Brevet FR2470642A1 — publié le 19810612

La présente invention se rapporte à un séparateur destiné a une ultracentrifugeuse et qui, réalisé sous forme de plateau, présente, d'une part, en son centre des conduits d'alimentation et d'évacuation débouchant axia- lement vers l'extérieur et, d'autre part, à proximité de sa périphérie un canal annulaire à au moins une zone de séparation et s'étendant sur presque toute la circonférence en étant plus large que les autres canaux, la zone de séparation communiquant avec les conduits d'alimentation et d'évacuation par des canaux sensiblement radiaux. Un séparateur de ce type est connu par le brevet US 4 007 871. Cependant ce séparateur présente l'inconvé- nient que seuls des canaux s'étendant à peu près radiale- ment en direction de l'axe, et qui évacuent les différentes fractions obtenues au niveau de la zone de séparation, débouchent dans cette dernière. De ce fait, il n'est pas possible d'obtenir une séparation parfaite et soignée des différentes fractions. Il est également à noter que ce séparateur est réalisé en assemblant par soudage des feuilles souples et qu'il doit 9tre placé dans un dispositif de réception prévu dans la centrifugeuse o il flotte dans un liquide. la quantité de liquide à introduire dans la centrifugeuse doit alors être dosée avec précision. Pour ces raisons l'utili- sation de ce séparateur connu est très limitée. La présente invention a pour d1jet de rémédier à ces inconvénients en créant un séparateur qui permet une séparation parfaite des fractions notamment lorsqu'il est utilisé en tant que séparateur à écoulement continu pour le sang. Ces problèmes sont résolus conformément à l'invention pour un séparateur du type mentionné du fait que des arêtes faisant saillie dans la zone de séparation délimitent radialement vers l'extérieur les zones d'entrée des canaux de liaison et en ce que les canaux de liaison débouchent dans la zone de séparation, vus dans le sens de rotation, derrière des arêtes et à des distances différentes. Une forme de réalisation avantageuse du séparateur suivant l'invention est caractérisée en ce que le séparateur est un disque qui présente des nervures de renforcement radiales et dans lequel sont réalisés les canaux sous forme de rainures dont les parois font saillie sur l'une des faces du disque et en ce que le disque porte, sur le côté ouvert des rainures, une plaque circu- laire plane présentant sensiblement le mime diamètre que le disque auquel elle est reliéeétroitement de façon à former une quatriSme paroi pour chacun des canaux. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à itre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue de dessus de la partie inférieure comportent les canaux d'un séparateur suivant 1 'invention. La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 5 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 1. La fig. 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la fig.1. La fig. 6 est une vue de dessus analogue à celle de la fig. I mais d'un deuxième exemple de réalisation. La fig. 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig. 6. La fig. 8 est une loue suivec: la ligne VIII-VIII de la fig. 6. La fig. 9 est une coupe suivant la ligne IX-IX de la fig. 6. La fig. 10 montre en perspective la zone de séparation d'un séparateur suivant l'invention. Le séparateur suivant l'invention comprend une plaque de base I présentant des nervures de renforcement 2 et à laouelle est reliée, de façon étanche, une plaque de recouvrement 3. Une ouverture centrale 4 traversant la plaque de base et la plaque de recouvrement sert au maintien du séparateur dans une centrifugeuse. Comme cela ressort particulièrement bien des fig. 3 à 5, la plaque de base 1 est réalisée sous forme de disque et présentent des évidements qui forment les canaux décrits ci-après. La plaque de base est avantageu- sement en matière synthétique et est réalisée par moulage par injection. A proximité de son axe médian la plaque de base 1 comporte des tubulures de raccordement 5 à 8 qui débou- chent dans les extrémités de canaux s'étendant jusqu'au voisinage de l'axe médian. Après la mise en place du séparateur dans une centrifugeuse, celui-ci est entraîné en rotation dans le sens de la flèche 9 de la fig. 1. A partir de la tubulure de raccordement 5 servant à l'alimentation du séparateur en sang, s'étend à peu près radialement un canal 10 qui débouche dans un canal 11 à proximité du bord de la plaque de base I en forme de dis- que. Le canal 11 s'étend sur la plus grande partie de la circonférence de la plaque de base 1 et débouche au niveau d'une zone de séparation, décrite plus loinet de l'entrée de laquelle