Центрифуга для разделения цельной крови на компоненты крови, а также находящиеся в жидкостном соединении контейнеры для вставления в центрифугу, а также способ получения высокообогащенного тромбоцитного концентрата из цельной крови - RU2497596C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к центрифуге для разделения цельной крови на компоненты крови, а также к находящимся в жидкостном соединении контейнерам для вставления в центрифугу, а также к способу получения высокообогащенного тромбоцитного концентрата из цельной крови посредством центрифуги согласно пунктам изобретения 1, 7 и 14.

Извлечение концентрата с высоким содержанием тромбоцитов из цельной крови по существу известно. Для этой цели цельная кровь разделяется на эритроциты, имеющие высокую плотность, и тромбоциты или обогащенную тромбоцитами плазму в первом процессе центрифугирования посредством центрифуги. Промежуточный слой из лейкоцитов образует разделительный слой между эритроцитами и тромбоцитами или обогащенной тромбоцитами плазмой соответственно. При последующем втором процессе центрифугирования тромбоциты или обогащенная тромбоцитами плазма соответственно разделяется на обедненную тромбоцитами плазму или требуемый тромбоцитный концентрат.

Из патентного документа ЕР 1637172 В1 известен способ разделения компонентов крови в пакетах. После разделения цельной крови на эритроциты и обогащенную тромбоцитами плазму по существу возможно посредством раскрытого устройства далее обрабатывать обогащенную тромбоцитами плазму и, таким образом, извлекать тромбоцитный концентрат. Кроме центрифуги для центрифугирования согласно описанию патентного документа ЕР 1637172 В1, в нем предусмотрено дополнительное устройство для выдавливания. Подтверждено, что требуемое переключение между центрифугой, с одной стороны, и выдавливающим устройством, с другой стороны, является громоздким и требующим много времени.

Изобретение основано на задаче создания центрифуги, которая позволяет более простое изготовление высокообогащенного тромбоцитного концентрата.

Поставленная задача решается благодаря отличительным признакам пункта 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты 2 и 6 формулы изобретения являются предпочтительными дополнительными разработками изобретения.

Согласно изобретению центрифуга для разделения цельной крови на компоненты крови содержит блок управления с обратной связью и/или без обратной связи, а также приводной блок, соединенный с блоком управления с обратной связью и/или без обратной связи, ротор, имеющий, по меньшей мере, два контейнерных приемника для удерживания с возможностью вынимания находящихся в жидкостном соединении контейнеров, а также, по меньшей мере, один датчик, расположенный между контейнерными приемниками и соединенный с блоком управления с обратной связью и/или без обратной связи для обнаружения разделительного слоя. Каждый блок двигателя и зубчатой передачи, присоединенный к блоку управления с обратной связью и/или без обратной связи, связан с контейнерными приемниками, причем эти блоки двигателя и зубчатой передачи находятся в оперативной взаимосвязи с контейнерами, расположенными в соответствующих контейнерных приемниках таким образом, что возможно инициировать передачу компонентов крови между контейнерами. Преимущественно, теперь возможно посредством обладающей признаками изобретения центрифуги выполнять автоматическую передачу и передачу в обратном направлении компонентов крови между контейнерами в центрифуге. Поскольку нет необходимости вынимания одного из двух контейнеров, нежелательное последующее смешивание исключается, так что обеспечивается изготовление высокообогащенного компонента крови, в особенности изготовление высокообогащенного тромбоцитного концентрата. Как уже упоминалось, поскольку контейнеры остаются в центрифуге во время передачи или передачи в обратном направлении соответственно компонентов крови между контейнерами, дополнительно обеспечивается упрощенное манипулирование, уменьшенное время обработки, а также воспроизводимое извлечение образованного тромбоцитного концентрата, высокое качество.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения ротор содержит, по меньшей мере, две пары контейнерных приемников, содержащих, каждая, два контейнерных приемника для удерживания с возможностью извлечения двух контейнеров, каждый из которых находится в жидкостном сообщении друг с другом, причем между каждой парой контейнерных приемников установлен датчик для обнаружения разделительного слоя. Каждая пара контейнерных приемников является закрытой системой для стерильной обработки образцом крови. Доказано, что расположение двух контейнеров в виде пар является преимущественным из-за оптимальной нагрузки на центрифугу, а также в результате этого обеспечивается равномерная работа для получения оптимальных результатов сепарации.

