專利名稱：血液成分的分離方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下發(fā)明通常涉及血液成分分離技術(shù)中的裝置和方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種收集血液樣品并隨后將該收集樣品分離成單個儲存或使用的血液成分的方法和裝置。
背景技術(shù)：
血液收集始終很重要，尤其在緊急的時候(立即使用)，但全血在過期之前僅可保存約30天。為了長期貯存，將全血分離成其主要成分(白血球、血小板、紅血球和血漿)的能力是最重要的，因為就溫度和儲存媒介來說每種成分長期儲存的條件是不同的。收集后發(fā)生的最主要成分的分離是從彼此中分離紅血球(RBC)、白血球(WBC)、血小板和血漿。在WBC中有時有必要從淋巴細(xì)胞中分離粒狀白細(xì)胞。分離和萃取出特定成分后，該血液的一個級分可返回給患者。
由于全血的各種成分的密度不同，有可能在離心作用之前或之后分離它們。在一些現(xiàn)有技術(shù)的方法中，例如在美國專利US4120448中，利用一個連接到一個離心機(jī)上的腔室。該離心分離的血液在該腔室中分離，并且在該室中相應(yīng)于每種成分取決于密度而進(jìn)行聚集的區(qū)域的各種位置上設(shè)置多種收集方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包含一個袋裝置，它可用來從血源中收集全血樣品，然后放入離心機(jī)中進(jìn)行成分分離。該包含諸如CPD、ACD或CPD-A的一種抗凝血劑的全血收集袋包括一個連接到多個成分收集袋上的出口。每個成分收集袋具有一個從全血收集袋導(dǎo)出的分離管線。而且一旦一個特定成分的袋已經(jīng)充滿，每個管線可通過夾緊、管子封閉與該全血收集袋分離。
在實踐中，將血液收集到該全血收集袋中，并夾緊、封閉該輸入管線與該全血收集袋分離。該全血收集袋懸掛在一個蛤殼形狀的容器中，該蛤殼容器在底端與袋緊密接觸，并適合裝配到一個離心機(jī)的杯中。該離心機(jī)在變動重力下操作以最佳地分離這些成分。一旦該全血收集袋中的成分被分離，一個主驅(qū)動電動機(jī)被嚙合以開啟一個管線上的計量閥，該管線從該收集袋導(dǎo)向一個將容納該密度最大的成分的袋。這使得該密度最大的成分充滿其特定的儲存袋。
通過位于該蛤殼容器中的一個光傳感器來指示該第一成分的完全分離。受該傳感器控制，該主驅(qū)動電動機(jī)自動關(guān)閉該管線上的計量閥，以終止這種特定成分的收集。然后該主驅(qū)動電動機(jī)再次嚙合該計量閥以允許通過一個連接該計量閥和該第二儲存袋的第二出口管線來收集下一成分。該過程可以順序進(jìn)行直到所有所期望的成分紅血球、白血球(淋巴細(xì)胞和粒狀白細(xì)胞)、血小板和血漿，被收集到單個的儲存袋中。
一旦被收集，每個儲存袋可被封閉并與該全血收集袋分離。在處理或儲存之前任何必要的防腐劑或添加劑可通過收集管線引入。
工業(yè)實用性本發(fā)明的工業(yè)實用性將通過對本發(fā)明的下列目的的討論來體現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種新的和新穎的分離全血成分用于后儲存或使用的裝置和方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一個如上定義的裝置和方法，其中分離可完全通過一個單離心操作期間的機(jī)械來實現(xiàn)而無需血庫中通常所實施的相當(dāng)多的處理和多個離心操作。
本發(fā)明的另一目的在于提供如上定義的裝置和方法，其中該分離裝置是獨(dú)立的以簡化該操作。
其第一優(yōu)勢在于，本發(fā)明的目的在于提供一個袋裝置，它是下列部件的結(jié)合，包含一個通向第一和第二袋的離心袋；一個允許血液進(jìn)入所述離心袋的入口；連通所述離心袋與所述紅和白血球的袋的管線；以及在機(jī)械控制下操作以讓血液級分進(jìn)入所述第一和第二袋的閥裝置。
