特許 6398104 遠心機デバイス、遠心機、および遠心機を含む検査キット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6398104

(24)【登録日】2018年9月14日

(45)【発行日】2018年10月3日

(54)【発明の名称】遠心機デバイス、遠心機、および遠心機を含む検査キット

(51)【国際特許分類】

   A61M 1/02 20060101AFI20180920BHJP

   B04B 1/02 20060101ALI20180920BHJP

   B04B 11/04 20060101ALI20180920BHJP

   B04B 13/00 20060101ALI20180920BHJP

【ＦＩ】

   A61M1/02 120

   B04B1/02

   B04B11/04

   B04B13/00

【請求項の数】25

【全頁数】44

(21)【出願番号】特願2017-21874(P2017-21874)

(22)【出願日】2017年2月9日

(62)【分割の表示】特願2014-557774(P2014-557774)の分割

【原出願日】2013年2月14日

(65)【公開番号】特開2017-136376(P2017-136376A)

(43)【公開日】2017年8月10日

【審査請求日】2017年2月9日

(31)【優先権主張番号】13/396,600

(32)【優先日】2012年2月15日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/447,008

(32)【優先日】2012年4月13日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/766,528

(32)【優先日】2013年2月13日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503220392

【氏名又は名称】ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ．

【氏名又は名称原語表記】ＤＳＭ ＩＰ ＡＳＳＥＴＳ Ｂ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(72)【発明者】

【氏名】ナッシュ、ジョン イー．

(72)【発明者】

【氏名】フィッシャー、ウィリアム ティ．

(72)【発明者】

【氏名】エバンス、ダグラス ジー．

【審査官】 石田 智樹

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５１９９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３１３５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１４２８０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−０９３９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０９−５０４９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５１２９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１５６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２７６３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５３１１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７３４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１６４９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｍ １／０２

Ｂ０４Ｂ １／０２

Ｂ０４Ｂ １１／０４

Ｂ０４Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生物学的液体の成分を選択的に濃縮および回収するために配置された遠心機を含む遠心機デバイスであって、
前記成分が、異なる比重を有し、かつ、前記遠心機によって生成される遠心場において層状化可能であり、前記遠心機が、チャンバと、制動システムと、を含み、前記チャンバが、前記生物学的液体混合物を含むように配置されており、かつ、中心長手方向軸線であって、前記中心長手方向軸線を中心に前記チャンバが回転して前記遠心場を生成するように配置されている中心長手方向軸線と、前記チャンバと流体連通して、前記中心長手方向軸線から第１の半径方向距離に配置されている第１ポートと、前記チャンバと流体連通している第２ポートと、モータであって、前記中心長手方向軸線を中心に前記チャンバを回転させて前記遠心場を生成すると、前記チャンバ内の前記生物学的液体混合物の成分が該成分の異なる比重に応じて少なくとも２つの同心性層状成分層に層状化するモータと、を有し、前記第１ポートが、前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部を前記チャンバから前記第１ポートを通じて排出することを可能にするために選択的に開閉可能であり、それによって、前記生物学的液体混合物の残留物を前記チャンバ内に残し、前記制動システムが、前記生物学的混合物の残留物の混合を生じさせるために前記チャンバを迅速に減速させるために配置されており、
前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第２の同心性層状成分層が前記第２ポートに存在し、前記第２ポートが、前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第２の同心性層状成分層の少なくとも一部が前記遠心場により自動的に前記チャンバから前記第２ポートを通じて排出されることを可能にするために選択的に開閉可能である、遠心機デバイス。

【請求項2】

前記チャンバがその内部と流体連通している進入点を有するチャネルを含み、前記チャネルが、該チャネル内への進入点における前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の速度を、前記第１ポートを通過する前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の速度に対して低減するために配置されている、請求項１に記載の遠心機デバイス。

【請求項3】

前記チャンバが、内部表面と、載頭円錐形のくさびと、を含み、前記載頭円錐形のくさびが、前記チャンバの内部内に配置されており、かつ、前記チャンバの内部表面から離間して、前記内部表面と前記載頭円錐形のくさびとの間に前記チャネルを画定し、前記載頭円錐形のくさびが、略平坦な頂面を有し、前記急速な減速が、前記載頭円錐形のくさびの頂面上における前記生物学的混合物の残留物の蓄積を防止するための機能を果たす、請求項２に記載の遠心機デバイス。

【請求項4】

足場材料をさらに含み、前記第２ポートの開放により、前記生物学的液体混合物の残留物の少なくとも一部が前記足場材料に接触することを可能にし、前記生物学的液体混合物の残留物が前記足場材料内にある、請求項１に記載の遠心機デバイス。

【請求項5】

生物学的液体混合物の成分を選択的に濃縮および回収するための遠心機であって、
前記成分が、異なる比重を有し、かつ、当該遠心機によって生成される遠心場において層状化可能であり、前記遠心機が、
ａ）液体混合物を含むように配置され、かつ、中心長手方向軸線を有するチャンバであって、前記中心長手方向軸線を中心に前記チャンバが回転して前記遠心場を生成するように配置されているチャンバと、前記チャンバが、
（ｉ）管状バレルと、端部壁と、を含み、そのそれぞれが共通の中心長手方向軸線を含み、前記管状バレルが、前記端部壁から前記中心長手方向軸線に向かって半径方向内側に先細る側壁を含む、アセンブリと、
（ｉｉ）前記液体混合物を前記チャンバに添加するための入口と、
（ｉｉｉ）前記チャンバと流体連通し、かつ、前記アセンブリ内において前記中心長手方向軸線から第１の半径方向距離に配置されている第１ポートと、
（ｉｖ）前記バレルの内部から前記第１ポートに延びる周方向チャネルであって、前記周方向チャネルが制限部と非制限部とを含み、前記制限部が前記周方向チャネルの少なくとも一部内に制限を含む、周方向チャネルと、を含み、
ｂ）モータであって、前記中心長手方向軸線を中心に前記チャンバを回転させて前記遠心場を生成すると、前記チャンバ内の前記生物学的液体混合物の成分が該成分の異なる比重に応じて少なくとも２つの同心性層状成分層に層状化するモータと、を備え、
前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層が前記第１ポートに存在し、前記第１ポートが、前記遠心場による圧力上昇の結果、前記チャンバ内の前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部を、前記第１ポートを通じて前記チャンバから自動的に排出することを可能にするために選択的に開閉可能であり、前記周方向チャネルが、該周方向チャネルへの進入点における前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の流れの速度を、前記第１ポートを通じて排出される前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の速度に対して低減するように適合され、前記周方向チャネルの制限部が、前記周方向チャネル内における前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の流れを少なくとも部分的に制限するように適合されており、
前記チャンバと流体連通している第２ポートをさらに含み、前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第２の同心性層状成分層が前記第２ポートに存在し、前記第２ポートが、前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第２の同心性層状成分層の少なくとも一部が前記遠心場により自動的に前記チャンバから前記第２ポートを通じて排出されることを可能にするために選択的に開閉可能である、遠心機。

【請求項6】

前記周方向チャネルが前記第１ポートに隣接するプレナムをさらに含み、前記プレナムが前記周方向チャネルと協働して、前記チャネルへの進入点における前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の流れの速度を、前記第１ポートを通じて排出される前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の速度に対して低減する、請求項５に記載の遠心機。

【請求項7】

ｃ）前記第１ポートから排出される前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部の体積と少なくとも部分的に入れ替えるために前記回転チャンバの中心に空気が入ることを可能にするための通気口をさらに含む、請求項５に記載の遠心機。

【請求項8】

前記バレルの少なくとも一部が透明材料を含む、請求項５に記載の遠心機。

【請求項9】

前記チャンバが前記バレル内に配置された載頭円錐形のくさびをさらに含み、前記載頭円錐形のくさびが、前記バレルの側壁に隣接して配置された側壁を有し、その間に前記周方向チャネルを画定する、請求項５に記載の遠心機。

【請求項10】

再利用可能構成要素と、使い捨ての構成要素とをさらに含み、前記使い捨ての構成要素が前記再利用可能構成要素に着脱可能に固定可能であり、前記再利用可能構成要素が前記モータを含み、前記使い捨ての構成要素が前記チャンバを含む、請求項５に記載の遠心機。

【請求項11】

前記使い捨ての構成要素が、前記第１ポートから排出される前記少なくとも２つの同心性層状成分層のうちの第１の同心性層状成分層の少なくとも一部を捕捉するために配置された少なくとも１つのレシーバをさらに含む、請求項１０に記載の遠心機。

【請求項12】

前記第１ポートおよび第２ポートそれぞれを通じた前記チャンバからの前記第１および第２の同心性層状成分層の少なくとも一部の排出が、前記生物学的液体混合物の残留部を前記チャンバ内に残す、請求項５に記載の遠心機。

【請求項13】

前記生物学的液体混合物が血液を含み、前記少なくとも２つの同心性層状層のうちの前記第１の同心性層状層が赤血球を含み、前記少なくとも２つの同心性層状層のうちの第２の同心性層状層が乏血小板血漿を含み、前記生物学的液体混合物の残留部がバフィコートを含み、当該遠心機が、前記赤血球の少なくとも一部の受入のために配置された第１レシーバと、前記乏血小板血漿の少なくとも一部の受入のために配置された第２レシーバと、を含む、請求項１２に記載の遠心機。

【請求項14】

前記バフィコートの少なくとも一部の受入のための第３レシーバをさらに含む、請求項１３に記載の遠心機。

【請求項15】

前記使い捨ての構成要素が吸収性の血液製剤捕捉材料を含む、請求項１０に記載の遠心機。

【請求項16】

前記周方向チャネルの制限部が前記周方向チャネルの周縁の一部を含む、請求項５に記載の遠心機。

【請求項17】

前記周方向チャネルの周縁の部分が２０度〜１８０度である、請求項１６に記載の遠心機。

【請求項18】

前記周方向チャネルの制限部がその長手方向に実質的に均一な幅のものである、請求項１６に記載の遠心機。

【請求項19】

前記周方向チャネルの制限部が、その長さの少なくとも一部に沿って幅が変化し、前記周方向チャネルの制限部の幅が、前記第１ポートからより遠くに配置された領域よりも前記第１ポートに隣接する領域において小さい、請求項１６に記載の遠心機。

【請求項20】

前記周方向チャネルの制限部が、該周方向チャネルの非制限部と比較した場合、前記周方向チャネルの回転軸線に対する半径方向寸法において低減部を含む、請求項５に記載の遠心機。

【請求項21】

前記周方向チャネルの制限部の低減部が、前記周方向チャネルの非制限部の少なくとも１０％である、請求項２０に記載の遠心機。

【請求項22】

前記レシーバが足場材料を含む、請求項１１に記載の遠心機。

【請求項23】

前記足場材料が、精製コラーゲンパッド、細胞外基質シート、骨充填材および吸収性合成メッシュからなる群より選択される少なくとも１つの部材を含む、請求項２２に記載の遠心機。

【請求項24】

請求項５に記載の遠心機およびその使用のための説明書を含む検査キット。

【請求項25】

分離補助材、鮮鋭化流体、および前記生物学的液体混合物の分離された成分の１つに関する定性的または定量的情報を提供するのに有用な迅速検査キットからなる群より選択される少なくとも１つの付属品をさらに含む、請求項２４に記載の検査キット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、遠心機に関する。

【背景技術】

【0002】

全血または種々の他の生物学的流体などの流体は懸濁液であり、それらの成分または分画に分離することができる。例えば、全血は４つの主な分画、赤血球、白血球、血小板および血漿を含み、それらの異なる比重に基づき遠心機などのデバイス内において分離することができる。抗凝固処置された全血サンプルは試験管または他の類似のデバイス内に配置されて、その後、遠心機において指定した速度でスピンされる。発生した遠心力は血液をそれらの相対的な比重に基づき異なる分画に分離する。赤血球は底部にあり、血漿は上部にあり、中間比重の白血球および血小板（合わせてバフィコート（ＢＣ：ｂｕｆｆｙ ｃｏａｔ）と呼ばれる）が他の２つの分画の中間にある。種々の他の生物学的流体もまた分離可能である。例えば、骨髄または脂肪組織由来サンプルから有核細胞を分離および抽出することができる。

【0003】

全血の異なる分画を異なる医用目的のために分離することが望ましい。血小板は多血小板血漿（ＰＲＰ：ｐｌａｔｅｌｅｔ ｒｉｃｈ ｐｌａｓｍａ）または濃縮血小板（ＰＣ：ｐｌａｔｅｌｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ）の調製において得られる。血小板は、血管新生、創傷治癒および骨形成を含むが、これらに限定されない種々の身体機能を開始、補助、または加速しうる成長因子（例えば、ＰＤＧＦ、ＴＧＦ−βおよびその他）を含む。自家血小板を損傷部位に投与すると別のドナーソースからの血液製剤を使用することによる感染のリスクなく患者自身の血小板の使用により治癒反応を向上させることができる。代替的に、種々の処置における使用では乏血小板血漿（ＰＰＰ：ｐｌａｔｅｌｅｔ ｐｏｏｒ ｐｌａｓｍａ）が所望される場合がある。ＰＰＰは、血漿分画を濃縮血小板から分離し、分離された血漿分画を保存することによって調製される。

【0004】

ＰＲＰ／ＰＣの製造には種々のシステムが存在する。一部では、浮き、細管および／または特定の密度のゲル材料を含みうる専用試験管を使用する（（特許文献１）および（特許文献２））。他のシステムでは、例えば、（特許文献３）および（特許文献４）に記載されている専用のダブルシリンジを使用する。これら試験管およびシリンジでは、専用の大型遠心機内において指定された時間、通常１０〜３０分間、遠心力を作用させねばならず、その後、繊細な処理および抽出またはデカント工程によって所望のＰＲＰ／ＰＣが生成される。これら製剤の濃度はオペレータの技能レベルによって異なる可能性がある。他のシステム、例えば、（特許文献５）は、専用の遠心機チャンバおよび複雑な制御システムを含み、ＰＲＰ／ＰＣを約３０分で生成する。これらシステムの全ては使用される方法によって異なる血小板濃度のＰＲＰ／ＰＣを提供する。これら方法の主な欠点は利用可能な資金およびスペースを有する施設の有用性を制限する高額な資本設備を必要とすることである。これら方法は、また、ＰＲＰ／ＰＣを得るために必要な工程を完了するのにかなりのオペレータ技能を必要とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第７，１７９，３９１号明細書

【特許文献2】米国特許第７，５２０，４０２号明細書

【特許文献3】米国特許第６，７１６，１８７号明細書

【特許文献4】米国特許第７，１９５，６０６号明細書

【特許文献5】米国特許第６，９８２，０３８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

複雑で高額な設備および難解な工程を必要とせずにＰＲＰ／ＰＣを患者自身の血液から治療現場で生成する能力はＰＲＰ／ＰＣの臨床的有用性を促進する。したがって、本発明の目的は、とりわけ、追加の遠心分離設備の必要のない、自己内蔵型、電池駆動式、小型およびまたは可搬式、安価、使用が簡単、再生可能、多くの細胞集団を分離することができる、および使い捨ての、患者自身の血液を治療現場において短時間で処理するための装置および方法を提供することを含む。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、単一使用、無菌、自己内蔵型、小型の、使用が簡単な遠心分離ユニットは、液体混合物、例えば、全血からの血小板濃縮物などの生物学的液体混合物、またはその代わりに骨髄穿刺液からの濃縮細胞、の成分の迅速な、信頼性の高い濃縮を提供する。生成されたＰＲＰ／ＰＣは患者への適用のため即座に使用することができる。このユニットは事務所、手術室、緊急用途または戦場の病院での使用に好適である。

【0008】

使い捨ての自己内蔵型ＰＲＰ分離器は、駆動軸を有するモータを特徴とし、駆動軸は血液分離チャンバ（ＢＳＣ：ｂｌｏｏｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｈａｍｂｅｒ）アセンブリの中心または長手方向軸線と同軸である。モータはＢＳＣを１０，０００〜２５，０００ＲＰＭの範囲内の速度で数分間回転させる性能を有する。モータへの電力は電池または他のパワーパックにより供給される。電力はスイッチを介して接続することができ、小型乾電池さえもが分離プロセスを完了するほどの十分な性能を有する。ＢＳＣおよびモータ／電池は標準的シリンジを取り付けることができるＢＳＣへのアクセスポートを含む外部容器内に完全に封入されている。その代わりに、ＢＳＣは空気駆動式タービンまたはばね駆動などの非電気式手段によって回転させることができる。それは、外部駆動モータへの磁気または機械的カップリング、もしくは手術現場、例えば、手術室内または「マシュ（ＭＡＳＨ）」コンパウンドなどの外傷処置時の場所において利用可能とされる任意のエネルギ源も含む。

