(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体サンプルを管内で第１及び第２の相に分離する機械式分離器であって、
可動プラグを有する内部を画成するフロートであって、該可動プラグは該フロートの内部における該流体サンプルの膨張に応答して該フロートの長手方向軸に沿って第１の位置から第２の位置まで移行すべく適合されて配置されているフロート、
を備えることを特徴とする機械式分離器。
【請求項２】
該フロートは、横向き孔を画成し、及び該可動プラグは、第１の位置で該フロートの横向き孔に実質的に整列され、及び第２の位置で該フロートの一部分によって閉塞される横向き孔を画成することを特徴とする請求項１に記載の機械式分離器。
【請求項３】
該可動プラグは、穿孔可能なヘッドによって、該フロートの内部に拘束されていることを特徴とする請求項１に記載の機械式分離器。
【請求項４】
該フロートに関して長手方向に移動可能なバラスト、及び
該フロートの一部分と該バラストの一部分との間に延在するベローズであって、該フロート及び該バラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、フロートの第１の上方に向けられた端部から隔離されているベローズ、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の機械式分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００８年７月２１日に出願された「密度相分離装置」という題名の米国仮特許出願第６１/０８２,３５６号、及び２００８年７月２１日に出願された「密度相分離装置」という題名の米国仮特許出願第６１/０８２,３６５号の優先権を主張し、各々の開示内容は参照することによって、ここに組み入れられているものとする。
本発明は、流体サンプルの重い成分と軽い成分を分離する装置に関する。より詳しくは、この発明は流体サンプルを採集かつ搬送する装置に関し、それによって、流体サンプルの軽い成分から重い成分の分離を生じさせるために、該装置及び流体サンプルが遠心分離にさらされる。
【背景技術】
【０００２】
診断検査は、患者の全血サンプルを、血清又は血漿(軽相成分)、及び赤血球(重相成分)のような成分に分離することを要求している。全血サンプルは、典型的には、注射器又は真空採血管に取付けられたカニューレ又はニードルを介した静脈穿刺によって採取される。採取後、血液の血清又は血漿、及び赤血球への分離は、遠心分離機内での注射器又は管の回転によって達成される。この分離を維持するためには、障壁が、重い相成分と軽い相成分との間に位置されねばならない。これは、分離された成分が後で検査されるのを可能にする。
【０００３】
採取装置において、様々な分離障壁が流体サンプルの重い相及び軽い相の間で領域を分割するために用いられてきた。最も広く用いられた装置は、ポリエステルゲルのような揺変性ゲル材料を含んでいる。しかしながら、現在のポリエステルゲル血清分離管は、ゲルを用意し、そして管に満たす両者のために、特別な製造装置を必要としている。さらに、製品の保管寿命が限られている。時間が経つと、血球がゲルの塊から開放され、分離された相成分の一方又は両方に入り得る。これらの血球は、管内に採集されたサンプルの臨床検査の際に用いられる機器のプローブのような計測機器を詰まらせるかもしれない。さらに、商業的に入手可能なゲルの障壁は、検体と化学的に反応するかもしれない。したがって、採取されるときにある薬剤が血液サンプル中に存していると、ゲル境界との不都合な化学反応が生じ得る。
【０００４】
機械式障壁が流体サンプルの重い相及び軽い相の間に用いられ得る、いくつかの機械式分離器もまた提案されている。従来の機械式障壁は、重い相及び軽い相の成分の間に位置され、遠心分離中に加えられる異なる浮力と高められた重力を利用している。血漿及び血清試料に関しての適切な方向付けのために、従来の機械式分離器は、典型的には、機械式分離器が、装置が採血セットに係合されたときに血液の充満が装置を介して又は周辺で起こるように、管の閉鎖体の下側に固定されることを必要としている。この取付けは、発送、取扱い、及び血液吸引の際に、分離器が時期尚早に移動するのを防ぐために必要である。従来の機械式分離器は、ベローズ構成部品と閉鎖体との間の機械式インターロック（連結）によって、管の閉鎖体に固定されている。かかる装置の一例が特許文献１に記載されている。
【０００５】
従来の機械式分離器は、いくつかの重大な欠点を有している。図１に示されるように、従来の分離器は、管又は注射器の壁３８とのシールを提供するベローズ３４を含んでいる。典型的には、ベローズ３４の少なくとも一部分が、閉鎖体３２内に収容されるか、又はそれに接触している。図１に示されるように、ニードル３０が閉鎖体３２を通って入るとき、ベローズ３４は押し下げられる。これは、ニードルの挿入又は取外しの際に、中に血液が溜まるかもしれない空洞３６を作り出す。これは、閉鎖体の下でのサンプルの溜り、機械式分離器が採血中に尚早に解放して血清及び血漿のような流体相を大量に捕捉する装置の事前発射（pre-launch)、及び／又は低サンプル品質という結果に帰し得る。さらに、以前の機械式分離器は、複雑な多部品製作技術のせいで、製造するのが高価かつ複雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６,８０３,０２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、標準のサンプリング装置に適合し、かつ従来の分離器の前述した問題を低減又は排除する分離器装置についての必要性が存している。血液サンプルを分離するために容易に用いられ、遠心分離の際にサンプルの重い相及び軽い相の交差汚染を最小化し、保管及び発送中に温度の影響を受けず、かつ放射線滅菌に安定である分離器装置についての必要性もまた存している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、流体サンプルをより高い比重相、及びより低い比重相に分離するためのアセンブリに向けられている。望ましくは、 本発明の機械式分離器は管と共に用いられ、そして当該機械式分離器は、流体サンプルの部分を分離するために、加えられた遠心力の作用の下に該管内を移動するように構成されている。最も好ましくは、管は、開いた端部、第２の端部、及び開いた端部と第２の端部との間に延在する側壁を含んでいる試料採集管である。側壁は、外表面及び内表面を含み、該管は、再シール可能な隔壁を備え、管の開いた端部に嵌り合うべく配置された閉鎖体をさらに含んでいる。代替的に、管の両端部が開かれ、その管の両端部がそエラストマーの閉鎖体によってシールされてもよい。該管の閉鎖体の少なくとも１つは、ニードルで穿刺可能で再シール可能な隔壁を含み得る。
【０００９】
機械式分離器は、管の頂部の閉鎖体と底の間の位置の管内に配置され得る。分離器は、対立する頂端部及び底端部を含み、そして穿孔可能なヘッド、バラスト、及びベローズを有するフロートを含んでいる。分離器の構成部品は、分離器の全体密度が血液サンプルのような流体サンプルの相（複数）の密度の間に存することを達成すべく寸法付けられ、かつ構成されている。
【００１０】
一実施形態において管内で流体サンプルを第１及び第２の相に分離する機械式分離器は、第１及び第２の端部の間に延在する通路を備えるフロートであって、穿孔可能なヘッドがフロートの該第１端部を囲っているフロートを含む。該機械式分離器はまた、該フロートに関して長手方向に移動可能なバラスト、及び該フロートの一部分と該バラストの一部分との間に延在するベローズであって、該フロート及び該バラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、該穿孔可能なヘッドからは隔離されているベローズを含んでいる。一実施形態において、該フロートは第１の密度を有し、及び該バラストは第２の密度を有しており、ここで、第１の密度は第２の密度より小さい。
【００１１】
機械式分離器の穿孔可能なヘッドは、穿刺先端が挿通されるときに変形を抑制するように構成されている。穿孔可能なヘッドは、閉鎖体との係合のためのリム部分をさらに備え、そして選択肢として、このリム部分は、少なくとも１つのノッチを画成していてもよい。
【００１２】
穿孔可能なヘッドは、フロートの上方凹部内に少なくとも部分的に受け入れられていてもよい。このベローズは、該フロートの少なくとも一部分の周りに周方向に配置されていてもよい。１つの構成において、穿孔可能なヘッド及びベローズは、フロートの一部分によって隔離されている。もう１つの構成においては、穿孔可能なヘッド及びベローズは、フロートのネック部分によって隔離されている。さらにもう１つの構成では、ベローズが、拘束用表面を画成する内部壁を備え、及びフロートは、該拘束用表面に係合する肩部を含んでいる。
