KR102541833B1 - 생물학적 유체를 성분으로 연속적으로 처리하고 분리하는 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
생물학적 유체를 성분으로 처리하고 분리하기 위한 장치는 입구/출구 헤드(20) 및 바람직하게는 축 방향으로 이동 가능한 피스톤(18)이 장착된 중공 원심 처리 챔버(10)를 포함한다. 입구/출구 헤드는 2 개의 분리된 입구/출구, 예를 들어 축 방향 입구(29) 및 측면 출구(40)를 갖는다. 처리 챔버(1)는 처리될 생물학적 유체가 말하자면 축 방향 입구(29)에 의해 연속적으로 흡입되는 동시에 처리된 성분이 측면 출구(40)를 통해 연속적으로 제거되는 연속 처리 공정에서 장치의 작동을 가능하게 하는 내부 유동 가이드(30)에 체결된다. 연속 처리 유동은 외부 연동 펌프(59) 및/또는 챔버(10) 내의 피스톤(18)의 축 방향 변위에 의해 구동될 수 있다.
Description
본 발명은 생물학적 유체를 처리하여 성분으로 분리하는 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 특히 EP-B-0 912 250 및 EP-B-1 144 026에 공지된 유형의 생물학적 유체를 성분으로 분리 및 분리하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 공지된 장치는 회전축을 중심으로 회전 가능한 중공 원심 처리 챔버를 포함한다. 상기 처리 챔버는 통상 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위한 공간을 둘러싸고, 처리될 생물학적 유체 및 유체의 처리된 성분에 대한 입구/출구를 갖는 목부로 통하는 경사진 상부 벽을 갖는 내부 원통 벽을 갖는다. 생물학적 유체를 수용하기 위한 중공 처리 챔버 내의 공간은 내부 원통 벽의 대면부들 사이 및 원통 벽의 길이를 따라 중공 처리 챔버를 가로 질러 전체 체적을 차지하며, 상기 공간은 중공 원통 챔버의 하부에 의해 한정된 주어진 체적 또는 원통 벽내의 축방향 이동 부재의 위치에 의해 한정된 가변 체적을 갖는다. 상기 장치는 또한 처리 챔버의 목부에 장착된 동적/정적 입구/출구 헤드 또는 "회전 밀봉부"를 포함한다. 입구/출구 헤드는 처리 챔버와 함께 회전 가능한 제 1 부분과 고정 상태로 남아있는 제 2 부분을 갖는다. 입구/출구 헤드의 제 1 및 제 2 부분은 제 2 부분에 대해 제 1 부분의 회전을 허용하는 밀봉 수단을 갖는다. 입구/출구 헤드는 처리될 생물학적 유체의 입구 및 유체의 처리/분리된 성분의 출구를 위한 중앙 관통 통로를 갖는다.
통상적으로, 원심 처리 챔버는 그 원통 벽 내에 처리 및 분리될 생물학적 유체가 수용되는 가변 체적의 분리 공간을 한정하는 피스톤과 같은 축 방향 이동 부재를 수용한다. 상기 부재를 축 방향으로 이동시킴으로써 생물학적 유체를 수납하거나 배출할 수 있다.
상기 공지된 장치는 한편으로 처리 챔버가 처리되고 분리될 생물학적 유체 및 다른 한편으로는 분리된 성분 그리고 선택적으로 첨가제 용액을 위한 하나 이상의 추가 용기를 수용하기 위한 복수의 용기를 포함하는 일회용 세트의 일부인 시스템의 일부를 형성한다.
공지된 장치 및 시스템은 전체 혈액, 아페레시스 혈액, 골수 혈액 및 확장된 세포 또는 줄기 세포를 비롯한 많은 유형의 생물학적 유체를 처리하고 분리하는데 적합하다. 그러나, 한 번에 처리/분리될 수 있는 생물학적 유체의 양은 처리 챔버의 분리 공간의 최대 체적에 의해 제한된다. 따라서, 이러한 공지된 장치 및 시스템으로 다량의 생물학적 유체를 처리하기 위해서는, 단일 장치 내에서 다수의 일회용 세트를 차례대로 사용하거나 다중 처리 장치에서 여러 개의 일회용 세트를 병렬로 작동시킬 필요가 있다.
생물학적 유체를 처리하고 분리하기 위한 다른 장치는 공지되어 있지만, 그들의 구조는 EP-B-1 144 026의 구조와 양립할 수 없으며 EP-B-1 144 026과 동일한 장점을 얻지 못한다. 예를 들어 WO 2012/137086은 처리될 혈액을 수용하기 위한 좁은 갭을 그 사이에 한정하는 회전 가능한 하우징 내에 배치된 회전 가능한 내부 보울을 갖는 혈액 원심 장치를 공개한다. 고정식 구조는 상부의 입구에서 하부로 혈액을 전달하기 위한 장치의 중심 축을 따라 중심 오목부에 배치되며 혈액은 좁은 갭의 하단부 내로 지나간다. 갭의 상부에서 분리자가 혈액 성분을 분리한다.
본 발명의 목적은 침전 용량을 가지며, 피스톤과 같은 축 방향으로 이동 가능한 요소의 변위를 통해 가변 크기의 처리 챔버와 연속 처리 유동 메커니즘을 바람직하게 결합함으로써 배양 기술을 통해 전체 혈액, 아페레시스 혈액, 골수 혈액 및 확장된 세포 또는 줄기 세포를 포함하는 다량의 생물학적 유체로부터 생물학적 유체 성분을 매우 적은 양까지 분리하는 일회용 원심 처리 챔버와 결합하여 작동하는 개선된 휴대형 장치를 다음의 라인을 통해 제시함으로써 공지된 장치/시스템 EP-B-1 144 026의 상술한 제한을 극복하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 처리 챔버 내에 삽입되어 회전할 수 있는 유동 가이드를 더 포함하는 상기 형태의 장치가 제공되며, 상기 유동 가이드는 상기 처리 챔버와 인접하여 위치하며, 상기 처리 챔버의 경사진 상부 벽과 형태 결합관계로 약간 이격되어, 상기 처리 챔버의 경사진 상부 벽과 함께 경사진 바람직하게는 환형의 유동 통로를 한정하고, 처리 챔버의 내부 실린더 형 벽의 상부로 이어지는 경사진 유동 통로와 함께 처리되는 생물학적 유체를 수용하기 위한 상기 공간 위로 배치된다.
상기 개선된 장치에서, 입구/출구 헤드는 제 1 입구/출구 및 제 2 입구/출구를 포함하고, 상기 입구/출구 헤드의 중앙 관통 통로 내의 축 방향 분리자와 마찬가지로 제 1 및 제 2 입구/출구는 상부 단부 및/또는 그 측면에서 입구/출구 헤드의 고정 된 제 2 부분에 배치되고, 상기 축 방향 분리자는 상기 입구/출구 헤드에서 분리된 제 1 및 제 2 축 방향의 통로를 한정한다.
제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 하나의 상부는 제 1 및 제 2 입구/출구 중 하나와 연통하고, 상기 제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 다른 하나의 상부는 상기 제 1 및 제 2 입구/출구 중 다른 하나와 연통한다. 또한, 제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 하나의 하부는 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위해 처리 챔버 내의 상기 공간과 연통하고, 제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 다른 하나의 하부는 상기 유동 가이드와 상기 처리 챔버의 경사진 상부 벽 사이의 경사진 유동 통로와 연통한다.
