96 und der Innenwand 20 der Nut 18 positioniert ist. Dies platziert den ersten und den dritten Durchlass 64e und 108e näher zur Drehachse A-A als den zweiten Durchlass 66e und bildet ein Sperrenpaar an der Außenwand 98, eine Sperre an der Innenwand 96 und eine Barriere 62e in dem Auslassabschnitt 50e.
Obwohl die erste Unterstützung 126 und die dritte Unterstützung 130 an der Außenwand 98 positioniert sind und die zweite Unterstützung 128 an der Innenwand 96 positioniert ist, könnte diese Konfiguration so umgekehrt werden, dass die erste Unterstützung 126 und die dritte Unterstützung 130 an der Außenwand 98 positioniert sind und die zweite Unterstützung 128 an der Innenwand 96 positioniert ist.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Auslassabschnitts 50f des Schlauchsatzes von 5 zur Verwendung mit einem Rotor, an dem die inneren und äußeren Stege 108, 110, 112, 120 und 122, die in den 7, 8a und 8b gezeigt sind, fehlen. Der Auslassabschnitt 50f von 12 umfasst einen dicht geschlossenen Abschnitt 100f, der zu dem dicht geschlossenen Abschnitt 100d von 9 ähnlich ist. Sowohl durch die Innenwand 96 als auch durch die Außenwand 98 erstreckt sich an dem dicht geschlossnen Abschnitt 100f ein langgestrecktes Element 124f wie etwa ein Passstift. Ein erster Abschnitt des langgestreckten Elements 124f bildet eine erste Unterstützung 126f die längs der Außenwand 98 in der Nähe des ersten Durchlasses 64f positioniert ist, während ein zweiter Abschnitt des langgestreckten Elements 124f eine zweite Unterstützung 128f, die längs der Innenwand 96 in der Nähe des zweiten Durchlasses 66f positioniert ist, bildet.
13 ist eine Querschnittsansicht, die zeigt, wie das langgestrecke Element 124f mit dem dicht geschlossenen Abschnitt 100f zusammenwirkt, um eine Barriere 62f in dem Auslassabschnitt 50f zu bilden. Die erste Unterstützung 126f funktioniert wie der äußere Steg 120 von 8b, während die zweite Unterstützung 128f wie der innere Steg 122 von 8b funktioniert. Wenn der Schlauchsatz aus den 5, 12 und 13 an dem Rotor 12 angebracht ist, ist die erste Unterstützung 126f zwischen der Außenwand 22 der Nut 18 und dem Abschnitt 50f der Außenwand 98 positioniert, während die zweite Unterstützung 128f zwischen der Innenwand 96 und der Innenwand 20 der Nut 18 positioniert ist. Dies platziert den ersten Durchlass 64f näher zur Drehachse A-A als den zweiten Durchlass 66f und bildet ein Paar gegenüberliegender, sich zugewandter Sperren und eine Barriere 62f in dem Auslassabschnitt 50f.
Obwohl die erste Unterstützung 126f an der Außenwand 98 positioniert ist und die zweite Unterstützung 128f an der Innenwand 96 positioniert ist, könnte diese Konfiguration so umgekehrt werden, dass die erste Unterstützung 126f an der Außenwand 98 positioniert ist und die zweite Unterstützung 128f an der Innenwand 96 positioniert ist.
Bei den in den 10-13 gezeigten Ausführungsformen ist die Struktur vorzugsweise in der Nut 18 oder an dem langgestreckten Element 124, 124f vorgesehen, um das langgestreckte Element 124, 124 parallel zur Drehachse A-A zu orientieren.
Im Folgenden werden mit Bezug auf die 1 und 14 Verfahren zum Trennen von Blutkomponenten oder Blutpartikeln besprochen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Blutkomponenten-Trennprozessen beschrieben wird, ist die Erfindung in ihrem weitesten Sinne selbstverständlich nicht darauf begrenzt. Die Erfindung kann verwendet werden, um eine Vielzahl verschiedener Partikel und/oder Fluidkomponenten zu trennen. Außerdem ist die Erfindung sowohl auf Doppelnadel- als auch auf Einzelnadel-Blutreinigungs- oder -filtrationsanwendungen anwendbar. Die Erfindung kann beispielsweise mit dem SINGLE NEEDLE RECIRCULATION SYSTEM FOR HARVESTING BLOOD COMPONENTS des US-Patentes Nr. 5.437.624 praktiziert werden.
