Система стерильная для сепарирования крови и способ получения обогащенной тромбоцитами плазмы из цельной крови
STERILE SYSTEM FOR BLOOD SEPARATION AND A METHOD FOR PRODUCING THROMBOCYTE ENRICHED WHOLE BLOOD PLASMA

Настоящее изобретение относится к изделиям медицинского назначения, предназначено для сепарирования крови и, в частности, к способу получения обогащенной тромбоцитами плазмы из цельной крови с помощью предлагаемого устройства.
Известно устройство и способ получения обогащенной тромбоцитами плазмы, в котором процесс ее получения осуществляется при использовании пробирки, предусматривающей наличие удлинительного фильтрующего устройства, снабженного фильтром, прикрепленным к первому концевому участку и трубке. Фильтр устройства имеет эффективный размер пор, позволяющих пропускать тромбоциты и предотвращать прохождение больших по размеру компонентов крови (Патент KR 20100116106 (А), МПК А61М 1/36, А61М 37/00, 2010-10-29, Патент KR 20100041436 (А), МПК А61К 35/16, 2010-04-22).
Известно также устройство и способ получения высококонцентрированной плазмы из цельной крови, состоящее из: шприца; пробирки, присоединенной к шприцу с целью центрифугирования цельной крови, находящейся в первом шприце; и мембранного фильтра для удаления воды или содержащего воду компонента. Мембранный фильтр содержит: корпус, содержащий впускное отверстие для присоединения шприца, мембрану, второе пространство, сформированное в корпусе, в которое вводят плазму для фильтрации, причем высококонцентрированная плазма, содержащая компоненты, имеющие размер больше заданного диаметра частиц и не проходящие через мембрану, остается во втором пространстве. (Патент RU 2578418 С2, МПК А61М 1/34, B01D 61/18, 03.02.2014).
Известны также иные устройства и способы получения обогащенной тромбоцитами плазмы с выделением лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС) клеток из цельной крови. Данные изделия имеет форму песочных часов с наличием узкого перешейка, снабжены крышкой и поршнем в разных исполнениях (пробирка «I-STEM PRP KIT»:
https://www.youtube.com/watch?time_continue=12&v=2ypBh45-SV4, пробирка «Ycellbio-kit»: https://www.youtube.com/watch?v=y-mzQh0xRzk).
Однако эти устройства не обеспечивают получение достигаемой концентрации тромбоцитов в фиксированном объеме обогащенной тромбоцитами плазмы, не обладают достаточной механической прочностью, надежностью и удобством в эксплуатации в сравнении с предлагаемой системой для сепарирования крови.
Технической целью предлагаемого технического решения является: повышение эффективности способа получения обогащенной тромбоцитами плазмы из цельной крови при достаточной механической прочности, удобстве в эксплуатации и надежности функционирования предложенной системы для сепарирования крови.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая система для сепарирования крови содержит колбу, предусматривающую возможность резьбового хода поршня, сам поршень, снабженный уплотнителем, фиксируемую на колбе крышку и прилагаемый ключ-подставку. Нижняя часть колбы у своего основания имеет утолщение, при этом внутренняя поверхность стенки колбы на данном участке имеет однозаходную резьбу, обеспечивающую возможность резьбового хода поршня. Средняя часть колбы представляет собой узкий перешеек, переходящий в верхнюю часть колбы. Место перехода нижней части колбы в перешеек, сам перешеек и место его перехода в верхнюю часть колбы оснащено четырьмя ребрами жесткости для повышения механической прочности. Поверхность системы дополнительно снабжена информационными метками, представляющими собой концентрические утолщения на поверхности колбы, при этом Метка 1 - метка начального положения поршня, Метка 2, Метка 3 и Метка 4 - метки гематокрита, причем Метка 4 также является меткой лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС), обозначающей уровень начала технической возможности забора лейкотромбоцитарной взвеси клеток при использовании любого шприца с иглой, длина которой равна 40 мм (не являются составными частями системы). Метка 5 (Метка МАХ) выполнена для обозначения границы заполнения системы кровью.
