專利名稱：用于在閉環(huán)液流系統(tǒng)中連續(xù)除去亞微米尺寸的顆粒的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從血液或其他液體連續(xù)除去亞微米尺寸的顆粒的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，存在意圖在身體內(nèi)控制輸送生物學(xué)活性物質(zhì)的一系列微粒載體。它們的尺寸在微米至亞微米的范圍內(nèi)，且它們的組成涵蓋有機(jī)物(例如聚合物、脂質(zhì)、表面活性劑、蛋白質(zhì))至無(wú)機(jī)物(磷酸鈣、硅酸鹽、0(^6、015、21156、金和其他的)的范圍內(nèi)。這些微粒載體中的每ー種被設(shè)計(jì)為攜帯化學(xué)上或生物化學(xué)上反應(yīng)性物質(zhì)，井隨著時(shí)間或在特 定的位置或兩者釋放反應(yīng)性物質(zhì)。單個(gè)微粒載體的尺寸和它們的承載能力受合成中所使用的材料的量、組分組裝的形態(tài)學(xué)和組分的特定組成所控制。合成的微粒載體具有能夠溶解或能夠結(jié)合意圖用于最終的輸送的化學(xué)上或生物化學(xué)上反應(yīng)性物質(zhì)的雙重功能。潛在的假設(shè)是包封的反應(yīng)性物質(zhì)將最終被釋放，使得它們可以進(jìn)行它們的預(yù)期功能。微粒載體本身通常并不參與釋放功能，但以下除外它們調(diào)節(jié)它們攜帯的反應(yīng)性物質(zhì)的釋放的定時(shí)或定位，且載體組分必須隨時(shí)間分解或作為不會(huì)造成任何損害的無(wú)活性和無(wú)毒物質(zhì)保留。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，這樣的顆粒載體已經(jīng)用于充當(dāng)人造血液產(chǎn)品中的人造氧載體(AOC)。人造血液是被制造以作為將氧氣和ニ氧化碳運(yùn)輸遍及身體的紅血球的替代物的產(chǎn)品。然而，真正血液的功能是復(fù)雜的，且人造血液的開(kāi)發(fā)通常集中在僅滿足特定功能，即氣體交換-氧氣和ニ氧化碳。全血提供不能由AOC復(fù)制的許多不同的功能?？膳c自體血液混合的人造血液可以在手術(shù)期間支持患者并在具有有限的衛(wèi)生保健、供血和儲(chǔ)藏設(shè)備或具有暴露于疾病的高風(fēng)險(xiǎn)的新興國(guó)家中支持輸血服務(wù)，因?yàn)楹Y選程序太昂貴。AOC是不依賴于交叉配血的血液替代物，且血型檢定將意味著在血液可用性上沒(méi)有延遲，并可能意味著在患者的生死之間的差異。在現(xiàn)有技術(shù)醫(yī)療應(yīng)用中，期望來(lái)自微粒載體的殘余材料隨時(shí)間被代謝和/或排泄。然而，用患者的天然代謝作用處置微粒載體是極其困難的。開(kāi)發(fā)改進(jìn)的AOC的另ー個(gè)動(dòng)機(jī)是，盡管供血篩選上的顯著的進(jìn)步，但仍對(duì)2°C -6°C下42天的有限保存期存在關(guān)注。在現(xiàn)代科學(xué)時(shí)代，數(shù)十年的大量學(xué)術(shù)、エ業(yè)研究工作、臨床試驗(yàn)和花費(fèi)幾十億美元已經(jīng)產(chǎn)生兩個(gè)主要類別的A0C，即乳化的全氟化碳(PFC)和聚合的血紅蛋白(Hb)。盡管這兩種類型的AOC各自具有ー些優(yōu)點(diǎn)，但在美國(guó)至今沒(méi)有ー種被批準(zhǔn)用于臨床使用?；瘜W(xué)上和生物學(xué)上惰性的、乳化的、已滅菌的全氟化碳(PFC)在低溫2_5°C下儲(chǔ)存穩(wěn)定超過(guò)一年。此外，PFC的生產(chǎn)相對(duì)便宜且可以被制備為沒(méi)有任何生物材料，消除了經(jīng)由輸血傳播傳染病的可能性。因?yàn)樗鼈儾蝗苡谒?，所以它們必須與能夠?qū)FC的微小液滴懸浮在血液中的乳化劑組合。在由巨噬細(xì)胞/單核細(xì)胞系統(tǒng)消化乳化劑之后，全氟化碳在體內(nèi)最終經(jīng)由肺排出。此外，PFC是可以比血漿溶解多約五十倍的氧氣但比紅血球溶解較少的氧氣的生物學(xué)惰性材料。例如,如果可以通過(guò)使患者呼吸具有約180_ Hg的氧氣分壓的空氣來(lái)使肺中的氧氣的分壓增加至120mm Hg,那么由按體積計(jì)70%血液和30%全氟化碳組成的混合物可以提供所需的5ml氧氣每IOOml血液。
全氟化碳(PFC)比水溶解更多的氧氣，但仍小于正常血液。為了供應(yīng)所需量的流通的氧氣，患者可能需要補(bǔ)充的氧氣。高度疏水性的PFC需要乳化劑來(lái)穩(wěn)定血液中的液滴。這些乳化劑與血液中存在的蛋白質(zhì)和乳化劑相互作用，導(dǎo)致不穩(wěn)定性。因此，血液中不能耐受大量流通的PFC。少量的PFC從血液逸入肺中，在肺中PFC被汽化并被呼出。大量的PFC和乳化劑可以對(duì)肺功能具有不利影響?；诮宦?lián)的、聚合的或封裝的血紅蛋白(pHb)的人造氧載體(AOC)與在前述段中描述的基于全氟化碳的AOC相比是后來(lái)者且正吸引越來(lái)越多的關(guān)注，因?yàn)樗鼈兊难踺斔吞卣髋c紅血球(下文被稱為RBC)的氧輸送特征相似。聚合的血紅蛋白(pHb)結(jié)合O2和CO2，且結(jié)合機(jī)理非常像紅血球(RBC)的結(jié)合機(jī)理，但甚至留在循環(huán)中的少量未聚合的Hb也可以變得極毒。作為人造氧載體(AOC)，大量的Pffi需要被注入人中。過(guò)早分解可以增加毒性的風(fēng)險(xiǎn)，且這么大的量可以使身體的天然除去過(guò)程負(fù)擔(dān)過(guò)重。聚合的Hb仍是昂貴的。動(dòng)物源的Hb有轉(zhuǎn)移疾病的危險(xiǎn)，尤其是基于朊病毒的疾病。重組體是有希望的方法。其需要高質(zhì)量的分離和純化程序，這增加了成本。盡管基于聚合的血紅蛋白(Hb)的AOC產(chǎn)品和基于全氟化碳(PFC)的AOC產(chǎn)品兩者向細(xì)胞和組織輸送顯著量的氧氣，但它們的副作用例如一氧化氮相關(guān)的血管收縮、中風(fēng)、心搏停止、流感樣癥狀和長(zhǎng)期化學(xué)毒性，已經(jīng)迫使在美國(guó)終止所有的臨床試驗(yàn)。通過(guò)代謝分解降低被注入到身體的相對(duì)大量的AOC的毒性的竭盡全力的努力已經(jīng)失敗。鑒于意圖用于在身體內(nèi)控制輸送生物學(xué)上活性物質(zhì)的人造血液產(chǎn)品和微粒載體所遇到的許多問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了微粒人造氧載體(AOC)，其最小化現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于非微粒AOC的上述問(wèn)題。