特許 6562471 遠心分離機

(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】6562471

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】遠心分離機

(51)【国際特許分類】

   B04B 1/02 20060101AFI20190808BHJP

   B04B 11/04 20060101ALI20190808BHJP

   A61M 1/02 20060101ALI20190808BHJP

【ＦＩ】

   B04B1/02

   B04B11/04

   A61M1/02 123

【請求項の数】26

【外国語出願】

【全頁数】37

(21)【出願番号】特願2017-165346(P2017-165346)

(22)【出願日】2017年8月30日

(62)【分割の表示】特願2013-539818(P2013-539818)の分割

【原出願日】2011年11月19日

(65)【公開番号】特開2018-27536(P2018-27536A)

(43)【公開日】2018年2月22日

【審査請求日】2017年9月26日

(31)【優先権主張番号】12/949,781

(32)【優先日】2010年11月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/209,226

(32)【優先日】2011年8月12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

(74)【代理人】

【識別番号】100140453

【弁理士】

【氏名又は名称】戸津 洋介

(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】サウロ、デニス エム．

(72)【発明者】

【氏名】オニール、ティム

【審査官】 田中 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５２８２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−００５６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０６８１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１３０１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０４Ｂ １／００−１５／１２

Ａ６１Ｍ １／００− １／３８

Ｂ０３Ｂ １／００−１３／０６

Ａ６１Ｋ ３５／００−３５／７６８

Ａ６１Ｋ ３６／０６−３６／０６８

Ｃ１２Ｎ １／００− ７／０８

Ｇ０１Ｎ １／００− １／４４

Ｇ０１Ｎ １５／００−１５／１４

Ｇ０１Ｎ ３３／４８−３３／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生物液体混合物中の複数の成分を濃縮および回収するための遠心分離機であって、前記成分は異なる比重を有し、かつ、前記遠心分離機により生じる遠心力場において層を形成することが可能であり、前記遠心分離機はチャンバーを備えており、
ａ）前記チャンバーは、先細になった管状の胴体と、末端壁と、第１のポートとを備えており、前記管状の胴体および前記末端壁は、中心長手軸を有する中空の内部を画定しており、前記第１のポートは、前記中心長手軸から第１の半径方向距離に設けられており、
ｂ）前記チャンバーは、前記チャンバーの前記内部と流体連通する流入点を有するチャネルを備えており、前記チャネルは、前記中心長手軸から第２の半径方向距離に設けられており、前記第２の半径方向距離は前記第１の半径方向距離よりも短く、前記チャネルは、前記流入点から前記第１のポートまで延びており、前記チャンバーは、前記中心長手軸の周りで回転するように設けられており、それにより、前記生物液体混合物中の成分は、前記成分の異なる比重に応じて少なくとも２つの同心層状の成分層に分離し、前記第１のポートは、前記遠心力場による圧力の増大の結果として、前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの第１の層の少なくとも一部が前記第１のポートを通じて前記チャンバーから自動で吐出されるよう、第１のバルブによって選択的に開くことが可能であり、前記チャネルは、前記チャネルの寸法の減少によって、前記チャネルへの前記流入点での前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの前記第１の層の速度が、前記第１のポートでの前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの前記第１の層の速度と比べて減少するように設けられており、
前記チャンバーはウェッジ部をさらに備えており、前記ウェッジ部は先細になった前記胴体の内部に延びており、先細になって前記胴体と共に前記チャネルを画定しており、
前記ウェッジ部は基部を有しており、前記遠心分離機は第２のポートをさらに備えており、前記第２のポートは、前記軸からの第３の半径方向距離に設けられて、かつ、前記ウェッジ部の基部の近傍に配置されている、遠心分離機。

【請求項2】

前記チャネルは、前記第１のポートに隣接して前記第１のポートと流体連通するプレナムをさらに備えている、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項3】

前記遠心分離機は、前記チャンバーから吐出される層状の成分層の量の少なくとも部分的な代わりとして前記チャンバーに空気を流入させる通気孔をさらに備える、請求項１又は２に記載の遠心分離機。

【請求項4】

前記胴体の少なくとも一部は透明な材料を含んでいる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項5】

前記胴体は内面を有しており、前記ウェッジ部は円錐台形状を有し、そのウェッジ部は、前記胴体の前記内部に設けられており、かつ、前記胴体の前記内面から距離をあけて配置されることにより前記胴体の前記内面との間に前記チャネルを画定している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項6】

前記遠心分離機は、再使用可能な部分と使い捨ての部分とをさらに備えており、前記使い捨ての部分は、前記再使用可能な部分に作動的に取り付けることが可能であり、前記再使用可能な部分はモータを含んでおり、前記使い捨ての部分は前記チャンバーを含んでいる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項7】

前記遠心分離機は、回収容器をさらに備えており、前記回収容器は前記第１のバルブが開いたときに開かれることにより、前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの前記第１の層の少なくとも一部を収容するようになっており、前記第１のバルブが閉じたときには前記回収容器が閉じられるようになっている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項8】

前記遠心分離機は血液の分離用に設けられており、前記遠心分離機は駆動部分と血液分離チャンバー部分とを備えており、その駆動部分と血液分離チャンバー部分は着脱可能に互いに固定されており、前記血液分離チャンバー部分は前記チャンバーを含んでおり、前記駆動部分は、固定された位置にあるとき、前記チャンバーを前記中心長手軸の周りで回転させることにより、血液を比重によって分離させ、前記チャネルは、前記中心長手軸に対して角度をなして延びており、かつ、前記チャネルの端部にプレナムを有しており、前記第１のポートは、前記中心長手軸から第１の半径方向距離にあり、かつ、前記プレナムと流体連通している、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項9】

前記第２のポートは、前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの第２の層の少なくとも一部を排出するように設けられており、前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの前記第２の層は、前記少なくとも２つの同心層状の成分層のうちの前記第１の層よりも低い比重を有している、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項10】

前記第１のバルブは、開孔を有するスリーブを備えており、前記第１のポートは、前記開孔が前記第１のポートと軸方向に並んだときに開くように設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項11】

生物液体混合物中の複数の成分を分離するための遠心分離機であって、前記遠心分離機はモータと回転可能な分離チャンバーとを備えており、前記チャンバーは、中心長手軸を有する先細になった管状部材と、前記中心長手軸から第１の半径方向距離に設けられた第１のポートと、前記中心長手軸から第３の半径方向距離に設けられた第２のポートと、角ばって延びるチャネルと、分離面とを備えており、前記分離面は前記チャンバーの内部に設けられて、かつ、前記中心長手軸に対して略垂直に延びており、少なくとも１つのチャネルは入口と出口を有しており、前記チャネルの前記入口は、前記チャンバーの内部と連通して、かつ、前記分離面と直接に隣接して設けられており、前記チャネルは、前記中心長手軸から第２の半径方向距離に設けられており、前記第２の半径方向距離は前記第１の半径方向距離よりも短く、前記第３の半径方向距離は前記第１の半径方向距離よりも短く、前記チャネルの前記出口は、前記第１のポートと流体連通しており、前記チャンバーは、前記中心長手軸の周りで前記モータによって回転されるように設けられており、それにより、前記チャンバー内の生物液体混合物は、前記チャンバーの回転により生じる遠心力場によって同心層状の複数の成分層に分離され、前記同心層状の複数の成分層は、第１の成分層と、第２の成分層と、第３の成分層とを含んでおり、前記第１のポートは前記チャネルと流体連通しており、前記第１のポートは、前記第１の成分層の一部が前記チャネルおよび前記第１のポートを通じて前記チャンバーから排出されるよう、第１のバルブによって選択的に開くことが可能であり、前記チャネルは、前記チャネルの寸法の減少によって、前記入口に流入する前記第１の成分層の速度が、前記第１のポートに入るべく前記チャネルから流出する前記第１の成分層の速度よりも減少するように設けられており、前記第２のポートは、前記第２の成分層の一部が前記第２のポートを通じて胴体から排出されるよう、第２のバルブによって選択的に開くことが可能である、遠心分離機。