Vorzugsweise werden das Trenngefäß 28 und die Kammer 30 zuerst mit einem Fluidmedium niedriger Dichte wie etwa Luft, Salzlösung oder Plasma mit einer Dichte, die kleiner oder gleich der Dichte von flüssigem Plasma ist, vorbereitet. Alternativ ist das Anfangsfluid das Gesamtblut selbst. Dieses Anfangsfluid ermöglicht das Herstellen eines gesättigten, fluidisierten Bettes aus Blutplättchen innerhalb der Fluidkammer 30. Wenn Salzlösung verwendet wird, pumpt die Pumpe 78 (2) dieses Anfangsfluid durch die Einströmleitung 36 über den Einlassanschluss 54 in das Trenngefäß 28. Die Salzlösung strömt von dem Einlassabschnitt 48 zu dem Auslassabschnitt 50 (entgegen dem Uhrzeigersinn in 2) und durch die Fluidkammer 30, wenn die Steuereinheit 89 die Pumpe 80 aktiviert. Die Steuereinheit 89 löst außerdem den Betrieb des Motors 14 aus, um den Zentrifugenrotor 12, das Trenngefäß 28 und die Fluidkammer 30 um die Drehachse A-A zu drehen. Während der Drehung wird durch eine dichtungslose Ein-Omega/Zwei-Omega-Schlauch- bzw. -Rohrverbindung, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt ist und in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 4.425.112 beschrieben ist, das Verdrehen von Leitungen 36, 38, 40, 42 und 88 verhindert.
Wenn sich das Trenngefäß 28 dreht, wird ein Teil des Anfangsfluids (Blut oder Salzlösung) stromaufseitig von der Einfangsperre 70 eingefangen und bildet eine Haube aus Anfangsfluid (Plasma oder Salzlösung) längs einer Innenwand des Trenngefäßes 28 stromaufseitig von der Einfangsperre 70. Sobald die Vorrichtung 10 vorbereitet ist und sich der Rotor 10 dreht, werden Gesamtblut oder Blutkomponenten durch den Einlassanschluss 54 in das Trenngefäß 28 eingeleitet. Wenn Gesamtblut verwendet wird, kann dieses dem Trenngefäß 28 zugefügt werden, indem es direkt von einem Spender durch die Einströmleitung 36 geleitet wird. Als Alternative kann das Blut aus einem Behältnis wie etwa einem Blutbeutel zur Einströmleitung 36 geleitet werden.
Das Blut in dem Trenngefäß wird einer Zentrifugalkraft unterworfen, die das Trennen von Komponenten der Blutkomponenten bewirkt. Die Komponenten des Gesamtblutes bilden wie folgt Schichten in der Reihenfolge abnehmender Dichte: 1. rote Blutzellen, 2. weiße Blutzellen, 3. Blutplättchen und 4. Plasma. Die Steuereinheit 89 reguliert die Drehzahl des Zentrifugenrotors 12 so, dass sichergestellt wird, dass diese Partikelschichtenbildung stattfindet. Längs der Außenwand des Trenngefäßes 28 bildet sich eine Schicht aus roten Blutzellen, während sich längs der Innenwand des Trenngefäßes eine Schicht aus Plasma bildet. Zwischen diesen zwei Schichten bilden die Blutplättchen mittlerer Dichte und weiße Blutzellen eine Leukozytenmanschettenschicht. Diese Trennung findet statt, während die Komponenten von dem Einlassabschnitt 48 zu dem Auslassabschnitt 50 strömen. Vorzugsweise ist der Radius des Strömungswegs 46 zwischen dem Einlassabschnitt 48 und dem Auslassabschnitt 50 im Wesentlichen konstant, um auch dann, wenn Strömungsänderungen auftreten, ein stetiges Bett von roten Blutzellen in dem Auslassabschnitt aufrechtzuerhalten.
In dem Auslassabschnitt 50 strömen an Blutplättchen armes Plasma und einige weiße Blutzel len durch den ersten Durchlass 64 stromabseitig von der Barriere 62, wo sie über den dritten Sammelanschluss 60 entfernt werden. Rote Blutzellen strömen durch den zweiten Durchlass 66 stromabseitig von der Barriere 62, wo sie über den zweiten Sammelanschluss 58 entfernt werden. Nachdem die roten Blutzellen, die weißen Blutzellen und Plasma in dieser Weise entfernt sind, werden sie gesammelt und mit anderen Blutkomponenten rekombiniert oder weiter getrennt. Alternativ können diese entfernten Blutkomponenten wieder in einen Spender infundiert werden.