【００１３】
バラストは、ベローズの取付けのために、その一部分を受け入れるインターロック（連結）凹部を画成してもよい。このようにして、ベローズ及びバラストは固定される。加えて、バラストは、組立て過程で支援するために、外表面に周方向に配置された環状の肩部を画成する外表面を含むことができる。
【００１４】
機械式分離器の一実施形態において、フロートはポリプロピレンから作られ、穿孔可能なヘッドは、Kraton Polymers, LLCから商業的に入手可能なKraton（登録商標）のような熱可塑性のエラストマー(TPE)から作られ、ベローズもまた熱可塑性のエラストマーから作られ、バラストはポリエチレンテレフタレート(PET)から作られ得る。
【００１５】
もう１つの実施形態では、流体サンプルを第１及び第２の相に分離することが可能な分離アセンブリは、開いた端部、第２の端部、及びそれらの間に延在する側壁を有する管、及び管の開いた端部にシール係合するように適合された閉鎖体を含んでいる。この閉鎖体は凹部を画成し、そして、分離アセンブリは、該凹部内に解放可能に係合された機械式分離器を含んでいる。該機械式分離器は、第１及び第２の端部の間に延在する通路を備えるフロートであって、穿孔可能なヘッドが該フロートの該第１端部を囲んでいるフロートを含んでいる。該機械式分離器はまた、該フロートに関して長手方向に移動可能なバラスト、及び該フロートの一部分と該バラストの一部分との間に延在するベローズであって、フロート及び該バラストの長手方向の移動のときに変形するように適合されたベローズを含んでいる。該機械式分離器のベローズは、穿孔可能なヘッドから隔離されている。一実施形態において、フロートは第１の密度を有し、及びバラストは第２の密度を有し、第１の密度が第２の密度より小さい。
【００１６】
フロートの該穿孔可能なヘッドは、穿刺先端が挿通されるときに変形を抑制するように構成されてもよい。１つの構成において、穿孔可能なヘッド及びベローズは、フロートの一部分によって隔離されている。もう１つの構成において、穿孔可能なヘッド及びベローズは、フロートのネック部分によって隔離されている。選択肢として、ベローズは、拘束用表面を画成する内部壁を含み、及びフロートは、該拘束用表面に係合する肩部を備える。バラストは、ベローズの取付けのために、その一部分を受け入れるインターロック（連結）凹部を画成していてもよい。
【００１７】
もう１つの実施形態において、機械式分離器は、穿孔可能なヘッドを有するフロートを含む第１のサブアセンブリであって、穿孔可能なヘッドはフロートの第１の端部を囲む第１のサブアセンブリとバラスト及びベローズを有する第２のサブアセンブリとを含んでいる。第１のサブアセンブリは第１の密度を有し、第２のサブアセンブリは第２の密度を有してもよく、第２の密度は第１のサブアセンブリの第１の密度より大きい。第１のサブアセンブリと第２のサブアセンブリとは、ベローズが変形するとバラストがフロートに関して長手方向に移動可能であるように、ベローズを介して取付けられてもよい。第２のサブアセンブリのベローズは、第１のサブアセンブリの穿孔可能なヘッドから隔離されている。
【００１８】
本発明のもう１つの実施形態において、機械式分離器を組み立てる方法は、ネック部を有すフロート及び穿孔可能なヘッドを備える第１のサブアセンブリを用意し、バラストから延在し、内部保持表面を含んでいるベローズを含んでいる第２のサブアセンブリを用意し、及び該第１のサブアセンブリと該第２のサブアセンブリとを結合するステップを備える。第１のサブアセンブリと第２のサブアセンブリとは、フロートのネック部がベローズの内部保持表面に機械的に干渉するように、結合される。フロートは第１の密度を有し、かつバラストはフロートの第１の密度より大きな第２の密度を有してもよい。選択肢として、結合するステップは、フロートのネック部がベローズの内部保持表面に機械的に干渉するまで、ベローズの内部を通してフロートを挿入及び案内することを含む。バラストはまた、機械式のアセンブラーをそこに受け入れるために周りに周方向に配置された環状の肩部を画成する外表面を含み得る。
【００１９】
本発明のもう１つの実施形態において、流体サンプルを第１及び第２の相に分離することが可能な分離アセンブリは、管にシール係合するように適合された閉鎖体であって、凹部を画成している閉鎖体を含む。該分離アセンブリは、機械式分離器をさらに含んでいる。機械式分離器は、第１及び第２の端部の間に延在する通路を画成するフロートであって、穿孔可能なヘッドがフロートの第１端部を囲んでいるフロートを含む。穿孔可能なヘッドは凹部内に解放可能に係合されている。機械式分離器はまた、フロートに関して長手方向に移動可能なバラストであって、フロートの第１の密度よりも大きな第２の密度を有するバラストを含む。機械式分離器はさらに、フロートの一部分とバラストの一部分との間に延在するベローズであって、フロート及びバラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、穿孔可能なヘッドから隔離されているベローズを含んでいる。
【００２０】
１つの構成において、閉鎖体と機械式分離器との間の干渉は、穿孔可能なヘッドと凹部との間にのみ生ずる。分離アセンブリはまた、機械式分離器が、変形可能なベローズの伸長なく閉鎖体から解放され得るように構成されている。
【００２１】
本発明のもう１つの実施形態に従えば、流体サンプルを管内で第１及び第２の相に分離する機械式分離器は、第１の上方に向けられた端部と第２の下方に向けられた端部との間に延在する通路を備えるフロートを含んでいる。機械式分離器はまた、フロートに関して長手方向に移動可能なバラスト、及びフロートの一部分とバラストの一部分との間に延在するベローズであって、フロート及びバラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、フロートの第１の上方に向けられた端部から隔離されているベローズを含んでいる。
【００２２】
本発明のもう１つの実施形態に従うと、流体サンプルを第１及び第２の相に分離することが可能な分離アセンブリは、開いた端部、第２の端部、及びそれらの間に延在する側壁を有する管を含んでいる。分離アセンブリはまた、該管の開いた端部にシール係合するように適合された閉鎖体であって、凹部を画成している閉鎖体、及び該凹部内に解放可能に係合された機械式分離器を含んでいる。機械式分離器は、第１の上方に向けられた端部と第２の下方に向けられた端部との間に延在する通路を有するフロートを含む。機械式分離器はまた、フロートに関して長手方向に移動可能なバラスト、及びフロートの一部分とバラストの一部分との間に延在するベローズを含む。ベローズは、フロート及びバラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、フロートの第１の上方に向けられた端部から隔離されている。選択肢として、分離アセンブリは、流体サンプルを、機械式分離器を通過させずに管、及び機械式分離器の周りに導入するように適合されている。
【００２３】
本発明のさらにもう１つの実施形態に従うと、流体サンプルを管内で第１及び第２の相に分離する機械式分離器は、配置された可動プラグを有する内部を画成するフロートを含んでいる。可動プラグは、フロートの内部における流体サンプルの膨張に応答して、フロートの長手方向軸に沿って第１の位置から第２の位置まで移行すべく適合されている。
【００２４】
１つの構成において、フロートは横向き孔を画成し、及び該可動プラグは、第１の位置でフロートの横向き孔に実質的に整列され、及び第２の位置でフロートの一部分によって閉塞される横向き孔を画成している。選択肢として、可動プラグは、穿孔可能なヘッドによって、フロートの内部に拘束される。機械式分離器はまた、フロートに関して長手方向に移動可能なバラスト、及びフロートの一部分とバラストの一部分との間に延在するベローズを含み得る。ベローズは、フロート及びバラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、フロートの第１の上方に向けられた端部から隔離され得る。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態に従うと、流体サンプルを管内で第１及び第２の相に分離する機械式分離器は、フロートと、フロートに関して長手方向に移動可能なバラストと、フロートの一部分とバラストの一部分との間に延在するベローズとを含んでいる。ベローズは、フロート及びバラストの長手方向の移動のときに変形するように適合され、両者間でのガスの通気を許容するべくフロートから少なくとも部分的に分離するように適合されている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のアセンブリは、分離ゲルを利用している従来の分離製品よりも有利である。特に、本発明のアセンブリは、多くのゲルが体液と相互作用するのに対し、検体に干渉しない。本発明のもう１つの特性は、本発明のアセンブリは検体をモニターする治療薬剤に干渉しないということである。
