DE69710801T2

DE69710801T2 - Zentrifugenrotor für die Blutbehandlung

Info

Publication number: DE69710801T2
Application number: DE69710801T
Authority: DE
Inventors: Toshiyasu Ohashi; Koichiro Sakota; Jun Tang
Original assignee: Haemonetics Corp
Current assignee: Haemonetics Corp
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: JP3313572B2; JPH09276396A; EP0799645B1; EP0799645A1; DE69710801D1; US5882289A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Blutbearbeitung, insbesondere: Zentrifugenkessel zum Trennen von Blutkomponenten durch Zentrifugieren.

BEKANNTER STAND DER TECHNIK

Menschliches Vollblut enthält Blutzellen, wie beispielsweise rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen, und diese Zellen sind in Plasma suspendiert, einer wäßrigen Lösung von Proteinen und anderen chemischen Substanzen. Bluttransfusionen wurden unter Anwendung von Vollblut durchgeführt. In letzter Zeit werden Bluttransfusionen jedoch weitgehend so vorgenommen, daß nur diejenigen Blutkomponenten übertragen werden, die von einem bestimmten Patienten benötigt werden, statt der eine Transfusion von Vollblut vorzunehmen. Die Transfusion nur derjenigen Blutkomponenten, die notwendig sind, sichert den verfügbaren Vorrat an Blut und ist in vielen Fällen zweckmäßig für den Patienten.
Zentrifugieren ist weithin als eine Technologie zum Trennen von Blutkomponenten, wie beispielsweise Plasma und Blutplättchen aus dem Vollblut, akzeptiert, wobei Blutkomponenten in Abhängigkeit von der volumenbezogenen Masse getrennt werden. Einweg-Zentrifugenrotoren oder -kessel sind entwickelt worden, um Blutkomponenten durch ein solches Zentrifugieren zu trennen und um Blutzellenkomponenten zu waschen, die von einer Operationsstelle gesammelt wurden.
Typische Beispiele schließen einen Zentrifugenkessel des Typs, der im US-Patent Nr. 4300717 ("Latham"-Kessel) offengelegt wird, und einen Zentrifugenkessel des Typs, der im US-Patent Nr. 4086924 ("Grenade"-Kessel) offengelegt wird, ein. Der Kessel umfaßt in jedem Fall einen Rotorabschnitt, in dem die Blutkomponenten abgeschieden werden, und einen Statorabschnitt, der eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung hat, und eine rotierende Dichtung verbindet diese Abschnitte miteinander. Antikoaguliertes Vollblut und/oder Waschlösung werden durch die Einlaßöffnung in das Innere des Rotorabschnitts eingebracht. Der Rotorabschnitt rotiert mit einer feststehenden oder veränderlichen Drehzahl, und die Blutkomponenten werden entsprechend der volumenbezogenen Masse im Rotorabschnitt durch Zentrifugieren getrennt. Während durch die Einlaßöffnung kontinuierlich Blut in den Kessel eintritt, werden die verschiedenen getrennten Blutkomponenten vom in Radialrichtung äußeren Abschnitt des Kessels zunehmend nach innen verdrängt und erreichen nacheinander einen Schürzenabschnitt, der sich in Radialrichtung nach außen öffnet und mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht. Die Blutkomponenten, die durch die Auslaßöffnung austreten, werden zurückgehalten und aufbewahrt, während die Komponenten, die im Kessel verbleiben, nachdem das Auffangen abgeschlossen ist, anschließend durch die Auslaßöffnung wieder dem Patienten oder Spender zugeführt oder zur Konservierung in einem entsprechenden Behälter gegeben werden. Der Rotorabschnitt umfaßt einen im allgemeinen kegelstumpfförmigen oder zylindrischen Kesselkörper, und ein allgemein zylindrischer Kern ist koaxial darin als dem Statorabschnitt angeordnet. Die Trennung durch Zentrifugieren wird in dem Raum zwischen dem Kern und dem Kesselkörper, d. h., einem Trennraum, erreicht. Die rotierende Dichtung wird als eine rotierende Dichtungsbaugruppe konstruiert, welche die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung einschließt, und zwischen der Dichtung und dem oberen Ende des Kerns wird ein Sammelraum gebildet, der ein Raum zum Führen der getrennten Blutkomponenten zur Auslaßöffnung ist. Um den Umfang des Kerns werden Öffnungen für die Verbindung zwischen dem Trennraum und dem Sammelraum bereitgestellt. Im Kern wird eine Mittelöffnung gebildet, und durch die Mittelöffnung wird ein Schaft eingesetzt, um Fluid von der Einlaßöffnung zum unteren Abschnitt des Kessels zu leiten.
Zusätzlich zu den obigen Konstruktionen legen die US-Patente Nr. 4983158 und 4943273 andere Typen von Kesseln offen, auf die hierin als "BM-Kessel" Bezug genommen wird. Diese Kessel schließen einen integrierten Kesselkörper ein, der durch Blasformen geformt wird, und Kerne unterschiedlicher Formen können durch eine Öffnung koaxial in den Kessel eingesetzt werden, die in einem axialen Ende des Kesselkörpers gebildet wird. Der Kessel des US-Patents 4943273 weist ein Umlenkelement auf, das durch Einsetzen in den Kessel eingepaßt werden kann und unter dem Kern bereitgestellt wird, so daß der Kessel für das Waschen von Blutzellenkomponenten geeignet wäre, die von einer Operationsstelle gesammelt wurden.
Außerdem legt US-Patent Nr. 5100372 einen verbesserten Kernadapter für das Einsetzen in einem BM-Kessel offen, worin dargelegt wird, daß der Kern mit Öffnungen geringer Größe für die Verbindung zwischen dem Trennraum und dem Sammelraum versehen wird, so daß alle Blutkomponenten, die am oberen Abschnitt des Kerns verbleiben, durch "Zurückspritzen" wirkungsvoll entfernt werden können.
Außerdem legen die Ausführungen der Internationalen Veröffentlichung WO94/0872 l (PCT/US93/09276) einen Kern für einen Grenade-Kessel für die Anwendung bei der Trennung oder dem Waschen von Blutzellen offen, bei dem der Kern mit einer Vielzahl von in Radialrichtung nach außen verlaufenden Vorsprüngen versehen ist, um die Bildung von Coriolis-Wellen auf ein Minimum zu reduzieren, die andernfalls eine unerwünschte Turbulenz im Trennraum verursachen würden. Darüber hinaus wird in den Ausführungen der Internationalen Veröffentlichung WO89/01792 (PCT/US88/02963) ein Kessel des BM-Typs zum Waschen oder Konzentrieren roter Blutkörperchen offengelegt, der nur den oberen Kernabschnitt hat, ohne einen Körper, der koaxial mit dem Kesselkörper verläuft. Darüber hinaus legt US-Patent Nr. 5045048 einen anderen Typ eines Kessels des Latham-Typs offen. In Fig. 1 dieses US- Patents wird gezeigt, daß der in Radialrichtung nach außen gelegene Umfang der Schürzenabschnitte 24a und 25a, der mit der Auslaßöffnung in Verbindung steht, dicht an die Innenwand des Kesselkörpers angrenzt. Es wird jedoch keine detaillierte Erläuterung gegeben.
US-A-3565330 legt einen Zentrifugenkessel nach der Oberbegriff von Anspruch 1 offen und unterrichtet über eine rotierende Dichtung, die eine dynamische Dichtung zwischen einem ersten starren reibungsarmen Element und einem beweglichen starren Element ist. Die dynamische Dichtung ist besonders geeignet für das Zentrifugieren in kontinuierlichen sterilen Vorgängen, wie beispielsweise der Behandlung von Blut.