Ein wesentlicher Teil der Blutplättchen und ein Teil der roten Blutzellen sammeln sich stromabseitig von der Barriere 62 an. Die angesammelten Blutplättchen werden zusammen mit einem Teil der weißen Blutzellen und Plasma und möglicherweise mit einem Teil der roten Blutzellen über den ersten Sammelanschluss 56 entfernt. Diese Komponenten strömen in die Fluidkammer 30, die mit dem Anfangsfluid befüllt ist, so dass sich ein gesättigtes, fluidisiertes Partikelbett bilden kann. Der längs der Innenwand des Trenngefäßes 28 stromaufseitig von der Einfangsperre 70 eingefangene Teil oder Dom des Anfangsfluids (z. B. der Salzlösung) führt Blutplättchen so, dass sie zu der Barriere 62 und dem ersten Sammelanschluss 56 strömen. Das eingefangene Fluid reduziert das effektive Durchgangsvolumen und die effektive Durchgangsfläche in dem Trenngefäß 28, wodurch die Menge an Blut, die in einem Trennprozess anfänglich erforderlich ist, um das System vorzubereiten, abnimmt. Das reduzierte Volumen und die reduzierte Fläche induzieren außerdem höhere Plasma- und Blutplättchengeschwindigkeiten in der Nähe der geschichteten Lage aus roten Blutzellen, um insbesondere Blutplättchen zu der Barriere 62 und dem ersten Sammelanschluss 56 zu "schleppen". Die schnelle Beförderung von Blutplättchen erhöht den Sammlungswirkungsgrad.
Während einer Blutkomponenten-Trennprozedur kann das stromaufseitig von der Einfangsperre 70 eingefangene Anfangsfluid eventuell durch andere Fluide wie etwa an Blutplättchen armes Plasma niedriger Dichte, das in dem Trenngefäß 28 strömt, ersetzt werden. Auch dann, wenn diese Ersetzung erfolgt, wird dennoch ein Dom oder Abschnitt eingefangenen Blutes stromaufseitig von der Einfangsperre 70 aufrechterhalten.
Blutplättchen, weiße Blutzellen und ein Teil des Plasmas und roter Blutzellen, die sich angesammelt haben, werden über den ersten Sammelanschluss 56 entfernt und strömen in die Fluidkammer, damit die Blutplättchen ein gesättigtes, fluidisiertes Partikelbett bilden. Die Steuereinheit 89 hält die Drehzahl des Rotors innerhalb eines vorgegebenen Drehzahlbereichs, um die Bildung dieses gesättigten, fluidisierten Bettes zu fördern. Außerdem reguliert die Steuereinheit 89 die Pumpe 80 so, dass sie wenigstens das Plasma, die Blutplättchen und die weißen Blutzellen mit einem vorgegebenen Durchfluss durch die erste Sammelleitung 38 in den Ein lass 34 der Fluidkammer 30 befördert. Diese strömenden Blutkomponenten verdrängen das Anfangsfluid aus der Fluidkammer 30.
Wenn die Partikel aus Blutplättchen und weißen Blutzellen in die Fluidkammer 30 eindringen, werden sie zwei entgegengesetzten Kräften unterworfen. Plasma, das mit Hilfe der Pumpe 80 durch die Fluidkammer 30 strömt, führt eine erste viskose Reibungskraft ein, wenn Plasma, das durch die Fluidkammer 30 strömt, die Partikel zum Auslass 32 drängt. Eine zweite Zentrifugalkraft, die durch die Drehung des Rotors 12 und der Fluidkammer 30 erzeugt wird, wirkt so ein, dass sie die Partikel zu dem Einlass 34 drängt.
Die Steuereinheit 89 reguliert die Drehzahl des Rotors 12 und den Durchfluss der Pumpe 80 so, dass sich Blutplättchen und weiße Blutzellen in der Fluidkammer 30 sammeln. Wenn Plasma durch die Fluidkammer 30 strömt, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Plasmas ab und erreicht ein Minimum, wenn sich der Plasmastrom der maximalen Querschnittsfläche der Fluidkammer 30 nähert. Da der sich drehende Zentrifugenrotor 12 ein ausreichendes Gravitationsfeld in der Fluidkammer 30 erzeugt, sammeln sich die Blutplättchen in der Nähe der maximalen Querschnittsfläche der Kammer 30 an, anstatt mit dem Plasma aus der Kammer 30 zu strömen. Die weißen Blutzellen sammeln sich etwa unterhalb der maximalen Querschnittsfläche der Kammer 30 an. Jedoch strebt die Dichteinversion danach, diese Partikel während dieser anfänglichen Herstellung des gesättigten, fluidisierten Partikelbettes leicht zu vermischen.