본 발명의 장치는 처리될 생물학적 유체가 제 1 및 제 2 입구/출구 중 하나를 통해 유입될 수있는 연속 유동 모드에서 작동 가능하도록 배열되며, 처리된 생물학적 유체는 제 1 및 제 2 입구/출구 중 다른 하나를 통해 동시에 배출된다.
일 실시예에서, 축 방향 분리자는 입구/출구 헤드의 중앙 관통 통로를 통해 연장되는 중앙 튜브이며, 상기 중앙 튜브는 (i) 중심 튜브의 내부를 통해 및 유동 가이드와 처리 챔버의 경사진 상부 벽 사이의 공간을 통해 처리 챔버의 내부 원통 벽으로 전달하도록 및(ii) 처리 챔버의 경사진 벽에서 분리된 처리된 유체 성분을 추출하고 상기 처리 챔버의 경사진 벽과 유동 가이드 사이의 공간을 통과하도록 연결된다.
상기 개선된 장치에서, 유동 가이드를 넘어서(즉, 아래에) 위치된 처리 챔버의 내부 부분은 예를 들어 유동 가이드의 구멍을 통해 입구/출구 헤드의 상기 중앙 튜브의 외부의 입구/출구 헤드의 중앙 통과 통로로 유체 연통될 수 있다; 상기 입구/출구 헤드의 고정된 제 2 부분은 상기 처리 챔버의 내부로부터 처리된 생물학적 유체 성분을 추출하기 위한 출구를 가지며, 상기 출구는 중앙 튜브 외부에 입구/출구 헤드의 상기 중앙 관통-개구와 유체 연통한다.
일 실시예에서, 입구/출구 헤드의 고정된 제 2 부분은 외부의 대체로 원통형인 몸체를 포함하고, 상기 출구는 대체로 원통형 몸체의 측면에 위치된 측면 출구이다. 상기 실시예에서, 처리 챔버는 측면 출구의 인접한 레벨까지 입구/출구 헤드의 회전가능한 제 1 부분 내로 연장되는 상방 돌출 연장된 중앙 목부를 가질 수 있다. 또한, 이 경우, 입구/출구 헤드의 밀봉 수단은 측면 출구의 한 측면에 축방향으로 위치된 제 1 씰과 측면 출구의 다른 측면에 축방향으로 위치된 제 2 씰을 포함할 수 있다.
중앙 튜브와 같은 축 방향 분리자는 입구/출구 헤드의 고정된 제 2 부분에서 연장되는 고정된 축 방향-외측 부분과, 함께 회전하기 위해 유동 가이드의 중앙 부분에 연결된 회전 가능한 축 방향-내측 부분을 포함할 수 있다. 상기 실시예에서, 중앙 튜브의 내부는 유동 가이드와 처리 챔버의 경사진 상부 벽 사이의 공간과 연통한다.
입구/출구의 회전 가능한 제 1 부분은 전형적으로 입구/출구 헤드의 고정된 제 2 부분 내부에 위치한다. 제 1 입구/출구는 전형적으로 입구/출구 헤드상의 축 방향 입구/출구이고 제 2 입구/출구는 입구/출구 헤드의 측면에 있다.
장치의 특정 실시예에서: (i) 처리 챔버의 경사진 상부 벽은 유동 가이드 또는 디버터/인버터의 상부 표면과 마찬가지로 절두-원추형이다; (ⅱ) 유동 가이드는 대향하는 절두-원추면 사이에 수 밀리미터의 공간을 남겨두고 처리 챔버의 목부에 끼워지는 중앙 슬리브를 갖는다; (iii) 축 방향 분리자를 형성하는 중앙 튜브의 하단부가 유동 가이드의 중앙 슬리브에 끼워지고, 마주하는 절두-원추형 표면들 사이의 상기 공간과 연통되며; 및 (ⅳ) 상기 유동 가이드 내의 상기 개구는 상기 처리 챔버의 내부를 중앙 튜브 외부의 입구/출구 헤드의 중앙 통로와 연통하는 중앙 슬리브에서 적어도 하나의 관통 통로, 바람직하게는 3 개의 균등하게 분포된 관통 통로의 형태이다.
유동 가이드 또는 "디버터/인버터"는 전형적으로 유동 가이드의 절두-원추형 상부면의 주변부로부터 연장되는 외부 원통형의 주변 림을 포함한다. 이러한 주변 원통형 림은 내부 원통 벽과 처리 챔버의 경사진 상부 벽의 접합부 아래의 처리 챔버의 내부 원통 벽에 작은 공간을 남기고 끼워진다.
공지된 장치에서와 같이, 처리 챔버는 통상적으로 원통형 벽 내에 처리 및 분리될 생물학적 유체가 수용되는 가변 체적의 분리 공간을 한정하는 피스톤과 같은 축 방향 이동 부재를 수용한다. 또한, 공지된 장치에서와 같이, 본 발명에 따른 장치의 처리 챔버는 처리되고 분리될 생물학적 유체 및 분리된 성분을 수용하기 위한 용기 세트, 및 선택적으로 첨가제 용액을 위한 하나 이상의 추가 용기를 포함하는 일회용 세트의 일부이다. 본 발명에 따른 장치는 또한 바람직하게는 상기 처리 챔버를 수용하기 위한 캐비넷을 포함하고, 상기 캐비넷은 원심 처리 챔버를 구동하기 위한 구동 수단 및, 또한 바람직하게는 상기 처리 챔버 내의 피스톤과 같은 축 방향으로 이동 가능한 부재의 축 방향 위치를 제어하는 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 또한 바람직하게는 처리 챔버로의 입구/출구를 위한 폐쇄 부재가 제공되고, 상기 폐쇄 부재는 일회용 세트의 튜빙 상에 작용하는 클립 또는 핀치 밸브 및/또는 일회용 세트에 포함되고 및/또는 처리 챔버를 수용하기 위한 캐비넷에 끼워지는 스톱콕이다.