Предпочтительно, дополнительный датчик находится в соединении с каждой парой контейнерных приемников, причем посредством такого датчика может быть обнаружено оборудование пары контейнерных приемников с контейнерами. Размещение дополнительного датчика имеет положительный эффект в том, что может быть заранее обнаружена пара, не оборудованная контейнером.

Для того чтобы обеспечить эффективное по стоимости и надежное обнаружение разделительного слоя или оборудования пары контейнерных приемников соответственно, датчики выполнены в виде оптических датчиков.

Для обеспечения передачи энергии и данных с малыми помехами центрифуга содержит индуктивный интерфейс для индуктивной передачи данных и энергии.

Изобретение, кроме того, основано на задаче создания находящихся в жидкостном сообщении контейнеров для центрифуги, что обеспечивает хорошую эффективность, помимо упрощенного манипулирования.

Задача решается посредством признаков пункта 7 формулы изобретения.

Зависимые пункты 8-13 формулы изобретения содержат предпочтительные дополнительные разработки находящихся в жидкостном взаимодействии контейнеров.

Согласно изобретению находящиеся в жидкостном сообщении контейнеры образую замкнутую систему для стерильной обработки образцов крови, и каждый контейнер выполнен в виде трубки (маленького размера), имеющей поршень, установленный с возможностью перемещения внутри трубки, причем трубки находятся в оперативном соединении с блоком двигателя и зубчатой передачи, связанным с соответствующим контейнерным приемником, посредством толкателя, находящегося в съемном контакте с поршнем. Выполнение контейнера согласно изобретению является в особенности преимущественным, поскольку трубки не содержат осадочных гнезд (sediment nests) из-за их прямой структуры и, поэтому, обеспечивается хорошая эффективность. Дополнительно, поскольку, благодаря поршням, которые установлены в трубках, может быть, таким образом, выполнено соединение посредством толкателя с соответствующим блоком двигателя и зубчатой передачи, также обеспечивается простое манипулирование.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления, по меньшей мере, в одной из трубок поршень выполнен из двух частей, и, если смотреть в направлении внутреннего перемещения поршня, состоит из передней части поршня и задней части поршня. Передняя и задняя часть поршня соединены друг с другом с возможностью разъема, и задняя часть поршня содержит сквозное расточное отверстие, закрытое уплотнением так, что при отсоединении двух частей поршня передняя часть поршня может быть перемещена относительно задней части поршня посредством штока поршня, вставляемого через сквозное расточное отверстие в задней части поршня. Выполнение поршня из двух частей является в особенности преимущественным, поскольку тем самым возможно целевое смешивание компонентов крови, содержащихся в этой области трубки, посредством перемещения вверх и вниз передней части поршня.

В этом отношении, передняя и задняя части поршня предпочтительно соединены друг с другом с возможностью отсоединения посредством байонетного соединения, и передняя часть поршня содержит расточное отверстие с внутренней резьбой, и шток поршня содержит, в его передней части, внешнюю резьбу, выполненную соответственно внутренней резьбе. Выполнение разъемного соединения посредством байонетного соединения, а также наличие резьбового соединения между штоком поршня и передней частью поршня является в особенности преимущественным, поскольку байонетное соединение, а также завинчивание между штоком поршня и передней частью поршня может быть осуществлено посредством поворотного перемещения. Например, шток поршня может быть соединен с передней частью поршня посредством вращения по часовой стрелке, в то время как (после того, как шток поршня был прочно присоединен к передней части поршня) последующее вращение против часовой стрелки приводит к отсоединению байнетного соединения.

Для обеспечения эффективного обнаружения разделительного слоя посредством оптического датчика, две трубки находятся в жидкостном сообщении друг с другом посредством прозрачного шланга.