【請求項12】

前記チャンバーは、前記チャンバーの内部に延びている円錐台部分を有し、前記分離面は、前記円錐台部分の頂面を形成している、請求項１１に記載の遠心分離機。

【請求項13】

前記遠心分離機は、前記チャネルの前記出口と前記第１のポートの間に設けられたプレナムをさらに備える、請求項１１に記載の遠心分離機。

【請求項14】

前記チャネルは環状である、請求項１１に記載の遠心分離機。

【請求項15】

前記チャネルは複数のチャネルからなる、請求項１１に記載の遠心分離機。

【請求項16】

前記生物液体混合物は血液からなり、前記第１の成分層は赤血球を含み、前記第２の成分層は血漿を含み、前記第３の成分層はバフィーコートを含み、前記チャンバーが回転して複数の赤血球が前記第１のポートから排出された後には、バフィーコート層が前記分離面と直接に隣接して配置され、赤血球層の一部が前記チャネル内に配置され、血漿層が前記第２のポート上に配置される、請求項１１に記載の遠心分離機。

【請求項17】

前記速度の減少は少なくとも１００分の１である、請求項１１に記載の遠心分離機。

【請求項18】

前記チャンバーは、前記第３の成分層のための中央回収部分をさらに備える、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項19】

前記第３の成分層を回収するための前記中央回収部分は、前記チャンバーの中心に設けられており、そのため、前記第１の成分層の一部が排出された後、前記チャンバーの回転が停止したときに、前記第１の成分層の別の一部が前記チャネル内に留まり、前記第３の成分層中の成分が前記中央回収部分に集積する、請求項１８に記載の遠心分離機。

【請求項20】

前記チャンバーは、先細になった内面と、前記チャンバーの内部に設けられた環状の円錐台部分とを有しており、前記環状の円錐台部分は外面と内面を有しており、前記内面は、前記中心長手軸から前記外面よりも短い半径方向距離に設けられており、前記チャネルは環状であって、かつ、前記円錐台部分の前記外面と前記チャンバーの前記内面との間に形成されている、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項21】

前記円錐台部分は頂面を有しており、前記頂面は前記分離面を形成している、請求項２０に記載の遠心分離機。

【請求項22】

前記第１のバルブは、開孔を有するスリーブを備えており、前記第１のポートは、前記開孔が前記第１のポートと軸方向に並んだときに開くように設けられている、請求項１１〜２１のいずれか一項に記載の遠心分離機。

【請求項23】

前記スリーブは前記チャンバーと共に回転するか、あるいは、
前記スリーブは、少なくとも１つのフォロワーによって、前記軸に沿って軸方向に平行移動される、請求項２２に記載の遠心分離機。

【請求項24】

前記スリーブは、少なくとも１つのフォロワーによって、前記軸に沿って軸方向に平行移動され、前記少なくとも１つのフォロワーは、前記チャンバーに対して同軸であるドラムの回転によって、軸方向に平行移動される、請求項２３に記載の遠心分離機。

【請求項25】

生物液体混合物中の複数の成分を分離するための遠心分離機であって、前記生物液体混合物は比重の異なる少なくとも３つの成分を含んでおり、
ａ）前記遠心分離機は、中心長手軸の周りに延びている先細になった管状の内部を有するチャンバーを備えており、前記チャンバーは前記生物液体混合物を内部に収容するようになっており、前記チャンバーは、前記軸の周りで十分な速度で回転することにより前記生物液体混合物を分離させ、空心の周囲に延びる同心層状の複数の成分層を形成させるように設けられており、前記同心層状の複数の成分層は、第１の比重を有する第１の成分層と、第２の比重を有する第２の成分層、第３の比重を有する第３の成分層とを含んでおり、前記同心層状の複数の成分層は、前記第１の成分層と前記第３の成分層の間に第１の界面を有しており、前記第１の比重は前記第２の比重よりも高く、前記第３の比重は前記第１の比重と前記第２の比重の中間であり、
ｂ）前記遠心分離機は、前記チャンバーから前記成分のうちの２つの少なくとも一部を排出するために、前記軸から異なる半径方向距離に設けられた少なくとも２つのポートを備えており、前記ポートは、前記チャンバーと共に回転し、かつ、前記チャンバーの内部と連通しており、
ｃ）前記遠心分離機はバルブを備えており、前記バルブは、前記生物液体混合物が同心層状の複数の成分層を形成した後には、半径方向の最も外側にあるポートを、前記チャンバーを包囲している部分に対して選択的に開き、それにより、前記第１の成分層の少なくとも一部が、前記半径方向の最も外側にあるポートを通じて前記チャンバーから自動で吐出され、また、規定の領域に前記界面が達したときには、前記半径方向の最も外側にあるポートを選択的に閉じるものであり、
ｄ）前記遠心分離機は別のバルブも備えており、そのバルブは、半径方向の最も内側にあるポートを、前記チャンバーの回転中には、前記チャンバーを包囲している部分に対して選択的に開き、それにより、前記第２の成分層の少なくとも一部が、前記半径方向の最も内側にあるポートを通じて前記チャンバーから自動で吐出され、前記第２の成分層の吐出は、前記空心が前記半径方向の最も内側にあるポートに到達するまで続き、その後、前記半径方向の最も内側にあるポート上に前記空心が位置することによって、前記第２の成分層の吐出が停止する、遠心分離機。

【請求項26】

前記チャンバーの少なくとも一部は透明であり、前記チャンバーの透明部分を介して前記第１の界面の位置を目で見ることができる、請求項２５に記載の遠心分離機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は遠心分離機に関する。

【背景技術】

【0002】

全血または様々な他の生物液体は懸濁液であり、成分部分または分画に分離することができる。例えば、全血は４つの主要分画である赤血球、白血球、血小板、血漿を備えており、これらを遠心分離機のような装置で、各々の異なる比重に基づいて分離できる。抗凝固全血試料を試験管またはその他の類似の装置に入れ、次にこれを遠心分離器に設置して特定の速度で高速回転させる。発生した遠心力により、血液がそれぞれの比重に基づいて異なる分画に分離する。赤血球は底部に、血漿は最上部に位置し、さらに中間比重の白血球ならびに血小板（これらは「バフィーコート」と総称される）が上記他の２つの分画の間に位置する。様々な他の生物液体の分離も可能である。例えば、骨髄または脂肪組織由来試料からの有核細胞を分離、抽出することができる。

【0003】

異なる医療目的のために、全血の各種分画を隔離することが望ましい。血小板は、多血小板血漿（ＰＲＰ）または血小板濃縮液（ＰＣ）の調製過程で得られる。血小板は、血管生成、傷治癒、骨形成を非限定的に含む様々な身体機能を開始、補助、加速させる成長因子（例えばＰＥＧＦ、ＴＧＦ−β、その他）を含有している。負傷部位への自己血小板の投与は、患者自身の血小板を使用することで、他人であるドナーソースからの血液製剤を使用した場合に起こり得る感染の危険がないので、治癒反応を改善することができる。あるいは、乏血小板血漿（ＰＰＰ）は様々な処置での使用に望ましい。ＰＰＰは、血小板濃縮液から血漿分画を隔離し、この隔離した血漿分画を保存して調製される。

【0004】

ＰＲＰ／ＰＣ製造のための多様なシステムが存在する。そのいくつかは、浮き、管材料、および特定密度のゲル材料、あるいは浮き、管材料、または特定密度のゲル材料を含んだ、専用の試験管（特許文献１、特許文献２）を使用する。別のシステムでは、例えば特許文献３、特許文献４に見られるように、専用のダブル注射器を使用する。これらの試験管および注射器は、所望のＰＲＰ／ＰＣを製造するために、専用の大型遠心分離機内で特定の時間（典型的には１０〜３０分間）遠心し、細心の取り扱いによって抽出処置または傾斜処置を行う必要がある。これら調製剤の濃度は、操作者の技術レベルに大きく依存する。その他のシステム（例えば特許文献５）は、ＰＲＰ／ＰＣを約３０分間で製造するための、専用の遠心分離機チャンバーならびに複雑な制御系を含んでいる。これらのシステムは全て、使用方法に応じて血小板濃度の異なるＰＲＰ／ＰＣを提供する。これらの方法の大きな欠点は、高価な主要機器が必要であるため、使用できる資金とスペースが限られている施設の実用性を制限してしまうことである。また、これらの方法では、ＰＲＰ／ＰＣを得る上で必要な手順を完了するために、操作者に非常に高い技術が求められる。

【0005】

看護の時点において、複雑で高価な機器ならびに困難な手順を用いずに、患者の自己血からＰＲＰ／ＰＣを製造できることで、ＰＲＰ／ＰＣの臨床的有用性が促進される。したがって、本発明の目的は、とりわけ、看護の時点において患者の自己血を短時間で処理することができ、自己内蔵型、電池動作式、小型および携帯式、あるいは小型または携帯式比較的安価であり、使用し易く、再生可能で、多くの細胞集団の分離が可能で、さらに、遠心分離機器を追加する必要のない使い捨てタイプの装置および方法を提供することである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許第７，１７９，３９１号