【００２７】
本発明のアセンブリはまた、別々の穿孔可能なヘッド及びベローズが機械式分離器のニードル接触面からベローズのシール機能を隔離するのを許容するということで、従来の機械式分離器よりも有利である。これは、それぞれのシール機能及びニードル接触面機能を最適化するために、異なる材料又は材料厚さが用いられることを可能にする。また、これは穿刺先端の接触面により安定した目標領域を設けることによって装置の事前発射を最小化し、閉鎖体の下でのサンプルの溜りを低減する。加えて、事前発射は、穿孔可能なヘッドのストッパーの内部に対する予圧縮によってさらに最小化される。フロートの外部とバラストの内部との間の減少された間隔が、血清及び血漿のような捕捉された流体の相の損失を最小化する。加えて、本発明のアセンブリは、製作の際に、複雑な押出し成形技術を必要とせず、及び最適には、双料射出成形技術を採用し得る。
【００２８】
ここに説明されるように、本発明の機械式分離器は、従来のゲル管のように、分析プローブを閉塞させない。本発明のさらなる詳細及び有利な点は、添付図面との関連で読まれるときの以下の詳細な説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の機械式分離器の一部側断面図である。
【図２】本発明の実施形態に従う、閉鎖体、ベローズ、バラスト、穿孔可能なヘッド、フロート、及び採集管を含む機械式分離器アセンブリの分解斜視図である。
【図３】図２の閉鎖体の底表面の斜視図である。
【図４】図３の４-４線に沿って採った図２の閉鎖体の断面図である。
【図５】図２の穿孔可能なヘッドの斜視図である。
【図６】図２の穿孔可能なヘッドの上面図である。
【図７】図２の穿孔可能なヘッドの側面図である。
【図８】図７の８-８線に沿って採った図２の穿孔可能なヘッドの断面図である。
【図９】図２のフロートの側面図である。
【図１０】図９の１０-１０線に沿って採った図２のフロートの断面図である。
【図１１】図１０の区分XIに沿って採った図２のフロートの一部分の拡大断面図である。
【図１２】図２のフロートの上面図である。
【図１３】図２のベローズの斜視図である。
【図１４】図２のベローズの側面図である。
【図１５】図１４の１5-１5線に沿って採った図２のベローズの断面図である。
【図１６】図２のバラストの斜視図である。
【図１７】図２のバラストの側面図である。
【図１８】図１７の１８-１８線に沿って採った図２のバラストの断面図である。
【図１９】図１８の区分IXXに沿って採った図２のベローズの一部分の拡大断面図である。
【図２０】本発明の実施形態に従う、穿孔可能なヘッド、フロート、ベローズ、及びバラストを含む機械式分離器の斜視図である。
【図２１】図２０の機械式分離器の正面図である。
【図２２】図２１の２２-２２線に沿って採った図２０の機械式分離器の断面図である。
【図２３】本発明の実施形態に従う、閉鎖体に取付けられた機械式分離器の断面図である。
【図２４】本発明の実施形態に従う、管、管内に位置された機械式分離器、閉鎖体、閉鎖体及び管の一部分を取り囲むシールド、及び管にアクセスしているニードルを含む機械式分離器アセンブリの一部断面斜視図である。
【図２５】本発明の実施形態に従う、内部に配置された閉鎖体及び機械式分離器を有する管を含むアセンブリの正面図である。
【図２６】本発明の実施形態に従う、管の内部にアクセスしているニードルと該ニードルを介して管の内部にもたらされたある量の流体を有する図２5のアセンブリの正断面図である。
【図２７】本発明の実施形態に従う、使用中に取外されたニードルと閉鎖体から離れて位置されている機械式分離器を有する図２5のアセンブリの正断面図である。
【図２７Ａ】本発明の実施形態に従う、負荷を受けて内部に配置された機械式分離器を有する管を含むアセンブリの一部正断面図である。
【図２７Ｂ】遠心分離後の図２７Ａのアセンブリの一部正断面図である。
【図２８】本発明の実施形態に従う、流体のより高密度部分から流体のより低密度部分を分離する機械式分離器を有する図２5のアセンブリの正断面図である。
【図２９】本発明の実施形態に従う、バラスト留め具を有する機械式分離器の代替実施形態の斜視図である。
【図３０】図２９の機械式分離器の正断面図である。
【図３１】図２９の機械式分離器の正面図である。
【図３２】図３１の３２-３２線に沿って採った図２９の機械式分離器の断面図である。
【図３３】図３０の区分XXXIIIに沿って採った図２９の機械式分離器の一部断面図である。
【図３４】本発明の実施形態に従う、テーパー付輪郭を有する、図３３の代替実施形態の一部断面図である。
【図３５】本発明の実施形態に従う、穿孔可能なヘッド部分及びフロートを有する第１のサブアセンブリの正面図である。
【図３６】図３５の第１のサブアセンブリの断面図である。
【図３７】本発明の実施形態に従う、ベローズ及びバラストを有する第２のサブアセンブリの斜視図である。
【図３８】図３７の第２のサブアセンブリの一部正断面図である。
【図３９】本発明の実施形態に従う、機械式分離器の第１のサブアセンブリ及び第２のサブアセンブリの正断面図である。
【図４０】図３９の組立てられた機械式分離器の斜視図である。
【図４１】本発明の実施形態に従う、機械式分離器の斜視図である。
【図４２】図４１の機械式分離器の正面図である。
【図４３】図４１の機械式分離器の左側面図である。
【図４４】図４１の機械式分離器の後面図である。
【図４５】図４１の機械式分離器の右側面図である。
【図４６】図４１の機械式分離器の上面図である
【図４７】図４１の機械式分離器の底面図である。
【図４８】図４１の機械式分離器のフロートの斜視図である。
【図４９】図４１の機械式分離器の穿孔可能なヘッドの上面斜視図である。
【図５０】図４９の穿孔可能なヘッドの底面斜視図である。
【図５１】本発明の閉鎖体内に位置決めされた図４１の機械式分離器の正断面図である。
【図５２】図４１の機械式分離器が内部に配置されている閉鎖体を有する試料収集容器の正面図である。
【図５３】図５２の５３-５３線に沿って採った図５２の試料収集容器、閉鎖体及び機械式分離器の正断面図である。
【図５４】本発明の実施形態に従う、閉鎖体及び機械式分離器の一部分の一部正断面図である。
【図５５】図５４の閉鎖体の上面斜視図である。
【図５６】図５４の閉鎖体の底面斜視図である。
【図５７】本発明の実施形態に従う、代替の閉鎖体及び機械式分離器の一部分の正断面図である。
【図５８】本発明の実施形態に従う、図５７の５８-５８線に沿って採った図５７の代替閉鎖体及び機械式分離器の一部分の側断面図である。
【図５８Ａ】本発明の実施形態に従う、内部に配置された機械式分離器を有する試料収集容器に係合された図５７-５８の代替閉鎖体の正断面図である。
【図５９】本発明の実施形態に従う、フロート内に配置された可動プラグを有する機械式分離器の一部断面斜視図である。
【図６０】内部の初期位置に配置された可動プラグを有する図５９のフロートの正断面図である。
【図６１】図６０のフロート及び変位位置にある可動プラグの正断面図である。
【図６２】本発明の一実施形態に従う、中実のフロートを有する機械式分離器の一部断面図である。
【図６３】試料収集容器内に配置され、かつ閉鎖体に係合された図６２の機械式分離器の正断面図である。
【図６４】閉鎖体の一部分を通り試料収集容器内にサンプルを導入するニードルを有する図６３の機械式分離器の正断面図である。
【図６５】本発明の一実施形態に従う、分離部品を有する試料収集容器内に配置された機械式分離器の代替の実施形態の一部正断面図である。
【図６６】本発明の一実施形態に従う、リブ付突出部を有する試料収集容器内に配置された機械式分離器の代替の実施形態の一部正断面図である。
【図６７】本発明の一実施形態に従う、切欠きを有する試料収集容器内に配置された機械式分離器の代替の実施形態の一部正断面図である。
【図６８】本発明の一実施形態に従う、機械式分離器の一部分の回りに配置されたワッシャーを有する図６３の機械式分離器の一部正断面図である。
【図６９】図６８のワッシャーの斜視図である。
【図７０】図６８のワッシャーの代替の実施形態の斜視図である。