Согласно дополнительному варианту осуществления две или более трубок находятся в жидкостном сообщении друг с другом посредством прозрачного шланга, который разделен соединительным элементом на две или более магистрали, каждая из которых имеет обратный клапан. Например, если одна трубка наполнена цельной кровью и находится в жидкостном соединении с двумя дополнительными трубками посредством шланга, содержащего соединительный элемент, помимо сепарации цельной крови на компоненты крови, также возможно преимущественным способом выполнять передачу сепарированных компонентов крови в две отдельные трубки.

Предпочтительно, шланг содержит интегрированный клапан. Интеграция клапана соответственно влияет на то, что тем самым предотвращается нежелательный обратный поток во время центрифугирования.

Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения шланг содержит на своем конце соединительные элементы, посредством которых шланг приспособлен для разъемного соединения через закрывающие колпачки трубок. Наличие соединительных элементов является преимущественным, поскольку тем самым обеспечивается простое манипулирование.

Изобретение дополнительно основано на задаче создания способа извлечения высокообогащенного тромбоцитного концентрата из цельной крови.

Задача решается посредством признаков пункта 14 формулы изобретения.

Зависимые пункты 15 и 16 формулы изобретения являются предпочтительными дополнительными разработками способа.

Способ изобретения содержит следующие этапы:

- вставления, по меньшей мере, двух трубок, находящихся в жидкостном соединении друг с другом посредством шланга в контейнерные приемники, где первая трубка содержит цельную кровь, и вторая трубка содержит, при необходимости, биосовместимый материал;

- выполнение оперативного соединения между поршнями, расположенными в трубках, и блоками двигателя и зубчатой передачи посредством толкателя;

- запуск вращения центрифуги с первой скоростью центрифуги;

- первое центрифугирование до тех пор, пока в первой трубке не будет образован эритроцитный концентрат, имеющий высокую плотность, а также обогащенная тромбоцитами плазма крови, разделенные в ней разделительным слоем;

- уменьшение скорости центрифуги до первой скорости выдавливания;

- запуск блока двигателя и зубчатой передачи, связанного с первой трубкой и находящегося в оперативном соединении с поршнем, и выдавливание обогащенную тромбоцитами плазму крови через шланг во вторую трубку до тех пор, пока датчик не обнаружит разделительный слой;

- второе центрифугирование до тех пор, пока не будет образован тромбоцитный концентрат, имеющий высокую плотность, а также отсепарированная обедненная тромбоцитами плазма крови;

- уменьшение скорости центрифуги до второй скорости выдавливания;

- запуск перемещения блока, связанного со второй трубкой и находящегося в оперативном соединении с поршнем, и обратное выдавливание обедненной тромбоцитами плазмы крови в первую трубку;

- отключение центрифуги;

- замедление блоков двигателя и зубчатой передачи;

- вынимание трубок.

Поскольку согласно способу изобретения обедненная тромбоцитами плазма крови удаляется до вынимания второй трубки из второго приемника трубки, повторное смешивание исключается, так что высокообогащенный тромбоцитный концентрат может быть преимущественно получен посредством способа изобретения.

Предпочтительно, все этапы способа являются автоматическими, то есть выполняются согласно предварительно определенной схемы работы, за исключение этапов вставления и вынимания трубок. Поскольку параметры для первого центрифугирования (время, скорость или относительная центробежная сила (RCF)/радиус, изменения ускорения и замедления), первая скорость выдавливания, параметры для второго центрифугирования (время, скорость или относительная центробежная сила (RCF)/радиус, линейное изменение ускорения и замедления), скорость второго выдавливания, объем обратного выдавливания при процессе обратного выдавливания, а также линейное изменение замедления центрифуги выполняются согласно заранее определенной схемы работы, ошибочное действие со стороны операторов почти исключается.

В этом отношении вышеупомянутые параметры могут быть удобным образом введены операторами при все еще неподвижной центрифуге в блок управления с обратной связью и/или без обратной связи, или могут быть соответственно изменены или адаптированы для соответствующего применения.