【特許文献2】米国特許第７，５２０，４０２号

【特許文献3】米国特許第６，７１６，１８７号

【特許文献4】米国特許第７，１９５，６０６号

【特許文献5】米国特許第６，９８２，０３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明によれば、１回使い切り、滅菌済み、自己内蔵型、コンパクトであり、使い易い遠心分離ユニットは、全血から信頼度の高い血小板濃縮液を迅速に提供する。製造されたＰＲＰ／ＰＣは、即座に患者への投与に用いることができる。このユニットは、事務所、手術室、救急使用、または軍の野戦病院での使用に適している。

【0008】

使い捨てで自己内蔵型のＰＲＰ分離機は、駆動軸を具備したモータを特徴とし、この駆動軸は血液分離チャンバ（ＢＳＣ）組立体の中心軸または長手軸と同軸である。モータは、ＢＳＣを１０，０００〜２５，０００ＲＰＭの速度で、数分間回転させる容量を持つ。モータへの給電には電池または他のパワーパックを使用できる。電力はスイッチを介して接続できるが、低容量の乾電池でも、分離工程の完了に十分である。ＢＳＣおよびモータ／電池は、標準型の注射器の取り付けが可能なＢＳＣへのアクセスポートを含んだ外部容器内に完全に封入されている。あるいは、ＢＳＣを空気駆動式タービンまたはバネ駆動のような非電気方式で回転させることも可能である。さらに、例えば、手術室や、「ＭＡＳＨ（米国陸軍移動外科病院）」地区にあるような外傷処置中の現場などの手術現場で利用できる、外部駆動モータまたはあらゆるエネルギー源に磁気または機械式継手を含めることができる。

【課題を解決するための手段】

【0009】

第１実施形態において、ＢＳＣ組立体は、円筒形または先細り形状であってよい胴体と、通路ならびに管状延長部が組み込まれた端部キャップとを特徴としており、いくつかの実施形態では、これらの間にあるピストンまたはブラダがＢＳＣを画定する。端部キャップの外径の上を滑動するスリーブが、２バルブ式組立体の移動部品として働き、各バルブは、端部キャップの外面の凹部、および凹部内のＯリングを特徴とする。端部キャップ内の通路がＢＳＣから凹部中心まで続いており、スリーブの２つのポートは、連続した３つの位置を経て凹部中心と整列する。スリーブの２つのポートは、同時に端部キャップの２つの凹部中心と整列できないように位置決めされている。スリーブは、順に、第１ポート開放、次に両ポート閉鎖、次に第２ポート開放と選択する。ポートは段階的な動作で開放するが、均等に開放することもできる。スリーブはノブによって操作されるが、このノブは、モータ動作中に回転してしまわないよう、ベアリング組立体を介して滑動可能なカラー部に連結している。

【0010】

抗凝固血液を管状延長部を介して注入し、ＢＳＣを充填する。スリーブは第１位置にあり、スリーブ上の両ポートは端部キャップのどちらの凹部とも整列していない。モータを始動させると、ＢＳＣが回転して血液に遠心力が生じるが、血液が組成要素毎に分離する。この際、赤血球がＢＳＣの内壁に最も近い場所、赤血球が赤血球層の内側から中心に向かう場所に位置し、次に血小板が続き、最後に血漿が中心を充填する。言い換えれば、遠心によって混合物からなる同心層状の複数の成分層が形成され、隣接する同心層状の成分層どうしの間に混合物の界面が画定される。約１分間またはこれ未満の時間遠心させた後、スリーブは、第１ポートが端部キャップの凹部と整列する第２位置へ移動する。このポートは、内壁と接した赤血球の層と連通する。遠心力によって生成された圧力により、赤血球がこのポートを介してチャンバーから脱出する。赤血球が分離機を脱出すると同時に、これと同じ容量が、端部キャップの管状延長部を介して流入した空気で置き換えられる。この空気がチャンバーの中心に気柱を形成し、気柱は置き換え容量が増えるに従って増大する。空気入口を設けない場合、継続する回転と赤血球の一掃とによって、回転中心地点で減圧が生じることで血液が脱気され、恐らくは液体から蒸気が引き抜かれて、真空コアが形成されるとも考えられる。血液分離容量から相当量、好ましくは大部分の赤血球が排出されると、スリーブが第３位置へ移動し、第１ポートを閉鎖し、第２ポートが開放する。この工程は、容量中の血小板の層が第１ポートを脱出する前に実施される。装置の端部キャップに設けた第２凹部への通路は、血小板層を妨害することなく処方量の血漿をＢＳＣから除去できるように、中心軸から離れた場所に正確に位置決めされている。血漿がチャンバーから出て行くと同時に、これと同じ容量が、管状延長部を介して流入した空気で置き換えられ、ＢＳＣの中心に気柱が形成されて、直径方向に増大し続ける。気柱の直径が第２通路の入口を取り囲むと、チャンバーから血漿が脱出できなくなり、濃縮工程が自動終了する。真空の柱が発生するケースでは、真空の柱が第２通路の入口と遭遇すると、濃縮工程が類似の様式で自動終了する。装置の電源を切った後、血小板濃縮液を使用することができる。

【0011】

別の実施形態は、ＢＳＣの内部を裏打ちする可撓性ブラダを使用している。ＢＳＣの箱形端は、可撓性ブラダの外部周囲に空気が流入するための穴を含む。端部キャップ軸管状延長部は気密バルブを含んでいる。この実施形態は、意図的に空気を血液試料と接触するようにしていない点を除き、同じ様式で動作する。遠心分離サイクル中の、赤血球、血漿が順にチャンバーから脱出している最中に、チャンバーの反対側から空気が流入して、可撓性ブラダを崩壊させる。遠心力によって液体中に生じた圧力により、この袋が、チャンバーの空気流出穴を設けた端部とは反対側の端部に向いた、両端が開口した「Ｗ」字型に崩れる。チャンバーから脱出する血漿の量が増すにつれ、「Ｗ」の真ん中部分が端部キャップの第２通路に到達して通路を閉鎖し、これによりサイクルが自動的に終了する。

【0012】

別の実施形態は、可撓性ブラダの代わりにピストンとバネを使用しており、赤血球（ＲＢＣ）がバルブポートから脱出すると同時に、バネに押されたピストンが端部キャップ方向へ移動する。

【0013】

さらに、本発明のシステムは、特定の条件に基づいてポート（１つ以上）を密封する自動遮断機構を組み込むことも可能であると開示されている。例えば、このような機構の１つは、不所望の要素（例えば赤血球）と所望の治療用要素（例えば血小板）の中間に位置するように選択した、中間比重を持つゲル状の流動可能な分離補助剤を援用できる。分離ゲルの粘性は、血液分離遠心分離機に採用された遠心速度では小型の出口ポートを通過しないように設計されている。遠心分離機が作動すると、分離ゲルが、回転軸の外周付近に配された外側の赤血球層と、遠心回転の中心軸のより近くに配される乏血小板層との間に、明確な層ならびにバリアを作成する。全ての赤血球が脱出すると、分離ゲルが第１ポートを自動的に塞ぐ。さらなる例では、第１ポートの自動遮断は、やはり具体的に目標とする中間比重を持つ材料で構造した固体ダンパ、または通気フラップによって達成できる。初期動作時に、ダンパがその密度に応じて開いて通気穴から離れ、赤血球と血小板の間の場所に自体を位置決めしようとする。先行の例と同様に、システムから赤血球が完全に脱出すると、ダンパが通気穴を密封して、システムからの多血小板血漿のシステムからの脱出を効果的に阻止する。さらに別の分離補助剤の例では、所望の中間比重を持つミクロスフィアのようなプラスチックビーズを遠心分離機のチャンバー内に事前配置することもできる。ビーズは、赤血球のような不所望の要素がシステムから脱出した後に出口ポートを塞ぐことができる、適切なサイズに製造されている。

【0014】

別の実施形態では、ＢＳＣ、または少なくともその一部を透明な（透き通った）材料で作成し、外部ケースの透明な窓から赤血球除去の進行を観察できるようになっている。これにより、赤血球の脱出を終了するべく第１ポートを閉鎖するための正確なタイミングが得られる。

【0015】

別の実施形態は、バルブ開放／閉鎖順序のタイミングと、モータの始動および停止のタイミングとを正確に判断することによって濃縮を達成する。
別の実施形態では、本システムは、使い捨て遠心分離機構成要素に結合するように設けられた再使用可能な駆動構成要素を特徴とし、ここでは、血液製剤が遠心され、分離されて、使い捨てユニット内に全て収容されるので、駆動構成要素が血液製剤に晒されることがなく、汚染の恐れなく再使用できる。

