DE60036906T2

DE60036906T2 - Zentrifugale trennvorrichtung und verfahren zur trennung von flüssigkeitsbestandteilen

Info

Publication number: DE60036906T2
Application number: DE60036906T
Authority: DE
Inventors: Dennis Arvada HLAVINKA; Thomas J. Boulder FELT
Original assignee: Gambro BCT Inc
Current assignee: Terumo BCT Inc
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: EP1854545B1; ES2292438T3; ES2348153T3; DE60044624D1; JP4964627B2; JP4425938B2; ES2317400T3; EP1854545A2; DE60044623D1; EP1847323A3; DE60036906D1; JP2007209768A; US7549956B2; US6334842B1; JP2002538956A; US7029430B2; US20020058575A1; US20060191857A1; EP1082176A1; ATE376886T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von Komponenten eines Fluids. Die Erfindung hat besondere Vorteile in Verbindung mit dem Abscheiden von Blutkomponenten.
In vielen verschiedenen Gebieten müssen Flüssigkeiten, die Partikelsubstanzen transportieren, filtriert oder aufbereitet werden, um entweder eine gereinigte Flüssigkeit oder ein gereinigtes Partikel-Endprodukt zu erhalten. Im weitesten Sinn ist ein Filter jede Vorrichtung, die Partikel aus einer Substanz entfernen oder von dieser trennen kann. Daher ist der Begriff „Filter", so wie er hier verwendet wird, nicht auf ein poröses Medienmaterial beschränkt, sondern schließt viele verschiedene Arten von Prozessen ein, bei denen Partikel entweder voneinander oder von einer Flüssigkeit getrennt werden.
Auf dem medizinischen Gebiet ist es häufig erforderlich, Blut zu filtrieren. Vollblut besteht aus verschiedenen Flüssigkeitskomponenten und Partikelkomponenten. Manchmal werden die Partikelkomponenten als „geformte Elemente" bezeichnet. Der Flüssigkeitsanteil von Blut besteht zum großen Teil aus Plasma, und die Partikelkomponenten umfassen rote Blutkörperchen (Erythrozyten), weiße Blutkörperchen (einschließlich Leukozyten) und Blutplättchen (Thrombozyten). Während diese Bestandteile ähnliche Dichten haben, ist ihre durchschnittliche Dichtebeziehung in der Reihenfolge abnehmender Dichte wie folgt: rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Blutplättchen und Plasma. Ferner stehen die Partikelbestandteile nach Größe in der Reihenfolge abnehmender Größe wie folgt in Beziehung: weiße Blutkörperchen, rote Blutkörperchen und Blutplättchen. Die meisten derzeitigen Reinigungsvorrichtungen setzen auf Dichte- und Größenunterschiede oder Oberflächenchemieeigenschaften, um die Blutkomponenten abzuscheiden und/oder zu filtrieren.
Zahlreiche therapeutische Behandlungen erfordern, dass Gruppen von Partikeln aus dem Vollblut entfernt werden, bevor einem Patienten entweder Flüssigkomponenten oder Partikelkomponenten infundiert werden können. Krebspatienten benötigen zum Beispiel nach Unterziehen einer ablativen Therapie, nach Chemotherapie oder Bestrahlungstherapie häufig Blutplättchentransfusionen. Bei diesem Vorgang wird gespendetes Vollblut aufbereitet, um Blutplättchen zu entnehmen, und diese Blutplättchen werden dann dem Patienten infundiert. Wenn aber ein Patient bei einer Blutplättchentransfusion zuviel fremde weiße Blutkörperchen als Verunreinigung erhält, kann der Körper des Patienten die Blutplättchentransfusion abstoßen, was zu einer Reihe schwerwiegender Gesundheitsrisiken führt.
Typischerweise werden gespendete Blutplättchen von anderen Blutkomponenten mit Hilfe einer Zentrifuge abgeschieden oder geerntet. Die Zentrifuge dreht einen Blutspeicher, um Komponenten im Speicher mit Hilfe von Zentrifugalkraft abzuscheiden. Bei Verwendung gelangt Blut in den Speicher, während er bei einer sehr schnellen Geschwindigkeit dreht, und die Zentrifugalkraft schichtet die Blutkomponenten, so dass bestimmte Komponenten getrennt entnommen werden können. Zentrifugen sind beim Abscheiden von Blutplättchen von Vollblut effektiv, doch sind sie typischerweise nicht in der Lage, alle weißen Blutkörperchen von den Blutplättchen abzuscheiden. Historisch sind Blutabscheidungs- und Zentrifugierungsvorrichtungen typischerweise nicht in der Lage, ständig (99% der Zeit) ein Blutplättchenprodukt zu erzeugen, das den „leukozyten-armen" Standard von unter 5 × 10⁶ weißen Blutkörperchen bei mindestens 3 × 10¹¹ gesammelten Blutplättchen erfüllt.
Da typische Prozesse des Zentrifugen-Blutplättchensammelns nicht ständig und zufriedenstellend weiße Blutkörperchen von Blutplättchen abscheiden können, werden andere Prozesse hinzugefügt, um die Resultate zu verbessern. Bei einem Vorgehen werden nach dem Zentrifugieren die Blutplättchen durch einen porösen gewebten oder nicht gewebten Schichtfilter passiert, der eine abgewandelte Oberfläche aufweisen kann, um weiße Blutkörperchen zu entfernen. Die Verwendung des porösen Filters bringt aber seine eigenen Probleme mit sich. Herkömmliche poröse Filter können ineffizient sein, da sie ständig in etwa 5–20% der Blutplättchen entfernen oder zurückhalten. Diese herkömmlichen Filter können auch die „Viabilität" der Blutplättchen mindern, was bedeutet, dass nach Passieren durch einen Filter ein Prozentsatz der Blutplättchen aufhört, richtig zu funktionieren, und teilweise oder vollständig aktiviert sein kann. Zudem können poröse Filter die Freisetzung von Brandykinin verursachen, was bei einem Patienten zu Blutdruckabfallepisoden führen kann. Poröse Filter sind auch teuer und erfordern oft zeitaufwändige manuelle Arbeit zum Ausführen eines Filtrationsprozesses.
Auch wenn poröse Filter beim Entfernen einer erheblichen Anzahl an weißen Blutkörperchen effektiv sind, haben sie Nachteile. Nach dem Zentrifugieren und vor dem porösen Filtern muss zum Beispiel ein Zeitraum verstreichen, um den aktivierten Blutplättchen Zeit zum Umwandeln in einen deaktivierten Zustand zu geben. Andernfalls neigen die aktivierten Blutplättchen zum Verstopfen des Filters Daher ist die Verwendung von zumindest einigen porösen Filtern in online Prozessen nicht machbar.
Ein weiterer Abscheideprozess ist ein als zentrifugale Elutriation bekannter Vorgang. Dieser Prozess trennt in einem flüssigen Medium schwebende Blutkörperchen ohne Verwendung eines Membranfilters. Bei einer üblichen Form von Elutriation wird ein Zell-Batch in einen Strom von flüssiger Elutriationspufferlösung eingebracht. Diese Flüssigkeit, welche den Zell-Batch in Suspension enthält, wird dann in eine in einer sich drehenden Zentrifuge angeordnete trichterförmige Kammer eingeleitet. Wenn zusätzliche flüssige Pufferlösung durch die Kammer fließt, befördert die Flüssigkeit kleiner bemessene, langsamer sedimentierende Zellen hin zu einer Elutriationsgrenze in der Kammer, während größere, schneller sedimentierende Zellen hin zu einem Bereich der Kammer mit der größten Zentrifugalkraft wandern.
Wenn die Zentrifugalkraft und die durch den Fluidstrom erzeugte Kraft ausgewogen sind, wird der Fluidstrom verstärkt, um langsamer sedimentierende Zellen aus einer Ausgangsöffnung in der Kammer zu drängen, während schneller sedimentierende Zellen in der Kammer zurückgehalten werden. Wenn der Fluidstrom durch die Kammer zunimmt, können zunehmend größere, schneller sedimentierende Zellen aus der Kammer entfernt werden.
Dadurch scheidet die zentrifugale Elutriation Partikel mit unterschiedlichen Sedimentiergeschwindigkeiten ab. Das Stoke'sche Gesetz beschreibt die Sedimentiergeschwindigkeit (SV) eines kugelförmigen Partikels wie folgt:
wobei r der Radius des Partikels ist, p_p die Dichte des Partikels ist, p_m die Dichte des flüssigen Mediums ist, η die Viskosität des Mediums und g die Gravitations- oder zentrifugale Beschleunigung ist. Da der Radius eines Partikels in der Stoke'schen Gleichung zur zweiten Potenz angehoben ist und die Dichte des Partikels nicht, beeinflusst die Größe eines Blutkörperchens, nicht ihre Dichte, deren Sedimentiergeschwindigkeit stark. Dies erklärt, warum größere Partikel im Allgemeinen während einer zentrifugalen Elutriation in einer Kammer bleiben, während kleinere Partikel freigesetzt werden, wenn die Partikel ähnliche Dichten haben.
Wie in dem U.S. Patent Nr. 3,825,175 für Sartory beschrieben, weist die zentrifugale Elutriation eine Reihe von Einschränkungen auf. In den meisten dieser Prozesse müssen Partikel in einem Strom flüssigen Mediums in separaten diskontinuierlichen Batches eingebracht werden, um eine ausreichende Partikelabscheidung zu ermöglichen. Dadurch gestatten manche Elutriationsprozesse eine Abscheidung nur in Partikelbatches und erfordern ein zusätzliches flüssiges Medium für den Transport der Partikel. Ferner müssen die Strömkräfte exakt bezüglich der Zentrifugalkraft ausgewogen sein, um eine korrekte Partikeltrennung zu erlauben.
Weiterhin tritt ein Coriolis-Strahlstrombildungseffekt ein, wenn Partikel von einem hohen Zentrifugalfeld hin zu einem niedrigeren Zentrifugalfeld in eine Elutriationskammer strömen. Das Fluid und die Partikel kollidieren heftig mit einer Innenwand der Kammer, die der Drehrichtung der Zentrifuge zugewandt ist. Dieses Phänomen mischt die Partikel in der Kammer und reduziert die Wirksamkeit des Abscheideprozesses. Weiterhin leitet die Coriolis-Strahlstrombildung einen Strom entlang der Innenwand vom Einlauf direkt zum Auslass. Dadurch strömen die Partikel um das elutriative Feld herum und kontaminieren so das Endprodukt.
Das Partikelmischen durch Partikeldichteinversion ist ein weiteres Problem, auf das man bei manchen vorbekannten Elutriationsprozessen trifft. Das in der Elutriationskammer strömende Fluid weist eine abnehmende Geschwindigkeit auf, wenn es von einer Einlauföffnung hin zu einem Teil der Kammer mit größerem Querschnitt in zentripetaler Richtung strömt. Da sich Partikel in einer fließenden Flüssigkeit eher in Bereichen mit niedrigerer Fließgeschwindigkeit als in Bereichen hoher Fließgeschwindigkeit zu konzentrieren neigen, konzentrieren sich die Partikel nahe des Bereichs der Kammer mit größerem Querschnitt. Da die Fließgeschwindigkeit neben der Einlauföffnung am größten ist, ist die Partikelkonzentration dementsprechend in diesem Bereich geringer. Die Dichteinversion der Partikel erfolgt, wenn die Zentrifugalkraft die Partikel von der hohen Partikelkonzentration am Teil größeren Querschnitts hin zur Einlauföffnung drückt. Dieser Partikelumschlag reduziert die Wirksamkeit der Partikelabscheidung durch Elutriation.
Aus diesen und anderen Gründen ergibt sich die Notwendigkeit, die Partikelabscheidung zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung und ein Verfahren gerichtet, die im Wesentlichen ein oder mehrere der Beschränkungen und Nachteile des Stands der Technik beheben.
