(57)【要約】本発明のＰＲＰ分離装置および濃縮装置は外傷患者に対する診察室用または急患用に適している。上記ＰＲＰ分離装置は電動の遠心分離アセンブリと濃縮アセンブリとを備える。上記遠心分離アセンブリは、赤血球補足モジュールと、上記遠心ドラム分離装置に接続された、駆動軸を有するモータを含む遠心ドラム分離装置とを備える。上記濃縮装置アセンブリはＰＲＰ濃縮物を調整する水分除去モジュールを備える。上記遠心ドラム分離装置は赤血球のトラップを備える。上記水分除去モジュールは水分吸収ビーズを含むシリンジ装置または水を吸い上げる中空糸モジュールであってもよい。上記中空糸は、血小板の活性化を回避し、かつ上記ＰＲＰにおけるほんの微量の赤血球の存在を防止しつつ、繊維膜を介して水を通し、かつ凝固因子と成長因子とを通さない孔を有する膜である。上記凝固因子は組織の封止および接着に有用であり、上記成長因子は治癒に有用である。
2008529596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外傷患者に対する診察室用または急患用に適している、携帯用の、密閉された、簡単に処分できる、自己充足型の、および使い捨てのＰＲＰ分離装置であって、
上記ＰＲＰ分離装置は、
遠心分離ユニットとモータとを備え、
５００ｍＡｈ未満の総消費電力を用いて３分未満の間に、血液から赤血球を分離して、ＰＲＰを生成することができ；
（ａ）上記遠心分離ユニットは、遠心分離ドラムを備えており、
上記遠心分離ドラムは、上端部および下端部を含む内壁表面、ドラムの底、ならびに中心軸を有し、
上記遠心分離ドラムの床は上記下端部から上記ドラムの底まで傾斜しており；
（ｂ）上記モータは、上記遠心分離ユニットと接続された駆動軸を備え、
少なくとも１２０秒間に２０００ｒｐｍの速度によって上記遠心分離ドラムを回転させることができる、
ＰＲＰ分離装置。
【請求項２】
上記モータには、少なくとも５００ｍＡｈの電力を上記モータに供給するバッテリが、スイッチを介して接続されている請求項１に記載のＰＲＰ分離装置。
【請求項３】
上記分離装置は、外部コンテナに密閉されており、
上記外部コンテナは、排気口と、中心のくぼみと一直線に配置された滅菌シリンジ流入口とを有しており、
接続チューブが、上記シリンジ流入口に接続され、かつ上記シリンジ流入口から下方に延長されている
請求項１に記載のＰＲＰ分離装置。
【請求項４】
上記遠心分離ユニットの内壁表面が、赤血球を捕捉し、かつ保持する通路を有するデプスフィルタであり、
上記通路は、血液から赤血球を遠心分離する間において、上記通路の孔の中に移動する赤血球を捕捉し、かつ遠心分離が終了したとき、上記デプスフィルタに上記赤血球を保持する大きさを有し、
上記デプスフィルタは、上記デプスフィルタの表面と接触する血小板を有為に活性化させない材料から選択され、
赤血球は、遠心分離の間において血漿を介して外側に移動して、上記デプスフィルタを通り、かつ上記デプスフィルタによって捕捉され、
上記中心のくぼみに流れて行く上記ＰＲＰは、遠心分離が終了すると、実質的に赤血球が取り除かれている
請求項１に記載の携帯用の分離装置。
【請求項５】
上記遠心分離の上記内壁表面は、上記中心軸から１度〜１５度の角度において、上記底から外側に傾斜しており、
上記遠心分離ドラムの上端は、外部の環状を有する赤血球捕捉チャンバによって取り囲まれ、かつ上記赤血球捕捉チャンバと一体化されており、
上記赤血球捕捉チャンバは、外壁、内壁および下部容量を備え、
上記外壁は、上記内壁よりも高い頂部を有し、
上記赤血球捕捉チャンバの上記下部容量は、上記内壁の下にある容量であり、かつ有為な量の上記ＰＲＰを保持することなく、血液から分離された赤血球の総量を保持する大きさを有しており、
遠心分離の流れの間において上記血漿を介して外側に移動する赤血球は、遠心分離において上記赤血球捕捉チャンバの上記外壁にぶつかって保持され、かつ遠心分離が終了すると、上記赤血球捕捉チャンバの上記下部容量に集まる
請求項１に記載の携帯用の分離装置。
【請求項６】
上記赤血球捕捉チャンバの上記内壁は、上記中央軸に対して相対的に少なくとも２５度の角度“ａ”を形成する傾斜を有する上部を含み、
上記傾斜は、遠心分離の間において、上記ＰＲＰにおける血小板の流れが、上記赤血球捕捉チャンバから逆流し、かつあふれ出し易くする
請求項５に記載の携帯用の分離装置。
【請求項７】
上記遠心分離ドラムの上記底に向かう上記接続チューブと接続するためのルアー取り付け部を有する血漿濃縮シリンジと組み合わせた
請求項１に記載の携帯用の分離装置。
【請求項８】
上記血漿濃縮シリンジは、
内面および出入り口を有する円筒形の容器、
上記容器の上記内面と合わさる外面を有する円筒形の作動ピストン、
上記ピストンと上記出入り口との間配置された濃縮用乾燥ヒドロゲルビーズ、ならびに
上記出入り口を隣接して配置され、かつ上記出入り口からの上記濃縮用乾燥ヒドロゲルビーズの漏れを防止するフィルタ
を備えており、
上記出入り口から離れる方向へ上記ピストンが移動することによって、上記濃縮チャンバにＰＲＰが引き込まれ、かつ上記濃縮用乾燥ヒドロゲルによって上記ＰＲＰから水が除去され、これによって、血漿における血小板の活性化またはフィブリノゲンの変性を起こさせることなく、上記ＰＲＰを濃縮し、かつ
上記出入り口に向かって上記ピストンを移動させることによって、上記出入り口を介して濃縮されたＰＲＰを放出する
上記血漿濃縮シリンジと組み合わせた
請求項８に記載の分離装置。
【請求項９】
外傷患者に対する診察室用または急患用に適している、携帯用の、密閉された、簡単に処分できる、自己充足の、および使い捨てのＰＲＰ分離装置および濃縮装置であって、
上記ＰＲＰ分離装置は、遠心分離ユニットとモータとを備え、
上記ＰＲＰ分離装置および濃縮装置は、
５００ｍＡｈ未満の総消費電力用いて、ＰＲＰを分離および濃縮する能力を有し；
（ａ）上記遠心分離ユニットが、遠心分離ドラム、上記遠心分離ドラムの中に延長されている流入チューブ、および上記遠心分離ドラムの中に延長されている流出チューブを含み、
上記遠心分離ドラムが、上端部および下端部を含む内壁表面、くぼみおよび上記上端部からくぼみまで下方に傾斜する床を有するドラムの底、ならびに中心軸を有する
上記ドラムの底が、くぼみおよび上記上端部からくぼみまで下方に傾斜する床を有し、
上記流出チューブが、上記くぼみと隣接して配置された注入口を有する上記遠心分離ユニットと；
（ｂ）駆動軸を有する駆動モータが、上記遠心分離ユニットと接続され；
（ｃ）中空糸カートリッジが、カートリッジの入り口、カートリッジの出口、および薄膜フィルタを有し、
上記薄膜フィルタが、水および塩を移動させ、かつ血液中に存在する凝固因子および治癒因子の移動を阻害する複数の孔を有し、
上記カートリッジの入り口が、流路を介して上記流出チューブに接続されており；
（ｄ）引き込み口および引き出し口を有するポンプであって、上記引き込み口が流路を介して上記カートリッジの出口と接続され、かつ引き出し口が流路を介して上記流入チューブと接続されている
ＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１０】
上記中空糸カートリッジは、中空糸、上記中空糸を取り囲む抽出液体チャンバ、および上記抽出液体チャンバと連絡している抽出液体排出チャンバを含んでいる請求項９に記載のＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１１】
上記抽出液体排出チャンバは、上壁および上記上壁にある通気口を有し、上記通気口は、下部の親水性膜および上部の疎水性膜によって塞がれており、
上記排出チャンバが満ちていくと、上記通気口を介して空気が排出され、
上記排出チャンバが満たされると、上記親水性膜および上記疎水性膜を浸す液体が液体の流れを阻害し、
上記システムにおける内圧が、上記排出チャンバから液体を引き込んでいるとき、浸された上記親水性膜が、上記排出チャンバに空気が流れ込むことを防止する
請求項１０に記載のＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１２】
中心軸を有するＰＲＰ分離装置および濃縮装置であって、
固定ハウジング、および上記固定ハウジングにおいて上記中心軸の周りを回転するために取り付けられた回転アセンブリを備え、
上記固定ハウジングについて、
回転可能な上記アセンブリが、回転可能な遠心分離装置および濃縮装置、駆動モータ、および上記モータと回転可能な上記アセンブリと接続する連結部とを含み、上記モータおよび駆動連結は、回転可能な上記アセンブリを、上記回転軸の周りを回転させるために配置されており、
上記遠心分離装置は、内部の分離チャンバおよび外部の赤血球補足系を有し、
上記濃縮装置は、乾燥ビーズを含む濃縮チャンバを備え、上記濃縮チャンバは、床および複数の直立遮蔽物支持体を有し、上記直立遮蔽物支持体は、内面および外面を有し、上記直立遮蔽物支持体の上記外面に円筒形の遮蔽物が支持されており、
軸方向に同軸の固定チューブが、上記ハウジングに固定され、かつ上記固定チューブに固定された固定ビーズレーキを有する上記濃縮チャンバを介して伸びており、半径方向の外側に広がっている上記レーキは、上記直立遮蔽物支持体の内面に隣接している遠心端を有し、
上記固定ハウジングに対して上記回転アセンブリが低速に回転することによって、上記固定レーキを通過した上記ビーズが引っ張られ、ゲル分極が低下し、かつ上記ビーズが凝集する
ＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１３】
隣接する直立遮蔽物支持体の組のそれぞれが、上記レーキの上記遠心端から半径方向の外側に乾燥ビーズを保持する乾燥ビーズ受容部を決定しており、高速回転段階における上記レーキによるビーズの破壊が実質的に回避される請求項１２に記載のＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１４】
モータ制御部をさらに含み、
上記駆動モータは、遠心による赤血球の分離およびＰＲＰ回収段階に必要な高い回転速度を有し、かつ乾燥ビーズによる水の除去に必要な低い回転速度を有し、
上記モータ制御部は、上記回転アセンブリの高いおよび低い回転速度を開始させるスイッチを含んでいる
請求項１３に記載のＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１５】
上記スイッチは、遠心分離段階およびＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの高い回転速度を起こし、かつＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの低い回転速度を起こす請求項１４に記載のＰＲＰ分離装置および濃縮装置。
【請求項１６】
中心軸を有する固定ハウジングを備える回転可能なＰＲＰ濃縮装置であって、
ＰＲＰ濃縮装置は、駆動モータおよび回転可能な遠心分離ＰＲＰ濃縮分離装置、上記駆動モータと接続している連結部、ならびに中心軸を有し、かつその中心軸の周りを回転する遠心分離ＰＲＰ分離装置を備え、
上記ＰＲＰ分離装置は、乾燥ビーズを含む濃縮チャンバを備え、上記濃縮チャンバは、床および直立遮蔽物支持体を有し、上記直立遮蔽物支持体は、内面および外面を有し、円筒形の遮蔽物が上記直立遮蔽物支持体の上記外面上に支持されており、
軸方向に同軸の固定チューブが、上記ハウジングに固定され、かつ上記濃縮チャンバを介して伸びており、固定ビーズレーキが、上記チューブに固定され、かつ半径方向の外側に広がって上記直立遮蔽物支持体の内面と隣接しており、
上記固定ハウジングに対して上記回転アセンブリが低速に回転することによって、上記固定レーキを通過した上記ビーズが引っ張られ、ゲル分極が低下し、かつ上記ビーズが凝集する