【0009】

第１の実施形態においては、ＢＳＣアセンブリは、円筒状であってもテーパ状であってもよいバレルと、通路と管状伸長部とを組み込んだエンドキャップと、いくつかの実施形態では、ピストンまたは袋と、を特徴とし、それらの間にＢＳＣを画定する。エンドキャップの外径上を摺動するスリーブは２つのバルブアセンブリの可動部としての機能を果たし、各バルブはエンドキャップの外部表面の凹部および凹部のＯリングを特徴とする。エンドキャップ内の通路はＢＳＣから凹部中心に通じており、スリーブ内の２つのポートは３位置シーケンス（３ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）において凹部中心と整列する。スリーブ内の２つのポートはそれらがエンドキャップ内の２つの凹部中心と同時に整列しないように配置されている。スリーブは、順に、第１ポートの開放、その後、両ポートの閉鎖、およびその後、第２ポートの開放を選択する。ポートは段階的な動作で開かれるが、比例的に開くこともできる。モータの動作中にノブが回転しないように、スリーブは、摺動可能なカラーに軸受アセンブリを介して連結されたノブによって動作される。

【0010】

ＢＳＣを充填するために管状伸長部を通じて抗凝固処理血液が注入される。スリーブはスリーブの両ポートがエンドキャップ内の凹部のどちらとも整列しない第１の位置にある。モータが作動され、ＢＳＣが回転し、血液に対して遠心力を生じさせ、それによって、血液を、赤血球がＢＳＣの内壁に最も近く、白血球が赤血球層を中心に向かって裏張り（ｌｉｎｉｎｇ）し、続いて血小板およびその後血漿が中心を埋める状態において、その成分に分離する。換言すると、遠心分離は、隣接する同心性層状成分層（ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ ｌａｙｅｒ）が混合物界面を画定する、混合物の同心性層状成分層を生じる。約１分以下の遠心分離時間後、スリーブは、その第１ポートがエンドキャップの凹部と整列する第２の位置に移動する。このポートは内壁に接する赤血球の層と連通する。赤血球は遠心力によって発生した圧力によりこのポートを通じてチャンバを出る。赤血球が分離器を出る際、この体積はエンドキャップ内の管状伸長部を通じて入る空気と入れ替えられる。空気はチャンバの中心に、さらに体積が入れ替えられるにつれて大きく成長する柱を形成する。また、空気入口通気口なしでは回転中心における減圧により血液が脱気され、おそらくは液体から蒸気を引き込むため、赤血球の継続的な回転および排出により真空コアが形成されることになると考えられる。赤血球のかなりの量、好ましくは、大部分が血液分離器容積から排出された後、スリーブは第３の位置に移動され、第１ポートが閉じられ、第２ポートが開かれる。これは容積内の血小板の層が第１ポートを出る前に実施される。デバイスのエンドキャップの第２凹部への通路は、血小板層を乱すことなく所定の量の血漿をＢＳＣから除去するために中心軸線から離して正確に配置されている。血漿がチャンバを出るにつれて、空気が管状伸長部を通じて体積と入れ替わり、ＢＳＣの中心の空気の柱の直径は成長を続ける。空気柱の直径が第２通路入口を含む場合、血漿はそれ以上チャンバを出ることができず、濃縮プロセスは、それによって、自動的に終了する。形成された真空コアがある場合、真空コアが第２通路入口に接触すると濃縮プロセスは同様に自動的に終了する。デバイスはオフにされ、濃縮血小板は使用準備が完了する。

【0011】

別の実施形態では、ＢＳＣの内部に裏張りされた可撓性袋を使用する。ＢＳＣの固体端部は空気が可撓性袋の外部の周りに入るための穴を含む。エンドキャップ軸管状伸長部（ｅｎｄ ｃａｐ ａｘｉｓ ｔｕｂｕｌａｒ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）は、気密バルブを含む。この実施形態は、故意に空気を血液サンプルと接触させないこと以外は同様に動作する。赤血球、その後、血漿がチャンバを出る間の遠心分離サイクル中、空気がチャンバの逆側に入るため、可撓性袋が潰れる。遠心力によって液体中に発生した圧力により、袋は「Ｗ」の開端部が抽気穴を有する端部と逆側のチャンバの端部の方に面した状態で「Ｗ」字形に潰れる。より多くの血漿がチャンバを出るにつれて、「Ｗ」の中央がエンドキャップ内の第２通路に達し、通路を封鎖するため、サイクルが自動的に終了する。

【0012】

別の実施形態では、可撓性袋の代わりにピストンおよびばねを使用する。つまり、赤血球（ＲＢＣ：ｒｅｄ ｂｌｏｏｄ ｃｅｌｌ）がバルブポートを出るにつれて、ピストンはばねによって付勢され（ｅｎｃｏｕｒａｇｅｄ）エンドキャップに向かって移動する。

【0013】

対象の発明のシステムは特定の条件に基づきポートを封止するための自動遮断機構を組み込んでもよいことがさらに開示される。例えば、１つのそのような機構は、赤血球などの不要要素と、血小板などの所望の治療的要素との間になるように選択された中間比重を有するゲルの形態の流動分離補助材（ｆｌｏｗａｂｌｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｉｄ）を組み込むことができる。セパレータゲルの粘度は、それが血液分離遠心機において用いられる遠心機速度で小さな出口ポートを通過しないように設計されている。遠心機の起動時、セパレータゲルは回転軸線の周縁部近辺にある外部赤血球層と、遠心機回転の中心軸線に近い方にある乏血小板層（ｐｌａｔｅｌｅｔ ｐｏｏｒ ｌａｙｅｒ）との間に識別性のある層およびバリアを形成する。全ての赤血球が出るとセパレータゲルは第１ポートに自動的に栓をする。さらなる例として、第１ポートの自動遮断は、同様に、特に目標とする中間比重を有する材料で構成された固体ダンパまたはベントフラップにより実現することができる。初期動作時、ダンパは開き、その密度に基づき通気口から離れ、自身を赤血球と血小板との間の位置に配置しようとする。前の例と同様に、赤血球がシステムを完全に出ると、ダンパは通気口を封止し、多血小板流体がシステムを出ることを効果的に防止する。分離補助材のさらに別の例として、所望の中間比重を有するマイクロスフェアなどのプラスチックビーズもまた遠心機チャンバ内に事前配置することができる。ビーズは赤血球などの不要要素がシステムを出た後に出口ポートに栓をするための適切な大きさにされる。

【0014】

別の実施形態においては、外部ケースのクリア窓を通じて赤血球除去の進行を観察することができるようにＢＳＣまたは少なくともその一部はクリアな（透明な）材料から作製される。これにより、赤血球が出るのを終了すべく第１ポートを閉じるための厳密な時間調整を可能にすることができる。

【0015】

別の実施形態では、バルブ開放／閉鎖シーケンスならびにモータの始動および停止の厳密な時間調整により濃縮を実現する。
別の実施形態においては、システムは、使い捨ての遠心機構成要素に結合されるように配置されたモータを備えた再利用可能駆動構成要素を特徴としてもよい。血液製剤は、駆動構成要素が血液製剤に曝露されず、汚染の恐れなく再利用されてもよいように完全に使い捨てのユニット内において遠心、分離および収容される。

【0016】

別の実施形態においては、使い捨てのユニットは、排出された血液製剤を捕捉するために血液吸収性材料または流体受入チャンバを含んでもよい。
別の実施形態においては、回転チャンバは、赤血球および血漿成分が回転チャンバから排出される一方で、分離された血液製剤間の界面の破壊を最小にするように配置される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1a】動作の原理を示す図である。

【図1b】動作の原理を示す図である。

【図2】テーパ状のチャンバ内のばね装填式ピストンを備えた遠心機であり、充填位置にあり、ＲＢＣバルブが開き、血漿バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図3】（ａ）−（ｄ）は、テーパ状のチャンバ内のばね装填式ピストンを備えた遠心機の横断面図（図２の横断面図）および図２、４、５、６、７、９、１０、１１、１２、１４、１５、１６、１７および１８に示される、全デバイスにおいて使用されるＲＢＣバルブ構成要素の拡大詳細図を示す。

【図4】テーパ状のチャンバ内のばね装填式ピストンを備えた遠心機であり、スピンダウンされ、赤血球が血漿から分離され、両バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図5】テーパ状のチャンバ内のばね装填式ピストンを備えた遠心機であり、中間位置にあり、ＲＢＣバルブが開き、赤血球が放出され、血漿バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図6】テーパ状のチャンバ内のばね装填式ピストンを備えた遠心機であり、最終位置にあり、ＲＢＣバルブが閉じ、血漿バルブが開き、血漿のほとんどが放出されている（長手方向部分断面図）。

【図7】袋状チャンバ（ｂｌａｄｄｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）を備えた遠心機であり、充填位置にあり、ＲＢＣバルブが開き、血漿バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図8】袋状チャンバを備えた遠心機であり、充填位置にある（図７の横断面図）。

【図9】袋状チャンバを備えた遠心機であり、スピンダウンされ、赤血球が血漿から分離され、両バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図10】袋状チャンバを備えた遠心機であり、赤血球放出位置にあり、ＲＢＣバルブが開き、血漿バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図11】袋状チャンバを備えた遠心機であり、血漿バルブが開き、ＲＢＣバルブが閉じ、血漿が放出されている（長手方向部分断面図）。

【図12】空気コアを有する遠心機であり、初期充填位置にあり、両バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図13】空気コアを有する遠心機である（図１２の横断面図）。

【図14】空気コアを有する遠心機であり、スピンおよび分離しており、赤血球が放出されており、ＲＢＣバルブが開き、血漿バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図15】空気コアを有する遠心機であり、ＲＢＣバルブが閉じ、血漿バルブが開き、残留赤血球および残留血漿が残っている（長手方向部分断面図）。

【図16】空気コアを有する遠心機であり、ＰＲＰの除去が終了し、両バルブが閉じている（長手方向部分断面図）。

【図17】一般的な筐体を備えた遠心機である（長手方向部分断面図、赤血球および血漿捕捉手段ならびにエアロゾル防止手段を示す）。

【図18a】一般的な筐体を備えた遠心機である（図１７の横断面図）。

【図18b】一般的な筐体を備えた遠心機である（図１７の横断面図）。

【図19】分離されて示される使い捨ての構成要素と再利用可能構成要素とを備えた遠心機の簡易長手方向断面図である。ＲＢＣバルブおよび血漿バルブは閉じた状態で示される。

【図20a】赤血球チャネルの端部のプレナムおよび分離された流体を有する遠心機チャンバの簡易概略図である。

【図20b】血漿流体フローパターンが矢印によって示される図２０ａの血漿ポートの投影図である。

【図21】運転位置にある組み立てられた遠心機であり、ＲＢＣバルブは開き、赤血球放出は完了している。

【図22】ＡＡにおける図２１の簡易断面図である。

【図23】バルブ構造を示す、ＢＢにおいて血漿バルブを切った図２１の簡易断面図である。

【図24】運転位置にある組み立てられた遠心機であり、ＲＢＣバルブは閉じ、血漿バルブは開き、血漿放出は完了している。

【図25】血漿回収動作段階において示される、別個のレシーバにおいて乏血小板血漿（ＰＰＰ）を集めるための手段を備えた遠心機である。

【図26】赤血球放出段階の終了時において示される、血液製剤を捕捉するための吸収性ワッシャを備えた遠心機である。

【図27a】赤血球チャネルの端部および血漿出口のプレナムならびに分離された流体を有する遠心機チャンバの簡易概略図である。

【図27b】流体フローパターンが矢印によって示される図２７Ａの血漿ポートの投影図である。

【図28】閉位置において示されるインデックスバルブ（ｉｎｄｅｘｉｎｇ ｖａｌｖｅ）を備えた別のＲＢＣ血漿レシーバの断面図である。

【図29】バルブを開位置において示すインデックスバルブを備えた別のＲＢＣ血漿レシーバの断面図である。

【図30】インデックスバルブを備えた別のＲＢＣ血漿レシーバの等角断面図である。

【図31】分解された、インデックスバルブを備えた別のＲＢＣ血漿レシーバの等角図である。

【図32】隔室内にある、バフィコート成分の受入のために配置された足場材料を有する遠心機である。

【図33】周方向チャネルの一部にある制限特徴部（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ）および分離された流体を有する遠心機チャンバの簡易概略図である。

【図33a】制限特徴部を特徴とする角度ｄに一致する周方向チャネルの部分を有する図３３の断面Ａ−Ａの横断面図である。

【図34】ディスク形状の回転アセンブリを備えた別の代替的遠心機の断面図である。

【図35】図３４の遠心機のディスク形状の回転アセンブリのバルブ配置の詳細を示す拡大断面図である。

【図36】図３４の遠心機の力伝達機構の構成要素の拡大組立分解等角図である。

【図37】図３４の遠心機の回転アセンブリのバルブ構成要素の拡大投影図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１ａは、本発明に含まれるデバイスの動作の原理を説明するための図を提供する。実質的に載頭円錐形状のチャンバ１は、異なる密度のいくつかの液体の混合物を収容し、長手方向軸線ＸＸを中心に回転する。液体２、液体３および液体４は断面ＡＡに示すように半径方向に識別性のある層に分離する。テーパはいくつかの点で有利である。第１に、テーパは、同じ量が同様の寸法の直円柱の長さ全体に分配された場合に有するであろう半径方向深さと比較すると少量の液体で大きな半径方向深さ（符号１１で示されるような）を提供することを可能にする。図１ｂの符号１４を参照のこと。第２に、テーパは、より大きな円錐直径に配置されたポート９に向かって外側液体成分を流すことを助ける半径方向加速力の成分を提供する。第３に、テーパは、また、実施形態のいくつかにおける半径方向位置７および半径方向位置８の代わりに、軸方向位置５および軸方向位置６としての成分境界の可視化を可能にする。ここで、用語「テーパ」または「テーパ状の」は、その通常の定義的意味、すなわち、一端に向かって継続的に小さくなるまたは漸減する、において使用されることに注目すべきである。したがって、チャンバのテーパは本明細書中に記載される例示的実施形態に示すように線形である必要はなく、本明細書の段落［００８２］に記載するように円弧状であっても他の形状であってもよい。いくつかの実施形態においては、図１の壁１２は大きい方の直径に向かって移動し、載頭円錐形の容積は１種または複数種の成分が、例えば、ポート９およびポート１０から出されるにつれて減少し、中心成分３をその元の量において残す。他の実施形態においては、壁１２は所定の位置に留まり、中心線１３に空気が導入され、空気コアが膨張し、排出された成分と入れ替わると、ポート９およびポート１０において成分２および成分４が出ることを可能にする。