При заполнении системы кровью до границы Метки 5 (Метка МАХ), ее рабочий объем равен 15,0 мл. Колба системы выполнена из прозрачного полимера для обеспечения возможности визуального контроля заполнения колбы кровью перед центрифугированием, оценки получения желаемого результата после центрифугирования, этапов забора обогащенной тромбоцитами плазмы. Объем нижней части колбы от Метки 1 до перешейка составляет 6.87 мл., объем перешейка - 0.4 мл., объем верхней части колбы от перешейка до Метки 5 (Метки МАХ) составляет - 7.73 мл. Внешняя поверхность верхнего края колбы снабжена трехзаходной резьбой для фиксации крышки.
Способ сепарирования крови в стерильной системе с применением вышеуказанного устройства включает этапы, на которых:
- игла, длина которой составляет 40 мм и более, надетая на конус используемого шприца, содержащего венозную кровь (не являются составными частями системы), вводится до упора через отверстие крышки таким образом, чтобы она была центрована в перешейке колбы. При этом в исходном положении верхний край уплотнителя поршня находится на уровне Метки 1, а сама система может быть установлена на ключе-подставке, фиксируемом в пазах поршня, или находится в руках у оператора;
- из используемого шприца кровь вводится в систему до достижения Метки 5 (Метка МАХ), ограничивающей начальный рабочий объем системы, равный 15,0 мл.;
- игла вынимается из системы. Отверстие крышки закрывается заглушкой, после чего из поршня вынимается ключ-подставка. Система готова к центрифугированию;
- система размещается в центрифуге;
- производится процесс центрифугирования при скорости вращения от 3000 до 4000 об./мин. до разделения крови на фракции (эритроцитарная масса, лейкотромбоцитарная взвесь клеток, плазма крови) и выделения видимого невооруженным глазом лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС);
- система вынимается из центрифуги при достижении сепарирования крови и получении видимого ЛТС;
- система устанавливается на ключ-подставку, обеспечивая тем самым ее устойчивое положение при опоре на гладкую поверхность;
- в зависимости от уровня расположения ЛТС, вращением ключа-подставки по или против часовой стрелки управляем резьбовым ходом поршня с целью выравнивания уровня нижней границы ЛТС на Метке 4 (Метка ЛТС);
- используя язычок заглушки, последняя вынимается из отверстия крышки;
- игла, длина которой составляет 40 мм, надетая на конус шприца (не являются составными частями системы), вводится до упора через отверстие крышки таким образом, чтобы кончик иглы находился на уровне Метки 4 (Метка ЛТС) и был центрован в перешейке колбы;
- производится забор необходимого объема обогащенной тромбоцитами плазмы шприцем.
Описанные выше цели, характерные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясно понятны из нижеследующего подробного описания, сопровождаемого прилагаемыми графическими материалами, на которых показаны:
Фиг. 1. Система стерильная для сепарирования крови (в сборе).
Фиг. 2. Колба.
Фиг. 3. Колба (общий вид).
Фиг. 4. Поршень (вид сбоку).
Фиг. 5. Поршень (вид снизу).
Фиг. 6. Поршень (общий вид).
Фиг. 7. Уплотнитель.
Фиг. 8. Уплотнитель (общий вид).
Фиг. 9. Крышка.
Фиг. 10. Крышка (общий вид). А - заглушка (27) в свободном состоянии; Б -
отверстие (25) крышки (5) закрыто заглушкой (27).
Фиг. 11. Ключ-подставка.
Фиг. 12. Ключ-подставка (общий вид).
Фиг. 13. Общий внешний вид системы.
Фиг. 14. Этап 1 работы с системой (1) (подготовка).
Фиг. 15. Этап 1 работы с системой (1) (система готова к центрифугированию).
Фиг. 16. Этап 2 работы с системой (1) (центрифугирование).
Фиг. 17. Этап 3 работы с системой (регулировка положения уровня нижней
границы ЛТС).
