Brevet FR2130190A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne un récipient pour le traitement d'un liquide et en particulier dans un centrifugeur pour traiter des quantités isolées d'un liquide en le séparant en des fractions de densités différentes et lorsqu'on le désire en lavant 5 les particules solides en suspension dans le liquide. L'invention s'applique particulièrement à la centrifugation du sang et la présente description concerne essentiellement cette utilisation. Il convient cependant de noter que l'invention s'applique au traitement de liquides autres que le sang. On entend ici par li-10 quide non seulement les liquides vrais mais également les matières ressemblant à des liquides telles que les masses semi-liquides de cellules sanguines obtenues après séparation du plasma du sang total. On sait traiter des quantités isolées de sang dans un sys-15 tème clos de récipients écrasables dans un rotor de centrifugeur. Ainsi, un récipient peut contenir au départ une quantité d'un mélange de sang total et d'un conservateur liquide ou d'une suspension de globules rouges dans un conservateur liquide et un second récipient peut contenir au départ une quantité d'une solu-20 tion de lavage et un troisième récipient est vide au départ. Les récipients sont raccordés par des canalisations et pendant le traitement, le plasma et/ou le conservateur du premier récipient passent dans le troisième récipient vide et sont provisoirement remplacés par la solution de lavage du second récipient. Après 25 agitation du contenu du premier récipient, la solution de lavage usée et le produit de lavage des cellules sanguines passent dans le troisième récipient laissant les globules rouges lavés dans le premier récipient. L'utilisation de récipients fermés écrasables pour le sang, 30 les fractions séparées et la solution de lavage permet d'opérer en conditions stériles car on peut raccorder les récipients dans un système clos de façon à ce qu'ils communiquent entre eux sans que leurs contenus viennent au contact de l'atmosphère ambiante et des surfaces extérieures. Cependant le transfert du liquide 35 entre les récipients a posé des problèmes car il doit normalement se produire alors que le rotor du centrifugeur et le système de récipient tournent à vitesse élevée. Selon l'invention, on peut réaliser et contrôler le transfert de liquide de façon simple et fiable. 40 Le récipient selon l'invention utilisé pour le traitement 72 08749 2 2130190 d'un liquide et en particulier pour la séparation par centrifuga-tion d'un liquide en fractions de densités différentes comporte des parois formées d'une feuille flexible qui délimitent entre elles un compartiment clos contenant une quantité isolée de liqui-5 de caractérisé en ce que les parois délimitent également entre elles une canalisation ayant une section fermée qui communique à l'une de ses extrémités avec le compartiment de liquide et qui est conçue pour être actionnée par une pompe péristaltique déplaçant le liquide à travers la canalisation. 10 Lorsqu'on utilise le récipient dans un centrifugeur, on peut disposer un élément de pompe péristaltique monté sur le rotor et adapté pour tourner avec le rotor et le récipient de façon à ce qu'il agisse en continu sur la canalisation et lorsque le liquide doit être transféré dans ou hors du compartiment liquide, l'élé-15 ment de pompe péristaltique tourne lentement par rapport au rotor et au récipient en déplaçant le liquide dans la canalisation» Lorsque l'élément de pompe péristaltique est fixe par rapport au rotor et au récipient, il comprime la canalisation pour empêcher l'écoulement. 20 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip tion détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés. Sur ces dessins : la figure 1 représente une coupe verticale du rotor et des éléments associés d'un centrifugeur muni d'un récipient selon 25 l'invention ; la figure 2 représente une vue agrandie correspondant à la partie centrale de la figure 1 ; la figure 3 représente une perspective éclatée partiellement découpée de l'ensemble de récipient du centrifugeur illustré dans 30 les figures 1 et 2 ; la figure 4 représente une vue en plan de la partie centrale du récipient à deux compartiments illustré dans la partie inférieure de la figure 3« Le centrifugeur représenté dans la figure 1, comporte un bâti 35 10 portant un rotor 11 tournant autour d'un axe vertical à vitesse élevée par exemple à 3 000 t/mn sous l'effet d'un moteur 12. Le rotor 11 comporte une cuvette 13 en dessous de laquelle se trouve un tourillon creux 14 monté sur un roulement à billes 15 du bâti 10. La cuvette et la plupart des autres éléments du rotor sont 40 circulaires lorsqu'on les regarde de dessus. 