离心分离机、插入离心分离机的流体连通的容器和从全血获得血小板高富集浓缩物的方法

摘要

本发明涉及将全血分离成血液成分的离心分离机和在全血中提取血小板高富集浓缩物的方法。离心分离机包括闭环和/或开环控制装置和与之相连接的驱动装置；具有至少两个容器托(14a、14b；16a、16b)的转子(12)，至少两个容器托用于可拆卸地支撑互相流体连通的容器(18、20、22、24)；至少一个位于容器托之间且与闭环和/或开环控制装置相连接的传感器，用于检测分离层。与闭环和/或开环控制装置相连接的电机和/或齿轮装置(30a、30b、32a、32b)同每个容器托相连，而电机和齿轮装置通过部件(34)与支撑在可操作地连接的各个容器托中的每个容器可操作地接触，使得血液成分在所述容器之间移出和移回。

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1、7和14的用于将全血分离成血液成分的离心分离机、用于插入离心分离机中的流体连通的容器和通过离心分离机从全血获得血小板高富集浓缩物的方法。 

背景技术

众所周知，要在全血中提取血小板高富集浓缩物。为了达到这一目的，要使用离心分离机进行一级离心工艺将全血分离成高浓度红血球和富含血小板或凝血细胞的血浆。白血球中间过渡层分别在红血球与富含血小板或凝血细胞的血浆之间形成分离层。在接下来的二次分离工艺中，富含血小板或凝血细胞的血浆被分离成无血小板血浆以及所需的血小板浓缩物。 

EP 1637172B1中提到了一种分离容纳在袋子中的血液成分的方法。将全血分离成红血球以及富含血小板的血浆之后，基本上还要通过公开的仪器进一步处理富含血小板的血浆，这样，才能提取出血小板浓缩物。根据EP1637172B1的教导，除了要用到用于离心法的离心分离机之外，还需要一种用于挤出(squeezing-off)的设备。事实证明，一方面的离心分离机与另一方面的挤出设备之间的必要转换麻烦且耗时。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心分离机，该离心分离机能简化血小板高富集浓缩物的生产过程。 

这个目的通过专利权利要求1中所述的特征来实现。 

从属权利要求2到6是本发明的更优实施方式。 

根据本发明，用于将全血分离成血液成分的离心分离机包括闭环和/或开环控制装置和与所述闭环和/或开环控制装置相连接的驱动装置；具有至少两个用于可拆卸地支撑流体连通的容器的容器托的转子；以及位于所述容器托之间且与所述闭环和/或开环控制装置相连接用于检测分离层的至少一个传感器。均与闭环和/或开环控制装置相连接的电机和齿轮装置与所述容器托相连，且所述电机和齿轮装置与每个容器托中所支撑的容器处于可操作关系，使得适于开始血液成分在所述容器之间的移出和移回。在本发明的优选实施方式中：通过本发明中所述的离心分离机能够实现血液成分在离心分离机中的容器之间的自动移出和移回。由于没有必要移动两个中容器中的一个，所以不需要的后续混合物已被去除，这样就保证能够获得富含血液成分的浓缩物尤其是血小板高富集浓缩物。正如前面所述，由于血液成分在容器之间移出或移回时，相应的容器仍然留在离心分离机内，所以这还能保证简化操作过程，缩短整个过程的时间并能重复提取具有限定的高质量特征的血小板浓缩物。 

根据本发明的一个特别优选的实施方式，所述转子包括至少两个分别具有两个容器托的容器托对，所述容器托对用于可拆卸地支撑两个互相流体连通的容器，其中，在每个容器托对之间都安装有用于检测分离层的传感器。每个所述容器托对都是用于血液试样无菌处理的封闭系统。据证实，成对安装两个容器是有优势的，因为这样能够保证离心分离机的最优负载以及最优分离结果的获得。 

优选地，将另一个传感器与每个容器托对相连，通过该传感器可以检测到配备有容器的容器托对。使用该另一个传感器具有积极的效果，就是能提前检测到没有配备容器的容器托对，从而能够检测到失衡状态。 