ＰＲＰ濃縮装置。
【請求項１７】
隣接する直立遮蔽物支持体の組、およびそれらの間に伸びている遮蔽部分のそれぞれが、上記レーキの上記遠心端から半径方向の外側に乾燥ビーズを保持する乾燥ビーズ受容部を決定しており、高速回転段階における上記レーキによるビーズの破壊が実質的に回避される請求項１６に記載のＰＲＰ濃縮装置。
【請求項１８】
モータ制御部をさらに含み、
上記駆動モータは、ＰＲＰ回収段階に必要な高い回転速度を有し、かつ乾燥ビーズによる水の除去に必要な低い回転速度を有し、
上記モータ制御部は、上記回転アセンブリの高いおよび低い回転速度を開始させるスイッチを含んでいる
請求項１６に記載のＰＲＰ濃縮装置。
【請求項１９】
上記スイッチは、ＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの高い回転速度を起こし、かつＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの低い回転速度を起こす請求項１８に記載のＰＲＰ濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔発明の分野〕
組織の封止剤および接着剤として使用するために損傷治癒力を向上させた血小板血漿濃縮物を調整する装置および方法に関する。その産物は、血中よりも数倍高い、十分に活性な（変性されていない）フィブリノゲン濃度、および血中よりも遥かに高い血小板濃度を有している。
【０００２】
〔発明の背景〕
血液は、分画することができ、かつ血液の異なる分画は、異なる医療的な必要物として使用される。重力および遠心力の影響下において、血液は、自然に３つの層になって沈降する。平衡状態において、上部の低密度の層は、血漿と呼ばれる淡い黄色の透明な液体である。血漿は、塩、代謝生成物、ペプチド、および小さなもの（インスリン）から大きなもの（補体の構成要素）まで、多くのタンパク質の水溶液である。
【０００３】
底部の高い密度の層は、酸素の輸送に特化した不透明な赤色の血液細胞（赤血球）からなる、粘性を有する真紅の液体である。赤血球が有する比重の原因であるキレート鉄またはヘムの高い濃度によって、この赤い色がでる。赤血球からなる全血の相対的な容積は、ヘマトクリットと呼ばれる。そして、正常なヒトにおいて、ヘマトクリットは、全血の約３７％から約５２％の範囲を変動する。
【０００４】
中間の層は、赤血球の上記層の上にあり、かつ血漿の上記層の下にある、最も小さい白色の薄いバンドとして現れる。中間の上記層は、淡黄膜と呼ばれる。上記淡黄膜自体は、２つの主要な構成要素を有している。２つの主要な構成要素とは、有核の白血球（白血球細胞）および血小板（または栓球）と呼ばれる無核のより小さい集団である。白血球は、免疫を与え、かつ細片の捕捉に寄与する。血小板は、血管の裂け目を覆って、出血を止め、かつ損傷部に成長因子および損傷治癒因子を運ぶ。よりゆっくりと、またはより短い時間、遠心することによって、血漿から赤血球および白血球を分離しつつ、より小さい血小板を上記血漿に留まらせることができる。この結果として、多血小板血漿になる。
【０００５】
損傷の治癒に使用する組織の封止剤としての、全血からの血漿の濃度を向上させることは、米国特許５，５８５，００７号に記載されている。上記米国特許は、その全体を引用することによって、本明細書に組み入れられる。内科の検査室または外科の手術室（surgical amphitheatre）に設置するために設計された、上記米国特許の装置は、組織封止剤を調整するための使い捨てカートリッジが使用されている。上記装置は、特に、自家組織の封止剤を直ちに調整する目的に適用可能である。手術室において、５０ｍｌの患者の血液から５ｍｌの封止剤を調整には、１５分未満しかかからず、かつ１つの単純な操作手順のみが必要である。手順が手術室において行われるので、進行上の過失のリスクがない。添加される化学物質は、抗凝血剤（例えば、クエン酸塩）および塩化カルシウムに限定されてもよい。上記使い捨てカートリッジは、手のひらに合い、かつ密封されて、患者の血液の曝露を排除、および無菌性を保障する。生成物の接着力および伸張力は、沈降法を用いて作製されたプール血液フィブリン封止剤と比較して、同等または優れている。上記組織封止剤には、患者の血小板に由来する線維素溶解に対する天然の阻害剤が高濃度に含まれているので、抗線維素溶解剤（アプロチニンなど）を必要としない。また、新しい上記組織封止剤は、傷の治癒を促進する、患者の血小板および付加因子を任意に含んでいる。患者の血小板および付加因子は、購入可能なフィブリン封止剤には含まれていない、治癒因子である。
【０００６】
上記装置には、各工程用の分離チャンバを備える新規な使い捨てカートリッジが用いられている。上記装置は、十分な出力を備える通常の医療環境における使用を目的として設計されているので、長期間に渡る耐久性、安全性、および信頼性を目指して設計された上記装置は、比較的に重量のある従来の遠心分離用のモータおよび装備品を用いていた。
【０００７】
血液から血小板濃縮物を得るための、小型の、遠心分離装置内蔵型の装置は、２００３年３月２１日に出願された、同一出願人による係属中の出願番号１０／３９４，８２８に記載されている。上記出願は、その全体を引用することによって、本明細書に組み入れられる。上記装置は、血液を、赤血球の層、血漿の層および血小板の層に分離し、かつ血小板濃縮物として血小板層を選択的に移動させる。血小板濃縮物は、血小板が血漿に留まっているものである。濃縮されていない形態を有している血漿の上記分画は、止血または組織接着には効果的ではない。
【０００８】
〔発明の要約〕
本発明の目的は、十分に活性を有する濃縮された血漿に懸濁されている血小板の濃縮物を生成する、小型および自己充足型のシステムを提供することである。上記血小板は、水の除去によって濃縮され、かつ十分に活性を有する型のフィブリノゲンが残っている血漿に懸濁された実質的に不活性な血小板である。
【０００９】
本発明の上記ＰＲＰ分離装置および濃縮装置は、外傷患者に対する診察室用または急患用に適している。
【００１０】
１つの実施形態は、常設のモータセンブリを用いて利用するために設計された、簡単に処分できる、および自己充足型のＰＲＰ分離装置および濃縮装置のユニットである。
【００１１】
他の実施形態は、内部モータおよび電力供給アセンブリを備えている、自己充足型のおよび簡単に処分できるＰＲＰ分離装置および濃縮装置である。
【００１２】
さらに他の実施形態は、ＰＲＰを調整するための電動の遠心分離ユニットである。
【００１３】
上記ＰＲＰ分離装置は、上記ＰＲＰを濃縮するための、電動の遠心分離装置アセンブリおよび付加的な濃縮装置アセンブリを備えている。上記遠心分離装置アセンブリは、遠心分離ドラムを備え、上記遠心分離ドラムは、赤血球補足モジュールおよび上記遠心分離ドラムに接続された駆動軸を有するモータを含んでいる。上記濃縮装置アセンブリは、ＰＲＰ濃縮物を調整するための水除去システムを備えている。
【００１４】
上記遠心分離ドラムは、上端部および下端部を含む内壁表面、ドラムの底、および中心軸を有している。上記ドラムの底は、中心のくぼみおよび上記下端部から上記中心のくぼみの中心に向かって下方に傾斜している床を有していてもよい。
【００１５】
本発明の上記ＰＲＰ分離装置および濃縮装置の携帯用および自己充足型の実施形態において、電動の上記遠心分離アセンブリは、駆動軸を有するモータを含む。上記駆動軸は、上記中心軸と同軸である。上記モータは、少なくとも１２０秒の間に２０００ｒｐｍの速度によって上記遠心分離ドラムを回転させる能力を有する。上記モータには、オンオフスイッチまたはタイマースイッチを介してバッテリが接続されていてもよく、上記バッテリは、上記分離処理を完了するために十分な電力を供給する能力を有している。携帯型の上記遠心分離装置は、外部コンテナの中に密閉されていてもよい。上記外部コンテナは、上記中心のくぼみと一直線に配置された無菌シリンジ流入口を備える上部を有している。上記シリンジ流入口には、接続チューブが接続され、かつ上記接続チューブは、上記シリンジ流入口から下方に伸びている。
【００１６】
１つの実施形態において、上記赤血球捕捉モジュールは、上記遠心分離装置ユニットの内壁表面に整列しているデプスフィルタであり、上記デプスフィルタは、血液からの赤血球の遠心分離において、上記デプスフィルタが有する孔を移動する赤血球を捕捉し、かつ遠心分離が終了したとき、上記デプスフィルタに赤血球を保持する大きさ形成された孔を有している。用語“デプスフィルタ”とは、本明細書において使用されるとき、ねじれた通路の内部において、主に混入物を保持する濾過手段を意味している。上記デプスフィルタは、上記デプスフィルタ表面に接触する血小板を有為に活性化しない、フェルトのような材料から形成された、開放セル型またはマトリクス状の形態であってもよい。遠心分離において上記血漿を介して外側に移動する赤血球は、上記デプスフィルタ内に移動し、かつ上記デプスフィルタによって捕捉されて、実質的に赤血球を含んでいないＰＲＰが残される。
【００１７】
本発明の他の実施形態において、上記遠心分離ドラムの上記内壁表面は、上記中心軸に対して１度〜１５度の角度に上記底から外側に傾斜していてもよい。上記遠心分離ドラムの上記上端部は、環状を有する外部の赤血球捕捉チャンバによって囲まれていてもよい。上記赤血球捕捉チャンバは、外壁および内壁を有している。上記外壁は、上記内壁よりも高い上端部を有している。上記内壁の頂部よりも下にある上記赤血球捕捉チャンバの容積は、上記ＰＲＰを最小限に保持しつつ、血液における分離された赤血球の総量を保持する大きさに形成されている。この実施形態において、遠心分離において上記血漿を通って外側に移動する赤血球は、上記赤血球捕捉チャンバの上記外壁にぶつかって保持され、遠心分離が終了すると、赤血球は、下方に滑り落ちて、上記赤血球捕捉チャンバの下部にある容積を実質的に満たす。遠心分離において、上記赤血球捕捉チャンバにおいて液体に懸濁されている血小板は、上記頂部に移動し、上記赤血球捕捉チャンバの内面を乗り越え、そして、上記遠心分離ドラムに移動する。結果として、上記血小板は、赤血球の沈殿によって追い出された血漿の流れと共に運ばれる。さらに、上記赤血球捕捉チャンバの上記内壁の内、少なくとも上記上部表面が、上記中心軸に対して少なくとも２５度の角度“ａ”を有している。これによって、遠心分離において、血小板が遠心力に抗し、かつ上記赤血球捕捉チャンバの上端部を乗り越えて流れやすくなる。血漿が上記赤血球捕捉チャンバから遠心分離ドラムに流れるが、血漿を流すための入り口または横断面積は、上記内壁表面の上り坂の傾斜によって、減少される。このため、上記表面を越えて流れる血漿の速度が上昇し、かつ血漿によって首尾よく運ばれる血小板の量を増加させる。
【００１８】
１つの実施形態において、ＰＲＰ分離装置および濃縮装置の上記濃縮装置アセンブリは、水を除去する中空糸カートリッジ、ポンプおよび上記中空糸カートリッジと上記ポンプとを接続する配管を備えている。上記配管は、上記ポンプと上記中空糸カートリッジとを介して上記遠心分離ドラムにおいてＰＲＰを循環させ、それから上記ＰＲＰを遠心分離ドラムに戻す。上記中空糸カートリッジにおいて、上記糸（繊維質）は、水が繊維質の膜を通過し、かつ治療に適した成長因子の通過を排除するような孔を有する限外濾過膜である。上記孔の構造および表面は、血小板の活性化およびＰＲＰに残っているいかなる赤血球の崩壊を回避するために選択されている。
【００１９】
