(57)【要約】  本発明の遠心分離装置は、取得した生体試料を入れたシリンジ、上記シリンジの先端と末端をそれぞれ密閉した第１ホルダ及び第２ホルダからなる注射器を回転させて生体試料を遠心分離する遠心分離装置であって、回転する回転体と、上記回転体と連動しシリンジを垂直に立設させた状態で先端を一部を収容してシリンジを長軸中心に回転させるブラケットと、上記シリンジの回転を支持しシリンジの内部を密閉させた状態で内部に流体を供給して遠心分離した後、生体試料中の不要な試料をシリンジで洗浄し外部に搬出する試料処理部とを含む。
2020504666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得した生体試料を入れたシリンジ、上記シリンジの先端と末端をそれぞれ密閉した第１ホルダ及び第２ホルダからなる注射器を回転させて生体試料を遠心分離する遠心分離装置であって、
回転する回転体と、
上記回転体と連動しシリンジを垂直に立設させた状態で先端の一部を収容してシリンジを長軸中心に回転させるブラケットと、
上記シリンジの回転を支持しシリンジの内部を密閉させた状態で内部に流体を供給して遠心分離した後、生体試料中の不要な試料をシリンジで洗浄し外部に搬出する試料処理部と、を含むことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項２】
上記ブラケットは、
上部が開口されてシリンジの先端を一部収容する多段溝が形成され、
該多段溝は同心円で相異なる直径を有する第１溝と第２溝が形成され、
上記第１溝には第１ホルダを収容し、第２溝にはシリンジの一部を収容するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項３】
上記回転体とブラケットは、分離または結合自在であることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項４】
上記試料処理部は、
上記シリンジの内部に結合した流入管を通して洗浄液を供給する洗浄手段と、
上記シリンジの内部に結合した流出管を通して洗浄液と不要試料を吸入する除去手段とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項５】
上記第２ホルダの中央に空回り手段をさらに含ませて
上記シリンジと試料処理部とのずれを防止することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項６】
上記回転体に回転力を伝達する動力部がさらに含まれることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項７】
上記動力部は、垂直に連結手段が結合され、
上記連結手段の上部が試料処理部を把持することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項８】
上記第２溝には内周縁に弾性材質の圧迫部材をさらに含ませて
上記シリンジが第２溝に弾力的に嵌合されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【請求項９】
上記洗浄手段は、
洗浄水を圧送する洗浄液供給手段がさらに含まれ、
上記洗浄液供給手段に連結された第１管路と流入管が連結されることを特徴とする請求項４に記載の遠心分離装置。
【請求項１０】
上記除去手段は、
上記シリンジの内部の不要試料と洗浄水を外部に搬出するために真空圧を発生させる廃棄手段がさらに含まれ、
上記廃棄手段に連結された第２管路と流出管が連結されることを特徴とする請求項４に記載の遠心分離装置。
【請求項１１】
上記流入管と流出管にはフィルタがさらに含まれることを特徴とする請求項４に記載の遠心分離装置。
【請求項１２】
上記フィルタは流出管と流入管に着脱自在であることを特徴とする請求項１１に記載の遠心分離装置。
【請求項１３】