본 발명의 또 다른 양태는, 전술한 바와 같은 장치를 포함하고, 들어오는 생물학적 유체를 중앙 튜브의 내부를 통해 펌핑(pumping)하기 위한 적어도 하나의 연동 펌프를 더 포함하는 생물학적 유체를 처리하고 성분으로 분리하기 위한; 및/또는 상기 중앙 튜브를 통해 추출 처리된 생물학적 유체 성분을 펌핑하기 위한; 및/또는 상기 입구/출구 헤드의 제 2 부분상의 출구를 통해 추출 처리된 생물학적 유체 성분을 펌핑하기 위한 시스템이다
상기 시스템은 선택적으로, 들어오는 생물학적 유체를 중앙 튜브의 내부를 통해 처리 챔버로 펌핑하도록 작동가능한 제 1 연동 펌프 및 추출 처리된 생물학적 유체 성분을 어댑터 헤드의 제 2 부분 상의 출구를 통해 펌핑하도록 작동 가능한 제 2 주 연동 펌프를 포함하며, 상기 제 1 연동 펌프 및 선택적인 제 2 연동 펌프는 연속적인 유동 처리를 제공하도록 선택적으로 동시에 작동 가능하다. 그러나, 또한 연속적인 유동이 또한 바람직하게는 단일 연동 펌프로 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 전술한 바와 같은 장치 또는 시스템을 사용하여 생물학적 유체를 처리하고 성분으로 분리하는 방법이며, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:
(a) 폐쇄된 입구/출구 헤드의 제 2 입구/출구, 예를 들어 폐쇄된 어댑터 헤드의 제 2 부분의 측면 출구와 함께 상기 입구/출구 헤드의 상기 제 1 입구/출구, 예를 들어 중앙 튜브를 통한 축 방향 입구를 통해 상기 생물 처리 유체를 상기 처리 챔버에 충전하고;
(b) 상기 처리 챔버의 내부 원통 벽의 생물학적 유체의 상이한 성분 또는 더 가볍거나 또는 폐기물 성분을 상기 처리 챔버의 내부로 분리하기 위해 챔버 내의 생물학적 유체를 원심 분리하도록 상기 처리 챔버를 회전시키고;
(c) 예를 들어 중앙 튜브를 통해 제 1 입구/출구를 통해 생물학적 유체로 처리 챔버를 채우는 동시에 제 2 입구/출구를 통해, 예를 들어 입구/출구 헤드의 제 2 부분상의 측면 출구를 통해 처리 챔버의 내부로 분리된 폐기물 또는 광 성분을 추출하는 연속 처리 모드에서 작동시키고;
(d) 상기 처리 챔버가 더 이상 생물학적 유체로 채워지지 않고, 예를 들어 측면 출구를 통해 성분을 계속해서 추출하도록 상기 제 1 입구/출구를 폐쇄하고; 및,
(e) 처리 챔버의 내부로 분리되어 처리된 성분이 상기 출구를 통해 더 이상 추출되지 않고, 제 1 입구/출구를 통해 예를들어 상기 중앙 튜뷰를 경유하여 처리 챔버의 내부 원통 벽으로 분리된 성분을 추출하는 상기 제 2 입구/출구, 예를 들어 측면 출구를 폐쇄하는 단계.
상기 방법에서, 생물학적 유체 및/또는 추출 성분으로 처리 챔버를 채우는 것은 펌핑에 의해, 바람직하게는 외부 연동 펌프에 의해 지원되어 및/또는 축 방향 이동 부재에 의해 한정된 가변 체적의 분리 공간의 체적을 변화시키는 피스톤과 같은 축방향으로 이동가능한 부재를 처리챔버에서 치환함으로써 달성되는 것이 바람직하다.
구성 요소는 펌핑에 의해, 바람직하게는 연동 펌프로 상기 제 2 출구를 통해 추출되는 것이 바람직하다. 단계(c)의 연속 처리 동안 바람직한 실시예에서, 생물학적 유체는 연동 펌프로 펌핑함으로써 처리 챔버로 연속적으로 공급되고, 분리된 성분은 연동 펌프로 펌핑함으로써 연속적으로 추출된다.
상술된 방법의 장점은 단계(c)의 연속 처리가 처리 챔버의 최대 분리 체적을 초과하는 양의 생물학적 유체를 연속 처리/분리할 수 있다는 것이다.
단계(e) 직전 및/또는 단계 동안, 원심 처리 챔버는 처리 챔버의 내부 원통 벽 상에 부착된 분리된 구성 요소를 느슨하게 하거나 혼합하기 위해 반대 방향으로 가속/감속 및/또는 회전될 수 있다.
단계(b) 동안의 원심 분리는 전형적으로 단계(c) 및 (d) 동안 연속적으로 또는 불연속적으로 계속된다.
본 발명은 이제 첨부 도면들을 참조하여 예시로서 기술될 것이다 :
- 도 1A는 종래 기술에 따라 입구/출구 헤드를 구비한 처리 챔버의 상부를 통한 단면도;
- 도 1B는 입구/출구 헤드를 갖는 본 발명에 따른 처리 챔버의 상부를 통한 단면도;
- 도 1C는 유입되는 생물학적 유체 및 유출되는 처리된 성분의 유동을 개략적으로 도시하는 도 1B과 유사한 본 발명의 처리 챔버;
- 도 1D는 고정 및 회전 부분 개략적으로 도시하는 도 1B과 유사한 본 발명의 처리 챔버의 입구/출구 헤드;
- 도 2는 유동가이드 또는 디버터/인버터의 평면도, 측면도 및 사시도;
- 도 3A, 도 3B 및 도 3C는 연속 유동 처리 챔버의 변형예;
- 도 4A 및 도 4B는 본 발명의 처리 챔버를 포함하는 일회용 세트의 두 가지 예시;
- 도 5는 본 발명의 처리 챔버를 수용하기 위한 캐비넷의 사시도;
- 도 6은 본 발명의 처리 챔버를 수용하기 위한 다른 캐비넷의 사시도;
- 도 7A 및 도 7B는 주 처리 시퀀스의 두 부분의 흐름도;
- 도 8A, 도 8B, 도 8C, 8D 및 도 8E는 상이한 작동 단계 동안 본 발명에 따른 처리 챔버의 개략도; 및
- 도 9는 피스톤 없는 처리 챔버의 변형예.
- 도 1B는 입구/출구 헤드를 갖는 본 발명에 따른 처리 챔버의 상부를 통한 단면도;
- 도 1C는 유입되는 생물학적 유체 및 유출되는 처리된 성분의 유동을 개략적으로 도시하는 도 1B과 유사한 본 발명의 처리 챔버;
- 도 1D는 고정 및 회전 부분 개략적으로 도시하는 도 1B과 유사한 본 발명의 처리 챔버의 입구/출구 헤드;
- 도 2는 유동가이드 또는 디버터/인버터의 평면도, 측면도 및 사시도;
- 도 3A, 도 3B 및 도 3C는 연속 유동 처리 챔버의 변형예;
- 도 4A 및 도 4B는 본 발명의 처리 챔버를 포함하는 일회용 세트의 두 가지 예시;
- 도 5는 본 발명의 처리 챔버를 수용하기 위한 캐비넷의 사시도;
- 도 6은 본 발명의 처리 챔버를 수용하기 위한 다른 캐비넷의 사시도;
- 도 7A 및 도 7B는 주 처리 시퀀스의 두 부분의 흐름도;
- 도 8A, 도 8B, 도 8C, 8D 및 도 8E는 상이한 작동 단계 동안 본 발명에 따른 처리 챔버의 개략도; 및
- 도 9는 피스톤 없는 처리 챔버의 변형예.