其第二優(yōu)勢在于，本發(fā)明的目的在于提供一個分離血細(xì)胞的系統(tǒng)，它是下列部件的結(jié)合，包括一個離心機(jī)；一個具有多個互通的袋的袋裝置；以及一個其外形可被所述離心機(jī)接受的袋裝置容器；所述容器包括在所述袋裝置之內(nèi)可選擇性地提供袋與袋之間的通道的裝置。
其第三優(yōu)勢在于，本發(fā)明的目的在于提供一種分離血細(xì)胞的方法，其步驟包括；離心分離血細(xì)胞的混合物以引起分層，該分層產(chǎn)生一個第一細(xì)胞層和一個第二細(xì)胞層；開啟通向第一細(xì)胞袋的管線；離心分離該第一細(xì)胞層到該第一細(xì)胞袋中；關(guān)閉該通向第一細(xì)胞袋的管線；開啟通向第二細(xì)胞袋的管線；以及離心分離該第二細(xì)胞層到該第二細(xì)胞袋中。
當(dāng)考慮下列的結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述時，這些以及其它目的將更顯然。


圖1描述了本發(fā)明的袋裝置。
圖2A和2B描述了插入該袋裝置之前的蛤殼袋。
圖3A-3C描述了插入該袋裝置之后的該蛤殼袋座。
圖4A和4B描述了離心分離前的該室中的袋裝置。
圖5A和5B描述了離心分離后的該室中的袋裝置。
圖6A和6B描述了該較大密度的成分的收集。
圖7A和7B描述了該較小密度的成分的收集。
圖8A和8B描述了從該收集袋斷開后的該袋裝置的分離收集管線。
圖9A-9C描述了該計量閥的操作位置。
圖10是最佳的工藝流程圖。
圖11以圖解方式示出了全血成分的分離。
具體實施例方式
根據(jù)附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示全部不同附圖中的相同部件，圖1所示的附圖標(biāo)記10表示根據(jù)本發(fā)明的袋裝置。
參考圖1，該袋裝置10包括一個全血收集袋2，一個紅血球(RBC)袋4，一個冷凍袋6用于收集和儲存白血球。該收集袋2通過入口管12，優(yōu)選通過一個放血針頭8供給。該收集袋2具有一個出口26，該出口26通過一個連接袋一個出口管32上的長釘30(它可插入出口26中)直接輸出到一個三通計量閥20中。該計量閥20的操作位置在圖9A-9C中示出。兩個供給管24a、24b分別從該計量閥20通向該RBC袋4和該冷凍袋6。RBC供給管24a具有一個非必要的HES入口14用于向系統(tǒng)中引入一種沉淀劑諸如羥乙基淀粉(HES)。該冷凍袋供給管24b具有一個非必要的防凍劑入口16用于向系統(tǒng)中引入防凍劑。該HES入口14和該防凍劑入口16均在其中配備一個過濾器18，優(yōu)選一個0.2μ的過濾器，以防止受外面大氣中的病原體污染并允許從該防凍袋和管線中排出空氣。該供給管24a、24b以及該入口管12均可通過熱封與該袋裝置10分離。所有管線都配備管線夾子22，以便在需要時關(guān)閉該管線夾子22來阻塞流體通道。如果其它成分需要被分離，則該袋裝置10可包括額外的袋200，并通過改變計量閥20以容納該額外的袋200。
最初，該收集袋2充滿抗凝血劑諸如CPD(檸檬酸鹽、磷酸鹽和葡萄糖)。該計量閥20開始處于關(guān)閉位置(圖9A)。除入口管12上的夾子22外所有夾子22被關(guān)閉。通過該放血針頭8或其它適合的入口從血源獲得血液，優(yōu)選是全的、有胎盤的或臍帶的血液，該血液通過入口管12供給該收集袋2。該入口管12然后被夾緊，熱封并從該袋裝置10上分離。開啟HES入口管14上的夾子22，以及HES通過該HES入口管14被引入袋2中。該通向HES入口管14的管線然后被夾緊、熱封并拆除?？晒┻x擇地，該HES可在更早的時候，例如加工期間引入該袋2中。