Die Begleitzeichnungen sind enthalten, um ein tieferes Verständnis der Erfindung zu bieten und sind in diese Schrift aufgenommen und bilden einen Teil derselben. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Hierbei zeigen:
1 eine perspektivische Teilansicht einer Zentrifugenvorrichtung mit einer Fluidkammer gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung;
2 eine schematische Teilansicht im Querschnitt eines Abscheidegefäßes und der an dem Rotor von 1 angebrachten Fluidkammer während eines Abscheideprozesses;
3 eine Querschnittansicht von Einlauf- und Auslassbereichen eines herkömmlichen Abscheidegefäßes;
4 eine perspektivische Ansicht eines Schlauchsets mit der Fluidkammer und einer anderen Ausführung des Abscheidegefäßes;
5 eine Teilansicht im Querschnitt von Einlauf- und Auslassbereichen des Abscheidegefäßes und der Fluidkammer von 4 an einem Rotor;
6 eine Ansicht ähnlich der von 5, die die radiale Beabstandung von baulichen Merkmalen zeigt, und
7 eine Ansicht ähnlich der von 5 einer anderen alternativen Ausführung.
Nun wird eingehend auf die derzeitigen bevorzugten Ausführungen der Erfindung eingegangen, die in den Begleitzeichnungen veranschaulicht sind. Wann immer möglich, werden in den Zeichnungen und der Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen, und die gleichen Bezugszeichen mit alphabetischen Suffixen werden zum Bezeichnen ähnlicher Teile verwendet.
Die Ausführungen der vorliegenden Erfindung umfassen bevorzugt eine einstufige, COBE^® SPECTRA^TM Blutkomponentenzentrifuge, die von Cobe Laborstories in Colorado hergestellt wird. Die COBE^® SPECTRA^TM Zentrifuge enthält eine dichtungslose ein-omega/zwei-omega-Schlauchverbindung, wie sie in dem U.S. Patent Nr. 4,425,112 für Ito offenbart wird. Die COBE^® SPECTRA^TM Zentrifuge verwendet auch einen einstufigen Blutkomponenten-Abscheidekanal, der im Wesentlichen in dem U.S. Patent Nr. 4,094,461 für Kellogg et al. und U.S. Patent Nr. 4,647,279 für Mulzet et al. offenbart wird, worauf der Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8 beruht. Die Ausführungen der Erfindung werden lediglich zum Zwecke der Erläuterung in Kombination mit der COBE^® SPECTRA^TM Zentrifuge beschrieben und sollen in keiner Weise die Erfindung beschränken.
Wie für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich ist, kann die vorliegende Erfindung bei verschiedenen Zentrifugenvorrichtungen, die häufig zur Trennung von Blut in seine Bestandteile verwendet werden, vorteilhaft eingesetzt werden. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung mit einer Zentrifugenvorrichtung verwendet werden, die eine Komponentsammelleitung nutzt, beispielsweise eine Blutplättchensammelleitung oder eine Leitung für bluttplättchenreiches Plasma, unabhängig davon, ob die Vorrichtung einen einstufigen Kanal oder eine dichtungslose ein-omega/zwei-omega-Schlauchverbindung verwendet.
Wie hierin verkörpert und in 1 gezeigt umfasst die vorliegende Erfindung eine Zentrifugenvorrichtung 10 mit einem Zentrifugenrotor 12, der mit einem Motor 14 gekoppelt ist, so dass der Zentrifugenrotor 12 um seine Drehachse A-A dreht. Der Rotor 12 weist eine Halterung 16 auf, die einen Durchlass oder eine ringförmige Nut 18 mit einer offenen oberen Fläche aufweist, die zum Aufnehmen eines Abscheidegefäßes 28, 28a oder 28b ausgelegt ist, das jeweils in 2, 4–6 und 7 gezeigt wird. Die Nut 18 umgibt die Drehachse A-A des Rotors vollständig und ist von einer Innenwand 20 und einer Außenwand 22 begrenzt, die von einander beabstandet sind, um die Nut 18 dazwischen zu bilden. Auch wenn die in 1 gezeigte Nut 18 die Drehachse A-A vollständig umgibt, könnte die Nut teilweise um die Achse A-A vorliegen, wenn das Abscheidegefäß nicht allgemein ringförmig ist. Verglichen mit früheren Auslegungen der Blutkomponentenzentrifuge COBE^® SPECTRA^TM ist die Außenwand 22 bevorzugt näher zur Drehachse A-A beabstandet, um das Volumen des Abscheidegefäßes 28, 28a, 28b zu verkleinern und die Strömgeschwindigkeit in dem Gefäß 28, 28a, 28b zu erhöhen.
Bevorzugt weist ein wesentlicher Teil der Nut 18 einen konstanten Krümmungsradius um die Drehachse A-A auf und ist bei einem höchstmöglichen radialen Abstand an dem Rotor 12 positioniert. Wie nachstehend beschrieben gewährleistet diese Form, dass in dem Abscheidegefäß 28, 28a, 28b abgeschiedene Substanzen relativ konstanten Zentrifugalkräften ausgesetzt werden, wenn sie von einem Einlaufbereich zu einem Auslassbereich des Abscheidegefäßes 28, 28a, 28b strömen.
Der Motor 14 ist durch eine mit dem Rotor 12 verbundene Welle 24 direkt oder indirekt mit dem Rotor 12 gekoppelt. Alternativ kann die Welle 24 durch ein (nicht dargestelltes) Getriebe mit dem Motor 14 verbunden sein.
Wie in 1 gezeigt ist eine Halterung 26 an einer oberen Fläche des Rotors 12 vorgesehen. Die Halterung 26 hält eine Fluidkammer 30 lösbar an dem Rotor 12, so dass ein Auslass 32 der Fluidkammer 30 näher an der Drehachse A-A- als ein Einlauf 34 der Fluidkammer 30 angeordnet ist. Die Halterung 26 richtet bevorzugt die Fluidkammer 30 an dem Rotor 12 mit einer Längsachse der Fluidkammer 30 in einer Ebene quer zur Drehachse A-A des Rotors aus. Ferner ist die Halterung 26 bevorzugt so angeordnet, dass sie die Fluidkammer 30 an dem Rotor 12 mit dem Fluidkammerauslass 32 der Drehachse A-A zugewandt hält. Auch wenn die Halterung 26 die Fluidkammer 30 auf einer oberen Fläche des Rotors 12 hält, kann die Fluidkammer 30 auch an anderen Stellen an dem Rotors 12 befestigt sein, beispielsweise unter der oberen Fläche des Rotors 12.
2 zeigt schematisch einen Teil des Abscheidegefäßes 28 und der an dem Rotor 12 angebrachten Fluidkammer 30. Das Abscheidegefäß 28 weist einen im Allgemeinen ringförmigen Fließweg 46 auf und umfasst einen Einlaufbereich 48 und einen Auslassbereich 50. Eine Wand 52 verhindert, dass Substanzen direkt zwischen den Einlauf- und Auslassbereichen 48 und 50 strömen, ohne zuerst um den im Allgemeinen ringförmigen Fließweg 46 zu strömen (z. B. wie durch die Pfeile in 2 gezeigt gegen den Uhrzeigersinn).
In dem Bereich des Abscheidegefäßes 28 zwischen den Einlauf- und Auslassbereichen 48 und 50 ist eine radiale Außenwand 65 des Abscheidegefäßes 28 bevorzugt näher zur Drehachse A-A als die radiale Außenwand 65 in dem Auslassbereich 50 positioniert. Während des Abscheidens von Blutkomponenten in dem Abscheidegefäß 28 bewirkt diese Anordnung die Bildung eines sehr dünnen und schnell vorrückenden Betts roter Blutkörperchen in dem Abscheidegefäß 28 zwischen den Einlauf- und Auslassbereichen 48 und 50. Das Bett roter Blutkörperchen reduziert die Menge an Blutkomponenten, die zum Auslösen eines Abscheidevorgangs erforderlich sind, und senkt auch die Anzahl unnötiger roter Blutkörperchen in dem Abscheidegefäß 28. Wie nachstehend erläutert wird, beschränkt das radial äußere Bett roter Blutkörperchen im Wesentlichen bzw. verhindert bevorzugter das Berühren der radialen Außenwand 65 des Abscheidegefäßes 28 durch die Blutplättchen. Man meint, dass dies das Verklumpen von Blutplättchen mindert, das hervorgerufen wird, wenn Blutplättchen bauliche Komponenten von Zentrifugalabscheidevorrichtungen berühren, die normalerweise aus Polymermaterialien gebildet sind.
Wie in 2 gezeigt umfasst der Einlaufbereich 48 einen Einströmschlauch 36 zum Befördern eines zu trennenden Fluids, beispielsweise Vollblut, in das Abscheidegefäß 28. Der Auslassbereich 50 umfasst dagegen erste, zweite und dritte Auslassleitungen 38, 40, 42 zum Entfernen von abgeschiedenen Substanzen aus dem Abscheidegefäß 28 und eine Grenzflächen-Steuerleitung 44 zum Anpassen des Stands einer Grenzfläche F zwischen abgeschiedenen Substanzen in dem Gefäß 28. Bevorzugt bildet das Abscheidegefäß 28 einen als einstufigen Komponentenabscheidebereich bekannten Bereich, statt mehrere solcher Stufen zu bilden. Jede der in dem Gefäß 28 abgeschiedenen Komponenten wird mit anderen Worten bevorzugt in nur einem Bereich des Gefäßes 28 gesammelt und entnommen, nämlich dem Auslassbereich 50. Zudem hat das Abscheidegefäß 28 bevorzugt einen im Wesentlichen konstanten Radius mit Ausnahme der Region des Auslassbereichs 60, wo die Außenwand des Auslassbereichs 50 bevorzugt weiter weg von der Drehachse A-A positioniert ist, um ein Positionieren der Auslassöffnungen 56, 58, 60 und 61 der Leitungen 38, 40, 42 und 44 jeweils bei anderen radialen Entfernungen zu ermöglichen und um ein Sammelbecken mit größerer Tiefe für die roten Blutkörperchen hoher Dichte zu erzeugen.
Auch wenn die Leitungen 38, 40 und 42 als „Sammel"-Leitungen bezeichnet werden, können die durch diese Leitungen entfernten Substanzen entweder gesammelt oder einem Spender rückinfundiert werden. Zudem könnte die Erfindung ohne eine oder ohne mehrere der Leitungen 40, 42 und 44 praktiziert werden.
Auch wenn 2 den Einlaufbereich 48 mit einem breiten radialen Querschnitt zeigt, kann die Außenwand des Einlaufbereichs 48 näher an der Innenwand des Einlaufbereichs 48 beabstandet sein und/oder verjüngt sein. Eine Einlauföffnung 54 des Einströmschlauchs 36 ermöglicht das Abscheiden eines Stroms einer Substanz, beispielsweise von Vollblut, in den Einlaufbereich 48 des Abscheidegefäßes 28. Während eines Abscheidevorgangs folgen die in den Einlaufbereich 48 eindringenden Substanzen dem Fließweg 46 und schichten sich entsprechend Dichteunterschieden als Reaktion auf die Drehung des Rotors 12. Bevorzugt ist der Fließweg 46 zwischen den Einlauf- und Auslassbereichen 48 und 50 gebogen und weist einen im Wesentlichen konstanten Radius auf. Zudem ist der Fließweg 46 bei dem Höchstabstand von der Achse A-A angeordnet. Diese Form stellt sicher, dass durch den Fließweg 46 strömende Komponenten auf ein relativ konstantes Gravitationsfeld und ein größtmögliches Gravitationsfeld für den Rotor 12 treffen.
Die abgeschiedenen Substanzen strömen in den Auslassbereich 50, wo sie mittels erster, zweiter und dritter Auslassöffnungen 56, 58 bzw. 60 erster, zweiter und dritter Sammelleitungen 38, 40 und 42 entnommen werden. Die abgeschiedenen Substanzen werden auch durch eine Grenzflächen-steuerauslassöffnung 61 der Grenzflächen-Steuerleitung 44 entfernt.