上記フィルタは３０〜５００ｕｍ単位の孔が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離装置に関するものであり、より詳しくは、生体試料を取得した注射器を長軸基準で回転させて、シリンジの内壁に必要試料が位置され不要試料がシリンジの中央に集まるように区分させて、試料処理部を通して不要試料の洗浄及び外部搬出を容易にする遠心分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脂肪移植術は、過去のように脂肪吸入により採取した脂肪をそのまま使用するのではなく、遠心分離と洗浄過程などを通して生きている脂肪細胞のみを分離する過程である。
【０００３】
破壊された脂肪細胞から出た油と吸入時に発生する血などが周辺の移植された脂肪組織の壊死を起こすのとは異なり、生きている脂肪細胞のみを分離する技術が導入されて生存率を飛躍的に向上させることが核心である。
【０００４】
このような脂肪移植術の過程は、身体部位に小さな切開を加えた後、末端に孔のある管（脂肪吸入管）を挿入し注射器の陰圧を利用して脂肪を吸い出す。
【０００５】
以後、遠心分離機（Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ  ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を通して注射器内に集められた脂肪から脂肪幹細胞、赤血球及び血、水分など液体成分を層として分離させた後、注射器内で層間区別されている赤血球と壊れた脂肪細胞から遊離されたフリーオイル（free oil）などを取り除き、移植対象である脂肪幹細胞のみを取得して人体に注入する施術段階を経る。
【０００６】
これを可能にするために脂肪を抜き取った注射器から陽圧で遠心分離機用試験管に移し入れてから試験管を遠心分離機に装着した後、高速回転させて粒子の大きさと密度によって脂肪物質を層間分離することにより、脂肪成分のうち比重の異なる物質（赤血球、フリーオイル）を分離する。
【０００７】
ここで、遠心分離は固体と固体を囲んだ液体との間の密度差を利用する。ある混合物質を試験管に入れ早く回転させて人工的に強い加速度を付与することにより、重い物質は試験管の下に沈み、軽い物質は上に浮かぶようにする。
【０００８】
すなわち、吸入した脂肪が遠心分離を経ながら、図１に示されているように、試験管内部で赤血球Ｅは最下層に位置し、最上層にはフリーオイルＦが位置し、上記赤血球ＥとフリーオイルＦとの間に脂肪幹細胞Ｓが層として区分される。
【０００９】
以後、針を装着した注射器により試験管内から脂肪幹細胞Ｓのみを抽出することになる。
【００１０】
しかし、従来技術は最初に脂肪を抽出した注射器から試験管に移す過程で抽出した脂肪が外部空気に露出されることにより、微生物汚染の危険による二次感染が発生し得るという問題点があった。
【００１１】
また、このような汚染の危険を防止するためにクリーンベンチ又はクリーンルームなどの高価設備を利用しなければならないという短所により、結局、脂肪幹細胞Ｓを獲得するための装置及び方法が複雑で且つ難しいとの問題点があった。
【００１２】
また、試験管内に脂肪幹細胞Ｓのみを抽出する時、異物の流入と外部空気への露出の可能性があり、空気又は異物による二次感染の原因を誘発させ得ることから無菌的抽出工程を行うのが困難であるとの問題点があった。
【００１３】
これは、脂肪幹細胞Ｓの抽出方法において時間及び労力が求められ、ひょっとすると空気接触による感染と純粋脂肪損失の恐れがある。
【００１４】
具体的には、脂肪移植、ＰＲＰ濃縮移植など１９９０年代から始まった幾つかの医療施術の中には医療用注射器を遠心分離容器として活用することにより新しい遠心分離専用容器に移し入れる手間がなくなり、空気中の菌の汚染を最小化したシステムが活用されている。
【００１５】
このために必要な注射器以外の道具として消毒可能で着脱自在なシリンジバケット（bucket）は必須である。
【００１６】
消毒された手袋をつけた医療人等が遠心分離のために手袋をつけ替えるのが相当手間で汚染可能性を高めるため、医療人の手に触れる装備の一部は全て事前に消毒され、使用前の無菌的プロトコールによって遠心分離装備に装着されなければならないからである。