【0016】

別の実施形態では、使い捨てユニットは、一掃された血液製剤を捕えるために、血液吸収材料または流体受容チャンバーを含んでいてよい。
別の実施形態では、回転チャンバーは、赤血球組成要素と血漿組成要素が回転チャンバーから一掃されている間に、分離した血液製剤どうしの間の界面の崩壊を最小化するように設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1a】動作原理。

【図1b】動作原理。

【図2】先細りチャンバー内にバネ装填されたピストンを設け、ＲＢＣバルブ開放、血漿弁閉鎖の状態にある遠心分離機（縦部分断面図）。

【図3】ａ，ｂ，ｃ，ｄは、先細りチャンバー内にバネ装填されたピストンを設け（図２の横断面図）、図２、図４、図５、図６、図７、図９、図１０、図１１、図１２、図１４、図１５、図１６、図１７、図１８に示す全ての装置で使用されているＲＢＣバルブ構成要素の詳細を拡大した、遠心分離機の横断面図を示す。

【図4】先細りチャンバー内にバネ装填されたピストンを設け、高速回転が減速、血漿からＲＢＣが分離し、両方のバルブが閉鎖した状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図5】先細りチャンバー内にバネ装填されたピストンを設け、中間位置にあり、ＲＢＣバルブが開放してＲＢＣが排除され、血漿バルブが閉鎖した状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図6】先細りチャンバー内にバネ装填されたピストンを設け、最終位置にあり、ＲＢＣバルブは閉鎖、血漿バルブが開放してほとんどの血漿が排除された状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図7】ブラダチャンバを設け、充填位置にあり、ＲＢＣバルブ開放、血漿バルブ閉鎖の状態にある遠心分離機（縦部分断面図）。

【図8】ブラダチャンバを設け、充填位置にある遠心分離機（図７の横断面図）。

【図9】ブラダチャンバの高速回転が減速し、ＲＢＣが血漿から分離し、両方のバルブが閉鎖した状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図10】ブラダチャンバを設け、ＲＢＣ排除位置、ＲＢＣバルブ開放、血漿バルブ閉鎖の状態にある遠心分離機（縦部分断面図）。

【図11】ブラダチャンバを設け、血漿バルブ開放、ＲＢＣバルブ閉鎖、血漿排除中の状態にある遠心分離機（縦部分断面図）。

【図12】空心を設け、初期充填位置にあり、両方のバルブが閉鎖した状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図13】空心を設けた遠心分離機（図１２の横断面図）。

【図14】空心を設け、高速回転および分離中、ＲＢＣ排除中、ＲＢＣバルブ開放、血漿バルブ閉鎖の状態にある遠心分離機（縦部分断面図）。

【図15】空心を設け、ＲＢＣバルブ閉鎖、血漿バルブ開放、残留ＲＢＣおよび残留血漿有りの状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図16】空心を設け、最後にＰＲＰが除去され、両方のバルブが閉鎖した状態の遠心分離機（縦部分断面図）。

【図17】典型的な包囲体を設けた遠心分離機（ＲＢＣおよび血漿捕獲手段と、エアロゾル阻止手段とを示す縦部分断面図）。

【図18a】典型的な包囲体を設けた遠心分離機（図１７の横断面図）。

【図18b】典型的な包囲体を設けた遠心分離機（図１７の横断面図）。

【図19】使い捨て構成要素と再使用可能構成要素（分離した状態で示す）を設けた遠心分離機の簡略縦断面図。赤血球バルブと血漿バルブが閉鎖した状態を示す。

【図20a】赤血球チャネルの端部にプレナムを設け、流体が分離した状態にある遠心分離機チャンバーの簡略図。

【図20b】図２０ａの血漿ポートの投射図であり、血漿流体パターンを矢印で示している。

【図21】組み立てられ、運転位置にある遠心分離機であり、ＲＢＣバルブ開放、ＲＢＣ排除完了状態にある。

【図22】図２１のＡＡの簡略横断面図。

【図23】図２１のＢＢにおける血漿バルブの簡略横断面図であり、バルブ構造を示している。

【図24】組み立てられ、運転位置にある遠心分離機であり、ＲＢＣバルブ遮断、血漿バルブ開放、血漿排除完了状態にある。

【図25】乏血小板血漿（ＰＰＰ）を分離受容部内に集める手段を設けた遠心分離機であり、血漿回収操作段階にある状態を示す。

【図26】血液製剤を捕えるための吸収性ワッシャを設けた遠心分離機であり、ＲＢＣ排除段階の最後にある状態を示す。

【図27a】赤血球チャネルの終端、および血漿出口にプレナを設けた遠心分離機チャンバーの簡略図であり、流体が分離した状態にある。

【図27b】図２７Ａの血漿ポートの投射図であり、流体流動パターンを矢印で示す。

【図28】閉鎖位置にて示すインデックスバルブを設けた代替形態のＲＢＣ／血漿受容部の断面図。

【図29】開放位置にて示すインデックスバルブを設けた代替形態のＲＢＣ／血漿受容部の断面図。

【図30】インデックスバルブを設けた代替形態のＲＢＣ／血漿受容部の等角断面図。

【図31】インデックスバルブを設けた、分解状態にある代替形態のＲＢＣ／血漿受容部の等角図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１ａは、本発明が網羅する装置の動作原理を説明するための図を提供する。本質的に円錐台形のチャンバー１は、密度の異なる数種類の液体の混合物を含んでおり、長手軸ＸＸの周囲で回転する。断面ＡＡに示すように、液体２、３、４は半径方向において明確な層に分離する。先細り形状はいくつかの点において有利であり、その１つ目は、類似の寸法の直円柱の全長にわたって同量の液体を分布させた場合に得られる半径方向深度と比較して、先細り形状では少量の液体で大きな半径方向深度（符号１１で示す）が得られることである（図１ｂ、符号１４参照）。２つ目は、先細り形状は、外側の液体成分を、大きな円錐直径部分に配置されたポート９に向けて洗い流す助けとなる半径方向への加速力の組成要素を提供することである。３つ目は、先細り形状により、成分の境界を、いくつかの実施形態の符号７、８のような半径方向の場所ではなく、符号５、６のような軸方向の場所として視覚化できることである。この局面において、用語「先細」または「先細りした」は、その通常の定義感覚、つまり、一端に向かって次第に小さくなる、または徐々に縮小すると言う意味において用いられていることが指摘されるべきである。したがって、チャンバーの先細りは、本明細書に含まれる例示的実施形態で示すように必ずしも直線ではなく、弧状、または本明細書の段落００７７で述べているようなその他の形状であってもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の成分がポート（例えばポート９、１０）から放出されると、図１の壁１２が径大部へ移動し、中央の成分３は元の容量に保たれたままで、円錐台形の容量が減少する。別の実施形態では、壁１２は適所に留まり、ポート９、１０からの成分２、４の放出を許容するために中心線１３上に空気が導入され、排出された成分に代わって空心が拡大する。