为了保证经济可靠地检测分离层或容器托对的装备情况，每个所述传感 器为光学传感器。 

为了保证低噪数据及能量转移，所述离心分离机包括用于数据及能量的感应转移的感应界面。 

本发明的另外一个目的在于提供用于所述离心分离机的流体连通的容器，它除了简化操作外还能保证提高效率。 

权利要求7中所述的特征能达到这一目的。 

从属权利要求8到13包括流体连通的容器的其它优选方案。 

根据本发明，流体连通的容器为血液试样的无菌处理过程形成了一个封闭系统，而且每个所述容器都是管的形状，且所述管具有可拆卸地设置在所述管的内部的活塞，其中所述管与连接各个所述容器托的所述电机和齿轮装置通过与活塞可拆卸地接触的推杆可操作地连接。据证实，本发明中所述的容器的布置方式是特别有利的，因为管结构坚固所以没有形成沉积窝(sediment nest)，这样就能保证提高效率。此外，因为设置在管中的活塞，所以能够通过推杆与离心分离机的相关的电机和齿轮装置相连，这同样也简化了操作过程。 

根据本发明的一个特别优选的实施方式，在至少一个管中，正如活塞内部运动方向所示的那样，所述活塞形成为包括后部活塞部件和前部活塞部件的两部分的形式。这里，前部及后部活塞部件互相可拆卸地连接，而且，所述后部活塞部件包含被密封件封住的通孔，这样通过将两个活塞部件拆开，所述前部活塞部件可以通过可插入所述后部活塞部件通孔中的活塞杆而相对于所述后部活塞部件运动。据证实，本发明中所述的这种活塞的两部分结构是特别有利的，由于能通过前部活塞部件的向上及向下运动在管的这一部分中得到想要的血液成分混合物。 

这里，前部活塞部件与后部活塞部件相互之间优选地通过卡口式连接器(bayonet coupling)可拆卸地连接，而且所述前部活塞部件中有一个带有内 螺纹的孔，活塞杆的前部带有与内螺纹孔相对应的外螺纹。据证实，这种使用卡口式连接器的可拆卸连接方式以及这种活塞杆与前部活塞部件之间的螺纹连接的构造是特别有利的，因为卡口式连接器以及活塞杆与前部活塞部件之间的螺纹连接可以通过旋转运动进行操作。例如，所述活塞杆与前部活塞部件可以通过顺时针方向的旋转连接，而当活塞杆与前部活塞部件牢固连接之后，随后的逆时针方向的旋转使得卡口式连接器分开。 

为了保证光学传感器有效地检测分离层，所述两个管通过透明软管互相流体连通地连接。 

根据另外的实施方式，两个或更多管通过被接头元件(coupling element)分成两段或多段管线的透明软管互相流体连通地连接，每段所述管线具有止回阀。例如，如果一个管充满全血，且通过带有接头元件的软管与其他两个管流体连接，则除了把全血分离成血液成分外，还可以以一种有利的方式将分离好的血液成分转移到两个独立的管中。 

优选地，所述软管包括集成阀。阀的集成具有这种效果，即能够阻止离心过程中或离心过程后的不需要的回流。 

根据本发明的另外一个优选实施方式，所述软管的端部带有连接元件，通过该连接元件，所述软管适合通过管的封盖可拆卸地连接。据证实，使用这种连接元件是有利的，这样能保证简化操作过程。 

本发明的另外一个目的在于提供一种从全血中提取血小板高富集浓缩物的方法。 

通过专利权利要求14的特征来达到这一目的。 

从属权利要求15和16是本方法的更优实施方式。 

本发明中所述的方法包括以下步骤： 

●将至少两个通过软管互相流体连接的管插入容器托中，其中一级管容纳有全血，如果需要的话后面的第二管(被称作二级管)容纳有 生物适合性材料； 

●通过推杆在位于所述管中的活塞和相关的电机和齿轮装置之间提供可操作的连接； 

●通过一级离心速度开始离心分离机的运动； 

●进行一级离心，直到高浓度红血球浓缩物和通过分离层分离的血小板富集血浆在一级管中形成为止； 

●将所述一级离心速度降至一级挤出速度； 

●开启与所述一级管相连且与活塞可操作连接的电机和齿轮装置，将所述血小板富集血浆通过软管挤入二级管中直到传感器检测到所述分离层为止； 

●将所述一级挤出速度提高至二级离心速度 

●进行二级离心，直到二级管中形成高浓度的血小板浓缩物和分离的无血小板血浆为止； 

●将所述二级离心速度降至二级挤出速度； 

●开启与所述二级管相连且与活塞可操作连接的电机和齿轮装置，将无血小板血浆挤回所述一级管； 

●停止所述离心分离机； 

●降低所述电机和齿轮装置的速度； 

●移开所述管。 

根据本发明中所述的方法，由于在把二级管从二级管托中移出之前就已经将无血小板血浆移出，所以重复混合被消除，这样就能通过本发明中所述的方法以一种有利的方式生产血小板高富集浓缩物。 