【図７１】本発明の一実施形態に従う、係合された閉鎖体を有し、かつ内部に配置された機械式分離器を有する試料収集容器の正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下の説明の目的のために、語「上方」、「下方」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「横方向」、「長手方向」及び同様の空間に関する用語は、用いられるとき、図面で方向付けられている通りに説明される実施形態に関係する。しかしながら、多くの代替の変形例及び実施形態が、それとは反対に明示的に特定されない場合を除き、当然考えられ得ることが理解されるべきである。添付の図面に図解され、かつ説明される特定の装置及び実施形態は、本発明の単なる例示的な実施形態であることもまた理解されるべきである。
【００３１】
図２の分解斜視図に示されるように、本発明の機械式分離器アセンブリ４０は、管４６に関連して用いるための、管４６内で流体サンプルを第１及び第２の相に分離する機械式分離器４４を備える閉鎖体４２を含んでいる。管４６は、プロテオミクス（proteomics）、分子診断、化学サンプル管、血液又は他の体液採集管、凝固サンプル管、血液学サンプル管等のような、サンプル採集管であってもよい。望ましくは、管４６は真空採血管である。一実施形態において、管４６は、特別な試験手順のために必要とされる、凝固抑制剤、凝固剤等のような追加の添加物を包含してもよい。かかる添加物は、粒子又は液体形状であるか、管４６の筒状の側壁５２に噴霧されるか、又は管４６の底に位置され得る。管４６は、並置用端部のような閉じた底端部４８、開いた頂端部５０、及び両者間に延在する筒状の側壁５２を含んでいる。筒状の側壁５２は、開いた頂端部５０から閉じた底端部４８のほぼ近くの位置まで、ほぼ一様に延在する内径「a」の内表面５４を含んでいる。
【００３２】
管４６は、以下の代表的な材料、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ガラス、又はそれらの組合せのうちの１つ以上から作られてもよい。管４６は、単壁又は複壁構成を含むことができる。加えて、管４６は、適切な生物学的サンプルを得るために、如何なる実用的大きさに構成されてもよい。例えば、管４６は、この技術分野で知られているような従来の大量管、小量管、又はマイクロ容器(microtainer)管と同様の大きさのものであってもよい。１つの特別な実施形態において、管４６は、この技術分野でまた知られているような、標準の３ml真空採血管であってもよい。
【００３３】
開いた頂端部５０は、液体不透過性シールを形成するために、少なくとも部分的に閉鎖体４２を受け入れるべく構成されている。閉鎖体４２は、頂端部５６及び管４６内に少なくとも部分的に受け入れられるべく構成されている底端部５８を含んでいる。閉鎖体４２の頂端部５６に近接する部分は、管４６の内径「a」を超える最大外径を規定している。図２-４に示されるように、閉鎖体４２の頂端部５６における部分は、穿刺可能で再シール可能な隔壁を画成する中心凹部６０を含んでいる。閉鎖体４２の底端部５８から下方に延びている部分は、管４６の内径「a」にほぼ等しいか又は僅かに小さい小直径から、管４６の頂端部５６における内径「a」よりも大きな大直径までテーパー付けられてもよい。このようにして、閉鎖体４２の底端部５８は、管４６の開いた頂端部５０の近傍の部分に圧入される。閉鎖体４２の内在する弾性が、管４６の筒状の側壁５２の内表面とのシール係合を保証する。
【００３４】
一実施形態において、閉鎖体４２は、管４６とのシール係合をもたらす適切な大きさと寸法を有する一体成形されたエラストマー材料から形成されてもよい。閉鎖体４２はまた、底端部５８にまで延在する底凹部６２を画成するように形成されてもよい。底凹部６２は、機械式分離器４４の少なくとも一部分を受け入れるような大きさにされてもよい。加えて、複数の離間されたアーチ状のフランジ６４が、機械式分離器４４を少なくとも部分的にそこに保持するために、底凹部６２の周りに延在してもよい。
【００３５】
図２を再度参照するに、機械式分離器４４は、穿孔可能なヘッド６６、該穿孔可能なヘッド６６の一部分に係合されたフロート６８、フロート６８の一部分の周りに配置されたベローズ７０、及びフロート６８の少なくとも一部分の周りに配置され、そしてベローズ７０に係合されたバラスト７２を含んでいる。
【００３６】
図５-８を参照するに、機械式分離器４４の穿孔可能なヘッド６６は、TPEのような弾性的に変形可能でかつ自己シール可能な材料から、押出し及び／又は成形され得る。穿孔可能なヘッド６６は、上方のリム部分７６及び上方のリム部分７６の反対側に下方部分７８を含んでいる。上方のリム部分７６は、図３-４に示される閉鎖体４２の底凹部６２の形状に対応して合致するために、概ね湾曲した形状を有している。事前発射を和らげるために、穿孔可能なヘッド６６は閉鎖体４２の底凹部６２に対抗して予圧縮されてもよい。一実施形態においては、図７に示されるように、穿孔可能なヘッド６６の上方のリム部分７６が約２０度の曲げ角Ａを有している。もう１つの実施形態においては、穿孔可能なヘッド６６の上方のリム部分７６が、僅かにテーパー付けられた又は扁平な部分７４を含んでいる。部分７４は適切な寸法を有し得るが、しかしながら、部分７４が約０.１２０インチ（＝２．５４センチメートル）から約０.１５０インチ（＝２．５４センチメートル）の直径を有しているのが好ましい。
【００３７】
穿孔可能なヘッド６６の部分７４は、ニードルの先端、ニードルカニューレ、又はプローブのような、図２６に示される穿刺先端が通過するのを許容するべく構成されている。部分７４から穿刺先端を引き抜くと、液体不透過性シールをもたらすために自己再シールするように、穿孔可能なヘッド６６は構成されている。部分７４の扁平な形状は、重大な変形無しに穿刺先端による穿通を許す。一実施形態において、穿孔可能なヘッド６６の部分７４は、それを通る穿刺先端の適用のときに変形に耐えるように構成されている。上方のリム部分７６の概ね湾曲した形状と部分７４の小さな径とが、本発明の穿孔可能なヘッド６６を従来の機械式分離器の穿刺可能な領域よりも、より安定させ、かつ「テント（tent）」のようになりにくくしている。サンプルの溜りと閉鎖体４２の底凹部６２からの分離器４４の早期の解放を制限するのをさらに支援するために、穿孔可能なヘッド６６の部分７４は、穿孔可能なヘッド６６の上方のリム部分７６の他の部分よりも約０.０１０インチ（＝２．５４センチメートル）から約０.０３０インチ（＝２．５４センチメートル）の程度厚い厚み領域を選択肢として含んでもよい。
【００３８】
穿孔可能なヘッド６６はまた、上方のリム部分７６の反対側に、図２に示されるフロート６８の少なくとも一部分に係合すべく構成された下方部分７８を含んでいる。穿孔可能なヘッド６６は、図５-６に示されるように、上方のリム部分７６から下方部分７８まで、及び上方のリム部分７６の外周部８２から該外周部８２から内方の位置８４まで延在する少なくとも１つの切欠きノッチ８０を画成している。切欠きノッチ８０は、アクセス部分７４を通しての穿刺先端の適用のような際に、穿孔可能なヘッド６６の上方のリム部分７６が、穿孔可能なヘッド６６へ重大なフープ応力を結果として生じさせることなく、曲がるのを許容するために設けられている。一実施形態においては、複数の切欠きノッチ８０が穿孔可能なヘッド６６の外周部８２の複数の位置に設けられている。複数の切欠きノッチ８０は、機械式分離器４４の閉鎖体４２からの解放荷重を制御するように、穿孔可能なヘッド６６が曲がることができるようにしている。
【００３９】
図７-８に示されるように、穿孔可能なヘッド６６の上方のリム部分７６は下方部分７８に張り出すべく寸法付けられた延出部分８２を含んでいる。一実施形態において、穿孔可能なヘッド６６の延出部分８２は、下方部分７８の直径「ｃ」よりも大きな直径「b」を有するように寸法付けられ得る。もう１つの実施形態では、穿孔可能なヘッド６６の下方部分７８が、図２に示されるフロート６８の一部分内に受け入れられるように係合すべく寸法付けられている。もう１つの実施形態において、図５-６に示されるように、穿孔可能なヘッド６６は、成形後の組立作業で作り出される複数のスリット８５によって、選択肢として通気されてもよい。穿孔可能なヘッド６６はかかる離間されたスリット８５を３つ含んでいる。
【００４０】