ZIEL DER ERFINDUNG

Gebräuchlicherweise sind Plasma und Blutplättchen die Komponenten von Interesse, wenn Blutkomponenten unter Anwendung der Kessel, wie sie oben beschrieben worden, getrennt werden, und die roten Blutkörperchen, die möglicherweise nach der Trennung im Kessel verbleiben, werden üblicherweise wieder dem Patienten oder Spender zugeführt. Es gibt jedoch Gelegenheiten, bei denen rote Blutkörperchen gesondert für die Behandlung von Krankheiten benötigt werden, genauso wie Plasma und Blutplättchen, und es gibt auf medizinischem Gebiet einen Bedarf an konzentrierten roten Blutkörperchen (plasmadepletiertem Vollblut). Konzentrierte rote Blutkörperchen haben etwa das halbe Volumen von Vollblut, wenn die Anzahl der roten Blutkörperchen und die Menge an Hämoglobin pro Einheit die gleichen sind, bieten folglich den Vorteil, daß die Auswirkungen bei Transfusionen an Patienten, insbesondere auf Ältere und Kinder, geringer sind.
Die gebräuchlichen Kessel der oben beschriebenen Typen haben darin einen Nachteil, daß, wenn sie zur Trennung von konzentrierten roten Blutkörperchen eingesetzt werden, die aufgefangenen konzentrierten roten Blutkörperchen von geringer Qualität sind. Während Kessel des BM-Typs aus ökonomischen Gründen für den Zweck der Trennung roter Blutkörperchen geeignet sind, besteht eines der Probleme im Zusammenhang mit den gebräuchlichen Kesseln des BM-Typs insbesondere darin, daß weiße Blutkörperchen nicht richtig abgetrennt werden können und in den konzentrierten roten Blutkörperchen verbleiben. Wie allgemein bekannt ist, gibt es Gefahren wie die FNHTR (Fiebrige Nicht-Hämolytische Transfusions-Reaktion), die Produktion von Antikörpern gegen weiße Blutkörperchen, Virusinfektionen, die von weißen Blutkörperchen getragen werden, wenn konzentrierte rote Blutkörperchen, die mit weißen Blutkörperchen kontaminiert sind, verwendet werden. Außerdem besteht bei jedem der Latham- und BM- Kessel selbst dann das Problem der Kontamination mit weißen Blutkörperchen, wenn versucht wird, die weißen Blutkörperchen durch die Weiterführung des Verfahrens zu entfernen, bis die roten Blutkörperchen, die Komponente mit der höchsten volumenbezogenen Masse, beginnen, sich aus dem Trennraum herauszulösen, und darüber hinaus hat sich gezeigt, daß diese Herangehensweise ein anderes Problem, die Kontamination mit freiem Hämoglobin, mit sich bringt.
Dementsprechend ist es gebräuchlich, das sogenannte Doppelbeutelsystem oder Vierbeutelsystem anzuwenden, wenn konzentrierte rote Blutkörperchen aus Vollblut aufgefangen werden sollen, die im wesentlichen frei von weißen Blutkörperchen sind. Im Doppelbeutelsystem wird antikoaguliertes Vollblut in einem Kunststoffbeutel dem Zentrifugieren unterzogen, um die Blutkomponenten zu trennen, und das Plasma wird aus dem Beutel ausgepreßt, um konzentrierte rote Blutkörperchen zu erhalten, die danach verdünnt werden, gefiltert durch einen Filter zur Entfernung der weißen Blutkörperchen durch Adsorption, wodurch 99% der weißen Blutkörperchen oder mehr entfernt werden (Shoni Nalka 26 6 (1994)). Im Quaternär- oder Vierbeutelsystem dagegen werden vier Beutel eingesetzt, einschließlich eines Beutels, der ein Konservierungsmittel für rote Blutkörperchen (MAP) enthält. Durch Zentrifugieren nach der Blutabnahme werden die Blutkomponenten als Lagen entsprechend der volumenbezogenen Masse in einem der Beutel getrennt, und eine äußere Kraft wird auf den Beutel ausgeübt, um aus dem oberen Abschnitt des Beutels in die anderen Beutel nacheinander das blutplättchenarme Plasma, die gelbbraune Schicht und einen oberen Teil der konzentrierten roten Blutkörperchen abzuleiten, der einen beträchtlichen Anteil von Granulozyten enthält, wodurch annähernd 90% der Lymphozyten und annähernd 40% der Granulozyten entfernt werden (Kiso to Rinsho 29 (12) 3295 (1995)). Diese Systeme haben jedoch den Nachteil, daß eine Zentrifugenvorrichtung mit großem Volumen erforderlich ist, und daß die Verfahren zur Trennung der Blutkomponenten nach dem Zentrifugieren kompliziert sind.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die gebräuchlichen Kessel des Latham-Typs und des BM-Typs so zu verbessern, daß sie für das Auffangen von leukozytendepletierten konzentrierten roten Blutkörperchen geeignet sind.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die gebräuchlichen Kessel des Latham-Typs und des BM-Typs so zu verbessern, daß die Trennung von Blutkomponenten, wie beispielsweise blutplättchenarmem Plasma, auf zufriedenstellendere Weise erreicht werden kann. Die verbesserten Kessel werden mit neuartigen Kernen versehen.
Wie beim Auffangen von konzentrierten roten Blutkörperchen ist es erforderlich, daß die weißen Blutkörperchen so weit wie möglich entfernt werden, wenn das Auffangen von konzentrierten Blutplättchen gewünscht wird. Weiße Blutkörperchen werden manchmal zur Unterstützung der Immuntherapie abgetrennt und übertragen. Diese Komponenten waren jedoch in gebräuchlichen Kesseln des BM-Typs nicht in geeigneter Weise verfügbar. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend, einen Kessel des BM-Typs bereitzustellen, der verbessert wurde, um eine bessere Trennung von Komponenten, wie beispielsweise Plasmakonzentrat, gelbbrauner Schicht und weißer Blutkörperchen, zu erreichen.

OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG

Ein Zentrifugenkessel zur Bearbeitung von Blut durch Zentrifugieren, der nach der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, umfaßt einen Kesselkörper, der für die Drehung um seine Achse geeignet ist und an einem Axialende eine Öffnung hat, eine rotierende Dichtungsbaugruppe, die an dem Kesselkörper befestigt ist, um die Öffnung zu bedecken, und die eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung in Fluid- Verbindung mit dem Inneren des Kesselkörpers hat, und einen Kern, der innerhalb des Kesselkörpers angeordnet ist. Der Kern schließt folgendes ein: einen ersten Abschnitt, der einen Sammelraum definiert, der in Fluid-Verbindung mit der Auslaßöffnung ist, und einen zweiten Abschnitt, der zwischen dem Kern und der Innenwand des Kesselkörpers einen Trennraum in Fluid-Verbindung mit der Einlaßöffnung definiert. Der Kern schließt außerdem Mittel zur Definition von Fluid-Durchgängen, die den Sammelraum und den Trennraum verbinden, und eine Mittelöffnung ein, die konzentrisch um die Achse gebildet wird. Die Mittel zur Definition von Fluid-Durchgängen können in Kesseln des Latham-Typs beispielsweise Vorsprünge oder Aussparungen sein, die um die Mittelöffnung des im allgemeinen kegelstumpfförmigen Kerns gebildet werden, wobei die Vorsprünge oder Aussparungen Fluid-Durchgänge zwischen der Außenfläche des Kerns und der Innenfläche des Kesselkörpers definieren, wenn der Kern mit dem Kesselkörper in Eingriff kommt. Als Alternative dazu können solche Vorsprünge oder Aussparungen um die Innenfläche des Kesselkörpers herum gebildet werden, der mit dem Kern im Eingriff ist. Im Fall von Kernen für die Anwendung in Kesseln des BM-Typs können die Mittel zur Fluid-Definition beispielsweise eine Vielzahl von Öffnungen sein, die um den Umfang des Kerns herum gebildet werden, wobei der Kern in den Kesselkörper eingesetzt werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Zentrifugenkessel des oben beschriebenen Typs in Übereinstimmung mit dem kennzeichnenden Abschnitt von Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche bereitgestellt.
Die Auslaßöffnung kann mit dem Sammelraum durch ein Schürzenelement verbunden sein. Das Schürzenelement hat vorzugsweise eine in Radialrichtung nach außen führende Öffnung, die vorzugsweise von den Fluid-Durchgängen in Radialrichtung nach innen angeordnet ist, und hat einen Durchmesser. Typischerweise ist der Durchmesser gleich oder kleiner als 33 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 28 mm und am besten gleich oder kleiner als 25 mm. Der geringe Durchmesser des Schürzenelements ermöglicht es, die Scherkraft zwischen dem äußeren Umfang des Schürzenelements und der gegenüberliegenden Oberfläche des Kerns oder des Kesselkörpers zu verringern, wodurch der Bruch von Blutzellenkomponenten im Sammelraum auf ein Minimum reduziert wird. Der äußere Umfang des kleinen Schürzenelements wird vorzugsweise angrenzend an den oberen Abschnitt oder den ersten Abschnitt des Kerns oder die Innenwand des Kesselkörpers angeordnet, wodurch die Scherkraft verringert und das Retentionsvolumen im Sammelraum auf ein Minimum reduziert werden. Der Radialabstand zwischen dem Schürzenumfang oder der Schürzenöffnung und der eng daran angrenzenden Oberfläche ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 2 mm und ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 1 mm. Der Schürzenabschnitt verläuft üblicherweise gerade in der Axialrichtung. Die Schürze kann jedoch, so lange ihr Durchmesser gering gehalten wird, andere Formen annehmen, wie beispielsweise eine in Axialrichtung ausgestellte Form.
Vorzugsweise sind 2 oder mehr Fluid-Durchgänge vorhanden, beispielsweise 2 bis 8, und werden in gleichem Abstand in der Umfangsrichtung gebildet. Die Gesamtfläche der Fluid-Durchgänge oder Öffnungen ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 80 mm², um so einen Rückfluß zu verhindern, wenn die Blutkomponenten aus dem Trennraum in den Sammelraum verdrängt werden. Besser noch ist die Gesamtfläche gleich oder kleiner als 40 mm², und liegt im günstigsten Fall im Bereich von 20 bis 40 mm².
Ein Sperrelement in Form eines zylindrischen Verbindungsstücks kann bereitgestellt werden, das sich in Axialrichtung zu einer axialen Position anschließend an das Schürzenelement erstreckt, um so den Fluß aus dem Sammelraum in die Mittelöffnung zu verhindern. Auf diese Weise wird der Fluß durch die Mittelöffnung aus dem Sammelraum in den Kesselkörper verhindert, wodurch die Kontamination der konzentrierten roten Blutkörperchen mit weißen Blutkörperchen und freien Hämoglobinen verhindert wird. Der Abstand in Axialrichtung zwischen dem Axialende des zylindrischen Zwischenstücks und dem Schürzenelement beträgt typischerweise 2 mm oder weniger und vorzugsweise 1 mm oder weniger.
Vorzugsweise ist der erste Abschnitt zylindrisch und wird in der Öffnung aufgenommen und schließt eine radiale Innenwand ein. Besser noch definieren der erste zylindrische Abschnitt und der zweite zylindrische Abschnitt einen Trennbereich zwischen den Öffnungen und dem Trennraum, wobei der Trennbereich eine Länge längs der Achse des Kesselkörpers hat, die in Radialrichtung zu den Öffnungen hin progressiv abnimmt. Für die Trennung der gelbbraunen Schicht oder der weißen Blutkörperchen von den roten Blutkörperchen ist es notwendig, daß eine Phase oder Lage von weißen Blutkörperchen gezogen und von der Auslaßöffnung zur Außenseite des Kessels geleitet wird. Bei gebräuchlichen Kernen für den Einsatz in Kesseln des BM-Typs wurde eine im wesentlichen zylindrische Form als Ganzes angenommen, folglich war kein Gebiet oder Bereich für die Entwicklung einer solchen Phase von weißen Blutkörperchen verfügbar. Die Bereitstellung des Trennbereichs, der eine in Radialrichtung nach innen abnehmende Axiallänge hat, zwischen den Fluid-Durchgängen oder Öffnungen des Kerns und dem Trennraum erlaubt die leichte Trennung von weißen Blutkörperchen in Kesseln des BM-Typs. Ein solcher Trennbereich ermöglicht es, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen voneinander zu trennen, die Komponenten, die sich bei der volumenbezogenen Masse nicht wesentlich voneinander unterscheiden und folglich zusammen eher eine Lage der gelbbraunen Schicht bilden (die Blutplättchen und weiße Blutkörperchen, d. h., Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten, einschließt) als getrennte individuelle Lagen zu bilden. Folglich wird es möglich, sowohl ein leukozytendepletiertes Blutplättchenkonzentrat als auch weiße Blutkörperchen getrennt zu sammeln. Vorzugsweise wird ein solcher Trennbereich zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt durch ein Axialende des ersten zylindrischen Abschnitts und einen in Radialrichtung nach innen ablenkenden Abschnitt des zweiten zylindrischen Abschnitts definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine axiale Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Zentrifugenkesseis des BM- Typs der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine teilweise aufgeschnittene Aufrißansicht, welche die rotierende Dichtungsbaugruppe zeigt, die für den Zentrifugenkessel von Fig. 1 verwendet wird.
Fig. 3 ist eine schematische Aufrißansicht des Kerns des Zentrifugenkessels von Fig. 1 von vorn.
Fig. 4 ist eine Draufsicht des Kerns von Fig. 3, und Fig. 4B ist eine Draufsicht eines Zentrifugenkesselkerns von Fig. 8 nach dem bekannten technischen Stand.
Fig. 5 ist eine axiale Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Zentrifugenkessels des Latham-Typs der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6A und 6B sind schematische Aufrißansichten von vorn bzw. von oben des Kerns des Zentrifugenkessels von Fig. 5.
Fig. 7 ist eine schematische, teilweise aufgeschnittene Schnittansicht, die einen anderen Kern der vorliegenden Erfindung für die Anwendung in einen Zentrifugenkessel des BM-Typs zeigt.
Fig. 8 ist eine axiale Schnittansicht eines Zentrifugenkessels des BM-Typs nach dem bekannten technischen Stand.
Fig. 9 ist eine axiale Schnittansicht eines Zentrifugenkessels des Latham-Typs nach dem bekannten technischen Stand.
Fig. 10 ist eine Draufsicht eines Kerns für die Anwendung im Zentrifugenkessel von Fig. 9.

BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach dem BM-Typ der Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, umfaßt der Zentrifugenkessel des BM-Typs nach der vorliegenden Erfindung einen Einweg-Zentrifugenrotor oder einen Kessel 10, der für die Bearbeitung des Vollbluts eines Patienten oder Spenders angewendet wird, insbesondere zur Gewinnen von konzentrierten roten Blutkörperchen, die im wesentlichen frei von weißen Blutkörperchen sind. Der Kessel 10 umfaßt eine rotierende Dichtungsbaugruppe oder Dichtungs- und Kopfbaugruppe, die allgemein unter 28 (Fig. 2) gezeigt wird, einen nahtlosen Kesselkörper aus einem Stück, der allgemein unter 12 gezeigt wird, und einen Kern 14 (Fig. 3 und 4).
Die Dichtungs- und Kopfbaugruppe 28 stellt eine Drehdichtung und eine Fluid-Verbindungsbahn zwischen dem Innern des drehbaren Kesselkörpers 12 und feststehenden Rohrleitungen 65 und 60 bereit, die mit einer Einlaßöffnung 19 bzw. einer Auslaßöffnung 20 verbunden sind. Die Baugruppe 28 besteht aus einem feststehenden Kopf, der allgemein unter 30 gezeigt wird, einer Abflußröhre 25, einer Einspeiseröhrenbaugruppe, die allgemein unter 24 gezeigt wird, und einer Drehdichtung, die allgemein unter 35 gezeigt wird. Die rotierende Dichtung 35 umfaßt einen Dichtungsring 22, ein flexibles Element 27 und ein äußeres Dichtungselement oder eine Krone 16.
Der Kopf 30 besteht aus einem integriert geformten Element, das eine Einlaßbohrung oder Einlaßöffnung 19 hat, die sich in Radialrichtung in einen Axialdurchgang 19a erstreckt. Der Durchgang 19a ist gekoppelt mit einer inneren, in axialer Richtung verlaufenden Bohrung 61 der Einspeiseröhrenbaugruppe 24 und wiederum mit einem Einspeiseröhrenschaft 18, wodurch er eine nicht-rotierende Einlaßbahn für den Eintritt von antikoaguliertem Vollblut in das Innere des Zentrifugenkesselkörpers 12 bildet.
Der Kopf 30 schließt außerdem eine Auslaßbohrung oder Auslaßöffnung 20 ein, die sich in Radialrichtung in einen Kanal 20a erstreckt, der in einem koaxiale Verhältnis um die Einspeiseröhrenbaugruppe 24 verläuft. Der Kanal 20a ist dann mit einem Auslaßdurchgang 62 gekoppelt. Ein äußeres Abschirmelement 32 wird am Kopf 30 gebildet und erstreckt sich über die rotierende Dichtung 35.
Die Einspeiseröhrenbaugruppe 24 wird mit einer unteren Schürze 24a, die mit dieser integriert ist, gebildet, und eine entsprechende, ergänzende obere Schürze 25a wird integriert an der Abflußröhre 25 gebildet, wodurch ein sich in Radialrichtung nach außen öffendes Schürzenelement im Sammelraum gebildet wird. Das Schürzenelement hat im Verhältnis zum Schürzenelement dieses Typs von Kesselstruktur nach dem bekannten technischen Stand, wie das in Fig. 8 gezeigt wird, einen reduzierten Durchmesser.
Wie oben erwähnt worden ist, wird die rotierende Dichtung 35 aus einem flexiblen Element 27, einem Dichtungsring 22 und einer Krone 16 gebildet. Das flexible Element 27 wird um den Außenumfang am Umfang des Dichtungsrings 22 befestigt. Die Krone 16 schließt an ihrem Umfang eine in Axialrichtung offene Rille 16a ein und ist mit einer Mittelöffnung 23 versehen, durch welche die Abflußröhre 25 verläuft. Der Innenumfang des flexiblen Elements 27 ist mit der Abflußröhre 25 verbunden.
Die Kopf und Dichtungsbaugruppe 28, wie sie bisher beschrieben worden ist, wird als individuelle Einheit gebildet und zusammengebaut und durch die Öffnung des Kesselkörpers 12 eingesetzt und an demselben durch geeignete Mittel, wie beispielsweise Schweißen oder Schrauben, befestigt, nachdem der Kern 14 durch eine Öffnung 13, die in einem Axialende des Kesselkörpers 12 gebildet wird, in den Kesselkörper 12 eingesetzt worden ist, wie das in Fig. 1 gezeigt wird.
Der Kesselkörper 12 ist vorzugsweise ein integrierter Körper, der dafür geeignet ist, durch Blasformen oder Spritzblasformen hergestellt zu werden, und kann aus einem geeigneten Kunststoff, wie beispielsweise transparentem Styrolkunstharz oder dergleichen, hergestellt werden.
Der Kesselkörper 12 umfaßt einen oberen ringförmigen Abschnitt 12A, einen oberen Radialabschnitt 12R, einen zylindrisch verlaufenden Mittelabschnitt 12C, einen unteren, abgestuften Abschnitt 125 und einen unteren Verschlußabschnitt 12B. Eine Rille 12', die der Rille 16a der Krone 16 entspricht, wird am ringförmigen Abschnitt 12A gebildet, und ein Runddichtring 55 wird zwischen den Rillen angeordnet. Wenn die Krone 16 durch Schrauben, Schweißen oder dergleichen am Kesselkörper befestigt wird, wird der Runddichtring zusammengedrückt, um eine flüssigkeitsfeste Dichtung zu bilden.
Der Kern 14 ist allgemein zylindrisch und ist dafür geeignet, im Kesselkörper 12 durch Einsetzen durch die Öffnung 13 angeordnet zu werden, die im ringförmigen Abschnitt 12A des Kesselkörpers 12 gebildet wird. Der Kern 14 schließt einen zylindrischen Abschnitt oder eine allgemein zylindrische Außenwand 50 ein, die koaxial mit dem Kesselkörper 12 verläuft. Ein oberer zylindrischer Abschnitt oder ringförmiger Abschnitt 50A des Kerns 14 ist dafür geeignet, genau passend in der Öffnung 13 des Kesselkörpers 12 aufgenommen zu werden, wenn der Kern 14 in den Kesselkörper 12 eingesetzt wird, wodurch zwischen der Krone 16 und dem ringförmigen Abschnitt 50A des Kerns 14 ein Sammelraum CC zum Auffangen der durch das Schürzenelement getrennten Blutkomponenten gebildet wird. Der ringförmige Abschnitt 50A wird mit einer verhältnismäßig dicken Wand gebildet, und seine Innenwand wird in Radialrichtung eng anschließend an die Öffnung des Schürzenelements, d. h.. den Umfang der oberen und unteren Schürze 25a und 24a, angeordnet.
Die Außenwand 50 des Kerns 14 hat einen Durchmesser, der annähernd gleich demjenigen des ringförmigen Abschnitts 50A ist, und bildet einen Trennraum SC zwischen der Außenwand 50 und dem mittleren und dem abgestuften Abschnitt 12C und 125 des Kesselkörpers 12. Die Axialenden der Außenwand 50 verjüngen sich, und das untere verjüngte Ende wird mit dem Innenumfang des unteren Endes des ringförmigen Abschnitts 50A verbunden, wobei an dieser Verbindungsstelle in gleichen Abständen vier schlitzartige Öffnungen 52 in Abständen von 90º um den Umfang gebildet werden (Fig. 4A). Diese Öffnungen 52 dienen dazu, Durchgänge für die Blutkomponenten, wie beispielsweise Plasma und Blutplättchen, die vom Vollblut durch Zentrifugieren im Trennraum SC im Kesselkörper 12 abgetrennt werden, bereitzustellen, die in den Sammelraum CC fließen. Die verjüngten distalen Enden der Außenwand 50 werden miteinander durch ein in Axialrichtung verlaufendes Zylinderelement verbunden, und der Einspeiseröhrenschaft 18 verläuft durch das Innere des Zylinderelements zum unteren Verschlußabschnitt 12B des Kesselkörpers 12 hin.
Das untere Axialende 51 des ringförmigen Abschnitts 50A und der obere verjüngte Abschnitt oder die in Radialrichtung nach innen gerichtete Schrägfläche 53 der Außenwand 50 definieren einen Trennbereich S. der eine in Radialrichtung nach innen progressiv abnehmende Axiallänge hat, zwischen den Öffnungen 52 und dem Trennraum SC. Das obere Ende des oberen verjüngten Abschnitts der Außenwand 50 ist integriert mit einem zylindrischen Verbindungsstück 50B verbunden, das in axialer Richtung zu einer Position axial eng angrenzend an das Schürzenelement verläuft, und durch das Verbindungsstück 50B wird eine Mittelöffnung 56 des Kerns 14 definiert. Das zylindrische Verbindungsstück 50B dient als eine Sperre, die das Fluid im Sammelraum CC daran hindert, durch die Mittelöffnung 56 in das Innere des Kesselkörpers zu fließen.
Zum besseren Verständnis der Funktionsweise des Zentrifugenkessels 10, der in Fig. 1 bis 4 gezeigt wird, insbesondere des neuartigen Kerns 14, kann es hilfreich sein, sich auf die folgenden zwei beispielhaften Protokolle zu beziehen. Diese Bearbeitungsprotokolle können unter Anwendung von Apherese-Vorrichtungen, die von der Haemonetics Corporation in 400 Wood Road, Braintree, MA 02184, USA, unter den Handelsnamen MCS, MULTI und CCS erhältlich sind, ausgeführt werden.