微粒AOC被設(shè)計(jì)為在閉環(huán)流體循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)，較少經(jīng)歷湍流破壞、化學(xué)分解或碎屑的累積，且能夠交換小離子和氣體。然而，盡管微粒AOC人造氧載體最小化了上面描述的早期AOC的問(wèn)題，但它們?cè)谘褐羞t早會(huì)分解，所以在本領(lǐng)域需要一種在它們已經(jīng)起到它們作為人造氧載體的用途的作用之后從身體除去它們的方法。發(fā)明概述通過(guò)本發(fā)明來(lái)滿足前一段中描述的現(xiàn)有技術(shù)中的需求。為了滿足上面列出的現(xiàn)有技術(shù)中的需求，本發(fā)明是專用的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，該離心機(jī)轉(zhuǎn)子利用密度梯度分離來(lái)有效地從血液或其他生物流體除去微粒人造氧載體(下文被稱為可回收的AOC或rAOC)。此外，一旦rAOC的醫(yī)療用途實(shí)現(xiàn)就從患者系統(tǒng)回收rAOC以便減輕對(duì)已經(jīng)受危害的患者的生理應(yīng)力。對(duì)于本發(fā)明，微粒rAOC可以在任何所需的時(shí)間使用采用密度梯度離心法(可以用磁場(chǎng)、親和過(guò)濾或其他方法補(bǔ)充)的連續(xù)流分離來(lái)回收，而不會(huì)遭受損傷，或?qū)赡芤呀?jīng)存在于流動(dòng)的流體中的其他材料造成損傷。本發(fā)明的其他應(yīng)用包括從循環(huán)血液除去和集中轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞、回收低拷貝的哺乳動(dòng)物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞或病毒細(xì)胞、以及組織和器官成像。取決于應(yīng)用，這些材料在它們的尺寸和組成方面的具體設(shè)計(jì)要求可以變化，但它們?nèi)克灿械氖窃缙诟攀龅男再|(zhì)和使用在前述段中列出的方法從循環(huán)流體連續(xù)回收的定制能力。為了從血液除去載體顆粒，可以使用以下連續(xù)流分離方法中的ー種或多種(a)離心分離、(b)磁場(chǎng)和/或(C)親和過(guò)濾，而不會(huì)遭受損傷，或?qū)赡芤呀?jīng)存在流動(dòng)的流體中的其他材料造成損傷。預(yù)期在微粒rAOC已經(jīng)執(zhí)行它們的功能之后但在微粒rAOC降解和隨后發(fā)展不利的副作用之前，盡快地從血流除去微粒rAOC。為了滿足對(duì)于本發(fā)明的上述微粒rAOC顆粒在它們的使用期間從血液的可回收性的標(biāo)準(zhǔn)，微粒材料必須是填充有高密度全氟化碳(PFC)和/或多聚血紅蛋白(pHb)液體的亞微米尺寸的(50nm-700nm)中空顆粒。中空顆粒具有ー個(gè)或兩個(gè)硬的增強(qiáng)殼。這些微粒殼的外表面包覆有包含暴露的官能團(tuán)(C00H、NH2、SH等)的分子，這些分子便于多于ー種顆 ?；虻鞍踪|(zhì)如抗體、細(xì)胞受體靶、多聚血紅蛋白、血紅蛋白等的交聯(lián)。本發(fā)明的單殼包覆的乳劑顆粒(rAOC)比血液的其他組分例如紅血球、白血球和血漿具有更高的密度。因此，離心力可以用于分離該顆粒與其他血液組分，但使用密度梯度而不是如現(xiàn)有技術(shù)中的沉降速度法。在現(xiàn)有技術(shù)中，紅血球是在離心カ場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)得最遠(yuǎn)的顆粒，但對(duì)于本發(fā)明，新穎的AOC是在離心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)得最遠(yuǎn)的顆粒。由于AOC是在離心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)得最遠(yuǎn)的顆粒，所以它們可以與所有其他血液組分分離。血液中的rAOC具有比血液高的密度，且通過(guò)利用了 rAOC顆粒的較高密度來(lái)實(shí)現(xiàn)它們的分離的連續(xù)流密度梯度離心分離來(lái)從血液分離。親和過(guò)濾也可以用于從血液分離rAOC納米或亞納米尺寸顆粒。此外，順磁材料可以添加到每ー個(gè)納米微粒中較高密度的PFC中，且磁化率用于回收聚合的血紅蛋白。包含順磁材料和抗磁材料(天然的血液組分)的流動(dòng)液體在離心分離期間必須暴露于磁場(chǎng)，使得它們?cè)诹鲃?dòng)的方向上使具有順磁材料的顆粒偏離抗磁顆粒，因此使得可以分離和收集兩種類型的顆粒。附圖描述結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)描述之后將更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖I是利用密度梯度分離以有效地從血液或其他生物流體除去微粒人造氧載體的新穎離心機(jī)的透視圖；圖2是新穎離心機(jī)的俯視圖，其更好地示出離心機(jī)中使用的新穎轉(zhuǎn)子；圖3是離心機(jī)的新穎轉(zhuǎn)子的線性圖示；圖4是利用密度梯度分離以有效地從血液或其他生物流體除去微粒人造氧載體的新穎離心機(jī)的操作所需要的電路的框圖；圖5A和圖5B是被優(yōu)化用干與所描述的發(fā)明一起使用的亞微米尺寸的血液替代物的透射電子顯微鏡圖像；圖6是顯示單殼的rAOC如何被構(gòu)造的橫截面圖；且圖7是雙殼的、雙芯氧載體(DCOC)的橫截面圖，雙殼的、雙芯氧載體(DCOC)包裝PFC乳劑芯，PFC乳劑芯被第一殼包裝，第一殼的外部上是聚HB，聚HB被第二殼包裝；且詳細(xì)描述意圖用于在身體內(nèi)控制輸送生物學(xué)上活性物質(zhì)或藥物或意圖用作人造氧載體(AOC)的現(xiàn)有技術(shù)包覆的微粒載體在血液中遲早會(huì)分解，所以在本領(lǐng)域需要ー種在它們已經(jīng)起到它們的用途的作用之后從身體除去它們的方法。下文，僅AOC被特別提及，但此教導(dǎo)還適用于意圖用于在身體內(nèi)控制輸送生物學(xué)上活性物質(zhì)或藥物的微粒載體。為了滿足對(duì)于可以暫時(shí)代替血液的包覆的/微粒人造氧載體的標(biāo)準(zhǔn)，和滿足對(duì)于使用本發(fā)明從血液回收這樣包覆的AOC(下文僅被稱為可回收的rAOC)的標(biāo)準(zhǔn)，本文描述的rAOC是必須為圍繞高密度全氟化碳(PFC)乳化的納米微粒的亞微米尺寸的(50-1000nm)中空顆粒的具有殼12的微粒(參見(jiàn)圖5A和圖5B)。