72 08749 3 2130190 la cuvette 13 contient un ensemble de récipients dont les détails apparaissent mieux dans la figure 3 qui est constitué d'un récipient à deux compartiments inférieurs 16 reposant sur le fond de la cuvette 13 et d'un récipient supérieur 17 à un seul compar-5 timent placé sur le récipient 16. les deux récipients ont de façon générale la forme d'un disque et sont concentriques avecla cuvette du rotor.Ils sont tous deux fermés à l'exception des ouvertures servant à l'introduction et à la sortie du liquide,et constitués d'une feuille mince et flexible de façon à être écrasables. la 10. feuille peut être par exemple un stratifié de polyéthylène et de polyester ayant une épaisseur totale d'environ 0,1 mm. le récipient inférieur 16 est constitué de trois feuilles circulaires 18, 19 et 20 placées l'une sur l'autre et scellées sur leur pourtour par un joint continu 21 réalisé à chaud et dans 15 leur partie centrale par -un autre joint circulaire 22 réalisé à chaud. La feuille inférieure 18 et la feuille centrale 19 délimitent entre elles un compartiment 23 qui contient au départ la solution de lavage et la fetiille centrale 19 et la feuille supérieure 20 délimitent entre elles un compartiment 24 qui est vide 20 au départ. Dans la partie centrale du récipient 16, des joints 25 réalisés à chaud (représentés en traits discontinus dans la figure 4) réunissent les feuilles 18 et 19 en délimitant une canalisation écrasable 26 à travers laquelle la solution de lavage du compar-25 timent 23 peut s'écouler en direction d'un tube de raccordement court 27 assujetti à la feuille supérieure 20 autour d'une ouverture 28 de cette dernière une ouverture 31 étant prévue dans la feuille 19 (voir également la figure 2). De façon semblable les joints 29 réalisés à chaud (représentés en traits pleins dans la 30 figure 4) réunissent les feuilles 19 et 20 en délimitant une autre canalisation écrasable 30 à travers laquelle le liquide peut s'écouler du tube de raccordement 27dans le compartiment 24.Les parties de canalisations 26 et 30 sont situées selon deux oeroles concentriques et agissent en association avec une pompe 32 décrite 35 plus en détail ci-après. Cette pompe réalise l'écoulement du liquide et bloque les canalisations lorsque l'écoulement n'est pas souhaitable. Le joint réalisé à chaud 22 empêche le liquide des • deiix compartiments de pénétrer dans la partie centrale du récipient autrement que par les canalisations. 40 Le récipient supérieur 17 contient au départ une certaine 72 08749 4 2130190 quantité de cellules sanguines en suspension dans un conservateur liquide. Il est constitué de deux feuilles 33 et 34 qui sont réunies par un joint 35 réalisé à chaud à leur périphérie et par un joint réalisé à chaud 36 dans leur partie centrale et délimitent 5 ainsi entre elles un compartiment annulaire. Un tube de raccordement 37 communique avec ce compartiment par une canalisation 38 délimitée par des joints réalisés à chaud. Une ouverture 39 dans la partie centrale permet le raccordement du tube 37 avec le tube 27 du récipient 16. 10 Les canalisations 26 et 30 ainsi que la canalisation 38 en raison des caractéristiques du matériau qui les constitue et de la façon dont on les a réalisées ont fortement tendance à se fermer naturellement. Donc, pour qu'elles permettent au liquide des récipients de les traverser, il faut que ce liquide soit soumis à 15 une pression importante. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de prendre des précautions particulières pour empêcher un écoulement indésiré à travers les canalisations lorsqu'on manoeuvre à la main les récipients. Comme le montre la figure 1, une bague de remplissage 40 et 20 une plaque d'appui 41 sont placées entre les récipients 16 et 17. Le tube de raccordement 27 traverse une ouverture de la plaque d'appui et est raccordé au tube de raccordement 37. Le rotor 11 comporte un ensemble de couvercle avec une plaque de couvercle rigide 42 ayant un bossage fileté intérieurement 43 25 et qui porte un élément annulaire 44 formé en caoutchouc souple mélangé à des grains de plomb pour qu'il ait une densité supérieure à celles des liquides des récipients. Un mécanisme de serrage comportant un manchon 45 fileté à l'extérieur vissé dans le bossage 43 et plusieurs coins périphériques raccordés au manchon par les 30 tiges 47 agit en association avec la plaque de couvercle 42 et la cuvette 13 pour appuyer l'ensemble formant couvercle contre les récipients. Un détecteur photoélectrique 48 monté dans le manchon 45 signale la présence des globules rouges dans le tube de raccordement 37. 