PROTOKOLL FÜR DAS AUFFANGEN VON LEUKOZYTENDEPLETIERTER KONZENTRIERTER ROTER BLUTKÖRPERCHEN

1. Vollblut wird einem Patienten oder Spender abgenommen, antikoaguliert und über die Einlaßöffnung 19 durch die Rohrleitung 65 in den Kessel 10 geleitet. Dazu kann beispielsweise eine peristaltische Pumpe (nicht gezeigt) in die Rohrleitung 65 eingefügt werden. Das antikoagulierte Vollblut wird von der Einlaßöffnung 19 durch den Axialdurchgang 19a, die Bohrung 61 und den Einspeiseröhrenschaft 18 zum unteren Verschlußabschnitt 12B des drehbaren Kesselkörpers 12 geleitet. Das Vollblut wird aus dem Verschlußabschnitt 12B in Radialrichtung nach außen in den Trennraum SC gedrängt, und die Blutkomponenten werden durch die Zentrifugalkraft entsprechend ihrer volumenbezogener Masse getrennt. Die schwerste Fraktion, die roten Blutkörperchen, bildet eine äußerste zylindrische Lage längs des Mittelabschnitts 12C der Kesselkörpers 12, und die Plasma-Lage und die gelbbraune Schicht (Blutplättchen und weiße Blutkörperchen) werden auf der Innenseite desselben in der Reihenfolge von leichteren zu schwereren volumenbezogener Masse gebildet. Granulozyten, welche die schwerste Fraktion unter den weißen Blutkörperchen sind, werden jedoch teilweise um die in Radialrichtung innere Seite der Lage von konzentrierten roten Blutkörperchen verteilt. Durch die Fortsetzung der Entnahme von Vollblut und seiner Einführung in den Kessel 10 durch die Einlaßöffnung 19 wächst die äußerste Lage von roten Blutkörperchen, und die getrennten Blutkomponenten treten, in der Reihenfolge von leichteren zu schwereren volumenbezogene Massen, vom abgestuften Abschnitt 125 durch den Trennbereich S und die Öffnungen 52 in den Sammelraum CC ein, fließen durch die Öffnung des Schürzenelements, d. h., zwischen dem oberen und dem unteren Schürzenabschnitt 25a und 24a, zum Auslaßdurchgang 62, dem Kanal 20a und danach zur Auslaßöffnung 20, und werden durch die Rohrleitung 60 in einen Blutkomponenten-Aufbewahrungsbeutel (nicht gezeigt) geführt.
2. Das Verfahren wird so lange fortgesetzt, bis festgestellt wird, daß ein Teil der konzentrierten roten Blutkörperchen, die durch Zentrifugieren gewonnen wurden, begonnen hat, aus der Auslaßöffnung 20 herauszufließen, und wenn das festgestellt wird, wird die Rotation des Kessels 10 angehalten. Die Feststellung kann automatisch vorgenommen werden, wozu die Rohrleitung 60 mit einem optischen Sensor überwacht wird.
3. Die peristaltische Pumpe, welche die Rohrleitung 65 antreibt, wird dann umgekehrt und läßt aus der Einlaßöffnung 19 die konzentrierten roten Blutkörperchen ablaufen, die im Kessel 10 verbleiben. Die abgelassenen konzentrierten roten Blutkörperchen können in einem Beutel (nicht gezeigt) aufgefangen werden, der mit einer Leitung gekoppelt ist, die von der Rohrleitung 65 abzweigt, wozu die Leitung abgeklemmt wird, die von der Rohrleitung 65 zum Patienten oder Spender verläuft, und eine Klemme in der Leitung gelöst wird, die zum Sammelbeutel für die konzentrierten roten Blutkörperchen verläuft.
4. Nachdem alle konzentrierten roten Blutkörperchen im Kessel 10 abgelassen worden sind, kann das Verfahren erneut wiederholt werden. Das heißt, durch das Lösen der Klemme in der Leitung, die zwischen dem Patienten oder Spender und der Rohrleitung 65 verläuft, das Abklemmen der Leitung zwischen der Rohrleitung 65 und dem Sammelbeutel und die Vorwärtsrotation der peristaltischen Pumpe kann das Bluttrennungsverfahren erneut wiederholt werden, und konzentrierte rote Blutkörperchen können automatisch aufgefangen werden. Der Zyklus kann so viele Male wiederholt werden wie gewünscht.