增強(qiáng)殼12是硬的并由以下物質(zhì)的組合組成脂質(zhì)和無(wú)機(jī)材料比如磷酸鈣、硅酸鹽或生物相容的有機(jī)聚合物，例如但不排他地 聚己酸內(nèi)酷、聚乳酸、聚こ醇酸、聚氧化こ烯、殼聚糖或軟骨素。rAOC納米乳劑芯顆粒11比血液更稠密，且較高的密度用于使用專用離心機(jī)從血液回收它們。在圖5、圖6和圖7中示出這樣有殼的rAOC并參考圖5、圖6和圖7非常簡(jiǎn)潔地描述這樣有殼的rAOC。簡(jiǎn)單地，用于從血液除去這樣的rAOC的本發(fā)明的新穎裝置包括具有新穎離心機(jī)轉(zhuǎn)子24，離心機(jī)轉(zhuǎn)子24產(chǎn)生密度梯度，密度梯度將rAOC從血液分離。在現(xiàn)有技術(shù)中，混合組分的分離是基于沉降速度。這是可能的，因?yàn)閞AOC的密度是I. 98g/ml，而大部分血液組分的密度僅稍微超過(guò)I. 0g/ml。將從身體抽出的血液和rAOC的混合物輸入到離心機(jī)的特定位置，在該位置處，離心機(jī)轉(zhuǎn)子24的旋轉(zhuǎn)使血液以ー個(gè)方向流動(dòng)，而rAOC以相反方向流動(dòng)，然后它們兩者都被從離心機(jī)除去。在分離的rAOC被回收之前，將rAOC流樣品從離心機(jī)除去并輸入到尋找任何紅血球的紅血球(RBC)傳感器中。如果檢測(cè)到任何紅血球，那么系統(tǒng)的電子設(shè)備調(diào)節(jié)輸入RBC和rAOC和從離心機(jī)除去RBC和rAOC的泵的速度，直到在從離心機(jī)除去的rAOC中沒(méi)有檢測(cè)到RBC。此外，還可以調(diào)節(jié)離心機(jī)內(nèi)部的新穎轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度。這在圖4中示出并參考圖4在下文更詳細(xì)地描述。圖I是利用密度梯度分離以有效地從血液(RBC)或其他生物流體除去微粒人造氧載體(rAOC)的新穎離心機(jī)轉(zhuǎn)子24的透視圖。離心機(jī)的殼和穿過(guò)殼的輸入口和輸出口在圖I中未示出，以使圖更簡(jiǎn)單，因而本發(fā)明可以被更好地理解。轉(zhuǎn)子24包括圓形的轉(zhuǎn)子基部25，轉(zhuǎn)子基部25安裝在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(未示出)的軸27上。如圖I所示的，對(duì)于本文示出的和描述的轉(zhuǎn)子24配置，轉(zhuǎn)子基部25以逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)?；谵D(zhuǎn)子元件26a和26b的布置和它們?cè)谵D(zhuǎn)子基部25上的位置，該方向是重要的，以產(chǎn)生基于密度的梯度，該基于密度的梯度從在ロ 31被輸入到離心機(jī)的RBC和rAOC的混合物分離RBC(在ロ 29輸出)與rAOC(在ロ 28輸出)。距離d3、d4和dr在所有的圖I、圖2和圖3中示出以更好地理解各圖如何彼此相關(guān)。轉(zhuǎn)子26a、26b的厚度是0. 5cm,寬度是2cm，且長(zhǎng)度是15cm，且轉(zhuǎn)子的體積將是僅15ml。轉(zhuǎn)子24由兩個(gè)彎曲元件26a和26b組成，兩個(gè)彎曲元件26a和26b被結(jié)合在一起以形成被定向?yàn)榇怪庇谵D(zhuǎn)子基部25的彎曲元件26a、26b。元件26b的曲率稍微大于元件26a的曲率，且彎曲的復(fù)合元件26a、26b偏置在轉(zhuǎn)子基部25上，如圖I中可以看見(jiàn)的，但在圖2的俯視圖中更好地看出。在圖I中，彎曲元件26a、26b的遠(yuǎn)左端和遠(yuǎn)右端向外彎曲少量，以將分離的全血流引導(dǎo)向輸出ロ 29并將分離的/回收的rAOC引導(dǎo)向輸出ロ 28，其中它們經(jīng)由它們相應(yīng)的通過(guò)離心機(jī)的殼壁(未示出)的ロ 28、29(未示出)離開(kāi)離心機(jī)。元 件26a和26b的不同曲率以及復(fù)合彎曲元件26a、26b在轉(zhuǎn)子基部25上的位置在圖I中產(chǎn)生不同的距離d3、d4和dr，其中d4 > dr > d3。圖I、圖2和圖3中示出這些距離以幫助理解所有圖中的轉(zhuǎn)子24。如圖I、圖2和圖3中所示的，全血(RBC)和AOC的混合物通常被從身體(未示出)取出并在輸入口 31被輸入到離心機(jī)。如上所述，轉(zhuǎn)子26a、26b的長(zhǎng)度是15cm,但姆單位時(shí)間分離能力可以通過(guò)將轉(zhuǎn)子26a、26b的寬度擴(kuò)大至大于2cm來(lái)增加。在本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子段26a和26b的曲率可以是相同的。圖2是離心機(jī)中使用的新穎轉(zhuǎn)子24的俯視圖。如前所述，轉(zhuǎn)子元件26a和26b的不同曲率和復(fù)合轉(zhuǎn)子元件26a、26b在轉(zhuǎn)子基部25上的偏置在圖2中最好地看出。更特別地，帶形的轉(zhuǎn)子26a、26b是具有重疊端部的橢圓體的一般形狀。由于轉(zhuǎn)子26a、26b在基部25上是偏離中心的，產(chǎn) 生了具有高離心力、中離心カ和低離心カ的區(qū)域，這取決于距旋轉(zhuǎn)軸27的距離。如前所述，彎曲的復(fù)合元件26a、26b的遠(yuǎn)左端和遠(yuǎn)右端向外彎曲少量，以將分離的全血(RBC)流引導(dǎo)向輸出口 29并將分離的/回收的rAOC引導(dǎo)向輸出口 28，其中它們經(jīng)由它們相應(yīng)的通過(guò)離心機(jī)的殼壁(未示出)的ロ 28、29(未示出)離開(kāi)離心機(jī)。復(fù)合轉(zhuǎn)子元件26a、26b的曲率和它們?cè)谵D(zhuǎn)子基部25上的位置在該圖中最好地看出。其中RBC和rAOC的復(fù)合混合物被輸入到離心機(jī)的輸入31偏離轉(zhuǎn)子元件26a和28b的接合處，且依據(jù)如所示的圓周距離“X”，更接近rAOC輸出口 28。其原因在此詳細(xì)描述中進(jìn)ー步描述。其他輸入口和輸出ロ之前已經(jīng)參考圖I進(jìn)行描述，所以在此不重復(fù)描述。盡管在圖I和圖2中示出兩個(gè)轉(zhuǎn)子段，但在本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方式中，可以具有多于兩個(gè)轉(zhuǎn)子段。圖3是離心機(jī)的新穎轉(zhuǎn)子24的線性圖示。