在這一點上，該袋裝置10放進(jìn)一個蛤殼袋座50中，如圖3A-3C所示。參考圖2A、2B，該袋座50包括將環(huán)28嚙合到該收集袋2的上的鉤子60。該袋座50的內(nèi)部被成形以接受該收集袋2，該袋座50的內(nèi)部具有一個袋容納壁152，一個袋支持壁154以及該袋座50的頂部附近的直側(cè)壁156，該直側(cè)壁156與有角壁158在該收集袋2底部相交。該有角壁158在該袋容納壁152的底部終止在一個出口160中，該出口160被定尺度以接受該收集袋2的出口26。在該袋支持壁154上，有角壁158終止于一個角點162。該側(cè)壁156、158有助于搖動使該收集袋2在頂部松散(在環(huán)28附近)并在底部(在出口26附近)更緊。袋2底部附近較為精密的公差是所期望的，以便減少對沉淀后該袋內(nèi)容物的擾動。該計量閥20連接到該袋座50中的電機(jī)驅(qū)動器56上。該電機(jī)驅(qū)動器56連接到一個由一個可充電電池52供以動力的受軟件控制的無線控制芯片模塊54上。提供一個端口64來使用一個充電器。當(dāng)該袋裝置10安裝到該袋座50中時，該電機(jī)驅(qū)動器56控制該計量閥20的操作。位于該收集袋20出口2b附近和/或該袋座50上的一個或多個光傳感器58(例如，圖2A、2B)在每一級分收集后觸發(fā)固有時間使電機(jī)動器56關(guān)閉該計量閥20。或者，一個光傳感器58(圖1)可僅位于該計量閥20的上游，以便通過讀取最接近該計量閥20的層變化來更大的控制每一成分的收集。當(dāng)關(guān)閉時該袋座50適合安裝到一個被定尺寸以位于一個常規(guī)離心機(jī)100中(圖4A)的離心杯66中。該RBC袋4和冷凍袋6被容納在該袋座50底部中的該袋座50的分離凹槽62a、62b中(圖2A，2B)。
為實現(xiàn)最佳的成分分層(圖5A、5B)，離心杯66中的該袋裝置10可受到大于1重力的離心力。然后在一最佳重力下該電機(jī)驅(qū)動器56驅(qū)動該計量閥20來開啟并允許通過供給管24a來將紅血球收集到袋4中。當(dāng)光傳感器58指示該紅血球已被收集時(圖6A、6B)，該電機(jī)驅(qū)動器56關(guān)閉該計量閥20。然后包括白血球和/或血小板的下一個級分從該收集袋2中被收集；該電機(jī)驅(qū)動器56開啟該計量閥20以允許通過供給管24b(圖9C)將下一收集物導(dǎo)入袋6中。如圖7A、7B所示，在將該收集物(WBC)收集到冷凍袋6的時候，該供給管中的空氣加到已經(jīng)在該冷凍袋6中的空氣中，產(chǎn)生一個氣泡70，該氣泡有助于WBC和/或血小板與防凍劑的混合。如圖9A所示，該電機(jī)驅(qū)動器56然后關(guān)閉該計量閥20，并允許該離心機(jī)100停止。
隨著該電機(jī)驅(qū)動器56與該計量閥20的斷開，從該離心杯66中移除該袋座50，并打開取出該袋裝置10。每個供給管24a、24b均被夾緊、熱封并從該收集袋2上拆除(圖8A、8B)。任何額外的袋200(圖1)也可類似地被拆除。
當(dāng)連接到該冷凍袋6上的該供給管24b被斷開后，一種防凍劑可通過防凍劑入口16引入到冷凍袋6中的該成分中。冷凍袋6中的該氣泡70允許該防凍劑徹底地與該收集的成分混合?；旌虾笤摎馀?0通過該防凍劑入口16處的過濾器18排除。然后通過熱封該管材并移開該防凍劑入口16下游的袋6來準(zhǔn)備儲存該成分。
每一管線(入口管線12和供給管24a、24b)優(yōu)選被定向使其通向該收集或儲存袋附近的一個采樣點34。這樣，就可接受管線中的血液樣品或流體而不需干擾所收集的成分的主體。
圖11描述了全血成分的分離隨時間變化而變化的函數(shù)。在離心作用下，收集袋2中每個級分的分層是其密度的函數(shù)。重疊面積205表示分離中收集袋2中沿每層的層線的面積。隨著離心作用的繼續(xù)進(jìn)行，限定的每層的界限變得更加清晰；從而，面積205減少并且可更完全地收集每層。因此，離心分離的策略結(jié)合了密度、分層時間、離心力以及層界限的清晰度來分離?；谧鳛樽罡邇r值的成分和它的預(yù)期純度的函數(shù)的權(quán)衡，收集的結(jié)果將有所變化。