도 1A는 EP-B-0 91250에서 공지된 유형의 종래 기술 장치의 상부를 도시한다. 이러한 공지된 장치는 회전축을 중심으로 회전 가능한 중공 원심 처리 챔버(10)를 포함한다. 처리 챔버(10)는 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위한 공간(19)을 둘러싸는 내부 원통 벽(16)과, 처리될 생물학적 유체 및 처리된 유체의 성분을 위한 입구/출구(29)를 갖는 목부(14)에 이르는 경사진 상부 벽(12)을 가진다. 생물학적 유체를 수용하기 위한 중공의 처리 챔버(10) 내의 공간(19)은 원통형 벽의 길이를 따라 내부 원통 벽(16)의 대면하는 부분들 사이의 중공의 처리 챔버(10)를 가로 지르는 전체 중단되지 않은 체적을 차지한다. 상기 공간은 중공 원통 챔버(10)의 하부부(10B, 도 9) 또는 원통형 벽 내의 피스톤(18)과 같은 축 방향으로 이동 가능한 부재의 위치에 의해 한정된 가변 체적에 의해 한정된 주어진 체적을 갖는다. 동적/정적 입구/출구 헤드(20) 또는 "로터리 씰"은 목부(14)에 장착된다. 입구/출구 헤드(20)는 처리 챔버의 목부(14)와 함께 회전 가능한 내부 제 1 부분(22) 및 고정 유지되는 외부/상부 제 2 부분(24)을 갖는다. 입구/출구 헤드(20)의 제 1 및 제 2 부분(22, 24)은 고정된 제 2 부분(24)에 대해 목부(14)와 함께 제 1 부분(22)의 회전을 허용하는 2 개의 이중 씰(26)을 갖는다. 입구/출구 헤드는 처리될 생물학적 유체의 입구 및 유체의 처리/분리된 성분의 출구에 대한 입구/출구(29)로 끝나는 중앙 관통 통로를 가진. 중앙 고정 튜브(28)는 부분(24)에 의해 유지된다.
원심 처리 챔버(10)는 내부 원통 벽(16) 내에 축 방향으로 이동 가능한 부재, 즉 처리 및 분리될 생물학적 유체가 수용되는 가변 체적의 분리 공간(19)을 한정하는 피스톤(18)을 포함한다. 상기 부재/피스톤(18)을 축 방향으로 이동시킴으로써, 생물학적 유체는 중앙 관통 통로(29)를 통해 분리 공간(19)으로 유입되거나 배출될 수 있다.
공지된 장치에 있어서, 처리될 생물학적 유체는 중앙 관통 통로(축 방향 입구/출구(29))를 통해 유입되고, 처리된 성분은 중앙 관통 통로(동일한 축 출구/입구 29)를 통해 추출된다. 전술한 바와 같이, 한 번에 처리/분리될 수 있는 생물학적 유체의 양은 공지된 장치의 처리 챔버(10)의 분리 공간(19)의 최대 체적에 의해 제한된다. 따라서, 종래 기술의 주어진 처리 챔버는 대량의 생물학적 액체를 처리하는데 사용될 수 없다.
이러한 제한은 본 발명에 의해 극복된다. 도 1B는 유사한 부분을 나타내는 도 1A과 동일한 참조 번호를 사용하여 본 발명의 처리 챔버를 도시한다.
도 1B에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 처리 챔버(10) 내에 삽입되어 회전 가능한 유동 가이드( "디버터/인버터")(30)를 더 포함한다. 유동 디버터/인버터(30)는 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽(12)과 매칭 관계를 이루며 수 mm의 경사진 절두-원추형 환형 공간(32)을 남기고 근접하여 약간 이격된다. 두 부분의 중앙 튜브, 내부 부분(28a) 및 외부 부분(28b)은 입구/출구 헤드(20)의 중앙 관통 통로를 통해 연장된다. 중앙 튜브(28a, 28b)는 한편으로, 중앙 튜브(28b, 28a)의 내부를 통하고, 유동 디버터/인버터(30)와 상기 경사진 벽(12) 사이의 공간(32)을 통해 들어오는 생물학적 유체 전달하고 다른 한편으로, 처리 챔버(10)의 경사진 벽(16)에서 분리되고 유동 디버터/인버터(30)와 상기 경사진 상부 벽(12) 사이의 공간(32)을 통과하는 처리된 유체 성분을 추출하기 위해 처리 챔버(10)의 내부 원통 벽(16)에 연결된다.
상기 개선된 장치에서, 유동 디버터/인버터(30)를 넘어서(즉, 아래에) 위치된 처리 챔버의 내부 부분(19)은 유동 디버터/인버터(30)의 중앙 부분의 구멍(34)을 통해 상기 중앙 튜브(28a) 외부의 입구/출구 헤드(20)의 중앙 관통 통로로 유체 연통된다.
또한, 입구/출구 헤드(20)의 외부 고정 제 2 부분(24)은 처리 챔버(10)의 내부(19)로부터 처리된 생물학적 유체 성분을 추출하기 위한 측면 출구(40)를 가지며, 상기 측면 출구(40)는 상기 중앙 튜브(28a) 외부의 입구/출구 헤드(20)의 중앙 관통 개구(29)와 유체 연통한다.
상기 실시예에서, 처리 챔버의 상방으로 돌출된 연장된 중앙 넥(14)은 측 방향 출구(40)의 인접 레벨까지 입구/출구 헤드(20)의 회전 가능한 제 1 부분(22)의 내부로 연장된다. 또한,이 경우에, 입구/출구 헤드(20)의 밀봉 수단은 측 방향 출구(40)의 일 측면 상에 축 방향으로 위치된 두 개의 제 1 씰(26) 및 측 방향 출구(40)의 다른 측면 상에 축 방향으로 위치된 두 개의 제 2 씰(26)을 포함한다.
중앙 튜브(28a, 28b)는 입구/출구 헤드(20)의 고정된 제 2 부분(24)에서 연장되는 고정된 축 방향-외측 부분(28b) 및 유동 디버터/인버터(30)의 중앙 부분에 연결된 회전 가능한 축 방향 내부 부분(28a)을 포함한다. 중앙 튜브(28a)의 내부 부분은 개구(39)를 통해 유동 디버터/인버터(30)와 경사 상부 벽(12) 사이의 공간(32)과 연통한다.
입구/출구 헤드(20)의 회전 가능한 제 1 부분(22)은 입구/출구 헤드의 고정된 제 2 부분(24) 내부에 및 고정된 외부 단부 내부에 측면으로 위치한다.
통상적으로, 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽(12)은 유동 디버터/인버터(30)의 상부 표면과 마찬가지로 절두-원추형이다. 도시된 바와 같이, 유동 디버터/인버터(30)는 상향 돌출된 중앙 슬리브(36) 처리 챔버(10)의 목부(14)는 대향하는 절두-원추형 표면들 사이에 수 밀리미터의 공간(32)을 남긴다. 중앙 튜브(28a)의 하단부는 중앙 슬리브(36)에 끼워져 슬리브(36)의 개구(39)를 통해 상기 공간(32)과 연통한다. 상기 예시에서, 유동 디버터/인버터(30)는 처리 챔버(10)의 내부(19)가 중앙 튜브(28a)외부의 입구/출구 헤드(20)의 중앙 통로와 연통하는 중앙 슬리브(36)에서 적어도 하나의 축 방향으로 지향된 관통 통로(34) 바람직하게는 3 개의 균등하게 분포된 축 방향 관통 통로(34)(도 2)를 가진다.