該圖示出在復(fù)合轉(zhuǎn)子元件26a、26b的表面和轉(zhuǎn)子24的旋轉(zhuǎn)軸27之間的距離如何變化。因此，在轉(zhuǎn)子24的不同區(qū)域處的離心力的大小通過(guò)距旋轉(zhuǎn)軸27的距離來(lái)描述，所述旋轉(zhuǎn)軸27被展開(kāi)并如圖2的頂部處的虛線所示出。距離d3、d4和dr在所有的圖I、圖2和圖3中示出以更好地理解各圖如何彼此相關(guān)。距離的變化速率基本上是線性的，除了當(dāng)轉(zhuǎn)子元件26a接觸轉(zhuǎn)子元件26b吋。這是由于元件26a的曲率不同于元件26b的曲率的事實(shí)。在本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方式中，距離的變化速率可以是均一的，且在另一個(gè)可選擇的實(shí)施方式中，變化速率可以是非線性的。在轉(zhuǎn)子元件26a、26b的表面和軸27之間的距離d3、d4和dr被示出以連接圖3與圖I和圖2。示出了輸入口 31和輸出ロ 28、29和30以及它們相對(duì)于轉(zhuǎn)子24的線性描繪的相對(duì)位置。從在閉環(huán)系統(tǒng)中與密度梯度離心機(jī)連接的人獲得的包括rAOC的全血在輸入口 31被輸入到離心機(jī)。全血與rAOC分離，因?yàn)閞AOC的密度大于全血和其單個(gè)組分中的任ー種的密度。將全血在輸出ロ 29輸出并返回至從其抽出血液和rAOC的人中。將rAOC在ロ 28輸出并儲(chǔ)存以供將來(lái)使用或處置。此外，在靠近rAOC經(jīng)由rAOC輸出口 28離開(kāi)離心機(jī)的位置的特定位置，將少量樣品從密度梯度離心機(jī)取出并在監(jiān)測(cè)輸出口 30離開(kāi)離心機(jī)。將樣品輸入到控制電路38的紅血球傳感器32以檢查對(duì)于將要離開(kāi)離心機(jī)的rAOC的任何剰余的紅血球(RBC)的存在。這在圖4中更好地示出并參考圖4來(lái)描述。如果檢測(cè)到任何RBC，那么控制電路38調(diào)節(jié)是電路38的一部分的血液和rAOC泵36和37的速度以允許離心機(jī)在rAOC到達(dá)監(jiān)測(cè)輸出ロ 30之前將任何剩余的RBC從rAOC中完全分離。該反饋操作確保僅rAOC離開(kāi)rAOC輸出ロ 28。隨著新穎轉(zhuǎn)子24圍繞其軸27 (圖I和圖2)轉(zhuǎn)動(dòng)而在密度梯度離心機(jī)中產(chǎn)生的離心力場(chǎng)在輸出ロ 28和29之間產(chǎn)生變化的密度梯度場(chǎng)。取決于轉(zhuǎn)子元件26a和26b的形狀、它們?nèi)绾谓Y(jié)合和它們?nèi)绾伪欢ㄎ辉谵D(zhuǎn)子基部25上，該密度場(chǎng)可以均一地變化或其可以非線性地變化。結(jié)果是較低密度的全血部分與較高密度的rAOC部分分離。在可選擇的實(shí)施方式中，另ー個(gè)輸出口可以被加在輸出ロ 28和29之間的某處以分離血液的中間密度部分。分離的全血和rAOC通過(guò)它們的相應(yīng)的輸出口被抽出，如之前所描述的。所收集的全血可以經(jīng)歷另外的分級(jí)分離。例如，另外的分級(jí)分離可以用于以本領(lǐng)域已知的方式從全血分離血小板和白血球。更特別地，當(dāng)新穎轉(zhuǎn)子24轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的密度梯度場(chǎng)使全血的較低稠密的、較快運(yùn)動(dòng)的部分向全血輸出口 29運(yùn)動(dòng),然而,較稠密的rAOC向具有最大離心カ的室的區(qū)域移動(dòng)。通過(guò)選擇合適的流體經(jīng)離心機(jī)的流入和流出速率、轉(zhuǎn)子的物理尺寸和離心機(jī)中的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，較快運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞和較慢運(yùn)動(dòng)的細(xì)胞可以從分離室被単獨(dú)取出井隨后被收集。以該方式，白血球和血小板可以被分離并隨后收集在単獨(dú)的收集儲(chǔ)器中。因此，密度離心分離和淘析離心法的組合提供基于密度和沉降速度性質(zhì)兩者分離血液組分的方法。離心機(jī)轉(zhuǎn)子26a、26b的基本設(shè)計(jì)是距旋轉(zhuǎn)軸稍微偏離中心設(shè)置的帶形的半圓形轉(zhuǎn)子，如圖I和圖2所示的。圖I是在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子基部25上的轉(zhuǎn)子26a、26b的三維圖，且圖2是在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子基部25上的轉(zhuǎn)子26a、26b的俯視圖。在圖3中，轉(zhuǎn)子26a、26b被示出為以線性配置展開(kāi)以幫助示出轉(zhuǎn)子基部25上的轉(zhuǎn)子相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸27的位置。半圓形轉(zhuǎn)子26a、26b由兩個(gè)彎曲段26a和26b組成，一個(gè)段(26b)比另ー個(gè)段 (26a)稍微更遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸27且因此經(jīng)歷較高離心力，而另ー個(gè)段(26a)比段(26b)更靠近旋轉(zhuǎn)軸且因此經(jīng)歷較小離心力。血液和高密度顆粒(rAOC)的混合物進(jìn)入較高離心カ段26b的外壁，如圖I、圖2和圖3中的“全血和rAOC輸入31”所指示的。參考圖3，當(dāng)離心分離開(kāi)始時(shí)，輸入混合物31的rAOC保持在最遠(yuǎn)外部轉(zhuǎn)子段26b的壁，因?yàn)槠涫亲畛砻艿牟牧暇蜉^高離心カ場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。這在圖3的右側(cè)，且輸出被表示為“rAOC匕流”。在圖I和圖2中，這是順時(shí)針?lè)较?，且輸出被表示為“rAOC輸出28”。所有的血液組分向圖3左邊，向更靠近轉(zhuǎn)子段26a運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鼈兊拿芏容^小且它們基本上浮在rAOC之上。在圖I和圖2中，這是逆時(shí)針?lè)较蚯已航M分輸出被表示為“全血輸出29”。更特別地，當(dāng)血液和rAOC繼續(xù)在輸入31 (在