Die größeren weißen Blutzellen sammeln sich gegenüber den kleineren Blutplättchenzellen wegen ihrer unterschiedlichen Absetzgeschwindigkeiten näher zum Einlass 34 an. Vorzugsweise werden die Drehzahl und der Durchfluss so gesteuert, dass während der Bildung des gesättigten, fluidisierten Partikelbettes sehr wenig Blutplättchen und weiße Blutzellen aus der Fluidkammer 30 strömen.
Die Blutplättchen und die weißen Blutzellen sammeln sich weiterhin in der Fluidkammer 30 an, während Plasma durch die Fluidkammer 30 strömt. Wenn die Konzentration von Blutplättchen zunimmt, verkleinern sich die Zwischenräume zwischen den Partikeln und nimmt die viskose Reibungskraft von dem Plasmastrom allmählich zu. Eventuell wird das Blutplättchenbett zu einem gesättigten, fluidisierten Partikelbett in der Fluidkammer 30. Da das Bett nun mit Blutplättchen gesättigt ist, muss bei jedem neuen Blutplättchen, das in das gesättigte Bett in der Fluidkammer 30 eindringt, ein einzelnes Blutplättchen das Bett verlassen. Somit arbeitet das Bett in einem statischen Zustand, wobei die Blutplättchen das Bett mit einer Rate verlassen, die gleich der Rate zusätzlicher Blutplättchen, die in das Bett eindringen, nachdem sie durch den Einlass 34 geströmt sind, ist.
Das gesättigte Bett stellt sich unabhängig von der Konzentration von in die Fluidkammer 30 strömenden Partikeln selbst automatisch her. Plasma, das in die Fluidkammer 30 strömt, geht sowohl vor als auch nach dem Blutplättchensättigungspunkt durch das Blutplättchenbett.
Das gesättigte Bett aus Blutplättchen belegt ein in Abhängigkeit von dem Durchfluss und dem Zentrifugalfeld veränderliches Volumen in der Fluidkammer 30 in der Nähe der maximalen Querschnittsfläche der Kammer 30. Die Anzahl von Blutplättchen in dem gesättigten Bett hängt von mehreren Faktoren wie etwa von dem Durchfluss in die Fluidkammer 30, von dem Volumen der Fluidkammer 40 und von der Drehzahl ab. Wenn diese Variablen konstant bleiben, bleibt die Anzahl von Blutplättchen in dem gesättigten, fluidisierten Bett im Wesentlichen konstant. Wenn sich der Durchfluss von Blutkomponenten in die Fluidkammer 30 ändert, stellt sich das Bett selbst so ein, dass es sich entweder durch Freisetzen überschüssiger Blutplättchen oder durch Annahme zusätzlicher Blutplättchen, die in die Fluidkammer 30 strömen, selbst erhält. Wenn beispielsweise der Plasmadurchfluss in die Fluidkammer 30 zunimmt, spült dieser zusätzliche Plasmastrom überschüssige Blutplättchen aus dem nun übergesättigten Bett, wobei sich das Bett bei dem zunehmenden Durchfluss wieder selbst in den gesättigten Zustand bringt. Infolge der Freisetzung von Bett-Blutplättchen ist daher die Konzentration von Blutplättchen in dem Bett niedriger.
Nach dem Bilden des gesättigten, fluidisierten Bettes aus Blutplättchen transportiert strömendes Plasma zusätzliche Blutplättchen in die Fluidkammer 30 und das Bett. Diese zusätzlichen Blutplättchen kommen zu dem Bett hinzu und erhöhen die viskose Reibung des Plasmastroms durch das Bett. An einem bestimmten Punkt ist die viskose Reibung so groß, dass veranlasst wird, dass Blutplättchen in der Nähe der maximalen Querschnittsfläche der Fluidkammer 30 das gesättigte Bett und die Fluidkammer 30 verlassen. Wenn die Drehzahl und der Durchfluss in die Fluidkammer 30 konstant bleiben, sind folglich die Anzahl und die Konzentration von Blutplättchen, die in das gesättigte, fluidisierte Bett strömen, im Wesentlichen gleich der Anzahl und der Konzentration von Blutplättchen, die aus dem Bett freigesetzt werden. Dies steht in scharfem Gegensatz zum Stand der Technik.