优选地，本方法的所有步骤都是自动完成的，也就是说，除插入和移出管的步骤以外，均按预设运行程序进行。由于一级离心参数(时间、速度或RCF/半径、加速和中止斜率(ramp))、一级挤出速度、二级离心参数(时间、 速度或RCF/半径、加速和中止斜率)、二级挤出速度、回挤过程中的回挤体积、以及中止离心分离机的中止斜率均根据预设运行程序进行，所以基本上排除了操作者的错误操作。 

这里，上述参数可由操作人员在离心分离机静止时以一种舒适的方式输入闭环和/或开环控制装置中，或者根据相应的应用进行改变或适应。 

根据本发明中所述的制造血小板浓缩物的方法的一个更优选的实施方式，特别是在二级管中含有生物适合性材料时，由于二级管使用的是具有两部分活塞的管，所以从离心分离机中移出二级管后，二级管内的物质，也就是生物适合性材料以及血小板浓缩物通过前部活塞部件混合。这样做的效果是，如果应用需要的话，就能从血小板浓缩物和生物适合性材料中得到用于弥补缺陷的同质浆(homogenous paste)。后面把这点应用于缺陷。 

附图说明

从与附图中表示的实施方式相关的下面的说明，可以得知本发明的其他有利特征以及可能的实施方式。 

下文中，将结合附图、说明书、权利要求书中的实施方式以及附图来描述本发明，且将用到下面给出的附图标记列表中的术语和相关的附图标记。在附图中： 

图1是具有两个容器托对、且容器托对中有两个相互流体连通的容器的转子的透视示意图； 

图2是图1中去掉转子的离心分离机头的透视图； 

图3是通过插入离心分离机而相互流体连通的两个管的透视图； 

图4是图3中软管的透视图； 

图5是二级管的分解图和二级管的组装图。 

附图标记列表 

10    离心分离机 

11    离心分离机头 

12    转子 

14a   容器托 

14b   容器托 

16a   容器托 

14    第一容器托对 

16    第二容器托对 

18    容器/管 

20    容器/二级管 

22    容器/管 

24    容器/二级管 

26    透明软管 

28    透明软管 

30a   电机和齿轮装置 

30b   电机和齿轮装置 

32a   电机和齿轮装置 

32b   电机和齿轮装置 

34    推杆 

36    封盖 

38    封盖 

40    连接元件 

42    连接元件 

44    两部分活塞 

46    后部活塞部件 

48    前部活塞部件 

50    卡口式连接器 

52    活塞杆 

54    外螺纹 

1     插入方向 

具体实施方式

在以下的说明和附图中，为了避免重复，不需要另外的区别或表示其它意义的话相同部分和部件使用同一附图标记。 

图1所示的是一个透视图，整个离心分离机标号为10。出于直观的原因，目前图中所示的只有离心分离机头11和安装在离心分离机头11上的转子12。相关的闭环和/或开环控制装置和离心分离机10的驱动装置也出于直观的原因没有出现在图中。 

转子12共包括四个容器托14a、14b以及16a、16b。接下来，将两个容器托14a和14b简称为容器托对14，将两个容器托16a和16b简称为容器托对16。在每组容器托对14、16中都有一对互相流体连通地连接的带活塞的管形式的容器，活塞可拆卸地设置在管内部。也就是说，在容器托对14中的容器托14a内有一个管18，且在容器托14b中有一个二级管20。相应地，容器脱对16中的容器托16a中有一个管22，且容器托16b中有一个二级管24。管18、20以及22、24通过透明软管26、28相流体连通地连接，这样就为血液试样的无菌处理形成了一个封闭系统。 

从图1中还可看到，管18、20以及22、24均沿半径方向排列，透明软管26、28被在中心单元中引导。用于检测产生于软管中的分离层的第一光学传感器分别与软管26、28相连。此外，通过分别与软管26、28相连的第 二传感器来监视软管的状态，且第二传感器也是光学传感器的形式。图中出于直观原因并未示出传感器。 