35 La pompe 32 précédemment indiquée est une pompe péristaltique du type bien connu comportant plusieurs cylindres se déplaçant sur un trajet circulaire de façon à écraser progressivement une canalisation élastique et déplacer le liquide dans la canalisation Elle comporte deux groupes de cylindres circulaires, concentriques 40 et mobiles de façon indépendante constitués chaeun de trois cylin 72 08749 5 2130190 dres espacés de 120°. Le groupe extérieur de cylindres 49 est monté de façon à tourner sur un rotor extérieur 50 fixé à un axe creux 51 concentrique au rotor 11. Ces cylindres agissent en association avec la canalisation 26. Le groupe intérieur de cylin-5 dres 52 est monté de façon à tourner sur un rotor intérieur 53 fixé à un axe 54 coaxial à l'axe 51» Ces cylindres agissent en association avec la canalisation 30. Comme le montre plus en détail la figure 2, les cylindres 49 et 52 engagent les canalisations 26 et 30 par l'intermédiaire 10 d'un diaphragme flexible 55 en comprimant et obturant localement ces canalisations contre la plaque d'appui 41. Les rotors 50 et 53 sont normalement fixes par rapport au rotor tournant du centrifugeur et aux récipients mais lorsqu'on le désire, ils peuvent tourner lentement par rapport au rotor du 15 centrifugeur pendant la rotation de ce dernier. Le mouvement tournant positif du rotor 50 est apporté par le tourillon 14 de la cuvette 13 du rotor au moyen d'une roue dentée 56 qui engage une roue dentée du tourillon et une autre roue dentée 57 qui engage une roue dentée de l'axe creux 51. Les roues dentées 56 et 20 57 sont montées de façon à tourner autour d'un axe commun mais normalement il n'existe pas de raccord d'entraînement entre elles. Cependant on peut actionner un embrayage magnétique 58 pour que ces roues dentées tournent ensemble et provoquent une rotation lente du rotor 50 par rapport au récipient 16 (dans le sens direct 25 comme le montrent les figures 1, 2 et 4). De façon semblable, le mouvement tournant positif du rotor 53 (indirect) est apporté par le tourillon 14 les roues dentées 59 et 60 et l'embrayage 61. Le procédé de traitement des cellules sanguines dans le récipient 17 va maintenant être décrit. Le rotor 11 est supposé sta-30 tlonnaire mais monté comme le montre la figure 1, le compartiment 24 du récipient 16 étant vide, si bien que les feuilles 19 et 20 sont face contre face sous l'effet de la pression de l'élément en caoutchouc 44. Ainsi, les parties périphériques des récipients sont serrées entre le fond de la cuvette 13 et la bague de remplis-35 sage 40 et entre celle-ci et l'élément en caoutchouc 44. La partie centrale des récipients est serrée entre les cylindres de la pompe 32 et l'élément inférieur du bossage 43 de la plaque de couvercle 42. L'élément de caoutchouc ainsi que la forme des parties font que les poches d*air indésirables adjacentes aux récipients sont 40 pratiquement éliminées. 72 08749 6 2130190 On fait alors tourner le rotor 11 en débrayant les embrayages 58 et 61 si bien que les rotors 50 et 53 de la pompe tournent avec le rotor du centrifugeur par suite du frottement entre ces rotors et le diaphragme 55 et les autres parties du rotor du centrifu-5 geur. Sous l'effet de la force centrifuge, l'élément 44 lourd en caoutchouc souple est forcé vers l'extérieur et exerce une pression externe sur les récipients 16 et 17. Du fait de la disposition et de la forme des parties, cette pression force le liquide dans les récipients vers l'intérieur et provoque la dilatation des canali-10 sations 26 et 30 comme illustré dans la figure 2. Cependant, comme les cylindres des rotors sont fixes par rapport au rotor du centrifugeur et aux récipients et qu'ils compriment les canalisations, le liquide ne peut traverser les canalisations. Le champ de centrifugation, qui peut être de l'ordre de 1000g, 15 provoque la formation de fractions de densités différentes dans le récipient 17, c'est-à-dire que les globules rouges s'accumulent dans la partie radiale extérieure du récipient 17 tandis que lè liquide conservateur moins dense est