【0019】

図２は、本質的に円形の装置の主要縦断面図である（外部ハウジングは図示していない）。図２では、液密可変容量部、チャンバー（ＢＳＣ）が、先細り形の胴体２０６、ピストン２１０、ピストンシール部２１１、端部キャップ２１５によって形成されている。ピストン２１０およびピストンシール部２１１は、バネ２０９によってＢＳＣの大型端部へと付勢されている。胴体２０６の大型端部は端部キャップ２１５によって閉鎖されている。胴体２０６の内面がチャンバーの先細りする側壁を形成している状態で、端部キャップ２１５の内面がチャンバーの径大の末端壁を形成している。この装置を全血から血漿を濃縮するために使用するケースでは、内部をくり抜いて作った通路２１６、２１７を端部キャップ２１５に設け、通路２１７から赤血球を、通路２１６から血漿を通過させられるようにする。図示の通路２１７は、端部キャップの、先細り形胴体２０６の外壁と整列した外部裾を通っている。符号２１７で示した通路から９０°の角度でくり抜き、最大ＩＤ位置にて端部キャップ２１５の内面を通っている通路は、符号２１７で示す通路と機能的に同等であり、その形状は通路２１６のものと類似している。通路２１７、２１６は、各凹部２２６内に押し込まれて、スリーブ２１３内のポート２２８、２２７とそれぞれ協働する各Ｏリング２１８によって形成されたバルブに連結している。図３ｂ、図３ｄに、これらのバルブ構成要素の拡大図を示す。スリーブ２１３が端部キャップ２１５上に滑動可能に嵌合しており、運転中の適切な時点でポート穴２２８、２２７を通路２１６、２１７と連結できるようになっている。スリーブ２１３は端部キャップ２１５にキー留めされ、これら構成部の間に回転運動を伝達できるようになっている（キーは図示せず）。挿入部２１９が端部キャップ２１５に固定され、回転組み立て体の左手側を支持するボールベアリング２２０用の回転軸を提供している。スリーブ２１３はチャンバーと共に回転するので、ボールベアリング２２１を設けていることで、スリーブを、カラー部２２５およびロッド２２２を介して非回旋ノブ２２３に連結させている。ノブおよびスリーブは次の３つの位置に配置できる。第１位置（ポート２２８開放、ポート２２７閉鎖）、第２位置（両ポート２２７、２２８閉鎖）、第３位置（ポート２２８閉鎖、ポート２２７開放）。胴体２０６は、ネジ２０７を使用して電気モータ２０１のシャフト２０５に固定されている。モータ端部には追加のベアリングを設けていないが、モータベアリングで十分に胴体を支持することができる。組み立て体全体がフレーム２０８によって支持されており、挿入ベアリング２２０ならびにモータ２０１がこの同じフレーム上に配置されている。全ての回転構成要素は軸ＸＸの周囲で回転する。

【0020】

ＰＲＰの調製にこの装置を使用するには、針２３４を装着し、抗凝固全血で充填した注射器２３３を、弾性シール部２１４から装置内に挿入して、チャンバーに全血２２９を詰める。ノブ２２３を第１位置に配し、チャンバーが血液で充填されるに従ってポート２２８から空気が排出されるようにする。チャンバーを完全に満たした全血２２９がピストン２１０およびシール部２１１を最右へ押圧し、バネ２０９を圧縮する。

【0021】

図３ａは、図２中のＡＡ部分の断面図であり、ノブ２２３およびロッド構成要素２２２の構造を明瞭に示している。図３ｂは図２中のＢＢ部分の断面図であり、バルブ構成要素、つまり端部キャップ２１５の凹部２２６、Ｏリング２１８、スリーブ２１３のポート２２８の詳細を示している（ポート２２７用のバルブの構造も同一である）。図３Ｃは、図２のＣＣ部分の断面図を示す。

【0022】

チャンバーが全血で満たされると、ノブならびにスリーブが、両バルブが閉鎖する第２位置に配されて、注射器２２３が取り除かれ、モータが始動する。次に、モータが使用速度に応じて１５〜９０秒間走行する。高速回転チャンバー外部で１０００〜６０００ｇの遠心加速力を発生させるために、１０，０００〜２５，０００ｒｐｍの速度が使用された。

【0023】

図４は、図２の装置が高速で回転しながら運転中の状態を示す。ＲＢＣポート２２８および血漿ポート２２７は共に閉鎖している。ＲＢＣ層と血漿層の間の境界を符号２３７で示す。ピストン２１０はまだ充填位置にあり、バネ２０９は完全に圧縮されている。バネには、赤血球がポート２２８を介してチャンバーから排出される際にピストンを左へ移動させる機能と、回旋する液体に最小限の圧力をつくり出す機能の２つの機能があり、これらの機能により、液体の高速回転コアが液体の蒸気圧に達することを防ぎ、状況によっては細胞障害を抑えることができる。

【0024】

装置の回転中に赤血球と血漿が分離すると、ノブとスリーブが第１位置に配され、赤血球がポート２２８から、装置を包囲しているケーシング内へ排出される（ケーシングは示されていないが、図１７および図１８を参照）。図５は、ピストン２１０が中間位置にある時の、ＲＢＣ２３１排出における中間点の状況を示す。赤血球の大部分が排出されると、バルブが第３位置に配され、血漿２３０がポート２２７から排除される。図６は、濃縮工程の最後の状況を示し、ここで、血漿ポート２２７はまだ開放状態で、ピストンは最左位置近くにあり、血漿と赤血球の中間の比重を有する血小板が赤血球と血漿の境界層２３７に閉じ込められており、さらに血漿ポートが閉鎖しようとしており、モータが停止している。

【0025】

典型的なチャンバーの容量は２０〜１００ｍＬであり、手順の終了時における濃縮血漿の除去量は、所望の濃縮度に応じて、元の容量の約１／４〜１／８である。
ＲＢＣと血漿の境界に集中している全ての血小板および他の因子を保持するために、全ての赤血球が除去される前にポート２２８を閉鎖することが必須であり、閉鎖しない場合には、これらの成分が残りの赤血球と共に流れ出してしまう危険がある。これが起こらないようにするには、血液試料のヘマトクリット値を使用して、ＲＢＣポートを閉鎖すべき時のチャンバーの残量を判断する。この容量はピストン軸位置として観察することができ、また、ピストンがこの所定位置に到達するとバルブが位置１から位置３へ移動する。

【0026】

図２〜図６で説明している装置は、先細りした管の内部を移動するピストンおよびシール部を使用するが、しかし、血液以外の液体の混合物については直円柱でも適切に上手く機能でき、この場合、第１液体排出後の残量はそれほど重要ではない。先細りした管には図１の説明で述べた利点がある。ピストンの位置は、胴体上の目盛り（図示せず）から操作者が視覚的に判断することが可能であり、あるいは、光学検出器および自動バルブ操作システムを使用できる（図示せず）。

【0027】

残った濃縮血漿は患者に注入し戻すので、本装置に使用する材料、少なくとも血液と接触する構成部分についての材料は、医療グレード材料でなければならない。胴体２０６、端部キャップ２１５、スリーブ２１３、フレーム２０８、ノブ２２３、カラー２２５にはポリカーボネートまたはＰＴＥが適している。挿入部２１９は、適切なグレードの不動態化ステンレス鋼、例えばステンレス鋼４１６または４２０から出来ている。ボールベアリングは高速で作業しなければならないが、しかし一度に動作できる時間は非常に短いため、グレードＡＢＭＡ１〜３のステンレス鋼から成るベアリングが適切である。Ｏリング２１８ならびにシール部２１１はシリコンゴム製である。モータは血液と接触しないので、工業用モータ（例えば、Ｍａｂｕｃｃｉ社製）が適している。

【0028】

図７は、可撓なブラダが最初は胴体３０６の内径と一致している状態の実施形態を示し、ブラダは、図１０、図１１に示すようなその可反転性を介して可変容量チャンバーを提供する。この実施形態は、捕獲された気泡の影響を減少させる上で役立つ。

【0029】

図７では、液密な可変容量遠心分離機チャンバ（ＢＳＣ）は先細り形の胴体３０６で形成されており、この胴体はその輪郭にぴったり合ったブラダ３１２、端部キャップ３１５を含んでいる。ブラダは、胴体突起部３３８と端部キャップ３１５の間の戻り折り畳み部３３９に捕えられている。胴体３０６の大型端部は端部キャップ３１５で閉鎖されている。全血から血漿を濃縮するために本装置を使用するケースでは、端部キャップ３１５に通路３１６、３１７をくり抜いて、通路３１７から赤血球を、通路３１６から血漿を通過させるようになっている。通路３１７、３１６は、凹部３２６内部に押し込められてスリーブ３１３のポート３２８、３２７と協働するＯリング３１８で形成されたバルブに連結している。運転中の適切な時点にポート３２８、３２７を通路３１６、３１７と連結させるために、スリーブ３１３が端部キャップ３１５上に滑動可能に嵌合している。ノブ３２３とスリーブ３１３は次の３つの位置に配することができる：第１位置（ポート３２８は開放、ポート３２７は閉鎖）、第２位置（ポート３２７、３２８ともに閉鎖）、第３位置（ポート３２８は閉鎖、ポート３２７は開放）。スリーブ３１３は端部キャップ３１５にキー留めされており、これらの構成部の間に回転運動を伝達できるようになっている（キーは図示せず）。挿入部３１９が端部キャップ３１５に固定されており、回転組み立て体の左手側を支持するボールベアリング３２０用の回転軸を提供している。スリーブ３１３はチャンバーと共に回転するので、ボールベアリング３２１を提供して、スリーブをカラー３２５およびロッド３２２を介して非回旋ノブ３２３に連結させている。胴体３０６は、ネジ３０７を使用して電気モータ３０１のシャフト３０５に固定されている。モータ端部には追加のベアリングを設けていないが、モータベアリングで十分に胴体を支持することができる。組み立て体全体がフレーム３０８によって支持されており、挿入ベアリング３２０ならびにモータ３０１がこの同じフレーム上に配置されている。全ての回旋構成要素は軸ＸＸの周囲で回転する。この図では、スリーブは第１位置にあり、したがって、チャンバーが血液で満たされた時に排気できるようポート３２８が開放状態に維持され、血漿ポート３２７が閉鎖されている。チャンバーが全血３２９で完全に満たされる。弾性シール部３１４には、針３３４を導入できるようになっているため、回転が開始する前にチャンバー内に全血を通し、運転が停止すると濃縮血漿を除去することができる。