圖1_3示出)處被注入轉(zhuǎn)子26a、26b時(shí),血液組分向較低離心力場(chǎng)運(yùn)動(dòng),而rAOC向較高離心カ場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。帶形的轉(zhuǎn)子24的厚度是僅5mm。rAOC和血液的分離被非常迅速地進(jìn)行并基于顆粒的密度形成層。由于分離被迅速地完成，所以可以使rAOC和血液流入速率維持充分地快速以使過(guò)程成為“連續(xù)流密度分離”。如上所述，rAOC在最高離心カ的末端在輸出28離開(kāi)轉(zhuǎn)子，而血液組分在最低離心カ的末端在輸出29運(yùn)動(dòng)離開(kāi)轉(zhuǎn)子。半圓形轉(zhuǎn)子在段26a和26b的接合處附近具有小的偏置、彎曲和突出部以使rAOC與血液的分離完全。在圖I、圖2和圖3，這由數(shù)字40表示，但在圖2和圖3中最好地看出偏置40。更特別地，可以通過(guò)在做出兩層的特別的分離的部位處產(chǎn)生突出部來(lái)增強(qiáng)離心カ的變化，因?yàn)樗鼈兊某两迪禂?shù)主要是(1-P/S)的函數(shù)，當(dāng)建立密度平衡吋，微粒將被定位為靠近轉(zhuǎn)子的外壁。在rAOC的出口 28附近，具有監(jiān)測(cè)輸出ロ 30，從監(jiān)測(cè)輸出ロ 30取出向rAOC輸出28流動(dòng)的少量rAOC樣品以測(cè)試rAOC的純度。rAOC的測(cè)試在圖4示出并參考圖4描述。rAOC的純度在rAOC的離心回收期間可能隨時(shí)間緩慢變化，所以必須調(diào)節(jié)泵36和37的相對(duì)流量以維持rAOC輸出在其ロ 28處的純度。rAOC和血液的所有流出量相加應(yīng)等于血液和rAOC的流入量，即Fbr = Fr+Fm+Fb。在圖4是利用密度梯度分離以有效地從血液或其他生物流體除去微粒人造氧載體(rAOC)的新穎離心機(jī)的成功操作所需要的電路的框圖。電路首先包括紅血球(RBC)傳感器32，該傳感器32接收之前所述的來(lái)自離心機(jī)的監(jiān)測(cè)輸出30的樣品輸出。用分光光度法檢測(cè)在輸出30取出的樣品中的任何污染的低密度RBC的濃度。來(lái)自RBC傳感器32的輸出通過(guò)放大器33放大并然后輸入到兩個(gè)邏輯電路34和35。電路34和35被編程為響應(yīng)于來(lái)自傳感器32的任何輸出以提供將改變泵36和37的操作的輸出信號(hào)，由此可以改變?cè)谘狠敵?9處流出的較低密度血液的流量和在血液輸出28處流出的較高密度rAOC的流量中的任一個(gè)或兩者。此外，可以具有可編程邏輯電路38，可編程邏輯電路38響應(yīng)于來(lái)自傳感器32的輸出并與邏輯電路34和35合作，在39處向使轉(zhuǎn)子24旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)提供輸出以改變其旋轉(zhuǎn)速度。
圖5A和圖5B示出有殼的rAOC顆粒11的典型的電子顯微鏡照片。這些新穎rAOC顆粒11的殼12包覆有包含暴露的官能團(tuán)(C00H、NH2、SH等)的分子，這些分子便于多于一種顆?；虻鞍踪|(zhì)如抗體、細(xì)胞受體靶、多聚血紅蛋白、血紅蛋白等的交聯(lián)。外部的環(huán)或殼12是氣體可滲透的磷酸鈣或聚合物包覆層，而內(nèi)部是包含血紅蛋白(HB) 13納米微粒和/或全氟化碳(PFC) 14納米微粒的攜氧中心。非常簡(jiǎn)要地，如下制備單殼rAOC 11。納米乳劑顆粒13由全氟辛基溴(PFOB) 21、I，2- ニ油酰-sn-甘油-磷酸鹽(DOPA) 22和水的混合物，優(yōu)選地通過(guò)攪拌過(guò)程而制成，但可以利用本領(lǐng)域中已知的其他方法。全氟辛基溴(PFOB)納米微粒11的外表面具有圍繞納米乳劑顆粒21的1，2- ニ油ニ油酰-sn-甘油-磷酸鹽(DOPA) 22的表面。未被包覆的(未礦化的)納米乳劑顆粒13具有通過(guò)使用磷脂酸產(chǎn)生的PO3-的帶負(fù)電荷的表面以使納米乳劑顆粒穩(wěn)定。因?yàn)榧{米乳劑顆粒的合成在堿性條件下進(jìn)行，所以納米乳劑的表面電荷密度是相當(dāng)高的，具有接近_50mV的4電勢(shì)。為了包覆帶負(fù)電荷的納米乳劑顆粒13，它們可以與2:00iil的0. IM磷酸溶液混合。接著，加入CaCl2溶液，隨后加入CEPA溶液以包覆納米乳劑顆粒并阻止進(jìn)ー步的磷酸鈣沉積。在該過(guò)程中，來(lái)自磷酸的帶正電荷的鈣離子被吸引到納米乳劑顆粒13(D0PA)的表面上的帶負(fù)電荷的P03-，如圖6所示的。鈣離子在納米乳劑顆粒周圍的累積使局部濃度增加超過(guò)磷酸鈣沉淀的穩(wěn)定點(diǎn)，導(dǎo)致磷酸鈣沉淀到納米乳劑顆粒上以形成売。完成的有殼顆粒有效地起到血液中的氧載體的作用?？梢约尤氲诙ず偷诙踺d體，如圖7所示的。首先，將聚賴氨酸/Hb—層ー層沉積到如上述制備的第一殼的帶負(fù)電荷的羧酸化表面上。然后，將全氟化碳(PFC)和多聚血紅蛋白(聚m)的混合物包覆在第一売上，且相同的先前所述的方法用于將第二殼置于PFC和聚HB之上。第二殼使得rAOC顆粒更堅(jiān)固和甚至更好地能夠經(jīng)得起使用上述連續(xù)流密度梯度分離技術(shù)從循環(huán)血液回收。完成的有殼顆粒有效地起到血液中的氧載體的作用。本文教導(dǎo)和要求權(quán)利的新穎密度梯度分離技術(shù)可以用于分離具有不同密度的物質(zhì)的其他混合物。其可以用于從循環(huán)血液分離和除去轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞。其還可以用于從血液回收低拷貝的哺乳動(dòng)物細(xì)胞、細(xì)菌細(xì)胞或病毒細(xì)胞。其還可以用于除去添加到血液的材料以增強(qiáng)組織和器官成像。取決于應(yīng)用，這些材料在它們的尺寸和組成方面的具體設(shè)計(jì)要求可以變化，但為它們?nèi)克灿械氖窃缜案攀龅男再|(zhì)和從循環(huán)流體連續(xù)回收的定制能力。