Система (1) для сепарирования крови содержит колбу (2), выполненную из прозрачного полимера и состоящую из трех связанных между собой частей - верхней цилиндрической части (11) с крышкой (5), плавно, образуя форму песочных часов, переходящей через узкий перешеек (10) в нижнюю цилиндрическую часть (7), причем в месте перехода верхней части (11) колбы (2) в перешеек (10) выполнены четыре ребра (12) жесткости, а поверхность колбы снабжена информационными метками.
Система дополнительно снабжена в нижней части вращающимся поршнем (3) с уплотнителем (4) и ключом-подставкой (6), подсоединенным к пазам (16 и 17) поршня (3), при этом на поршне (3) и на внутренней поверхности основания нижней цилиндрической части (7) колбы (2), имеющей соответствующее утолщение (8), выполнена однозаходная резьба (9). Четыре ребра (12) жесткости выполнены удлиненными по всей длине узкого перешейка (10) до нижней цилиндрической части (7) колбы (2).
Информационные метки выполнены в виде пяти концентрических утолщений на поверхности колбы (2), при этом Метка 1 - метка начального положения поршня, Метка 2, Метка 3 и Метка 4 - метки гематокрита, причем Метка 4 также является меткой лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС), обозначающей уровень начала технической возможности забора лейкотромбоцитарной взвеси клеток при использовании любого шприца для забора крови с иглой, длина которой равна 40 мм, Метка 5 (Метка МАХ) выполнена для обозначения границы максимального заполнения колбы (2) кровью.
Рабочий объем колбы (2) равен 15,0 мл. при заполнении системы кровью до границы Метки 5. Увеличенный рабочий объем колбы (2) (очерченный метками), позволяющий сформировать больший объем лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС) клеток при центрифугировании, выполнены с возможностью повышения конечной концентрации тромбоцитов в фиксированном объеме получаемой обогащенной тромбоцитами плазмы. Объем нижней части (7) колбы (2) от Метки 1 до перешейка (10) составляет 6.87 мл., объем перешейка (10) - 0.4 мл., объем верхней части (11) колбы от перешейка (10) до Метки 5 составляет - 7.73 мл.
Внешняя поверхность верхнего края колбы (2) снабжена трехзаходной резьбой (13) для фиксации крышки (5). В крышке (5) выполнено универсальное отверстие (25) с заглушкой (27) и язычком (31) для ввода крови перед центрифугированием и забора обогащенной тромбоцитами плазмы после. Многофункциональный ключ-подставка (6) выполнен с возможностью надежной установки системы на гладкой поверхности путем фиксации ключа-подставки (6) в пазах (16, 17) поршня (3).
Способ получения обогащенной тромбоцитами плазмы из цельной крови при использовании предлагаемой системы для сепарирования крови заключается в следующем:
- игла (не показана), длина которой составляет 40 мм и более, надетая на конус используемого шприца (не являются составными частями системы), содержащего венозную кровь, вводится до упора через универсальное отверстие (25) крышки (5) таким образом, чтобы она была центрована в перешейке (10) колбы (2), при этом в исходном положении верхний край уплотнителя (4) поршня (3) находится на уровне Метки 1 колбы (2), а сама система (1) может быть установлена на ключе-подставке (6), фиксируемом в пазах (16, 17) поршня (3), или находится в руках у оператора;
- из используемого шприца (не показан) кровь вводится в систему (1) до достижения Метки 5 (Метка МАХ), ограничивающей начальный рабочий объем системы (1), равный 15,0 мл.;
- игла (не показана) вынимается из системы (1), отверстие (25) крышки (5) закрывается заглушкой (27), после чего из поршня (3) вынимается ключ-подставка (6), при этом система (1) готова к центрифугированию;
- система (1) размещается в центрифуге (не показана);
- производится процесс центрифугирования при скорости вращения от 3000 до 4000 об./мин. до разделения крови на фракции (эритроцитарная масса, лейкотромбоцитарная взвесь клеток, плазма крови) и выделения видимого невооруженным глазом лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС);
- система (1) вынимается из центрифуги при достижении сепарирования крови и получении видимого ЛТС;
- система (1) устанавливается на ключ-подставку (6), обеспечивая тем самым ее устойчивое положение при опоре на гладкую поверхность;
- в зависимости от уровня расположения ЛТС, вращением ключа-подставки (6) по или против часовой стрелки выполняется управление резьбовым ходом поршня (3) с целью выравнивания уровня нижней границы ЛТС на Метке 4 (Метка ЛТС);
- используя язычок (31) заглушки (27), последняя вынимается из отверстия (25) крышки (5);
- игла (не показана), длина которой составляет 40 мм, надетая на конус шприца (не являются составными частями системы), вводится до упора через отверстие (25) крышки (5) таким образом, чтобы кончик иглы находился на уровне Метки 4 (Метка ЛТС) и был центрован в перешейке (10) колбы (2);
- производится забор необходимого объема обогащенной тромбоцитами плазмы шприцем.