Obwohl das Bett mit Blutplättchen gesättigt ist, kann eine kleine Anzahl weißer Blutzellen das Blutplättchenbett durchsetzen. Diese weißen Blutzellen neigen jedoch dazu, infolge ihrer höheren Absetzgeschwindigkeit aus dem Blutplättchenbett in Richtung des Einlasses 34 zu "fallen" oder sich von diesem abzusetzen. Die meisten weißen Blutzellen sammeln sich in der Fluidkammer 30 zwischen dem gesättigten Blutplättchenbett und dem Einlass 34.
Rote Blutzellen in der Fluidkammer 30 setzen sich ebenfalls in Richtung des Fluidkammereinlasses 34 ab, wobei ein Teil der roten Blutzellen vorzugsweise die Fluidkammer 30 durch den Einlass 34 verlässt, während Blutkomponenten über den Einlass 34 in die Kammer 30 eindringen. Mit anderen Worten, an dem Fluidkammereinlass 34 kann eine Zweirichtungsströmung in die Fluidkammer 30 und aus dieser heraus auftreten.
Die Steuereinheit 89 steuert vorzugsweise die Pumpe 80 so, dass die Anzahl von roten Blutzellen, die sich in der Fluidkammer 30 ansammeln, begrenzt wird. Beispielsweise kann die Steuereinheit 89 den Fluss der Pumpe 80 vorübergehend umkehren, um zu veranlassen, dass rote Blutzellen und andere dichte Substanzen aus dem Fluidkammerauslass 34 gespült werden. Außerdem kann die Steuereinheit 89 die Pumpe 80 so laufen lassen, dass eine Ansammlung von relativ dünnen Komponenten wie etwa weißen Blutzellen stromaufseitig von der Barriere 62 ermöglicht wird.
Das in der Fluidkammer 30 gebildete gesättigte, fluidisierte Bett aus Blutplättchenpartikeln dient als Filter oder Barriere für die in die Fluidkammer 30 strömenden weißen Blutzellen. Wenn Blutkomponenten in die Fluidkammer 30 strömen, geht Plasma ungehindert durch das Bett. Jedoch schafft das gesättigte, fluidisierte Blutplättchenbett eine wesentliche Barriere für weiße Blutzellen, die in die Fluidkammer 30 eintreten, und hält diese weißen Blutzellen in der Fluidkammer 30. Somit filtert das Bett weiße Blutzellen wirksam aus den Blutkomponenten, die ständig in die Fluidkammer 30 eindringen, während zugelassen wird, dass Plasma und Blutplättchen, die aus dem gesättigten Bett freigesetzt werden, die Kammer 30 verlassen. Diese Auffrischung und Freisetzung von Blutplättchen wird als Selbstselektierungsqualität des Bettes bezeichnet. Im Wesentlichen alle dieser gefilterten weißen Blutzellen sammeln sich zwischen dem gesättigten, fluidisierten Blutplättchenbett und dem Einlass 34 in der Fluidkammer 30 an.
Die Partikelseparation oder -filtration des gesättigten, fluidisierten Partikelbettes beseitigt mehrere Einschränkungen, die mit der Elutriation im Stand der Technik verbunden sind. Beispielsweise können in einer kontinuierlichen, stetigen bzw. statischen Weise und ohne losweise Verarbeitung Partikel getrennt oder gefiltert werden. Außerdem ist kein zusätzliches Elutriationsfiltermedium erforderlich. Ferner können nach dem Herstellen des gesättigten, fluidisierten Partikelbettes Durchflüsse über einen Bereich verändert werden, ohne die Größe der Partikel, die die Fluidkammer 30 verlassen, zu verändern. Anders als die Elutriation im Stand der Technik richtet die vorliegende Erfindung ein gesättigtes Partikelbett ein, das aus zahlenmäßig vorherrschenden Partikeln besteht. Dieses Bett lässt die vorherrschenden Partikel au tomatisch durch, während größere Partikel zurückgewiesen werden.