【００１７】
この時、使用される遠心分離方式は、容器の長軸が回転面に載置されるか一定角度で載置される方式であるため、回転中に流体の流れを持続させることが容易でなく、回転する容器の内部を観察できないため遠心分離の程度を予測するのが難しいとの問題がある。
【００１８】
図２に示されているように、血液中の血小板や白血球、幹細胞などを分離しようとするとき、血液量よりも５００倍以上の溶血緩衝液が持続的に通過しながら赤血球を減少させる過程を観察できないため適切な遠心分離時間の設定が難しく、実際にこのような方法が適用された事例はなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
よって、本発明の目的は、注射器を通して人体から抽出した試料を試験管に移さずに注射器をそのまま遠心分離機に装着して遠心分離させることができるようにすることにある。
【００２０】
また、本発明の目的は、生体試料を取得した注射器を長軸基準で回転させて、シリンジの内壁に必要試料が位置され不要試料がシリンジの中央に集まるように区分させて、試料処理部を通して不要試料の洗浄及び外部搬出を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記のような目的を達成するための本発明の遠心分離装置は、取得した生体試料を入れたシリンジ、上記シリンジの先端と末端をそれぞれ密閉した第１ホルダ及び第２ホルダからなる注射器を回転させて生体試料を遠心分離する遠心分離装置であって、回転する回転体と、上記回転体と連動しシリンジを垂直に立設させた状態で先端の一部を収容してシリンジを長軸中心に回転させるブラケットと、上記シリンジの回転を支持しシリンジの内部を密閉させた状態で内部に流体を供給して遠心分離した後、生体試料中の不要な試料をシリンジで洗浄し外部に搬出する試料処理部と、を含む。
【００２２】
本発明によれば、上記ブラケットは上部が開口されてシリンジの先端を一部収容する多段溝が形成され、該多段溝は同心円で相異なる直径を有する第１溝と第２溝が形成され、上記第１溝には第１ホルダを収容し、第２溝にはシリンジの一部を収容するように構成される。
【００２３】
本発明によれば、上記回転体とブラケットは、分離または結合自在である。
【００２４】
本発明によれば、上記試料処理部は、上記シリンジの内部に結合した流入管を通して洗浄液を供給する洗浄手段と、上記シリンジの内部に結合した流出管を通して洗浄液と不要試料を吸入する除去手段とから構成される。
【００２５】
本発明によれば、上記第２ホルダの中央に空回り手段をさらに含ませて上記シリンジと試料処理部とのずれを防止する。
【００２６】
本発明によれば、上記回転体に回転力を伝達する動力部がさらに含まれる。
【００２７】
本発明によれば、上記動力部は、垂直に連結手段が結合され、上記連結手段の上部が試料処理部を把持する。
【００２８】
本発明によれば、上記第２溝には内周縁に弾性材質の圧迫部材をさらに含ませて上記シリンジが第２溝に弾力的に嵌合されるように構成する。
【００２９】
本発明によれば、上記洗浄手段は、上記洗浄水を圧送する洗浄液供給手段がさらに含まれ、上記洗浄液供給手段に連結された第１管路と流入管が連結される。
【００３０】
本発明によれば、上記除去手段は、上記シリンジの内部の不要試料と洗浄水を外部に搬出するために真空圧を発生させる廃棄手段がさらに含まれ、上記廃棄手段に連結された第２管路と流出管が連結される。
【００３１】
本発明によれば、上記流入管と流出管にはフィルタがさらに含まれる。
【００３２】
本発明によれば、上記フィルタは流出管と流入管に着脱自在である。
【００３３】
本発明によれば、上記フィルタは３０〜５００ｕｍ単位の孔が形成される。
【発明の効果】
【００３４】