유동 디버터/인버터(30)는 전형적으로 유동 디버터/인버터(30)의 절두-원추형 상부 표면의 주변부로부터 연장되는 외부 원통형의 주변 림(38)을 포함한다. 상기 주변 원통형 림(38)은 내부 원통 벽(16)과 경사진 상부 벽(12)의 접합부 아래에 공간을 남기고 처리 챔버(10)의 내부 원통형 벽(16)내에 체결된다.
도 1C는 처리 챔버(10)로 들어가고 나가는 생물학적 유체의 유동을 도시한다. 먼저, 생물학적 유체는 중간-상부 부분에 위치한 입구 포트(29)를 통해 챔버로 들어간다. 유체는 입구/출구 헤드(20)의 고정 부분(24)을 먼저 통과한 다음 잠재적으로 회전중인 동적 부분(22)을 계속 통과하여 유동 디버터/인버터(30)에 도달함으로써 낙하한다. 유동 디버터/인버터(30)는 유체가 회전하는 원추형 챔버의 중심 축에서 외부 측면으로 진행하는 과정을 계속하도록 하며, 모두 어두운 선 "IN"으로 도시된다. 이것은 정적 모드에서 스피닝 모드로 전환하고 잠재적으로 높은 원심력을 받는 셀의 원활한 전이를 보장한다.
처리 챔버(10) 내부의 생물학적 유체는 원심 분리되고, 생물학적 세포는 수평 침강력에 노출된 후에 밀도 물리적 원리에 의해 상청액 또는 다른 매질로부터 분리된다. 세포는 내부 원통 벽(16)에서 챔버(10)의 외부 측면에서 압축된 채로 남아있는 반면, 상청액 또는 매질은 중심축을 통해 제거될 수 있다. 회색 화살표 "OUT"으로 표시된 바와 같이, 폐기될 유체는 챔버(공간(19)의 중심)의 하부-중심 축으로부터 펌핑되고, 디버터/인버터(30)의 중심에 있는 구멍(34)을 통과하며, 튜브(28a)의 외부로 회전한다. 그 후, 측면 출구(40)의 높이까지 흡인된 후에, 폐기될 분리된 생물학적 유체는 입구/출구 헤드의 고정 부분(24)의 측면 출구(40)를 통해 추출된다. 폐기된 생물학적 유체는 고 스피닝 모드에서 정적 모드로 전환된다. 상기 기계적 메커니즘의 작동은 세포에 잠재적으로 손상을 입힐 수 있다. 손상을 입음으로써 압력, 마찰, 전단력이 생기거나 기계적 부분의 스피닝에 의해 세포가 절단되어 세포 사멸, 괴사 또는 기타 파괴적인 기작으로 세포가 죽을 수 있다. 이러한 이유로 세포가 없거나 세포 농도가 낮은 폐기된 제품만이 상기 경로를 통과한다는 것을 보장한다.
도 1D는 씰(26)을 통해 제공된 기밀성 또는 수밀성을 갖는 처리 챔버의 입구/출구 헤드(20)의 정적 및 동적 부분을 도시한다. 중앙의 밝은 부분(22)은 정상적인 절차 동안 스핀되는 동적 기계적 부분을 지시한다. 외부 어두운 부분(24)은 절차 동안 스핀되지 않는 정적 기계적 부분을 지시한다. 검정으로 표시된 4 개의 씰(26)을 통해 밀착이 보장된다.
도 2는 유동 디버터/인버터(30)의 설계를 도시한다. 상부 원추형 표면은 처리 챔버의 경사진 상부 벽(12)의 내부 표면과 동일한 형상 및 치수를 갖는다. 조립되었을 때 유체가 통과할 수 있도록 수 밀리미터의 작은 커널 또는 공간(32)이 유지된다. 중심에서, 중앙 슬리브(36)의 중심 구멍(35)은 절두-원추면 사이의 공간(32)으로 이어지는 측 방향 구멍(39)에 의해 연결된다. 이것은 유체를 전환시키고 생물학적 유체가 원추형 상부로 흐르게 한다. 각각 120도로 및 수 밀리미터의 거리에 있는 3 개의 구멍(39)은 챔버 내의 중심 유체가 동적 부분(22)의 외부 측면을 통해 펌핑되어 측면 출구 포트(40)에 도달하도록 보장한다.
도 3은 연속 유동 처리 챔버의 설계 변형예를 도시한다.
도 3a는 유동이 역전될 필요가 없는 경우에 사용될 수 있는 유동 디버터/인버터(30)의 변형예이다. 이러한 설계에서, 입구 포트(29)는 원심 챔버의 중간을 통해 진입하는 생물학적 유체를 하향으로 전달하고, 출구 포트(40)는 내부 챔버의 측면에 위치된 경로, 즉 경사진 환형 공간(32)을 통해 연결된다. 상기 도면에서는 거꾸로된 유로를 제거했다. 입구 포트(29)는 챔버의 중심축과 연결되고, 출구 포트(40)는 챔버의 측면 채널 또는 공간(32)과 연결된다. 연속 유동 처리는 동일하며 입구/출구 포트 연결만 반전되어 있다.
도 3b는 4 개의 씰 대신 기밀성을 보장하기 위해 2 개의 씰(26)만을 사용하여 설계를 단순화한다. 각각의 씰(26)은 연동식 펌프 또는 피스톤의 상하 운동을 매개로 하여 압력 또는 진공이 생성될 때 견고성을 보장하고 반경 방향으로 지향된 두 개의 립을 갖는다.
도 3c는 도 3b와 관련하여 기술된 바와 같이 견고성을 보장하기 위해 도시된 바와 같이 정렬된 2 개의 축 방향으로 지향된 립을 각각 갖는 2 개의 씰(26)의 변형예이다.
일회용 키트
도 4A는 본 발명의 처리 챔버(10/20/40)와 함께 사용될 전형적인 일회용 키트를 도시한다. 상부 좌측 상에, 처리될 체적을 포함하는 백(50)이 일회용 키트에 연결된다. 하부 좌측에는 수집 백(52)이 농축 세포 용액을 수집하기 위한 키트에 부착된다. 우측 상부에서, 백(54)은 선택적으로 일회용 키트에 연결되고, 절차의 마지막에서 챔버를 헹구거나 결국 농축된 세포 용액을 영양 용액에 현탁시키기 위한 세척 용액을 함유할 수 있다. 하부 우측에, 폐기물 백(56)이 세포로부터 제거될 용액을 버리는 데 사용된다.
필터를 포함하는 버퍼(51)는 처리될 체적으로부터 골재 또는 다른 원하지 않는 물질을 여과하는 것을 목적으로 하고, 또한 처리 챔버 내부에서 유동할 수 있는 기포를 방지하기 위해 입력 라인에 삽입된다. 또한, 스톱코크 램프(stopcock ramp)(58)는 다수의 백 사이를 전환하기 위해 사용되거나, 궁극적으로 필요에 따라 에어 필터를 통해 공기를 프라이밍하여 멸균을 보장한다. 일회용 세트는 또한 튜브의 개폐를 제어하기 위해 튜브에 배치된 핀치 밸브를 포함할 수 있다.