他の実施形態において、上記濃縮装置アセンブリは、血漿濃縮シリンジを有している。上記シリンジは、上記遠心分離ドラムの中心または中心のくぼみと接続しているルアー取り付け部を有している。本実施形態において、上記血漿濃縮シリンジは、内面および出入り口を有する円筒形の容器、および上記容器の内面と合わさる外面を有する円筒形の差動ピストンを備えている。乾燥ヒドロゲルなどである濃縮ビーズは、上記ピストンと上記出入り口との間に配置されている。上記出入り口を介して上記濃縮ビーズの漏れを防止するフィルタが、上記出入り口と隣接して配置されている。上記シリンジ濃縮装置の動作において、上記出入り口から離れる方向に上記ピストンを動かすことによって、上記濃縮チャンバの中にＰＲＰが引き込まれる。上記濃縮ビーズによって上記ＰＲＰから水が除去される。これによって、上記血小板を活性化することなく、または上記血漿におけるフィブリノゲンを変性させることなく、上記ＰＲＰを濃縮する。上記出入り口の方に上記ピストンを動かすことによって、上記出入り口を介して濃縮されたＰＲＰを排出する。
【００２０】
本発明の装置が、これらの電源ような通常のバッテリを用いて動作されるので、本発明の装置は、従来技術における遠心分離装置よりもはるかに少ない電力を消費する。これによって、実質的に節電することができる。
【００２１】
中心軸を有する本発明のＰＲＰ分離装置および濃縮装置のさらなる実施形態は、固定ハウジングおよび回転アッセンブリを備えている。上記回転アセンブリは、上記固定ハウジングにおいて上記中心軸の周りを回転させるために取り付けられている。上記回転可能なアセンブリは、回転可能な遠心分離装置および遠心分離濃縮装置と駆動モータとを備えている。連結部が、上記駆動モータと上記回転可能なアセンブリとを接続しており、上記モータと上記連結部とが配置されて、上記中心軸の周りを上記回転可能なアセンブリを回転させる。
【００２２】
上記遠心分離装置は、内部分離チャンバおよび外部赤血球捕捉系を有している。上記濃縮装置は、乾燥ビーズを含む濃縮チャンバを備えている。上記濃縮チャンバは、床および複数の直立遮蔽物支持体を備えており、上記直立遮蔽物支持体は、内面および外面を有している。円筒形の遮蔽物が上記直立遮蔽物支持体の外面に支持されている。
【００２３】
軸方向に同軸の固定チューブが、上記ハウジングに固定され、かつ上記濃縮チャンバを通って伸びている。固定ビーズレーキが、上記チューブに固定され、かつ半径方向に向かって外側に伸びている。上記直立遮蔽物支持体の上記内面に隣接して配置されている遠心端を有している。
【００２４】
このアセンブリッジによれば、上記固定ハウジングにおいて上記回転アセンブリが低速に回転すると、上記固定レーキを通過するビーズが引っ張られるので、上記ビーズのゲル分極および凝集を低減する。
【００２５】
隣接する上記直立遮蔽物支持体の組のそれぞれは、上記レーキの上記遠心端から半径方向に向かって外側に乾燥ビーズを保持する乾燥ビーズ受容部の範囲を決めることができる。高速回転段階における上記レーキによるビーズの破壊が実質的に回避される。
【００２６】
上記分離装置および濃縮装置は、モータ制御部を含んでいてもよい。ここで、上記駆動モータは、遠心分離段階およびＰＲＰ回収段階において要求される高い回転速度、および乾燥ビーズによって水を除去するために必要な低い回転速度を有する。上記モータ制御部は、上記回転アセンブリの高いおよび低い回転速度を始めるためのスイッチを含んでいる。
【００２７】
上記スイッチは、遠心分離段階およびＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの高い回転速度を起こし、上記ＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの引く緩やかな回転速度を起こす。
【００２８】
本発明の他の回転可能なＰＲＰ濃縮装置は、中心軸を有する固定ハウジングを備えている。上記濃縮装置は、駆動モータおよび上記駆動モータと上記遠心分離装置とを接続する連結部を有する。上記遠心分離装置は、その中心軸の周りを回転する。上記濃縮装置は、乾燥ビーズを含む濃縮チャンバを備え、上記濃縮チャンバは、床および複数の直立遮蔽物支持体を備えている。上記直立遮蔽物支持体は、内面および外面を有している。円筒形の遮蔽物が、複数の上記直立遮蔽物支持体の上記外面上に支持されている。上記ハウジングに固定されている軸方向に同軸の固定チューブが、上記濃縮チャンバを介して伸びている。固定ビーズレーキが、上記チューブに固定され、上記直立遮蔽物支持体の上記内面に隣接して半径方向に向かって外側に伸びている。
【００２９】
上記構成によれば、上記回転アセンブリが上記固定ハウジングに対してゆっくり回転することによって、上記固定レーキを通過するビーズは引き付けられる。結果として、上記ビーズのゲル分極および凝集を低減することができる。
【００３０】
隣接する上記直立遮蔽物支持体の組およびそれらの間に伸びている上記遮蔽物部分のそれぞれが、上記レーキの上記遠心端から半径方向の外側に乾燥ビーズを保持する乾燥ビーズ受容部を決める。これによって、高速回転段階における上記レーキによるビーズの破壊を実質的に避けることができる。
【００３１】
上記分離装置および濃縮装置は、モータ制御部を含んでいてもよい。ここで、上記駆動モータは、上記ＰＲＰ回収段階に必要な高い回転速度、および乾燥ビーズによる水の除去に必要な緩やかな回転速度を有している。上記モータ制御部は、上記回転アセンブリの高いおよび低い回転速度を起こすスイッチを含んでいる。上記スイッチは、上記ＰＲＰ濃縮回収段階において上記回転アセンブリの高い回転速度を起こし、かつ上記ＰＲＰ濃縮回収段階における上記回転アセンブリの低い緩やかな回転速度を起こす。
【００３２】
〔図面の簡単な説明〕
添付の図面とともに以下の詳細な説明を参照することによって、本発明のより全面的な適用例および付随の利点について、容易に理解することができるであろう。
【００３３】
図１は、環状の赤血球のトラップを備えている本発明の遠心分離装置の概略的な断面図である。
【００３４】
図２は、遠心分離装置、および図１に示す遠心分離装置の環状の赤血球のトラップ部を示す部分断面図である。
【００３５】
図２Ａは、赤血球のトラップの他の例を示す部分断面図である。
【００３６】
図２Ｂは、空気が外部コンテナへ出入りが可能な、無菌の多孔性シートを用いる、本発明に係る排気系の詳細な部分断面図である。
【００３７】
図２Ｃは、空気が外部コンテナへ出入りが可能な、可塑性を有する風船または隔膜を用いる、本発明に係る排気系の詳細な部分断面図である。
【００３８】
図３は、血液を入れた後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００３９】
図４は、回転分離段階における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４０】
図５は、遠心分離の終了後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４１】
図６は、濃縮装置のシリンジの断面図である。
【００４２】
図７は、多血小板血漿が濃縮装置のシリンジに吸い出された後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４３】
図８は、ＰＲＰの使用準備に伴う水の除去段階の後における、ＰＲＰを含んでいる濃縮装置のシリンジを示している。
【００４４】
図９は、赤血球トラップであるデプスフィルタを備えた、本発明の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４５】
図１０は、血液を入れた後における、図９の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４６】
図１１は、回転分離段階における、図１０の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４７】
図１２は、遠心分離の終了後における、図１０の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４８】
図１３は、多血小板血漿が濃縮装置のシリンジに吸い出された後における、図９の分離分離装置の概略的な断面図である。
【００４９】
図１４は、本発明の遠心分離装置と中空糸濃縮装置との組み合わせを示す概略図である。
【００５０】
図１５は、本発明に係る中空糸濃縮装置の概略的な断面図である。
【００５１】
図１６は、線分１６−１６において取った、図５の中空糸濃縮装置の断面図である。
【００５２】
図１７は、図１５の中空糸濃縮装置における薄膜弁の概略的な断面図である。
【００５３】
図１８は、患者の血液に由来するＰＲＰ濃縮物を調整するための、自動化されたバネクラッチの概略的な断面図である。
【００５４】
図１９は、本発明の血漿分離装置および濃縮装置の具体例を示す等角図である。
【００５５】
図２０は、図１９に示されている血漿分離装置および濃縮装置の上面図である。
【００５６】
図２１は、駆動部の基部の上に分離装置および濃縮装置のアッセンブリを配置する前における、モータ駆動部と駆動部の受容部との関係を示すために、鉛直軸に沿って分解し、かつ線分２１−２１において取った、図２０の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【００５７】
図２２は、線分２２−２２において取った、図２０の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【００５８】
図２３は、図２２に示されている血漿分離装置および濃縮装置の部分断面図である。
【００５９】
図２４は、血液が加えられた後における、図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【００６０】
図２５は、遠心分離段階においてＰＲＰを産生しているときの、図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【００６１】
図２６は、低速回転濃縮段階における、図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【００６２】
図２７は、遠心によるＰＲＰの濃縮分離段階における図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【００６３】
図２８は、本発明の携帯型の一例を示す断面図である。
【００６４】
〔発明の詳細な説明〕
本発明の装置および方法は、フィブリノゲンを変性させることなく、または赤血球を活性化させることなく、血液からＰＲＰを分離し、かつ上記ＰＲＰから水を除去する。本発明の１つの局面は、治癒を促進および早める損傷治癒組織封止剤および損傷治癒組織吸着剤として有用な、患者の血液を用いて自家産物を提供する方法を実現するために、必要なもの内蔵した装置である。本発明の１つの局面に係る上記装置は、さらに携帯型の装置である。本発明の他の局面は、上記方法および産物を提供する常設の動力ユニットが用いられている、携帯型の使い捨てシステムである。さらに他の局面は、患者の血液からＰＲＰを生産する携帯型の使い捨てシステムである。
【００６５】
本発明の装置は、小型の、携帯型の、および必要なものを内蔵した、使い捨てＰＲＰ分離システムである。図１〜図１３に係る上記遠心分離モジュールは、本発明の１つの局面である。図１〜図１３に係る上記遠心分離モジュールは、数分の間に患者に由来するＰＲＰおよびＰＲＰの濃縮物の調整に過度の訓練を必要とせずに、医療助手または医師によって使用される使い捨てのＰＲＰ分離システムとして用いられる。上記ＰＲＰ分離システムは、血小板を有為に活性化させることなく、血小板の高い回収率を実現する。上記装置は、完全に自動化されており、第１に、充填および装置の作動と、第２に、ＰＲＰの回収との間においてユーザの介入を必要としない。上記装置は、異なるヘマトクリットおよび異なる血漿密度の血液を処理することができる。