【0019】

図２は、実質的に円形のデバイスの主に長手方向断面図であり、外部ハウジングは図示されていない。図２では、液密可変容積であるチャンバ（ＢＳＣ）が、テーパ状のバレル２０６と、ピストン２１０と、ピストンシール２１１と、エンドキャップ２１５と、から形成されている。ピストン２１０およびシール２１１は、ばね２０９によってＢＳＣの大きい方の端部の方に付勢されている。バレル２０６の大きい方の端部は、エンドキャップ２１５によって閉じられている。エンドキャップ２１５の内部表面はチャンバの大径端部壁を形成し、バレル２０６の内部表面はチャンバの先細る側壁を形成する。このデバイスが全血から血漿を濃縮するために使用される場合、エンドキャップ２１５は、内部に孔が空けられた通路２１６および通路２１７を有しており、通路２１７からの赤血球および通路２１６からの血漿の通過が可能である。通路２１７は、テーパ状のバレル２０６の外壁に沿ってエンドキャップの外側スカートを貫通する。最大ＩＤ位置においてエンドキャップ２１５の内部面を通過する、符号２１７で示されるものから９０°に孔が空けられた通路は、符号２１７で示されるものに機能的に等しく、かつ、通路２１６に類似の形状を有する。通路２１７および通路２１６は、スリーブ２１３内のポート２２８およびポート２２７それぞれと共同で動作する凹部２２６内において圧縮されたＯリング２１８によって形成されたバルブと連結している。これらバルブ構成要素は図３の（ｂ）および（ｄ）において拡大されて示される。動作の適切な点においてポート穴２２８およびポート穴２２７が通路２１６および通路２１７と連結することを可能にするためにスリーブ２１３はエンドキャップ２１５に摺動可能に嵌合している。スリーブ２１３はこれら構成要素間における回転運動の伝達を可能にするためにエンドキャップ２１５にキー留めされている（キーは不図示）。挿入物２１９は回転アセンブリの左側端部を支持する玉軸受２２０のためのアクスルを提供するためにエンドキャップ２１５に固定されている。スリーブ２１３はチャンバとともに回転するため、カラー２２５およびロッド２２２を介してスリーブを非回転式ノブ２２３に連結するために玉軸受２２１が提供される。ノブおよびスリーブは３つの位置、つまり、第１の位置、ポート２２８が開き、ポート２２７が閉じている、第２の位置、両ポート２２７およびポート２２８が閉じている、第３の位置、ポート２２８が閉じ、ポート２２７が開いている、において配置することができる。バレル２０６は電気モータ２０１のシャフト２０５にねじ２０７を使用して固定されている。モータ端部に追加の軸受は提供されず、バレルを支持するためにはモータの軸受で十分である。完成したアセンブリはフレーム２０８によって支持され、インサート軸受２２０およびモータ２０１はこの同じフレームに配置されている。回転構成要素は全て軸線ＸＸを中心に回転する。

【0020】

ＰＲＰを調製するためにデバイスを使用すべく、抗凝固処置された全血が充填された、針２３４を備えたシリンジ２３３がエラストマシール２１４を通じてデバイス内に挿入され、チャンバに全血２２９が充填される。チャンバに血液が充填されると、ポート２２８から空気を排出できるように、ノブ２２３が第１の位置に配置される。全血２２９がチャンバに完全に充填され、ピストン２１０およびシール２１１を右端まで押し、ばね２０９を圧縮する。

【0021】

図３の（ａ）は、図２のＡＡにおける断面図であり、ノブ２２３およびロッド構成要素２２２の構造を明らかにする。図３の（ｂ）は、バルブ構成要素の詳細を示す図２のＢＢにおける断面図であり、それらは、エンドキャップ２１５内の凹部２２６、Ｏリング２１８、およびスリーブ２１３内のポート２２８（ポート２２７のバルブの構造は同じ）である。図３の（ｃ）は、図２のＣＣにおける断面を示す。

【0022】

チャンバに全血が充填されると、ノブおよびスリーブは両バルブが閉じた状態で第２の位置に配置され、シリンジ２２３が取り外され、モータが始動される。モータは、その後、使用される速度に応じて１５〜９０秒の時間運転される。１０，０００ｒｐｍ〜２５，０００ｒｐｍの速度が使用されており、スピンしているチャンバの外側に１０００ｇ〜６０００ｇの遠心加速を発生させている。

【0023】

図４は、高速で回転して動作している図２のデバイスを示す。ＲＢＣポート２２８および血漿ポート２２７は両方とも閉じている。ＲＢＣ層と血漿層との間の境界は符号２３７で示される。ピストン２１０は尚充填されたままの位置にあり、ばね２０９は完全に圧縮されている。ばねは２つの機能を有し、それは、赤血球がチャンバからポート２２８を通じて排出される際にピストンを左に移動させ、ばねが旋回する液体中に顕著な最低圧力を発生させ、これが、スピンする液体のコアが液体の蒸気圧に達することを防止し、いくつかの状況において細胞の損傷を抑制することが可能である。

【0024】

デバイスが尚回転している状態で赤血球と血漿とが分離されると、ノブおよびスリーブは第１の位置に配置され、赤血球はポート２２８からデバイスを取り囲むケーシング（ケーシングは不図示であるが、図１７および図１８を参照のこと）内に排出される。図５は、ピストン２１０が中間位置にある際の赤血球２３１排出の中間点の状況を示す。赤血球の大部分が排出されると、バルブは第３の位置に配置され、血漿２３０がポート２２７から除去される。図６は、濃縮プロセスの終了時の状況を示し、血漿ポート２２７は尚開いており、ピストンは左端位置まで閉じており、血漿の比重とＲＢＣの比重との間の比重を有する血小板がＲＢＣ血漿境界層２３７に捕捉されており、血漿ポートが閉じようとしているところであり、モータが停止されている。

【0025】

チャンバの一般的な容量は２０〜１００ｍＬであり、所望の濃縮の程度によって、工程の終了時に除去される濃縮された血漿の量は元の量の約４分の１〜８分の１である。
ＲＢＣ血漿境界に集合する全ての血小板および他の要素を保持するために、全ての赤血球が除去される前にポート２２８を閉じることが必須であり、そうでなければ、これら成分が最後のＲＢＣとともに流れ出るおそれがある。これが発生しないことを確実にするため、ＲＢＣポートを閉じねばならないときのチャンバの残留量を判断するために血液サンプルのヘマトクリット値が使用される。この量はピストン軸方向位置として観測可能であり、ピストンがこの所定の位置に到達するとバルブは位置１から位置３に移動する。

【0026】

図２〜６に記載されているデバイスでは、テーパ状の管内において移動するピストンおよびシールを使用するが、血液以外の液体の混合において、および排出される第１の液体の残留量があまり重要でない場合は、直円柱が適切に機能する。テーパ状の管は図１の説明において言及した利点を有する。ピストンの位置はバレル（不図示）上の目盛りを基準としてオペレータにより視覚的に判定されるか、光学検出器および自動バルブ動作システム（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｖａｌｖｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）が使用される（不図示）。

【0027】

残留する濃縮された血漿が患者に再び注入されるため、このデバイスに使用される材料は、少なくとも血液に接触する成分においては医療グレードの材料でなければならない。バレル２０６、エンドキャップ２１５、スリーブ２１３、フレーム２０８、ノブ２２３およびカラー２２５にはポリカーボネートまたはＰＴＥが適している。挿入物２１９は、４１６または４２０などの適切なグレードの不動態化ステンレス鋼のものである。玉軸受は高速で動作せねばならないが、非常に短時間で動作するため、グレードＡＢＭＡ１−３のステンレス鋼軸受が適切である。Ｏリング２１８およびシール２１１はシリコーンゴムのものである。モータは血液に接触しないため、工業用モータ（例えば、マブチ（Ｍａｂｕｃｃｉ）製のもの）が適切である。

【0028】

図７は、初めにバレル３０６の孔に合致している可撓性袋３１２を備えた一実施形態を示す。袋は図１０および図１１に示すようにその反転する機能により可変容積チャンバを提供する。この実施形態は捕捉された気泡の影響を低減するために役立つ。

【0029】

図７では、液密可変容積遠心機チャンバ（ＢＳＣ）が、成形された袋３１２を含むテーパ状のバレル３０６とエンドキャップ３１５とから形成される。袋はバレル突起部３３８とエンドキャップ３１５との間の折り返し（ｒｅｔｕｒｎ ｆｏｌｄ）３３９内に捕捉されている、バレル３０６の大きい方の端部はエンドキャップ３１５によって閉じられている。このデバイスが全血から血漿を濃縮するために使用される場合、エンドキャップ３１５は、内部に孔が空けられた通路３１６および通路３１７を有することで、通路３１７から赤血球および通路３１６から血漿の通過が可能になる。通路３１７および通路３１６は、スリーブ３１３内のポート３２８およびポート３２７それぞれと共同で動作する凹部３２６内において圧縮されたＯリング３１８によって形成されたバルブと連結している。動作の適切な点においてポート３２８およびポート３２７が通路３１６および通路３１７と連結することを可能にするために、スリーブ３１３はエンドキャップ３１５に摺動可能に嵌合する。ノブ３２３およびスリーブ３１３は３つの位置、つまり、第１の位置、ポート３２８が開いており、ポート３２７が閉じている、第２の位置、両ポート３２７、３２８が閉じている、第３の位置、ポート３２８が閉じており、ポート３２７が開いている、において配置される。スリーブ３１３は、これら構成要素間における回転運動の伝達を可能にするために、エンドキャップ３１５にキー留めされている（キーは不図示）。挿入物３１９は、回転アセンブリの左側端部を支持する玉軸受３２０のためのアクスルを提供するために、エンドキャップ３１５に固定されている。スリーブ３１３はチャンバとともに回転するため、カラー３２５およびロッド３２２を介してスリーブを非回転式ノブ３２３に連結するために玉軸受３２１が提供される。バレル３０６は電気モータ３０１のシャフト３０５にねじ３０７を使用して固定されている。モータ端部に追加の軸受は提供されず、バレルを支持するためにはモータの軸受で十分である。完成したアセンブリはフレーム３０８によって支持され、インサート軸受３２０およびモータ３０１はこのフレームに配置されている。回転する構成要素は全て軸線ＸＸを中心に回転する。この図では、スリーブは、チャンバに血液が充填されているときに、空気を運ぶためにポート３２８を開いたままに維持するための第１の位置にあり、血漿ポート３２７は閉じている。全血３２９がチャンバに完全に充填されている。エラストマシール３１４は、回転の開始前に全血をチャンバ内に通過させるための針３３４の導入および動作の停止時における濃縮された血漿の除去を可能にする。

【0030】

図８は、断面ＡＡにおける図７に示されるデバイスの横断面図である。バレル３０６に完全に接触しているＢＳＣおよび袋３１２に全血３２９が充填されている。フレーム３０８が回転アセンブリの下にある。

【0031】

図９は、高速で回転して動作している図７のデバイスを示す。スリーブ３１３は位置２にあり、両ポート３２７、３２８は閉じている。ＲＢＣ３３１と血漿３３０との間の境界は３３７で示される。袋はここではスピンする液体混合物によって発生した圧力の影響下において尚バレルに接している。

【0032】

図１０は、６０秒程度スピンした後の状況を示す。スリーブ３１３は位置１に配置されており、ポート３２８は開いており、ＲＢＣ３３１はポート３２８を通じて排出されている。血漿ポート３２７は閉じている。袋は排出されたＲＢＣの量を補償するために左に移動している。袋がとっている形状は、袋を右に押す液圧によって発生した力と、袋を左に押す大気圧（通気口３３２を介した）との間の平衡状態である。スピンする液体の中心の圧力は絶対零近辺のため、大気圧は特定半径、故に、袋の再進入（ｒｅ−ｅｎｔｒａｎｔ）形状になるまで発展した左側の圧力を超えている。血漿３３０の量は導入された際と同じままである。ＲＢＣと血漿との間の境界は符号３３７で示される。この図では、残留ＲＢＣ量３３１が十分に少ないためＲＢＣ排出が停止されようとしている。

【0033】

図１１は、回転は継続しているが正に停止する前の袋３１２の最終位置を示す。スリーブ３１３は位置３にあり、ＲＢＣポート３２８は閉じており、血漿ポート３２７は尚開いている。血漿がポート３２７を通じて排出されており、エンドキャップ３１５上にロールし、かつ通路３１６を遮断する袋によって遮断されようとしている。これは濃縮された血漿３３０の最小量を示す。この時点で、スリーブ３１３は位置２に移動し、両ポートは閉じており、回転は、その後、停止され、残留液体はシリンジを図７において記載した充填と同様の手法で使用して除去される。

【0034】

図７〜１１のデバイスの材料は図２〜６のデバイスのものと類似する。つまり、例による袋は、シリコーンゴム、ポリウレタンまたはポリ塩化ビニル製とされうる。
前のデバイス２００では、ピストン位置がＲＢＣポート３２８の閉鎖のための信号を提供する。袋の場合、反転された袋がテーパ状のバレルの孔に沿ってロールし、反転縁端（ｒｅｖｅｒｓｅ ｅｄｇｅ）の軸方向位置がポート閉鎖のための量および信号を提供する（図１１において３１２の符号が付されている）。袋がポート通路３１６上にロールすると血漿排出の遮断が自動的に行われる。

【0035】

図１２〜１６に記載されているデバイスでは空気コアを用い、袋またはピストンを使用していない。
図１２のデバイスは構造が前の２つの実施形態に非常に類似しており、ＢＳＣがバレル４０６とエンドキャップ４１５とから形成されている。エンドキャップ４１５の内部表面はチャンバの大径端部壁を形成し、バレル４０６の内部表面はチャンバの先細る側壁を形成している。この図では、シリンジ４３３からの全血４２９が遠心機チャンバに針４３４を通じて充填されており、両ポート４２８、４２７は閉じている。血液が注入されると血液によって変位した空気が針４３４と挿入物４１９の孔との間の間隙を通じて漏出する。図１３は、図１２の円形断面状態（ｃｉｒｃｕｌａｒ ｓｅｃｔｉｏｎ ｎａｔｕｒｅ）を示す。充填シリンジが取り外されると、モータが始動され、チャンバが１０，０００〜２０，０００ｒｐｍで約１分間回転する。この時点で、スリーブ４１３は第２の位置に移動しており、ＲＢＣがポート４２８を通じて、最小限のＲＢＣ４３１が残る図１４に示される点まで排出される。一方、血漿は領域または層４３０をとり、血漿と空気の半径方向界面に境界４４０が形成され、空気コア４３８が挿入物４１９の孔を通じて入っている（不図示のハウジング内のフィルタを介するが、図１７および図１８を参照のこと）。この際、スリーブは第３の位置に移動しており、ポート４２８は閉じており、ポート４２７は開いている。この好適なデバイスによって、目に付く袋またはピストンはないため、オペレータは混合物のＲＢＣ４３１と血漿４３０との間の軸方向界面４３６を透明なバレルを通じて観察し、ＲＢＣポート４２８をいつ手動で閉じるか、および血漿ポート４２７をいつ開くかを判断する。血液では、この混合物界面は見ることは容易であり、光学検出器により自動化することができる。赤血球と血漿との間の電気抵抗率の差もまたインジケータまたは自動バルブを起動するために使用されうる。ＲＢＣポートを閉じる点を判断する代替的な方法は時間を使用することである。血液の成分を分離するための運転の１分後、ＲＢＣポートが開かれ、タイマが始動される。遠心機内で発生する圧力は液体の比重と運転速度の予測可能な関数であり、かつ、ＲＢＣポートは正確に校正されたオリフィスであるため、特定のヘマトクリット値に対して、排出される流速、したがって、時間を算出することができる。

【0036】

モータが尚運転している状態で、残留ＲＢＣが層４３１にあり、残留血漿が層４３０にある図１５の状況に達するまでポート４２７を通じて血漿を排出する。スリーブは、その後、両ポートを閉じるために第２の位置に移動する。血漿の場合、空気コア４３８がその通路の半径方向位置まで成長するとさらなる血漿の流れは発生しないことから、正確な最終量を提供するために通路４１６は厳密な半径方向位置に配置されている。モータは、その後、停止され、デバイスは図１６に示すように回転軸線が垂直になるようにモータが下方にある状態で直立する。いくらかのＲＢＣを有する残りの濃縮された血漿は示されるようにシリンジおよび針によって除去される。