PROTOKOLL DES AUFFANGENS EINES LEUKOZYTENDEPLETIERTEN BLUTPLÄTTCHENKONZENTRATS

1. Einem Patienten oder Spender abgenommenes Vollblut wird unter Anwendung einer peristaltischen Pumpe (nicht gezeigt) über die Einlaßöffnung 19 durch die Rohrleitung 65 in den Kessel 10 geleitet, und es wird kontinuierlich ein Antikoagulans hinzugefügt. Das antikoagulierte Vollblut wird von der Einlaßöffnung 19 durch den Axialdurchgang 19a, die Bohrung 61 und den Einspeiseröhrenschaft 18 dem unteren Verschlußabschnitt 12B des drehbaren Kesselkörpers 12 zugeführt. Wie im Fall des oben beschriebenen Protokolls zum Auffangen von leukozytendepletierten konzentrierten roten Blutkörperchen wird das Vollblut durch die Zentrifugalkraft in eine Lage von roten Blutkörperchen, die in Radialrichtung äußerste Lage innerhalb des Kessels, und die inneren Lagen, von Plasma und gelbbrauner Schicht, getrennt. Durch die Fortsetzung der Entnahme von Vollblut treten die getrennten Blutkomponenten, die Plasma-Lage zuerst, durch den Trennbereich S und die Öffnungen 52 in den Sammelraum CC ein, fließen durch die Öffnung des Schürzenelements zum Auslaßdurchgang 62, dem Kanal 20a und dann zur Auslaßöffnung 20, und werden durch die Rohrleitung 60 zu einem Blutkomponenten-Aufbewahrungsbeutel (nicht gezeigt) geleitet.
2. Wenn das vordere Ende der Lage der gelbbraunen Schicht die Kernöffnungen 52 erreicht hat, wird ein plötzlicher Druckstoßschritt ausgeführt, um die Blutplättchen und die weißen Blutkörperchen in der Lage der gelbbraunen Schicht zu trennen. Die Abnahme von Vollblut wird gestoppt, und ein Teil des aufgefangenen Plasmas wird in den Kessel eingeführt. Während die Komponenten in der gelbbraunen Schicht, die eine eng beieinanderliegende volumenbezogene Masse haben, nicht allein durch Zentrifugieren voneinander getrennt werden können, werden die Blutplättchen, die einen geringen Durchmesser haben, selektiv durch das Plasma herausgetragen, wenn das Plasma während des Drehens in Radialrichtung nach innen gegen die Zentrifugalkraft eingeführt wird. Andererseits werden die weißen Blutkörperchen im Trennbereich 5 zurückgehalten. Die Fließgeschwindigkeit des eingeführten Plasmas kann beispielsweise so abgestimmt werden, daß sie ab einem vorher festgelegten Zuwachs progressiv zunimmt. Nachdem die meisten der Blutplättchen hinausgetragen worden sind und bevor die weißen Blutkörperchen beginnen hinauszufließen, wird die Plasma-Einführung gestoppt.
3. Nicht aufgefangene weiße Blutkörperchen und konzentrierte rote Blutkörperchen, die im Kessel verbleiben, werden zum Patienten oder Spender zurückgeführt, wozu die Rotation des Kessels 10 angehalten und die peristaltische Pumpe umgekehrt wird, welche die Rohrleitung 65 antreibt. Das Verfahren kann automatisch wiederholt werden wie gewünscht, bis eine ausreichende Menge von Blutplättchen gesammelt worden ist.
Wenn es gewünscht wird, konzentrierte rote Blutkörperchen mit einem Kessel aufzufangen, ist es notwendig, eine klare Lage von weißen Blutkörperchen zu bilden und die gesamte Lage aus dem Kessel nach außen auszustoßen. In Übereinstimmung mit dem Kessel 10 in Fig. 1 der vorliegenden Erfindung wird der Trennbereich S. der eine in Radialrichtung nach innen progressiv abnehmende Axiallänge hat, durch ein unteres Axialende 51 des ringförmigen Abschnitts 50A des Kerns 14 und die in Radialrichtung nach innen gerichtete Schrägfläche 53 des oberen Teils der Außenwand 50 definiert, und die getrennten weißen Blutkörperchen werden in diesem Trennbereich S in der Form einer Lage aufgefangen, nachdem sie den Trennraum SC verlassen haben und bevor sie in die Öffnungen 52 in diesen Trennbereich S in Form einer Lage eintreten, und folglich wirkungsvoll durch den Sammelraum CC ausgestoßen werden. Nach dem bekannten technischen Stand Technik sind die einsetzbaren Kerne für die Anwendung in Kesseln des BM- Typs nicht mit solch einem Trennbereich 5 versehen worden. Ein solcher Trennbereich S hat sich auch für eine herkömmliche Struktur als nützlich erwiesen, wie sie in Fig. 8 gezeigt wird, die weder den dickwandigen ringförmigen Abschnitt 50A im oberen Kernteil noch das Schürzenelement mit einem verringerten Durchmesser und das zylindrische Zwischenstück einschließt, das in Axialrichtung zum Schürzenelement hin verläuft. Ein erläuterndes Beispiel eines Kerns 14', der solch eine nützliche Struktur hat, wird in Fig. 7 gezeigt. Öffnungen 52' in diesem Kern 14' können eine schlitzartige Form wie im Fall von Fig. 4A haben.
Wenn es gewünscht wird, konzentrierte rote Blutkörperchen mit einem Kessel aufzufangen, ist es außerdem wichtig, die Kontamination der konzentrierten roten Blutkörperchen, die im Kessel verbleiben, mit weißen Blutkörperchen und freien Hämoglobinen zu verhindern. In einem Kessel, der einen Kern 14" der gebräuchlichen Struktur umfaßt, wie das in Fig. 4B und 8 gezeigt wird, werden die Blutkomponenten in Radialrichtung von außen nach innen in der Reihenfolge von der leichteren zur schwereren volumenbezogenen Masse verdrängt, treten aus dem Trennraum SC' durch die Öffnungen 52" in den Sammelraum CC' ein und werden durch die Öffnung im Schürzenelement (Pfeil A) zur Auslaßöffnung geleitet. Der Sammelraum CC' ist jedoch nicht für die Kontrolle des Verhaltens des darin Fluids konstruiert. Dementsprechend ist es möglich, daß die weißen Blutkörperchen, die durch die Öffnungen 52" in den Sammelraum CC' eingetreten sind, aus der Mittelöffnung 56' in das Innere des Kesselkörpers 12 zurückkehren, während sie sich im Sammelraum CC' (Pfeil B) befinden, wodurch die konzentrierten roten Blutkörperchen im Kessel kontaminiert werden. Die Fläche der Öffnungen 52" ist verhältnismäßig groß, und das ermöglicht den Rückfluß aus dem Sammelraum CC' in den Trennraum SC', wenn die Komponenten aus dem Trennraum SC' in den Sammelraum CC' fließen, was ebenfalls zur Kontamination der konzentrierten roten Blutkörperchen im Kessel mit weißen Blutkörperchen führt.
Zusätzlich werden die roten Blutkörperchen, die sich im Sammelraum CC' befinden, teilweise aus dem Kessel ausgestoßen, um das Ausstoßen der weißen Blutkörperchen und Granulozyten aus dem Kessel abzuschließen, bevor sie vom Schürzenelement 24a', 25a' zur Auslaßöffnung geführt werden, werden zwischen dem Schürzenelement mit verhältnismäßig großem Durchmesser und der oberen Kernwand und der oberen Kernwand zerbrochen, die sich um diese dreht. Die Hämoglobine werden dadurch aus den Zellen gelöst und können längs der Pfeile B und/oder C in das Innere des Kessels zurückkehren, wodurch sie eine Kontamination verursachen.
Der Sammelraum ohne Kontrolle des Fluid-Verhaltens nach dem vorherigen Stand der Technik wird durch den dickwandigen ringförmigen Abschnitt 50A modifiziert, der angrenzend an die Öffnung des Schürzenelements bereitgestellt wird, so daß das Retentionsvolumen der Blutkomponenten im Sammelraum auf ein Minimum reduziert wird. Außerdem verhindert das zylindrische Verbindungsstück 50B, das in Axialrichtung zu einer Position eng anliegend an das Schürzenelement verläuft, die Umkehr des Flusses aus dem Sammelraum CC in die Mittelöffnung 56. Das Schürzenelement selbst hat einen verringerten Durchmesser, um den Bruch von Blutkörperchen zu verhindern, und die Öffnungen 52 haben eine solche Größe, daß der Rückfluß verhindert wird, während sie den Fluß aus dem Trennraum SC und dem Trennbereich 5 in den Sammelraum CC ermöglichen. Der Fluß von getrennten Blutkomponenten, der dazu tendiert, aus dem Sammelraum CC durch die Mittelöffnung 56 und/oder die Öffnungen 52 in das Innere des Kessels zurückzufließen, wird dadurch unterbunden, und die Kontamination durch freie Hämoglobine wird auf Grund des auf ein Minimum reduzierten Retentionsvolumens ebenfalls verhindert.