Таким образом рабочий объем системы (1), равный 15,0 мл, находится в границах, очерченных Меткой 1 и Меткой 5.
Габариты системы (1) совместимы со стандартными центрифугами, используемыми в клинической лабораторной практике (пример: центрифуга «Armed»: 80-2S).
Система (1) предусматривает возможность введения в нее крови извне с использованием любого шприца объемом 20 мл с иглой, длина которой составляет 40 мм и более (не являются составными частями системы).
Колба (2) (Фиг. 2, Фиг. 3) системы (1) выполнена из прозрачного полимера, что обеспечивает возможность визуального контроля заполнения колбы (2) кровью перед центрифугированием, оценки получения желаемого результата после центрифугирования, этапов забора обогащенной тромбоцитами плазмы. Нижняя часть (7) колбы (2) у своего основания имеет утолщение (8), внутренняя поверхность стенки колбы (2) на данном участке имеет однозаходную резьбу (9), обеспечивающую возможность резьбового хода поршня (3).
Средняя часть колбы (2) представляет собой узкий перешеек (10), переходящий в верхнюю часть (11) колбы (2). Место перехода нижней части (7) колбы (2) в перешеек (10), сам перешеек (10) и место его перехода в верхнюю часть (11) колбы (2) оснащено четырьмя ребрами жесткости (12) для повышения механической прочности. Объем нижней части (7) колбы (2) от Метки 1 до перешейка (10) составляет 6.87 мл. Объем перешейка (10) - 0.4 мл. Объем верхней части (11) колбы от перешейка до Метки 5 (Метки МАХ) составляет - 7.73 мл. Внешняя поверхность верхнего края колбы (2) снабжена трехзаходной резьбой (13) для фиксации крышки (5).
Поршень (3) (Фиг. 4, Фиг. 5, Фиг. 6) системы (1) выполнен из полимера. Внешняя поверхность нижней части (14) поршня (3) снабжена однозаходной резьбой (15), обеспечивающей возможность резьбового хода поршня (3) по резьбе (9) нижней части (7) колбы (2). Рабочий интервал резьбового хода для поршня (3) составляет: ход вперед - 8 мм, что позволяет уменьшить рабочий объем системы (1) на 1.8 мл; ход назад - 2.7 мм, что позволяет увеличить рабочий объем системы (1) на 0.6 мл. Основание нижней части (14) поршня (3) представляет собой крестообразный паз (16) (Фиг. 5), продолжающийся в конусообразный паз (17). Оба паза служат для соединения и центровки в поршне (3) ключа-подставки (6), вращение которого по и против часовой стрелки приводит в движения поршень (3), обеспечивая тем самым возможность регулирования рабочего объема системы (1). Верхняя часть (18) поршня имеет дисковидный (19) и крестообразный (20) выступы для фиксации на поршне (3) уплотнителя (4).