【0037】

この出願において記載される種々の実施形態に適した筐体が図１７および図１８に記載されているが、これら２つの図は、特に図１２〜１６の空気コア実施形態に適用される筐体を示す。フレーム５０８は筐体の基部としての機能を果たすバッテリパワーパック５０３に取り付けられている。外部ケーシング５００が遠心機を取り囲むとともにバッテリパック５０３に固定されており、接合部は液密かつ気密である。溝５４８内のピン５４７を介して内部ノブ５２３、故に、カラー５２５およびバルブスリーブ５１３を駆動するために、オペレータがセレクタノブ５４５を回すことができるように、偏心器５４６およびピン５４７と一体のバルブセレクタノブ５４５がケーシング内に取り付けられている。図１７では、チャンバＢＳＣを駆動するモータ５０１は、ワイヤ５５０によってバッテリパック５０３に連結されたスイッチ５０４によって手動で制御される。筐体５００の左側端部に取り付けられたブシュ５４３は、チャンバに全血を充填する際または濃縮された血漿を抽出する際のシリンジ（図１２の４３３）針の進入のためのアライメントを提供する。ブシュ５４３に直に隣接するのは多孔質可撓性貫通可能フィルタ５４４である。このフィルタは２つの機能を有する。つまり、フィルタは遠心機が運転している際に遠心機のコアに入る空気をろ過し、かつ、それは、遠心機がＲＢＣまたは血漿をケーシング内に排出する際に発生した血液断片（ｂｌｏｏｄ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ）の雰囲気中へのあらゆるエアロゾルの放出を防止する。フィルタ内の小さなスリットはフィルタの効果を損なうことなく充填シリンジ針が入ることを可能にする。ケーシング５００の内部壁のほとんどを被覆するのは、空気コア５３８が拡大し、濃縮プロセスが進むにつれてケーシング内に排出されるＲＢＣおよび血漿を吸収するための高吸収性のライニング５４２である。ケーシング５００の壁に配置されているレンズおよびマスク５４９により、濃縮のプロセスが進むと、オペレータがＲＢＣと血漿の軸方向界面５３６を見ることが可能である。マスクおよびレンズは見られる液体分離界面５３６の画像のコントラストを高めるために選択される。

【0038】

液体分離界面の進行についての電気信号を提供するために光検出器（不図示）をレンズの位置に配置することができ、電磁石アクチュエータがバルブセレクタノブ５４５を駆動することができる。これら電気素子は手動スイッチとともにモータが始動するとプロセス全体を制御するために使用される。

【0039】

現在までの検証から、いくつかの用途においては、スリーブの動きをスケジュール設定するための簡単なタイマプログラムの使用が実現可能であると思われる。例えば、チャンバに血液が充填されると以下の順序においてタイマをオフに動作することができる。ａ）モータを始動し、６０秒間運転する、ｂ）ＲＢＣポートを開き、ＲＢＣを３０秒間排出する、ｃ）ＲＢＣポートを閉じ、血漿ポートを開き、３０秒間運転する、ｄ）両ポートを閉じ、モータを停止する。このようなデバイスには、ＲＢＣと血漿の比率を変えることを可能にするために患者のヘマトクリット数を手動で挿入する手段の追加を必要とすることがある。

【0040】

表１は、ブタの血液を使用して図１２〜１６の空気コアデバイスにおいて得られる典型的なデータを示す。データは初期分離のための１分と、ＲＢＣおよび血漿を排出するためのさらに約１分の運転により得たものである。

【0041】

【表1】

記載した全３つの実施形態においては、ピストン、袋および空気コア、ポートおよび通路のサイズおよび位置が非常に重要である。遠心機が回転するにつれて、チャンバ内において発生した圧力は速度の二乗および回転半径の二乗として変化する。成分の排出に対する手動制御を得るため、処理可能な時間にわたり排出が行われる必要がある。ＲＢＣポートは、例えば、約３０秒の時間にわたりＲＢＣの通過を可能にするような大きさにすることが必要である。ＲＢＣが凝集しようとする際に遮断なくＲＢＣポートが機能することを可能にするための条件を選択せねばならず、かつ、血小板が出口渦内に旋回して進むことを阻止するために流れを十分に小さく維持せねばならない。約３０ｍＬの全血サンプルを使用する遠心機では、速度が約１５，０００〜２０，０００ｒｐｍであり、かつ、チャンババレルが最大点において約２．５〜３．１８センチメートル（１．０〜１．２５インチ）の直径である場合、およそ０．０２０３２センチメートル（０．００８インチ）径のＲＢＣポートが良好に機能することが判明している。血小板を失うリスクが低下するため血漿ポートはより大きくすることができ、約０．０２５４センチメートル（０．０１０インチ）の値の直径が適切である。中心回転軸線に対する血漿ポートの配置は達成可能な濃縮係数に対し直接的影響を及ぼす。中心に近くなるほど除去される血漿は少なくなり、かつ、達成可能な濃縮は少なくなる。付加的に、記載した本発明の種々の実施形態においては、チャンバの大直径端部に小型環状部２４１、３４１、４４１、５４１が形成される。この環状部は、ＲＢＣのＲＢＣ通路２１７、３１７、４１７内への進入前の、ＲＢＣのための、半径方向深さは増加するが小型容積の局所領域を形成する。この深さの増加は、血小板および他の所望の要素が、同じポート（不図示）の近傍に局所的に形成された出口渦の影響下においてＲＢＣポート２２８、３２８、４２８を通じて排出されるＲＢＣとともに出る傾向を低下させる。

【0042】

記載した全ての実施形態においては、ＲＢＣポート閉鎖点（ＲＢＣ ｐｏｒｔ ｃｌｏｓｕｒｅ ｐｏｉｎｔ）の精度は、赤血球と血小板との間の中間比重を有する流動セパレータゲルなどの分離補助材を用いることによって向上させることができる。セパレータゲルは赤血球層上に広がり、他の層をさらに中心軸線の方に移動させる。セパレータゲルは赤血球の全てが出ると第１ポートに自動的に蓋をする。セパレータゲルの粘度はそれがＢＳＣにおいて用いられる遠心機速度において小さな出口ポートを通過しないように設計されている。第１ポートの自動閉鎖もまた、赤血球が完全に出るとポートに入り、それを閉じるように設計されている、中間比重を有する固体材料の形態の分離補助材により実現される。一例としては、マイクロスフェアなどのプラスチックビーズであり、ポートに向かって流れるにつれて凝集すると、ポートに蓋をするほど十分に大きな所望の中間比重を有する。

【0043】

袋および空気コア実施形態においては、ＲＢＣ血漿軸方向境界の可視化は、例えば、ＢＳＣ内部のモータ中心線の近傍に取り付けられたＬＥＤの形態のバックライトを組み込むことによって向上させることができる。モータ内の追加の巻線はランプに動力を供給するのに必要な低電力を提供しうる。

【0044】

ポートのサイズおよび位置ならびに通路寸法の調整により、対象の発明はまた、多様な治療的に有益な細胞および他の生物学的成分を分離および濃縮するための機能を有する。これら生物学的成分の多くは再生医療の潜在性を有し、再生物質（ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ａｇｅｎｔ）と特徴付けることができる。これら再生物質は、構造の再生、再建、または修復を補助することも、生物に治療的利益を提供するために器官、組織もしくは生理的単位または系の機能を補助することもできる。再生物質の例には、例えば、幹細胞、脂肪細胞、始原細胞、骨髄、滑液、血液、内皮細胞、マクロファージ、線維芽細胞、周皮細胞、平滑筋細胞、単能性および多能性始原細胞および前駆細胞、リンパ球等を含む。本発明はまた、治療的再生物質を提供するために、脂肪組織、皮膚、筋等を含むが、それらに限定されない軟質または液体組織もしくは組織成分もしくは組織混合物（ｔｉｓｓｕｅ ｍｉｘｔｕｒｅｓ）を処理する可能性を有する。本明細書中に記載される種々の実施形態から結果として生じる分離または濃縮された生成物は、当技術分野において公知のように使用してもよい。薬物療法では、濃縮された生成物を治療部位に直接塗布すること、または治療デバイスに組み込むこと（例えば、吸収性インプラント材料に植え込み前、植え込みと同時、または植え込み後に投与される）、またさらには、例えば、ペーストを形成するために粒子材料と組み合わせることによって（例えば、粉末として作製された細胞外基質と組み合わされる）治療法として別の材料と組み合わせることを必要としてもよい。

【0045】

血液遠心機容器はまた、ＢＳＣ内に半径方向に延在する開端部を有し、開端部が半径（不図示）の範囲を走査するよう管が弧状に回転することができるように外部周縁部においてヒンジ連結された管などの、調節可能なポートを組み込んでもよい。管の開端部の位置はそれが回転軸線に対して所望の位置に配置されるように動作の前または間に調整することができる。例えば、入口ポートはまず不要な細胞を排出するために遠心機容器の周縁部の方に配置することができ、後に、乏血小板血漿を排出するために容器の中心の方に調整することができる。その代わりに、血漿分画が除去を所望されるものである場合、ポートは実質的に血漿のみが層状混合物から出されるように配置される。

【0046】

装置は、また、所定量の血漿などの１種または複数種の成分が出されると遮断するように、または少なくとも回転を停止するように構成されてもよい。具体的には、ポートは、層化の際、血漿成分がポートの近傍にあるように配置されてもよい。そのポートのバルブが開かれると、血漿はポートを通じて送出される。ポートは、また、血漿の存在または欠乏を検知するセンサを有して構成されてもよい。したがって、装置は、ポートにおいてまたはポート内において血漿が検知される限りはバレルが回転を継続するが、血漿がそれ以上検知されない場合は、センサが停止するための信号をモータに提供する（それによって、バレルの回転を停止する）か、タップを開放する信号を送るように構成される。血漿はバレルからポートを通じて除去され続けると、最終的に、ポートの半径における血漿の供給が枯渇し、それによって、前記センサから信号が送信されることになり、バレルは回転を停止する。当然、これら信号のそれぞれは血漿だけでなく任意の層状層の検知から発生してもよい。

【0047】

濃縮される分画に加えて、液体試料の廃棄される分画の１つまたは複数を回収することが望ましい場合がある。これは、いくつかの方法のうちの１つによって実現される。回収バッグまたはチャンバがスリーブの出口ポートに連結される。このバッグまたはチャンバはバレルとともに回転するため、それが回転軸線を中心として平衡するように備えをしておかねばならない。別の方法は、所望の出口ポートの逆側に、排出される分画を回収し、かつ、重力流によって流体を回収点まで案内する周方向漏斗（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｆｕｎｎｅｌ）を有することである。これについては後に図２５を参照してさらに示す。

【0048】

さらなる実施形態を図１９〜２６に示す。これらの図は、図１２〜１７に記載した空気コア原理を使用するが、ＰＲＰを調整する際に得られる濃縮を最大化するよう設計された改良を組み込むデバイスを記載する。図１９は、２つの構成要素、再利用可能駆動ユニット６０１および使い捨て部分６００において使用するために設計された遠心機の２つの主要構成要素を示す。２つの構成要素への遠心機の分離は、使い捨ての構成要素がより経済的となることを可能にする。

【0049】

図２０ａは、境界文字「ｄｅｆｇ」によって画定される、旋回するチャンバのハーフミラー部分を示す概略図である。重要な寸法は長さ基準Ｌ１〜Ｌ８によって示され、半径はＤ１〜Ｄ８として示される。図２０ａにおいてわかるように、出るＲＢＣ６４１がＲＢＣ通路６３９に入る、チャネルの端部に任意のプレナムを有するこの実施形態において示すように、Ｄ１は回転軸線ＸＸからチャネル６４０の外側端部までにおいて測定された半径の長さに一致する。同様に、Ｄ２およびＤ３は、軸線ＸＸから最も遠くのチャネル６４０の端部にあるプレナムの右側および左側それぞれの内径を示す。Ｄ４およびＤ７はくさび６０９の右側端部に位置する平坦部の外径および内径それぞれを示す。Ｄ５は、赤血球６４１とバフィコート６４２との間の界面における直径を示す。Ｄ６は、バフィコート６４２と血漿６４３との間の界面における直径を示す。Ｄ８は、血漿通路６１０の内径を示し、かつ、空気コア６４６と血漿６４３との界面に一致する。長さ測定値Ｌ１〜Ｌ８は血漿通路６１０の右側に一致する基準線から測定された距離に基づく。Ｌ１およびＬ２は、チャネル６４０の端部にあるプレナムの左手側および右手側それぞれまでを測定したものである。Ｌ３は、基準線から測定された、くさび６０９（後述する）の右手側の平坦部までの長さを示す。Ｌ４およびＬ５は、左および右マーカ６４４の位置を示す。Ｌ６は、バフィコート／血漿界面Ｄ６に一致する直径において測定された回転チャンバの縁端までの長さに一致する。Ｌ７は、くさび６０９の右手縁端に配置された平坦部の内径に一致する直径において測定された、回転チャンバの縁端までの長さに一致する。Ｌ８は、血漿通路６１０への進入口の内径に一致する直径において測定された、回転チャンバの縁端までの長さに一致する。

【0050】

回転軸線ＸＸは境界「ｄｇ」を通過する。主要クロスハッチ領域は半角「ａ」を有する外壁を有するテーパ状のチャンバを示す。チャンバの円錐形の凹部に挿入されているのは、ＲＢＣチャネル６４０を画定する半角「ｂ」の外部載頭円錐形部分と、血漿６４３の境界を画定する半角「ｃ」を画定する内部反転載頭円錐形の凹部と、を有するくさび６０９である。半角「ｂ」は半角「ａ」と必ずしも同じである必要はなく、換言すると、チャネル６４０は平行ではなくテーパ状であってもよい。

【0051】

流体がＲＢＣ出口ポートを出る際、ＲＢＣ通路６３９を通過して出る流体に高剪断力がかかり、ＲＢＣチャネル６４０は、ＲＢＣ通路６３９進入ポートがチャネル６４０の端部にあり、かつ、ＲＢＣとＢＣの界面から除去される距離にあることを確実にするための機能を果たし、チャネルは、チャネル６４０へのＲＢＣの入口において、ＲＢＣがＲＢＣ通路６３９を通過して出る際にＲＢＣにかかる高い出口速度に比べて極めて低速の局所流れ速度を可能にするような寸法にされている。

【0052】

例えば、一実施形態においては、スピンしているチャンバの外側縁部において回収され、１つまたは複数のＲＢＣ通路６３９を通じて排出されるＲＢＣは、周方向溝またはプレナムから供給され、さらには、細い周方向チャネル６４０、またはその代わりに、バフィコート回収領域の近傍から開始する、複数のチャネル６４０を形成する周方向部分から供給される。周方向チャネル６４０はチャネルの半径方向深さよりも何倍も大きい周縁を有する。６０Ｍｌ遠心機を提供し、かつ１１．４３センチメートル（４．５インチ）の周縁と０．０５０８センチメートル（０．０２０インチ）の半径方向深さを有するチャネルを有するデバイスにおいては、ＲＢＣ通路６３９のオリフィス直径はおよそ０．０２５４センチメートル（０．０１０インチ）のものである。約１７０００ＲＰＭでスピンするこの組み合わせはＲＢＣ通路６３９のオリフィスにおいては２０００〜３０００ｃｍ／秒の速度になり、チャネル６４０ではわずか１．５ｃｍ／秒になる。したがって、チャネル６４０は分離層の近傍の流れを１０００分の１超に減速する。プレナムを有しない別の実施形態（不図示）においては、バフィコート回収領域の近傍から開始し、細い周方向チャネルからＲＢＣ通路に直接供給されてもよい。オリフィス出口と比較した場合、分離層における流速の低減の実現において、プレナムを有する実施形態を参照して記載したものと同様の性能が予想される。

【0053】

ＲＢＣをスピンしているチャンバの低減した回転速度下で排出すると利点がある可能性があることが認められた。この回転速度の低減は分離された成分の層化を破壊しない手法で実現せねばならず、さらに、低減した回転速度は成分の確立された層化の顕著な崩壊を可能にする点まで低減してはならない。例えば、分離に適した第１の速度におけるデバイスの動作により満足な層化を達成する際、回転速度の漸減は層化を維持し、第２の回転速度に達すると、ＲＢＣ細胞は、その後、スピンしているチャンバの低減した回転速度により生成されたより低い力の結果、同様に低減された速度でＲＢＣ通路６３９を通じて排出されてもよい。前に記載した例においては、分離のため約１７０００ＲＰＭの回転速度を有する場合、漸次的な低減は、目標とするより低い回転速度において安定するまで決定された時間周期にわたり制御された状態で生じてもよく、この新しい例においては、ＲＢＣの排出を可能にする一方で、尚、ＲＢＣ／ＢＣ界面の完全性を保持するために約１３０００ＲＰＭで回転する。また、これらステップのタイミングの軽微な調整は、実際的目的のため、速度が尚低下しているが、目標とする排出速度に接近する間におけるＲＢＣバルビングの開放などの類似の結果を達成してもよい。