上述のように、本発明の注射器用遠心分離装置は、取得した生体試料を入れたシリンジ、上記シリンジの先端と末端をそれぞれ密閉した第１ホルダ及び第２ホルダからなる注射器を回転させて生体試料を遠心分離する遠心分離装置であって、回転する回転体と、上記回転体と連動しシリンジを垂直に立設させた状態で先端の一部を収容してシリンジを長軸中心に回転させるブラケットと、上記シリンジの回転を支持しシリンジの内部を密閉させた状態で内部に流体を供給して遠心分離した後、生体試料中の不要な試料をシリンジで洗浄し外部に搬出する試料処理部とを含む。
【００３５】
これにより、注射器を通して人体から抽出した試料を試験管に移さずに注射器をそのまま遠心分離機に装着して遠心分離させることができるようにする効果がある。
【００３６】
また、生体試料を取得した注射器を長軸基準で回転させて、シリンジの内壁に必要試料が位置され不要試料がシリンジの中央に集まるように区分させて、試料処理部を通して不要試料の洗浄及び外部搬出を容易にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】遠心分離に適用される試料用シリンジを示した斜視図である。
【図２】従来技術による遠心分離装置を示した斜視図である。
【図３】従来技術による遠心分離装置にシリンジを装着した状態を示した斜視図である。
【図４】本発明の遠心分離装置を示した正断面図である。
【図５】本発明の遠心分離装置を用いた遠心分離段階を示した正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に添付の図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明することにする。
【００３９】
先ず、図面中、同一の構成要素又は部品はなるべく同一の参照符号で示していることに留意しなければならない。本発明の説明において、関連する公知機能或いは構成に関する具体的な説明は、本発明の要旨を不明瞭なものにしないために省略する。
【００４０】
図４は本発明の遠心分離装置を示した正断面図であり、図５は本発明の遠心分離装置を用いた遠心分離段階を示した正断面図である。
【００４１】
図４及び図５に示されているように、本発明の遠心分離装置１０は、生体試料を入れた注射器１００を遠心分離装置１０に垂直に立設させ、注射器１００を長軸基準で回転させて生体試料を遠心分離し、不要な試料を外部に搬出し注射器１００の内部を洗浄する。
【００４２】
ここで、注射器１００は、取得した生体試料を入れたシリンジ１１０、上記シリンジ１１０の先端と末端をそれぞれ密閉した第１ホルダ１２０及び第２ホルダ１３０を結合してなる。
【００４３】
上記第１ホルダ１２０と第２ホルダ１３０によりシリンジ１１０の空間を密閉する。
【００４４】
上記注射器１００を遠心分離する装置の構成は、下の通りである。
【００４５】
上記遠心分離装置１０は、動力部５００、回転体２００、ブラケット３００及び試料処理部４００から構成される。
【００４６】
上記動力部５００は、回転力を発生させるモータが適用され、上記モータの回転軸が上部に垂直に位置されるようにする。
【００４７】
また、上記回転体２００は回転軸とカップリングされて、回転体２００が動力部５００の回転力により回転する。
【００４８】
そして、回転体２００の上部にはブラケット３００がさらに結合される。
【００４９】
上記ブラケット３００は、回転体２００と連動し、シリンジ１１０を垂直に立設させた状態で先端の一部を収容してシリンジ１１０を長軸中心に回転させる。
【００５０】
上記ブラケット３００は上部が開口されてシリンジ１１０の先端を一部収容する多段溝３１０が形成され、上記多段溝３１０は同心円で相異なる直径を有する第１溝３１１と第２溝３１２が形成され、上記第１溝３１１には第１ホルダ１２０を収容し、第２溝３１２にはシリンジ１１０の一部を収容するようにする。
【００５１】
すなわち、上記ブラケット３００は、注射器１００の外形を干渉なしに収容できるように第１溝３１１と第２溝３１２を多段に連続形成させて第１ホルダ１２０とシリンジ１１０の外周縁が第１溝３１１と第２溝３１２にそれぞれ結合されるようにする。
【００５２】