【００６６】
本発明のさらに高度に自動化された他の分離装置および濃縮装置は、図１４に示されている遠心分離装置および中空糸カートリッジ濃縮装置である。図１４の分離装置および濃縮装置は、充填および装置の作動と、ＰＲＰの回収との間においてユーザの介入を必要としない。
【００６７】
図１は、環状の赤血球のトラップを備えている本発明の遠心分離装置の概略的な断面図であり、図２は、遠心分離装置、および図１に示す遠心分離装置の環状の赤血球のトラップを示す部分断面図である。図１および図２を参照すると、上記分離システムは、遠心分離ユニット２およびモータ４を備えている。上記遠心分離ユニットは、上端８および下端１０を含む内壁表面６、ドラムの底部１２、ならびに中心軸（図示せず）を有する遠心分離ドラム５を備えている。上記ドラムの底部１２は、中心のくぼみ１４を有しており、ドラムの底部１２は、上記下端１０から上記中心のくぼみ１４まで下方に向かって傾斜している床から成っている。上記モータ４は、上記中心軸と同軸の駆動軸１６を有している。上記モータ４は、少なくとも１２０秒間に２０００ｒｐｍの速度において、上記遠心分離ドラムを回転させる能力を有している。
【００６８】
必要なものを内蔵した完全な上記ユニットは、従来の電源接続を介して接続されているバッテリ１８を有している。上記バッテリ１８は、上記分離処理を完了するために必要な十分な能力を備えている。上記バッテリ１８は、オン時とオフ時の切替器２２を介して、手動のつまみ２２を接続されている。
【００６９】
外部コンテナ２４は、上記遠心分離ユニットを囲っている。上記外部コンテナ２４は、無菌シリンジ引き込み口２８が形成された上部２６を有している。無菌シリンジ引き込み口２８は、上記中心のくぼみ１４と一直線に並べてはめ込まれているルアーであってもよい。接続チューブ２９は、上記シリンジ引き込み口２８から上記分離チャンバ２に接続され、かつ下方に延長されている。チューブ２９は、血液を上記分離チャンバ２に導入するため、およびＰＲＰを上記分離チャンバ２から取り出すために用いられている。これについての更なる詳細は、図２〜６を参照して、後ほど説明する。
【００７０】
遠心分離ドラム５の上記内壁表面６は、上記底部１２から外側に向かって、上記中心軸に対して７５度〜８９度の角度に勾配がつけられている。遠心分離ドラム５の上端８は、外部の環状の赤血球捕捉チャンバ３０に囲まれている。
【００７１】
上記システムのための上記外部コンテナ２４は、密閉されて、無菌に維持されていることが好ましい。上記システムにおける液体の出入りによる圧力の変動を防ぐために、上記外部コンテナの壁面には、排気系３０が備えられている。上記排気部３０は、液体が導入されると、上記コンテナの外に空気を移動させ、かつ液体が取り出されると、上記コンテナの中に空気を移動させることができる。排気部３０として好ましいものの詳細については、図２Ｂおよび図２Ｃを参照して、後ほど説明する。
【００７２】
図２に示すように、上記赤血球捕捉チャンバ３１は、外壁３２および内壁３４を備えている。外壁３２は、内壁６の上部８よりも高い位置にある上端３６を有している。上記上端と上記上部との間の垂直方向の距離は、小さく、１ｍｍ未満であることが好ましい。しかし、上記上端と上記上部との間の垂直方向の距離は、細胞が通過するのに十分な大きさであり、５０μｍよりも大きいことが好ましい。上記内壁の上部と上記チャンバの上部との間の狭い間隙は、遠心分離ステップの終了後の減速中における渦巻きのうねりによって、上記赤血球捕捉チャンバから上記遠心分離ドラムの中に押し流される赤血球を最小限にとどめることができる。減速中において上記遠心分離ドラムに押し流される赤血球をさらに最小限にとどめるために、上記内壁の上の上記間隙は、デプスフィルタまたは仕切りによってふさがれていてもよい。上記赤血球捕捉チャンバ３１の容積は、血液における分離された赤血球および白血球の総量を保持し、かつ最小の容積のＰＲＰを保持する大きさに作られている。環状の蓋３８は、遠心分離ドラム５および赤血球捕捉チャンバ３１のそれそれの上部と、上記遠心分離ステップ中に遠心分離チャンバから血液および血液からの生成物が漏れることを防止する密封はめ込み部において、固定されている。
【００７３】
上記赤血球捕捉チャンバ３１の内壁３４の上部表面部４２は、中心軸と少なくとも２５度である角度“ａ”の傾斜を部分的に有していてもよい。上記傾斜は、赤血球が沈降して、上記赤血球捕捉チャンバ３１を満たしたとき、上記赤血球捕捉チャンバ３１の上端８を超えて、ＰＲＰにおける血小板の流れが容易になる。
【００７４】
図１に示すように、上記分離システムは、分離チャンバ２の中に血液を導入するために配置されている、シリンジ４４と連結されている。上記シリンジ４４は、血液の導入前において広げられた、全部の位置にプランジャーまたはピストン４６とともに示されている。
【００７５】
図２は、赤血球のトラップの他の例を示す部分断面図である。この他の実施形態において、図２に示されている上記赤血球捕捉チャンバ３１の上部表面部４８は、反対の壁５０の下方にまで伸びている。上部表面部４８は、遠心分離中に上記遠心分離チャンバに血小板を移動させるための連続的に傾斜した表面を提供する。表面４８は、上記赤血球捕捉チャンバの中心軸（図示せず）に対して角度“ａ”をなしている。
【００７６】
図２Ｂは、空気が外部コンテナへ出入りが可能な、無菌の多孔性シートを用いる、本発明に係る排気系の詳細な部分断面図である。この実施形態において、外部コンテナ２４（図１および図２を参照のこと）の壁５４における気流の通路５２は、従来の無菌の多孔性シート５６を用いて密閉されている。無菌の多孔性シート５６は、上記シートを介して空気が自由に移動するために十分な気孔率を有しているが、コンテナ２４の中に外部環境からの微生物の移動を妨げる、効果的な微生物障壁である。無菌の多孔性シート５６は、上記システムに液体が出入りする間に外部コンテナ２４における気圧の変動を、有為に抑制することができる。
【００７７】
図２Ｃは、空気が外部コンテナへ出入りが可能な、可塑性を有する風船または隔膜を用いる、本発明に係る排気系の詳細な部分断面図である。この実施形態において、外部コンテナ２４（図１および図２を参照のこと）の壁５４における気流の通路５２は、風船または可塑性を有する隔膜６０を用いて密封されている。上記風船または可塑性を有する隔膜６０は、可塑性、および気流の通路５６を通って、空気の自由な移動が可能なように容量を十分に有している。上記風船または可塑性を有する隔膜６０が有する容量は、上記分離処理中に上記システムに導入される血液の総量と、少なくとも等しいければよい。これは、上記システムにおける液体の出入りの間に外部コンテナ２４における圧力の変動を有為に抑制する。上記風船または可塑性を有する隔膜６０は、ＰＲＰの取り出し中において、外部環境から上記コンテナ２４の中への微生物の移動を妨げる効果的な微生物障壁と整合性を有していなければならない。
【００７８】
図３〜図５は、図１の装置を用いたＰＲＰの調整における一連の段階を示している。図３は、シリンジ４４から血液６２を入れた後における、図１の遠心分離装置の概略的な断面図である。シリンジ４４は、上記ルアー引き込み口２８を介して上記接続チューブ２９と取り付けられ、かつ上記接続チューブ２９と連絡している。そして、上記プランジャー４６が押し下げられると、上記分離チャンバ２に上記シリンジに入っている血液が放出される。
【００７９】
図４は、回転分離段階における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。回転分離段階において、図に示すように、上記シリンジ４４は取り外されて、無菌キャップまたは分離されたＰＲＰ産物を取り出すための新たなシリンジと取り替えられていてもよい。一方において、上記シリンジ４４は、上記分離段階の間において、同じ位置に残されて（図示せず）、ＰＲＰ産物の取り出しに再利用されてもよい。上記回転段階の間において、より密度の高い上記赤血球は、遠心力によって、上記遠心分離ドラム５におけるＰＲＰを離れて上記赤血球捕捉チャンバに回収されるまで、上記血漿を通って外側に移動させられる。
【００８０】
図５は、遠心分離の終了後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。遠心分離が終了して、遠心力がなくなると、密度の高い上記赤血球の層は、上記赤血球捕捉チャンバ３０に分離された状態において残り、かつ上記遠心分離ドラムにおける上記ＰＲＰの層６６は、上記遠心分離チャンバの最下部に集まる。このようにして、上記ＰＲＰは、元のシリンジ４４（図３）または図３に示したような位置に配置された新たなシリンジを用いて、上記接続チューブ２９を通って上記遠心分離ドラム５から取り出さすことができる。
【００８１】
ある人が本発明に係るＰＲＰ濃縮物を得ようとするならば、ある人は、図６に示されている濃縮装置のシリンジを使用してもよい。図６は、ＰＲＰからＰＲＰ濃縮物を産生するためのシリンジの具体例を示す断面図である。上記シリンジ装置６９は、外壁７２を有する処理チャンバ７０を備えている。上記処理チャンバ７０において、プランジャー７４は、フィルタ７６の上方に配置されている。上記プランジャー７４および上記フィルタ７６は、上記処理チャンバ７０の濃縮部分または濃縮チャンバ７８の位置を決めている。上記濃縮装置チャンバ７８は、濃縮用の乾燥ヒドロゲルビーズ８０および１つ以上の攪拌器８２を有している。フィルタの下方または下流に配置された濃縮チャンバ８４は、出入口８６を備えている。
【００８２】
上記濃縮用の乾燥ヒドロゲルビーズ８０は、相当な堆積の水を吸収し、かつ上記血漿に所望ではないかなる汚染物質を導入しない、不溶性のビーズまたはディスクであってもよい。上記濃縮用の乾燥ヒドロゲルビーズ８０は、購入可能なデキストラノマーまたはアクリルアミドビーズ（それぞれ、ＰｈａｒｍａｃｉａのＤｅｂｒｉｓａｎおよびＢｉｏ−Ｒａｄ  ＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓのＢＩＯ−ＧＥＬＴＭ）であってもよい。一方において、含水ＳＥＰＨＡＤＥＸＴＭまたは水の吸収材（Ｐｈａｒｍａｃｉａから購入可能）、シリカゲル、ゼオライト、ならびに架橋アガロースなどのような他の濃縮装置が、不溶性の不活性ビーズという形態において、使用されてもよい。
【００８３】
上記攪拌器８２は、不活性な金属の球体のような密度の高い物体であってもよい。上記攪拌器８２の形状、組成および密度は、全血よりも実質的に高い密度を有している上記攪拌器であれば、本発明の範囲から外れることなく広く変更が可能であるということは、当業者にとって容易に明白となるであろう。上記攪拌器は、血液の成分と反応しないチタンまたはステンレス鋼の球体のような金属の球体、あるいは血液の成分と反応しない不活性な被覆剤によって覆われた密度の高い球体あることが好ましい。
【００８４】
上記フィルタ７６は、血漿を通過させ、かつ上記ヒドロゲルビーズおよび攪拌器を通過させない、不活性な網目状のまたは多孔性を有するあらゆる材料であってもよい。上記フィルタは、上記濃縮チャンバにおける液体が上記フィルタを通過するとき、上記ＰＲＰを通過させ、かつ上記ヒドロゲルビーズおよび上記攪拌器を通過させない、織物または不織物の金属線または不活性な繊維状のフリット、あるいは他のフリット構成物であってもよい。上記フィルタによって、上記ヒドロゲルビーズおよび攪拌器から効率的に上記ＰＲＰを分離することの詳細については、後ほど説明する。
【００８５】