【0054】

上に記載した１０００：１の代わりに、約５００：１または１００：１を超える低減などの様々な低減速度を実現するために、ＲＢＣ通路６３９において測定した場合、およびチャネル６４０内へのＲＢＣ進入部と比較した場合に、寸法または回転速度の変更を利用して、局所流速の低減を実施できることを確実にしてもよい。図２０ａの実施形態においてわかるように、チャネル６４０は半径方向に浅い角度ａにおいて配置されており、チャネルの終端にプレナムを有して示され、プレナムからＲＢＣの排出のためのＲＢＣ通路６３９が提供される。別の実施形態（不図示）においては、デバイスではチャネルの終端にプレナムは提供されなくてもよいが、むしろ、チャネル終端はＲＢＣ通路の出口を含んでもよく、チャネルは寸法が低減（テーパ）し、かつ、ＲＢＣ通路の出口に直接通してもよい。上述のように、本発明のデバイスは、存在するＲＢＣの、バフィコート成分に対する影響を低減することを目的とし、これは、ＲＢＣ出口とＲＢＣ／バフィコート界面との間に空間的分離を提供することによって実現してもよい。血小板および他の所望の要素が、ポートの近傍において局所的に形成される出口渦の影響下で、ＲＢＣ通路６３９を通じて排出されるＲＢＣとともに出る傾向を低減するのは、チャネル内のプレナムを有していても有していなくても、この空間的分離である。血漿またはバフィコート成分がチャネル６４０に入ることを防止するようにデバイスを動作することによって、高剪断力が事実上ＲＢＣ成分のみに限定され、ＲＢＣとＢＣとの間の界面を破壊することはできない。通常、濃縮された血液製剤を出発物質と比較すると、ＲＢＣの約９３％は上述のようにおよび図２０ａに示されるようにチャンバを使用して除去される。場合によっては、さらに高い比率のＲＢＣを除去することが望ましい場合がある。約９８％の値の除去はＲＢＣ通路６３９に向かう、ＲＢＣ通路６３９真上の乱流をさらに管理することによって実現される。ＲＢＣ通路の上および近傍の乱流の管理は、いくつかの実施形態では、ＲＢＣ通路に向かってチャネルを通過する（回転軸線に主に垂直かつ周囲の方向の）流体の流れを妨げることなく、少なくとも部分的に制限するか、さらには（全般的にくさびの平坦部から、もしあれば、プレナムに向かう流れの方向の）周方向チャネルへの流れを完全に封鎖することによって実現してもよい。この制限は周方向チャネルである円のある部分にわたり形成されてもよい。例えば、一実施形態では、チャネル６４０の幅は、少なくともＲＢＣ通路に最も近い部分において、少なくとも部分的に低減することができ、例えば、一実施形態においては、周方向チャネルの一部にわたり、少なくとも１％〜１００％、別の実施形態では、少なくとも１０％〜１００％、またはさらに別の実施形態では、少なくとも２０％〜１００％、およびさらに別の実施形態では、５０％〜１００％の低減であり、例えば、一実施形態では、周縁の約１０度〜約３５０度、または別の実施形態では、約１５度〜約２７０度、またはさらに別の実施形態では、約２０〜１８０度であり、角度中心は、任意選択的に、ＲＢＣ通路６３９の位置と実質的に整列されている。図３３は、チャネル６４０内への流体の流れを制限し、かつ、図３３ａに示すように、周縁の角度ｄ（ここでは９０度として示される）によって含まれるチャネルの部分内にある制限的特徴部８００を示す。この制限的特徴部は、例えば、回転チャンバの機械加工または成形により、回転チャンバの一部として組み込まれても、その代わりに、別個の構成要素として製造され、当業者に公知のある手法において、くさび６０９表面（図３３に示すように）、またはその代わりに、回転チャンバ（不図示）の内部表面のいずれかに後に取り付けられてもよい。制限部は図３３ａに示すように均一な寸法のものであってもよく、その代わりに、一実施形態（不図示）では、チャネルへの入口の最大制限がチャネルの、ＲＢＣ通路と整列された部分にあり、ＲＢＣ通路からのチャネルの距離が増加するにつれて制限比率が漸次的にまたは急なテーパで、またはさらには段階的な手法で減少する、チャネル６４０の変動低減（ｖａｒｉａｂｌｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）が提供されてもよい。この実施形態においては、目的は、ＲＢＣ通路の近傍、したがって、ＲＢＣ通路に最も近いチャネルの領域における変動から生じるチャネルへの流速の変動性を相殺するため、調整された適切な比率の制限を提供することであり、ＲＢＣ通路から離れている間はチャネルへの制限の比率は最大化され、チャネルの制限の比率は適切に低減されるため、チャネル内への均一な流速を確実とすることによって、分離された層（例えば、ＲＢＣ／ＢＣ界面）間の界面への妨害は最小化される。本明細書中に記載される遠心機デバイスのこれらおよび任意の他の実施形態においては、チャンバのこの部分の構造に、密度が血液に類似する材料を使用することによって、回転チャンバの不均衡の状態が回避され、またはその代わりに、当業者には公知のように、適切に配置された釣り合い重りを使用して回転チャンバを平衡させてもよいことが理解される。

【0055】

同様に、血漿通路６１０をバフィコート成分から除去される位置に配置する（および任意選択的に、図２７ａに示されるようにプレナム内に配置される）ことにより、およびバフィコートと血漿の界面がＤ７を超えて内側に延在しない状態で、バフィコートをチャンバ内に収容することができ、浅い角度ｃによって、血漿通路６１０の高剪断力はＢＣと血漿の界面の破壊を引き起こさない。したがって、ポートの近傍において局所的に形成された出口渦の影響下で血小板および他の所望の要素が血漿通路６１０を通じて排出される血漿とともに出る傾向が低減する。くさび６０９の基部に配置されているものとして図２０ａに示されるが、開口部が、図２０ａのＬ８に一致する位置などの、バフィコートと血漿の界面の半径よりも小さな適切な半径にある限りは、血漿通路は別の場所に配置されてもよい。これらの特徴により、記載された実施形態はチャンバ内のバフィコート成分のほぼ全ての保存を助け、最終生成物の濃化または濃縮効率を高める。

【0056】

さらに、図２７ａを参照すると、血漿通路６１０に通じるオリフィスを収容する周方向溝（または周方向溝の一部）の形態の血漿プレナム６５５が含まれること以外は図２０ａに示されるものと同一の実施形態が示される。この実施形態においては、出る血漿はくさび６０９の境界および血漿との空気コア界面によって画定されるテーパ状のチャネルに沿って流れる。チャンバが回転され、血漿バルブが開かれる間、血漿は血漿通路に向かって流れ（ここではくさび６０９の基部に配置されて示される）、くさび基部上に流出し、血漿プレナム６５５に入る。血漿プレナム内に入ると、血漿は、血漿通路６１０に通じているオリフィスに接触し、それを通じて出るまでプレナムの長さに沿って（すなわち周方向に）流れる。血漿がプレナム６５５内を移動する間、それは、くさび６０９の存在によって除去され、かつ物理的に保護される距離にある血漿／バフィコート界面に剪断力を作用しない。

【0057】

図２０ｂと図２７ｂとを比較することにより、連続的な勾配（幾何学的形状寸法は図２０ｂに示される）としてもプレナム６５５（幾何学的形状寸法は図２７ｂに示される）を有していても、血漿が血漿出口に接近する際の流体の流れの方向の可視化を可能にする。これらの図は、回転軸線からチャンバの外径に向かって見ているかのように血漿通路６１０への開口部に向かって見下ろした投影図を示す。

【0058】

図２０ｂを参照すると、右から左に移動する際の血漿が示され、流体がチャンバの左端に接近するにつれて、流体は血漿通路６１０の出口に向かって引き込まれる。血漿プレナムを有しないこの実施形態においては、剪断力は開口部からの距離が増加するにつれて比例的に低減されるため、血漿がくさびの内部面に沿って（角度ｃに沿って）移動する際、剪断力は領域の直径全体にわたり必ずしも均一である必要はないが、血漿通路６１０への開口部の位置のそばにある場合はより高くなる。図２０ａの幾何学的形状寸法はバフィコート／血漿界面に影響する剪断力の最小化において効果的であると実験的に判断されているが、デバイスの動作時、くさびの平坦部にかかる剪断力をさらに一層低減することが可能であろう。

【0059】

図２７ｂを参照すると、右から左に移動し、プレナムに沿って開口部６１０に向かって流れる前に血漿プレナム６５５内に入る際の血漿が示される。プレナム６５５に向かう流体の流れを示す均一な矢印（右側）によって見ることができるように、プレナムの存在は、血漿チャンネル内において周方向に測定される場合の（血漿は角度ｃのくさび面と空気コアとの間に流れる）剪断力の変動を低減することが予想されるが、その理由は、血漿はくさび６０９の基部に接近し、血漿プレナム６５５内に流れ、したがって、ダムの胸状部（ｂｒｅａｓｔ）を越えて流れる水と同様の効果を形成するためである。つまり、ダムの上流であろうと、障害物の頂点に達する前に、またはプレナムに入る前に、流体はゆっくりとかつ滑らかに流れ、その後、障害物を過ぎると、ダムの下流であろうとプレナム内であろうと、流体の流速は比較的かなり高く、より均一でなくなる。流体フローパターンを示す矢印によって見ることができるように、血漿プレナムに向かう血漿の流れは直径全体にわたり均等に分配されることが予想され、その後、血漿がくさびの頂点に達し、プレナム６５５内に入り、したがって、血漿が血漿通路６１０への１つまたは複数の開口部から流出すると流体の動きの大きな変動がある。可変方向剪断力（ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ）は、主にプレナム内に収容され、くさび面に沿って流れる血漿には影響しないため、この実施形態はバフィコート成分の濃縮係数の向上を可能にすることが予想される。この実施形態の幾何学的形状寸法は、そうでなければバフィコート／血漿界面を破壊する傾向がある、血漿チャンネルに沿って周方向に測定される場合の血漿流速の変動性の低減により、Ｄ８とＤ６との間の深さとして測定される、保持される血漿が最小化されることを可能にする。

【0060】

さらに、図２０ａを参照すると、排出された血漿の全てがチャンバを出た後に残った血漿の量は境界直径Ｄ８およびＤ６によって画定されることに注目すべきである。この量はこれら同様の言及した寸法を調整することにより所望の濃縮の値を得るために調整される。

【0061】

また、高程度の濃縮を得るために、バフィコート下の血漿の深さ（図２０ａに見られるように）は減少せねばならず（直径寸法（Ｄ６〜Ｄ８）／２は減少する）、流出する血漿はバフィ／血漿界面をより接近して剪断するため、血小板損失のリスクが増加することを明確にすべきである。しかしながら、血漿の流れを駆動する圧力は、回転速度を二乗し、Ｄ８に配置された血漿通路の開口部の半径の二乗とチャンバ内の血漿／空気界面の半径の二乗の差で乗じたものに比例するため、血漿流出を駆動する圧力は血漿が直径Ｄ８に近付くにつれて徐々に低下してゼロになる。

【0062】

この、血漿がＤ８に接近するにつれて着実に減少する流れの効果を利用することにより、血漿深さ（Ｄ８〜Ｄ６）は最小化することができ、剪断によるバフィコートの損失はほとんどなく、残留血漿量は最小化され、濃縮は最大化される。

【0063】

要約すると、外径チャネルを使用してＲＢＣ／バフィコートの剪断を制御するとＲＢＣ／バフィコートの剪断は最小化され、血漿／バフィコートの剪断は幾何学的形状寸法および血漿対空気コアの駆動圧（ｐｌａｓｍａ ｔｏ ａｉｒ ｃｏｒｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の低減によって制御される。

【0064】

したがって、チャンバが回転している間、および血漿のいずれかの排出の前に、血漿を、血漿出口を通じて血漿通路６１０内に出すより大きな圧力水頭があり、続いて、チャンバ内の血漿の量が減少すると、血漿出口上方の圧力水頭が、血漿レベルがＤ８の血漿出口のレベルに到達し、血漿通路６１０を通過して出る全ての血漿の流れが終了するまで相応量減少する。血漿量が減少するにつれて血漿通路６１０を通過する流速が減少することから、血漿が流出し、かつ、バフィコートが互いに最も近接している（すなわち、Ｄ６とＤ８との間の距離はその最小である）点において、血漿排出流速はその最低速度となるため、これは、バフィコートに影響する剪断力が最小化される傾向という追加の利点を提供する。

【0065】

動作時、血液がチャンバに充填され、一定の時間の後、赤血球（ＲＢＣ）と、バフィコートと、血漿とに急速に分離される。分離後、ＲＢＣ通路６３９が開かれ、ＲＢＣがＲＢＣ通路６３９から排出され、ＲＢＣの界面は透明な錐面のＬ５にて明らかとなる。ＲＢＣ通路６３９の閉鎖においてオペレータを案内するために可視マーカがチャンバのＬ５およびＬ４に配置されており、ＲＢＣ界面がＬ５とＬ４との間のどこかに到達すると、ＲＢＣ通路６３９からのＲＢＣの排出が後述するバルブの操作によって停止される。この時点で、残留ＲＢＣは円錐形のチャネル６４０とＲＢＣチャネル６３９の左側端部にある周方向凹部とによって画定された既定の容量を占有する。図ではハニカムハッチ（ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｈａｔｃｈ）によって画定されるバフィコート（ＢＣ）６４２を回収する際、ＢＣがＲＢＣチャネル６４０内に移動することを防止することが重要である。これは、ＢＣがそこに移動するとＢＣを工程の終了時に回収することができないことが理由である。これが発生しないことを確実にするため、ＲＢＣ界面が現れチャンバの錐面に沿って移動する速度が、界面がＬ５およびＬ４に配置されたマーカ間を移動する際、オペレータがプロセスを停止するのに十分に低い速度に制御される（ＲＢＣ通路６３９を閉じることによって）。この速度は、回転速度、チャンバの直径、通路６３９に連結されたＲＢＣ排出ポートのサイズ、およびチャンバの半角「ａ」の関数である。これらの変数は、人間のオペレータによって処理可能であるが、必要とされる急速な分離（不要ＲＢＣおよび血漿の分離、排出の全プロセスを２分未満）を妨げないＬ５またはＬ４における界面速度を提供するように調整される。種々のパラメータを試すにあたり、約４ｍｍ／秒の界面速度がオペレータによる正確な介入を可能にすると実験的に判定されたが、１０ｍｍ／秒未満の範囲のより高いおよびより低い速度が望ましい場合もある。（ＲＢＣとバフィコートの界面が光センサ等によって検出される場合、界面の接近速度は１０ｍｍ／秒の速度を超えることができる）。ＲＢＣポート６３８が初めに開かれる場合、Ｄ６におけるＲＢＣとＢＣとの間の界面の明瞭さの一部破壊を引き起こすおそれのある突然の圧力降下による一時的な乱流の可能性がある。この乱流の影響はベースユニット６０１内のソフトウェアにより制御された遠心機速度の自動的減少によって最小にすることができる。遠心分離速度の変化はソフトウェア内のタイマまたはバルブ機構の動きによって発生した信号によって自動的に開始するようにソフトウェア内にプログラムされうる。ＲＢＣ排出が停止されると、ＢＣが、直径Ｄ４およびＤ７によって画定される、くさび６０９の右側端部にある平坦部の端部または分離面において捕捉される。図２０ａにおいて分離面は回転軸線に対して９０度であるものとして示されるが、分離面は回転軸線に対して別の角度であってもよい。分離面は遠心機がその通常の直立配向にある場合にくさび６０９の「上部」表面を形成する。ＲＢＣがＬ５において停止した場合、ＢＣ外径はＤ５であり、ＲＢＣがＬ４において停止した場合、ＢＣ外径はＤ４である。バフィコート（ＢＣ）量は初めに導入された血液量の約０．５％であるため、くさび（Ｄ４、Ｄ７）の端部の平坦部は最悪の場合（ＲＢＣがＬ５において停止する）、ＢＣは分離面状に留まり、内部半角円錐「ｃ」まで及ばないことを確実とするように画定される。ＲＢＣ通路６３９が閉じると、血漿通路６１０が開き、血漿が流れて排出される。図は、全ての血漿が血漿通路６１０から流出し、空気コア６４６が通路入口の直径Ｄ８まで膨張したために流れが停止されたときの状況を示す。ＢＣが内部円錐に入ることを防止することは重要であるが、その理由は、血漿表面の軸方向速度はそれが出口通路６１０に接近するにつれて加速し、ＢＣ／血漿界面における速い剪断速度は血漿への血小板の損失を生じるためである。およそ１ｍｍ〜２ｍｍのＢＣ対空気コアの半径方向分離（Ｄ６〜Ｄ８）／２によって、血漿への血小板の損失は許容できるものとなり、８：１またはそれを超える濃縮係数（ＥＦ：ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ）が一貫して得られる。濃縮係数は以下の式によって定義される（ＥＦ＝（単位容積あたりのＢＣサンプルに捕捉された血小板の数）／（単位容積あたりの元の全血サンプル中の血小板の数））。本質的に、この設計はＲＢＣ／ＢＣおよびＢＣ／血漿界面における剪断を最小化するため、ＲＢＣ排出または血漿排出に対するＢＣの損失を低減すると考えられている。