Wie in 2 gezeigt wird, sind die ersten, zweiten und dritten Öffnungen 56, 58 und 60 sowie die Grenzflächenöffnung 61 bei unterschiedlichen radialen Stellen am Rotor 12 positioniert, um Substanzen mit unterschiedlichen Dichten zu entfernen. Die zweite Auslassöffnung 58 ist weiter von der Drehachse A-A entfernt als die ersten, dritten und Grenzflächen-Öffnungen 56, 60 und 61, um Komponenten H höherer Dichte zu entfernen, die in dem Abscheidegefäß 28 entfernt wurden, beispielsweise rote Blutkörperchen. Die dritte Öffnung 60 ist näher an der Drehachse A-A angeordnet als die ersten, zweiten und Grenzflächen-Öffnugnen 56, 68 und 61, um die am wenigsten dichten Komponenten L zu entfernen, die in dem Abscheidegefäß 28 abgeschieden wurden, beispielsweise Plasma. Bevorzugt ist die erste Öffnung 56 etwa 0,9 mm bis etwa 3 mm (etwa 0,035 Zoll bis etwa 0,115 Zoll) näher als die Grenzflächenöffnung 61 zur Drehachse A-A.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Auslassbereich 50 eine Trennwand 62 zum im Wesentlichen Absperren eines Stroms von Komponenten I mittlerer Dichte, beispielsweise Blutplättchen und einigen mononuklearen Zellen (weißen Blutkörperchen). Bevorzugt ist die Trennwand 62 ein Skimmer-Damm, der sich vollständig über den Auslassbereich 50 in einer Richtung im Allgemeinen parallel zur Drehachse A-A erstreckt. Die erste Auslassöffnung 56 ist unmittelbar stromaufwärts der Trennwand 62 positioniert, um mindestens die Komponenten I mittlerer Dichte, die von der Trennwand 62 abgeblockt werden, und optional einige der Komponenten L niedrigerer Dichte zu sammeln.
Radial innere und äußere Kanten der Trennwand 62 sind von radial inneren und äußeren Wänden 63, 65 des Abscheidegefäßes 28 beabstandet, um einen ersten Durchlass 64 für Komponenten L niedrigerer Dichte, beispielsweise Plasma, an einer radial inneren Position in dem Auslassbereich 50 und einen zweiten Durchlass 66 für Komponenten H höherer Dichte, beispielsweise rote Blutkörperchen, bei einer radial äußeren Position in dem Auslassbereich 50 zu bilden. Die zweiten und dritten Sammelöffnungen 58 und 60 sind bevorzugt stromabwärts der Trennwand 62 positioniert, um die jeweiligen Komponenten H und L hoher und niedriger Dichte, die durch die zweiten und ersten Durchlässe 66 und 64 strömen, zu sammeln.
Die Grenzflächen-Steuerauslassöffnung 61 ist ebenfalls bevorzugt stromabwärts der Trennwand 62 positioniert. Während eines Abscheidevorgangs entfernt die Grenzflächenöffnung 61 die Komponenten H höherer Dichte und/oder die Komponenten L niedrigerer Dichte in dem Auslassbereich 50, um dadurch die radiale Position der Grenzfläche F zwischen den Komponenten I mittlerer Dichte und den Komponenten H höherer Dichte in dem Auslassbereich 50 so zu steuern, dass die Grenzfläche F und die Grenzflächenöffnung 61 bei etwa dem gleichen radialen Abstand von der Drehachse A-A entfernt sind. Auch wenn die Grenzflächenöffnung 61 die bevorzugte Struktur zum Steuern der radialen Position der Grenzfläche F ist, könnte eine alternative Struktur zum Ausführen dieser Funktion vorgesehen werden. Die Position der Grenzfläche F könnte zum Beispiel ohne Verwenden einer Grenzflächenöffnung gesteuert werden, indem ein (nicht dargestellter) optischer Monitor zum Überwachen der Position der Grenzfläche und zum Steuern des Strömens von Flüssigkeit und/oder Partikeln durch eine oder mehrere der Öffnungen 54, 56, 58 und 60 als Reaktion auf die überwachte Position vorgesehen wird.
Bevorzugt ist die zweite Sammelleitung 40 mit der Grenzflächen-Steuerleitung 44 strömverbunden, so dass mittels der zweiten Sammelöffnung 58 und der Grenzflächen-Steueröffnung 61 entfernte Substanzen vereint und zusammen durch eine gemeinsame Leitung entfernt werden. Auch wenn die zweiten und dritten Auslassöffnungen 58 und 60 sowie die Grenzflächen-Auslassöffnung 61 stromabwärts der Trennwand 62 gezeigt werden, kann eine oder mehrere dieser Öffnungen stromaufwärts der Trennwand 62 sein. Zudem könnte die Reihenfolge der Auslassöffnungen 56, 48, 60 und der Grenzflächen-Öffnung 61 entlang der Länge des Auslassbereichs 50 geändert werden. Weitere Einzelheiten bezüglich des Aufbaus und Betriebs des Abscheidegefäßes 28 werden in U.S. Patent Nr. 4,094,461 für Kellogg et al. und U.S. Patent Nr. 4,647,279 für Mulzet et al. beschrieben.
Ein Schirm 96 ist zwischen der ersten Auslassöffnung 56 und der Außenwand 65 positioniert, um Eindringen in die erste Auslassöffnung 56 der Komponenten H höherer Dichte zu beschränken. Der Schirm 96 ist bevorzugt eine Platte, die sich von einer stromaufwärts befindlichen Seite des Damms 62 erstreckt. In der bevorzugten Ausführung ist der Schirm 96 mindestens so breit (in einer Richtung parallel zur Achse A-A) wie die erste Auslassöffnung 56 und erstreckt sich stromaufwärts mindestens bis zum stromaufwärts befindlichen Ende der ersten Auslassöffnung 56, so dass der Schirm 96 direktes Strömen in die erste Auslassöffnung 56 von Komponenten beschränkt, die zwischen dem Schirm 96 und der Außenwand 65 vorhanden sind, was die Komponenten H höherer Dichte einschließt. Der Schirm 96 stellt mit anderen Worten sicher, dass eine erhebliche Menge der in die erste Auslassöffnung 56 strömenden Substanzen von radialen Stellen stammt, die nicht weiter als der Schirm 96 von der Drehachse A-A entfernt sind.
Bevorzugt hat der Schirm 96 eine radial innere Fläche 98, die der ersten Auslassöffnung 56 zugewandt ist. Die innere Fläche 98 ist von der ersten Auslassöffnung 56 bei einem Abstand von bevorzugt etwa 0,13 mm bis etwa 2 mm (etwa 0,005 Zoll bis etwa 0,08 Zoll) und bevorzugter von etwa 0,5 mm bis etwa 0,76 mm (etwa 0,02 Zoll bis etwa 0,03 Zoll) radial auswärts beabstandet. Die innere Fläche 98 ist weiter als die erste und dritte Auslassöffnung 56 und 60 von der Drehachse A-A entfernt positioniert. Die Innenfläche 98 ist ebenfalls näher als die zweite Auslassöffnung 58 und die Grenzflächen-Auslassöffnung 61 zur Drehachse A-A positioniert. Die relative Positionierung der Innenfläche 98 und der Grenzflächen-Auslassöffnung 61 hält die Innenfläche 98 über der Grenzfläche F aus der Schicht der Komponenten H höherer Dichte, die in dem Auslassbereich 50 gebildet ist, und in der Schicht von Komponenten I mittlerer Dichte. Da die obere Fläche 98 über der Grenzfläche F liegt, blockiert der Schirm 96 ein Strömen von Substanzen H höherer Dichte in die erste Auslassöffnung 56. Wenn das Abscheidegefäß 28 in einem Blutkomponentenvorgang verwendet wird, bei dem die Schicht aus Substanzen H höherer Dichte vorrangig rote Blutkörperchen umfasst, reduziert der Schirm 96 bevorzugt die Anzahl roter Blutkörperchen, die in die erste Auslassöffnung 56 strömen, signifikant.
3 zeigt eine Ansicht eines Bereichs eines herkömmlichen Abscheidegefäßes 28', das in dem oben erwähnten U.S. Patent Nr. 4,647,279 für Mulzet et al. offenbart wird. Wie in 3 gezeigt umfasst dieses Abscheidegefäß 28' einen ersten Auslass 56' für Substanzen mittlerer Dichte, einen zweiten Auslass 58' für Substanzen hoher Dichte, einen dritten Auslass 60' für Substanzen niedriger Dichte und einen Grenzflächen-Steuerauslass 61'. Zudem umfasst das Abscheidegefäß 28' eine Trennwand 62' mit einem Strömrichter 100, der von dem Auslass 56' radial auswärts positioniert ist. Der Strömrichter 100 mindert aber das Strömen von Substanzen hoher Dichte, wie rote Blutkörperchen, in den Auslass 56' nicht wesentlich, da der Strömrichter 100 eine radial innere Fläche 102 aufweist, die radial auswärts von der Grenzflächen-Steueröffnung 61' angeordnet ist, um die innere Fläche 102 in einer Schicht von Substanzen höherer Dichte zu positionieren. Die radial innere Fläche 102 befindet sich mit anderen Worten radial auswärts einer Grenzfläche zwischen den Substanzen höherer Dichte und den Substanzen mittlerer Dichte, die in dem Abscheidegefäß 28' ausgebildet sind.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung bevorzugt einen Grat 68, der sich von der Innenwand 20 der Nut 18 hin zur Außenwand 22 der Nut 18 erstreckt. Wenn das in 2 gezeigte Abscheidegefäß 28 in die Nut 18 geladen wird, verformt der Grat 68 halbstarres oder biegsames Material in dem Auslassbereich 50 des Abscheidegefäßes 28, um einen Rückhaltedamm 70 an der radial inneren Wand 63 des Abscheidegefäßes 28 stromaufwärts der ersten Sammelöffnugn 56 zu bilden. Der Rückhaltedamm 70 erstreckt sich weg von der Drehachse A-A, um einen Teil von Substanzen niedriger Dichte, beispielsweise eines Vorfüllfluids und/oder Plasmas, entlang eines radial inneren Bereichs des Abscheidegefäßes 28, der stromaufwärts des Rückhaltedamms 70 angeordnet ist, zurückzuhalten.
Wenn das Abscheidegefäß 28 zum Trennen von Vollblut in Blutkomponenten genutzt wird, hält der Rückhaltedamm 70 Vorfüllfluid (d. h. Kochsalzlösung) und/oder Plasma entlang der Innenwand 63 zurück, und diese zurückgehaltenen Substanzen helfen bei der Beförderung von Blutplättchen zum Auslassbereich 50 und der ersten Sammelöffnung 56, indem sie die Plasmaströmgeschwindigkeiten neben der Schicht roter Blutkörperchen in dem Abscheidegefäß 28 erhöhen, um die Blutplättchen hin zum Auslassbereich 50 zu waschen. Wie nachstehend erläutert beschränken das zurückgehaltene Vorfüllfluid und/oder Plasma entlang der Innenwand 63 auch ein Berühren der radialen Innenwand 63 durch Blutplättchen erheblich bzw. verhindern es bevorzugter. Man meint, dass dies das Verklumpen von Blutplättchen mindert, das hervorgerufen wird, wenn Blutplättchen bauliche Komponenten der Zentrifugalabscheidevorrichtungen berühren, die normalerweise aus Polymermaterialien gebildet sind.
Bevorzugt weist der Rückhaltedamm 70 eine relativ glatte Oberfläche auf, um eine Störung des Strömens in dem Abscheidegefäß 28, zum Beispiel durch Senken der Coriolis-Kräfte, zu beschränken. In der bevorzugten Ausführung weist ein stromabwärts befindlicher Teil 104 des Rückhaltedamms 70 eine relativ sanfte Neigung auf, die sich in der Richtung stromabwärts hin zur Drehachse A-A erstreckt. Während eines Blutkomponenten-Abscheidevorgangs beschränkt die relativ sanfte Neigung des stromabwärts befindlichen Teils 104 die Anzahl an Blutplättchen (Komponenten mittlerer Dichte), die mit dem Plasma (Komponenten niedrigerer Dichte) mitgeführt (gemischt) werden, wenn Plasma entlang des Rückhaltedamms 70 strömt. Zudem vermindert die sanfte geneigte Form des stromabwärts befindlichen Teils 104 die Anzahl an Blutplättchen, die sich in dem Abscheidegefäß 28 sammeln, bevor sie die erste Sammelöffnung 56 erreichen.
Wie in 2 gezeigt erstreckt sich die sanfte Neigung des stromabwärts befindlichen Teils 104 bevorzugt zu einem stromabwärts befindlichen Ende 106, das näher als die erste Auslassöffnung 56 zur Drehachse A-A angeordnet ist. Wenn das Abscheidegefäß 28 für Blutkomponentenabscheidung verwendet wird, befindet sich das stromabwärts befindliche Ende 106 bevorzugt radial einwärts der Schicht aus Blutplättchen, die in dem Abscheidegefäß 28 ausgebildet ist. Wenn dagegen das stromabwärts befindliche Ende 106 radial auswärts des radial innersten Teils der Blutplättchenschicht angeordnet ist, könnte das entlang der Fläche des Damms 70 strömende Plasma die Blutplättchen in dem Plasma stromabwärts des Damms mitführen (mischen), was die Leistungsfähigkeit der Blutkomponentenabscheidung reduziert.