В особенности для случая, когда вторая трубка содержит биосовместимый материал, согласно особенно предпочтительному варианту осуществления способа изготовления тромбоцитного концентрата, используется вторая трубка, имеющая поршень, состоящий из двух частей, и, после вынимания второй трубки из центрифуги, содержимое второй трубки, то есть биосовместимый материал и тромбоцитный концентрат смешиваются посредством передней части поршня. Это влияет на то, что, если это требуется для применения, может быть получена гомогенная паста из тромбоцитного концентрата и биосовместимого материала для заполнения дефектов. Она по существу наносится внутрь дефекта.

Дополнительные преимущественные особенности и возможные применения настоящего изобретения следуют из последующего описания в связи с вариантом осуществления, показанным на чертеже.

В дальнейшем изобретение описывается со ссылкой на вариант изобретения, показанный на чертеже, на описание, пункты формулы изобретения и на чертеж, причем используются термины, содержащиеся в списке ссылочных обозначений, приведенном ниже, и соответствующие ссылочные обозначения. На чертежах:

Фиг.1 - перспективное изображение ротора, имеющего две пары контейнерных приемников, внутри каждой из которых содержатся два контейнера, которые находятся в жидкостном сообщении друг с другом;

Фиг.2 - перспективное изображение головки центрифуги из фиг.1 без присоединенного ротора;

Фиг.3 - перспективное изображение двух трубок в жидкостном сообщении друг с другом посредством вставления в центрифугу;

Фиг.4 - перспективное изображение шланга из фиг.3;

Фиг.5 - поэлементное изображение, а также вид в сборке второй трубки.

В последующем описании и на чертежах одинаковые детали и компоненты описаны одинаковыми ссылочными обозначениями для избегания повторения, поскольку нет необходимости и смысла в дополнительной дифференциации.

На фиг.1 показан вид в перспективе центрифуги, обозначенной в целом ссылочным номером 10. Для ясности здесь показана только головка 11 центрифуги и ротор 12, установленный на головку 11 центрифуги. Соответствующий блок управления с обратной связью и/или без обратной связи, а также приводной блок для центрифуги 10 также для ясности не показаны.

Ротор 12 содержит в общей сложности четыре контейнерных приемника 14а, 14b, а также 16a и 16b. Два контейнерных приемника 14а и 14b называются далее просто как пара 14 контейнерных приемников, и контейнерные приемники 16а и 16b как пара 16 контейнерных приемников. Внутри каждой пары 14, 16 контейнерных приемников содержится пара находящихся в жидкостном соединении друг с другом контейнеров, выполненных в форме трубки, имеющей поршень, который расположен с возможностью перемещения во внутренней части трубки. То есть одна пара 14 контейнерных приемников содержит в контейнерном приемнике 14а одну трубку 18 и в контейнерном приемнике 16а вторую трубку 20. Соответственно пара 16 контейнерных приемников содержит в контейнерном приемнике 16а (14b) трубку 22 и в контейнерном приемнике 16b вторую трубку 24. Трубки 18, 20, а также 22, 24 находятся в жидкостном сообщении друг с другом посредством прозрачных шлангов 26, 28, и образуют замкнутую систему для стерильной обработки образцов крови.

Кроме того, как можно видеть на фиг.1, каждая трубка 18, 20, также как и 22, 24 выровнена в радиальном направлении, и прозрачные шланги 26, 28 направлены в центральный блок. Первый оптический датчик для обнаружения разделительного слоя, возникающего в шланге, связан с каждой трубкой 26, 28. Кроме того, наличие шланга контролируется вторым датчиком, который связан с каждым из шлангов 26, 28, и который также выполнен в виде оптического датчика. Датчики не показаны здесь для упрощения. Как можно понять далее из фиг.1, блоки 30а, 30b двигателя и зубчатой передачи, а также блоки 32а, 32b двигателя и зубчатой передачи, связанные с каждым контейнерным приемником 14а, 14b, а также 16а, 16b, расположены радиально во внешнем направлении, причем каждый блок 30а, 30b, а также 32а, 32b двигателя и зубчатой передачи посредством толкателя находится в оперативном соединении с поршнем, расположенным в соответствующей трубочке. Для простоты здесь показан только один толкатель 34 в блоке 30 двигателя и зубчатой передачи.

На фиг.2 показана головка 11 ротора после снятия с ротора 12. Здесь блоки 30а, 30b, а также 32а, 32b двигателя и зубчатой передачи снова показаны в деталях.