【0030】

図８は、図７に示す装置の断面ＡＡにおける横断面図である。
ＢＳＣとブラダ３１２が全血で充填され、ブラダ３１２が胴体３０６と完全に接触する。フレーム３０８が回転組み立て体の下に走行している。

【0031】

図９は、図７の装置が高速で回転している様子を示す。スリーブ３１３は位置２にあり、ポート３２７、３２８は両方とも閉鎖している。ＲＢＣと血漿３３０の間の境界を符号３３７で示す。ブラダはまだ胴体と接触しており、現在は、高速回転中の液体混合物によって発生した圧力の影響下にある。

【0032】

図１０は、６０秒間程度の高速回転後の状況を示す。
スリーブ３１３は位置１に配されており、ポート３２８が開放し、ＲＢＣ３３１がポート３２８から排出されている。血漿ポート３２７は閉鎖している。ブラダは、排出された赤血球の容量を補うべく左へ移動している。ブラダは、ブラダを右へ押圧する液圧とブラダを左へ押圧する大気圧（通気孔３３２を介して流入する）とによって発生した力間のバランスを示す形状となる。高速回転中の液体の中心における圧力は絶対ゼロに近いため、大気圧が、最大で特定の半径まで高まった左手側の圧力を超え、これによりブラダのくぼみ型（リエントラント型）が得られる。血漿３３０の容量は導入時と同量に維持されている。ＲＢＣと血漿の間の境界を符号３３７で示す。この図では、残留ＲＢＣ量３３１が十分少ないため、ＲＢＣの排出が停止しようとしている。

【0033】

図１１は、ブラダ３１２の最終位置を示し、ここではブラダは回転しているが停止する直前にある。スリーブ３１３は位置３にあり、ＲＢＣポート３２８が閉鎖し、血漿ポート３２７がまだ開放している。血漿はポート３２７から排出されているが、この排出は、ブラダが端部キャップ３１５上に崩れて通路３１６を遮断することにより遮られようとしている。同図は、最小量となった濃縮血漿３３０を示す。この時点で、スリーブ３１３が位置２へ移動して両ポートが閉鎖し、これにより回転が停止し、さらに、図７で説明した充填と同様の様式で、注射器を使用して残留液体が除去される。

【0034】

図７〜図１１の装置に使用される材料は図２〜図６の装置のものと同様であり、一例を挙げると、ブラダはシリコンゴム製、ポリウレタン製またはポリ塩化ビニル製であってよい。

【0035】

先行の装置２００では、ピストン位置がＲＢＣポート３２８を閉鎖する合図を提供する。ブラダのケースでは、反転したブラダが先細り形の胴体の内径に沿って転がり、反転した縁の軸位置（図１１の符号３１２）が容量とポート閉鎖の合図とを提供する。血漿排出の遮断は、ブラダがポート通路３１６上に崩れると自動的に行われる。

【0036】

図１２〜図１６で説明している装置は空心を利用し、ブラダおよびピストンを使用していない。
図１２の装置はその構造が２つの先行の実施形態のものと非常に類似しており、ＢＳＣが胴体４０６と端部キャップ４１５で形成されている。胴体４０６の内面がチャンバーの先細り側壁を形成している状態で、端部キャップ４１５の内面はチャンバーの径大な末端壁を形成する。この図では、両ポート４２８、４２７が閉鎖した状態で、全血４２９が注射器４３３から針４３４を介して遠心分離機チャンバーに充填される。血液で置き換えられた空気は、血液注入時に針４３４と挿入部４１９内径の間の隙間から漏出する。図１３は、図１２の円形断面の性質を示す。充填のため注射器が取り除かれると、モータが始動し、チャンバーが１０，０００〜２，０００ｒｐｍで約１分間回転する。この時点で、スリーブ４１３は第２位置へ移動して、図１４に示すＲＢＣ４３１の残量が最小となる時点まで、ＲＢＣがポート４２８を介して排出される。一方で、血漿が領域または層４３０に適合し、血漿と空気の半径方向の界面にて境界４４０が形成され、挿入部４１９の内径を介して空心４３８が挿入されている（この時、図示にないハウジングのフィルタを通る。図１７、図１８参照）。この局面では、スリーブが第３位置へ移動し、ポート４２８が閉鎖し、ポート４２７が開放する。この好適な装置では、観察するべきブラダおよびピストンを設けていないので、操作者は、混合物のＲＢＣ４３１と血漿４３０の間の軸方向の界面４３６を透明な胴体を介して観察して、ＲＢＣポート４２８の閉鎖および血漿ポート４２７の開放を手動で行うタイミングを判断する。血液の場合には、この混合物の界面は見分けが容易であり、また光学検出器を用いて自動化することができる。赤血球と血漿の間の電気抵抗性の差分を使用して、インジケータまたは自動化バルブを誘発することも可能である。赤血球ポートを遮断するタイミングを判断する代替方法には、時間を用いるものがある。血液成分の分離運転開始の１分後にＲＢＣポートが開放し、タイマが開始する。遠心分離機内で生じる圧力は、液体比重および運転速度の予測可能な関数であり、また、ＲＢＣポートは正確に較正された孔であるため、所与のヘマトクリット値について時間を計算することが可能である。

【0037】

モータが走行している状態で、ポート４２７から血漿が排出されるが、この排出は、図１５に示す、残留赤血球が層４３１、残留血漿が層４３０の状態となる状況に達するまで続く。するとスリーブが第２位置へ移動して、両ポートを閉鎖する。血漿のケースでは、空心４３８が通路４１６の半径方向場所にまで達すると血漿の流れが停止するようになっているため、正確な最小容量を得るべく通路４１６が精密な半径方向場所に配される。その後、モータが停止して、回転軸が図１６に示すように縦向きになるように、装置がモータを下にして直立に置かれる。残りの濃縮血漿が少量のＲＢＣと共に、図示にあるように注射器および針によって除去される。

【0038】

本明細書で述べている多様な実施形態に適した包囲体を図１７、図１８に示すが、しかし、これら２つの図面は、図１２〜図１６の空心の実施形態に特別に適用された包囲体を示している。フレーム５０８は、包囲体の基底部として機能するバッテリーパワーパック５０３に搭載されている。外部ケーシング５００が遠心分離機を囲み、バッテリーパック５０３に固定されており、この場合の接合箇所は液密および気密になっている。バルブセレクタノブ５４５は偏心器５４６ならびにピン５４７と一体形成され、ケーシング内に搭載されており、これにより、操作者がセレクタノブ５４５を回し、溝５４８内のピン５４７によって内部ノブ５２３を、さらにはカラー５２５およびバルブスリーブ５１３を作動させられるようになっている。図１７では、チャンバーＢＳＣを駆動するモータ５０１が、バッテリーパック５０３に配線５５０で接続したスイッチ５０４を用いて手動制御される。包囲体５００の左手側に搭載されているブッシュ５４３は、チャンバーを全血で満たす時、または濃縮血漿を抽出する時に、注射器（図１２の符号４３３）針を入れるための整列を補助する。ブッシュ５４３に極隣接して、多孔質で可撓性の穿刺可能フィルタ５４４が設けられている。このフィルタには次の２つの機能がある。運転中の遠心分離機の中心部に入る空気を濾過する機能と、遠心分離機が赤血球または血漿をケーシング内に排出する時に生成された血液片の空気中にエアロゾルが一切洩出しないようにする機能である。フィルタの効果を損傷せずに充填注射器針を入れられるように、フィルタに小さな切れ込みが設けられている。空心５３８が拡大し濃縮工程が進むに従ってケーシング内に排出されるＲＢＣおよび血漿を吸収する高吸収性ライニング５４２が、ケーシング５００の内壁のほとんどを被覆している。ケーシング５００の壁に配されているレンズおよびマスク５４９により、操作者は、濃縮工程の進行とともに、ＲＢＣと血漿の軸方向界面５３６を見ることができる。マスクおよびレンズは、液体分離境界５３６のイメージの対比を拡大させるものが選択されている。