【0066】

一実施形態においては、使用時のデバイスの向きは、回転軸線ＸＸが垂直であり、ポートバルブ６０２がデバイスの上部にある状態である。回転チャンバの幾何学的形状寸法により、回転が停止されると、チャネル６４０内の任意の流体（例えば、ＲＢＣ）はそのチャネル内に収容されたままになる傾向があり、動作中くさび６０９の平坦部６０８に一致する線より上にあるほぼ全ての他の流体（すなわち図２０ａのＬ３の右側）は、回転の停止時、重力によって流れ、ポートバルブ６０２の直下に溜まり、ポートバルブを通じて誘導される針および濃縮された材料のプールに引き出すことなどによって回収されるよう利用可能である。本明細書中に記載される種々の実施形態は別の角度（例えば、水平）で動作させてもよく、その後、任意選択的に、回転の停止後、回収のため垂直に回転してもよい。チャンバの回転の停止時ＲＢＣをチャネル６４０内において隔離されたままに維持することによって、チャネル内のそれら材料（例えば、ＲＢＣ）は濃縮されたバフィコートまたは他の血液成分をさらに希釈するためには利用できないため、バフィコート成分の濃縮を最大化することができる。いくつかの実施形態では、捕捉されたＢＣの一部が表面張力により平坦部に残ることを防止するために、表面張力改変コーティング（ｓｕｒｆａｃｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇ）（例えば、親水性または疎水性コーティング）をくさび６０９の端部の平坦部６０８などの回転チャンバの少なくとも一部に添加することが有利である。さらに、略垂直配向にある場合、流体の流れを中心回収領域に向かって案内するためにくさびの平坦部に角度（例えば、１〜４５度）を設けることに利点がある。

【0067】

回転チャンバを迅速に、またはその代わりに急激に、または一定でない減少の速度で減速させると、回転チャンバのより漸進的な減速と比較して、回収領域内における血小板の量の増加につながることが認められた。例えば、制動システムをデバイスに組み込むことによって実現してもよい急速な減速はくさびの平坦部上方の成分の混合を生じさせ、くさびの平坦部の表面上に残る残留濃縮済みバフィコート成分の発生を回避すると考えられる。チャンバ内およびチャネル内に残った赤血球は主にチャネル内に収容されたままであり、急速な減速時でさえもバフィコートと混合されないことが考えられる。その代わりに、表面張力により回収領域から離れたままの任意の成分を、それらをここで回収さすることができるように軽くたたくこと、振ること、揺さぶること、またはそうでなければ乱すことなどによって血小板を単に物理的に取り除いてもよい。

【0068】

くさび６０９を組み込んだデバイスの実施形態の幾何学的形状寸法は、くさび６０９が、１）空間的分離を形成する、２）チャネルを形成する、および３）液体の見掛け深さ（ａｐｐａｒｅｎｔ ｄｅｐｔｈ）を増加するための機能を果たすため、デバイスの効率および動作を補助する上での少なくとも３つの利点を提供する。第１に、くさびは血漿の出口とＲＢＣの出口との間に空間的分離を形成するため、出口における剪断力の効果がくさびの平坦部のそばで離れたままのバフィコート成分に影響するのを最小限にすることができる。第２に、くさびの最も外側の表面が角度ｂにおいてチャネル６４０の内部境界の一部を提供するため、くさびは部分的にチャネルを形成する。第３に、くさびは、それがくさびの存在によって変位した液体の見掛け深さを向上するため、デバイスの動作の容易性を向上させる。つまり、くさびは、くさび領域（Ｄ２とＤ８との間）内の流体の体積を変位するための機能を果たし、かつ、Ｄ４とＤ５との間の寸法が変位により増加されるにつれてこれら液体の見掛け深さを増加する効果を有し、必然的に、Ｌ４およびＬ５におけるマーカ６４４間の間隔をそれに応じて大きくすることができ、オペレータのための良好な分解能を提供する。この効果によって、オペレータは、ここで、ＲＢＣ通路６３９を通じたＲＢＣの排出をいつ停止するかをより正確に判断することができる。

【0069】

図２１は、組み立てられ、ＲＢＣポート６３８が開いており、血漿ポート６１２が閉じており、ＲＢＣがＲＢＣ血漿レシーバ６４７に排出されている運転状態にある図１９のデバイスを示す。血漿６４３は未だ受入チャンバに排出されていない。空気コア６４６が完全に完成され、かつ、分離された流体成分が明確な境界を有して完成されている。スピンしている遠心機の血液を含むチャンバは２つの要素、テーパ状のバレル６０６およびエンドキャップ６１４から構成されている。このチャンバは２つの軸受６１９、６０４においてスピンし、小さい方の軸受６０４はチャンバの狭い端部を位置決めし、大きい方の軸受６１９はチャンバの大きい方の端部を間接的に駆動軸６１７およびバルブキャップ６１６を介して位置決めする。小さい方の軸受６０４は透明な中間カバー６０７内に取り付けられており、大きい方の軸受は従動子６１８内に取り付けられている。バルブキャップ６１６はエンドキャップ６１４のキーまたはピン（不図示）によって駆動されるチャンバ構成要素とともに回転し、さらにカム従動子６２０およびカム６２１によって軸方向に動作する従動子６１８によって軸方向に推進され、回転軸線に沿って軸方向に直線運動することができる。バルブキャップ６１６の軸方向の動きはＲＢＣポート６３８および血漿ポート６１２の位置を制御し、したがって、ＲＢＣ通路６３９からのＲＢＣの排出または血漿通路６１０からの血漿の排出を制御する。カム６２１（通常、数は３つであるが、３つよりも多くても少なくてもよい）がドラム６１３と一体化している。従動子６１８はドラム６１３内において軸方向に移動することができるが、従動子の雄キー６３１と下部構造６２４の雌キーとによって回転が防止される。ドラム６１３を回転することによって、オペレータは従動子６２０を軸方向に移動させ、したがって、ＲＢＣポート６３８および血漿ポート６１２の位置を制御する。ＲＢＣ血漿レシーバ６４７は排出されたＲＢＣおよび過剰な血漿を捕捉するために回転要素を取り囲み、かつ、バルブキャップ６１６とともに軸方向に移動する。

【0070】

シャフト６１７とバルブキャップ６１６との間の間隙、およびバルブキャップ６１６とエンドキャップ６１４との間の間隙は、エンドキャップ６１４とバルブキャップ６１６との間の嵌め合いおよび同心性に影響する。「Ｏ」リング６４８、６１１は、シールとして機能するおよび／またはこれら２つのキャップ間のサスペンションとして機能する。間隙が非常に小さく維持される場合、「Ｏ」リングはシールとしてのみ機能するが、間隙が大幅に増加される場合、「Ｏ」リングはシールとしておよびサスペンションとしての２つの機能を兼ねる。このようなサスペンション特性はチャンバアセンブリ（シャフト６１７、エンドキャップ６１４およびバレル６０６）上において振動するバルブキャップ６１６の固有振動数が動作速度よりも大幅に低くなるか大幅に高くなるように選択される。

【0071】

駆動軸６１７に取り付けられた遠心機カップリング６３３は、モータ６２６からモータカップリング６２９を介してねじり駆動（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｄｒｉｖｅ）を受け取る。モータ６２６は、ベース筐体６２５にしっかりと固定された下部構造６２４に取り付けられている。オペレータにより作動されるラッチ６２２は、使い捨て部分６００がドラム６１３と一体の環状部に係合することにより、再利用可能部分６０１に対してしっかりと配置されることを確実にする。

【0072】

使い捨て部分６００は無菌ユニットとして届き、実験室環境において無菌領域の近傍において使用される。ＰＲＰまたはＰＰＰを調製および適用するための工程の完了時（１人の患者への複数の適用のためにデバイスの複数回の運転を伴う場合がある）、使い捨て部分６００はバイオ廃棄物流（ｂｉｏ ｗａｓｔｅ ｓｔｒｅａｍ）に廃棄される。しかしながら、再利用可能部分６０１は実験室内に残り、保管のため別の場所に移動されてもよい。全血または血液成分が再利用可能部分６０１を汚染しないことを確実にするため、これら流体の放出を防止するための種々の要素が用いられてもよい。図２６を参照すると、吸収性ワッシャ６３２、６３６は、レシーバ６４７からの任意の漏れを捕捉することができ、ゲル化促進剤６４９は、レシーバ６４７の排出された流体を流れないゲル状質量にゲル化させることができる。その代わりに、シール軸受６１９（不図示）およびドラム６１３と従動子６１８との間の回転するダイヤフラム（不図示）は、全ての液体を捕捉することができる。吸収性材料は、多孔質ポリエチレン（商品名「ポレックス（Ｐｏｒｅｘ）」で販売されているような）、高吸収性ポリマー、ポリアクリレート、高分子電解質、ヒドロゲル、チョーク、セルロース繊維またはスポンジ、または織布、または当技術分野において公知の他の適切な材料から作製されうる。ゲル化促進剤は、マルチソーブテクノロジーズインコーポレイテッド（Ｍｕｌｔｉｓｏｒｂ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．）によりドリモップ（Ｄｒｉｍｏｐ）（登録商標）の名称で販売されているような材料から作製されうる。チャンバに回収されたＰＲＰの残留物はポートバルブ６０２によって収容される。漏れに対するこれら解決策の組み合わせもまた当業者には明白である。

【0073】

図２８〜３１は、前に記載したＲＢＣ血漿レシーバ６４７の別実施形態である半径方向インデックスバルブレシーバ７００を示す。この半径方向インデックスバルブレシーバは、内容がレシーバから溢れることを防止するために回転するドラム６１３および従動子６１８（前に図２１に示したような）と連係して動作する半径方向インデックスバルブを組み込む。半径方向インデックスバルブレシーバ７００は、２つの嵌合構成要素、上部バルブ７０１および下方保管チャンバ７０２を含む。上部バルブ７０１は、好ましくは、４つのスロット７０４を含み、下方保管チャンバ７０２は、４つのスロット７０５を含む。スロットの数は変更することができ、通常、各構成要素のスロットの数は同じである。上部バルブ７０１は、ドラム６１３が回転すると上部バルブ７０１が回転するようにドラム６１３の溝（不図示）と協働するインデックスタブ７０３を含む。上部バルブ７０１は、また、３６０度液体入口窓７０７を含む。下方保管チャンバ７０２はその内周に従動子６１８のタブ（不図示）と協働する溝７０６を含む。溝７０６は下方保管チャンバ７０２を従動子６１８にキー留めするように機能し、ドラム６１３が回転する際に下方保管チャンバ７０２が回転することを防止する。図３０を参照すると、上部バルブ７０１および下方保管チャンバ７０２は環状インタロック特徴部７０９、７０８を含む。図３１の分解図により詳細に示されるように、インタロック特徴部は、スロット７０４、７０５および嵌合面７１０、７１１を含む。図３０に見られるように、インタロック特徴部７０９、７０８は上部バルブ７０１と下方保管チャンバ７０２とをともにスナップ留めすることができ、そこで嵌合面７１０と７１１とが水密シールを形成するように締まり嵌めを画定する。使用時、レシーバ７００は、上部バルブ７０１のスロット７０４は保管チャンバ７０２のスロット７０５と重ならない図２８に示すような位置において供給されるべきである。遠心機チャンバ６４６には、その後、血液が充填され、遠心機が作動される。ドラム６１３が回転し、ＲＢＣバルブポート６３８（図２１を参照して前に記載したように）が開くと、上部バルブ７０１がドラムとともに回転するため、スロット７０４とスロット７０５とが少なくとも部分的に重なり、それによって、図２９に見られるように、２つのレシーバ構成要素７０１とレシーバ構成要素７０２との間に通路を形成する。排出されたＲＢＣ６４１は、３６０度液体入口窓７０７を通じて上部バルブ７０１に入り、スロットの重なった領域を通じて重力により下方保管チャンバ７０２内に排出される。ドラム６１３が回転してその定位置に戻り、バルブポート６３８からのＲＢＣ６４１の流れを停止すると、スロット７０４およびスロット７０５は、図２８に示される、重なっていない位置に戻るため、下方保管チャンバ７０２内のＲＢＣを封止する。同様に、血漿ポート６１２を開くためにドラム６１３が反対方向に回転すると、スロット７０４およびスロット７０５の両側が重なることになるため、排出された血漿６４３が重なったスロットを通じて下方保管チャンバ７０２内に排出されることを可能にする。ドラム６１３は、その後、プロセスの終了時に回転してその定位置に戻り、スロット７０４およびスロット７０５を重なっていない位置に戻すため、廃棄される流体を下方保管チャンバ７０２内に封止する。これにより、後の処理および使い捨て部分６００の処分時の流体のいかなる漏れも防止する。

【0074】

スロット７０４およびスロット７０５の一般的な寸法は、上部バルブ７０１がいずれかの方向に回転した場合に重なりがあるようなものである。好適な一実施形態においては、上部バルブスロット７０４はそれぞれ３０度の周縁を含む一方で、下方保管チャンバスロット７０５は５０度の周縁を含む。この寸法は閉じた姿勢にある場合スロットの縁の間に５度を残す。ドラム６１３はバルブキャップ６１６のポートを開くために約３５度回転することになる。これはスロット７０４とスロット７０５の３０度の重なりを生じさせ、または換言すると、上部バルブ７０１の各全スロット７０４はスロット７０５を介して下方保管チャンバ７０２に対し完全に開かれる。スロットの幾何学的形状寸法および配置の他の組み合わせが可能であるとともに、当業者には明白である。上部バルブ７０１および保管チャンバ７０２は、通常、ポリプロピレンおよびポリエチレンを含むが、それらに限定されない弾性熱可塑性樹脂を使用してブロー成形された構成要素である。

【0075】

再利用可能部分６０１は、交流電源からまたはコードレスドリル等に使用されているもの等の直流電源函からのコードが取り付けられた変圧器（不図示）によって電力を供給される。不図示の追加の物品は、ベース筐体６２５に取り付けられた、遠心機の電源オンオフ、電源オンからの経過時間を示す簡単なディスプレイである（が、それに限定されず）、かつ、経過時間が特定のレベルに到達した場合にオペレータに警告するためのそのような可聴警報などの物品を含んでもよい。加えて、基部６２５に取り付けられており、使い捨て部分６００に取り付けられている磁石に応答するホール効果スイッチまたはリードスイッチ（不図示）は、ベース筐体６２５内のドラム６１３の回転を示すために使用される、および／または、流体成分の最適な分離に必要とされる可能性がある様々なモータ速度を選択するために使用される。

【0076】

ドラム６１３を手動で回転させるオペレータの代わりに、基部６２５内のアクチュエータ（例えば、モータとギアボックスの組み合わせまたはねじジャッキ）が、上に記載したスイッチからの信号および−または動作を最適化するために用いられる小型の固体コンピュータからの信号に応じ、ドラムを自動的に回転させることができる。

【0077】

図２２は、ＡＡにおける図２１の簡易断面図である。血液はその主要成分である血漿６４３、赤血球６４１、６４２のバフィコート（ＢＣ）に分離されている。
図２３は、図２１のＢＢにおける簡易断面図である。この断面図は、通路６１０と、「Ｏ」リング６１１とを含む血漿バルブの構造を示す。これら出口ポートの構造は図３の（ｂ）に示されるものに類似する。このバルブが開かれると、ポート６１２は通路６１０と整列する位置に移動し、それを通る流体の流れを可能にする。

【0078】

図２４は、ＲＢＣバルブポート６３８が閉じ、血漿ポート６１２が開き、血漿排出が完了した状況において運転している図２１のデバイスを示す。血漿６４３の量は最終量である。