In der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführung weisen der Rückhaltedamm 70 und sein stromabwärts befindlicher Teil 104 bevorzugt eine im Allgemeinen konvexe Krümmung auf. Bevorzugt hat die Oberfläche des Rückhaltedamms 70 die Form eines Bogens mit konstantem Radius, der einen von der Drehachse A-A versetzten Krümmungsmittelpunkt aufweist. Auch wenn der Rückhaltedamm 70 jeden Krümmungsradius haben könnte, ist ein Radius von etwa 6,35 mm bis etwa 51 mm (etwa 0,25 Zoll bis etwa 2 Zoll) bevorzugt und ein Radius von etwa 51 mm (2 Zoll) ist am bevorzugtesten.
Auch wenn der Grat 68 bevorzugt das Abscheidegefäß 28 verformt, um den Rückhaltedamm 70 zu bilden, könnte der Rückhaltedamm 70 auf andere Weise gebildet werden. Der Rückhaltedamm 70 könne zum Beispiel eine dauerhafte Struktur sein, die von einer radial inneren Wand des Abscheidegefäßes 28 absteht. Zudem könnte der Rückhaltedamm 70 näher zur Trennwand 62 positioniert sein und ein diesen durchsetzendes kleines Loch haben, um ein Passieren von Luft in einem radialen inneren Bereich des Auslassbereichs 50 zu ermöglichen.
Wie in 1 und 2 gezeigt wird, umfasst die Außenwand 22 der Nut 18 bevorzugt einen sanft geneigten Teil 108, der dem Grat 68 in der Innenwand 20 zugewandt ist. Wenn das in 2 gezeigte Abscheidegefäß 28 in die Nut 18 geladen wird, verformt der sanft geneigte Teil 108 das halbstarre oder biegsame Material in dem Auslassbereich 50 des Abscheidegefäßes 28, um ein relativ gleichmäßiges und sanft geneigtes Segment 110 in einem Bereich des Gefäßes 28 gegenüber dem Rückhaltedamm 70 zu bilden. In einer alternativen Ausführung ist dieses sanft geneigte Segment 110 eine dauerhafte Struktur, die in dem Abscheidegefäß 28 ausgebildet ist.
In der Richtung stromabwärts neigt sich das Segment 110 allmählich weg von der Drehachse A-A, um die Dicke einer Schicht aus Komponenten H hoher Dichte, wie rote Blutkörperchen, die gegenüber dem Rückhaltedamm 70 ausgebildet ist, zu vergrößern. Die sanfte Neigung des Segments 110 wahrt relativ gleichmäßige Strömungsübergänge in dem Abscheidegefäß 28 und senkt die Geschwindigkeit von Komponenten H hoher Dichte (rote Blutkörperchen), die radial auswärts der Komponenten I mittlerer Dichte (Blutplättchen) ausgebildet sind.
Bevorzugt ist ein stromaufwärts befindliches Ende 112 des sanft geneigten Segments 110 stromaufwärts des Rückhaltedamms 70 positioniert. Diese Position des stromaufwärts befindlichen Endes 112 senkt die Geschwindigkeit von Komponenten H hoher Dichte, beispielsweise roter Blutkörperchen, wenn diese Komponenten an dem Rückhaltedamm 70 vorbeiströmen und sich radial auswärts der Schicht von Komponenten I mittlerer Dichte, die von der Trennwand 62 blockiert werden, bilden.
Wie in 2 gezeigt ist die erste Sammelleitung 38 zwischen der ersten Auslassöffnung 56 und dem Fluidkammereinlauf 34 angeschlossen, um die Komponenten mittlerer Dichte in die Fluidkammer 30 zu leiten. Bevorzugt ist die Fluidkammer 30 so nah wie möglich an der ersten Auslassöffnung 56 angeordnet, so dass alle in die Fluidkammer 30 eindringenden roten Blutkörperchen in ein hohes Gravitationsfeld versetzt und verdichtet werden. Wie nachstehend beschrieben werden Komponenten, die zunächst in dem Abscheidegefäß 28 abgeschieden wurden, in der Fluidkammer 30 weiter abgeschieden. Weiße Blutkörperchen könnten zum Beispiel von Plasma und Blutplättchen in der Fluidkammer 30 abgeschieden werden. Diese weitere Abscheidung erfolgt bevorzugt durch Bilden eines elutriativen Felds in der Fluidkammer 30 oder durch Bilden eines gesättigten Fließbetts von Partikeln, beispielsweise Blutplättchen, in der Fluidkammer 30.
Die Fluidkammer 30 ist bevorzugt ähnlich oder identisch zu einer der Fluidkammern konstruiert, die in der oben erwähnten U.S. Patentanmeldung Nr. 08/676,039 und U.S. Patent Nr. 5,674,173 offenbart werden. Wie in 2 gezeigt sind der Einlauf 34 und der Auslass 32 der Fluidkammer 30 entlang einer Längsachse der Fluidkammer 30 angeordnet. Eine Wand der Fluidkammer 30 erstreckt sich zwischen dem Einlauf 34 und dem Auslass 32, wodurch der Einlauf 34, der Auslass 32 und ein Innenraum der Fluidkammer 30 gebildet werden.
Die Fluidkammer umfasst bevorzugt zwei stumpfkegelig geformte Abschnitte, die bei einer maximalen Querschnittfläche der Fluidkammer 30 verbunden sind. Das Innere der Fluidkammer 30 verjüngt sich bevorzugt von der maximalen Querschnittfläche in Gegenrichtungen hin zum Einlauf 34 und dem Auslass 32 (nimmt an Querschnitt ab). Auch wenn die Fluidkammer 30 mit zwei Abschnitten gezeigt wird, die stumpfkegelige Innenformen haben, kann das Innere jedes Abschnitts paraboloid oder von jeder anderen Form mit einem Hauptquerschnittfläche sein, die größer als die Einlauf- oder Auslassfläche ist.
Das Volumen der Fluidkammer 30 sollte mindestens groß genug sein, um die Bildung eines gesättigten Partikelfließbetts (nachstehend beschrieben) für einen bestimmten Bereich an Strömungsgeschwindigkeiten, Partikelgrößen und Drehzahlen des Zentrifugenrotors 12 zu ermöglichen. Die Fluidkammer 30 kann aus einem einteiligen Stück Kunststoff oder aus separaten Stücken hergestellt werden, die verbunden werden, um separate Abschnitte der Fluidkammer 30 zu bilden. Die Fluidkammer 30 kann aus einem transparenten oder durchscheinenden Copolyesterkunststoff wie PETG gebildet sein, um ein Einsehen des Inhalts in dem Kammerinneren mit Hilfe eines (nicht dargestellten) optionalen Stroboskops während eines Abscheidevorgangs zu ermöglichen.
Wie in 2 gezeigt ist eine Nut 72 an einer Innenfläche der Fluidkammer 30 an einer Position der maximalen Querschnittfläche ausgebildet. Die Nut 72 wird durch obere und untere Wandflächen gebildet, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Fluidkammer 30 und einer Innenfläche der Fluidkammer 30, die der Längsachse zugewandt sind, sind. Bevorzugt ist die Nut 72 ringförmig, doch kann die Nut 72 auch teilweise die Längsachse der Fluidkammer 30 umgeben.
Die Nut 72 trägt dazu bei, die Coriolis-Strahlstrombildung in der Fluidkammer 30 zu verteilen, wie nachstehend beschrieben wird. Plötzliche Anstiege der Strömgeschwindigkeit der Flüssigkeit während eines Partikelabscheidevorgangs können die Wirksamkeit von elutriativer Partikelabscheidung beschränken oder können die Fähigkeit des gesättigten Partikelfließbetts beschränken, ein Passieren von Partikel zu verhindern. In die Fluidkammer 30 strömende Flüssigkeit wird einer Coriolis-Strahlstrombildungswirkung ausgesetzt. Dieser Strahlstrom reduziert die Filtrationswirksamkeit des gesättigten Partikelfließbetts, da Flüssigkeit und Partikel zwischen dem gesättigten Partikelfließbett und einer Innenwandfläche der Fluidkammer 30 statt in das Bett selbst strömen können. Die Fluidkammer 30 mit der Nut 72 wirkt diesen Wirkungen durch Kanalisieren des Coriolis-Strahlstroms in einer Umfangsrichtung teils um die Achse der Fluidkammer 30 entgegen. Daher verbessert die Nut 72 die Partikelsperrfähigkeit des gesättigten Betts, insbesondere wenn die Flüssigkeitsströmgeschwindigkeiten zunehmen.
Wie in 2 gezeigt erstreckt sich eine umlaufende Lippe 74 von einem oberen Bereich der Nut 72 hin zu einem unteren Bereich der Nut 72, um einen Einlass in die Nut 72 zu bilden. Die Lippe 74 dient zum Leiten von Fluid in der Nut 72.
Mehrere Stufen 72 sind bevorzugt an einer Innenfläche der Fluidkammer 30 zwischen dem maximalen Querschnitt der Kammer 30 und dem Einlauf 34 ausgebildet. Auch wenn sechs Stufen 76 dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl an Stufen in der Fluidkammer 30 vorgesehen werden.
Jede Stufe 76 weist eine untere Fläche auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Fluidkammer 30 ausgerichtet ist, sowie eine Seitenfläche, die orthogonal zur unteren Fläche angeordnet ist. Auch wenn 2 eine Ecke zeigt, bei der sich die Seitenfläche und die untere Fläche schneiden, kann eine konkave Nut diese Ecke ersetzen. In einer bevorzugten Ausführung ist jede Stufe 76 ringförmig und umgibt die Achse der Kammer 30 vollständig, um eine zylindrisch geformte Fläche zu begrenzen. Alternativ können die Stufen 76 die Achse der Kammer 30 teilweise umgeben.
Das Hinzufügen von Stufen 76 zur Fluidkammer 30 verbessert auch die Eigenschaften der Partikelsperrung eines in der Fluidkammer 30 gebildeten gesättigten Partikelfließbetts, insbesondere während Ansteigens der Fluidströmgeschwindigkeit. Die Stufen 76 sehen diese Verbesserung durch Vorsehen von Flächen vor, die ein Moment ablenken und umlenken, um die Coriolis-Strahlstrombildung in der Fluidkammer 30 zu mindern. Wenn die Coriolis-Strahlstrombildung eintritt, bewegen sich die Flüssigkeit und Partikel des Strahlstroms entlang einer Innenfläche der Fluidkammer 30, die der Richtung der Zentrifugendrehung zugewandt ist. Daher kann der Strahl Partikel zwischen der Fluidkammer-Innenfläche und entweder einem gesättigten Partikelfließbett oder einem Elutriationsfeld, das in der Fluidkammer 30 angeordnet ist, transportieren. Somit treten sich in dem Strahl fortbewegende Partikel aus der Fluidkammer 30 aus, ohne abgeschieden zu werden.
Die Stufen 76 leiten oder ändern das Moment des Coriolis-Strahlstroms aus Flüssigkeit und Partikeln im Allgemeinen in eine Umfangsrichtung um die Achse der Fluidkammer 30. Daher muss eine erhebliche Anzahl an Partikeln, die ursprünglich im Strahlstrom fließen, zur Abscheidung in das gesättigte Fließbett oder Elutriationsfeld eindringen.
Die Nut 72 und die Stufen 76 sind vorgesehen, um Anstiege der Fluidströmgeschwindigkeit zu erleichtern und eine stabile Leistung der Fluidkammer 30 zu verbessern. Während der Abscheidung von Blutkomponenten reduzieren die Nut 72 und die Stufen 76 die Anzahl weißer Blutkörperchen, die andernfalls ein in der Fluidkammer 30 ausgebildetes gesättigtes Blutplättchenfließbett umgehen würden, stark.