【0039】

レンズの、液体分離界面の進展の電気信号を提供する場所に、光学検出器（図示せず）を配することができ、また、電磁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。これらの電気素子を手動スイッチと共に使用して、モータ始動後の全工程を制御することが可能である。

【0040】

現在までの試験からすると、いくつかの用途では、単純なタイマプログラムを使用してスリーブの動作をスケジュールすることが可能なようである。例えば、チャンバーが血液で満たされたら、以下の手順はタイマオフで実行できる：ａ）モータを始動させ、６０秒間走行させる、ｂ）ＲＢＣポートを開放し、赤血球を３０秒間排出する、ｃ）ＲＢＣポートを閉鎖し、血漿ポートを開放して３０秒間走行させる、ｄ）両方のポートを閉鎖し、モータを停止する。このような装置では、ＲＢＣと血漿の多様な比率を許容するために、患者のヘマトクリット数を手動入力する手段を追加する必要があるかもしれない。

【0041】

表１は、豚の血液を使用して図１２〜図１６の空心装置で得た典型的なデータを示す。このデータは、最初の分離で１分間運転、そしてＲＢＣおよび血漿を排出させるためにさらに約１分間運転させて得たものである。

【0042】

【表1】

説明した３つ全ての実施形態について、ブラダと空心、そしてポートおよび通路のサイズと位置は非常に重要である。遠心分離機が回転すると、チャンバー内で発生した圧力が速度の平方および回転半径の平方に応じて変化する。成分排出を手動で操作するには、排出を管理可能な時間にわたって行う必要がある。例えば、ＲＢＣポートは、赤血球を約３０秒間にわたって通過させられるサイズにする必要がある。ＲＢＣポートがＲＢＣが凝集しそうになっても詰まらずに機能できる条件を選択し、また、血小板が脱出渦の中に巻き込まれないように流れを十分に小さく保たなければならない。約３０ｍＬの全血試料を使用する遠心分離機の場合には、速度が１５，０００〜２０，０００ｒｐｍの範囲内、チャンバー胴体の最大地点が直径約約２．５４〜３．１７ｃｍ（１．０〜１．２５インチ）であれば、直径ほぼ０．０２ｃｍ（０．００８インチ）のＲＢＣポートが功を奏することがわかっている。血小板損失の危険は小さいので、血漿ポートをこれよりも大きくすることが可能であり、約０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）の値が適当である。血漿ポートを回転中心軸に関連して配することで、達成可能な密度因子に直接影響を及ぼすことができる。中心に近くなるほど血漿の除去量が減るので、濃縮度が低くなる。これに加え、ここで述べた本発明の様々な実施形態では、チャンバーの径大端部に小型の円環２４１、３４１、４４１、５４１が作られている。この円環が、ＲＢＣ通路２１７、３１７、４１７に流入する前のＲＢＣのための、半径方向深さは増すが小容量の局所範囲を作っている。この半径方向深さの増加により、血小板および他の所望の因子が、ＲＢＣポート２２８、３２８、４２８を介して排出されるＲＢＣと共に、同ポートの付近（図示しない）で局所的に生じた脱出する渦の影響を受けて出て行く傾向が減少する。

【0043】

説明した全ての実施形態では、赤血球と血小板の間の中間比重を有する可流動セパレータゲルのような分離補助剤を採用することで、赤血球ポート閉鎖地点の正確性を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、他の層を中心軸に向けてさらに移動させる。セパレータゲルは、赤血球が全て出切ると第１ポートを自動的に覆う。セパレータゲルの粘性は、ＢＳＣに採用した遠心分離機速度で小型の出口ポートを通過しないものに設計される。この第１ポートの自動遮断は、赤血球が完全に出切るとポートに侵入してこれを閉鎖するように設計された、中間比重を有する固体材料の形態の分離補助剤によっても達成できる。その一例に、ポート内を流れて集塊化した時に十分にポートを覆える大きさとなる、中間比重を持ったミクロスフィアのようなプラスチックビーズがある。

【0044】

ブラダならびに空心の実施形態では、ＢＳＶに内蔵されたＬＥＤの形態のようなバックライトをモータ中心線の付近に組み込むことによって、ＲＢＣと血漿の軸方向境界の視覚化を向上させることができる。モータ内に巻き線を追加して、電灯の動作に必要な低電力を提供することができる。

【0045】

ポートおよび通路の寸法のサイズと場所を調節することにより、本発明は様々な治療上有益な細胞ならびに他の生物成分を分離させて濃縮する機能をさらに有する。これら生物成分の多くは再生治療への可能性を持つので、したがって再生剤として特徴付けできる。これらの再生剤は、構造の再生、復元、修復を補助したり、臓器、組織、生理学的ユニットまたはシステムの機能を補助することで、生物に治療上の有益性を提供することができる。再生剤の例には、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の始原細胞ならびに前駆細胞、リンパ球などがある。本発明はまた、脂肪細胞、皮膚、筋肉などを含む、軟組織または組織要素または組織混合物、および液体組織または組織要素または組織混合物を処理して、治療用再生剤を提供する可能性を持つ。ここで説明している様々な実施形態から得られる分離または濃縮製剤は、技術上周知のとおりに使用できる。医療治療処置では、濃縮製剤を治療部位に直接付着させたり、治療装置内に組み込んだり（例えば、吸収性移植材料を移植前、移植と同時、または移植後に投与する）、さらには処置方法としての別の材料と組み合わせる、例えば微粒子材料と組み合わせてペーストを形成する（例えば、粉体として処方された細胞外マトリックスと組み合わせる）ことを要する。

【0046】

血液遠心分離機の容器には調節可能なポート、例えば管を組み込むことも可能であり、この管は開口端部を設け、半径方向にＢＳＣ内へ延び、管が弧状に揺動して開口端部が半径範囲を走査できる様式で外周部に蝶番留めされている。管の開口端部の場所を、軸回転に関連した所望の位置に配されるように、運転前または運転中に調節することができる。例えば、入口ポートを遠心分離機容器の周囲に向けて配し、最初に不所望の細胞を通液させ、その後、容器の中心に向けて位置を調節して、乏血小板血漿を通液させることができる。あるいは、除去したい対象が血漿分画である場合には、層化した混合物から本質的に血漿のみを取り出すようにポートを位置決めできる。

【0047】

この機器は、所定量の１つ以上の成分（血漿など）を取り出したら、回転を遮断または少なくとも中止するようにも構成できる。具体的には、ポートを、層化後に血漿成分がポート付近に来るように位置決めしてよい。そのポート用のバルブが開放すると、血漿がポートから送り出される。ポートは、血漿の有無を感知するセンサを装備した構成にすることもできる。このように、この機器は、ポートにて、またはポート内部にて血漿が感知されている限り胴体が回転を続け、しかし、血漿が感知されなくなると、モータに停止信号を提供する（これにより胴体の回転を停止する）、またはタップ開放の信号を送るように構成できる。血漿はポートを介して胴体から除去され続けるので、最終的にポートの半径における血漿の供給が枯渇して、上記センサから信号が送られ、胴体が回転を停止する。当然ながら、これらの信号は、血漿だけでなく、あらゆる層化した層を感知することで生成される。

【0048】

濃縮分画の他に、液状検体１つ以上の廃棄された分画を回収することが望ましいことがある。これはいくつかある方法のうちの１つによって達成できる。スリーブの出口ポートに回収バッグまたはチャンバーを連結することができる。このバッグまたはチャンバーは胴体と共に回転するので、回転軸の周囲でこれのバランスを取るための措置が必要である。別の方法は、所望の出口ポートとは反対の側に、排出された分画を回収し、重力流により流体を回収地点へ案内するための円周漏斗を設けたものである。これについては、以降で図２５を参照して説明する。

【0049】

図１９〜図２６にさらなる実施形態を示す。これらの図は、図１２〜図１７で網羅した空心の仕組みを使用し、これに加えて、ＰＲＰ調製時に得られる濃縮を最大化するように設計された改善を採用している装置について述べる。図１９は、再使用可能な装置ユニット６０１および使い捨て部分６００の２つの構成要素として使用するように設計された、遠心分離機の２つの主要な構成要素を示す。遠心分離機を２つの構成要素に分離することで、使い捨て構成要素をより費用効率の良いものにすることが可能になる。