需注意的是雖然本發(fā)明優(yōu)選用于血液成分的分離，但是該分離技術(shù)和裝置對其它流體的分離也是適合的。控制芯片模塊中的程序化軟件可引起電機(jī)驅(qū)動器多次開啟和關(guān)閉該閥，從而可在層輸送期間節(jié)流該閥。為了減少細(xì)胞類型的混合并補(bǔ)償諸如不均勻離心裝載的各種硬件條件，也可通過在收集過程中改變時間增量來實現(xiàn)該細(xì)胞成分之間的精確分離，所述細(xì)胞類型的混合會在從袋2中移出血液成分時由于“環(huán)形”(toroidal)(科里奧利)(Coriolis)效應(yīng)而發(fā)生，并且在分離其它流體時會改變。此外，根據(jù)已描述的本發(fā)明，很顯然在不違背上文以及下面權(quán)利要求項中描述的本發(fā)明的范圍和合理含義的情況下，可以進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種袋裝置，它由下列部件的結(jié)合組成，包括一個通向第一和第二袋的離心袋；一個允許血液進(jìn)入所示離心袋的入口；從所述離心袋通向所述紅和白血球袋的管線；以及在機(jī)械控制下操作以允許血液級分進(jìn)入所述第一和第二袋的閥裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的袋裝置，進(jìn)一步包括一個所述袋裝置的袋座，內(nèi)藏所述袋裝置中的所述離心袋和所述紅和白血球袋，所述閥裝置，并與所述袋座連通，并有效地與一個位于所述袋座上的電動機(jī)耦合；以及一個在所述袋座中的傳感器，該傳感器監(jiān)測用于區(qū)分從紅到白血球的過渡，因此所述閥裝置通過所述電動機(jī)從所述紅血球袋轉(zhuǎn)換到所述白血球袋。
3.一個用于分離血細(xì)胞的系統(tǒng)，它由下列部件的結(jié)合組成，包括一個離心機(jī)；一個具有多個互通的袋的袋裝置；以及一個其外形可被所述離心機(jī)接受的袋裝置容器，所述容器包括在所述袋裝置之內(nèi)可選擇性地提供袋與袋之間的通道的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述袋裝置包括一個第一、第二和第三袋，所述第二和第三袋可選擇地與所述第一袋連通；監(jiān)測所述第一袋的傳感裝置以及響應(yīng)所述傳感裝置以指向流入所述第二和第三袋的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述傳感裝置位于一個袋裝置的袋座中，該袋座被定尺寸以放入所述的離心機(jī)中，所述控制裝置包括一個在所述袋座中的驅(qū)動電機(jī)和一個位于所述袋裝置的一個通道上的閥。
6.一種分離血細(xì)胞的方法，步驟包括離心分離血細(xì)胞混合物以引起分層，該分層產(chǎn)生一個第一細(xì)胞層和一個第二細(xì)胞層；開啟通向一個第一細(xì)胞袋的管線；將該第一細(xì)胞層離心分離到該第一細(xì)胞袋中；關(guān)閉通向該第一細(xì)胞袋的管線；開啟通向一個第二細(xì)胞袋的管線；將該第二細(xì)胞層離心分離到該第二細(xì)胞袋中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟檢測該分層；以及在將該第一細(xì)胞層完全離心分離到該第一細(xì)胞袋的基礎(chǔ)上，控制一個電動機(jī)以轉(zhuǎn)換一個從所述第一袋到所述第二袋的閥。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種收集血液，然后將其分離成以備后用或儲存的成分。使用一個獨(dú)立的袋裝置(10)來收集樣品，然后將該袋裝置放入適合裝配到離心機(jī)中的容器中用于成分分離。該容器中的一個可控制用于指示每種成分收集的閥(20)操作的傳感器，然后通過可根據(jù)密度來依次萃取每種成分，每種成分然后可被分離到它們自己的儲存容器(4)中。
文檔編號B01D21/26GK1658941SQ03813143
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月8日
發(fā)明者P·H·克爾霍, E·索默, R·克洛辛斯基, J·霍布斯, P·魯本斯泰因 申請人:熱起源公司