part un canal 12 qui se termine par une tubulure de retour 6. Le liquide & fractionner s'écoule dans le canal 11 en suivant les flèches 13. Comme cela ressort des fig. 2 à 4 le canal 11 est relativement profond et présente une section prédéterminée. Trois parois de ce canal sont formées par les empreintes réali- sées dans la plaque de base 1, tandis que la plaque de recouvrement 3 forme la quatrièmeparoi de ce canal. Un canal 14 s'étendant à peu près radialement relie la tubulure de raccordement 7 à la zone de séparation qui est Également reliée à la tubulure de raccordement 8 par un canal 15. Il ressort des coupes des fig. 2 à 5 que les canaux 12, 14 et 15 présentent une section qui est inférieure ou au maximum égale à celle du canal périphérique 11. La conformation de la zone de séparation ainsi que ia position des embouchures des canaux 12, 14 et 15 au niveau de la zone de séparation sont très importantes pour l'efficacité de la zone de séparation du séparateur sui- vant l'invention. Pour cette raison la configuration de la zone de séparation est expliquée en détail en référence aux diverses coures des fig. 3 à 5. Comme cela ressort de ces figures, la zone de séparation présente une paroi inférieure 16 qui est réalisée de façon que la hauteur de la zone de séparation décroisse dans le sens de l'écoulement du liquide. Le canal périphérique 11 se prolonge à l'intérieur de la zone de séparation sous le forme d'une zone désignée par 17 et qui se distingue par une plus faible profondeur par rapport au canal 11 et par une plus grande profondeur par rapport à la partie restante de la zone de séparation. - Derrière l'embranchement du canal 12 et du canal 11 en considérant le sens de rotation du disque I se trouve un endroit 18 derrière le.quel commence une zone faiblement ascendante 19 de la zone de séparation comme cela ressort clairement des fig. I et 3. Un premier argte située avant l'entrée du canal 14 et une deuxième arête 20 située derrière l'entrée de ce canal sont prévues dans la zone relativement plane 19 comme le matet les coupes des fig. 4 et 5. Le fonctionnement de ce dispositif est décrit en détail ci-après en r.e..c à la fig. 10. Le liquide à fractionner, par exemple du sang, arrive par la tubulure de raccordement 5 dans le canal 10 puis dans le canal 11 o il s'écoule pendant le mouvement de rotation du séparateur. Lors du passage du liquide dans le canal 11 il se produit déjà un fractionnement du fait que ce dernier produit le même effet qu'une chambre de sépara- tion. En raison de la section plus importante du canal 11, la vitesse d'écoulement du liquide est plus iaible à l'inté- rieur de ce canal que dans le canal d'arrivée 10. A la fin de cette chambre de séparation on trouve déjà trois frac- tions à savoir les globules rouges, les globules blancs et le plasma. Le plasma est conduit vers la tituihre de raccor- dement 6 par l'intermédiaire du canal 12. Les globules rouges s'écoulent vers la tubulure de raccordement 8 en passant par la zone 17 et le canal 15. Afin d'obtenir un endroit de séparation précis pour les globules blancs qui sont particulièrement concernes par le présent exemple, la profondeur de la chambre de séparation est diminuée mais sa largeur est augmentée dans cette zone qui est désignée aux figures par la référence 19. L'arête 18 sépare des globules rouges la fraction désirée de globules blancs et dirige ces derniers et une partie du plasma vers le canal 12. Ensuite, on applique à la tubulure de raccordement 7 du canal 14 une faible dépression dont l'importance détermine la quantité de la fraction des globules blancs refluant de la zone 19. Les argtes 20 et 21 contribuent à la séparation des globules blancs du plasma se produi- sant dans la zone 19 grâce à la force centrifuge. Les tubulures 5 à 8 sont raccordées, de façon connue, à un tuyau à conduits multiples qui est relié en dehors de la centrifugeuse à une tête d'alimentation et d'évacua- tion. La conformation de ces pièces est connue et il n'est donc pas nécessaire de les décrire. L'exemple de réalisation suivaxt les fig. 6 à 9 constitue une amélioration de la forme de réalisation venant d'être décrite. Dans cette deuxième forme de réalisation du séparateur suivant l'invention, la plaque de base 60 en forme de disque présente deux canaux péri- phériques parallèles 61 et 62. L'arrivée du liquide à fractionner s'effectue par l'intermédiaire d'une tubulure de raccordement 65 et d'un canal d'alimentation 64 qui débouche dans le canal annulaire extérieur 61. Le canal 61 débouche au niveau d'une zone de séparation 65 dans laquelle prend naissance, en amont d'une arête 66, le canal annu- laire intérieur 62. Le canal