Уплотнитель (4) (Фиг. 7, Фиг. 8) поршня (3) выполнен из полимера. Внутренняя поверхность уплотнителя (4) имеет смотрящее внутрь концентрическое утолщение - буртик (21), внутренний диаметр которого меньше наружного диаметра дисковидного (19) утолщения поршня, что обеспечивает надежную фиксации дисковидного (19) утолщения поршня (3) в пазе (22). Внешняя поверхность уплотнителя имеет несколько концентрических утолщений (23), наружный диаметр которых в свободном состоянии немного превышает внутренний диаметр корпуса нижней части (7) колбы (2), что обеспечивает плотное прилегания уплотнителя (4) и уплотнение поршня (3) в корпусе колбы (2), обуславливая герметичность соединения.
Крышка (5) (Фиг. 9, Фиг. 10) выполнена из полимера. Внутренняя поверхность крышки (5) снабжена трехзаходной резьбой (24), обеспечивающей фиксацию крышки по резьбе (13) на верхней части (11) колбы (2). В центре крышки предусмотрено отверстие (25), поверхность которого имеет концентрическую канавку-углубление (26) для обеспечения надежной фиксации заглушки (27), имеющей в свою очередь соосное концентрическое утолщение (28) на своей внешней поверхности. Кроме того, внешняя поверхность заглушки (27) имеет дополнительное концентрическое утолщение (29), наружный диаметр которого в свободном состоянии несколько превышает диаметр отверстия (25) крышки (5), что обеспечивает плотное прилегания заглушки (27) и ее уплотнение в корпусе крышки (5), обуславливая герметичность соединения. Заглушка (27) является неотъемлемой частью крышки (5), соединенной с ней посредством поводка (30). Для удобства захвата пальцами, заглушка (27) оснащена язычком (31).
Ключ-подставка (6) (Фиг. 11, Фиг. 12) выполнен из полимера. Основание (32) ключа-подставки (6) имеет форму четырехлучевой крестовины (33), диаметр которой превышает диаметр верхней части (11) колбы (2), что обеспечивает устойчивость системы (1) при опоре на гладкую поверхность. Верхняя часть (34) ключа-подставки (6) представляет собой конусообразный выступ-шип (35), несущий на своей внешней поверхности четыре соосных выступа (36), размеры и направление которых соответствуют пазам (16 и 17) поршня (3), что обусловливает центровку ключа-подставки (6) в поршне (3), а также возможность управления его резьбовым ходом.
Система (1) поставляется в индивидуальной стерильной упаковке и предназначена для однократного использования.
Длина системы (1) (Фиг. 1) с закрытой заглушкой (6) крышки (5) составляет 118,47 мм. Начальный рабочий объем системы (1) - объем, ограниченный Меткой 1 и Меткой 5 (Фиг. 14), составляет 15.0 мл.
Этапы подготовки к работе (производятся вне и независимо от системы (1), а используемые при этом медицинские изделия и вспомогательные вещества не являются составными частями системы (1)):
1. Производим забор 1.5 мл. гемоконсерванта в шприц (не показан) объемом 20 мл;
2. Используя тот же шприц производим забор венозной крови пациента до отметки 15 мл;
3. Перемешиваем кровь и гемоконсервант производя «покачивающие» движения используемым шприцем (не показан).
Этапы работы с системой (1):
Этап 1 (подготовка):
Вводим до упора иглу, длина которой составляет 40 мм и более, надетую на конус используемого шприца (не показан) объемом 20 мл (не являются составными частями системы) в отверстие (25) крышки (5) таким образом, чтобы кончик иглы находился на уровне Метки 4 и был центрован в перешейке (10) колбы (2) (Фиг. 14).
В исходном положении верхний край уплотнителя (4) поршня (3) находится на уровне Метки 1 колбы (2). При этом система (1) может быть установлена на ключе-подставке (6), фиксируемого в пазах (16, 17) поршня (3) (Фиг. 14), или находится в руках у оператора.
Вводим кровь из используемого шприца в систему (1) до достижения Метки 5 (Метка МАХ), ограничивающей начальный рабочий объем системы (1), равный 15 мл.
Вынимаем иглу из системы (1) и закрываем отверстие (25) крышки (5) заглушкой (27) (Фиг. 10Б), после чего вынимаем из поршня (3) ключ-подставку (6). Система готова к центрифугированию (Фиг. 15).