Wie in 2 schematisch gezeigt wird, sind mehrere Pumpen 78, 80, 84 zum Hinzufügen und Entnehmen von Substanzen zu und von dem Abscheidegefäß 28 und der Fluidkammer 30 vorgesehen. Eine Einströmpumpe 78 ist mit der Einströmleitung 36 verbunden, um eine abzuscheidende Substanz, beispielsweise Vollblut, dem Einlaufbereich 48 zuzuführen. Eine erste Sammelpumpe 80 ist mit dem Ausströmschlauch 88 gekoppelt, der mit dem Fluidkammerauslass 32 verbunden ist. Die erste Sammelpumpe 80 zieht Fluid und Partikel aus dem Fluidkammerauslass 32 und lässt das Fluid und die Partikel mittels des Fluidkammereinlaufs 34 in die Fluidkammer 30 eindringen.
Eine zweite Sammelpumpe 84 ist mit der zweiten Sammelleitung 42 zum Entfernen von Substanzen durch die dritte Auslassöffnung 60 strömverbunden. Bevorzugt sind die zweite Sammelleitung 40 und die Grenzflächen-Steuerleitung 44 miteinander strömverbunden, und Substanzen strömen infolge eines positiven Fluiddrucks in dem Gefäßauslassbereich 50 durch diese Leitungen 40 und 44.
Die Pumpen 78, 80, 84 sind vorzugsweise Peristaltikpumpen oder Kreiselradpumpen, die dafür ausgelegt ist, eine erhebliche Schädigung der Blutkomponenten zu verhindern. Doch kann jede Fluid pumpende oder ansaugende Vorrichtung vorgesehen werden. In einer anderen (nicht dargestellten) Ausführung kann die erste Sammelpumpe 80 mit dem Einlauf 34 der Fluidkammer fluidverbunden sein, um Substanzen direkt in und durch die Fluidkammer 30 zu bewegen. Die Pumpen 78, 80, 84 können an jeder geeigneten Stelle angebracht werden.
Wie in 1 gezeigt umfasst die Vorrichtung 10 weiterhin ein mit dem Motor 14 verbundenes Steuergerät 89 zum Steuern der Drehzahl des Rotors 12. Ferner ist das Steuergerät 89 auch bevorzugt mit den Pumpen 78, 80, 84 verbunden, um die Strömgeschwindigkeit von Substanzen zu steuern, die zu und von dem Abscheidegefäß 28 und der Fluidkammer 30 strömen. Das Steuergerät 89 hält bevorzugt ein gesättigtes Fließbett erster Partikel in der Fluidkammer 30 aufrecht, um ein Zurückhalten zweiter Partikel in der Fluidkammer 30 zu bewirken Das Steuergerät 89 kann einen Computer mit programmierten Befehlen enthalten, die durch einen ROM oder RAM, wie dies auf dem Gebiet allgemein bekannt ist, geliefert werden.
Das Steuergerät 89 kann die Drehzahl des Zentrifugenrotors 12 durch Regeln der Frequenz, des Stroms oder der Spannung der an dem Motor 14 angelegten Elektrizität verändern. Alternativ kann die Rotordrehzahl durch Schalten der Anordnung eines (nicht dargestellten) Getriebes verändert werden, beispielsweise durch Ändern der Übersetzung, um eine Drehverbindung zwischen dem Motor 14 und dem Rotor 12 zu verändern. Das Steuergerät 89 kann Eingaben von einem (nicht dargestellten) Drehzahldetektor erhalten, um die Drehzahl des Rotors 12 ständig zu überwachen.
Das Steuergerät 89 kann auch eine oder mehrere der Pumpen 78, 80, 84 so regeln, dass die Strömgeschwindigkeiten der dem Abscheidegefäß 28 und der Fluidkammer 30 zugeführten oder aus diesen entnommenen Substanzen verändert werden. Das Steuergerät 89 kann zum Beispiel den den Pumpen 78, 80, 84 gelieferten elektrischen Strom verändern. Alternativ kann das Steuergerät 89 die Strömgeschwindigkeit zu und von dem Gefäß 28 und der Fluidkammer 30 durch Regeln der (nicht dargestellten) Ventilanordnungen verändern, die in den Leitungen 36, 38, 40, 42, 44 und/oder 88 angeordnet sind. Das Steuergerät 89 kann Eingaben von einem (nicht dargestellten) Strömungsdetektor erhalten, der in der ersten Auslassleitung 38 angeordnet ist, um die Strömgeschwindigkeit der in die Fluidkammer 30 eintretenden Substanzen zu überwachen. Wenngleich in der in 1 gezeigten Ausführung ein einzelnes Steuergerät 89 mit mehreren Betrieben schematisch abgebildet ist, kann das Steuermittel der Erfindung eine beliebige Anzahl an einzelnen Steuergeräten beinhalten, die jeweils für das Ausführen einer einzelnen Funktion oder einer Reihe von Funktionen dienen. Das Steuergerät 89 kann die Strömgeschwindigkeiten auf höchst unterschiedliche Weise steuern, wie dies auf dem Gebiet bekannt ist.
4 zeigt eine Ausführung eines Schlauchsets 90a zur Verwendung in der Vorrichtung 10, und 5 zeigt eine Querschnittansicht eines Teils des Schlauchsets 90a, der in der Nut 18a am Rotor 12a angebracht ist. Das Schlauchset 90a umfasst ein Abscheidegefäß 28a, die Fluidkammer 30, einen Einströmschlauch 36a zum Befördern eines abzuscheidenden Fluides, beispielsweise Vollblut, in das Abscheidegefäß 28a, erste, zweite und dritte Auslassleitungen 38a, 40a, 42a zum Entfernen abgeschiedener Komponenten des Fluides aus dem Abscheidegefäß 28a und eine Grenzflächen-Steuerleitung 44a zum Anpassen des Stands einer Grenzfläche zwischen abgeschiedenen Substanzen in dem Gefäß 28a. Wenn das Abscheidegefäß 28a an einem Rotor 12a angebracht ist, treten die Leitungen 36a, 38a, 42a und 44a bevorzugt durch (nicht dargestellte) Schlitze, die an dem Rotor 12a ausgebildet sind.
Bevorzugt ist das Abscheidegefäß 28a ähnlich wie der Zentrifugenabscheider aufgebaut, der in dem vorstehend erwähnten U.S. Patent Nr. 4,647,279 für Mulzet et al. offenbart wird. Das Abscheidegefäß 28a umfasst einen in 5 gezeigten, im Allgemeinen ringförmigen Kanal 92a, der aus halbstarrem oder biegsamen Material gebildet ist und einen Fließweg 46a aufweist. Gegenüberliegende Enden des Kanals 92a sind mit einem relativ steifen Verbindungsaufbau 94 verbunden, der einen Einlaufbereich 48a und einen Auslassbereich 50a für das Abscheidegefäß 28a abgetrennt durch eine Wand 52a aufweist. Eine Einlauföffnung 54a des Einströmschlauchs 36a steht in Fluidverbindung mit dem Einlaufbereich 48a und ermöglicht das Strömen einer abzuscheidenden Substanz, beispielsweise Blut, in das Abscheidegefäß 28a. Während eines Abscheidevorgangs strömen mittels der Einlauföffnung 54a in das Gefäß 28a eindringende Substanzen mittels des Fließwegs 46a um den Kanal 92a (in 5 gegen den Uhrzeigersinn) und schichten sich entsprechend Dichteunterschieden als Reaktion auf Drehung des Rotors 12a.
Die abgeschiedenen Substanzen strömen in den Auslassbereich 50a, wo sie durch erste, zweite und dritte Auslassöffnungen 56a, 58a und 60a jeweiliger erster, zweiter und dritter Sammelleitungen 38a, 40a und 42a und eine Grenzflächen-Steueröffnung 61a der Grenzflächen-Steuerleitung 44a entfernt werden. Wie in 5 gezeigt ist die zweite Sammelleitung 40a bevorzugt mit der Grenzflächen-Steuerleitung 44a verbunden, so dass durch die zweite Sammelleitung 40a und die Grenzflächen-Steuerleitung 44a strömende Substanzen zusammen durch einen Teil der Grenzflächen-Steuerleitung 44a entnommen werden.
Die ersten, zweiten und dritten Auslassöffnungen 56a, 58a und 60a und die Grenzflächen-Steueröffnung 61a haben die gleiche relative radiale Positionierung wie die in 2 gezeigten ersten, zweiten und dritten Auslassöffnungen 56, 58 und 60 bzw. die Grenzflächen-Steueröffnung 61. Wie in 6 gezeigt sind die erste Öffnung 56a und die Grenzflächenöffnung 61a in radialer Richtung bei einem Abstand „d" von etwa 0,035 Zoll bis etwa 0,115 Zoll beabstandet, so dass die erste Öffnung 56a etwas näher zur Drehachse A-A ist.
Der Auslassbereich 50a umfasst eine Trennwand 62a zum im Wesentlichen Blockieren des Strömens von Substanzen mittlerer Dichte, wie Blutplättchen und einige weiße Blutkörperchen. In der in 5 gezeigten Ausführung ist die Trennwand 62a ein Skimmer-Damm, der sich quer über den Auslassbereich 50a in eine Richtung im Allgemeinen parallel zur Drehachse A-A erstreckt. Die erste Sammelöffnung 56a ist unmittelbar stromaufwärts des Skimmer-Damms 62a und stromabwärts des Einlaufbereichs 48a positioniert, um die von dem Skimmer-Damm 62a blockierten Substanzen mittlerer Dichte zu sammeln.
Von der stromaufwärts befindlichen Seite des Skimmer-Damms 62a erstreckt sich ein Schirm 96a. Der Schirm 96a ist bevorzugt wie der in 2 gezeigte Schirm 96 ausgelegt, um ein Strömen von Komponenten höherer Dichte in die erste Öffnung 56a zu beschränken. Wie in 6 gezeigt wird, ist die radial innere Fläche 98a des Schirms 96a von der ersten Auslassöffnung 56a bei einem Spalt „g" von bevorzugt etwa 0,13 mm bis etwa 2 mm (etwa 0,005 Zoll bis etwa 0,08 Zoll) und bevorzugter von etwa 0,05 mm bis etwa 0,76 mm (etwa 0,02 Zoll bis etwa 0,03 Zoll) radial nach außen beabstandet.
Radial innere und äußere Kanten des Skimmer-Damms 62a sind von den radial inneren und äußeren Wänden des Abscheidegefäßes 28a beabstandet, um einen ersten Durchlass 64a für Substanzen niedrigerer Dichte, wie Plasma, bei einer radial inneren Position in dem Auslassbereich 50a und einen zweiten Durchlass 66a für Substanzen höherer Dichte, wie rote Blutkörperchen, an einer radial äußeren Position in dem Auslassbereich 50a zu bilden. Die zweiten und dritten Sammelöffnungen 58a und 60a sind bevorzugt stromabwärts von dem Skimmer-Damm 62a positioniert, um die jeweiligen Substanzen höherer und niedrigerer Dichte zu sammeln, die durch die ersten und zweiten Durchlässe 66a und 64a treten.
Wie in 5 gezeigt wird, erstreckt sich ein Grat 68a von der Innenwand 20a der Nut 18a hin zur Außenwand 22a der Nut 18a. Wenn das Abscheidegefäß 28a in die Nut 18a geladen wird, verformt der Grat 68a das halbstarre oder biegsame Material des Abscheidegefäßes 28a, um einen Rückhaltedamm 70a an der radial inneren Wand des Abscheidegefäßes 28a zwischen der ersten Sammelöffnung 56a und dem Einlaufbereich des Abscheidegefäßes 28a zu bilden. Der Rückhaltedamm 70a erstreckt sich weg von der Drehachse A-A, um einen Teil von Substanzen niedrigerer Dichte, wie Vorfüllfluid und/oder Plasma, entlang eines radial inneren Teils des Abscheidegefäßes 28a zurückzuhalten. Zudem weist der Rückhaltedamm 70a einen sanft geneigten stromabwärts befindlichen Bereich 104a und ein stromabwärts befindliches Ende 106 auf, das näher als die erste Auslassöffnung 56a an der Drehachse A-A angeordnet ist. Der Rückhaltedamm 70a weist bevorzugt die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche bauliche Auslegung und Funktion wie der in 2 gezeigte Rückhaltedamm 70 auf und könnte eine in dem Gefäß 28a ausgebildete dauerhafte Struktur sein.
Die Außenwand 22a umfasst bevorzugt einen sanft geneigten Bereich 108a zum Bilden eines entsprechenden sanft geneigten Segments 110a in dem Gefäß 28a, wenn das Gefäß 28a in der Nut 18 verformt wird. Der Bereich 108a und das Segment 110a haben die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche bauliche Auslegung und Funktion wie der Bereich 108 und das Segment 110, die jeweils in 2 gezeigt werden.