从图1中还可以看出，电机和齿轮装置30a、30b以及32a、32b分别与沿半径方向向外设置的容器托14a、14b以及16a、16b相连，所述电机和齿轮装置通过推杆与相应管中设置的活塞可操作地连接。出于直观的原因，本图中仅示出了电机和齿轮装置30上的一个推杆34。 

图2所示的是移出转子12后的转子头11。这里，再次详细展示了电机和齿轮装置30a、30b以及32a、32b。 

图3中所示的是第一容器托对14中的管18和20的放大图。从图3中可以看出，管18、20分别具有可拆装的封盖36、38，而透明软管26在其端部设置有连接元件40、42。通过各个相连的元件(封盖/连接元件36/40或38/42)，管18和20之间可以通过软管26很容易地建立流体连接。同时，管18用于接收全血，二级管20用于接收分离的血液成分。第二容器托对16中的管22、24相应地布置。 

图4中所示的是连有连接元件40、42的透明软管26。 

图5所示的是二级管20、24，其中一个图是安装好的形式，另一个图是卸开的形式。从分解图中可以看到，管20、24包括两部分活塞44。 

两部分活塞44包括如图中旋入方向所示的后部活塞部件46以及前部活塞部件48，该后部活塞部件46和前部活塞部件48通过卡口式连接器50相互可拆卸地连接。此外，后部活塞部件48包括被密封件封住的通孔。此外，前部带有外螺纹54的活塞杆与二级管20或24相连。 

这样就确保了在离心完成后，并将二级管20、24移出离心分离机后能够进行二级管20、24中的血液成分的混合。为了达到这一目的，将活塞杆52插入二级管22、24中，且活塞杆52通过后部活塞部件46的通孔推出，随后旋入前部活塞部件48。当活塞杆52与前部活塞部件48之间的连接建立 后，通过进一步的旋转拆下卡口式连接器50，且前部活塞部件48同后部活塞部件46分开。通过前部活塞部件48相对于后部活塞部件46的上下运动，其中盛有的血液成分与选择性加入的生物适合性材料手工混合。混合过程后，通过活塞杆52将前部活塞部件48撤回并重新固定在后部活塞部件46上。 

使用离心分离机10，能通过一种有利的方式从全血中获得血小板高富集浓缩物或者从生物适合性材料和血小板浓缩物中获得同质浆。 

为了达到这一目的，将盛有全血的第一管18以及选择性地装有生物适合性材料的二级管20插入第一容器托对14。将盛有全血且重量相同的第二管22和与之相连的也选择性地装有生物适合性材料的二级管24插入第二容器托对16。 

如果第二容器对没有插入从而导致失衡，则软管检测传感器就能提前检测到。 

在管18、20以及22、24插入后，离心分离机10的启动生效。一级离心过程持续到通过分离层分离的高浓度红血球浓缩物和血小板富集血浆在管18、22中形成为止。 

随后，离心分离机10的速度降低，且启动分别与管18及管22相连的电机和齿轮装置20a、32a，电机和齿轮装置20a、32a通过相连的推杆而移动容纳在管18、22中的活塞。这表明，通过透明软管26、28将血小板富集血浆挤入相连的二级管20、24是有效的，如前所述，二级管20、24中选择性地含有生物适合性材料。挤出工艺持续到相连的传感器能够检测到透明软管26、28中的分离层为止。 

随后，离心分离机10的速度增加，二次离心开始。二次离心过程持续到二级管22、24中形成高浓度血小板浓缩物和无血小板血浆为止。 

随后，离心分离机的速度再次降低，与二级管22、24相连的电机和齿 轮装置30b、32b开始移动。从二级管22、24挤出的预定体积的成分通过软管26、28流入管18、20，这样血小板高富集浓缩物就留在了二级管22、24中。 

在停止离心分离机以及减缓电机和齿轮装置30a、30b、32a和32b的速度之后，管18、20、22、24可随后被取出。 

在后续的加工步骤中，活塞杆52被选择性地插入二级管20、24。通过将活塞杆52固定在前部活塞部件48上，并按照上文中所述的方式将卡口式连接器50松开，能够将二级管中的血小板高富集浓缩物同选择性地设置的生物适合性材料混合，得到同质浆。 

随后，通过挤出工艺将血小板高富集浓缩物或同质浆分别从二级管20、24中取出。