폐기물 라인상에는 압력 센서에 연결하기 위한 에어 필터(55)가 사용되어 일회용 세트 내부에 인가되는 최대 압력 또는 진공을 일정하게 모니터링한다. 또한, 연동 펌프(59)가 폐액 라인 상에 연결되고, 펌프 메커니즘을 통해 순환하지 않는 세포를 잠재적으로 손상시키지 않으면서 유동을 생성하게 된다.
공기 버퍼(57)는 처리 챔버의 측면 출구(40)와 연동 펌프(59) 사이에 연결되는 것이 바람직하다. 연통 펌프(59)가 작동될 때, 공기 버퍼(57)는 압력 경련을 제한하는 역할을 한다. 공기 버퍼는 드립 챔버일 수 있다.
도시된 바와 같이, 폐기물 백(56)으로 인도되는 폐기물 라인은 처리 챔버의 입구/출구 헤드(20)의 측면 출구(40)에 연결된다.
도 4B는 다중 입-출력을 가지며 더 많은 생물학적 용액을 처리하고 전환할 수 있는 유사한 일회용 키트를 도시한다. 백 선택은 8 개의 스톱코크(58)를 통해 이루어지며 최대 8 개의 입력 또는 출력 백까지 보장한다.
도 5는 연동 펌프를 통합한 공지된 시스템의 캐비닛의 변형된 버전을 도시한다. 도시된 바와 같이, 시스템은 스윙 개방 플레이트(64)를 통해 원심 처리 챔버를 수용하기 위한 프로파일형 전방 부분(62)을 포함하는 캐비닛(60)을 포함한다. 상기 캐비닛 상부는 또한 처리 챔버로 흐르는 생물학적 요소 및 기포를 측정하기 위해 초음파 기술로 작동하는 버블 탐지를 포함하는 분광 센서(66)와 결합된다. 연동 펌프용 제어 장치(67)는 캐비닛 측면에 위치하고 스톱코크 모터 제어 장치(68)는 상부에 위치한다. 그 측면에서, 캐비닛은 또한 설치된 일회용 세트의 튜빙을 부착하기 위한 후크(69)를 갖는다.
상기 시스템은 도 4A에 도시된 일회용 키트에 따라 작동한다. 또한 처리 챔버로 들어오는 공기 버블의 적절한 계산을 위해 내장된 광학 라인 센서가 튜브를 통과하는 공기의 실시간 볼륨을 계산할 수 있는 추가 초음파 방출기 및 수용기를 통합할 수 있다.
도 6은 연동 펌프 및 개별 제어기(68)를 갖는 4 개의 스톱 코크 모터를 통합 한 동일한 시스템의 변형된 버전을 도시한다. 상기 시스템은 도 4B에 도시된 일회용 키트에 따라 작동한다.
본 발명에 따른 장치로 달성할 수 있는 연속 처리 유동 기능은 주로 유동을 발생시키는 하나 이상의 외부 연동 펌프를 통해, 한편으로는 생물학적 유체를 침강 G 력이 최대인 처리 챔버의 외부 회전 측면(16)으로 펌핑하는 입구 포트(29)를 통해, 다른 한편으로는, 침강력이 거의 또는 전혀 가해지지 않는 플라즈마, 상청액 또는 다른 저농도의 원하지 않는 생물학적 유체를 제거하기 위해 처리 챔버의 입구/출구 헤드(20)의 중앙에 위치한 측방 유출구(40)를 통해, 주로 보장된다. 이러한 기능을 EP-B-0 912 250에 기재된 바와 같은 가변 처리 체적과 조합함으로써, 본 발명은 대량의 생물학적 유체로부터 시작되는 소량의 농축 세포 수집의 기존 한계를 해결한다.
주요 처리 순서
본 발명의 주된 용도는 도 8A 내지 도 8E에 도시된 바와 같이, 농축된 세포의 작은 수집 내로 대량의 생물학적 유체의 체적을 빠르게 감소시키는 것에 관한 것이다. 도 7A 및 도 7B의 흐름도는 도 8A 내지 도 8E 각각에 대응하는 처리 단계를 설명한다.
제 1 단계는 도 8A에 도시된 바와 같이 입구 및 출구 포트(29, 40)가 폐쇄된 장비 내부에 원심 처리 챔버(10)를 삽입하는 단계로 구성된다. 그 다음, 처리될 체적을 펌핑하여 원심 챔버(10)를 채우면, 도 8B가 시작될 수 있다. 입구 포트(29)를 처리될 생물학적 유체와 연결한 후에, EP-B-0 912 250에 기술된 바와 같이 진공을 생성하는 공압 시스템을 매개로 피스톤(18)을 흡인하는 메커니즘이 수행된다. 이러한 동작을 수행하기 위해, 피스톤(18)은 이동 가능한 피스톤 아래에 압축 공기 압력을 발생시킴으로써 약간 위로 밀릴 수 있다. 남은 공기와 채워진 볼륨의 작은 부분은 처리할 볼륨에서 다시 추출된다. 이어서, 피스톤(18)이 처리 챔버(10)의 하부 측에 도달할 때까지 충전을 다시 시작할 수 있다.
도 8B에 도시된 바와 같이, 충전 동안 축 방향 입구(29)는 개방되고 측 방향 출구(40)는 폐쇄된다.
상기 지점에서, 처리 챔버(10)의 분리 공간은 생물학적 용액으로 채워지고 침강이 시작될 수 있다. 침전 공정은 예컨대 EP-B-1 144 026에 기재된 바와 같이 일회용 세트의 원심 분리를 통해 수행된다.
특정 회전 속도로 원심 분리한 일정한 시간 후, 혈액이나 생물학적 세포는 상청액 또는 매체 용액에서 분리되고, 도 8C에 나타낸 바와 같이 대량 분리를 위한 연속적인 유동을 시작할 수 있다. 이 상태에서, 측면 출구 포트(40)는 폐액 백과 연결되고 폐액 라인에 연결된 외부 연동 펌프가 작동된다. 갇힌 공기가 출구 포트(40)의 채널에 여전히 남아있을 가능성이 있지만 연동 펌프가 작동하는 즉시 폐기물 백에서 배출된다. 이제 생물학적 유체는 분리 챔버에서 회전하면서 원심 분리 됨으로써 챔버의 입구 포트(29)에 연결된 초기 체적으로부터 연속적으로 펌핑 및 분리되며, 마지막으로 상청액과 함께 처리 챔버의 중심축으로부터 제거되어 출구 포트를 통해 폐기물 백으로 옮겨진다. 전체 분리 공정 동안, 생물학적 세포는 처리 챔버(10)에 남아있게되고, 속도 유동은 세포가 양호한 분리를 보장하는 분리력에 노출되기에 충분한 시간을 확보하기 위해 계산된다.
도 8C에 도시된 바와 같이, 연속 처리 동안, 축 방향 입구(29)는 생물학적 유체의 연속 유입을 위해 개방되고, 측면 출구 포트(40)는 분리된 폐기물의 연속적 제거를 위해 개방된다.