ここで、上記回転体２００とブラケット３００は分離又は結合自在である。これは、ブラケット３００の定期的消毒を行うときに適用する。
【００５３】
このとき、ブラケット３００に結合される注射器１００の任意的ずれを防止するために、上記第２溝３１２には内周縁に弾性材質の圧迫部材３１３が設けられる。
【００５４】
上記圧迫部材３１３は弾性材質のゴムが適用されることができ、上記シリンジ１１０が圧迫部材３１３を通して第２溝３１２に弾力的に嵌合される。
【００５５】
また、試料処理部４００は、上記シリンジ１１０の回転を支持し、シリンジ１１０の内部を密閉させた状態で内部に流体を供給して遠心分離した後、生体試料中の不要な試料をシリンジ１１０で洗浄し外部に搬出する。
【００５６】
上記試料処理部４００は、上記シリンジ１１０の内部に結合した流入管４１３を通して洗浄液を供給する洗浄手段４１０と、上記シリンジ１１０の内部に結合した流出管４２３を通して洗浄液と不要試料を吸入する除去手段４２０とから構成される。
【００５７】
ここで、上記洗浄手段４１０は、上記洗浄水を圧送する洗浄液供給手段４１１がさらに含まれ、上記洗浄液供給手段４１１に連結された第１管路４１２と流入管４１３が連結される。
【００５８】
そして、上記除去手段４２０は、上記シリンジ１１０の内部の不要試料と洗浄水を外部に搬出するために真空圧を発生させる廃棄手段４２１がさらに含まれ、上記廃棄手段４２１に連結された第２管路４２２と流出管４２３が連結される。
【００５９】
遠心分離後、シリンジ１１０の内部壁面に付いた必要試料を除き不要試料はシリンジ１１０の内部に充填された状態であり、上記流入管４１３を通して洗浄液をシリンジ１１０の内部に供給して不要試料の粘性を低めるようにした後、流出管４２３を通して洗浄液に希釈された不要試料を真空圧で吸い込んで外部に搬出させる。
【００６０】
上記フィルタ４４０は、流出管４２３と流入管４１３に着脱自在に結合される。
【００６１】
ここで、上記流出管４２３と流入管４１３は、医療用高圧蒸気滅菌器又はＥＯガス消毒器、プラズマ消毒器、煮沸消毒器などの一般的サイズを考慮すると、最長５０ｃｍ以下のものが適用される。
【００６２】
特に、上記流出管４２３と流入管４１３は、８０度以上の熱に安定的であり、消毒ガス、プラズマなどに反応しない高分子（ＰＥ、ＰＰ、ＰＣ、テフロン、シリコーン、ＡＢＳ、ＭＡ、アセタール、アクリル、ポリスチレンなど）又は金属のみからなる。
【００６３】
ここで、上記フィルタ４４０は、３０〜５００ｕｍ単位の孔が形成される。
【００６４】
そして、上記第２ホルダ１３０の中央に空回り手段４３０をさらに含ませて上記シリンジ１１０と試料処理部４００とのずれを防止する。
【００６５】
ここで、空回り手段４３０は、ベアリングとして適用可能であり、シリンジ１１０と連動する第２ホルダ１３０で空回りして流出管４２３と流入管４１３とのずれを防止する。
【００６６】
上記のように構成される遠心分離装置１０は、遠心分離段階を通して透明な円筒状注射器１００の長軸を回転軸として回転させて不要試料がシリンジ１１０の中央に集まるようになり、その層の厚さを肉眼で観察できるため遠心分離時間の設定において有利であり、中央部の流体の流れ経路を容易に形成することができるため連続洗浄のような過程を行うことができるようになる。
【００６７】
上記のように構成される遠心分離装置１０を用いて遠心分離する方法は、下の通りである。
【００６８】
遠心分離のための代表的な対象施術は、間質血管系分画（ＳＶＦ／Ｓｔｒｏｍａｌ  Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ）又は多血小板血漿（ＰＲＰ／Ｐｌａｔｅｌｅｔ−Ｒｉｃｈ  Ｐｌａｓｍａ）である。
【００６９】
先ず、本発明の遠心分離装置１０を用いて間質血管系分画施術を行うと、人体組織をタンパク質分解酵素に溶かしてから細胞のみを分離する過程で試料注射器１００を採取に用いた後、注射器１００の交代なしにそのまま酵素反応容器として利用する方法を用いることにより、汚染の確率は低くなる。
【００７０】