水を除去する手順は、上記血小板の活性化および上記フィブリノゲンの変性を最小限に留めて、実施されることが重要である。血漿の濃縮物を調整する従来の商業的な手法は、アルブミンからフィブリノゲンを分離する沈降法および上記封止剤を調整する再構成を利用している。上記手法は、上記フィブリノゲンの大部分を失活させ、かつ治癒因子を除去する。結果として、相対的に再構成された沈降物よりも多くのものが、効果的な組織封止を実現するために必要になる。本発明の上記装置を用いれば、水の除去によって上記フィブリノゲンの変性は避けられ、かつ上記血漿における治癒因子は、上記濃縮段階において、上記フィブリノゲンとともに維持される。これによって、より効果的な封止剤および接着剤を産生する。
【００８６】
図７および図８は、図５に示されている上記シリンジ濃縮装置を用いた上記ＰＲＰ濃縮物の調整を示している。図７は、ＰＲＰが濃縮装置のシリンジに吸い出された後における、図５の遠心分離装置の概略的な断面図である。図８は、水の除去段階の後における、ＰＲＰ濃縮物９０を含んでいる濃縮装置のシリンジを示している。プランジャーまたはピストン７４を動かすことによって、ＰＲＰ６６は、上記遠心分離ドラム５から上記シリンジチャンバに吸い出される。濃縮後においてＰＲＰ濃縮物の放出を容易にするために、ある体積の空気もまた上記シリンジの中に吸い出しておく。
【００８７】
それから、上記濃縮装置のシリンジを上記遠心分離装置から回収し、かつ上記シリンジの軸方向に、往復運動によって振とうされる。この往復運動によって、上記ＰＲＰ６６における攪拌器の相対的な攪拌動作、上記溶液における上記ヒドロゲルの攪拌、ならびにＰＲＰを混ぜて、上位ビーズの周りにおける局在化した血漿タンパク質の濃度およびゲル分極の低減を行うことができる。これらによって、ＰＲＰ濃縮物から上記ビーズへの水の移動が容易になる。図８は、ＰＲＰの使用準備に伴う水の除去段階の後における、ＰＲＰ濃縮物９０を含んでいる濃縮装置のシリンジを示している。上記プランジャー７４を上記出入り口８６のほうに動かすと、ＰＲＰ濃縮物９０はアプリケータの針９２を通って放出される。ここで、フィルタ７６は、上記ヒドロゲルビーズ９４および攪拌器８２がＰＲＰとともに移動するのを防ぐ。ビーズの間にある隙間の空間に保持されている濃縮されたＰＲＰは、上記プランジャーがさらに押されることによって、放出される。
【００８８】
図９は、デプスフィルタ赤血球を用いた本発明の遠心離機の略的な断面図である・この具体例は、また、遠心分離ユニット１０２およびモータ１０４を備えている。上記遠心分離ユニットは、底の端部１１２を含む内壁表面１０８、ドラムの底部１１２、および中心軸（図示せず）を有する遠心分離ドラム１０６を備えている。上記ドラムの底部１１２は、中心のくぼみ１１４を有しており、ドラムの底部１１２は、上記下端１０から上記中心のくぼみ１４まで下方に向かって傾斜している床から成っている。上記モータ１０４は、上記中心軸と同軸の駆動軸１１６を有している。上記モータ１０４は、５００ｍＡｈ未満の総消費電力によって、少なくとも１２０秒間に２０００ｒｐｍの速度において、上記遠心分離ドラム１０２を回転させる能力を有している。上述のような出力は、従来の９ボルトのアルカリ蓄電池のような小型のバッテリから得ることができる。
【００８９】
必要なものを内蔵した完全な上記ユニットは、従来の電源接続を介して接続されているバッテリ１１８を有している。上記バッテリ１１８は、上記分離処理を完了するために必要な十分な能力を備えている。上記バッテリ１１８は、オンオフトグルまたはタイマー切替器１２０を介して、手動のつまみ２２を接続されている。
【００９０】
外部コンテナ２４は、上記遠心分離ユニットを囲っている。上記外部コンテナ２４は、上記中心のくぼみ１４と一直線に並べてはめ込まれている無菌シリンジ引き込み口２８が形成された上部２６を有している。接続チューブ２９は、上記シリンジ引き込み口２８から上記分離チャンバ２に接続され、かつ下方に延長されている。チューブ２９は、血液を上記分離チャンバ２に導入するため、およびＰＲＰを上記分離チャンバ２から取り出すために用いられている。これについての更なる詳細は、図１０〜１３を参照して、後ほど説明する。遠心分離装置ユニット１０２の内壁は、孔を有するデプスフィルタ１３４の表面である。デプスフィルタ１３４の孔は、血液からの赤血球の遠心分離において、上記孔に赤血球を移動させ、かつ上記遠心分離が終了したとき、上記デプスフィルタの材料に上記赤血球を保持するような大きさに形成されている。上記デプスフィルタの材料は、上記材料の表面に接触した血小板を有為に活性化させない材料から選択されている。
【００９１】
上記デプスフィルタ１３４は、液体および微小粒子を自由に流す、ハニカム状のまたは繊維織物の材料（例えば、フェルトまたはオープンセルのポリウレタン発泡体など）であってもよい。湿ったスポンジのように、上記デプスフィルタは、表面張力によって、ある水頭圧に逆らって液体を保持する。このようにして、遠心分離が停止し、かつ分離された多血小板血漿が重力に基づいて上記デプスフィルタの表面から流れ出すときに、血液細胞または他の懸濁されている粒子は、上記発泡体の中に維持される。発泡体は、剛性または柔軟性を有していてもよく、鋳型による造形または型抜きによって、上記装置に適した環状に形成されていてもいよい。上記部分は、上記遠心分離が停止しているときパック細胞を維持する、上記外部デプスフィルタチャンバ内に上記パック細胞（例えば、赤血球および白血球）の層が十分に含まれるような大きさに形成されている。
【００９２】
本装置によれば、遠心分離において上記血漿を通して外側に移動する赤血球は、上記デプスフィルタ１３４を通り、かつ上記デプスフィルタ１３４によって捕捉される。また、本装置によれば、遠心分離が終了すると、下方を流れている上記ＰＲＰは、実質的に赤血球を含んでいない。これらのより詳細について、図１０〜１３を参照して、後ほど説明する。
【００９３】
図１および図２に示されているシステムに提供されている排気系と同様に、排気系１３６は、外部コンテナ１２４に提供されていてもよい。この排気系は、図２Ｂおよび図２Ｃを参照して上述したものと同じものであってもよい。
【００９４】
図１０は、シリンジ１４０から血液１３８を入れた後における、図９の遠心分離装置の概略的な断面図である。上記シリンジは、無菌封かん（ｓｅａｌ）１２８を介して、かつ垂直チューブ１３０に接続されている。上記シリンジには、下に押すことによって、上記分離チャンバ１３２に上記シリンジの血液成分を放出するプランジャー１４２が接続されている。
【００９５】
図１１は、回転分離段階における、図１０の遠心分離装置の概略的な断面図である。上記回転分離段階において、上記シリンジ１４０は、図に示すように、上記シリンジ４４は取り外されて、無菌キャップまたは分離されたＰＲＰ産物を取り出すための新たなシリンジと取り替えられていてもよい。一方において、上記シリンジ４４は、上記分離段階の間において、同じ位置に残されて（図示せず）、ＰＲＰ産物の取り出しに利用されてもよい。上記回転段階の間において、遠心力によって、より密度の高い上記赤血球は、上記血漿を介して外側の上記デプスフィルタ１３４に移動し、かつ上記遠心分離ドラム１０２には実質手的に赤血球のないＰＲＰ１４８が残される。
【００９６】
図１２は、遠心分離の終了後における、図１１の遠心分離装置の概略的な断面図である。遠心分離が終了し、かつ遠心力がなくなると、赤血球のない上記ＰＲＰ１４８は、上記分離チャンバ１３２において、下方に流れて行く。このとき、上記赤血球は、上記デプスフィルタ１３４に捕捉されてとどまっている。上記遠心分離ドラム１０２に集まる上記ＰＲＰ１４８は、実質的に赤血球および白血球を含んでいない。当業者にとって非常に明らかなことであるように、上記ＰＲＰ１４８は、それから、元のシリンジ１４０（図１０）、または新たなシリンジを用いて上記遠心分離ドラム１０２から取り出される。
【００９７】
図１３は、ＰＲＰ１４８が濃縮装置のシリンジ６９に吸い出された後における、図１２の遠心分離装置の概略的な断面図である。上記プランジャーまたはピストン７３を引き抜いて、上記遠心分離チャンバ１３２からシリンジの容器１５０に、ＰＲＰ１４８を吸い出す。
【００９８】
水が上記ＰＲＰ１４８から取り除かれて、ＰＲＰ濃縮物が産生され、上記ＰＲＰ濃縮物は、図７および図８を参照して上述したように、上記シリンジから放出される。
【００９９】
図１４は、本発明の、遠心分離装置および中空糸濃縮装置を合体させた装置を示したものである。分離および濃縮に係る構成は全て、ハウジング１６０内に納まっている。ハウジング上部には、液体の添加または除去に際して空気が出入りするための無菌の通気口１６２と、ピストン１６８を有する標準シリンジ１６６とピストン駆動部１７０とが結合するためのルアー取り付け部１６４とが設けられている。
【０１００】
遠心分離装置１７２は、上記において図１から図５までに示した環状の赤血球トラップシステムを有することができる。もしくは、遠心分離装置１７２は、上記において図９から図１３までで示したデプスフィルタを用いた赤血球トラップシステムを有することができる。
【０１０１】
駆動モータ１７４は、基本構造は図１および図９に示した通りであるが、ハウジング１６０における底部の、遠心分離装置１７２より下部に配置されている。
【０１０２】
中空糸濃縮装置システム１７６を、遠心分離装置１７２の上方に配置することにより、該濃縮装置の液体輸送構成を簡素化することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ハウジング内における液移送のための配管を適切に配設できる空間があるのであれば、濃縮装置と遠心分離装置とを並設した構成であっても、または、遠心分離装置を濃縮装置の上方に配置した構成であってもよいことは、当業者であれば容易に理解できることである。
【０１０３】
上記中空糸濃縮装置は、中空糸カートリッジ１７８とポンプ１８０とを有している。
【０１０４】
出口１８４を有する中央チューブ１８２は、ルアー取り付け部１６４から、遠心分離装置１７２の下部にくぼみ１８６まで延びている。濃縮分離装置への液速を制限するための流入流速チェックバルブ１８８は、中央チューブ１８２の中間部に配置されている。
【０１０５】
チューブ出口１８４は、循環ＰＲＰに配置される。好ましくは、底部１８６の手前まで配置されている。
【０１０６】
帰還チューブ１９０は、下部くぼみ１８６から、ポンプ１８０の流入口に連結したポンプ流入チェックバルブ１９２まで延びている。ポンプ流入チェックバルブ１９２は、該ポンプへ向けて直接的に液体の移送を導くことから、チューブ１９０における逆流を防ぐことができる。第２帰還チューブ１９４は、ポンプ１８０と連結したポンプ流出チェックバルブ１９６から延びている。該ポンプ流出チェックバルブ１９６は、ポンプから液体が流出するように液体を導き、第２帰還チューブ１９４からポンプ１８０への液体の逆流を防ぐために。第２帰還チューブ１９４は、中空糸カートリッジ濃縮装置１７８の流入分岐管１９８へと延びている。第３帰還チューブ２００は、中空糸カートリッジ濃縮装置１７８の流出分岐管２０２から、チェックバルブ１８８の上方（上流）にある中央チューブ１８２へ導く濃縮装置流出チェックバルブ２０４へ伸びている。第３帰還チューブ２００は、中空糸膜を介した濾過をおこなうための液体循環経路内の上流において背圧を生じる液流を制限している。チェックバルブ２８４は、チューブ１８２から中空糸カートリッジ濃縮装置１７８への液体の逆流を防ぐために設けられている。
【０１０７】