Die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung trennen im Wesentlichen sämtliche der weißen Blutzellen von den Blutplättchen und dem Plasma, die durch die Fluidkammer 30 strömen. Die Barriere für die weißen Blutzellen wird wenigstens teilweise aus dem Grund geschaffen, dass weiße Blutzellen ein Größe und eine Absetzgeschwindigkeit besitzen, die größer sind als jene der Blutplättchen, die das gesättigte, fluidisierte Partikelbett bilden. Daher werden Partikel ähnlicher Dichten entsprechend den verschiedenen Größen oder Absetzgeschwindigkeiten getrennt.
Weil die anfängliche Trennung an der Barriere 62 und dem gesättigten, fluidisierten Bett eine Mehrzahl der roten Blutzellen und einen Teil der weißen Blutzellen entfernen, besteht das Fluid, das aus der Fluidkammer 30 austritt, hauptsächlich aus Plasma und Blutplättchen. Anders als ein herkömmliches poröses Filter, wo herausgefilterte weiße Blutzellen in dem Filter zurückgehalten werden, ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass ein wesentlicher Anteil von weißen Blutzellen wiedergewonnen und zu dem Spender zurückgeführt wird.
Wenn die Blutkomponenten zu Anfang in dem Fluidgefäß 28 getrennt werden, kann eine wesentliche Anzahl von Blutplättchen leicht aktiviert werden. Das gesättigte, fluidisierte Blutplättchenbett ermöglicht, dass weiße Blutzellen aus dem Plasma und den Blutplättchen trotz dieser leichten Aktivierung herausgefiltert werden. Folglich erfordert die vorliegende Erfindung keine Warteperiode, um weiße Blutzellen herauszufiltern, nachdem Blutkomponenten eine anfängliche Trennung in einem Trenngefäß 28 erfahren haben. Dies steht im Gegensatz zu Verfahren, die herkömmliche Filter verwenden.
Nach der Trennung werden die Blutplättchen und Plasma, die die Fluidkammer 30 verlassen, in geeigneten Behältern gesammelt und für eine spätere Verwendung gelagert. Die roten Blutzellen und das Plasma, die aus dem Gefäß 28 entfernt worden sind, können für eine Reinfusion in einen Spender oder für die Lagerung kombiniert werden. Alternativ können diese Komponenten durch die Vorrichtung 10 weiter getrennt werden.
Mit dem Abschluss eine Trennprozedur werden Blutplättchen in dem gesättigten, fluidisierten Bett geerntet, um eine wesentliche Anzahl von Blutplättchen aus der Fluidkammer 30 wiederzugewinnen. Während der Betternte erhöht die Steuereinheit 89 den Durchfluss und/oder senkt die Drehzahl des Rotors 12, um Blutplättchen aus dem Bett freizusetzen. Dies spült die meisten der Blutplättchen, die das gesättigte, fluidisierte Bett gebildet haben, aus der Fluidkammer 30, um den Blutplättchenertrag wesentlich zu erhöhen. Das Ernten wird fortgesetzt, bis im Wesentlichen alle Blutplättchen entfernt worden sind, und zwar gerade solange, bis eine unannehmbare Anzahl weißer Blutzellen aus der Fluidkammer 30 zu strömen beginnt.
Die restlichen Inhalte der Fluidkammer 30, die eine hohe Konzentration an weißen Blutzellen besitzen, können für eine spätere Verwendung separat gesammelt oder zur Rückführung an einen Spender mit den aus dem Gefäß 28 entfernten Blutkomponenten rekombiniert werden.
Obwohl die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung hinsichtlich des Entfernens weißer Blutzellen und des Sammelns von Blutplättchen beschrieben worden ist, ist diese Beschreibung nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung aufzufassen. Die Erfindung kann verwendet werden, um irgendwelche der Partikelkomponenten von Blut voneinander zu trennen. Beispielsweise kann das gesättigte, fluidisierte Bett aus roten Blutzellen gebildet sein, um den Fluss von weißen Blutzellen durch die Fluidkammer 22 zu verhindern, solange die roten Blutzellen nicht übermäßig zur Rouleau- oder Geldrollenbildung neigen (zusammenballen). Alternativ kann die Flüssigkeit zum Transportieren der Partikel Salzlösung oder ein anderes Substitut für Plasma sein. Außerdem kann die Erfindung praktiziert werden, um weiße Blutzellen oder andere Komponenten aus einer Knochenmarkernten-Sammlung oder einer im Anschluss an eine Geburt geernteten Nabelschnur-Zellensammlung zu entfernen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung kann zum Sammeln von T-Zellen, Stammzellen oder Tumorzellen praktiziert werden. Ferner könnte die Erfindung durch Herausfiltern oder Heraustrennen von Partikeln aus Fluiden, die nicht mit Blut oder biologisch verwandten Substanzen zusammenhängen, praktiziert werden.