盡管本文描述的內(nèi)容是本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以進(jìn)行許多改變而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于從組分混合物中分離具有不同密度的組分的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括 轉(zhuǎn)子基部，其具有中心軸，且當(dāng)所述離心機(jī)在使用中時(shí)，所述轉(zhuǎn)子基部圍繞所述中心軸旋轉(zhuǎn)； 第一轉(zhuǎn)子元件，其是彎曲的并附接于所述轉(zhuǎn)子基部且具有遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子基部延伸的定向，所述第一轉(zhuǎn)子元件具有第一端部和第二端部；和 第二轉(zhuǎn)子元件，其是彎曲的并附接于所述轉(zhuǎn)子基部且具有遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子基部延伸的定向，所述第二轉(zhuǎn)子元件具有第一端部和第二端部，所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部連接于所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部以形成復(fù)合轉(zhuǎn)子元件； 其中所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件被定位在所述轉(zhuǎn)子基部上，使得所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部和所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部的所述第二端部處于距所述中心軸不同的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 離心機(jī)殼體，所述轉(zhuǎn)子基部上的所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件被安裝在所述離心機(jī)殼體中并在所述離心機(jī)殼體中旋轉(zhuǎn)； 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的第一輸出口，用于除去輸入到所述離心機(jī)殼體的所述組分混合物的第一組分； 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的第二輸出口，用于除去輸入到所述離心機(jī)殼體的所述組分混合物的第二組分，在所述第一輸出口和所述第二輸出ロ之間的間距是與在所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部和所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部之間的間距基本上相同的間距； 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的輸入ロ，所述組分混合物通過(guò)所述輸入口輸入到所述離心機(jī)殼體，所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部比所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部更靠近所述輸入ロ，所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部連接于所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部以形成所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中當(dāng)具有安裝在其上的復(fù)合轉(zhuǎn)子元件的所述轉(zhuǎn)子基部在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件在所述轉(zhuǎn)子基部上的所述定向產(chǎn)生密度梯度，所述密度梯度使被輸入到所述離心機(jī)殼體的所述組分混合物的兩種組分分離，其中所述兩種組分具有不同的密度，且所述兩種組分中的第一種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部以第一方向運(yùn)動(dòng)并在所述第一輸出口從所述離心機(jī)殼體除去，而所述兩種組分中的第二種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部以第二相対的方向運(yùn)動(dòng)并在所述第二輸出口從所述離心機(jī)殼體除去。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的監(jiān)測(cè)ロ，所述監(jiān)測(cè)ロ比所述輸入ロ更靠近所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部處的所述第二輸出ロ，所述監(jiān)測(cè)ロ用于取出向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)的所述兩種組分中的所述第二種的樣品，所述樣品用于確定所述兩種組分中的所述第一種是否已經(jīng)與所述第二組分分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 向外延伸的端部，其在所述第一轉(zhuǎn)子段的所述第一端部處和在所述第二轉(zhuǎn)子段的所述第二端部處， 其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)端部產(chǎn)生將所述組分混合物的所述第一組分推向所述第一輸出口并將所述組分混合物的所述第二組分推向所述第二輸出口的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 傳感器，其連接于所述監(jiān)測(cè)輸出ロ以監(jiān)測(cè)向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)并在所述監(jiān)測(cè)ロ被取出的所述兩種組分中的所述第二種的樣品是否存在任何所述兩種組分中的所述第一種，如果存在任何所述兩種組分中的所述第一種，那么所述傳感器產(chǎn)生輸出信號(hào)；和 