annulaire extérieur 61 se prolonge par un canal de retour 67 qui débouche dans une tubulure de raccordement 68. La fraction plus lourde (globules rouges et blancs) est évacuée par le canal 67 et le plasma contenant les plaquettes ou thrombocytes est conduit dans le sens oppos-, c'est-à-dire darns le sens de la flèche 69, et par l'interxïdiaire du canal 62, vers une autre chambre, de séraration 70. Pendant le passage du liquide dans le canal annulaire intérieur 62 et par suite de la force cenz rifuge on obtient une large séparation de ces deux fractions dont la fractionlap légêre, dans l'exemple choisi le plasma du sang, est conduite vers une tubulure de raccordement 72 par l'intermédiaire d'un canal de retour 71. Dans la zone de séparation 70 est prévue une arête 72a derrière laquelle prend naissance un canal 73 qui conduit à la tubulure de raccordement 74. Dans cette forme de réalisation la zone de sépara- tion 70 et l'arête 72a produisent le même effet que la zone de séparation 19 et l'arête 20 du premier exemple de réalisation illustré par la fig. 1. Le canal 75 corres- pond au canal 14 du premier exemple de réalisation auquel est appliquée une dépression. Etant donné que la distance parcouruepar les pla- quettès du sang à l'intérieur du canal 62 ne présente qu'environ la moitié de la longueur du canal 61 mais que la force centrifuge apparaissant à l'intérieur des deux canaux annulaires 61, 62 est sensiblement la même, on obtient une meilleure séparation du plasma et des pla- quettes de façon que le plasma retournant par le canal 71 ne contienne plus ou'un très faible nombre de plaquettes. Cette deuxième forme de réalisation du séparateur suivant l'invention convient particulièrement bien à la préparation d'un concentré de thrombocytes ou d'un plasma de sang exempt de thrombocytes. REVESIDI CATI OITS 1 - Séparateur destiné une ultracentrifugeuse et qui, réalisé sous forme de plateau, présente, d'une part, en son centre des conduits d'alimentation et d'évacuation dûbou- chant axialement vers l'extérieur, et d'autre part, à proximité de sa périphérie un canal annulaire à au moins une zone de séparation et s'étendant sur presque toute la circonférence en étant plus large que les autres canaux, la zone de séparation communiquant avec les conduits d'alimen- Io tation et d'évacuation par des canaux sensiblement radiauxq caractérisé en ce que des argtes (18, 20, 21) faisant saillie dans la zone de séparation (17, 197) délimitent radialement vers l'extérieur les zones d'entrée des canaux de liaison (12, 14, 15) et en ce que les canaux de liaison (12,14,15) débouchent dans la zone de séparation, vus dans le sens de rotation, derrière des arêtes et & des distances différentes. 2 - Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé. en ce que la profondeur de la zone de séparation diminue dans le sens de l'écoulement. 3 - Séparateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le canal annulaire présente la mOme distance radiale Bur toute sa longueur. 4 - Séparateur suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les canaux de liaison présentent une section qui est inférieure & celle du canal annulaire, la somme des sections étant au maximum égale & la section du canal annulaire. - Séparateur suivant l'une des revendications 1 à 49, caractérisé en ce que le nombre des conduits d'évacuation et des canaux de retour correspond au nombre de fractions qu' on veut obtenir. 6 - Séparateur suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les zones, dans lesquelles débouchent les canaux de retour, présentent des sections qui correspon- dent à la quantité que l'on veut obtenir de chaque fraction. 7 - Séparateur suivant l'une des revendications 1 & 6, caractérisé en ce que l'un des canaux de retour (62) s'éten- dant parallèlement au canal annulaire, mais sur un rayon plus petit, est relié à ce canal warulaire et débouche au niveau d'-nedeuxième zone de séparation (70). 8 - Séparateur suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce quie le séparateur est un disque (1) qui présente des nervures de renforcement radiales (2) et dans lequel sont réalisés les canaux sous forme de rainures dont les Darois font saillie sur l'mune des faces du disque et en ce que le disque porte, sur le c8té ouvert des rainures) une plaque circulaire plane (3) présentant sensiblement le mOme diamètre que le disque auquel elle est reliée étroitement de façon à former une quatrième paroi pour chacun des canaux. 9 - Séparateur suivant la revendication 8, caracté- risé en ce que les conduite d'alimentation et d'évacuation sont acheminés vers l'extérieur en traversant la plaque circulaire à proximité du centre du séparateur.