Fachleuten auf dem Gebiet wird offenbar werden, dass an der Struktur und der Methodik der vorliegenden Erfindung verschiedene Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden könne, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann die Fluidkammer der Erfindung in einem Trennprozess verwendet werden, der die Elutriation oder ein anderes Partikeltrennmittel beinhaltet, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung in ihrem weitesten Sinne kann auch dazu verwendet werden, viele verschiedene Typen von Partikeln und/oder Komponenten voneinander zu trennen. Außerdem können die oben erwähnten Trenngefäße 28, 28a und 28b im Wesentlichen bandförmig sein und den Einlassabschnitt und den Auslassabschnitt an getrennten Enden, die voneinander beabstandet sind, aufweisen, ohne dass der Einlassabschnitt direkt mit dem Auslassabschnitt verbunden ist, um im Allgemeinen die Form eines Rings zu bilden. Folglich ist die Erfindung nicht auf die in dieser Patentbeschreibung besprochenen Beispiele begrenzt. Stattdessen soll die Erfindung Abänderungen und Abwandlungen abdecken, vorausgesetzt, dass diese im Umfang der folgenden Ansprüche liegen.

Claims

Zentrifugentrennvorrichtung, die umfasst: einen Zentrifugenrotor (12), der so konfiguriert ist, dass er durch einen Motor um eine Drehachse gedreht wird; eine Rückhalteeinrichtung (16) an dem Zentrifugenrotor; und ein Trenngefäß in der Rückhalteeinrichtung, wobei das Gefäß umfasst: einen Einlassabschnitt (48), der einen Einlassanschluss (54) aufweist, um dem Gefäß ein Fluid zuzuführen, das in Komponenten getrennt werden soll, einen Auslassabschnitt (50) mit: einer Barriere (62), um den Durchgang wenigstens einer der getrennten Komponenten des Fluids im Wesentlichen zu blockieren, wenigstens einem Sammelanschluss (56, 58, 60) zwischen der Barriere und dem Einlassabschnitt des Gefäßes, um wenigstens die blockierte Komponente des Fluids aus dem Gefäß zu entfernen, und einem ersten Durchlass (64) für eine Komponente des Fluids mit verhältnismäßig geringer Dichte und einen zweiten Durchlass (66) für eine Komponente des Fluids mit verhältnismäßig hoher Dichte, wobei sich die Barriere (62) zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlass und der erste Durchlass (64) näher bei der Drehachse als der zweite Durchlass (66) befinden, und einen Strömungsweg (46), der sich zwischen dem Einlassendabschnitt und dem Auslassendabschnitt erstreckt, und gekennzeichnet durch eine Einfangsperre (70) zwischen dem Sammelanschluss (56, 58, 60) und dem Einlassanschluss (48), wobei sich die Einfangsperre von der Drehachse weg erstreckt, um einen Teil einer Substanz mit geringer Dichte längs eines inneren Abschnitts des Gefäßes einzufangen.
Zentrifugentrennvorrichtung nach Anspruch 1, bei der wenigstens ein Teil des Gefäßes aus einem halbstarren Material und/oder einem flexiblen Material gebildet ist und bei der die Rückhalteeinrichtung eine von der Drehachse beabstandete Innenwand und eine weiter als die Innenwand von der Drehachse beabstandete Außenwand aufweist, wobei die Innen- und die Außenwand zwischen sich eine Nut für die Aufnahme des Gefäßes definieren, wobei die In nenwand der Rückhalteeinrichtung einen Steg aufweist, der sich zu der Außenwand erstreckt, wobei der Steg das Gefäß verformt, um die Einfangsperre in dem Gefäß zu bilden.