電子設(shè)備，其接收來(lái)自所述傳感器的所述輸出信號(hào)，所述電子設(shè)備造成所述兩種組分中的所述第一種在所述第一輸出ロ處從所述離心機(jī)除去的速率的變化，并改變所述兩種組分中的所述第二種在所述第二輸出ロ處從所述離心機(jī)除去的速率，以消除在所述監(jiān)測(cè)輸出ロ取得的所述樣品中的任何所述兩種組分中的所述第一種的存在，因此確保在所述第二輸出口離開(kāi)所述離心機(jī)的所述兩種組分中的所述第二種中不存在所述兩種組分中的所述第ー種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中所述電子設(shè)備還造成所述組分混合物被輸入到所述離心機(jī)殼體的速率的變化，以確保在所述第二輸出ロ離開(kāi)所述離心機(jī)的所述兩種組分中的所述第二種中不存在所述兩種組分中的所述第一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的監(jiān)測(cè)ロ，所述監(jiān)測(cè)ロ比所述輸入ロ更靠近所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部處的所述第二輸出口，所述監(jiān)測(cè)ロ用于取出向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)的所述兩種組分中的所述第二種的樣品，所述樣品用于確定所述兩種組分中的所述第一種是否已經(jīng)與所述第二組分分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 向外延伸的端部，其在所述第一轉(zhuǎn)子段的所述第一端部處和在所述第二轉(zhuǎn)子段的所述第二端部處， 其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)端部產(chǎn)生將所述組分混合物的所述第一組分推向所述第一輸出口并將所述組分混合物的所述第二組分推向所述第二輸出口的壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中當(dāng)具有安裝在其上的復(fù)合轉(zhuǎn)子元件的所述轉(zhuǎn)子基部在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件在所述轉(zhuǎn)子基部上的所述定向產(chǎn)生密度梯度，所述密度梯度使被輸入到所述離心機(jī)殼體的所述組分混合物的兩種組分分離，其中所述兩種組分具有不同的密度，且所述兩種組分中的第一種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部以第一方向運(yùn)動(dòng)并在所述第一輸出口從所述離心機(jī)殼體除去，而所述兩種組分中的第ニ種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部以第二相対的方向運(yùn)動(dòng)并在所述第二輸出口從所述離心機(jī)殼體除去。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 傳感器，其連接于所述監(jiān)測(cè)輸出口以監(jiān)測(cè)向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)并在所述監(jiān)測(cè)ロ被取出的所述兩種組分中的所述第二種的樣品是否存在任何所述兩種組分中的所述第一種，如果存在任何所述兩種組分中的所述第一種，那么所述傳感器產(chǎn)生輸出信號(hào)；和 電子設(shè)備，其接收來(lái)自所述傳感器的所述輸出信號(hào)，所述電子設(shè)備造成所述兩種組分中的所述第一種在所述第一輸出ロ處從所述離心機(jī)除去的速率的變化，并改變所述兩種組分中的所述第二種在所述第二輸出口處從所述離心機(jī)除去的速率，以消除在所述監(jiān)測(cè)輸出ロ取得的所述樣品中的任何所述兩種組分中的所述第一種的存在，因此確保在所述第二輸出口離開(kāi)所述離心機(jī)的所述兩種組分中的所述第二種中不存在所述兩種組分中的所述第ー種。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中所述電子設(shè)備還造成所述組分混合物被輸入到所述離心機(jī)殼體的速率的變化，以確保在所述第二輸出ロ離開(kāi)所述離心機(jī)的所述兩種組分中的所述第二種中不存在所述兩種組分中的所述第一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中當(dāng)具有安裝在其上的復(fù)合轉(zhuǎn)子元件的所述轉(zhuǎn)子基部在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件在所述轉(zhuǎn)子基部上的所述定向產(chǎn)生密度梯度，所述密度梯度使被輸入到所述離心機(jī)殼體的所述組分混合物的兩種組分分離，其中所述兩種組分具有不同的密度，且所述兩種組分中的第一種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部以第一方向運(yùn)動(dòng)并在所述第一輸出口從所述離心機(jī)殼體除去，而所述兩種組分中的第ニ種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部以第二相対的方向運(yùn)動(dòng)并在所述第二輸出口從所述離心機(jī)殼體除去。
14.一種用于將全血與具有高于所述全血中的任何組分的密度的其他人造血液分離的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括 轉(zhuǎn)子基部，其具有中心軸，且當(dāng)所述離心機(jī)在使用中時(shí)，所述轉(zhuǎn)子基部圍繞所述中心軸旋轉(zhuǎn)； 第一轉(zhuǎn)子元件，其是彎曲的并附接于所述轉(zhuǎn)子基部且具有遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子基部延伸的定向，所述第一轉(zhuǎn)子元件具有第一端部和第二端部；和 第二轉(zhuǎn)子元件，其是彎曲的并附接于所述轉(zhuǎn)子基部且具有遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子基部延伸的定向，所述第二轉(zhuǎn)子元件具有第一端部和第二端部，所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部連接于所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部以形成復(fù)合轉(zhuǎn)子元件； 其中所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件被定位在所述轉(zhuǎn)子基部上，使得所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部和所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部的所述第二端部處于距所述中心軸不同的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 離心機(jī)殼體，所述轉(zhuǎn)子基部上的所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件被安裝在所述離心機(jī)殼體中并在所述離心機(jī)殼體中旋轉(zhuǎn)； 