Этап 2 (центрифугирование):
Размещаем систему (1) в центрифуге (Фиг. 16). Примечание: габариты системы (1) совместимы со стандартными центрифугами, используемыми в клинической лабораторной практике (пример: центрифуга «Armed»: 80-2S).
В зависимости от типа центрифуги, процесс центрифугирования производится при скорости вращения от 3000 до 4000 об./мин. до разделения крови на фракции (эритроцитарная масса, лейкотромбоцитарная взвесь клеток, плазма крови) и выделения видимого невооруженным глазом лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС). Среднее время центрифугирования составляет 4 минуты, при этом в случае недостаточности сепарирования крови и отсутствия видимого ЛТС может быть добавлено дополнительное время, - достаточное для получения желаемого результата (продолжительность центрифугирования определяется достижением вышеизложенного результата).
Этап 3 (забор обогащенной тромбоцитами плазмы):
Вынимаем систему (1) из центрифуги (не является составной частью системы). Убедившись в достижении сепарирования крови и получении видимого ЛТС устанавливаем систему (1) на ключ-подставку (6), обеспечивая тем самым ее устойчивое положение при опоре на гладкую поверхность. В зависимости от уровня расположения ЛТС, вращением ключа-подставки (6) по или против часовой стрелки (Фиг. 17) управляем резьбовым ходом поршня (3) с целью выравнивания уровня нижней границы ЛТС на Метке 4 (Метка ЛТС). Рабочий интервал резьбового хода поршня (3) составляет: ход вперед - 8 мм, что позволяет уменьшить рабочий объем системы (1) на 1.8 мл (Фиг. 17 ΔБ); ход назад - 2.7 мм, что позволяет увеличить рабочий объем системы (1) на 0.6 мл (Фиг. 17 ΔВ).
Используя язычок (31) вынимаем заглушку (27) из отверстия (25) крышки (5). Вводим до упора иглу, длина которой составляет 40 мм, надетую на конус шприца (не являются составными частями системы) в отверстие (25) крышки (5) таким образом, чтобы кончик иглы находился на уровне Метки 4 и был центрован в перешейке (10) колбы (2). Производим забор необходимого объема обогащенной тромбоцитами плазмы шприцем.
Таким образом, предлагаемая система для сепарирования крови обеспечивает следующие преимущества при сравнении с известными аналогами:
1. Создан новый механизм регулировки рабочего объема изделия, позволяющий регулировать положение нижней границы полученного ЛТС, что обусловливает удобство забора обогащенной тромбоцитами плазмы за счет использования шприца со стандартной иглой, длина которой составляет 40 мм и более;
2. Повышена конечная концентрация тромбоцитов в фиксированном объеме получаемой обогащенной тромбоцитами плазмы (1.5 - 2.0 мл) за счет увеличенного рабочего объема изделия (очерченного метками) с 13.5 мм (в случае пробирки «Ycellbio-kit») до 15.0 мл (в случае предложенной системы для сепарирования крови) и возможности начального формирования большего по объему лейкотромбоцитарного слоя (ЛТС) клеток при центрифугировании;
3. Повышена механическая прочность изделия за счет наличия четырех ребер жесткости на всем протяжении узкого перешейка колбы. В случае пробирки «Ycellbio-kit» ребра жесткости предусмотрены лишь в верхней его части;
4. Повышена эргономика и удобство использования изделия, в том числе за счет наличия ключа-подставки, а также универсального отверстия в крышке для ввода крови перед центрифугированием и забора обогащенной тромбоцитами плазмы после (в случае пробирки «Ycellbio-kit» предусмотрено 2 отверстия);
5. Решен вопрос надежной установки изделия на гладкой поверхности (в случае пробирки «Ycellbio-kit» подставка отсутствует).
Таким образом, достигается заявленная техническая цель предлагаемого технического решения: повышение эффективности способа получения обогащенной тромбоцитами плазмы из цельной крови при достаточной механической прочности, удобстве в эксплуатации и надежности функционирования предложенной системы для сепарирования крови.