図９-１２を参照するに、機械式分離器４４のフロート６８は、上端部８６、下端部９２、及びそれらの間に長手方向に延在する通路９４を有する、概ね菅状の構造体９０である。図９-１０に示されるように、機械式分離器４４のフロート６８は、穿孔可能なヘッド６６の下方部分７８を受け入れる上方の凹部８８を画成する上端部８６を含んでいる。フロート６８の上端部８６は、図８に示される穿孔可能なヘッド６６をそこに受け入れるのを許容すべく、穿孔可能なヘッド６６の下方部分７８の直径「ｃ」よりも大きくてもよい直径「d」を有している。一実施形態において、フロート６８の上端部８６の直径「d」は、同じく図８に示される穿孔可能なヘッド６６の延出部分８２の直径「b」よりも小さい。もう１つの実施形態において、フロート６８の菅状構造体９０の直径「e」は、穿孔可能なヘッド６６の上方リム部分７６の直径「b」よりも大きく、それ故に、穿孔可能なヘッド６６とフロート６８とが係合されたとき、穿孔可能なヘッド６６の下方部分７８は、穿孔可能なヘッド６６の延出部分８２の内部を超えて延出しつつ、フロート６８内に受け入れられ得る。選択肢として、フロート６８の直径「d」は穿孔可能なヘッド６６の直径「ｃ」に等しくてもよい。このことは、双料射出成形（two-shot molding）技術のためには特に好ましい。
【００４１】
凹部８８内への穿孔可能なヘッド６６の下方部分７８の環状係合は、穿孔可能なヘッド６６に構造的剛性を与える機械式係合を確立する。穿孔可能なヘッド６６のアクセス部分７４の輪郭及び寸法の組合せによるかかる構造的剛性は、穿刺先端がそれを通して押付けられたときのその変形を制限する。このようにして、サンプルの溜り及び分離器４４の閉鎖体４２からの早期の解放が防止される。
【００４２】
図９-１２を再度参照するに、フロート６８の上端部８６はまた、概ね菅状のネック部９６を含んでいる。ネック部９６の近傍で、フロート６８の長手方向軸Ｌの回りに周方向に延在するのは、外表面１００を有する肩部９８である。断面XIに沿って採った図１１の拡大図に示されるように、一実施形態において、外表面１００は、遠心分離の間に機械式分離器４４の回りの細胞の脱落（shedding）を促進すべく約２９度の角度付スロープＢを有している。
【００４３】
もう１つの実施形態では、複数の突部１０２がフロート６８の肩部９８の周りに位置されている。突部１０２は、フロート６８の周囲に関して離間された複数のセグメント化された突起であってもよい。突部１０２は、機械式分離器４４が遠心分離の間に流体内に浸漬されるとき、機械式分離器４４内から空気を通気する経路を作り出す。一実施形態においては、通気経路は、ベローズ７０とフロート６８との結合部の近傍で、フロート６８の壁を通る孔又は連続する孔によって作り出される。
【００４４】
一実施形態において、機械式分離器４４のフロート６８は、２つの相に分離されるべく意図されている液体よりも軽い密度を有する材料から作られていることが望ましい。例えば、人の血液を血清と血漿に分離することが望まれているなら、フロート６８は約０.９０２gm/ccを超えない密度を有することが望ましい。もう１つの実施形態では、フロート６８はポリプロピレンから形成されてもよい。さらにもう１つの実施形態では、図２及び図５-８に示される穿孔可能なヘッド６６、及び図２及び図９-１２に示されるフロート６８が、第１のサブアセンブリとして、双料射出成形又は同時押出のように、同時成形され得る。
【００４５】
図１３-１５に示されるように、ベローズ７０は、管材料との良好なシール特性を示す弾性的に変形可能な材料から押出し、及び／又は成形される。ベローズ７０は中心の長手方向軸Cに関して対称であり、上方端部１０６、下方端部１０８、及び中空の内部１０４を含んでいる。ベローズ７０はまた、図２に示されるように、上方端部１０６と下方端部１０８とのの間に位置されて、管４６の筒状の側壁５２にシール係合する変形可能なシール部分１１２を画成している。ベローズ７０は、管４６の筒状の側壁５２との液体不透過性シールを形成するに足る全ての十分に弾性的な材料から作られてもよい。一実施形態において、ベローズはTPEであり、約０.０２０インチ（＝２．５４センチメートル）から約０.０５０インチ（＝２．５４センチメートル）までの凡その厚さ寸法を有している。
【００４６】
変形可能なシール部分１１２は、図２に示される管４６の内径「a」を、偏倚されない位置で僅かに超える外径「f」を有する概ねトロイダル形状を有することができる。しかしながら、上方端部１０６と下方端部１０８とに逆方向に向けられた力はベローズ７Oを延伸させ、同時に、変形可能なシール区分の直径を「a」より小さい寸法に減少させる。したがって、ベローズ７０は、フロート６８の第１の方向及びバラスト７２の第２の反対方向への長手方向の移動の際に変形するように適合されている。
【００４７】
ベローズ７０は、図２に示されるフロート６８の少なくとも一部分の回りに、周囲に配置されるように、配置され得る。図１３-１５に示されるように、ベローズ７０は内部１０４に内部壁１１４を含んでいる。ベローズ７０上方端部１０６の近傍で、内部壁１１４は、図９-１２に示されるフロート６８の肩部９８との機械式接触面のための内部保持表面１１６を画成している。一実施形態において、図１３-１５に示されるベローズ７０の内部保持表面１１６は、図９-１２に示されるフロート６８の肩部９８のスロープに合致するスロープを有している。
【００４８】
この実施形態では、内部壁１１４によって画成されている、ベローズ７０の上方端部１０６の開口１１５の直径「g」は、図９に示されるフロート６８の上端部８６の直径「d」より小さく、かつ同じく図９に示されるフロート６８の菅状構造体９０の直径「e」よりも小さい。遠心分離の間、ベローズ７０の直径「g」はフロートの直径「d」を超えて大きくなり、機械式分離器４４内からの空気の通気を可能にする。これは、図９に示されるフロート６８のネック部９６がベローズ７０の上方端部１０６を通過するのを許容するが、フロート６８の肩部９８をベローズ７０の内部壁１１４の内部保持表面１１６に対して拘束する。フロートの菅状構造体９０はベローズ７０の上方端部１０６を通過することはできない。
【００４９】
変形可能なシール用部分１１２と下方端部１０８との間のベローズ７０の外部壁の部分は、機械式分離器４４のバラスト７２を受け入れるべく構成された外径「h」を有する概ね筒状のバラスト取付け用区分１１８を規定している。
【００５０】
図１６-１９に示されるように、機械式分離器４４のバラスト７２は、図１３-１５に示されるベローズ７０のバラスト取付け用区分１１８に係合すべく構成された内部表面１２２を有する概ね筒状の区分１２０を含んでいる。一実施形態において、バラスト７２の少なくとも一部分は、再度、図１３-１５に示されるベローズ７０のバラスト取付け用区分１１８に沿って延びている。バラスト７２は、対立する上端部１２４及び下端部１２６を含んでいる。一実施形態において、上端部１２４は、図１３-１５に示されるベローズ７０の下方端部１０８を受け入れるための凹部１２８を含んでいる。凹部１２８の直径「i」はベローズ７０の外径「h」よりも大きく、そしてバラスト７２の外径「j」は、図２に示されるように、管４６の内径「a」よりも小さい。したがって、ベローズ７０の下方端部１０８はバラスト７２の上端部１２４内に受け入れられ、かつ、図２に示される機械式分離器４４は同じく図２に示される管４６の内部に受け入れられる。一実施形態において、バラスト７２の直径「i」はベローズ７０の直径「h」に等しい。最適には、バラスト７２が最初に成形され、そしてベローズ７０がバラスト７２に引き続いて成形され得る。一実施形態において、ベローズ７０及びバラスト７２は、双料射出成形の結果としてベローズ７０及びバラスト７２が共に結び付くように、材料適合性を示している。
【００５１】
図１７に示されるように、一実施形態において、バラスト７２は、上端部１２４の近傍のような概ね筒状の区分１２０を通って延在する機械式のインターロック（連結）凹部１３０を含み得る。もう１つの実施形態では、バラスト７２は、凹部１２８内のような内部壁１３１に機械式インターロック（連結）凹部１３０を含み得る。対応するインターロック（連結）取付突部１３２は、ベローズ７０をバラスト７２に機械的に係合させるために、図１５に示されるベローズ７０の下方端部１０８の外表面に設けられてもよい。
【００５２】
一実施形態において、機械式分離器４４のバラスト７２は、２つの相に分離されるのが意図されている液体よりも重い密度を有する材料から作られるのが望ましい。例えば、人の血液を血清及び血漿に分離することが望まれているのなら、バラスト７２は少なくとも１.３２６gm/ccの密度を有することが望まれる。一実施形態において、バラスト７２はPETから形成されてもよい。もう１つの実施形態では、図２及び図１３-１５に示されるベローズ７０、及び図２及び図１６-１９に示されるバラスト７２は、第２のサブアセンブリとして、双料射出成形又は同時押出しのように同時成形されてもよい。
【００５３】
もう１つの実施形態では、バラスト７２の外表面は、バラスト７２の長手方向軸Ｄの回りに周方向に配置され、外表面内に延在している環状の凹部１３４を画成している。この実施形態では、環状の凹部１３４は、ベローズ及びバラストを含んでいる第２のサブアセンブリを、穿孔可能なヘッド及びフロートを含んでいる第１のサブアセンブリに結合するために係合させる、自動化された組立を許容すべく構成されている。