recueilli dans la partife radiale intérieure. On engage alors l'embrayage 61 pour qu'il 20 provoque la rotation indirecte du rotor intérieur 53 (figure 4) par rapport au rotor du centrifugeur et aux récipients si bien que le liquide conservateur est pompé du réeipient 17 dans le compartiment 24 du récipient 16 par la canalisation 38, les tubes de raccordement 37 et 27 et la canalisation 30. Comme l'autre 25 rotor 50 est fixe par rapport au rotor du centrifugeur et aux récipients, le liquide conservateur ne peut s'écouler à travers la canalisation 26. Lorsque le détecteur 48 signale la présence des globules rouges dans le tube 37, on débraye l'embrayage 61 et on engage 30 l'embrayage 58 provoquant ainsi la rotation du rotor extérieur 50 qui pompe la solution de lavage du compartiment 23 dans le récipient 17 par la canalisation 26, les tubes 27 et 37 et la canalisation 38 tandis que le rotor intérieur 53 est maintenu fixe pour empêcher l'écoulement dans la canalisation 30. Lorsqu'une quantité 35 suffisante de solution de lavage a été transférée on débraye l'embrayage 58 si bien que les deux canalisations 26 et 30 se ferment puis on freine rapidement le rotor 11 (au moyen d'un dispositif non représenté) pour l'amener à faible vitesse et agiter le contenu du récipient 17 et mélanger soigneusement la solution de lavage 40 et les cellules sanguines. 72 08749 7 2130190 On sépare alors la solution de lavage des cellules sanguines et on la transfère dans le compartiment 24 du récipient 16 de la même façon qu'il a été précédemment décrit pour le liquide conservateur. On répète le stade de lavage précédemment décrit autant 5 de fois qu'il est nécessaire et lorsque le traitement est achevé, le récipient 17 contient un concentré de cellules sanguines lavées tandis que le récipient 16 contient le conservateur liquide et la solution de lavage usée dans le compartiment 24„ Le compartiment 24 peut être vide ou contenir un résidu de solution de lavage. 10 II convient de noter que le récipient à deux compartiments et les canalisations qui en font partie intégrante présentent des avantages caractéristiques en ce qui concerne la fabrication et la manipulation. 72 08749 8 2130190 REVENDICATIONS 1. Récipient pour le traitement d'un liquide et en particulier pour la séparation par centrifugation d'un liquide en fractions de différentes densités comportant des parois réalisées en une feuille de matière flexible délimitant entre elles un compar- 5 timent fermé pour contenir une quantité isolée de liquide, caractérisé en ce que les parois délimitent également entre elles une canalisation ayant une section fermée et qui communique à une extrémité avec le compartiment de liquide et est adaptée à être actionnée par line pompe péristaltique déplaçant le liquide dans 10 la canalisation. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compartiment de liquide est de forme générale annulaire et en ce que la canalisation est placée dans la partie centrale du récipient dans une position radiale intérieure par rapport au bord 15 intérieur du compartiment de liquide. 3. Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la canalisation est délimitée par des joints formés à chaud réunissant les parois. 4. Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à 20 3» caractérisé en ce qu'un tube de raccordement est fixé à l'une des parois et communique avec la canalisation. 5. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parois sont dans l'ensemble de forme circulaire et sont constituées d'une paroi supérieure, d'une paroi centrale et d'une 25 paroi inférieure, les parois supérieure et centrale délimitant entre elles un premier compartiment ayant dans l'ensemble une forme annulaire et la première canalisation communiquant à une de ses extrémités avec le premier compartiment et à l'autre extrémité avec un tube de raccordement fixé à la paroi supérieure, 30 la paroi centrale et la paroi inférieure délimitant entre elles un second compartiment ayant dans l'ensemble une forme annulaire et une seconde canalisation communiquant à une de ses extrémités avec le second compartiment et à l'autre extrémité avec le tube de raccordement, des parties de la première et de la seconde 35 canalisations s'étendant respectivement selon deux cercles concentriques et agissant chacune en association avec l'un de deux rotors concentriques d'une pompe péristaltique pour que le liquide entre et sorte des compartiments par le tube de raccordement.