7 zeigt eine Ausführung eines Abscheidegefäßes 28b, das im Wesentlichen gleich dem in 4–6 gezeigten Abscheidegefäß 28a konstruiert ist. In dieser Ausführung ist die dritte Sammelleitung 42b mit dem Ausströmschlauch 88b, der sich von dem Fluidkammerauslass 32 erstreckt, strömverbunden. Dies setzt die dritte Auslassöffnung 60a in Strömverbindung mit dem Fluidkammerauslass 32, um dadurch durch die dritte Auslassöffnung 60a strömende Substanzen mit durch den Fluidkammerauslass 32 strömenden Substanzen zu mischen. Während eines Blutkomponentenabscheidevorgangs mischt zum Beispiel diese bauliche Auslegung durch die dritte Öffnung 60a strömendes Plasma mit Blutplättchen und Plasma, die aus der Fluidkammer 30 strömen. Unter bestimmten Umständen kann diese Verdünnung der Blutplättchensammlung erwünscht sein, um möglicherweise die Haltbarkeit der Blutplättchensammlung zu verlängern.
Der Fluidkammerauslass 32 und die dritte Auslassöffnung 60a könnten unterschiedlich strömverbunden sein. Die dritte Sammelleitung 42b könnte zum Beispiel mit dem Auslaufschlauch 88b stromaufwärts der in 2 gezeigten Pumpe 80 gekoppelt sein, um die gepumpte Partikelkonzentration zu reduzieren und möglicherweise auf die Pumpe 84 zu verzichten. Alternativ könnte der Auslass der Pumpe 84 zum Beispiel mit dem Auslass der Pumpe 80 strömverbunden sein. Bevorzugt befindet sich die Strömverbindung der dritten Sammelleitung 42b und des Ausströmschlauchs 88b nicht an dem drehbaren Zentrifugenrotor 12a
Verfahren zum Trennen von Komponenten oder Partikeln von Blut werden nachstehend unter Bezug auf 1, 2 und 7 beschrieben. Wenngleich die Erfindung in Verbindung mit einem Blutkomponenten-Abscheideprozess und der in den Zeichnungen gezeigten Struktur beschrieben wird, versteht sich, dass die Erfindung in ihrem weitesten Sinn nicht dadurch beschränkt wird. Die Erfindung kann zur Abscheidung einer Reihe anderer Partikel und/oder Fluidkomponenten verwendet werden, und der zum Umsetzen der Erfindung verwendete Aufbau könnte sich von dem in den Zeichnungen gezeigten unterscheiden. Die Erfindung ist daneben sowohl bei Doppelnadel- als auch bei Einzelnadel-Blutreinigungs- oder Filtrieranwendungen einsetzbar. Die Erfindung kann zum Beispiel mit dem SIGNLE NEEDLE RECIRCULATION SYSTEM FOR HARVESTING BLOOD COMPONENTS des U.S. Patents Nr. 5,437,624 praktiziert werden.
Nach dem Laden des Abscheidegefäßes 28 und der Fluidkammer 30 auf den Rotor 12 werden das Abscheidegefäß 28 und die Kammer 30 vorzugsweise zunächst mit einem Fluidmedium niedriger Dichte vorgefüllt, beispielsweise Luft, physiologische Kochsalzlösung, Plasma oder einer anderen Fluidsubstanz, die eine Dichte von weniger als oder gleich der Dichte des flüssigen Plasmas hat. Alternativ ist das Vorfüllfluid Vollblut selbst. Dieses Vorfüllfluid erlaubt den wirksamen Aufbau eines gesättigten Fließbetts aus Blutplättchen in der Fluidkammer 30. Bei Verwendung einer physiologischen Kochsalzlösung pumpt die in 2 gezeigte Pumpe 78 dieses Vorfüllfluid durch die Einströmleitung 36 und mittels der Einlauföffnung 54 in das Abscheidegefäß 28. Die physiologische Kochsalzlösung strömt dann von dem Einlaufbereich 48 zu dem Auslassbereich 50 (in 2 gegen den Uhrzeigersinn) und durch die Fluidkammer 30, wenn das Steuergerät 89 die Pumpe 80 aktiviert. Das Steuergerät 89 löst auch den Betrieb des Motors 14 aus, um den Zentrifugenrotor 12, das Abscheidegefäß 28 und die Fluidkammer 30 um die Drehachse A-A zu drehen. Während der Drehung wird ein Verdrehen der Leitungen 36, 38, 40, 42 und 88 durch eine dichtungslose ein-omega/zwei-omega-Schlauchverbindung verhindert, die im Gebiet bekannt ist und in dem vorstehend erwähnten U.S. Patent Nr. 4,425,112 beschrieben wird.
Wenn das Abscheidegefäß 28 dreht, wird ein Teil des Vorfüllfluids (Blut oder Kochsalzlösung) stromaufwärts des Rückhaltedamms 70 zurückgehalten und bildet eine Kuppel aus Vorfüllfluid (Plasma oder Kochsalzlösung) entlang einer Innenwand des Abscheidegefäßes 28 stromaufwärts des Rückhaltedamms 70. Nach dem Vorfällen der Vorrichtung 10 und bei Drehen des Rotors 10 werden Vollblut oder Blutkomponenten durch den Einlaufbereich 54 in das Abscheidegefäß 28 eingeleitet. Bei Verwendung von Vollblut kann das Vollblut dem Abscheidegefäß 28 durch Befördern des Bluts direkt von einem Spender durch die Einströmleitung 36 hinzugefügt werden. Alternativ kann das Blut von einem Behälter, beispielsweise einem Blutbeutel, zur Einströmleitung 36 befördert werden.
Das Blut in dem Abscheidegefäß 28 wird einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, die ein Abscheiden von Komponenten der Blutkomponenten bewirkt. Die Komponenten des Vollbluts schichten sich in der Reihenfolge abnehmender Dichte wie folgt: 1. rote Blutkörperchen, 2. weiße Blutkörperchen, 3. Blutplättchen und 4. Plasma. Das Steuergerät 89 regelt die Drehzahl des Zentrifugenrotors 12, um zu gewährleisten, dass diese Partikelschichtung erfolgt. Eine Schicht aus roten Blutkörperchen (Komponente(n) H hoher Dichte) bildet sich entlang der Außenwand des Abscheidegefäßes 28, und eine Schicht aus Plasma (Komponente(n) L niedrigerer Dichte) bildet sich entlang der Innenwand des Abscheidegefäßes 28. Zwischen diesen beiden Schichten bilden die Blutplättchen mittlerer Dichte und die weißen Blutkörperchen (Komponenten mittlerer Dichte) eine so genannte „Buffy-Coat"-Schicht. Diese Abscheidung erfolgt, während die Komponenten von dem Einlaufbereich 48 zu dem Auslassbereich 50 strömen. Bevorzugt ist der Radius des Fließwegs 46 zwischen den Einlauf- und Auslassbereichen 48 und 50 im Wesentlichen konstant, um in dem Auslassbereich 50 ein stabiles Bett roter Blutkörperchen beizubehalten, selbst wenn Strömungsänderungen eintreten.
In dem Auslassbereich 50 strömt blutplättchenarmes Plasma durch den ersten Durchlass 64 und stromabwärts der Trennwand 62, wo es mittels der dritten Sammelöffnung 60 entnommen wird. Rote Blutkörperchen strömen durch den zweiten Durchlass 66 und stromabwärts der Trennwand 62, wo sie mittels der zweiten Sammelöffnung 58 entnommen werden. Nachdem die roten Blutkörperchen, die weißen Blutkörperchen und das Plasma so entnommen sind, werden sie gesammelt und mit anderen Blutkomponenten neu kombiniert oder weiter abgeschieden. Alternativ können diese entnommenen Blutkomponenten einem Spender neu infundiert werden.
Die Komponente(n) H höherer Dichte (rote Blutkörperchen) und die Komponente(n) L niedrigerer Dichte (Plasma) werden abwechselnd mittels der Grenzflächen-Steueröffnung 61 entnommen, um die radiale Position der Grenzfläche F zwischen der Komponente/den Komponenten H höherer Dichte und der Komponente/den Komponenten I mittlerer Dichte (Buffy-Schicht) zu steuern. Diese Grenzflächensteuerung hält bevorzugt die radial innere Schirmfläche 98 zwischen der Grenzfläche F und der ersten Auslassöffnung 56.
Ein erheblicher Teil der Blutplättchen und einige der weißen Blutkörperchen sammeln sich stromaufwärts der Trennwand 62. Die gesammelten Blutplättchen werden mittels der ersten Auslassöffnung 56 zusammen mit einigen der weißen Blutkörperchen und Plasma entnommen. Der Schirm 96 beschränkt das Strömen von Substanzen H höherer Dichte (rote Blutkörperchen) in die erste Auslassöffnung, 56. Bevorzugt reduziert der Schirm 96 im Wesentlichen die Anzahl an roten Blutkörperchen, die in die erste Auslassöffnung 56 gelangen, wodurch die Sammelreinheit verbessert wird.
Wenn die Blutplättchen, das Plasma, die weißen Blutkörperchen und möglicherweise eine kleine Anzahl roter Blutkörperchen durch die erste Auslassöffnung 56 treten, strömen diese Komponenten in die Fluidkammer 30, die mit dem Vorfüllfluid gefüllt ist, so dass ein gesättigtes Partikelfließbett gebildet werden kann. Der Teil oder die Kuppel aus Vorfüllfluid (d. h. Kochsalzlösung), der entlang der Innenwand des Abscheidegefäßes 28 stromaufwärts des Rückhaltedamms 70 zurückgehalten wird, leitet Blutplättchen so, dass sie hin zur Trennwand 62 und der ersten Auslassöffnung 56 strömen. Das zurückgehaltene Fluid vermindert das wirksame Durchlassvolumen und die wirksame Durchlassfläche in dem Abscheidegefäß 28 und reduziert somit die Blutmenge, die anfangs zum Vorfällen des Systems bei einem Abscheidevorgang erforderlich ist. Das reduzierte Volumen und die reduzierte Fläche induzieren auch höhere Geschwindigkeiten von Plasma und Blutplättchen neben der geschichteten Schicht aus roten Blutkörperchen, um insbesondere Blutplättchen hin zur Trennwand 62 und der ersten Auslassöffnung 56 zu waschen. Das schnelle Befördern von Blutplättchen verbessert die Sammeleffizienz.
Während eines Blutkomponentenabscheidevorgangs kann das stromaufwärts des Rückhaltedamms 70 zurückgehaltene Vorfüllfluid schließlich durch andere Fluide ersetzt werden, beispielsweise ein blutplättchenarmes Plasma niedriger Dichte, das in das Abscheidegefäß 28 strömt. Selbst wenn dieser Austausch erfolgt, wird immer noch eine Kuppel oder ein Teil von zurückgehaltenem Fluid stromaufwärts des Rückhaltedamms 70 gehalten.
Die relativ sanfte Neigung des stromaufwärts befindlichen Teils 104 des Rückhaltedamms 70 beschränkt die Anzahl an Blutplättchen, die mit Plasma mitgeführt werden, wenn Plasma entlang dem Rückhaltedamm 70 strömt. Der stromabwärts befindliche Teil 104 reduziert auch die Anzahl an Blutplättchen, die stromaufwärts der Trennwand 62 gesammelt werden.
Das sanft geneigte Segment 110 bewirkt eine Bildung einer Schicht aus roten Blutkörperchen gegenüber dem Rückhaltedamm 70. Das Segment 110 wahrt relativ gleichmäßige Strömungsübergange in dem Abscheidegefäß 28 und reduziert die Geschwindigkeit roter Blutkörperchen in dieser Region.