しかし、酵素を最終的に洗浄する過程が複雑で全体洗浄時間が長くかかる点は依然として問題であり、洗浄時間の間に既に分離された細胞が未だ溶解されていない組織に付着して未溶解組織を取り除く過程で共に消失することになる。
【００７１】
よって、洗浄工程を単純化して洗浄時間を最小化しながらも未分解組織の再処理を容易にすることができる効果がある。
【００７２】
また、本発明の遠心分離装置１０を用いて多血小板血漿施術を行うと、注射器１００に入れられた血液を特殊な容器に移し遠心分離を経れば、最も重い赤血球が下部に集まり、軽い血清が上部に集まり、白血球、幹細胞、血小板はその間に存在する。
【００７３】
この方法では遠心分離の途中に赤血球と共に下に沈んでいる血小板が多く薄い層（buffy coat）として形成された血小板層のみを取り除くのが困難であるという点が問題である。
【００７４】
血液から血清と赤血球のみを取り除くことができれば、血小板と白血球、幹細胞を共に得ることができ、少量のサンプルをテストするためには赤血球溶血低浸透圧バッファを用いて赤血球を取り除く。
【００７５】
この赤血球除去方法の問題点は１ｃｃの血液に対して約５００ｃｃのバッファ洗浄が必要であるとの点であり、普通２０ｃｃ以上の血液を使用するため２０,０００ｃｃの洗浄液が必要であり、この量の洗浄液から異なる細胞を濃縮して得るのは長時間を要するという点である。
【００７６】
よって、本発明の試料処理部４００を通して大量のスラッジを洗浄し集めるチューブ長軸回転型遠心分離機を適用すれば、赤血球溶解法が異なる血球細胞を集めるにあたって効果的である。
【００７７】
このように構成される遠心分離装置１０の技術的特徴は下の通りである。
【００７８】
先ず、遠心分離機を通して無菌処理された透明な医療用注射器１００を長軸回転可能にする。
【００７９】
これにより、無菌工程で必要な１回用容器である注射器１００を容易に適用し、遠心分離装置１０に分離及び結合が容易であるとの効果がある。
【００８０】
結局、独立的な医療用注射器１００を、容器を移す必要なく遠心分離機の一部として使用する。
【００８１】
また、上記流出管４２３と流入管４１３は空回り手段４３０を通して回転摩擦が減少される状態でずれが防止される。
【００８２】
そして、上記流入管４１３を通して連続で洗浄液を流し込んでも、注射器１００に入っている生体試料は注射器１００の内壁側に広がり付いて固定されている状態であるため消失しない。よって、生体試料を多量洗浄するか不純物を希釈するにあたって容易に短時間でできるとの効果がある。
【００８３】
特に、集めようとする必要試料が注射器１００の壁に付いて、不要試料はシリンジ１１０の内壁を除いた中央部に集まるようになることから、遠心分離状態で内部を覗きみて上層液を取り除くことができるため、不純物の除去が容易である。
【００８４】
以上で説明した本発明は、上述の実施例及び添付図面によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明白なことである。
【符号の説明】
【００８５】
１０：遠心分離装置
１００：注射器
１１０：シリンジ
１２０：第１ホルダ
１３０：第２ホルダ
２００：回転体
３００：ブラケット
３１０：多段溝
３１１：第１溝
３１２：第２溝
３１３：圧迫部材
４００：試料処理部
４１０：洗浄手段
４１１：洗浄液供給手段
４１２：第１管路
４１３：流入管
４２０：除去手段
４２１：廃棄手段
４２２：第２管路
４２３：流出管
４３０：空回り手段
４４０：フィルタ
５００：動力部
５１０：連結手段
【図１】
2020504666.tif 000003
【図２】
2020504666.tif 000004
【図３】
2020504666.tif 000005
【図４】
2020504666.tif 000006
【図５】
2020504666.tif 000007
【国際調査報告】
2020504666.tif 000008
2020504666.tif 000009
2020504666.tif 000010
2020504666.tif 000011