【００５４】
図２０-２２に示されるように、組立られたとき、機械式分離器４４は、フロート６８の一部分に係合された穿孔可能なヘッド６６、及びフロート６８の周りに周方向に配置され、フロート６８の肩部９８に係合されたベローズ７０、及びフロート６８の周りに配置され、ベローズ７０の一部分に係合されたバラスト７２を含んでいる。図２０-２２に示されるように、穿孔可能なヘッド６６はフロート６８内に少なくとも部分的に受け入れられている。ベローズ７０はフロート６８の周りに配置され、そして、フロート６８の肩部９８はベローズ７０の拘束用表面１１６に機械的に係合され得る。バラスト７２は、フロート６８及びベローズ７０の少なくとも一部分の周りに周方向に配置され、そして、機械式インターロック（連結）凹部１３０及び取付突部１３２がベローズ７０とバラスト７２とを機械的に固定することができる。最適には、ベローズ７０及びバラスト７２は双料射出成形され、そして機械式インターロック（連結）がバラスト７２とベローズ７０とをさらに固定してもよい。
【００５５】
一実施形態において、穿孔可能なヘッド６６及びフロート６８を含む第１のサブアセンブリ、及びベローズ７０及びバラスト７２を含む第２のサブアセンブリは、別々に成形又は押出され、その後に組み立てられる。フロートの密度を特定の許容範囲内に維持することは、材料の密度を低減するために、例えば、ガラス製微小球を混ぜ合わせることを必要としない、標準の材料を用いることによって、より容易に得られる。一実施形態において、フロート６８の材料は、公称密度約０.９０２gm/ccを有するポリプロピレンである。加えて、第１のサブアセンブリ及び第２のサブアセンブリの双料射出成形のような同時成形は、機械式分離器４４を生産するのに必要とされる製造工程数を減少させる。
【００５６】
図２３に示されるように、組立られた機械式分離器４４は閉鎖体４２の底凹部６２に押し込まれ得る。この挿入は、閉鎖体４２のフランジ６４をフロート６８のネック部９６、又は穿孔可能なヘッド６６に対して係合させる。挿入中、穿孔可能なヘッド６６の少なくとも一部分は、閉鎖体４２の輪郭に順応するべく変形するであろう。一実施形態においては、閉鎖体４２は機械式分離器４４の底凹部６２への挿入中に実質的に変形されない。一実施形態において、機械式分離器４４は、穿孔可能なヘッド６６と閉鎖体４２の底凹部６２との締まり嵌めによって閉鎖体４２に係合される。
【００５７】
図２３を再度参照するに、穿孔可能なヘッド６６及びベローズ７０は、フロート６８のネック部９６のような一部分によって互いから物理的に隔離されている。この隔離は、閉鎖体４２からの解放荷重、及びベローズ７０とは独立したアクセス部分７４を通る穿刺先端の適用によって起こされる変形量との両方を、穿孔可能なヘッド６６が制御することを可能にしている。同様に、ベローズ７０は穿孔可能なヘッド６６の拘束とは独立して加えられる遠心回転中に、図２に示される管４６とのシール荷重を制御し得る。
【００５８】
図２４-２５に示されるように、閉鎖体４２及び機械式分離器４４を含んでいるサブアセンブリは、機械式分離器４４及び閉鎖体４２の底端部５８が管４６内に存するように、管４６の開いた頂端部に挿入される。ベローズ７０を含んでいる機械式分離器４４は、管４６の筒状の側壁５２及び開いた頂端部の内部にシール可能に係合するであろう。管４６、機械式分離器４４及び閉鎖体４２を含んでいるアセンブリは、その後、ニードルのようなそれを通って延在する穿刺先端１３８を有するニードルホルダー１３６に挿入され得る。選択肢として、閉鎖体４２は、閉鎖体４２内の血液の液滴から、及び閉鎖体４２が管４６から取り外されたときの潜在的な血液のエアロゾル化作用から使用者を保護するため、「Becton Dickinson and Company」社から商業的に入手可能な「Hemogard（登録商標）シールド」のようなシールドによって少なくとも部分的に囲まれていてもよい。
【００５９】
図２６に示されるように、液体サンプルは、閉鎖体４２の頂端部５６の隔壁、及び穿孔可能なヘッド６６のアクセス部分７４を突き抜ける穿刺先端１３８によって管４６に配送される。図示のみの目的のために、該液体は血液である。血液はフロート６８の中心の通路９４を通り、そして管４６の閉じた底端部４８へ流れる。穿刺先端１３８はその後アセンブリから抜かれる。穿刺先端１３８が取り外されととき、閉鎖体４２は自己再シールする。穿孔可能なヘッド６６もまた流体の流れに実質的に影響しないように自己再シールする。
【００６０】
図２７に示されるように、アセンブリが遠心分離のような負荷された回転力にさらされているとき、血液のそれぞれの相は、管４６の底部５８に向けて変位される高密度相、及び管４６の頂部５０に向けて変位される低密度相に分離し始める。加えられた遠心力は、機械式分離器４４のバラスト７２を閉じた底端部に向けて、及びフロート６８を管４６の頂端部に向けて付勢する。このバラスト７２の移動がベローズ７０の長手方向の変形を生じさせる。結果として、ベローズ７０はより長く、かつより細くなり、筒状の側壁５２の内表面から内方に同心円状に離間される。したがって、血液の軽い相成分はベローズ７０を通過して滑り上方に移動することができ、及び同様に、血液の重い相成分はベローズ７０を通過して滑り下方に移動することができる。
【００６１】
最初には、機械式分離器４４のネック部９６は閉鎖体４２のフランジ６４に係合されるであろう。しかしながら、遠心力がかかると、機械式分離器４４は機械式分離器４４を閉鎖体４２から解放するように作用する力にさらされる。一実施形態において、閉鎖体４２、特に、フランジ６４は、加えられた遠心力によっては寸法的に変わらず、結果として変形しない。遠心力が加えられている際のベローズ７０の長手方向の変形は、穿孔可能なヘッド６６及びベローズ７０がフロート６８のネック部９６によって互いから隔離されているので、影響せず、すなわち、穿孔可能なヘッド６６を変形させないことがここで注目される。
【００６２】
図２７Ａ-２７Ｂを参照する一実施形態において、遠心分離の間、バラスト７２の負の浮力ＦBallastがフロート６８の正の浮力ＦFloatに対抗し、ベローズ７０が管４６の側壁５２の内部表面から離れて縮小することを起こさせる差の力を生じさせる。このベローズ７０の伸長は、フロート６８と負荷を受けているベローズ７０のシール用表面７３との間に開口７１を生じさせる。一旦、フロート６８とベローズ７０のシール用表面７３との間に、図２７Ａに示されるように、開口７１が形成されると、機械式分離器４４に捕捉されていた空気が開口７１を通り機械式分離器４４の上方の位置の管内に通気され得る。この構成において、ベローズ７０のフロート６８から離れる変形が、両者の間で通気が生ずることを可能にしている。遠心分離の後は、図２７Ｂに示されるように、ベローズ７０が弾性的に非変形位置に戻り、かつ管４６の側壁５２の内部表面に再シール可能に係合する。このようにして、フロート６８とベローズ７０のシール用表面７３との間の開口７１は、ベローズ７０のシール用表面７３が接触表面７５においてフロート６８に接触するときにシールされる。図５-６に関連して、遠心分離の間、穿孔可能なヘッド部分６６に位置されているスリット８５は、穿孔可能なヘッド部分の材料の伸長によって開くことができ、フロート６８内に捕捉されている空気が通気されるのを許容する。
【００６３】
上で述べたように、機械式分離器４４は、血液の分離された相ごとの密度間に全体密度を有している。したがって、図２８に示されるように、機械式分離器４４は、重相成分１４０が機械式分離器４４と管４６の閉じた底端部４８との間に位置される一方、軽相成分１４２が機械式分離器４４と管５０の頂端部との間に位置されるような管４６内の位置において安定するであろう。
【００６４】
この安定状態に到達した後に遠心分離は停止され、そしてベローズ７０がその非偏倚状態に弾性的に戻って、管４６の筒状の側壁５２の内部にシール係合する。形成された液体相はその後、分析のために個別にアクセスされ得る。
【００６５】
代替の実施形態においては、図２９-３３に示されるように、機械式分離器４４aは、加えられた荷重の下でフロート６８aがベローズ７０aを通り抜けるのを防止するための１つ以上のバラスト留め具（snaps）２００を含んでいる。バラスト留め具２００はバラスト７２aに同時成形され、加えられた荷重の下でフロート６８aの拘束用表面７Oxに接触し、そして拘束されるようにして、バラスト７２aに関するフロート６８aの移動を制限してもよい。図３３に詳細に示されるように、バラスト留め具２００は、ベローズ７０a内の対応する凹部２０２に係合する拘束部分２０１を含んでもよい。
【００６６】