Während eines Blutkomponentenabscheidevorgangs wird ein Bett roter Blutkörperchen bevorzugt entlang der radialen Außenwand 65 des Abscheidegefäßes 28 zwischen den Einlauf- und Auslassbereichen 48 und 50 gehalten. Ferner wird die Kuppel oder der Teil des durch den Rückhaltedamm 70 zurückgehaltenen Fluides bevorzugt entlang der radialen Innenwand 63 des Abscheidegefäßes 28 gehalten. Das Bett roter Blutkörperchen und das zurückgehaltene Fluid beschränken wesentlich bzw. verhindern bevorzugter ein Kontaktieren der radial äußeren und inneren Wände 65 bzw. 63 durch die Blutplättchen, da die Blutplättchen zwischen dem Bett roter Blutkörperchen und dem zurückgehaltenen Fluid eingeschlossen sind. Man glaubt, dass dies ein Blutplättchenverklumpen reduziert, das hervorgerufen wird, wenn Blutplättchen mit baulichen Komponenten der Zentrifugenabscheidevorrichtungen in Kontakt kommen, die aus herkömmlichen Polymermaterialien gebildet sind. Ein Mindern von Blutplättchenverklumpung ist signifikant, da es das Abscheiden einer größeren Menge an Blutkomponenten erlaubt und eine nicht so starke Verwendung von Antikoagulans (AC) fordert. Zum Beispiel glaubt man, dass die vorliegende Erfindung das Verarbeiten von in etwa 20% mehr Blut gegenüber einigen herkömmlichen zweistufigen Zentrifugenabscheidevorrichtungen erlaubt. Zudem ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Volumenverhältnisses von Blutkomponenten zu AC von in etwa 12 zu 1 verglichen mit einem Verhältnis von 10 zu 1, das normalerweise zum Beispiel bei einigen herkömmlichen zweistufigen Zentrifugenabscheidevorrichtungen verwendet wird.
Gesammelte Blutplättchen, weiße Blutkörperchen und etwas Plasma und rote Blutkörperchen werden mittels der ersten Auslassöffnung 56 entnommen und strömen in die Fluidkammer 30, so dass die Blutplättchen ein gesättigtes Partikelfließbett bilden. Das Steuergerät 89 hält die Drehzahl des Rotors 12 in einem vorbestimmten Drehzahlbereich, um die Bildung dieses gesättigten Fließbetts zu erleichtern. Ferner regelt das Steuergerät 89 die Pumpe 80, um mindestens das Plasma, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen bei einer vorbestimmten Strömgeschwindigkeit durch die erste Sammelleitung 38 und in den Einlauf 34 der Fluidkammer 30 zu befördern. Diese strömenden Blutkomponenten verdrängen das Vorfüllfluid aus der Fluidkammer 30.
Wenn die Blutblättchen- und weißen Blutkörperchenpartikel in die Fluidkammer 30 gelangen, werden sie zwei entgegengesetzten Kräften ausgesetzt. Das durch die Fluidkammer 30 mit Hilfe der Pumpe 80 strömende Plasma erzeugt eine erste zähflüssige Schleppkraft, wenn das durch die Fluidkammer 30 strömende Plasma die Partikel hin zum Auslass 32 drängt. Eine durch Drehung des Rotors 12 und der Fluidkammer 30 erzeugte zweite Zentrifugalkraft bewirkt, dass die Partikel hin zum Einlauf 34 gedrückt werden.
Das Steuergerät 89 regelt bevorzugt die Drehzahl des Rotors 12 und die Strömgeschwindigkeit der Pumpe 80, um Blutplättchen und weiße Blutkörperchen in der Fluidkammer 30 zu sammeln. Wenn Plasma durch die Fluidkammer 30 strömt, nimmt die Strömgeschwindigkeit des Plasmas ab und erreicht einen Mindestwert, wenn der Plasmastrom die maximale Querschnittfläche der Fluidkammer 30 erreicht. Da der sich drehende Zentrifugenrotor 12 ein ausreichendes Gravitationsfeld in der Fluidkammer 30 erzeugt, sammeln sich die Blutplättchen nahe der maximalen Querschnittfläche der Fluidkammer 30, statt von der Kammer 30 mit dem Plasma zu strömen. Die weißen Blutkörperchen sammeln sich etwas radial auswärts der maximalen Querschnittfläche der Kammer 30. Die Dichteinversion neigt aber dazu, diese Partikel während dieser ersten Ausbildung des gesättigten Partikelfließbetts geringfügig zu mischen.
Die größeren weißen Blutkörperchen sammeln sich aufgrund ihrer verschiedenen Sedimentiergeschwindigkeiten näher am Einlauf 34 als die kleineren Blutplättchenzellen. Vorzugsweise werden die Drehzahl und Strömgeschwindigkeit so gesteuert, dass sehr wenige Blutplättchen und weiße Blutkörperchen während der Bildung des gesättigten Partikelfließbetts aus der Fluidkammer 30 strömen.
Die Blutplättchen und die weißen Blutkörperchen sammeln sich weiter in der Fluidkammer 30, während Plasma durch die Fluidkammer 30 strömt. Wenn die Konzentration der Blutplättchen zunimmt, werden die Zwischenräume zwischen den Partikeln kleiner und die zähflüssige Schleppkraft des Plasmastroms nimmt allmählich zu. Schließlich wird das Blutplättchenbett ein gesättigtes Partikelfließbett in der Fluidkammer 30. Da das Bett jetzt mit Blutplättchen gesättigt ist, muss für jedes neue Blutplättchen, das in das gesättigte Bett in der Fluidkammer 30 gelangt, ein einzelnes Blättchen das Bett verlassen. Dadurch arbeitet das Bett bei einem stabilen Zustand, wobei Blutplättchen das Bett bei einer Rate verlassen, die gleich der Rate ist, bei der weitere Blutplättchen nach Strömen durch den Einlauf 34 in das Bett eindringen.
Das gesättigte Bett stellt sich unabhängig von der Konzentration von Partikeln, die in die Fluidkammer 30 strömen, automatisch selbst her. Das in die Fluidkammer 30 strömende Plasma strömt vor und nach dem Blutplättchensättigungspunkt durch das Blutplättchenbett.
Das gesättigte Blutplättchenbett nimmt nahe der maximalen Querschnittfläche der Kammer 30 abhängig von der Strömgeschwindigkeit und dem Zentrifugalfeld ein sich änderndes Volumen in der Fluidkammer 30 ein. Die Anzahl an Blutplättchen in dem gesättigten Bett hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie der Strömgeschwindigkeit in die Fluidkammer 30, dem Volumen der Fluidkammer 30 und der Drehzahl. Wenn diese Variablen konstant bleiben, bleibt die Anzahl an Blutplättchen in dem gesättigten Fließbett im Wesentlichen konstant. Wenn sich die Strömgeschwindigkeit der Blutkomponenten in die Fluidkammer 30 ändert, reguliert sich das Bett selbst, um sich entweder durch Freisetzen von überschüssigen Blutplättchen oder Aufnehmen weiterer in die Fluidkammer 30 strömender Blutplättchen selbst zu erhalten. Wenn zum Beispiel die Plasmaströmgeschwindigkeit in die Fluidkammer 30 zunimmt, fegt dieser zusätzliche Plasmastrom überschüssige Blutplättchen aus dem jetzt supergesättigten Bett und das Bett stellt sich im gesättigten Zustand bei der höheren Fließgeschwindigkeit wieder selbst her. Daher ist die Konzentration von Blutplättchen im Bett aufgrund der Freisetzung von Bettblutplättchen niedriger.
Nach Ausbilden des gesättigten Fließbetts aus Blutplättchen transportiert strömendes Plasma weitere Blutplättchen in die Fluidkammer 30 und das Bett. Diese weiteren Blutplättchen vergrößern das Bett und erhöhen die zähflüssige Schleppkraft des Plasmastroms durch das Bett. An einem gewissen Punkt reicht die zähflüssige Schleppkraft aus, um zu bewirken, dass die Blutplättchen nahe der maximalen Querschnittfläche der Fluidkammer 30 das gesättigte Bett und die Fluidkammer 30 verlassen. Wenn die Drehzahl und die Strömungsgeschwindigkeit in die Fluidkammer 30 konstant bleiben, ist somit die Anzahl und Konzentration von Blutplättchen, die in das gesättigte Fließbett von Blutplättchen strömen, im Wesentlichen gleich der Anzahl und Konzentration von Blutplättchen, die vom Bett freigesetzt werden.
Das Bett ist zwar mit Blutplättchen gesättigt, es kann aber eine kleine Anzahl an weißen Blutkörperchen in dem Blutplättchenbett eingestreut sein. Diese weißen Blutkörperchen neigen aber aufgrund ihrer höheren Sedimentiergeschwindigkeit dazu, aus dem Blutplättchenbett heraus hin zum Einlauf 34 zu „fallen" oder sich außerhalb desselben zu setzen. Die meisten weißen Blutkörperchen sammeln sich im Allgemeinen in der Fluidkammer 30 zwischen dem gesättigten Blutplättchenbett und dem Einlauf 34.
Rote Blutkörperchen in der Fluidkammer 30 setzten sich auch hin zum Fluidkammereinlauf 34 ab, und einige der roten Blutkörperchen verlassen die Fluidkammer bevorzugt mittels des Einlaufs 34, während Blutkomponenten mittels des Einlaufs in die Kammer 30 dringen. Es kann mit anderen Worten am Fluidkammereinlauf 34 ein bidirektionales Strömen in und aus der Fluidkammer 30 erfolgen.
Das Steuergerät 89 steuert bevorzugt die Pumpe 80, um die Anzahl roter Blutkörperchen zu beschränken, die sich in der Fluidkammer 30 sammeln. Das Steuergerät 89 kann zum Beispiel das Strömen der Pumpe 80 zeitweilig umkehren, um ein Spülen von roten Blutkörperchen und anderen dichten Substanzen aus dem Fluidkammerauslass 34 zu bewirken. Ferner kann das Steuergerät 89 die Pumpe 80 zyklisch betreiben, um das Sammeln relativ spärlicher Komponenten, wie weiße Blutkörperchen, stromaufwärts der Trennwand 62 zu ermöglichen.
Das in der Fluidkammer 30 gebildete gesättigte Fließbett aus Blutplättchenpartikeln fungiert als Filter oder Sperre für weiße Blutkörperchen, die in die Fluidkammer 30 strömen. Wenn Blutkomponenten in die Fluidkammer 30 strömen, strömt Plasma ungehindert durch das Bett. Das gesättigte Blutplättchen-Fließbett erzeugt aber eine erhebliche Sperre gegenüber den in die Fluidkammer 30 eindringenden weißen Blutkörperchen und hält diese weißen Blutkörperchen in der Fluidkammer 30 zurück. Dadurch filtriert das Bett wirksam weiße Blutkörperchen aus den Blutkomponenten, die ständig in die Fluidkammer 30 einströmen, während von dem gesättigten Bett freigesetztes Plasma und freigesetzte Blutplättchen aus der Kammer 30 austreten können. Dieses Auffüllen und Freisetzen von Blutplättchen wird als Selbstwähleigenschaft des Betts bezeichnet. Im Wesentlichen sammeln sich alle diese filtrierten weißen Blutkörperchen in der Fluidkammer 30 zwischen dem gesättigten Blutplättchen-Fließbett und dem Einlauf 34.
Die Partikeltrennung oder -filtrierung des gesättigten Partikelfließbetts beseitigt eine Reihe von Einschränkungen, die mit der vorbekannten Elutriation einhergehen. Zum Beispiel können Partikel nach Art eines kontinuierlichen Gleichgewichtszustands ohne Batch-Verfahren getrennt oder filtriert werden. Ferner ist kein zusätzliches elutriasierendes Fluidmedium erforderlich. Weiterhin können nach Herstellen des gesättigten Partikelfließbetts die Strömgeschwindigkeiten in einem Bereich verändert werden, ohne die Größe der aus der Fluidkammer 30 austretenden Partikel zu ändern. Im Gegensatz zur Elutriation des Stands der Technik bietet die vorliegende Erfindung ein gesättigtes Partikelbett, das aus numerisch überwiegenden Partikeln besteht. Dieses Bett gibt die überwiegenden Partikel automatisch weiter, während es größere Partikel zurückweist.
Die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung trennen im Wesentlichen alle weißen Blutkörperchen von den Blutplättchen und dem Plasma, die durch die Fluidkammer 30 strömen. Die Sperre gegenüber weißen Blutkörperchen wird zumindest teilweise erzeugt, weil weiße Blutkörperchen eine Größe und Sedimentiergeschwindigkeit aufweisen, die größer als die der Blutplättchen ist, die das gesättigte Partikelfließbett bilden. Daher werden Partikel ähnlicher Dichte nach verschiedenen Größen oder Sedimentiergeschwindigkeiten getrennt.