上記した中空糸膜を有した中空糸カートリッジは、大きな治癒促進因子を残したまま、血漿から、水と塩とを効率的に除くことができる。中空糸材料や孔径の選択は、重要な因子となる。なぜなら、血小板に致命的なダメージを与えることなく迅速に脱水をおこなう必要があるからである。また、局所的な濃縮やゲル分極による膜表面の肥厚が生じるため、血漿中のタンパク質濃度が高くても良くない。従って、中空糸膜およびその構成は、血漿を通過させ、分極を崩し、血漿成分を再配分することによって、膜表面の一掃を容易におこなうことを可能にしておくべきである。さらに、本発明に係る装置は、自己充足型で携帯型であることが最良の形態であるため、中空糸カートリッジは、エネルギー消費を最小に抑えた限外濾過機能を実行することができるものであることが好ましい。これにより、分離および濃縮を、従来の小型のバッテリ（例えば、９ボルトトランジスタ）によって実現することが可能となる。
【０１０８】
ポンプ１８０は、従来公知のピストンまたはダイヤフラムポンプを用いることができる。該ダイヤフラムポンプは、中空糸濃縮装置３１６を介した血漿の必須循環を、余計なエネルギーを使うこと無しに実現することができる。好ましくは、ポンプ１８０は、９ボルトのアルカリ蓄電池のような小型のバッテリから得られる電力である５００ｍＡｈよりも小さな電力消費で血漿の濃縮をおこなう能力を備えている。
【０１０９】
駆動モータ１７４およびポンプ１８０への電力供給は、従来公知の配線と、濃縮処理を実行することができるだけの充分な電力を提供できる能力をもった小型バッテリ（図示せず）とによって実現される。これには、小型（標準の９ボルトトランジスタラジオ）バッテリを用いることができる。なお、ユニットが標準的な補助電源と共に用いられているならば、代わりに、ビジネス用や住居用の電源を使用した従来の電力供給システムを用いることもできる。
【０１１０】
図１４に示すシステムの動作は次の通りである。まず、シリンジ１６６を用いて、シリンジ１６６に充填した血液を、ルアー取り付け部１６４から遠心分離装置に供給する。具体的には、アクチュエータ１７０の下方への動作により、ピストン１６８が下方に移動し、シリンジの内容物が、ルアー取り付け部１６４と流入口チェックバルブ１８８とを介して、チューブ１８２に流れ、遠心分離装置１７２の底部に放出される。シリンジの内容物が全て放出されると、このシリンジは取り外すことができ、濃縮処理の間にルアー取り付け部１６４から液体が排出されることを防ぐための新たなシリンジ、または密閉するためのキャップが取り付けられる。
【０１１１】
遠心分離装置１７２は、放出された上記の血液サンプルから赤血球と白血球とを除去する。この際、遠心を完了させた後に遠心チャンバの底にあるＰＲＰが残る。
【０１１２】
ポンプ１８０は、遠心分離装置の底部のくぼみ１８６から、ＰＲＰをポンプ１８０のポンピングチャンバ（図示せず）へ、チューブ１９０とポンプ流入チェックバルブ１９２とを介して汲み上げる。これにより、ＰＲＰが、ポンプ１８０と、ポンプ流出チェックバルブ１９６を流れる。ＰＲＰは、チェックバルブ１９４から、チューブ１９４を通って、中空糸カートリッジ濃縮装置１７８の流入分岐管１９８へ流れ、そして、中空糸カートリッジ濃縮装置１７８へ流入する。
【０１１３】
水と塩とが部分的に除去されたＰＲＰは、その後、流入制御チューブ２００および濃縮装置流出チェックバルブ２０４を介して、上記中空糸濃縮装置１７８の流出分岐管２０２から流入チューブ１８２へ流れる。そして、その後、チェックバルブ１８８を介して、他のＰＲＰと混合する遠心分離装置１７２の底部へ流れる。この循環は連続し、所望の濃度のＰＲＰを得ることができるまで、水と塩の除去が行われる。
【０１１４】
本発明の装置によれば、赤血球を除去して、血小板を３倍に濃縮したＰＲＰを、自動的に５分以内で実現することができる。また、例えば止血に用いるために上記のものよりも更に高いＰＲＰ濃度のものが必要な場合は、操作を５分よりも長く行うことによって、５倍以上の濃縮を実現することができる。
【０１１５】
図１５は、図１４に示した中空糸濃縮装置の断面図である。また、図１６は、図１５に示す中空糸濃縮装置を、切断線１６−１６において切断した状態を示した断面図である。
【０１１６】
図１５に示した中空糸濃縮装置１７８は、抽出液体貯蔵部２０６と合体している。また、中空糸濃縮装置１７８は外部ハウジング２０８を有している。外部ハウジング２０８には、流入分岐管１９８と、流出分岐管２０２と、複数の限外濾過中空糸２１０と、抽出液体チャンバ２１２とが入っている。中空糸２１０の各々には、壁２１４と、軸流路２１６と、流入端２１８と、流出端２２０とを有している。各中空糸２１０の流入端２１８は、流入分岐板２２２において、従来公知の手法で、孔径が厳密に制御されており、液体が抽出液体チャンバ２１２へ流入してしまうことを回避しつつ、中空糸流路２１６と、流入分岐管１９８との連結を確立している。各中空糸２１０の流出端２２０は、流出分岐板２２６において、従来公知の手法によって、孔径が厳密に制御されており、その液体内容物が抽出液体チャンバ２１２へ流入してしまうことを回避しつつ、中空糸流路２１６と、流出分岐管２０２との連結を確立している。
【０１１７】
図１５および図１６に示すように、抽出液体チャンバ２１２は、外部ハウジング２０８の内壁面２１３と、中空糸２１０の外壁面と、流入分岐板２２２および流出分岐板２２６とによって規定された空間である。抽出液体チャンバ２１２は、限界濾過処理中に中空糸２１０を通過する液体を捕らえる。
【０１１８】
図１４に示した第２帰還チューブ１９４の流出端は、流入分岐管導管２３０を介して、流入分岐管２３２に連結している。また、図１４に示した第３帰還チューブ２００は、流出分岐管導管２２８を介して、流出分岐管２０２と連結している。
【０１１９】
脱水処理中、加圧された血漿は、第２帰還チューブ１９４から、流入分岐管導管２３０を介して、流入分岐管１９８に流れ、その後、中空糸２１０に流れる。各流路で中空糸の壁の孔を通じて水と塩とが抽出液体チャンバ２１２に流れる。濃縮された血漿は、その後、流出分岐管２０２に流れ、流出分岐管導管２２８を通って、第３帰還チューブ２００へ流れる。
【０１２０】
抽出液体貯蔵部２０６には、オーバーフロー流路２３６に連結した貯蔵ハウジング２３４が設けられている。抽出液体貯蔵部２０６には、通気口２００が設けられている。
【０１２１】
図１７は、図１５に示した中空糸濃縮装置にある膜バルブ通気口２３８の断面図である。バルブ２３８は、下部の多孔性親水膜２４０と、上部の多孔性親水膜２４２とを有している。ここで、下部の多孔性親水膜２４０は、抽出液体貯蔵部２０６の内部と連結している。また、上部の多孔性親水膜２４２は、抽出液体貯蔵部２０６の周りの外部空間と連結している。抽出液体貯蔵部２０６は、抽出液体チャンバ２１３の許容量を超えた抽出液、およびオーバーフロー流路２３６を通じて抽出液体貯蔵部２０６に流出した抽出液を、捕らえる。抽出液体チャンバ内の空気は、親水性膜１４０が浸潤して、液体のレベルが膜に達するまで、多孔性親水膜２４０および２４２を通じて流入してくる液体によって、追い出される。抽出液体貯蔵部２０６からの抽出液の流出は、疎水性膜２４２によって回避される。
【０１２２】
ＰＲＰ濃縮物が除かれる際の、上記したバルブによるシステム内の空気の移動の防止は、次のようにして行われる。遠心分離装置１７２（図１４）からのＰＲＰ濃縮物の除去では、システム内で不完全真空が起きる。そして、この不完全真空に応じたバルブ２３８を介した空気の移動は、液浸潤した親水性膜２４０によって防止される。
【０１２３】
図１８は、患者の血液サンプルからＰＲＰ濃縮物を調製するための自動バネクラッチシステムの概略断面図である。本発明のこのような他の実施形態であっても、使い捨てのシステムは、１２オンスの飲料缶よりも小さなコンパクト携帯型装置に納めることができる。
【０１２４】
図１８に示す外部ハウジング２５２は、血液流入口２５４と、ＰＲＰ濃縮物回収口２５６と、無菌の通気口２５８とを除いた部分を全てシールしている。ＰＲＰ濃縮物回収口２５６は、硬質のＰＲＰ濃縮物回収チューブ２６０の一端である。硬質のＰＲＰ濃縮物回収チューブ２６０のＰＲＰ濃縮物回収口２５６は、外部ハウジング２５２に確実に支持されており、回転式の分離装置の中心軸としての役割を担うとともに、ＰＲＰ濃縮物回収チューブ２６０としての役割も担っている。該分離装置は、上部の回転式遠心分離ハウジング２６２と、下部の回転式脱水システムハウジング２６４とを備えている。これら２つのハウジングは、円筒型のウエスト部２６６を、ユニタリーハウジング構造部と一体化することによって結合させることができる。脱水システムハウジング２６４は、ＰＲＰ濃縮物回収チューブ２６０の下部の開口部２７０と連結しているＰＲＰ濃縮物貯蔵部２６８を備えている。
【０１２５】
回転式の構造体は、２方向と２速度のモータ２７４の駆動軸２７２上に支持されている。２方向と２速度のモータ２７４は、電線用導管２７８に接続された従来公知のモータ制御部２７６によって制御される。モータ制御部２７６の作動は、スイッチ２８０によっておこなわれる。
【０１２６】
外部ハウジング２５２内における複数の回転式構造体の相対的な配置は、ローラベアリング軌道構造体によって管理される。この構造体は、複数のローラベアリング２８２を有しており、ローラベアリング２８２は、外部ハウジング２５２に支持された１つの外部リングフランジ２８４と、上部の回転式遠心分離ハウジング２６２に支持された１つの内部リングフランジ２８６との間に配置されている。
【０１２７】
回転アッセンブリッジの上部ハウジング２６２内に収容される遠心型血液分離構造体は、円筒型の回転式遠心分離装置２９２が、円筒型のデプスフィルタ２９４に裏打ちされた、外壁の内表面を有しているという点で、上記の図９から図１３において示した他の血液分離装置と、構造上および機能上類似している。また、遠心分離装置の本形態では、床２９８と、分離処理を施す血液の量を制御または調整するための機能をもつ一体的な壁部３００とによって規定された血液オーバーフロー貯蔵部２９６が設けられている。この血液オーバーフロー貯蔵部２９６により、もし、上記した脱水による濃縮が効率的に実行できる血液量を超えた量の血液が遠心分離装置に供給された場合であっても、所定量の血液を分離処理にかけることができる。分離中における遠心分離装置の回転時には、余剰の血液は壁部３００に沿って上昇し、ＰＲＰ貯蔵部２９６へ流れる。遠心分離装置による分離が終了して、回転数が減少すると、床２９８上の壁部３００が液の流出を防ぐ。
【０１２８】
適切なデプスフィルタ材料は、図９から図１３を用いて上述している。なお、デプスフィルタおよびオーバーフロー貯蔵部２９４の代わりに、赤血球トラップや図１から図８を用いて説明した機能を有するものを用いることができることは、当業者であれば容易に理解できるものである。
【０１２９】
遠心分離中に血漿から分離した赤血球は、デプスフィルタ２９４に流れ込み、ＰＲＰの層が該デプスフィルタの外に残る。
【０１３０】
遠心分離が完了して遠心分離が終了すると、ＰＲＰは遠心分離装置の底部に流れる。該遠心分離装置の底部は、分離ハウジングの床３０４に対してバルブ板３０２でシールされている。
【０１３１】
床３０４に対するバルブ板３０２のシールは、バネクラッチアセンブリの作用によって開放される。バルブ板３０２は、バルブアセンブリの構成要素の１つである。該バルブアセンブリは、バルブ板３０２と一体的になっている円筒型の中空の上部バルブステム３０６を有しており、中空の上部バルブステム３０６には、硬質のチューブ２６０が貫通している。これにより、チューブ２６０上で、バルブアセンブリは安定配置している。バルブアセンブリの下部は、雌ネジ３１０を有した外部円筒部３０８である。
【０１３２】
上記外部円筒部３０８には、その内部に更に内部円筒部３１２を有している。内部円筒部３１２には、外部円筒部３０８に形成された雌ネジ３１０と咬合する雄ネジ３１４が設けられている。バネクラッチ２８８は、硬質チューブ２６０の周りに巻きつくように配置されており、固定された回転式の内部円筒部３１２と、硬質チューブ２６０との間に配置されている。バネクラッチ２８８は、固定された回転式の内部円筒部３１２と、硬質チューブ２６０との間での遠心分離処理中のスリップベアリングとして機能する。これは、固定ロッド２６０の周りのスプリングの移動方向が、スプリングを開放し、その後、滑り摩擦を低減することになるからである。