Zusätzlich kann im Hinblick auf die Sperre, die durch das zylindrische Zwischenstück 50B gebildet wird, wenn das vordere Ende der Blutkomponenten, die in Radialrichtung innerhalb des Sammelraums nach innen verdrängt werden, kein Luft nicht aus dem Kessel entweichen, und folglich wird der Sammelraum nicht zu stark mit Blutkomponenten gefüllt. Weitere Blutkomponenten, die sich im Sammelraum befinden, werden der Zentrifugalkraft unterworfen. Daher fließen die Blutkomponenten im Sammelraum nicht von der Mittelöffnung durch den Axialzwischenraum zwischen dem oberen Ende des Zwischenstücks 50B und dem unteren Ende der unteren Schürze 24a in den Kessel zurück, vorausgesetzt, daß das obere Ende des Zwischenstücks 50B ausreichend nahe am unteren Ende der unteren Schürze 24a liegt und der Durchmesser der Mittelöffnung 56 ausreichend klein ist. Da das obere Ende des Zwischenstücks 5GB der unteren Schürze 24a in Axialrichtung gegenüberliegt, ist der Durchmesser des Zwischenstücks 5GB gleich groß wie oder kleiner als der Schürzendurchmesser, und der Durchmesser der Mittelöffnung, die durch das Zwischenstück definiert wird, ist ausreichend klein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach dem Latham-Typ der Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 5 gezeigt wird, umfaßt der Zentrifugenkessel des Latham-Typs ebenfalls eine Einweg-Zentrifugenrotor oder einen Kessel 110, der an einem Ende eine Öffnung 113 hat und der eine rotierende Dichtungsbaugruppe 128, einen Kesselkörper 112 und einen Kern 114 umfaßt. Die rotierende Dichtungsbaugruppe 128 hat im wesentlichen die gleiche Bauweise wie die rotierende Dichtungsbaugruppe 28, die oben unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben wird, und wird daher hierin nicht detailliert beschrieben, um Redundanz zu vermeiden. Es sollte beachtet werden, daß auch in diesem Fall durch eine untere Schürze 124a, die integriert mit einer Einspeiseröhrenbaugruppe 124 durch eine entsprechende, ergänzende obere Schürze 125a, die integriert an einer Abflußröhre 125 gebildet wird, bereitgestellt wird, und durch eine ein in Radialrichtung nach außen öffnendes Schürzenelement, das einen kleinen Durchmesser hat, bereitgestellt wird.
Der Kesselkörper 112 kann aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, wie beispielsweise transparentem Styrolkunstharz oder dergleichen, geformt werden und umfaßt einen oberen ringförmigen Abschnitt 112A, einen oberen Radialabschnitt 112 W einen Mittelabschnitt 112C, der vom Radialabschnitt 112R konisch nach unten verläuft, und einen getrennten, scheibenartigen unteren Abschnitt 112B. Die Krone 116 der rotierenden Dichtungsbaugruppe 128 wird am ringförmigen Abschnitt 112A durch Schrauben, Schweißen oder dergleichen befestigt.
Der Kern 114, der innerhalb des Kesselkörpers 112 angeordnet wird, hat ein Profil, das dem Kesselkörper 112 entspricht, und umfaßt einen Radialabschnitt 114R, der längs des Radialabschnitts 112R verläuft, einen Mittelabschnitt 114C, der vom Radialabschnitt 114R konisch nach unten verläuft, und einen unteren Abschnitt 114B, der dem unteren Abschnitt 112B entspricht. Ein zylindrisches Verbindungsstück 150, das in axialer Richtung zu einer Position axial eng angrenzend an das Schürzenelement verläuft, wird um den Umfang der Mittelöffnung 156 gebildet. Der ringförmige Abschnitt 112A des Kesselkörpers 112, der Abschnitt hat, der einen Sammelraum CC zum Auffangen von Blutkomponenten durch das Schürzenelement definiert, wird so geformt, daß er eine verhältnismäßig dicke Wand hat, wie das gezeigt wird, wobei die in Radialrichtung innere Wand desselben in Radialrichtung eng angrenzend an die Öffnung des Schürzenelements, d. h., den Umfang der oberen und der unteren Schürze 125a und 124a angeordnet wird. Der Sammelraum CC ist so konstruiert, daß er das Retentionsvolumen von Blutkomponenten auf ein Minimum reduziert.
Zwischen dem Mittelabschnitt 114C des Kerns 114 und dem Mittelabschnitt 112C des Kesselkörpers 112 wird ein Trennraum SC definiert. Um den Umfang des unteren Endes des Zwischenstücks 150 der an den unteren Innenumfang des ringförmigen Abschnitts 112A des Kesselkörpers 112 anstößt, werden in gleichen Abständen drei Aussparungen 152 in 120-Grad-Abstand gebildet, wie das in Fig. 6A und 6B gezeigt wird. Diese Aussparungen 152 dienen dazu, für Blutkomponenten, die im Kesselkörper 112 getrennt wurden, wie beispielsweise Plasma und Blutplättchen, Durchgänge zwischen dem Trennraum SC und dem Sammelraum CC bereitzustellen. Das untere Ende des zylindrischen Zwischenstücks 150 und der Innenumfang des scheibenartigen unteren Abschnitts 114B werden miteinander durch ein in Axialrichtung verlaufendes Zylinderelement verbunden, und einen Einspeiseröhrenschaft 118 verläuft durch das Innere des Zylinderelements zum unteren Abschnitt 112B des Kesselkörpers 112. Anstelle der Aussparungen 152 können um den unteren Innenumfang des ringförmigen Abschnitts 112A des Kesselkörpers 112 Aussparungen gebildet werden, um die Fluid-Durchgänge bereitzustellen.
Ein Trennbereich S, der eine in Radialrichtung nach innen progressiv abnehmende Axiallänge hat, wird zwischen dem Radialabschnitt 112R des Kesselkörpers und dem Radialabschnitt 114R des Kerns 114 definiert. Während ein solcher Trennbereich 5 in Kesseln des Latham-Typs gebräuchlich ist, wie das in Fig. 9 gezeigt wird, wird der Bereich S in Radialrichtung ausgedehnt, wodurch eine bessere Trennung der Blutkomponenten, insbesondere der gelbbraunen Schicht und der weißen Blutkörperchen, ermöglicht wird.
Der Zentrifugenkessel 110, der in Fig. 5 und 6 gezeigt wird, kann in Übereinstimmung mit Verfahrensprotokollen ähnlich dem Protokoll verwendet werden, das oben beispielhaft in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 4 erläutert wird, wobei die gleiche Apherese-Vorrichtung angewendet wird. Und die gleichen Vorteile, wie sie oben beschrieben worden sind, können auch in diesem Fall erzielt werden. In einem Kessel mit einem Kern mit einer Struktur nach dem bekannten technischen Stand, wie das in Fig. 9 und 10 gezeigt wird, werden die konzentrierten roten Blutkörperchen im Kessel nämlich auf Grund einer Umkehrung des Flusses vom Sammelraum CC' zum Inneren des Kesselkörpers 112 durch die Mittelöffnung 156' (Pfeil B) und eines Rückflusses durch die verhältnismäßig großflächigen Öffnungen 152' (Pfeil C) durch weiße Blutkörperchen kontaminiert, wenn die Blutkomponenten längs des Pfeils A durch die Öffnungen 152' aus dem Trennraum SC in den Sammelraum CC' geführt werden. Zusätzlich werden die roten Blutkörperchen, die sich im Sammelraum CC' befinden, teilweise aus dem Kessel zum vollständigen Ausstoßen der weißen Blutkörperchen und Granulozyten ausgestoßen, bevor sie vom Schürzenelement zur Auslaßöffnung geführt werden, werden zwischen dem Schürzenelement mit verhältnismäßig großem Durchmesser und der oberen ringförmigen Wand des Kesselkörpers zerbrochen, die sich um diese dreht, wodurch die Hämoglobine aus den Zellen gelöst werden und längs der Pfeile B und/oder C in das Innere des Kessels zurückkehren können, wodurch sie eine Kontamination verursachen.
Im Gegensatz dazu ist der Sammelraum CC durch die Anwendung des dickwandigen ringförmigen Abschnitts 112A, der eng angrenzend an die Öffnung des Schürzenelements angeordnet wird, so konstruiert, daß das Retentionsvolumen der Blutkomponenten in diesem auf ein Minimum reduziert wird. Das zylindrische Zwischenstück 150, das in Axialrichtung zu einer Position eng anliegend an das Schürzenelement verläuft, verhindert die Umkehrung des Flusses vom Sammelraum CC in die Mittelöffnung 156. Das Schürzenelement selbst hat einen verringerten Durchmesser, um den Bruch von Blutkörperchen zu verhindern, und die Öffnungen 152 haben eine solche Größe, daß sie einen Rückfluß verhindern, während sie den Fluß aus dem Trennraum SC und dem Trennbereich S in den Sammelraum CC ermöglichen. Der Fluß von getrennten Blutkomponenten, der dazu tendiert, aus dem Sammelraum CC durch die Mittelöffnung 156 und/oder die Öffnungen 152 in das Innere des Kessels zurückzukehren, wird somit unterbunden, und die Kontamination durch freie Hämoglobine wird auf Grund des auf ein Minimum reduzierten Retentionsvolumens ebenfalls verhindert. In diesem Fall ist der Durchmesser des Zwischenstücks 150 gleich groß wie oder kleiner als der Schürzendurchmesser, und der Durchmesser der Mittelöffnung 156 ist demzufolge ausreichend klein, wodurch, zusammen mit dem minimalen Axialabstand zwischen dem oberen Ende des Zwischenstücks 150 und dem unteren Ende der unteren Schürze 124a, ein Rückfluß aus dem Sammelraum CC verhindert wird.