Da die anfängliche Trennung an der Trennwand 62 und das gesättigte Fließbett eine Mehrheit der roten Blutkörperchen und einiger weißer Blutkörperchen entfernen, besteht das aus der Fluidkammer 30 austretende Fluid hauptsächlich aus Plasma und Blutplättchen. Im Gegensatz zu herkömmlichen porösen Filtern, bei denen die filtrierten weißen Blutkörperchen im Filter zurückgehalten werden, erlaubt die vorliegende Erfindung das Rückgewinnen und Rückführen eines erheblichen Anteils weißer Blutkörperchen zum Spender.
Wenn die Blutkomponenten zunächst mit dem Abscheidegefäß 28 getrennt werden, kann eine erhebliche Anzahl an Blutplättchen etwas aktiviert werden. Das gesättigte Blutplättchenfließbett lässt trotz dieser leichten Aktivierung das Herausfiltrieren von weißen Blutkörperchen aus dem Plasma und den Blutplättchen zu. Dadurch erfordert die vorliegende Erfindung keine Wartezeit für das Filtrieren weißer Blutkörperchen, nachdem die Blutkomponenten in einem Abscheidegefäß 28 einer ersten Trennung unterzogen wurden. Dies steht im Gegensatz zu den Verfahren, welche herkömmliche Filter einsetzen.
Nach der Trennung werden Blutplättchen und Plasma, die aus der Fluidkammer 30 austreten, in geeigneten Behältern gesammelt und für eine spätere Verwendung gelagert. Die aus dem Gefäß 28 entnommenen roten Blutkörperchen und das Plasma können für die Spenderreinfusion oder für Lagerung kombiniert werden. Alternativ können diese Komponenten weiter durch die Vorrichtung 10 getrennt werden.
Wenn eine Verdünnung der Blutplättchenkonzentration erwünscht ist, kann das in 7 gezeigte Abscheidegefäß 28b verwendet werden, um mittels der dritten Auslassöffnung 60a entnommenes Plasma mit den Blutplättchen und dem Plasma zu kombinieren, die aus dem Fluidkammerauslass 32 strömen. Dies ermöglicht ein schnelles Eintreten von Verdünnung ohne wesentliches Eingreifen des Bedieners.
Bei Beendigung des Abscheidevorgangs werden Blutplättchen in dem gesättigten Fließbett geerntet, um eine wesentliche Anzahl an Blutplättchen aus der Fluidkammer 30 zurückzugewinnen. Während der Betternte erhöht das Steuergerät 89 die Strömgeschwindigkeit und/oder senkt die Drehzahl des Rotors 12, um Blutplättchen aus dem Bett freizusetzen. Dies spült die meisten der Blutplättchen, die das gesättigte Fließbett bildeten, aus der Fluidkammer 30, so dass die Blutplättchenausbeute erheblich größer wird. Das Ernten wird fortgesetzt, bis im Wesentlichen alle Blutplättchen entfernt sind, und kurz bevor eine unzulässige Anzahl weißer Blutkörperchen aus der Fluidkammer 30 zu strömen beginnt.
Der Rest des Inhalts der Fluidkammer 30, die eine hohe Konzentration an weißen Blutkörperchen hat, kann zur späteren Verwendung separat gesammelt oder mit den aus dem Gefäß 28 entnommenen Blutkomponenten zur Rückgabe an einen Spender wieder kombiniert werden.
Zwar wurden die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren bezüglich der Entnahme von weißen Blutkörperchen und dem Sammeln von Blutplättchen beschrieben, doch ist diese Beschreibung nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung auszulegen. Die Erfindung kann verwendet werden, um eine der Blutpartikelkomponenten von anderen zu trennen. Das gesättigte Fließbett kann zum Beispiel aus roten Blutkörperchen gebildet werden, um das Strömen von weißen Blutkörperchen durch die Fluidkammer 22 zu verhindern, solange die roten Blutkörperchen kein Rouleau bilden (klumpen). Alternativ kann die Flüssigkeit für das Transportieren der Partikel eine physiologische Kochsalzlösung oder ein anderer Ersatz für Plasma sein. Zusätzlich kann die Erfindung praktiziert werden, um weiße Blutkörperchen oder andere Komponenten aus einer Knochenmarkentnahme oder aus einer Nabelschnurzellentnahme nach Geburt zu entfernen. Weiterhin könnte man die Erfindung durch Filtrieren oder Trennen von Partikeln von Fluiden verwenden, die weder mit Blut noch mit biologisch damit verwandten Substanzen verwandt sind.
Es versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Abwandlungen und Veränderungen an der Struktur und Methodologie der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang oder Wesen der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Fluidkammer 30 der Erfindung in einem Abscheideprozess verwendet werden, der Elutriation oder ein anderes Partikelabscheidemittel einsetzt, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Gewisse Aspekte der Erfindung könnten auch ohne die Fluidkammer praktiziert werden. Die Erfindung kann in ihrem breitesten Sinn auch zum Trennen vieler verschiedener Arten von Partikeln und/oder Komponenten voneinander verwendet werden. Ferner können die vorstehend erwähnten Abscheidegefäße 28, 28a und 28b im Allgemeinen riemenförmig sein und den Einlaufbereich und Auslassbereich in separaten Enden aufweisen, die voneinander beabstandet sind, ohne dass der Einlaufbereich direkt mit dem Auslassbereich verbunden ist, um eine im Allgemeinen ringförmige Form zu bilden. Somit versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die in dieser Beschreibung erläuterten Beispiele beschränkt ist. Vielmehr soll die Erfindung Abwandlungen und Änderungen umfassen, sofern sie in den Schutzumfang der folgenden Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Abscheiden von Komponenten eines Fluids, wobei das Verfahren umfasst: – Drehen eines Abscheidegefäßes (28) um eine Drehachse; – Zuführen von abzuscheidendem Fluid in das Gefäß (28); – Trennen des Fluids im sich drehenden Abscheidegefäß (28) in mindestens eine Komponente relativ hoher Dichte, eine Komponente relativ mittlerer Dichte und eine Komponente relativ niedriger Dichte; – Entfernen von mindestens der Komponente relativ mittlerer Dichte aus dem Abscheidegefäß (28) mittels einer Auslassöffnung (56) im Abscheidegefäß (28); gekennzeichnet durch ein Beschränken des Strömens der Komponente relativ hoher Dichte in die Auslassöffnung mit einem Schirm (96) mit einer der Auslassöffnung (56) zugewandten Fläche; und – Steuern der Position einer Grenzfläche (F) zwischen der Komponente hoher Dichte und der Komponente mittlerer Dichte, so dass sich die Fläche des Schirms (96) zwischen der Grenzfläche (F) und der Auslassöffnung (56) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente hoher Dichte rote Blutkörperchen umfasst, dass die Komponente mittlerer Dichte mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Blutplättchen und weißen Blutkörperchen umfasst und dass die Komponente niedriger Dichte Plasma umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern der Position der Grenzfläche das Entfernen von mindestens einem der Komponente hoher Dichte und der Komponente niedriger Dichte aus dem Abscheidegefäß (28) mittels einer Grenzflächenpositionieröffnung (61) umfasst, welche weiter entfernt von der Drehachse angeordnet ist als die Fläche des Schirms (96).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches weiterhin das Entfernen der Komponente hoher Dichte und der Komponente niedriger Dichte aus dem Abscheidegefäß (28) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welches weiterhin das Sammeln von mindestens der Komponente mittlerer Dichte mit einer Trennwand (62) im Abscheidegefäß (28) umfasst, wobei die gesammelte Komponente mittlerer Dichte mittels der Auslassöffnung (56) aus dem Abscheidegefäß entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente mittlerer Dichte mindestens eine erste Subkomponente und eine zweite Subkomponente umfasst und dass das Verfahren weiterhin das Strömen der Komponente mittlerer Dichte in eine Fluidkammer (30), das Zurückhalten mindestens eines Teils der ersten Subkomponente in der Fluidkammer (30) und das Zulassen eines Strömens mindestens eines Teils der zweiten Subkomponente aus einem Ablauf (32) der Fluidkammer (30) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin das Entfernen der Komponente niedriger Dichte aus dem Abscheidegefäß (28) und das Vereinigen der aus dem Abscheidegefäß entfernten Komponente niedriger Dichte mit der aus dem Ablauf (32) der Fluidkammer (30) strömenden zweiten Subkomponente umfasst.
Vorrichtung zur Verwendung mit einer Zentrifuge (10) mit einem um eine Drehachse drehbaren Rotor (12), wobei der Rotor (12) eine Halterung (16) aufweist, wobei die Vorrichtung umfasst: – ein Abscheidegefäß (28) zum Anbringen in der Halterung (16), wobei das Abscheidegefäß (28) umfasst – einen Einlaufbereich (48) mit einer Einlauföffnung (54) zur Zufuhr eines in Komponenten zu trennenden Fluids zum Abscheidegefäß (28), – einen Auslassbereich (50), der mindestens eine Auslassöffnung (56) zum Entfernen von mindestens einer abgeschiedenen Komponente des Fluids aus dem Abscheidegefäß (28) aufweist, – gekennzeichnet durch einen Schirm (96) zum Beschränken des Eindringens von mindestens einer Komponente relativ hoher Dichte des Fluids in die Auslassöffnung (56), wobei der Schirm (96) eine der Auslassöffnung (56) zugewandte Fläche aufweist, und – Mittel (61) zum Steuern der Position einer Grenzfläche (F) zwischen der mindestens einen Komponente relativ hoher Dichte und der mindestens einen abgeschiedenen Komponente, so dass sich die Fläche des Schirms (96) zwischen der Grenzfläche (F) und der Auslassöffnung (56) befindet; und – einen Fließweg (46), der sich zwischen dem Einlaufbereich und dem Auslassbereich erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel eine zur Entnahme eines Teils des Fluids ausgelegte Grenzflächensteueröffnung (61) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schirm (96) näher an der Drehachse befindet als die Grenzflächensteueröffnung (61), wenn das Abscheidegefäß (28) in der Halterung (16) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, welche weiterhin eine Trennwand (62) im Auslassbereich (50) des Abscheidegefäßes (28) zum im Wesentlichen Blockieren des Strömens von wenigstens einer Komponente relativ mittlerer Dichte des Fluids umfasst, wobei sich die Auslassöffnung (56) zwischen der Trennwand (62) und dem Einlaufbereich (48) des Abscheidegefäßes befindet, um die blockierte Komponente mittlerer Dichte des Fluids zu entfernen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, welche weiterhin einen Rückhaltedamm (70) zum Zurückhalten von Substanzen relativ niedriger Dichte umfasst, welcher sich weg von der Drehachse erstreckt, wenn das Abscheidegefäß (28) in der Halterung (16) angebracht ist, wobei sich der Rückhaltedamm (70) zwischen dem Einlaufbereich (48) des Abscheidegefäßes (28) und der Auslassöffnung (56) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, welche weiterhin einen verhältnismäßig stufenweise abgeschrägten Abschnitt (108) in einem Bereich gegenüber dem Rückhaltedamm (70) umfasst, um die Dicke einer in dem Bereich ausgebildeten Schicht der Komponente relativ hohen Dichte des Fluids zu vergrößern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, welche weiterhin eine Fluidkammer (30) zum Abscheiden von Komponenten des Fluids nach einer ersten Abscheidung im Abscheidegefäß (28) umfasst, wobei die Fluidkammer (30) am Rotor (12) angebracht werden kann und einen Fluidkammereinlauf (34), der mit der Auslassöffnung fluidverbunden ist, einen Fluidkammerauslass (32) und eine Fluidkammerwand umfasst, die sich zwischen dem Fluidkammereinlauf (34) und dem Fluidkammerauslass (32) erstreckt und diese ausbildet, wobei die Fluidkammerwand eine Innenfläche aufweist, die einen Innenraum mit einer maximalen Querschnittsfläche an einer Position zwischen dem Fluidkammereinlauf (34) und dem Fluidkammerauslass (32) ausbildet, wobei der Innenraum von der Position der maximalen Querschnittsfläche hin zum Fluidkammereinlauf (34) zuläuft.
Zentrifugalabscheidevorrichtung (10), die die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14 aufweist und weiterhin umfasst: – einen Zentrifugenrotor (12), der zum Drehen durch einen Motor (14) um eine Drehachse ausgelegt ist; – eine Halterung (16) am Zentrifugenrotor (12), wobei sich das Abscheidegefäß (28) in der Halterung (16) befindet.