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的第一輸出口，用于從輸入到所述離心機(jī)殼體的所述人造血液除去所述全血； 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的第二輸出口，用于除去連同所述全血一起輸入到所述離心機(jī)殼體的較高密度的人造血液，在所述第一輸出口和所述第二輸出ロ之間的間距是與在所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部和所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部之間的間距基本上相同的間距； 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的輸入ロ，全血和人造血液的混合物通過(guò)所述輸入ロ輸入到所述離心機(jī)殼體，所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部比所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部更靠近所述輸入ロ，所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第一端部連接于所述第一轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部以形成所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中當(dāng)具有安裝在其上的復(fù)合轉(zhuǎn)子元件的所述轉(zhuǎn)子基部在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述復(fù)合轉(zhuǎn)子元件在所述轉(zhuǎn)子基部上的所述定向產(chǎn)生密度梯度，所述密度梯度使所述全血與所述人造血液分離，其中所述全血中的組分具有比所述人造血液低的密度，且所述全血中的第一種在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部向所述第一輸出口運(yùn)動(dòng)并在所述第一輸出口從所述離心機(jī)殼體被除去，而所述人造血液在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)并在所述第二輸出ロ從所述離心機(jī)殼體被除去。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 通過(guò)所述離心機(jī)殼體的所述側(cè)壁的監(jiān)測(cè)ロ，所述監(jiān)測(cè)ロ比所述輸入ロ更靠近所述第二轉(zhuǎn)子元件的所述第二端部處的所述第二輸出口，所述監(jiān)測(cè)ロ用于取出向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)的所述人造血液樣品，所述樣品用于確定所述全血是否已經(jīng)完全與所述人造血液分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 向外延伸的端部，其在所述第一轉(zhuǎn)子段的所述第一端部處和在所述第二轉(zhuǎn)子段的所述第二端部處， 其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子在所述離心機(jī)殼體內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)吋，這兩個(gè)端部產(chǎn)生將所述全血推向所述第一輸出口并將所述人造血液推向所述第二輸出口的壓力。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，還包括 傳感器，其連接于所述監(jiān)測(cè)輸出ロ以監(jiān)測(cè)向所述第二輸出ロ運(yùn)動(dòng)并在所述監(jiān)測(cè)ロ被取出的所述人造血液樣品以測(cè)試任何全血組分的存在，如果存在任何所述兩種組分中的所述第一種，那么所述傳感器產(chǎn)生輸出信號(hào)；和 電子設(shè)備，其接收來(lái)自所述傳感器的所述輸出信號(hào)，所述電子設(shè)備造成所述兩種組分中的所述第一種在所述第一輸出口處從所述離心機(jī)除去的速率的變化，并改變所述兩種組分中的所述第二種在所述第二輸出ロ處從所述離心機(jī)除去的速率，以消除在所述監(jiān)測(cè)輸出ロ取得的所述樣品中的任何所述兩種組分中的所述第一種的存在，因此確保在所述第二輸出口離開(kāi)所述離心機(jī)的所述兩種組分中的所述第二種中不存在所述兩種組分中的所述第ー種。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的離心機(jī)轉(zhuǎn)子，其中所述電子設(shè)備還造成所述全血和人造血液的混合物被輸入到所述離心機(jī)殼體的速率的變化，以確保在所述第二輸出ロ離開(kāi)所述離心機(jī)的所述人造血液中不存在所述全血組分。
全文摘要
一種用于從血液和其他液體連續(xù)除去亞微米尺寸的人造氧載體(rAOC)和其他材料例如癌細(xì)胞和細(xì)菌的方法和設(shè)備。具有彎曲形狀的離心機(jī)轉(zhuǎn)子偏置在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子基部上并根據(jù)距轉(zhuǎn)子基部的軸的距離產(chǎn)生低離心力到高離心力的鄰接區(qū)。這產(chǎn)生密度梯度場(chǎng)，密度梯度場(chǎng)將輸入到離心機(jī)中的具有不同密度的材料分離，所述材料經(jīng)由不同的輸出口離開(kāi)。監(jiān)測(cè)器在帶有rAOC的任何紅血球(RBC)離開(kāi)離心機(jī)之前檢測(cè)帶有rAOC的任何紅血球(RBC)。如果存在任何被檢測(cè)的RBC，那么邏輯電路改變轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，以及將分離的血液和rAOC輸入到離心機(jī)和從離心機(jī)除去分離的血液和rAOC的泵的流量，直到在離開(kāi)離心機(jī)的rAOC中沒(méi)有RBC。
文檔編號(hào)B01D33/15GK102655922SQ201080048189
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者希羅?！っ芴K卡米, 艾格尼絲·奧斯塔芬 申請(qǐng)人:希羅希·密蘇卡米, 艾格尼絲·奧斯塔芬