BEISPIELE

BEISPIEL 1

Es wurde ein Zentrifugenkessel mit der Konstruktion vorbereitet, die in Fig. 1 gezeigt wird. Der Kesselkörper 12 und die Dichtungs- und Kopfbaugruppe 28 hatten die gleiche Struktur wie die, welche von der Haemonetics Corporation in 400 Wood Road, Braintree, MA 02184, USA, unter den Handelsnamen Haemonetics Multicomponents Set (Produkt Nr. 751, Nr. 803) und Haemonetics Disposable Plasma Collection Set (Special) (Produkt Nr. 525, Nr. 525 erhältlich sind, mit der Ausnahme, daß das Schürzenelement der Dichtungs- und Kopfbaugruppe, d. h., die obere Schürze 25a und die untere Schürze 24a, einen geringeren Durchmesser von etwa 25 mm hatten. Die Axiallänge des Kerns 14 betrug etwa 100 mm und schloß den oberen zylindrischen Abschnitt, den ringförmigen Abschnitt 50A, eine zylindrische Außenwand 50 mit in Radialrichtung nach innen gerichteten Schrägflächen an den Axialenden und ein zylindrisches Zwischenstück 50B ein, das in Axialrichtung von der Verbindungsstelle zwischen dem ringförmigen Abschnitt 50A und der Außenwand 50 verläuft. Der ringförmige Abschnitt 50A wurde mit einem Außendurchmesser von etwa 48 mm und einem Innendurchmesser von etwa 27 mm gebildet, und der Durchmesser der Außenwand 50 betrug etwa 47 mm. Der Winkel zwischen dem allgemein in Radialrichtung verlaufenden unteren Ende 51 des ringförmigen Abschnitts 50A und der oberen Schrägfläche der Außenwand 50 betrug etwa 45º. Das zylindrische Zwischenstück 50B hat einen Außendurchmesser von etwa 25 mm und einen Innendurchmesser oder eine Mittelöffnung von etwa 14 mm. Der Durchmesser der unteren Kernöffnung gegenüber der Mittelöffnung betrug etwa 20 mm. Vier schlitzartige Öffnungen 52 von etwa 0,7 mm in der Radialrichtung wurden in gleichen Abständen in der Radialrichtung bereitgestellt, wobei die gesamte Öffnungsfläche etwa 28 mm² betrug. Der Radialabstand zwischen der Schürze und der Innenwand der ringförmigen Abschnitt 50A betrug etwa 1 mm, und der Axialabstand zwischen der unteren Fläche der unteren Schürze 24a und dem oberen Ende des zylindrischen Zwischenstücks 50B betrug etwa 1 mm.
Der obige Zentrifugenkessel wurde auf eine Apherese-Maschine gesetzt, die von der Haemonetics Corporation unter dem Handelsnamen Haemonetics Multicomponent System (MCS3p) erhältlich ist. Es wurde Vollblut von 23 Spendern abgenommen, und in Übereinstimmung mit dem Protokoll über die Abnahme leukozytendepletierter konzentrierter roter Blutkörperchen wurden konzentrierte rote Blutkörperchen durch Zentrifugieren in einem Zyklus getrennt. Das Zentrifugieren wurde fortgesetzt, bis die roten Blutkörperchen teilweise aus der Auslaßöffnung 20 herausflossen. Die Rotationsgeschwindigkeit betrug 7000 U/min für 13 Spender, 6000 U/min für 4 Spender und 5000 U/min für 6 Spender. Die Ausschlußraten von weißen Blutkörperchen, Granulozyten und Lymphozyten, die Ausbeute an roten Blutkörperchen und die Menge an freien Hämoglobinen (FHgbs) je Volumeneinheit wurden in den aufgefangenen konzentrierten roten Blutkörperchen gemessen und Mittelwerte wurden gebildet. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Es wurde ein Zentrifugenkessel mit der Struktur vorbereitet, die in Fig. 8 gezeigt wird. Der Kessel war von der Haemenotics Corporation unter dem Handelsnamen Haemenotics Multicomponent Set (Produkt Nr. 751, Nr. 803) und Haemenotics Disposable Plasma Collection Set (Special)(Produkt Nr. 525, Nr. 525 J) erhältlich. Der Durchmesser des Schürzenelements dieses Kessels betrug etwa 41 mm, die Gesamtfläche der vier Öffnungen 52' des Kerns 14" betrug etwa 150 mm², der Radialabstand zwischen dem Schürzenelement und der Innenwand des oberen ringförmigen Kernabschnitts 50A' betrug etwa 3 mm, und der Axialabstand zwischen dem untersten Ende des Schürzenelements und dem scheibenartigen Abschnitt 50B' des Kerns betrug etwa 9 mm. Mit diesem Kessel wurden konzentrierte rote Blutkörperchen von 8 Spendern auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gewonnen, und die Rotationsgeschwindigkeit betrug 7000 U/min für alle Spender. Die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1

BEISPIEL 2

Es wurde ein Zentrifugenkessel mit der Konstruktion vorbereitet, die in Fig. 5 gezeigt wird. Der Zentrifugenkessel unterschied sich von den Zentrifugenkessel von Fig. 9, der von der Haemenotics Corporation unter den Handelsnamen Haemenotics Multicomponents Set (Produkt Nr. 890J, Nr. 895J, Nr. 870) und Haemonetics Disposable ESP Set (Produkt Nr. 790, Nr. 795J) erhältlich ist, in den folgenden Punkten: Erstens hatte das Schürzenelement, d. h., die untere und die obere Schürze 125a und 124a, einen verringerten Durchmesser von etwa 30 mm, der obere ringförmige Abschnitt 112A des Kesselkörpers 112 hatte einen Innendurchmesser von etwa 32 mm, und der Abstand in Radialrichtung zwischen dem Schürzenelement und der gegenüberliegenden Innenwand des ringförmigen Abschnitts 112A betrug etwa 1 mm. Das zylindrische Zwischenstück 150 verlief in Axialrichtung, um in Axialrichtung zwischen seinem oberen Ende und der unteren Fläche der unteren Schürze 124a etwa 1 mm Abstand zu definieren. Zusätzlich wurden, wie das in Fig. 6A gezeigt wird, drei Aussparungen 152 zwischen dem Umfang des unteren Endes des Zwischenstücks 150 gebildet, anstoßend an den unteren Innenumfang des ringförmigen Abschnitts 112A des Kesselkörpers 112, und Fluid-Durchgänge mit einer Gesamtfläche von etwa 21 mm² wurden definiert. Im Gegensatz dazu betrug beim letztgenannten, herkömmlich erhältlichen Kessel der Abstand in Radialrichtung zwischen dem Schürzenelement und der Innenwand des ringförmigen Kesselkörperabschnitts etwa 2 mm, der Abstand in Axialrichtung zwischen dem Schürzenelement und dem oberen Kernende betrug etwa 7 mm, und die Gesamtfläche der Fluid-Durchgänge betrug etwa 97 mm². Der Zentrifugenkessel mit der Konstruktion von Fig. 5 wurde auf einer Apherese-Maschine angebracht, die von der Haemonetics Corporation unter dem Handelsnamen Haemonetics Multicomponent System (MCS3p) erhältlich ist. Es wurde Vollblut von 11 Spendern abgenommen, und es wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 konzentrierte rote Blutkörperchen getrennt und bewertet. Das Zentrifugieren wurde für alle Spender bei 6000 U/min durchgeführt. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Es wurde ein Zentrifugenkessel mit der Struktur verwendet, die in Fig. 9 gezeigt wird, und es wurden konzentrierte rote Blutkörperchen von 10 Spendern auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 gewonnen. Das Zentrifugieren wurde für alle Spender bei 6000 U/min durchgeführt. Die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2