На фиг.3 в увеличенном изображении показаны трубки 18 и 20, содержащиеся в первой паре 14 контейнерных приемников. Как можно видеть на фиг.3, каждая трубка 18, 20 содержит съемный закрывающий колпачок 36, 38, в то время как на концах прозрачного шланга 26 предусмотрены соединительные элементы 40, 42. Посредством соответствующим образом соединенных элементов закрывающий колпачок/соединительный элемент 36/40 и 38/42 может быть простым способом образовано жидкостное соединение между трубками 18, 20 через шланг 26. Поскольку трубка 18 служит для получения цельной крови, вторая трубка 20 предусмотрена для получения отсепарированного компонента крови. Размещение трубочек 22, 24, содержащихся во второй паре 16 приемных контейнеров является аналогичным.

Прозрачный шланг 26 с соответствующими соединительными элементами 40, 42 снова показан на фиг.4.

На фиг.5 показана вторая трубка 20, 24 в собранном и разобранном состоянии. Как можно увидеть на поэлементном изображении трубка 20, 24 содержит состоящий из двух частей поршень 44.

Состоящий из двух частей поршень 44 содержит заднюю часть 46 поршня, как видно в направлении завинчивания, а также переднюю часть 48 поршня, которые соединяются другом с возможностью отсоединения посредством байонетного соединения 50. Более того, задняя часть 48 поршня содержит сквозное расточное отверстие, закрытое уплотнением. Более того, шток поршня, который имеет внешнюю резьбу 54 в своей передней области, соединен со второй трубкой 20 или 24 соответственно.

Таким образом, обеспечивается то, что после завершения центрифугирования и после вынимания второй трубки 20, 24 из центрифуги может быть выполнено смешивание компонента крови, содержащегося во второй трубочке 20, 24. Для этой шток 52 поршня вводится в вторую трубку 22, 24 и толкается через сквозное расточное отверстие в задней части 46 поршня и затем вкручивается в переднюю часть 48 поршня. После выполнения соединения между штоком 52 поршня и передним элементом 48 поршня байонетное соединение 50 разъединяется под действием дальнейшего вращения, и передняя часть 48 поршня отделяется от задней части 46 поршня. Посредством перемещения вверх и вниз передней части 48 поршня относительно задней части 46 поршня, содержащийся в нем компонент крови смешивается вручную с присутствующим по выбору биосовместимым материалом. После процедуры смешивания передняя часть 48 поршня втягивается посредством штока 52 и снова фиксируется к задней части 46 поршня.

Посредством центрифуги 10 становится возможным изготовление из цельной крови высокообогащенного тромбоцитного концентрата или пасты из биосовместимого материала и тромбоцитного концентрата преимущественным способом.

Для этой цели первая трубка 18, наполненная цельной кровью, а также вторая трубка 20, которая по выбору содержит биосовместимый материал, вставляются в первую пару 18 (14) контейнерных приемников. Вторая трубка 22, наполненная цельной кровью и имеющая такой же вес, и ее соответствующая вторая трубка 24, также по выбору содержащая биосовместимый материал, вставляются во вторую пару 16 контейнерных приемников.

Из-за наличия датчика обнаружения шланга, пустая пара контейнерных приемников и, следовательно, дисбаланс, будет заранее обнаружен.

После вставления трубок 18, 20, а также 22, 24 запускается центрифуга 10. Первый процесс центрифугирования длится до тех пор, пока эритроцитный концентрат с большой плотностью, а также плазма крови, обогащенная тромбоцитами, разделенные разделительным слоем, не будут образованы в трубках 18, 22.

После этого скорость центрифуги 10 снижается, и блоки 30а, 32а двигателя и зубчатой передачи, связанные с трубкой 18 и трубкой 22 соответственно, запускаются и перемещают посредством соответствующих толкателей поршни, содержащиеся в трубках 18, 22. Это означает, что начинается выдавливание обогащенной эритроцитами плазмы крови через прозрачные шланги 26, 28 в соответствующие вторые трубки 20, 24, которые, как уже упоминалось раньше, содержат по выбору биосовместимый материал. Процесс выдавливания продолжается до тех пор, пока посредством соответствующего датчика в прозрачных шлангах 26, 28 не будет обнаружен разделительный слой.