【０１３３】
ＰＲＰの遠心分離が完了した後は、モータ２７４は逆方向にゆっくりと回転するようになる。バネクラッチ２８８は、硬質チューブ２６０の周りを、スプリングをしめる方向に回転して、スプリングを硬質チューブ２６０に対して固定する。外部円筒部３０８が、固定された内部円筒部３１２の周りを回転するので、外部円筒部３０８が上昇し、シールされていないバルブ板３０６が持ち上がる。この際、上部バルブステム３０６の上面３１８が、つば部３１８と接触するまでの間の動きは、硬質チューブ２６０によって支持されている。
【０１３４】
バルブ板３０２が開放されると、遠心分離装置２９０の下部にあったＰＲＰは、下部円筒部の外面３２２と、ウエスト円筒２６６の内面３２４とによって規定されたチャネル３２０を通って下方に流れる。チャネル３２０を通って下方に流れたＰＲＰは、下部ハウジング２６４内にある回転式の脱水システムに流れ込み、乾燥ゲルビーズ３２６と接触する。脱水システムからの液体の直接流入は、Ｏリングシール３２７によって防止される。
【０１３５】
下部ハウジング２６４内にある下部の回転脱水システム３２８は、放射状に内側に延びた櫛型素子３３２を有する回転式で円筒型の遮蔽素子３３０と、レーキシステム（ｒａｋｅ  ｓｙｓｔｅｍ）とを備えている。下部ハウジング２６４内の底部には、開口部があり、この開口部は、硬質チューブ２６０に対応するように円筒型のフランジ３３３となっている。Ｏリング３２７は、フランジ３３３と硬質チューブ２６０との間に配置され、これらの間から液体が流出することを防止する。上記レーキシステムは、レーキシリンダー３３４を有している。レーキシリンダー３３４には、上記櫛型素子３３２とかみ合う、放射状に内側に向けて延びたレーキ素子３３６が設けられている。レーキシリンダー３３４は、ローラベアリング３３８によって硬質チューブ２６０から離間されている。これにより、遠心時の高速回転中におけるレーキシリンダー３３４と硬質チューブ２６０との摩擦が低減される。レーキシリンダーは、張り出したスプライン３４０を有している。スプライン３４０は、下部バルブステム３０８内にて垂直の凹溝とかみ合っている（図示している状態）。バルブステムの昇降の全てにおいて、下部バルブステム３０８外部シリンダー３０８と、レーキシリンダー３３４とのかみ合いを維持するために、スプライン３４０は、上記溝内を昇降するように配置されている。スプライン３４０は、バネクラッチがかみ合っている間、レーキシリンダー３３４を不動チューブ２６０に固定して、レーキを介して櫛形素子が回転する間のレーキシリンダーの回転を防いでいる。
【０１３６】
乾燥ゲルビーズ３２６によってＰＲＰから水分が除去されると、ゲルの分極が起き、ビーズ内部への吸水が遅くなる。そこで、脱水処理中、円筒型遮蔽素子とレーキ素子とをモータ２７４によって穏やかに回転させて、ビーズをゆっくりと攪拌する。ゲルビーズ３２６と櫛型空間３２０とを介したレーキ素子３３６のこのような動作によって、ビーズは攪拌され、また、ビーズの塊を崩すことができるので、脱水効率を高めることができる。この処理は、下記のようにして得られる。
【０１３７】
脱水が完了すると、モータ制御部２７６が駆動軸２７２の回転方向を逆にして、硬質チューブ２６０からバネクラッチ２８８のかみ合いを外し、且つ、分離アセンブリ素子が１つのユニットとして高速回転するのを可能にさせる。この高速回転中に、濃縮されたＰＲＰは、円筒型の遮蔽素子３３０を通じて、ビーズ２７０から落下し、ＰＲＰ濃縮物貯蔵部２６８に回収される。その後、ＰＲＰ濃縮物は、硬質チューブ２６０を通じてＰＲＰ濃縮物貯蔵部２６８から回収され、ＰＲＰ濃縮物回収口２５６から外部へ出される。
【０１３８】
図１９は、本発明に係る血漿分離および濃縮装置の一形態を示した等角図である。また、図２０は、図１９に示す装置の上面図である。本形態の装置は、使い捨ての分離および濃縮装置モジュール３５０と、モータおよび制御システムを搭載した使い捨てではない基材３５２とを備えている。分離および濃縮装置モジュール３５０は、ハウジング３５４と、ハウジング上部３５６とを有している。ハウジング上部３５６は、血液流入口３５８と、血漿濃縮物排出口３６０とを有している。基材３５２は、制御スイッチ３６４が設けられた基材ハウジング３６２と、外部電源接続装置３６６（図２０）とを有している。このコンパクトなユニットは、ほんの数分で、患者の血液サンプルからＰＲＰを分離して、該ＰＲＰを脱水して、患者の自己ＰＲＰ濃縮物を得ることができる。
【０１３９】
図２１は、図２０に示す切断線２１−２１において図２０に示した装置を切断した状態を示した断面図である。図２１は、ドライバ基材上に集約された使い捨ての分離および濃縮装置の配置に先駆けて、モータドライバおよびドライバレセプターとの関係性を垂直軸方向に示している。ドライバ基材３６８は、複数の基材脚３７２によって支持されている基材ハウジング３７０を備えている。基材ハウジング３７０は、分離および濃縮装置モジュール３５０の基材受け部３７６の形状とマッチする形状の回転式のアセンブリガイド面を有している。ドライバ基材３６８は、上部支持面３８２を有する環状支持面３８０を有しており、ドライバ基材３６８上において、分離および濃縮装置モジュール３５０を支持し、且つ位置調整される。ドライバ基材３６８内部には、複数の支持冶具３８８によって支持された支持板３８６上にモータ３８４が搭載されている。モータ３８４は、ドライバコネクタ３９０を有しており、ドライバコネクタ３９０は、上記回転式のアセンブリドライバレセプター３９２と安定して接続している。ドライバ基材３６８は、従来公知のコンダクター（図示せず）を有するモータに電気的に接続することができる一般的な電源コネクタ３６６およびモータ制御スイッチ３６４を備えている。モータ制御スイッチ３６４には、従来公知のタイマーが設けられている。このタイマーは、上述した分離および濃縮工程のさまざまな時点でのモータ速度を制御している。
【０１４０】
回転するユニットは、ＰＲＰ濃縮物排出口を支持するハウジング上部３５６を有したハウジング３５４を備えている。ハウジング３５４は、基材レセプター３７６を有する基材３９４を有している。上記基材レセプター３７６の形状およびサイズは、上部支持面３７４のそれとマッチしており、基材３７４上での分離および濃縮装置モジュール３５０の支持と位置調整とをガイドする。軸方向に同軸であるベアリングアセンブリ３９６は、分離および濃縮装置モジュール３５０を、ドライバコネクタ３９０およびドライバレセプター３９２とかみ合うことができる位置に支持できるように配置されている。ドライバコネクタ３９０およびドライバレセプター３９２は、一体化したユニットとなるように、互いの形状が合っている。ドライバコネクタ３９０とドライバレセプター３９２とは、ドライバコネクタ３９０がドライバレセプター３９２の内部で回動してしまわない形状であればどのような断面形状であってもよく、図示しているような四角形以外であってもよい。また、例えば、断面が多角形であってもよく、卵型であってもよい。また、従来公知の技術によって形成することができるのであれば、円形断面であってもよく、本発明において奏する作用効果が実現できるものであれば特に限定されない。
【０１４１】
分離および濃縮アセンブリ３７８は、定置固定されたチューブ３９８によって形成される垂直軸を中心に回転する。チューブ３９８はまた、ＰＲＰ濃縮物流路を構成している。チューブ３９８は、ＰＲＰ濃縮物排出口３６０につながっている。チューブ３９８は、外部ハウジング３５４の上部３５６と連結していることによって、該チューブの中心軸が回転に対して充分な強度を有している。チューブ３９８の下端部３９８には、ＰＲＰ濃縮物流入口４００とレーキハブ４０２とが設けられており、レーキハブ４０２は、チューブ３９８にしっかりと連結しており、回転する構成部材が上述したように回転している間であっても安定した状態を維持することができる。
【０１４２】
分離および濃縮アセンブリ３７８は、回転式のハウジング３７８に、ドライバレセプター３９２を有したテーパー形状の底部４０４が設けられている。分離および濃縮アセンブリ３７８は、無菌の通気口４０８が設けられた上板４０６を有しており、スリーブベアリング４１０によってチューブ３９８上での位置が支持されている。
【０１４３】
ＰＲＰの脱水に用いる乾燥ゲルビーズは、図２１から図２３には図示を省略しているが、図２４から図２７において示している。
【０１４４】
分離および濃縮アセンブリ３７８は、分離および濃縮処理中に、血液サンプルを隔離するための外壁４１２を有している。ハウジング３７８の上部には、血漿を遠心分離する遠心分離装置が配置されている。該遠心分離装置は、円筒型の血液貯蔵部４１６を有している。血液貯蔵部４１６は、外側に向けて傾斜している内面４１８と、内壁部４２０とを有している。内壁部４２０は、チューブ３９８の周りに設けられており、チューブ３９８に対して自由に回転することができるように構成されている。上述した構成は、分離工程の遠心動作中、血液貯蔵部の軸位置を管理する。血液貯蔵部４１６の周辺部には、円筒型のデプスフィルタ４２４が在り、その上部には、環状の血液オーバーフロー貯蔵部４２６が設けられている。図２３のデプスフィルタ４２４および血液オーバーフロー貯蔵部４２６の構成および機能に関しては、上述したものと同じである。
【０１４５】
血液貯蔵部４１６およびデプスフィルタ４２４の下部には、濃縮アセンブリ４２８が設けられている。濃縮アセンブリ４２８は、互いに同心円上で回転する遮蔽素子４３０と濃縮基材４３２とによって構成される濃縮バスケット４２９を有している。遮蔽素子４３０は、円筒形状の断面を有しており、円形配列をなした複数の垂直支持体４３４によって支持されている。遮蔽素子４３０の周辺部には、垂直方向に延びた側壁４３８とテーパー形状の底部４０４とを有する同心円のＰＲＰ濃縮物貯蔵部が設けられている。テーパー形状の底部４０４の中心は、チューブ３９８の流入孔４００の近傍に在る。
【０１４６】
図２２は、図２０に示した血漿分離および濃縮装置を、図２０に示す切断線２２−２２において切断した状態を示す断面図であり、図２１および図２３と合わせて本発明に対する理解を充分深めるために示している。図２１において説明した構成に加えて、図２２では、ハウジング上部３５６によって支持された血液流入口３５８と、レーキハブ４０２に搭載されたレーキ素子４４０とを示している。
【０１４７】
図２２に示した分離濃縮装置の部分断面図を、図２３に示す。上板４４２は、外壁４１２の上部に固定されており、遠心分離中に血液を分離装置に留める機能を有している。上板４４２は、血液が分離装置に導入されたときにまず流入する血液分配チューブ４４４を支持している。血液分配チューブ４４４は、上板４４２の下方に位置していて、且つ、血液流入口３５８と位置合わせされている。
【０１４８】
環状の血液オーバーフロー貯蔵部４２６は、上板４４２近傍にある血液フロー流入孔４４８と、半径方向に関して該血液フロー流入孔４４８よりも内側に位置する第２の通気口４５０とを有する上板４４６を備えている。この構成を備えていることによって、遠心分離中にオーバーフローする血液を血液フロー流入孔４４８から血液オーバーフロー貯蔵部４２６に流入させ、血液オーバーフロー貯蔵部４２６内の空気を第２の通気口４５０から排気させることができる。
【０１４９】
血液貯蔵部のテーパー形状の外壁４１８は、チップエッジ４４９を有している。
【０１５０】
ＰＲＰフロー流路４５１は、外部分離チャンバ４５３から濃縮バスケット４２９へ導くように構成されている。