BEISPIEL 3

Es wurde ein Zentrifugenkessel des gleichen Typs, wie er in Beispiel 1 eingesetzt wurde, auf einer Apherese-Maschine angebracht, die von der Haemonetics Corporation unter dem Handelsnamen Haemonetics Multicomponent System (MCS3p) erhältlich ist. Es wurde ein Blutplättchenkonzentrat in einem Zyklus durch Zentrifugieren bei 6000 U/min in Übereinstimmung mit dem Protokoll des Auffangens eines leukozytendepletierten Blutplättchenkonzentrats aufgefangen. Die Ausbeute wurde im getrennten Blutplättchenkonzentrat gemessen, und die Ergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Es wurde ein Zentrifugenkessel des gleichen Typs, wie er in Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, eingesetzt, und ein Blutplättchenkonzentrat wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 getrennt, mit der Ausnahme, daß der Kessel bei 7000 U/min rotiert wurde. Die Ergebnisse werden ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 3
Wie das oben erläutert wird, sind neuartige Zentrifugenkessel bereitgestellt worden, die dafür geeignet sind, in einer Apherese-Maschine leukozytendepletierte konzentrierte rote Blutkörperchen zu gewinnen. Die Kessel sind auch nützlich, um Blutkomponenten, wie beispielsweise thrombozytendepletiertes Plasma, leukozytendepletiertes Blutplättchenkonzentrat, gelbbraune Schicht und weiße Blutkörperchen, wirkungsvoller zu trennen.
Der Begriff "Retentionsvolumen", wie er hierin angewendet wird, bezieht sich auf ein maximal mögliches Volumen oder eine maximal mögliche Menge von Blut oder getrennten Blutkomponenten, das oder die sich im Sammelraum befinden. Das Reduzieren des Retentionsvolumens auf ein Minimum ermöglicht die Verhinderung von zerbrochenen roten Blutkörperchen im Sammelraum, wodurch verhindert wird, daß Hämoglobine ausfließen, um freie Hämoglobine (FHgbs) zu werden, die eine Kontaminationsquelle für konzentrierte rote Blutkörperchen sind. Die Kontamination von konzentrierten roten Blutkörperchen auf Grund des Rückflusses von weißen Blutkörperchen und freigesetzten Hämoglobinen aus dem Sammelraum in das Innere des Kessels kann ebenfalls verhindert werden.

Claims

1. Zentrifugenkessel zur Bearbeitung von Blut durch Zentrifugieren, der folgendes umfaßt einen Kesselkörper (12), der ein Inneres und eine Innenwand hat, wobei der Kessel für die Drehung um seine Achse geeignet ist und an einem Axialende eine Öffnung (13) hat,

eine rotierende Dichtungsbaugruppe (28), die an dem Kesselkörper (12) befestigt ist, um die Öffnung zu bedecken, und die eine Einlaßöffnung (19) und eine Auslaßöffnung (20) in Fluid-Verbindung mit dem Inneren des Kesselkörpers hat, und

einen Kern (14), der innerhalb des Kesselkörpers (12) angeordnet ist und der folgendes hat: einen ersten Abschnitt (50A), der einen Sammelraum (cc) in Fluid-Verbindung mit der Auslaßöffnung definiert, einen zweiten Abschnitt (50), der zwischen dem Kern und der Innenwand des Kesselkörpers einen Trennraum (sc) in Fluid-Verbindung mit der Einlaßöffnung definiert, Mittel zur Definition von Fluid- Durchgängen (52), die den Sammelraum (cc) und den Trennraum (sc) verbinden, und eine Mittelöffnung (56), die konzentrisch um die Achse gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

jeder der Fluid-Durchgänge (52) so bemessen ist, daß er während des Zentrifugierens den Durchfluß von Blutkomponenten von dem Trennraum zu dem Sammelraum erlaubt und den Umkehrfluß von Blutkomponenten aus dem Sammelraum (cc) in den Trennraum (sc) beschränkt,

der Sammelraum (cc) dafür geeignet ist, das Retentionsvolumen der Blutkomponenten in diesem auf ein Minimum zu senken, und

der Kern (14) mit einer Sperre versehen ist, um den Fluß aus dem Sammelraum (cc) in die Mittelöffnung (56) zu verhindern.

2. Zentrifugenkessel nach Anspruch 1, bei dem die Auslaßöffnung (20) mit dem Sammelraum (cc) durch ein Schürzenelement (24a, 25a) verbunden ist, das eine in Radialrichtung naclh außen führende Öffnung einschließt, die von den Fluid-Durchgängen (52) in Radialrichtung nach innen angeordnet ist, wobei das Schürzenelement (24a, 25a) einen Durchmesser hat.

3. Zentrifugenkessel nach Anspruch 2, bei dem der Durchmesser gleich oder kleiner als 33 mm ist.

4. Zentrifugenkessel nach Anspruch 3, bei dem der Durchmesser gleich oder kleiner als 28 mm ist.

5. Zentrifugenkessel nach Anspruch 2, bei der wenigstens eine der Komponenten erster Abschnitt (50A) und Innenwand des Kesselkörpers (12) anschließend an das Schürzenelement angeordnet ist, um so das Volumen des Sammelraumes (cc) zu verringern, um dadurch das Retentionsvolumen auf ein Minimum zu senken.

6. Zentrifugenkessel nach Anspruch 2, bei dem die Sperre ein Sperrelement (5GB) in Form eines zylindrischen Verbindungsstücks (56) einschließt, das sich in Axialrichtung von dem zweiten Abschnitt (50) zu einem Axialende erstreckt, wobei das Axialende in Axialrichtung anschließend an das Schürzenelement (24a, 25a) angeordnet ist, um so den Fluß aus dem Sammelraum (cc) in die Mittelöffnung (56) zu verhindern.

7. Zentrifugenkessel nach Anspruch 6, bei dem der Axialabstand zwischen dem Axialende des zylindrischen Verbindungsstücks (50B) und dem Schürzenelement (24a, 25a) gleich oder kleiner als 2 mm ist.

8. Zentrifugenkessel nach Anspruch 7, bei dem der Axialabstand gleich oder kleiner als 1 mm ist.

9. Zentrifugenkessel nach Anspruch 1, bei dem der Kern zwischen den Fluid-Durchgängen (52) und dem Trennraum (sc) einen Trennbereich definiert, wobei der Trennbereich eine Axiallänge längs der Achse des Kesselkörpers (12) hat, die in Radialrichtung allmählich im Kesselkörper (12) nach innen abnimmt.

10. Zentrifugenkessel nach Anspruch 1, bei dem die Fluid-Durchgänge (52) eine Gesamtfläche haben, die gleich oder kleiner als 80 mm² ist.

11. Zentrifugenkessel nach Anspruch 10, bei dem die Gesamtfläche gleich oder kleiner als 50 mm² ist.

12. Zentrifugenkessel nach Anspruch 1, bei dem die Fluid-Durchgänge (52) zwei oder mehr an der Zahl sind und mit Zwischenraum um den Umfang angeordnet sind.

13. Zentrifugenkessel nach Anspruch 1, bei dem

der erste Abschnitt (50A) zylindrisch ist und in der Öffnung aufgenommen wird und eine radiale Innenwand einschließt,

der zweite Abschnitt (53) zylindrisch ist und in Axialrichtung von einer Verbindung mit dem ersten zylindrischen Abschnitt ausgeht, um zwischen dem Kern und der Innenwand des Kesselkörpers den Trennraum (sc) in Fluid-Verbindung mit der Einlaßöffnung zu definieren, und

die Durchgänge die Form von Öffnungen (52) haben, die zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt und dem zweiten zylindrischen Abschnitt gebildet werden.

14. Zentrifugenkessel nach Anspruch 13, bei dem die Auslaßöffnung (20) mit dem Sammelraum (cc) durch einen Durchgang in Verbindung steht, der zwischen zwei Schürzenelementen gebildet wird, die eine in Radialrichtung nach außen verlaufende Öffnung bilden, und

die radiale Innenwand des ersten zylindrischen Abschnitts (50A) in Radialrichtung anschließend an die Öffnung des Schürzenelements angeordnet ist, um so das Retentionsvolumen auf ein Minimum zu senken.

15. Zentrifugenkessel nach Anspruch 13 oder 14, bei dem der zweite zylindrische Abschnitt mit einem zylindrischen Verbindungsstück versehen ist, das die Mittelöffnung definiert und das sich in Axiah-ichtung von der Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt bis zu einer Positior.L erstreckt, die im Verhältnis zu dem Schürzenelement in Axialrichtung angeordnet ist, um so das Zurückfließen aus dem Sammelraum in die Mittelöffnung zu verhindern.

16. Zentrifugenkessel nach Anspruch 13, bei dem der erste zylindrische Abschnitt (50A) und der zweite zylindrische Abschnitt (50) zwischen den Öffnungen (52) und dem Trennraum einen Trennbereich definieren, wobei der Trennbereich eine Länge längs der Achse des Kesselkörpers hat, die zu den Öffnungen (52) hin progressiv abnimmt.

17. Zentrifugenkessel nach Anspruch 14, bei dem der Trennbereich zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt (50A) und dem zweiten zylindrischen Abschnitt (50) durch ein Axialende des ersten zylindrischen Abschnitts und einen in Radialrichtung nach innen ablenkenden Abschnitt des zweiten zylindrischen Abschnitts definiert wird.

18. Zentrifugenkessel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Trennraum (sc) einen oberen Abschnitt mit einem ringförmigen Querschnitt hat, der zu den Fluid-Durchgängen (52) hin progressiv abnimmt, der Sammelraum (cc) ein beträchtlich kleineres Volumen als der Trennraum (sc) hat und jeder der Fluid-Durchgänge (52) verhältnismäßig eng ist.