[发明专利]脂质颗粒与红血球的声电泳分离

说明书

本申请是2013年4月19日提交、发明名称为“脂质颗粒与红血 球的声电泳分离”、申请号为201380020839.5(国际申请号 PCT/US2013/037404)的发明专利申请的分案申请。

背景技术

本申请要求2012年4月20日提交的美国临时专利No. 61/636,515的优先权。该申请的全部内容在此通过引用的方式全部并 入本文。

在心脏手术期间，由于难以对跳动的心脏动手术，因此心脏和 肺的功能由外部泵替代。这种技术(称为心肺分流术(CPB))保持 患者体内的血液和氧气的循环。回输法是比较有吸引力的，因为它降 低了对异体输血的需要、最大程度地减少了成本、并且降低了输血相 关的发病率。异源输血同样与心脏手术之后增加的长期死亡率相关。

然而，当在手术过程期间脂肪层被切割时，脂肪层释放出脂质， 脂质在抽吸期间可以由泵进行收集。然后，当将血液回输到体内时， 这些脂质可能会被无意地引入到血流中。脂质可能引起脂质微栓子， 其中，乳化(悬浮状态)的脂肪细胞行进到患者的器官(例如肾、肺、 心脏)，并且可能引起血管的堵塞(栓塞)。当脂质微栓子出现在大 脑中时，是尤其危险的，因为它们会导致各种神经认知障碍。在CPB 之后的第一周内，超过50％的患者经历神经功能缺损，10％-30％的 患者受到长期或永久性的影响，1-5％的患者经历永久性残疾或死亡。

诸如过滤法和离心法等用于从血液中除去脂质的现有方法效率 低或对血液中的有益的红血球有害。脂质颗粒在直径方面表现出约 5-70微米(μm)的尺寸分布，其中大多数颗粒≤10μm。这与红血球 的尺寸大致相同。典型的过滤器具有25-40μm的孔径以及30-40％的 脂质去除效率。另外，过滤器堵塞并受到通过量的限制，需要进行更 换，并且可能将较大的液滴分散成较小的液滴。离心法费时且昂贵， 并且需要训练有素的人员。另外，离心法所要求的高速可能会损坏血 球，并且除去诸如血小板和凝血因子等有益的血液成分。已经使用了 一些MEMS装置，但这些装置依赖于非常小的通道，该通道基本上 只能用于分离“排列成行”的红血球和脂质颗粒。这会导致非常低的 通过量，并且不能进行大批量的处理。

需要一种可以有效地且充分地从血液中除去脂质的分离技术。

发明内容

本发明涉及使用声电泳从血液中俘获和分离脂质的系统和装 置。该装置使用如本文所述的超声换能器。

本文公开了从血液分离脂质的方法。使所述血液流动通过流动 腔室。所述流动腔室具有声能源并在所述流动腔室的相反侧具有声能 的反射器。所述血液包含脂质。激活所述声能源，以在所述血液中产 生多个入射波。使所述反射器反射所述多个入射波，从而产生与所述 入射波共振的多个反射波，由此形成多个驻波。于是，可以从所述血 液中除去被俘获在所述驻波中的脂质。

在其它实施例中，公开了一种装置。该装置，包括：流动腔室， 其具有使包含脂质的血液流动通过的入口和出口；超声换能器，其位 于所述流动腔室的壁部上，所述换能器包括限定了所述换能器的一侧 的陶瓷晶体，所述换能器由超声频率的振荡的周期性或脉冲式电压信 号驱动，所述电压信号驱动所述换能器，以在所述流动腔室中产生驻 波；以及反射器，其位于所述流动腔室的与所述换能器相反的一侧的 壁部上。

在另一实施例中，一种装置包括：抽吸装置，其从患者收集血 液；流动腔室，其具有让血液流动通过的入口和出口；多个超声换能 器，其位于所述流动腔室的壁部上，所述换能器均包括由超声频率的 振荡的周期性或脉冲式电压信号驱动的陶瓷晶体，该电压信号驱动所 述换能器，使所述换能器以非均一的位移模式振动，以在所述流动通 道中产生驻波；以及反射器，其位于所述流动腔室的与所述换能器相 反的一侧的壁部上。

在下面更具体地描述了这些和其他非限制性特征。

附图说明

以下是附图的简要描述，所述附图是为了说明本文所公开的示 例性实施例而提供的，并不是为了限制本发明。

图1示出具有一个换能器的声电泳分离器。

图2是示出声电泳分离器的功能的视图。

图3示出具有多个换能器的声电泳分离器。

图4A是用作图3的分离器中的入口的扩散器的详细视图。

图4B是可以与图3的分离器一起使用的替代入口扩散器的详细 视图。

图5是具有一个换能器的声电泳分离器的可选实施例。

图6是图5的声电泳分离器的分解图。