【０１５１】
レーキ４４０は、終端チップエッジ４５２を有している。終端チップエッジ４５２は、直立した遮蔽素子支持体４３４の内壁４５４に隣接しているため、回転中に内壁４５４を一掃することができるように構成されている。直立した遮蔽素子支持体４３４には、厚さを有していており、且つ、高速遠心時にゲルビーズを回収するための開口部４５６が設けられている。これらが、レーキのチップエッジ４５２を超えて位置している。
【０１５２】
遮蔽素子４３０は、ゲルビーズからのＰＲＰの最終遠心濃縮が行われている間、濃縮濃縮チャンバからゲルビーズが流出することを防ぐべく、非常に小さなサイズのメッシュを有している。
【０１５３】
図２４から図２７には、血液分離濃縮時の図１９から図２３の装置の状態を示したものである。図２４は、図１９から図２３の装置において血液が既に添加されている状態を示したものであり、図２５は、ＰＲＰを生成する遠心分離工程中の装置の状態を示したものであり、図２６は、低速回転で遠心分離している状態の装置を示しており、図２７は、遠心されたＰＲＰ濃縮物を分離する工程における装置の状態を示している。
【０１５４】
本発明に係る血液分離濃縮装置は、次の通りである。
【０１５５】
図２４によれば、ゲルビーズによって濃縮（脱水）するのに適した量の血液４５８が流入孔４４２および血液分配チューブ４４４を通じて、血液貯蔵部４１６に供給される。血液４５８は、シリンジの針から供給されるか、他の装置から供給することができる。最終的に、血液は、血液貯蔵部４１６の底部に貯蔵される。
【０１５６】
図２５によれば、モータ３８４が分離濃縮装置アセンブリ３７８に対して高速回転のための動力を供給する。これにより、ＰＲＰから、血中の高い密度の赤血球を遠心分離することができる。中央チューブ３６０およびレーキ４４０は、上記の高速回転時においても位置固定されたままであり、ゲルビーズ４６０は回転する構成要素によって落下し、固定レーキチップ４４０のチップ４５２のリーチを超えて、遮蔽素子４３０に対する遠心力によって保持される。遠心力は、血液４５８を血液貯蔵部４１６の内面４１８に沿って押し上げ、更に、図２５に示すように、チップエッジ４４９を超えて、デプスフィルタ４２４に集められる。分離は、細胞密度の作用で実現され、最も密度の高い赤血球を外側に送り、デプスフィルタ４２４の流路を流れる。血小板は、デプスフィルタ４２４に対して形成されたＰＲＰ層４６２に留まる。
【０１５７】
細胞分離後、分離濃縮装置アセンブリ３７８の回転は遅くなる。ＰＲＰフロー流路４５１は、外部分離チャンバ４５３から濃縮バスケット４２９へ導く。ＰＲＰ４６２は、デプスフィルタ４２４の孔および表面から、ＰＲＰフロー流路４５１を下方に流れて、濃縮バスケット４２９まで流れる。赤血球は、デプスフィルタ４２４の孔および表面に残留するので、濃縮バスケット４２９に到達したＰＲＰ４６３には、赤血球が含まれていない。
【０１５８】
図２６によれば、ＰＲＰ４６３が流れて、濃縮バスケット４２９の基材４３２に集約された乾燥ゲルビーズ４６０と接触する。乾燥ゲルビーズ４６０はＰＲＰ４６３から吸水すると、ビーズは、表面が肥厚して粘着性を有するようになる。そこで、濃縮バスケット４２９が引き続き低速で回転して、位置固定されたレーキ４４０および直立した遮蔽素子支持体４３４を通過する濃縮バスケット４２９の低速回転によって、ビーズ４６０が攪拌され、ビーズ表面のゲル分極を低減させ、ビーズの塊を崩すことができる。このような回転構成部材による低速回転は、脱水処理が完了するまでおこなわれる。
【０１５９】
その後、モータ速度が高速スピンモードに変わると、遠心力によって、ゲルビーズ４６０が遮蔽素子４３０表面に移動する。スピンによって生じる遠心力は、ＰＲＰ濃縮物４６４をビーズ表面から吹き飛ばす。ＰＲＰ濃縮物は、その後、遮蔽素子４３０を通って、図２７に示すＰＲＰ貯蔵部に回収される。ＰＲＰ濃縮物は、チューブ３９８およびＰＲＰ排出口３６０を通じて、シリンジを用いて取り出すことが可能である。
【０１６０】
図２８によれば、本発明に係る携帯型の装置の断面図を示す。本形態の装置は、図１９から図２３に示した血液分離濃縮システムと同じ血液分離濃縮システムを、上部ハウジング３５４内に配設している。なお、上述した構成と同一のものについては、説明が重複するのを防ぐため説明を省略する。これらの構成については、図１９から図２７に基づいた構成要素の説明を、本形態においても適用することができる。血液分離濃縮システムの詳細については、上述した図１９から図２３までの説明を適用できる。
【０１６１】
図１９から図２３に示したシステムは、使い捨ての血液分離濃縮ユニットと、使い捨てではないモータ制御ユニットとを備えている。このアセンブリは、実験室用として最適であるとともに、病院や診療所での外科的な目的で用いるのに最適である。
【０１６２】
なお、従来公知の電源から動力を得る永久使用できるモータや制御システムを実際には使用できないという形態の場合は、全ての構成要素を使い捨てのものにした形態としてもよい。図２４に示した構成との大きな差異としては、モータと電源装置と制御システムとを集積して、血液分離濃縮システムを備えたシステムとして一体化している点である。具体的には、下部のケースもしくはハウジング４７０に、モータ４７２と、電源装置４７４と、制御システム４７６とが納められている。モータ４７２は、モータ支持サスペンション上に搭載されたモータ支持板４７８に固定されている。モータ支持サスペンション４８０は、血液分離濃縮ユニットの回転素子の軸に対するモータの軸方向の配置を管理できる位置に、基材４８４の下部表面４８２を固定する。モータドライブシャフトは、連結部４８５によって、血液分離濃縮ユニットに固定されている。モータ４７２は、バッテリ電源装置４７４および制御システム４７６と、従来公知の電気回路を用いて連結されている。バッテリ電源装置は、従来公知の電気的連結手段４８６によって、制御システム４７６と連結している。従来公知の着脱可能な板４８７は、下部ハウジング４８９の下部に着脱可能なかたちで固定されており、外した状態のときに電源装置４７４を挿入できる位置に配置されている。これにより、該システムの配備もしくは使用の直前の、アクティブなバッテリの挿入を可能とさせている。
【０１６３】
制御システム４７６は、従来公知のモータ制御部およびタイマーである。制御システム４７６は、血液分離工程で遠心をおこなう際の高速回転時や、濃縮工程での回転時や、濃縮工程での低速回転時におけるモータ速度を設定および制御することができる。これらの工程は、図２４から図２７を用いて上述したものと同一である。
【０１６４】
分離装置および濃縮装置の重量およびサイズは、省エネルギーで、標準的な９ボルトバッテリによって充分動作し得る程度のものを用いる。このように構成すれば、外部電源を用いることなく、装置を携帯することができる。すなわち、本装置は、可動式のユニットや、電源内蔵型で且つ携帯型であることが望まれる医療分野に好適に用いることができる。
【０１６５】
図２８に示す形態の動作は、図２４から図２７に示したものと同一である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】環状の赤血球のトラップを備えている本発明の遠心分離装置の概略的な断面図である。
【図２】遠心分離装置、および図１に示す遠心分離装置の環状の赤血球のトラップ部を示す部分断面図である。
【図２Ａ】赤血球のトラップの他の例を示す部分断面図である。
【図２Ｂ】空気が外部コンテナへ出入りが可能な、無菌の多孔性シートを用いる、本発明に係る排気系の詳細な部分断面図である。
【図２Ｃ】空気が外部コンテナへ出入りが可能な、可塑性を有する風船または隔膜を用いる、本発明に係る排気系の詳細な部分断面図である。
【図３】血液を入れた後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図４】回転分離段階における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図５】遠心分離の終了後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図６】濃縮装置のシリンジの断面図である。
【図７】多血小板血漿が濃縮装置のシリンジに吸い出された後における、図１の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図８】ＰＲＰの使用準備に伴う水の除去段階の後における、ＰＲＰを含んでいる濃縮装置のシリンジを示している。
【図９】赤血球トラップであるデプスフィルタを備えた、本発明の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図１０】血液を入れた後における、図９の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図１１】回転分離段階における、図１０の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図１２】遠心分離の終了後における、図１０の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図１３】多血小板血漿が濃縮装置のシリンジに吸い出された後における、図９の分離分離装置の概略的な断面図である。
【図１４】本発明の遠心分離装置と中空糸濃縮装置との組み合わせを示す概略図である。
【図１５】本発明に係る中空糸濃縮装置の概略的な断面図である。
【図１６】線分１６−１６において取った、図５の中空糸濃縮装置の断面図である。
【図１７】図１５の中空糸濃縮装置における薄膜弁の概略的な断面図である。
【図１８】患者の血液に由来するＰＲＰ濃縮物を調整するための、自動化されたバネクラッチの概略的な断面図である。
【図１９】本発明の血漿分離装置および濃縮装置の具体例を示す等角図である。
【図２０】図１９に示されている血漿分離装置および濃縮装置の上面図である。
【図２１】駆動部の基部の上に分離装置および濃縮装置のアッセンブリを配置する前における、モータ駆動部と駆動部の受容部との関係を示すために、鉛直軸に沿って分解し、かつ線分２１−２１において取った、図２０の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【図２２】線分２２−２２において取った、図２０の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【図２３】図２２に示されている血漿分離装置および濃縮装置の部分断面図である。
【図２４】血液が加えられた後における、図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【図２５】遠心分離段階においてＰＲＰを産生しているときの、図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【図２６】低速回転濃縮段階における、図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【図２７】遠心によるＰＲＰの濃縮分離段階における図１９〜２３の血漿分離装置および濃縮装置の断面図である。
【図２８】本発明の携帯型の一例を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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２８】
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【国際調査報告】
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