Zentrifugentrennvorrichtung nach Anspruch 1, bei der wenigstens der Auslassabschnitt des Gefäßes aus einem halbstarren Material und/oder einem flexiblen Material gebildet ist und bei der die Rückhalteeinrichtung eine von der Drehachse beabstandete Innenwand und eine weiter als die Innenwand der Rückhalteeinrichtung von der Drehachse beabstandete Außenwand aufweist, wobei die Innen- und die Außenwand zwischen sich eine Nut definieren, die das Gefäß aufnimmt, wobei die Vorrichtung ferner umfasst: einen ersten Steg, der sich entweder von der Innenwand oder von der Außenwand erstreckt, und einen zweiten Steg, der sich von der jeweils anderen der Innenwand und der Außenwand erstreckt, wobei sich der erste und der zweite Steg einander kreuzen und der erste Steg sich über dem zweiten Steg befindet, wobei der erste und der zweite Steg das Gefäß verformen, um die Barriere zu bilden.
Zentrifugentrennvorrichtung nach Anspruch 1, bei der wenigstens der Auslassabschnitt des Gefäßes aus einem halbstarren Material und/oder einem flexiblen Material gebildet ist und bei der die Rückhalteeinrichtung eine von der Drehachse beabstandete Innenwand und eine weiter als die Innenwand der Rückhalteeinrichtung von der Drehachse beabstandete Außenwand aufweist, wobei die Innen- und die Außenwand zwischen sich eine Nut definieren, um das Gefäß aufzunehmen, wobei die Vorrichtung ferner umfasst: einen ersten Träger zwischen dem Gefäß und der Innenwand der Rückhalteeinrichtung und einen zweiten Träger zwischen dem Gefäß und der Außenwand der Rückhalteeinrichtung, wobei der erste und der zweite Träger das Gefäß verformen, um die Barriere zu bilden.
Zentrifugentrennvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Auslassabschnitt des Gefäßes eine erste Wand, die der Drehachse zugewandt ist, und eine zweite Wand, die von der Innenwand beabstandet ist, um dazwischen einen Strömungsweg zu definieren, umfasst, wobei der Auslassabschnitt wenigstens einen dicht geschlossenen Abschnitt aufweist, wobei die erste Wand und die zweite Wand dicht zusammengefügt sind, wobei sich der dicht geschlossene Abschnitt zwischen einer Oberkante und einer Unterkante des Gefäßes befindet, um den ersten und den zweiten Durchlass zu bilden.
Zentrifugentrennvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Fluidkammer an dem Rotor aufweist, um Komponenten des Fluids, die zunächst im Gefäß getrennt wurden, zu trennen, wobei die Fluidkammer einen Fluidkammereinlass, der mit dem Sammelanschluss in einer Fluidverbindung steht, einen Fluidkammerauslass und eine Fluidkammerwand, die sich zwischen dem Fluidkammereinlass und dem Fluidkammerauslass erstreckt und diese definiert, umfasst, wobei die Fluidkammerwand eine innere Oberfläche besitzt, die einen Innenraum definiert, der an einer Position zwischen dem Fluidkammereinlass und dem Fluidkammerauslass eine maximale Querschnittsfläche besitzt, wobei der Innenraum von der Position der maximalen Querschnittsfläche zu dem Fluidkammereinlass zusammenläuft und von der Position der maximalen Querschnittsfläche zu dem Fluidkammerauslass zusammenläuft.
Verfahren zum Trennen von Komponenten eines Fluids, das umfasst: Einleiten eines Anfangsfluids in ein Gefäß, wobei das Gefäß einen Strömungsdurchlass mit einer Einfangsperre (70) und einer Barriere (62) definiert, wobei die Einfangsperre sich von der Drehachse weg erstreckt; Drehen des Gefäßes um die Drehachse, um einen Teil des Anfangsfluids stromaufseitig von der Einfangsperre einzufangen; Schicken eines zu trennenden Fluids in das Gefäß; Zulassen, dass sich die Komponenten des Fluids in dem Gefäß entsprechend der Dichteunterschiede trennen; Akkumulieren einer Komponente mit relativ mittlerer Dichte des Fluids stromaufseitig von der Barriere, während den Komponenten mit relativ höherer und relativ niedrigerer Dichte des Fluids erlaubt wird, durch die Barriere hindurch zu strömen; Leiten der Strömung der Komponente mit mittlerer Dichte zusammen mit dem eingefangenem Anfangsfluid zu der Barriere; und Entfernen der akkumulierten Komponente mit mittlerer Dichte aus dem Gefäß.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner das Ersetzen wenigstens eines Teils des eingefangenen Teils des Anfangsfluids durch eine Komponente mit relativ niedriger Dichte des getrennten Fluids umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Fluid des Durchlassschrittes Blutkomponenten umfasst.