【0079】

工程に乏血小板血漿（ＰＰＰ）が必要である場合、ＰＰＰレシーバにはわずかに異なる構成が必要とされる。図２５は、図２１に示されるものと同様のほとんどの構成要素を有するが、２つのレシーバがあり、１つはＲＢＣ６３７用、１つはＰＰＰ６３５用である。２つの流体成分はスピンしているチャンバからの排出によって捕捉されることから、血漿ポート６１２およびＲＢＣポート６３８が適切な流体成分を排出する際に、血漿ポート６１２およびＲＢＣポート６３８の異なる軸方向位置を受け入れるために、レシーバは両方ともドラム６１３に対して軸方向に固定される必要がある。血漿アクセスポート６４５はレシーバ６３５の壁にまたがり、ドラム６１３のスロットまたは開口部（不図示）を貫通する。このポートはＰＰＰの除去のために皮下針の通過を可能にするニトリルゴムなどのエラストマ材料のものである。

【0080】

使用時、オペレータは無菌使い捨て部分６００を再利用可能部分６０１に配置し、ドラム位置は工場出荷時に血漿ポート６１２およびＲＢＣポート６３８の両方が閉じる位置に事前設定される。オペレータは、その後、患者からの全血をシリンジに充填し、この血液をシリンジによりポートバルブ６０２を通じて遠心機チャンバ内にチャンバが充填されるまで導入する。デバイスは作動され、モータが約１分間運転される。その時間により、血液は、ＲＢＣ、バフィコートおよび血漿の一次層（ｐｒｉｍａｒｙ ｌａｙｅｒ）に分離される。この時点で、ドラムはＲＢＣバルブを開位置に配置するように回転し、そこでＲＢＣがレシーバ６３７内への排出を開始する。ＲＢＣが排出されるにつれてＲＢＣとバフィコートとの間の界面（図２０ａのＤ５）が回転するバレル上のマーキング６４４に近づく（図２０ａのＬ５およびＬ４）。界面が６４４のマークの間にある場合（ＲＢＣポート６３８が開いた約３０秒後）、ドラムはＲＢＣポートを閉じ、血漿ポート６１２を開くために回転される。血漿が、その後、レシーバ内に排出され、空気コアがさらなる排出を制限するまでこれを継続する。この時点において（血漿ポートが開いた約３０秒後）、モータは停止され、チャンバ内の濃縮された残留物サンプルは患者への（またはインプラントとして使用される予定の材料への）注入のためポート６０２を通じてシリンジおよびカニューレによって除去される。ＰＰＰ製剤の場合、デバイスは図２５に示されるデバイスに合致し、かつ、ＰＰＰが図２５の側部エラストマポート６４５から抽出されること以外は、プロセスはＰＲＰについて記載したものと同じである。

【0081】

遠心分離の様々な速度を利用すること、およびチャンバからの出口が配置される直径を変更することによって、様々な成分を濃縮すること、または回転チャンバ内における流体材料の異なる比重の分画を分離することが可能である。例えば、当業者には公知のように、より遅い速度で回転し、上述のようにＲＢＣの大部分を除去すると、懸濁した血小板を伴う血漿材料が提供される。より低い速度で回転すると、血小板は血漿から比重によって識別されない。回転速度を増加すると、血小板は、したがって、血漿から比重によって識別される傾向があり、オペレータによって要求される血液製剤の所望の組み合わせの実現における柔軟性を可能にする。

【0082】

前に記載した種々の実施形態では円形断面を有する血液分離チャンバについて説明したが、ＲＢＣ通路に向かう赤血球の適切な流れを促進するための角度が付けられたまたはテーパ状の内径がある限りは、高速回転が可能な任意の形状を利用できる。例えば、卵形の断面を提供する分離チャンバを用いてもよいが、その理由は、それが適切に平衡し、かつ、必要な回転速度に好適であるためである。同様に、様々な形状の断面プロファイル（例えば、八角形、正方形、三角形等）を有する他の分離チャンバを用いることができ、かつ、必要であれば、回転時に適切な平衡を確保するために重さにより平衡する。さらにまた、例えば、２つ以上の円のセクションを提供することによりデバイスにおいて複数のチャンバを利用してもよく、またはその代わりに２つ以上の器を複数のチャンバの回転を可能にするために平衡させ、集合的にロータを形成してもよく、この場合、チャンバのそれぞれは特定の血液成分（例えば、ＲＢＣおよび血漿）の排出を提供する一方で、チャンバのそれぞれにおいて濃縮された所望の血液成分の濃縮およびアクセスを可能にする。

【0083】

本明細書中に記載される実施形態は全血からの成分の分離における使用を主に意図したものであるが、それらは他の液体においても使用してよい。血液製剤の場合、血液をその成分に層状化するためにデバイスが動作され、赤血球および血漿が血液分離チャンバから前に記載した赤血球および血漿通路を通じて除去されると、血小板および白血球を含有する濃縮されたバフィコートがチャンバ内に残る。記載した全ての実施形態においては、デバイスのオペレータは、さらに、生じたバフィコートを、１つまたは複数の追加の生体適合性溶液を分離補助材としてデバイス内に添加し、任意選択的に、さらなる遠心分離ステップを実施することによって浄化することを選択してもよい。これら追加の生体適合性溶液は時として鮮鋭化流体（ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ）と呼ばれる。前に記載したように、バフィコートは血小板および白血球細胞（すなわち白血球）を含むいくつかの成分からなり、そのそれぞれは特有の比重を有する。白血球細胞は顆粒球およびリンパ球および単球などのリンパ系細胞を含み、これらのそれぞれは特有の比重を有する。いくつかの適用例においては、これら成分の１つまたはいくつかをバフィコートから分離または除去し、さらに精製された治療的材料を提供することが重要である。例えば、ある研究者は、白血球細胞をバフィコートから除去することによってインビトロ性能が向上することを見出した（Ｓ．Ｒ．ムロウィエク（Ｓ．Ｒ．Ｍｒｏｗｉｅｃ）ら著、「改良されたバフィコート濃縮血小板を調製するための新規技法（Ａ ｎｏｖｅｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｕｆｆｙ ｃｏａｔ ｐｌａｔｅｌｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ）」、ブラッドセル、モレキュルズアンドディジージズ（Ｂｌｏｏｄ Ｃｅｌｌｓ， Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅｓ）、１９９５年、２１巻、３号、２月１５日、ｐ２５〜２３）。例として、バフィコートの種々の成分（例えば、白血球細胞）のさらなる分離を可能にし、それによって、血液の非常に特殊な小成分を鮮鋭化するために具体的に目標とする比重を有する一定量の１種または複数種の液体（例えば、鮮鋭化流体）が血液分離チャンバ内に送達されうる。その代わりに、上に記載した濃縮プロセスを繰り返すことによって、血漿または赤血球のいずれかの残留痕跡（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｔｒａｃｅ）を含まない血液成分が実現されるように、赤血球または血漿の全ての除去を可能にするために鮮鋭化流体をバフィコートと、赤血球または血漿成分のいずれかとの間の目標とする比重のものとすることによって使用してもよい。そのような鮮鋭化流体は、目標とする生物学的成分と目標としない生物学的成分との間の境界の識別を補助するための着色剤、マーカまたは他の指示薬を含みうる。フィコールパック（Ｆｉｃｏｌｌ−Ｐａｑｕｅ）ジアトリゾ酸ナトリウム溶液（１．０７７ｇ／ｍＬの密度、ＧＥヘルスケア（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）によって販売されている）、パーコール（Ｐｅｒｃｏｌｌ）（１．０８８ｇ／ｍＬの密度、ＧＥヘルスケア（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）によって販売されている）、およびセルローション（Ｃｅｌｌｏｔｉｏｎ）（日本全薬工業株式会社（Ｚｅｎｏａｑ）によって販売されている）などの流体および当技術分野において公知の他の流体が多様な治療的に有益な細胞および他の生物学的成分を精製、分離および／または濃縮するために使用されうる。

【0084】

別の実施形態においては、生体適合性鮮鋭化流体は、血液製剤に選択的に結合し、その後、遠心分離によって隔離または分離され、より濃縮された所望の血液成分を生じてもよい。結合を達成するための種々の技術は当技術分野において公知であり、例えば、所望の比重の固形ビーズ成分に抗体をコーティングし、鮮鋭化流体層を目標とする血液成分（または逆に、所望の血液成分から分離されるべき血液成分）と選択的に結合するために用いてもよい。その代わりに、例えば、分離化学（例えば、クロマトグラフィまたは吸収）の公知の技術を使用する当業者に公知の種々の技術および試薬を用いてもよい（ＨＰＬＣおよびＦＰＬＣ）法において使用されるイオン交換樹脂など）。これら実施形態においては、血液分離チャンバ内の材料を層状化するために回転が用いられる場合、前に濃縮された血液製剤を含む血液分離チャンバに鮮鋭化流体を添加し、結合する機会を与えると、不要な血液製剤から所望の血液製剤が分離されることになる。分離された製剤の除去は上述のように出口の１つまたは両方を通じて進めることができる。この実施形態における鮮鋭化流体の結合は、回収される際、血液成分が鮮鋭化流体から非結合とされてもよく、かつ任意選択的に、いかなる鮮鋭化流体も含まない回収された血液製剤を提供するための別の精製工程に供されるように、当技術分野において公知の技術を使用して反転可能であってもよい。

【0085】

前と同じく、オペレータまたはセンサがチャンバからの流体の排出を制御するバルブ機構の作動を生じさせるのであれば、出口バルブをいつ閉じるかを決定するにあたり検出可能な界面は有利である。この理由のため、鮮鋭化流体は、好ましくは、ある手法において、例えば、色によって識別可能であることにより、界面においてチャンバ内の他の成分と識別可能である。その代わりに、チャンバ内の流体を識別し、かつ、オペレータまたはセンサによって検出可能な界面を形成するために、鮮鋭化流体との遠心分離の前に、生体適合性の、選択的色素またはマーカ材料を添加してもよい。したがって、選択的着色は、所望の成分間の界面と、血液分離チャンバから出口ポートのうちの１つまたは両方を通じて除去されることが求められる成分の検出を容易にする。

【0086】

別の実施形態においては、デバイス７５０は、血液サンプルの選定された分画をスピンしているチャンバのポート７５２からの噴射動作により生物学的適合性の足場７５１に直接塗布するため図３２に示すように構成されている。足場の例には、精製コラーゲンパッドまたは粉末、細胞外基質シートまたは粉末製品、骨充填材、および吸収性または非吸収性合成メッシュを含むが、これらに限定されない。図３２に示される実施形態においては、カム６２１は４つの位置、１〜４を有し、先の実施形態について前に記載した３つの代わりに、位置＃１は最低位置である。バルブキャップ６１６は追加のＢＣポート７５２を有し、エンドキャップ６１４は追加のＢＣ通路７５５を有する。前に記載した遠心分離手順に続き、従動子６２０はカム６２１上の中立位置＃３から位置＃４に回転し、赤血球がポート６３８から出てレシーバ６４７に入るようにポート６３８をＲＢＣ通路６３９と整列させる。適切な時に、従動子６２０はカム６２１上の＃２位置に回転し、血漿がポート６１２からレシーバ６４７内に出るようにポート６１２を通路６１０と整列させる。最終ステップでは、従動子６２０はカム６２１上の位置＃１に回転し、ＢＣがＢＣレシーバ７５３に出ることを可能にするためにＢＣポート７５２を通路７５５と整列させる。図３２の実施形態においては、ＢＣレシーバ７５３は足場７５１を含む。足場７５１は、ＢＣを、それがＢＣレシーバ内に排出される際に受け取ることができ、例えば、足場にはＢＣが直接噴霧されてもよく、またはその代わりに、毛管作用または足場７５１への吸収によってＢＣを材料に吸い上げることもできる。所望の量のＢＣがポート７５２を出ると、従動子６２０はカム６２１上の中立位置＃３に戻り、モータがオフに切り替えられる。ここではＢＣによって処理された足場７５１は、その後、レシーバ７５３から無菌的に除去されてもよい。種々のアクセス方法を用いてもよいが、１つの例は、足場へのアクセスを提供するために、連結接合部７５４において中間カバー６０７を取り外すことによってアクセスを提供することである。レシーバ、カムおよびポートの設計の類似の変更を使用すると、血液分画のいずれも所望の足場に直接塗布することが可能である。

【0087】

足場へのＢＣの直接塗布では、塗布は開放された容器における手動ではなくむしろ閉鎖された系において自動的に実施されるため、時間節減になり、製剤の汚染の可能性が低下することになる。また、ヒト病原体を含む可能性のある血液製剤の取り扱いの量を低減することによって医療従事者の感染の可能性が低下する。

【0088】

レシーバ７５３内の足場７５１に塗布された血球の早期破壊を防止するため、材料が遠心分離チャンバから排出される力を制御することができる。例として、３０ｍｌの容量、０．０２５４センチメートル（０．０１”）の出口穴径を有するデバイスにおいて遠心力（ｇ）が約１０００ｇ未満に低減された場合、遠心機ではより高い比率の無傷の血球が提供され、速度が約３００ｇの範囲までさらに低減されると血球生存はさらに向上することが示されている。遠心分離速度の変化はソフトウェア内のタイマまたはバルブ機構の動きによって発生した信号によって自動的に開始するようにソフトウェア内にプログラムされる。

【0089】

本発明に従い組み立てられた遠心機１００の別の代替的な例示的実施形態が図３４に示される。その遠心機もまた、生物学的液体混合物（血液などであるがそれに限定されない）の選択成分の分離、濃縮および回収のために配置されており、基本的に、２つの主要アセンブリ、すなわち、着脱可能なディスク形状の回転アセンブリ１１２およびハウジング１１３を含む。ハウジングは、回転アセンブリと、駆動モータ１２６と、対応する電気駆動回路（不図示）と、スイッチ（不図示）と、を含む。着脱可能なディスク形状の回転アセンブリ１１２は、基本的に、分離チャンバ１４３と、この例示的ケースにおいては、分離された成分の受入のための２つの回収チャンバ１０９およびチャンバ１１０と、を含む。特に、示される例示的実施形態においては、回転アセンブリは、赤血球などのより高い比重の流体の回収のための第１または外部回収チャンバ１１０と、血漿などのより低い比重の流体の回収のための第２または内部回収チャンバ１０９と、を含む。これらチャンバのそれぞれは環状の形状であるが、回転アセンブリが不平衡により誘発された振動を防止するために平衡するように構成されている限りは異なる形状のものとすることもできる。遠心機が運転している際、カバー１０１が回転アセンブリ１１２を密閉する。この実施形態においては、その種々の内部構成要素を有するハウジング１１３は生物学的液体混合物に直接接触しない限りは再利用可能であることが想定される。取り外し可能な回転アセンブリ１１２は、対照的に、使用後に使い捨てされるとみなされてもよい。

【0090】

回転アセンブリ１１２の３つのチャンバは、延在するハブ１２７を有する本体１０８と、カバープレート１０５と、バルブプレート１１５とを含むいくつかの構成要素から構成されている。これら３つの構成要素は全ての界面において漏れのないシールを提供するためにともに固定されている。その代わりに、これら構成要素は一体型構造のものとしてもよく、例えば、ステレオリソグラフィまたは鋳造を含む種々の製造技術を使用して単一部品として形成してもよい。固定されたバルブプレート１１５は延在するハブ１２７にしっかりと固定されているため、ハブに印加される回転力が回転アセンブリの回転を生じさせる。回転アセンブリはまた、カバープレート１０５に配置されており、処理のための、分離チャンバ１４３への生物学的液体混合物の導入のための手段としての機能を果たす、貫通可能な膜１４４の形態のアクセスポートを特徴とする。アクセスポートは任意の適切な構造のもの、例えば、一方向ダックビルバルブとすることができる。アクセスポートは、また、生物学的混合物の任意の残留する分離された成分、例えば、生物学的混合物が血液である場合はバフィコートの除去のための手段としての機能を果たしてもよい。