일단 원하는 체적이 완전히 처리되면 연동 펌프(들)이 멈춘다. 절차의 시작에서, 사용자는 시스템의 소프트웨어 사용자 인터페이스에서 요청된 최종 볼륨을 설정함으로써, 상기 단계에서 입구 포트(29)는 폐쇄되고 피스톤(18)은 상술한 바와 같이 도 8D에 도시된(축 방향 입구(29)는 폐쇄; 측 방향 출구 포트(40)는 개방) 공기압 메커니즘을 적용하여 위로 움직이기 시작한다. 상기 단계 동안, 적절한 셀 분리를 보장하기 위해 회전 속도가 유지되고, 검증된 회전 속도로 피스톤(18)이 상승하고, 원하는 최종 체적이 처리 챔버(10) 내의 잔류 체적에 대응할 때까지 나머지 체적을 폐기물 백으로 폐기한다.
마지막 단계는 도 8E에 도시된 바와 같이 농축된 셀의 회수 과정이다. 일회용 챔버(10)의 내부 플라스틱 벽(16) 상에 잠재적으로 부착된 셀을 분리/혼합하기 위해, 일회용 챔버(10) 내의 나머지 셀 용액은 우선 양 방향으로 여러 모터 가속/감속을 통해 혼합된다. 그 다음, 입구 포트(29)는 개방되고 출구 포트(40)는 폐쇄되며 피스톤(18)은 축방향 입구/출구 포트(29)를 통해 농축된 셀을 추출하기 시작한다. 이렇게 함으로서, 셀은 생물학적 셀 또는 줄기 셀에 일부 기계적 응력을 발생시키는 연동 펌프를 통과하지 않는다. 또한, 처리 챔버 밖으로의 세포가 적절히 추출되는 것을 보장하게 하기 위해, 다시 용액을 혼합하고 그후 최종 원하는 용액을 추출함으로써 원심 챔버(10) 내에 소량의 세정액 또는 현탁액을 펌핑함으로써 희석 단계가 수행될 수 있다. 이렇게함으로써 셀 손실이 최소화된다.
피스톤없는 처리 챔버의 변형예
도 9는 처리 챔버(10)의 변형예를 도시하며, 그 원통 벽은 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위한 고정 체적의 내부 공간을 제공하는 바닥 벽(10B)까지 연장된다. 상부(입구/출구 헤드(20))는 이전과 동일한 설계를 갖지만, 처리 챔버(10)는 가변 체적을 제공하기 위한 이동 가능한 피스톤을 포함하지 않는다.
주어진 체적의 상기 챔버(10)는 수집될 최종 체적이 처리 챔버 체적와 동일한 연속 유동을 통해 대량의 체적을 처리할 수 있다. 챔버(10)는 전술한 바와 동일한 캐비넷 및 일회용 키트와 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 이러한 변형예는 피스톤을 위아래로 움직이기 위해 더 이상 공압 시스템이 필요 없기 때문에 기술을 크게 단순화시키며, 처리 챔버 내에 남아있는 실시간 체적을 검출하기 위한 적외선 검출 시스템이 필요하지 않다. 상기 변형예에서 연동 펌프는 생물학적 유체를 유입하고 분리된 성분을 배출하는 데 사용된다.
Claims (19)
- - 회전축을 중심으로 회전가능한 중공 원심 처리 챔버(10), 상기 중공 원심 처리 챔버(10)는 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위한 공간(19)을 둘러싸는 내부 원통형 벽(16)과, 상기 원통형 벽(16)과 그 경사진 상부벽(12)으로부터 축방향으로 연장되고 처리될 생물학적 유체 및 처리된 유체의 성분을 위한 입구 및 출구(29)를 가지는 좁은 목부(14)로 통하는 경사진 상부벽(12)을 가지고, 생물학적 유체를 수용하기 위한 중공 원심 처리 챔버(10)내의 공간(19)은 원통형 벽의 길이를 따라 내부 원통형 벽(16)의 대면들 사이에 중공 원심 처리 챔버(10)를 가로질러 전체 체적을 점유하고, 상기 공간(19)은 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 하부(10B)에 의해 구획된 주어진 체적 또는 원통형 벽(16)내의 축방향으로 이동가능한 부재(18)의 위치로 구획된 가변 체적을 가지고; 및
- 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 목부(14) 및 그 둘레에 장착된 동적 및 정적 입구 및 출구 헤드(20), 상기 입구 및 출구 헤드는 상기 중공 원심 처리 챔버(10)와 함께 회전 가능한 제 1 부분과 정지상태의 제 2 부분을 포함하며, 입구 및 출구 헤드의 제 1 및 제 2 부분은 상기 제 2 부분에 대해 제 1 부분의 회전을 허용하는 밀봉 수단(26)에 의해 연결되며, 입구 및 출구 헤드는 처리될 생물학적 유체의 입구와 처리 및 분리된 유체 성분의 출구를 위한 중앙 관통 통로를 가지고; 를 포함하여 구성되는 생물학적 유체를 처리하고 성분으로 분리하는 장치에 있어서,
상기 장치는, 상기 중공 원심 처리 챔버(10) 내에 삽입되어 함께 회전 가능한 유동 가이드(30)를 더 포함하고, 상기 유동 가이드는 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽과 인접하여, 그리고 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽과 소정의 간격으로 배치되어 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽과 함께 경사 유동 통로(32)를 형성하고, 상기 유동 가이드는 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽과 동일한 형상 및 치수를 갖는 표면을 갖고, 상기 유동 가이드(30)는 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부 원통형 벽(12)의 상부로 통하는 경사진 유동 통로(32)로 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위해 상기 공간(19) 위로 배치되고; 및
상기 입구 및 출구 헤드(20)는:
- 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40), 상기 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40)는 상단부 및/또는 그 측면에서 입구 및 출구 헤드(20)의 고정된 제 2 부분(24)에 상단부에 배치되고, 및
- 상기 입구 및 출구 헤드(20)의 중앙 관통 통로 내의 축 방향 분리자(28a, 28b), 상기 축 방향 분리자는 상기 입구 및 출구 헤드에서 별도의 제 1 및 제 2 축 방향 통로를 한정하고,
- 상기 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40) 중 하나와 연통하는 상기 제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 하나의 상부부분 및 상기 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40) 중 다른 하나와 연통하는 상기 제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 다른 상부 부분,
- 처리될 생물학적 유체를 수용하기 위해 중공 원심 처리 챔버(10) 내의 상기 공간(19)과 연통하는 제 1 및 제 2 축 방향 통로 중 하나의 하부 부분 및 유동 가이드(30)와 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽(12)사이에서 경사진 유동 통로(32)와 연통하는 제 1 및 제 2 축방향 통로중 다른 하나의 하부 부분을 포함하여 구성되고,