もう１つの代替実施形態において、図３４に示されるように、ベローズ７０bは、バラスト７２bのバラスト留め具２００の拘束部分２０１に対応して係合する凹部２０２の近傍にテーパー付輪郭部３００を有している。ベローズ７０bのテーパー付輪郭部３００は、バラスト７２bの軸方向の移動による、ベローズのピンチングの形成を最少化し得る。
【００６７】
もう１つの代替実施形態において、穿孔可能なヘッド６６c及びフロート６８cを含んでいる第１のサブアセンブリ４００は、図３５-３６に示されるように、同時成形され得る。第１のサブアセンブリ４００は、組立て及び加速された力を加える際の相対的移動を制限するために、バラスト(図３７-３８に示される)との嵌め合い適合のためのリリーフリング４０２を含んでもよい。穿孔可能なヘッド６６cには、テント作用（tenting）の低減、及びそれからの破片の脱落を促進するために目標領域ドーム４０３が設けられてもよい。穿孔可能なヘッド６６cにはまた、閉鎖体への挿入の際に、発射荷重を増大し、及び機械式分離器の移動を低減するために、硬いハロ（halo）表面４０４が設けられてもよい。図３７-３８に示されるように、バラスト７２c及びベローズ７０cを含んでいる第２のサブアセンブリ４０８はまた同時成形され得る。図３７に示されるように、ベローズ７０cの突部４１０はバラスト７２cの対応する凹部４１２に係合して、ベローズ７０c及びバラスト７２cの結合強度及び固定を改善するロック用構造４１３を形成し得る。一実施形態においては、複数の突部４１０及び対応する凹部４１２がベローズ７０c及びバラスト７２cにそれぞれ設けられている。図３７-３８に示されるように、リリーフリング４１４は、第２のサブアセンブリ４０８と図３５-３６に示される第１のサブアセンブリ４００との組立て時に手助けすべく、バラスト７２cの周りに周方向に設けられ得る。
【００６８】
連結された第１のサブアセンブリ４００(図３５-３６に示される)及び第２のサブアセンブリ４０８(図３７-３８に示される)を含んでいる組立られた機械式分離器４２０が、図３９-４０に示されている。一実施形態において、組立られた機械式分離器４２０は１３mmの採集管(不図示)内に合うような大きさにされてもよい。
【００６９】
本発明のもう１つの実施形態に従えば、図４１-４７に示されるように、機械式分離器５００は、上に説明されたのと同様に、バラスト５７２、ベローズ５７０、フロート５６８、及び穿孔可能なヘッド５６６を含んでいる。この構成においては、フロート５６８及び穿孔可能なヘッド５６６は、一体に形成されるか、又は上述のように別々に形成されて後で第１のサブアセンブリに組立られてもよい。特に図４８を参照するに、フロート５６８は、図４９-５０に示される穿孔可能なヘッド部分５６６を受け入れるために適合されている輪郭Ｐを有する上方部分５７０を含み得る。穿孔可能なヘッド部分５６６は、その厚さＴが図４９に示される穿孔可能なヘッド部分５６６の直径Ｄにわたって実質的に一律であるような方式である。１つの構成では、フロート５６８の上方部分５７０は凹部５７１を有し、そして穿孔可能なヘッド部分５６６はフロート５６８の凹部５７１に嵌り合う対応する突部５７２を有している。もう１つの構成では、フロート５６８の上方部分５７０は、対応する凹部５７４が横に配置された突部５７３のような突部５７３を有している。穿孔可能なヘッド部分５６６はまた、フロート５６８の突部５７３の対応する表面５７７に当接する合わせ面５７６を有する突部５７５を有している。穿孔可能なヘッド部分５６６の突部５７５はまた、フロート５６８の対応する凹部５７４に係合する横に配置された突部５７８を含み得る。穿孔可能なヘッド部分５６６は穿孔可能なヘッド部分５６６の厚さＴがフロート５６８の開口部５７９を覆って一律であるように、上方部分５７０を覆って設けられる。もう１つの実施形態では、穿孔可能なヘッド部分５６６は穿孔可能なヘッド部分５６６の厚さＴがフロート５６６の開口部５７９及びフロート５６６の周囲の畝部５８１の両者を覆って一律であるように、上方部分５７０を覆って設けられる。
【００７０】
図４１-４７を再度参照するに、バラスト５７２及びベローズ５７０は上述のように、一体に形成されるか又は別々に形成されて、その後第２のサブアセンブリに組立られてもよい。一実施形態において、ベローズ５７０は突部５４０を含み、そしてバラスト５７２が突部５４０を受け入れるための対応する凹部５４１を含んでもよい。突部５４０及び凹部５４１は対応して係合し、バラスト５７２及びベローズ５７０が連結され、そして結合強度及び固定を改善するような、ロック用構造５４２を形成する。もう１つの実施形態において、ベローズ５７０はベローズ５７０の周囲に離間した複数の突部５４０を含み、バラスト５７２はバラスト５７２の周囲に離間された複数の対応する凹部５４１を含み得る。
【００７１】
図４１-４７に示された機械式分離器５００が、ここで説明されるように、試料収集容器５３０及び閉鎖体５３２内に配置されて図５１-５３に示されている。
【００７２】
図５４-５６に示されるように、代替の閉鎖体４２dが、本発明の機械式分離器４２０と共に用いられ得る。一実施形態において、閉鎖体４２dは、穿刺先端(不図示)を受け入れるべく適合された、閉鎖体の一部分内に配置された受入ウェル４２２を含んでいる。受入ウェル４２２は穿刺先端と共に閉鎖体４２dの中心付けを支援する適切な寸法を有し得る。もう１つの実施形態において、受入ウェル４２２は穿刺先端を閉鎖体４２dの中心４２４へと角度付けるテーパー付輪郭部４２３を含み得る。もう１つの実施形態において、図５７-５８Ａに示されるように、代替の閉鎖体４２eが本発明の機械式分離器４２０と共に用いられ得る。この構成においては、閉鎖体４２eは穿刺先端(不図示)を受け入れるべく適合された拡大受入ウェル４２２aを含み得る。閉鎖体４２eはまた、機械式分離器４２０の一部分に係合する、閉鎖体４２eの下方端部４２１の近傍の小さな面取り表面４８３を含み得る。一実施形態において、面取り表面４８３は、第１の角度付き表面４８４及び第２の角度付き表面４８５を含み、機械式分離器４２０の閉鎖体４２eからの解放を改善するために、第１の角度付き表面４８４が第２の角度付き表面４８５よりも大きな角度を有している。
【００７３】
図５９に示される本発明のもう１つの実施形態に従うと、機械式分離器６００は、ここで説明されるように、穿孔可能なヘッド部分６６６、フロート６６８、ベローズ６７０、及びバラスト６７２を含み得る。１つの構成において、フロート６６８には、フロート６６８の内側部分６２２内に配置された可動プラグ６２０が設けられ得る。一実施形態において、可動プラグ６２０はフロート６６８と同じ材料から形成され、及びもう１つの実施形態では、可動プラグ６２０がフロート６６８の密度と実質的に同じ密度を有する材料から形成され得る。もう１つの実施形態においては、可動プラグ６２０は、フロート６６８の形成後に、フロート６６８の内側部分６２２内に挿入されてもよい。
【００７４】
ある状況下では、可動プラグ６２０を有するフロート６６８を含んでいる機械式分離器６００が有利であるかもしれない。例えば、ある試験手順は、ここで説明されるように、サンプルが試料収集容器内に沈着され、及びサンプル内で軽い及び重い相を分離するために、試料収集容器が遠心力にさらされることを要求している。サンプルが一旦分離されると、試料収集容器及びそこに配置されたサンプルは、約-７００Cののような温度で凍結され、及びその後に解凍され得る。凍結過程中に、サンプルの重い相は膨張し、サンプルの柱を試料収集容器内、及びフロート６６８の内側部分６２２の一部分を通って上方に前進させることを強い、これにより、軽い及び重い相の間に配置された障壁に干渉することになる。この体積膨張作用を最小化するために、可動プラグ６２０がフロート６６８の内側部分６２２内に設けられ得る。
【００７５】
可動プラグ６２０には、図６０に示される初期位置で、フロート６６８に設けられた横向き孔６２４に実質的に整列され、かつ図６１に示されるような変位位置で、フロート６６８の閉塞用部分６２５によって実質的に閉塞される横向き孔６２３が設けられている。一実施形態において、可動プラグ６２０の横向き孔６２３は、フロート６６８の長手方向軸Rに実質的に直交して配置されている。可動プラグ６２０にはまた、フロート６６８の内側部分６２２に実質的に整列され、上述のように、機械式分離器へサンプルを導入するときサンプルがそれを通って向けられるのを許容する、長手方向孔６２６が設けられている。
【００７６】
図６０を参照するに、初期位置では、サンプルは、試料収集容器(不図示)内に配置されている機械式分離器内に、穿孔可能なヘッド部分６６６、可動プラグ６２０の長手方向孔６２６、及びフロート６６８の内側部分６２２を介して、導入される。サンプリング後、及び機械式分離器への遠心力の適用中に、フロート６６８の内側部分６２２内に捕捉されていた空気は可動プラグの横向き孔６２３及びフロート６６８の横向き孔６２４を介して換気され、そして機械式分離器６００から解放され得る。具体的に言うと、空気は、ここで説明されるように、フロート６６８とベローズ６７０との間から換気される。
