[发明专利]用于分离血液成分的浮动盘

说明书

技术领域

本发明涉及生理流体的分级分离领域。具体地，本发明涉及通过离心作用进行血液和骨髓抽吸物的分级分离的领域。

背景技术

通常利用离心作用将血液分离成血液成分。这可因多种原因而进行，其中一个原因是得到用于治疗患者的选定成分。例如，如在USP6,398,972(Blasetti)中所公开的，利用离心作用将血液分离成各种成分以获得富含血小板的血浆，其用于患者的自体治疗。在该系统中，全血被置于处理单元的一个室中，且在第一次离心旋转之后，血小板和血浆被倾析到第二室。随后，使处理单元受到第二离心旋转将血小板与血浆分离。重要的是确保在第一次旋转中将血小板以及其他期望的成分诸如白细胞与红细胞分离，并且与血浆一起倾析出，而红细胞仍保留在第一室中。

血液，作为一种生理流体，包括在流体中的微粒悬浮液，并主要地包括血浆、红细胞、血小板和白细胞以及许多其他物质。血浆的密度一般约为1.020，而血小板的密度约为1.040。红细胞的密度在1.07至1.09之间变化，取决于细胞的年龄及其他因素。白细胞的密度位于血小板和红细胞的密度之间。实际上，“层”不纯粹是一种类型的细胞，且可包含若干类型的细胞。因而，按照惯例，参照主要包括一种细胞类型但包含其他细胞类型的层的平均密度。例如，在离心作用之后，“血浆层”将主要地为血浆，但将包含其他细胞，诸如血小板和红细胞，这增加了层的平均密度，平均密度增加的量取决于它们在层中的比例。

另一已知系统(USP 7,077,273)利用生理流体诸如血液的容器中的分离元件维持上层清液和红细胞之间的分离，分离元件受到离心作用以辅助确保在血浆、血小板和其他成分例如通过倾析而被转移到第二室时，红细胞保持在一室中。在先前的实施方式中，分离元件在第一室中在红细胞和其他成分之间的边界的期望位置处固定在适当位置。该结构被发现不是最佳的，因为血浆和红细胞之间的边界的实际位置是多个变量的函数，这些变量诸如全血的红细胞压积(即，包含红细胞的血液的百分比)，以及离心作用的持续时间和G力。影响边界的实际位置和层的平均密度的另一因素是成分的沉降速率，这受多种因素影响，包括抗凝血剂或皱缩或膨胀细胞的其他溶液的张力、红细胞的年龄(较老的细胞更密)、血小板的年龄(较年轻的细胞更密)、细胞的大小(大的白细胞比相等密度的较小的细胞沉降更快)、红细胞的叠连及血浆的粘性。

设计成浮在生理流体中的分离元件是已知的，这些元件构造成在红细胞和期望的上层清液成分之间的边界处或附近浮动。USP7,077,273中示出的一种这样的浮动元件是盘的形式，利用其构造和密度设计成定位刚好低于红细胞和血沉棕黄层(白细胞和血小板)之间的界面的表面。但是，在该设计中，焦点在与血沉棕黄层的界面的区域中的红细胞层的密度。尽管该设计证明是成功的，但是仍期望增加将从流体回收的目标成分(例如，血小板和/或干细胞)的比例，流体从各种各样的患者得到，包括那些患有影响细胞成分的沉降速率的疾病的患者，这表明需要继续改进。

对诸如血液的生理流体的成分的离心分离的流体动力学的分析表明，在离心作用期间逐渐形成的红细胞层的密度因以上讨论的影响红细胞的沉降速率的因素而难以精确地确定。红细胞层的实际密度取决于层中的红细胞和其他成分主要为血浆的比例。因而，如果特定的患者具有降低细胞成分的沉降速率的多种情况中的任一种，则红细胞层的实际密度将比预期的要低，因为其具有较大部分的血浆。在该情形，基于红细胞层的预期密度设计的浮动盘的实际位置将不在预期的位置。

因为期望的诸如血小板和骨髓干细胞的细胞的层在离心分离之后一般非常薄，所以分离元件的位置的误差可能显著地影响回收率。也就是说，数量级为期望的细胞的层的厚度的分离元件的放置的误差能导致多达50％的回收率差别。

发明内容

申请人发现，尽管红细胞层的实际密度因沉降速率的变化以及所得层中不太密的血浆的比例而难以预测，但是血浆上层清液的密度是容易预测的。而且，血浆层和红细胞层之间的边界处的密度梯度相对较陡，即使红细胞层自身的密度非常易变。红细胞层的密度能从1.05至1.8变化，而血浆层的密度能从1.023至1.028变化。这表明红细胞层的密度和血浆层的密度变化，但是血浆层的密度的变化远小于红细胞层的密度的变化。

此外，申请人发现，期望的诸如血小板、白细胞和干细胞的大部分成分一般在界面处的薄层中找到，且恰分散在界面下面，甚至在其中红细胞层的密度因较大比例的血浆的存在而较低的情形下。