상기 장치는, 처리될 생물학적 유체가 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40) 중 하나를 통해 주입되고, 처리된 생물학적 유체는 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40) 중 다른 하나를 통해 동시에 유출될 수 있는 연속 유동 모드로 작동 가능하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 생물학적 유체를 처리하고 성분으로 분리하는 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 입구 및 출구 헤드(20)의 고정된 제 2 부분(24)은 외부의 원통형 몸체를 포함하고, 상기 제 1 입구 및 출구(29)는 입구 및 출구 헤드(20)의 축 방향 입구 및 출구(29)이고, 상기 제 2 입구 및 출구(40)는 상기 원통형 몸체의 측면에 위치된 측면 입구 및 출구(40)인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 상향 돌출된 긴 중앙 목부(14)는 측면 입구 및 출구(40)의 레벨에 인접할 때까지 입구 및 출구 헤드(20)의 회전 가능한 제 1 부분(22)의 내부로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 입구 및 출구 헤드의 밀봉 수단(26)은 측면 입구 및 출구(40)의 한 측면 상에 축 방향으로 위치된 제 1 씰과, 측면 입구 및 출구(40)의 다른 측면 상에 축 방향으로 위치된 제 2 씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축 방향 분리자는 상기 입구 및 출구 헤드의 고정된 제 2 부분(24)에서 연장되는 고정된 축 방향-외측 부분(28b) 및 상기 유동 가이드(30)의 중심부분에 연결된 회전 가능한 축 방향 내부 부분(28a)을 포함하는 중앙 튜브(28a, 28b)이고, 중앙 튜브의 회전 가능한 내부 부분은 상기 유동 가이드(30)와 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽(12)사이의 공간(32)과 연통하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 및 출구 헤드(20)의 회전 가능한 제 1 부분(22)은 상기 입구 및 출구 헤드(20)의 고정된 제 2 부분(24)의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 5 항에 있어서,
(ⅰ) 유동 가이드(30)의 상부 표면과 같이 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽(12)은 절두-원추형(frusto-conical)이고;
(ii) 유동 가이드(30)는 마주하는 절두-원추형 표면들 사이에 수 밀리미터의 공간을 남겨 두는 중공 원심 처리 챔버(10)의 목부(14)에 끼워져 중앙 슬리브(36)를 가지며;
(iii) 중심 튜브(28a)의 하단부는 유동 가이드(30)의 중앙 슬리브(36)에 끼워지고, 마주하는 절두-원추형 표면들 사이에 상기 공간(32)과 연통되며; 및
(ⅳ) 상기 유동 가이드는 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부(10)를 중앙 튜브(28a, 28b) 외부의 입구 및 출구 헤드의 중앙 통로와 연통하는 중앙 슬리브에서 적어도 하나의 관통 통로(34), 또는 3 개의 균등하게 분포된 관통 통로의 형태인 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동 가이드(30)는 상기 유동 가이드(30)의 절두-원추형 상면의 주변부로부터 연장되는 외부 원통형 주변 림(38)을 포함하며, 상기 원통형 주변 림(38)는 내부 원통형 벽과 중공 원심 처리 챔버(10)의 경사진 상부 벽(12)의 접합부 아래의 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부 원통형 벽(16)에 체결되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중공 원심 처리 챔버(10)는 가변 체적의 분리 공간(19)을 한정하는 축 방향 이동 부재(18)를 원통 벽(16) 내에 포함하고, 생물학적 유체를 처리 및 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 중공 원심 처리 챔버(10)는 처리되고 분리될 생물학적 유체 및 분리된 성분을 수용하기 위한 용기 세트(52, 54, 56)를 포함하는 일회용 세트의 일부이고, 선택적으로 첨가제 용액을 위한 하나 이상의 추가 용기인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 10항에 있어서, 상기 중공 원심 처리 챔버(10)를 수용하기 위한 캐비넷(60)을 더 포함하며, 상기 캐비넷은 상기 중공 원심 처리 챔버(10)를 구동하기 위한 구동 수단, 또는 중공 원심 처리 챔버(10) 내의 축 방향 이동 부재의 축방향 위치를 제어하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 중공 원심 처리 챔버(10)로의 입구 및 출구를 위한 폐쇄 부재를 더 포함하고, 상기 폐쇄 부재는 상기 일회용 세트의 튜빙 상에 작용하는 클립 또는 핀치 밸브이고, 또는 일회용 세트에 포함된 및/또는 중공 원심 처리 챔버(10)를 수용하기 위한 캐비넷 상에 장착된 스톱 코크(58)인 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 따른 장치를 포함하고, 유입되는 생물학적 유체를 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40) 중 하나를 통해 펌핑 및/또는 추출되어 처리된 생물학적 유체 성분을 제 1 입구 및 출구(29) 및 제 2 입구 및 출구(40) 중 다른 것을 통해 펌핑(pumping)하기 위한 적어도 하나의 연동 펌프(59)를 추가로 포함하는 생물학적 유체를 처리하고 성분으로 분리하는 시스템.
- 제 1 항에 따른 장치 또는 제 13 항의 시스템을 사용하여 생물학적 유체를 처리하고 성분으로 분리하는 방법에 있어서,
(a) 폐쇄된 제 2 입구 및 출구(40)를 가진 상기 입구 및 출구(29, 40) 중 하나를 통해 생물학적 유체로 상기 중공 원심 처리 챔버(10)를 충전하는 단계;
(b) 상기 생물학적 유체의 상이한 성분을 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부 원통형 벽(16) 또는 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부(19)로 분리하기 위해 상기 중공 원심 처리 챔버(10) 내의 생물학적 유체를 원심 분리하도록 상기 중공 원심 처리 챔버(10)를 회전시키는 단계;
(c) 생물학적 유체로 중공 원심 처리 챔버(10)를 채우는 동시에 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부로 분리된 제 2 입구 및 출구(40) 성분을 통해 추출하는 연속 처리 모드에서 작동시키는 단계;
(d) 상기 제 1 입구 및 출구(29)를 폐쇄하여 상기 중공 원심 처리 챔버(10)가 더 이상 생물학적 유체으로 채워지지 않고 제 2 입구 및 출구(40)을 통해 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부로 분리된 성분들을 계속해서 추출하는 단계; 및
e) 상기 제 2 입구 및 출구(40)를 폐쇄하여 상기 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부로 분리되어진 처리된 성분이 더 이상 상기 제 2 입구 및 출구(40)을 통해 추출되지 않고 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부 원통형 벽으로 분리된 성분을 상기 제 1 입구 및 출구(29)를 통해 추출하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 14 항에 있어서, 상기 생물학적 유체로 상기 중공 원심 처리 챔버(10)를 채우는 단계는:
펌핑(pumping);
외부 연동 펌프(59)에 의한 펌핑; 및
축 방향 이동 부재에 의해 한정된 가변 체적의 분리 공간의 체적을 변경시키기 위한 축방향 가동 부재를 중공 원심 처리 챔버(10)내에서 변위시키는 것; 중 적어도 어느 하나에 의해 생성 또는 지원되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 14 항에 있어서, 상기 성분들은 펌핑, 또는 연동 펌프(59)로 펌핑함으로써 중공 원심 처리 챔버(10)로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, 단계(c)의 연속 처리는 중공 원심 처리 챔버(10)의 최대 분리 체적을 초과하는 생물학적 유체의 체적을 연속 처리 및 분리하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, 단계(e) 직전, 단계(e) 동안, 또는 단계(e) 직전 및 단계(e) 동안 중공 원심 처리 챔버(10)는 중공 원심 처리 챔버(10)의 내부 원통 벽에 부착되어진 분리된 성분을 반대 방향으로 완화, 혼합 또는 완화 및 혼합하도록 가속, 감속, 및 회전 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, 단계(b) 동안의 원심 분리는 단계(c) 및 (d) 동안 연속적으로 또는 불연속적으로 계속되는 것을 특징으로 하는 방법.
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