【0091】

動作時、分離チャンバ１４３と、回収チャンバ１１０および回収チャンバ１０９との間の流体の流れは、そこを通過する流体の流れを制御するために選択的に開閉するよう独立して作動することができるバルブ１３８およびバルブ１１７（後述される）によって制御される。バルブは流体経路１４１、１４０、１０６を介して分離チャンバの内部と流体連通しているため、回転アセンブリの一部として回転する。流体経路１４０は上部プレート１０５の下面と本体１０８との間にチャネルを含み、かつ、分離チャンバ１４３の内部と流体連通している。経路１４１は経路１４０と流体連通している。経路１４０は環状の形状であり、かつ経路の終端に配置されているバルブ１３８と流体連通している。ここで、経路１４０は環状形状のものである必要はないことに注目すべきである。形状が環状ではない場合、回転アセンブリは経路１４０に対して直径の方向に対向する同様の形状の経路または回転時に振動しないようにアセンブリを平衡させる他の何かのいずれかを含むべきである。流体経路１０６もまた分離チャンバ１４３の内部と流体連通しているが、流体経路１４１よりも小さな半径方向距離においてである。経路１０６は経路の終端に配置されているバルブ１１７と流体連通している。経路１０６は形状が環状ではないがむしろ孔を含む。好ましくは、平衡したアセンブリになるように経路１０６に対して直径の方向に対向する同様の経路が配置されている。必要に応じて、経路１０６は環状とされうる。

【0092】

説明されるように、バルブ１３８およびバルブ１１７は、回転アセンブリの他の要素に対して静的および動的な要素を特徴とする。静的要素は、回転アセンブリに対して固定されている一方で、動的要素は回転アセンブリに対して移動または枢動するように配置されている。

【0093】

図３４ならびに図３５および図３７の拡大詳細図に示すように、バルブ１３８およびバルブ１１７のそれぞれは二方向（オン／オフ）バルブである。各バルブは各バルブの静的（固定）部を形成する共通のバルブプレート１１５を含む。各バルブの可動（摺動可能）部は共通のバルブスライダ１１６（図３７）の円弧状セクションまたはセグメントの形態である。各バルブはその開位置にある場合、流体がそれを通過してその各々の回収チャンバに流れ込むことを可能にするように配置されている。特に、開いているとき、バルブ１３８は流体がそれを通過して回収チャンバ１１０に流れ込むことを可能にする。同様に、開いているとき、バルブ１１７は流体がそれを通過して回収チャンバ１０９に流れ込むことを可能にする。したがって、バルブは生物学的液体混合物の分離された成分の、分離チャンバ１４３から回収チャンバ１１０、１０９への制御された移動を可能にする。

【0094】

漏れのない動作を確実にするため、バルブは、互いに対向し、かつ、互いに対して摺動または枢動するバルブの各々の部品間に弾性シール材料を用いている。特に、バルブ１３８およびバルブ１１７それぞれの構造を示す図３５に明確に示されるように、各バルブの静的部分、すなわちバルブプレート１１５は、バルブプレート１１５の各々の円形凹部に２つのＯリング１４６を収容している。バルブプレート１１５と一体の２つの柱１４７、１４８はそこから下方に突出する。柱は、各柱にしっかりと固定された支持ガイドカバー１５２と協働し、その間にスロットを画定する。スロットの断面は「ａｂｃｄ」によって示される（図３５を参照）。各バルブのスロットａｂｃｄはバルブプレート１１５の下に、バルブプレートの面に平行して延在し、その中に共通のバルブスライダ１１６の各々の円弧状セグメントを摺動可能に受容するように配置されている。特に、バルブ１３８のスロットがバルブスライダ１１６の円弧状セグメント１５４（図３７）を摺動可能に受容する一方で、バルブ１１７のスロットはバルブスライダの円弧状セグメント１５３を摺動可能に受容する。バルブスライダ１１６は、後述するようにバルブ１３８およびバルブ１１７を動作する（すなわち開くおよび閉じる）ために回転アセンブリ１１２の中心長手方向軸線（図３４および図３７に示される回転軸線Ｘ）を中心に枢動されるように配置されている。

【0095】

図３５において最も良く分かるように、各バルブにおいてバルブプレート１１５は入口ポートまたは穴１８２および出口ポートまたは穴１８３を含む。ポート１８２およびポート１８３はバルブプレートの対応する部分を貫通し、その下に位置するスロットａｂｃｄと流体連通する。各バルブは、その対応する円弧状セグメント１５３または円弧状セグメント１５４の下面にしっかりと固定され、かつ、そのバルブのスロットａｂｃｄ内に配置されているシールプレート１５０を含む。バルブスライダ１１６の円弧状セグメント１５４は、横断スロット１５１によって繋がれた一対の穿孔または穴１４９を含む。円弧状セグメント１５４の２つの穿孔１４９は、バルブスライダ１１６が軸線Ｘを中心として１つの回転方向に枢動されると、バルブ１３８のポート１８２およびポート１８３と整列し、流体連通にされるように配置されている。同様に、円弧状セグメント１５３の２つの穿孔１４９は、バルブスライダ１１６が軸線Ｘを中心として逆の回転方向に枢動されると、バルブ１１７のポート１８２およびポート１８３と整列し、流体連通にされるように配置されている。したがって、バルブスライダ１１６が、その穿孔１４９がバルブ１３８のポート１８２およびポート１８３と整列する位置まで枢動されると、遠心分離によって分離されたより高い比重の流体が分離チャンバ１４３からチャネル１４１を通過し、経路１４０を下り、ポート１８２に流れることを可能とする。そこから、その流体は横断スロット１５１を通過して出口ポート１８３に流れ、そこから、それはチャンバ１１０内に流れる。バルブスライダ１１６が、その穿孔１４９がバルブ１１７のポート１８２およびポート１８３と整列する位置まで枢動されると、遠心分離によって分離されたより低い比重の流体が分離チャンバ１４３から経路１０６を通過し、ポート１８２に流れることを可能とする。そこからその流体は横断スロット１５１を通過して出口ポート１８３に流れ、出口ポート１８３からチャンバ１０９内に流れる。

【0096】

スロットａｂｃｄの寸法は、バルブを開閉するために円弧状スライダセグメント１５３、１５４が摺動する際に漏れを防止するため、Ｏリング１４６に適切な圧縮を提供するように選定される。

【0097】

バルブ１３８およびバルブ１１７は回転アセンブリの一部であるため、デバイスが動作している間にバルブの作動を生じさせるための力変換機構が提供される。この力変換は当業者に公知の種々の技術を使用して実現してもよい。デバイスにおいて使用するのに適した１つの例示的な力伝達機構をここで記載する。

【0098】

バルブスライダがバルブプレート１１５に対して軸線Ｘを中心に２つの回転方向に枢動することを可能にするために、螺旋歯を備えた一対の構成要素が提供される。それらの構成要素は、図３６において最も良く分かるように、全てが回転して生物学的液体混合物の分離のための遠心場を形成する一方で、互いに対して軸方向に動作するように配置されている。図３４を参照すると、チャンバ本体１０８が、延在するハブ１２７に組み込まれた雄軸方向スプライン１２１を有するのを見ることができる。トランスレータ１２２は延在するハブ１２７の雄スプライン１２１上において軸方向に摺動する雌スプラインを有する。トランスレータはその外側に螺旋歯１２０を含む。バルブスライダハブ１８４はトランスレータの外歯１２０と噛合する内螺旋歯１１８を有する。トランスレータ１２２はスリーブ１３２の軸方向運動によって玉軸受１３０を介して軸方向に動作する。そのスリーブはハウジング１１３の一部にあるスロット１３７とキー留めされている。スリーブ１３２は、さらには、コントロールスリーブ１３６の内部に形成されたカム１２４によって軸方向に駆動される。コントロールスリーブ１３６はタブ１３４によって駆動され、回転するように配置されている。タブはハウジング１１３内のスロットを通過する。コントロールスリーブ１３６は３つの位置を有し、中間位置は図３７に示されるバルブプレート位置に一致する。コントロールスリーブ１３６が回転すると、カム１２４に載るスリーブ１３２が軸方向運動を形成し、これをトランスレータ１２２が回転運動に変換し、これによりさらには、バルブの作動を案内するようにバルブスライダ１１６の枢動を生じさせる。トランスレータ１２２がモータ１２６に対して駆動されるように戻りばね（不図示）はバルブプレート１１５をねじれた状態に付勢する。

【0099】

取り外し可能な回転アセンブリ１１２全体をモータ１２６の駆動軸１２３に取り付け、蝶ナット１０３によって所定の位置に保持する。回転アセンブリ１１２の回転はモータ１２６によって駆動され、対応するドライブシャフト１２３はキー１０４を介して駆動される。ドライブシャフト１２３は玉軸受１４５およびモータ駆動部端部１２５によって配置されている。モータ１２６は同様に玉軸受１４５を配置するフレーム１２８に取り付けられている。

【0100】

デバイス１００の動作時、コントロールスリーブ１３６は、移動止め（不図示）によって制御され、中心位置に配置される。新しい取り外し可能な回転アセンブリ１１２が駆動軸１２３上に配置され、戻りばね（不図示）を圧縮するために押下されるため、図３７に示される位置に２つのバルブスロット１５１を備えたバルブプレート１１５をその始動位置に配置する。蝶ナット１０３が、その後、取り外し可能な回転アセンブリ１１２を所定の位置に保持するためにドライブシャフト１２３のねじ状部分１０２上に回される。分離のための流体（生物学的液体混合物、例えば、血液）の充填が膜１４４を介してチャンバ１４３内に注入される。モータ１２６をオンにし、生物学的液体混合物をそのいくつかの成分層に、分離チャンバ１４３内の同心性の層として分離するのに適切な速度において運転させる。適切な回転速度において、この分離は約９０秒以下、より一般には、約１分で行われる。非常に類似する比重を有する混合物においては、この時間は延長してもよい。成分の分離が行われると、タブ１３４は第２の位置に移動して、第１バルブ１３８の穴１４９の１つが入口ポート１８２と整列し、穴１４９のもう一方が出口ポート１８３と整列し、それによって、そのバルブを開くため、生物学的液体混合物の高比重分画が第１バルブ１３８を通じてチャンバ１１０に流れるような位置までバルブスライダ１１６を、軸線Ｘを中心として１つの回転方向に枢動させる。

【0101】

本発明の好適な一実施形態によれば、生物学的液体混合物を分画に分離することによって形成された界面は、それを上部プレート１０５の透明部分を通じて観察することができるように視覚的に検出可能である。その代わりに、前に記載したように、界面はセンサを使用して電子的に検出されてもよい。オペレータまたは検出器による界面の検出感度を高めるために、検出器に対向して、または回転アセンブリの上部プレートの透明部分に対向して配置された回転チャンバの少なくとも一部に、対照的な色または鏡張りの表面を提供することに利点がある。

【0102】

より高い比重の成分がチャンバ１１０に流れると界面の動きが監視される。この界面がチャネル１４１への入口１４２に近づき、チャネル１４１への入口１４２に対する所定の箇所に界面が達すると、例えば、タブ１３４に作用して第１バルブ１３８の閉鎖を誘発することにより第１バルブ１３８を通過する流体の流れが停止される。より高い比重の流体の排出の時間は回転の速度、流体の粘度および流路の最も制限された部分の直径に基づき変化するが、これは通常約１５秒の流れの後であることは予想される。第１バルブをいつ閉じるかを判断するためにオペレータが界面を検出し、監視する場合、前に記載したように、界面の動きの速度は、人が反応し、バルブの閉鎖を引き起こすのに適切な時間を有することができるようなものであることが必要とされる。

【0103】

続いて、タブ１３４は、その後、第３の位置に移動され、その後、第２バルブ１１７の穴１４９の１つが入口ポート１８２と整列し、穴１４９のもう一方が出口ポート１８３と整列し、それによって、第２バルブ１１７を開いて、生物学的液体混合物のより低い比重の分画が第２バルブ１１７を通じてチャンバ１０９に流れ込むような位置まで軸線Ｘを中心とした逆の回転方向にバルブスライダ１１６を枢動させる。この流れは、空気が経路１０６に入り、そこで流れが停止するまで継続する。この際、工程の通常約２〜３分で、タブ１３４はその元の第１の位置に戻され、両バルブ１３８およびバルブ１１７はここで閉じられ、モータは電源が切られる。所定量のより低い比重の成分は、任意の中間比重成分（例えば、生物学的混合物が血液である場合はバフィコート）の残留物とともに、ここで、分離チャンバ１４３内に捕集され、例えば、膜１４４を介してシリンジを分離チャンバ内に案内することにより使用のための除去の準備が完了している。取り外し可能な回転アセンブリ１１２は、その後、ドライブシャフト１２３から分離されて、３つのチャンバ１４３、１０８、１０９の１つまたは複数の内容は必要に応じて回収される（例えば、膜およびシリンジを介して）。

【0104】

当業者には認識されるように、適切に機能するために、デバイス１００は流体の変位を可能にするために１つまたは複数の通気口（不図示）を組み込む。理想的には、通気口の１つは流体がチャンバ１０９およびチャンバ１１０に流れ込むとチャンバ１４３に入る空気を提供し、別の２つの通気口は流体がチャンバ１０９およびチャンバ１１０に流れ込むと空気が出ることを可能にする。

【0105】

遠心機１００の一実施形態においては、生物学的液体混合物、例えば、血液、約３０ｍＬの充填、の分離を提供することが望ましい場合がある。この目的のため、上記の回転アセンブリ１１２は、約８ｃｍの最大直径および約１ｃｍの長手方向軸線（回転軸線Ｘ）に沿って測定された高さを有する大きさにされてもよい。処理のため所望されるサンプルサイズを達成するために寸法を増加または減少することが望ましい場合がある。

【0106】

前に記載したように、図３４〜３７に示されるデバイスのチャンバは、環状チャンバであっても、その代わりに、円の２つ以上のセクションを形成する複数の連結されたチャンバであっても、それに代えて、複数のチャンバの回転を可能にするために平衡させてもよい２つ以上の器であってもよく、集合的に、チャンバのそれぞれが特定の血液成分（例えば、赤血球および血漿）の排出を提供する一方で、チャンバのそれぞれにおいて濃縮された所望の血液成分の濃縮およびアクセスを可能にするロータを形成することは理解される。

【0107】

本明細書中に記載されるいずれの実施形態においても、デバイスでは、デバイスが倒れるか、望ましくない角度で動作された場合、回転を停止するか、最低でもチャンバの回転速度を低減する傾斜センサの組み込みが役立つ。デバイスが動作することが予想される回転速度では、角度は流体成分の層化に影響しそうにはないがむしろ、これは回転要素または動作中に振動する傾向があるものを含むデバイスにおいて公知の意図しない動きを防止する。

【0108】

上記の実施形態は、デバイスと、使用のための説明書ならびに保管および無菌性を保つのに適した包装を含むデバイスの動作に必要な付属品とを含むキット形態において利用可能としてもよい。場合によっては、キットは説明書を遠心機デバイスとともに提供してもよく（単一ユニットまたは分離可能な構成要素としてのいずれか）、任意選択的に、鮮鋭化流体を含む分離補助材などの付属品、または濃縮された生成物に関する定性的または定量的情報を提供するのに有用な迅速検査キットを含む。当技術分野においては種々の血液試験法が公知であるが、例えば、濃縮された生成物の濃縮係数または回収効率に関する有用情報を提供する任意の迅速試験キットがキットに組み込まれてもよい。そのようなキットは、濃縮後および任意選択的に濃縮前に迅速検査キットに曝露された血液成分の結果の比較を必要としてもよい。付属品は、包装内の別個の容器内に収容されても、包装中に血液分離チャンバ内に収容されても、遠心機ユニットとは別に利用可能としてもよい。使い捨ての遠心機構成要素に結合されるように配置されたモータを備えた再利用可能駆動構成要素を提供する実施形態においては、キットは、それぞれが再利用可能駆動構成要素とともに使用するのに適した複数の使い捨ての遠心機構成要素を含む。

【0109】

したがって、本明細書中に開示される発明的なプロセスおよび発明はそのステップおよび形態のいくつかが示されたその全般的特性の精神から逸脱することなく追加のステップまたは他の特定の形態によって具現化されてもよいため、本明細書中に記載される実施形態はあらゆる点において例示であり、限定されるものではないとみなされるべきである。発明の範囲は前述の記載よりもむしろ添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の均等の意味および範囲内の全ての変更形態はその中に含まれることを意図する。

【図1a】

【図1b】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18a】

【図18b】

【図19】

【図20a】

【図20b】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27a】

【図27b】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図33a】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】