【００７７】
図６１を参照するに、一旦、サンプルが試料収集容器(不図示)内で軽い及び高密度の相に分離されると、サンプルは凍結され得る。凍結過程中に、サンプルの高密度部分は上方に膨張する。サンプルの上方に前進した高密度部分が軽い相と干渉すること、及びサンプルの高密度部分がフロート６６８を脱出することを防止するために、可動プラグ６２０はサンプルの高密度相の膨張とともに上方に前進する。可動プラグ６２０が上方に前進したとき、可動プラグ６２０の横向き孔６２３は、サンプルが横向き孔６２３を介して可動プラグ６２０及びフロート６６８の内側部分６２２を脱出するのを防止する、フロート６６８の閉塞用部分６２５に整列する。可動プラグ６２０は、凍結中に、フロートの内側部分６２２内に存する高密度材料の膨張する柱とともに前進するべく適合されている。ここで、可動プラグ６２０は、図５９-６１に図式的に示される穿孔可能なヘッド部分６６６の上限部に拘束され得ると見込まれている。この構成においては、穿孔可能なヘッド部分６６６の弾性が、機械式分離器６００内に可動プラグ６２０を拘束するための伸縮性バルーンとして働いている。
【００７８】
可動プラグ６２０の前進は完全に受動的であり、及びサンプルの外部から加えられた凍結条件に応答する。ある例では、可動プラグ６２０はサンプルのその後の解凍のときに初期位置に戻るように設けられ得る。
【００７９】
図６２-６４に示されるようなもう１つの実施形態において、機械式分離器７００は、ベローズ７７０、バラスト７７２、及びここに説明されるように、穿孔可能なヘッド部分を必要としない中実のフロート７６８を含んでいる。この構成においては、機械式分離器７００は試料収集容器７２０内で初期位置に拘束され得ると見込まれている。１つの構成において、機械式分離器７００は、試料収集容器７２０の側壁７２２の一部分との摩擦干渉によって試料収集容器７２０に拘束され得る。もう１つの実施形態において、試料収集容器７２０は、第１の直径Ｅが第２の直径Ｆよりも大きい状態で、第１の直径Ｅを有する第１の部分７２４及び第２の直径Ｆを有する第２の部分７２６を含み得る。この構成においては、機械式分離器７００は第１の部分７２４と第２の部分７２６との境界において拘束され得る。
【００８０】
試料収集容器７２０へのサンプルの導入の際は、ニードル７３０が閉鎖体７４０の一部分を穿刺し、そして試料収集容器７２０の内部７４５へサンプルを導入する。ニードル７３０はフロート７６８を穿刺せずに、むしろフロート７６８の頂表面にサンプルを導入することが見込まれている。サンプルはその後、機械式分離器７００の周りに向けられ、及び試料収集容器７２０の下方部分へと通過する。サンプルが試料収集容器７２０の内部７４５に導入された後、ニードルは取り外され、そして閉鎖体は再シールする。遠心力が掛けられると、ここに説明されるようにベローズ７７０が変形したとき、機械式分離器７００は試料収集容器７２０の側壁７２２に拘束された位置から係合解除する。１つの構成では、機械式分離器７００及び試料収集容器７２０の少なくとも１つは、サンプルの導入の間に、サンプルが機械式分離器７００と試料収集容器７２０の側壁７２２との間を通過することを許容する凹部を含み得る。
【００８１】
図６５に示されるようなもう１つの実施形態に従うと、ベローズ７７０の一部分と試料収集容器７２０の側壁７２２との間に分離部品８００が設けられ得、サンプルが試料収集容器へ入るときに、ベローズ７７０の側壁７２２への拘束、及びベローズ７７０の周りでのサンプルの通過の少なくとも１つを支援する。この構成においては、分離部品８００はその周りをサンプルが通過するのを許容するように適合された角度付き部分８０１を有するスリーブであってもよい。図６６に示されるようなもう１つの実施形態に従うと、試料収集容器７２０は、側壁７２２の一部分から内方に離間され、複数の放射状に離間されたリブ付突出部８０２のようなリブ付突出部８０２を含み得る。該リブ付突出部８０２は、ベローズ７７０の少なくとも一部分を試料収集容器７２０の側壁７２２に拘束しつつ、サンプルが通過するのを許容し得る。図６７に示されるようなもう１つの実施形態に従うと、試料収集容器７２０は、側壁７２２の一部分内において、複数の放射状に離間された切欠き８０４のような切欠き８０４を含み得る。切欠き８０４は、試料収集容器７２０の側壁７２２の一部分がベローズ７７０の少なくとも一部分を拘束しつつ、サンプルがそこを通過するのを許容し得る。
【００８２】
図６８-７０に示されるようなもう１つの実施形態に従うと、機械式分離器７００は、試料収集容器７２０の側壁７２２に対してワッシャー８０６によって拘束され得る。ワッシャー８０６は、ワッシャー８０６の開口８１０を介してフロート７６８の一部分のような機械式分離器７００の一部分を拘束し得る。ワッシャー８０６は、機械式分離器７００を側壁７２２に締まり嵌めによって拘束し得る。選択肢として、ワッシャー８０６は試料収集容器７２０の側壁７２２に固着されてもよい。ワッシャー８０６は、機械式分離器７００を試料収集容器７２０の一部分に拘束し、そしてサンプルが試料収集容器７２０に導入されるとき、機械式分離器７００の周りを通過するのを許容すべく構成されている。ワッシャー８０６は、機械式分離器７００がサンプルの試料収集容器７２０への流れを閉塞するのを実質的に防止するような方式で機械式分離器７００を保持し得る。具体的に言うと、ワッシャー８０６は、サンプルが機械式分離器７００のベローズと試料収集容器７２０の側壁７２２との間を通過し得るように、試料収集容器７２０内の適所に機械式分離器７００を保持し得る。ワッシャー８０６はまた、より大きな直径を有する第１の部分と、ここに示されるようなより小さな直径を有する第２の部分とを有する試料収集容器７００と共に用いられてもよい。この構成において、ワッシャー８０６は、機械式分離器７００のベローズが、試料収集容器７２０の「ネックダウン部」の位置のような、試料収集容器７２０の第１の部分と第２部分との結合部をシールするのを防止し得る。この構成において、ワッシャー８０６は、機械式分離器７００がサンプルの試料収集容器７２０への経路を閉塞することを防止している。
【００８３】
一実施形態において、ワッシャー８０６は、図６９に示されるように、サンプルが通過するのを許容するべく適合された複数のポート８２０を含んでいる。もう１つの実施形態では、ワッシャー８０６は、図７０に示されるように、ワッシャー８０６と試料収集容器７２０の側壁７２２の一部分との間をサンプルが通過するのを許容すべく適合された切取り部分８２２を含んでいる。
【００８４】
図７１に示されるように、さらにもう１つの実施形態によれば、いくつかの実施形態で、試料収集容器９００の側壁９１２の一部分が突部９１４を含み得る。選択肢として、側壁９１２の反対側部分は、試料収集容器９００に入るサンプルが機械式分離器９１８に配置されたベローズ９１６の一部分の周りを通過するのを許容すべく適合された反対側の突部９１４を含んでもよい。この構成においては、実質的に一直線の輪郭を有する側壁９１２の一部分が、機械式分離器９１８を試料収集容器９００内に締まり嵌めによって固定すべく、ベローズ９１６の一部分に接触し得る。側壁９１２の反対側部分のような、試料収集容器９００の側壁９１２のもう１つ他の部分は、サンプルが側壁９１２とベローズ９１６との間を通過するのを許すために、実質的に外方に湾曲した輪郭を有する反対側の突部を含み得る。この構成においては、反対側の突部９１４に整列されたベローズ９１６の部分は、試料収集容器９００の側壁９１２に接触せず、それらの間のサンプルの流れのための空間９２０を設定している。
【００８５】
本発明が管内の開口端部近傍に配置された機械式分離器に関連して説明されたが、機械式分離器は、管の底に取付けられるような、管の底部に位置されてもよいということもまた意図されている。この構成は、特に、機械式分離器が遠心分離の際にサンプルを通って上行する故に血液サンプルが凝固しない血漿用にとって有効である。
【００８６】
本発明がいくつかの異なる機械式分離器アセンブリ及び使用方法の実施形態に関連して説明されたが、当業者はその範囲及び精神を逸脱することなく修正及び変更をなし得る。したがって、上述の詳細な説明は限定的というよりもむしろ例示的であることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５８Ａ】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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