После этого скорость центрифуги 10 снова увеличивается и начинается второй процесс центрифугирования. Второй процесс центрифугирования продолжается до тех пор, пока во второй трубочке 22, 24 не будет образован тромбоцитный концентрат с большой плотность, а также обедненная эритроцитами плазма крови.

Далее, скорость снова понижается, и блоки 30b и 32b, связанные со вторыми трубками 22, 24, начинают перемещаться. Выдавливание заданного объема элемента из вторых трубок 22, 24 происходит через шланги 26, 28 в трубки 18, 20 так, что концентрат, обогащенный тромбоцитами, остается во вторых трубках 22, 24.

После отключения центрифуги и после замедления блоков 30а, 30b, 32а и 32b двигателя и зубчатой передачи, трубки 18, 20, 22, 24 могут быть последовательно вынуты.

На дальнейшем этапе обработки каждый шток 52 поршня вставляется по выбору во вторую трубку 20, 24. Посредством фиксирования штока 52 поршня в передней части 48 поршня и ослабления байонетного соединения 50 описанным выше способом, осуществляется смешивание высокообогащенного тромбоцитного концентрата, содержащегося во вторых трубках, с уже предусмотренным по выбору биосовместимым материалом в гомогенную пасту.

Далее осуществляется извлечение концентрата с большим количеством тромбоцитов или пасты, соответственно, из вторых трубок 20, 24 посредством процесса выдавливания.

Список ссылочных обозначений

10 - центрифуга

11 - головка центрифуги

12 - ротор

14а - приемник контейнера

14b - приемник контейнера

16a - приемник контейнера

16b - приемник контейнера

14 - первая пара контейнерных приемников

16 - вторая пара контейнерных приемников

18 - контейнер/трубка

20 - контейнер/вторая трубка

22 - контейнер/трубка

24 - контейнер/вторая трубка

26 - прозрачный шланг

28 - прозрачный шланг

30а - блок двигателя и зубчатой передачи

30b - блок двигателя и зубчатой передачи

32а - блок двигателя и зубчатой передачи

32b - блок двигателя и зубчатой передачи

34 - толкатель

36 - закрывающий колпачок

38 - закрывающий колпачок

40 - соединительный элемент

42 - соединительный элемент

44 - состоящий из двух частей поршень

46 - задняя часть поршня

48 - передняя часть поршня

50 - байонетное соединение

52 - шток поршня

54 - внешняя резьба

Р - направление вставления.

Реферат

Группа изобретений относится к центрифуге для разделения цельной крови на компоненты крови, а также к находящимся в жидкостном соединении контейнерам для вставления в центрифугу, а также к способу получения высокообогащенного тромбоцитного концентрата из цельной крови посредством центрифуги. Центрифуга содержит блок управления с обратной связью и/или без обратной связи, а также приводной блок, соединенный с блоком управления, ротор, имеющий, по меньшей мере, два контейнерных приемника для вставления с возможностью вынимания контейнеров, находящихся в жидкостном соединении друг с другом. В центрифуге каждое средство связано с контейнерными приемниками, причем средства оперативно соединены с контейнерами, содержащимися в соответствующих контейнерных приемниках, с возможностью инициирования передачи и обратной передачи компонентов крови между контейнерами. Между контейнерными приемниками установлен, по меньшей мере, один датчик для обнаружения разделительного слоя, причем датчик присоединен к блоку управления с обратной связью и/или без обратной связи. При этом средства выполнены с возможностью активирования во время рабочего состояния центрифуги посредством блока двигателя и зубчатой передачи, связанного с соответствующим контейнерным приемником и присоединенного к блоку управления с обратной связью и/или без обратной связи. Закрытая система для стерильной обработки образцов крови содержит контейнеры, находящиеся в жидкостном сообщении для центрифуги. Каждый из контейнеров выполнен в форме трубки, имеющей поршень, расположенный во внутренней части трубки с возможностью перемещения. Каждая т

Формула