【0050】

図２０ａは、文字「ｄｅｆｇ」で表す境界が画定する回旋チャンバーの半透明鏡断面を示す略図である。主な寸法を長さ符号Ｌ１〜Ｌ８で記し、半径をＤ１〜Ｄ８と定義する。図２０ａに見られるように、Ｄ１は、回転軸ＸＸからチャネル６４０の外端部まで計測した半径の長さに該当し、この実施形態で示すように、このチャネル端部にはオプションのプレナムが設けられており、脱出するＲＢＣ６４１はここからＲＢＧ通路６３９内に流入する。同様に、Ｄ２、Ｄ３は、軸ＸＸから最も遠いチャネル６４０の端部におけるプレナムの右側および左側の内径をそれぞれ同定している。Ｄ４、Ｄ７は、ウェッジ部６０９の右手側端部にある平坦部の外径および内径をそれぞれ標識している。Ｄ５は、赤血球６４１とバフィーコート６４２の間の界面における直径を同定する。Ｄ６は、バフィーコート６４２と血漿６４３の間の界面における直径を同定する。Ｄ８は、血漿通路６１０の内径を同定し、空心６４６と界面を接する血漿６４３の界面に該当する。長さ計測値Ｌ１〜Ｌ８は、血漿通路６１０の右側に該当する基準線から計測した距離に基づいている。Ｌ１、Ｌ２は、チャネル６４０の端部におけるプレナムの左手側および右手側へそれぞれ計測された。Ｌ３は、基準線から計測した、ウェッジ部６０９（以降で説明する）の右手側にある平坦部までの長さを同定している。Ｌ４、Ｌ５は、左右マーカ６４４の場所を同定している。Ｌ６は、バフィーコート／血漿界面Ｄ６に該当する直径にて計測した、回転チャンバーの縁までの長さに該当する。Ｌ７は、ウェッジ部６０９の右手側にある平坦部の内径に該当する直径にて計測した、回転チャンバーの縁までの長さに該当する。Ｌ８は、血漿通路６１０内への入口の内径に該当する直径にて測定した、回転チャンバーの縁までの長さに該当する。

【0051】

回転軸ＸＸは境界「ｄｇ」を通っている。大きく斜交範囲は、半角「ａ」を有する外部壁を設けた先細りしたチャンバーを示す。チャンバーの円錐形凹部の内部にはウェッジ部「６０９」が挿入されており、このウェッジ部６０９は、ＲＢＣチャネル６４０を画定する半角「ｂ」を持った外部円錐台形状部分と、血漿６４３の境界を画定する半角「ｃ」を画定している内部逆円錐台形状部分とを設けている。半角「ｂ」は半角「ａ」と必ずしも同一でなくてよく、言い換えれば、チャネル６４０は平行でなく、先細り形であってよい。

【0052】

流体がＲＢＣ出口ポートを出る際、ＲＢＣ通路６３９を通って出て行く流体に高い剪断力がかかり、また、ＲＢＣチャネル６４０は、ＲＢＣ通路６３９入口ポートが確実にチャネル６４０の端部に、およびＲＢＣ／ＢＣ界面から離れた距離に位置する役割を果たし、ここで、このチャネルは、ＲＢＣ通路６３９から出る際にＲＢＣにかかる高い流出速度に関連して、チャネル６４０に入る入口におけるＲＢＣの非常に遅い局所流体速度を許容するように寸法されている。

【0053】

例えば、一実施形態では、ＲＢＣは高速回転しているチャンバーの外縁に集まり、１本以上のＲＢＣ通路６３９を通って排出される。ＲＢＣ通路は円周溝またはプレナムから供給され、次いで、薄い円周チャネル６４０から、あるいは、バフィーコート回収範囲の付近にて開始している、複数のチャネル６４０を形成する円周区間から供給されている。円周チャネル６４０は、その半径方向深度の数倍大きな円周を有する。容量６０ｍＬで、円周１１．４ｃｍ（４．５インチ）×半径方向深度０．０５０ｃｍ（０．０２０インチ）のチャネルを設けた遠心分離機を提供する装置の場合、ＲＢＣ通路６３９のオリフィス径はほぼ０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）となる。このおよそ１７０００ＲＰＭでの組み合わせ高速回転によって、ＲＢＣ通路６３９におけるオリフィスからの排出速度が２０００〜３０００ｃｍ／秒となり、チャネル６４０に沿ってのみ１．５ｃｍ／秒となる。したがって、チャネル６４０は分離層付近において流れを１０００分の１以下に遅速化する。別の実施形態では（図示せず）、プレナムを設けず、ＲＢＣ通路を薄い円周チャネルから直接供給し、バフィーコート回収範囲付近から開始させることができる。分離層での流量をオリフィス出口と比べて低減させるための似たようなパフォーマンスは、プレナムを設けた実施形態を参照し説明したものについても同様に予測される。

【0054】

高速回転チャンバーの回転速度を減速させてＲＢＣを一掃することが有益であり得ることが確認されている。回転速度の減速は、分離した成分の層化を崩壊させない方式で達成しなければならず、さらに、減速する回転速度は、確立された成分の層化を大きく劣化させる所まで減速させてはならない。例えば、装置を分離に適した第１速度で運転して納得できる層化を達成した後に、回転速度を徐々に低減してゆくことで層化が維持され、第２回転速度に達すると、高速回転チャンバーの回転速度を減速したことでより弱い力が生じ、その結果、ＲＢＣ細胞がＲＢＣ通路６３９から相応の低減速度で吐出される。先述した、分離のためにおよそ１７０００ＲＰＭの回転速度を有する例では、ＲＢＣ／ＢＣ界面の劣化を防止しながらＲＢＣの一掃を可能にするために、段階的な減速を、制御された様式で、目標のより遅い回転速度に落ち着くまで（この新規の例ではおよそ１３０００ＲＰＭでの回転）、決められた時間にわたって実施する。例えば、徐々に減速中であるが目標の一掃速度には近づいた時点で、ＲＢＣバルブを開放するなどの微調整をこれらの段階に実用的な目的で加えることでも、類似の結果が得られることがある。

【0055】

ＲＢＣ通路６３９にて計測され、チャネル６４０内に流入するＲＢＣとの比較において、局所的な流量を確実に減少させるように寸法または回転速度の修正を採用することで、上述した１０００：１の代わりに、およそ５００：１または１００：１の比率以下に低減された各種の減速度を得ることができる。図２０ａの実施形態に見られるように、チャネル６４０は、半径方向に浅くなる角度ａの上に設置されており、またその末端にはプレナムを設け、このプレナムから延びたＲＢＣ通路６３９がＲＢＣを排出させる。別の実施形態では（図示せず）、本装置はチャネルの末端にプレナムを設けず、チャネル末端にＲＢＣ通路への出口を含むか、またはチャネルの寸法を減少させ（先細りさせ）、漏斗をＲＢＣ通路への出口内に直接設けることができる。上述したように、本発明の目的は、ＲＢＣ出口とＲＢＣ／バフィーコート界面との間に空間分離を設けることで得られる結果と同様に、バフィーコート組成要素の上のＲＢＣがなくなることの影響を低減することである。ポート付近で局所的に発生した脱出渦の影響下で、ＲＢＣ通路６３９から排出されるＲＢＣと共に血小板および他の望ましい因子が出て行ってしまう傾向を減らすのは、この空間分離である（チャネル内のプレナムの有無は問わない）。血漿またはバフィーコート組成要素がチャネル６４０内に入らないようにする方式で本装置を運転することで、高い剪断力がＲＢＣ組成要素のみにかかるように事実上制限され、ＲＢＣとＢＣの間の界面の崩壊が不可能になる。

【0056】

同様に、血漿通路６１０を、バフィーコート組成要素から離れた場所に配し（オプションで、図２７ａに示すようにプレナム内に配置）、バフィーコートと血漿の界面がＤ７を超えて内方へ延びないようにすることで、血漿通路６１０における高剪断力が浅い角度ｃによりＢＣと血漿の間の界面を崩壊させることがなくなるため、バフィーコートをチャンバー内に収容することができる。これにより、ポート付近で局所的に発生した脱出渦の影響下で、血漿通路６１０から排出される血漿と共に血小板および他の望ましい因子が脱出してしまう傾向が減少する。図２０ａではウェッジ部６０９の基底部に配置されているが、開口部が、図２０ａのＬ８に該当する場所においてと同様に、バフィーコートと血漿の界面の半径よりも小さい適切な半径を有する限り、血漿通路を別の場所に配置することも可能である。これらの特徴から、ここで説明した実施形態は、実質的に全てのバフィーコート組成要素をチャンバー内に保存し、成果物の密度または濃縮効率を拡大することを助けることができる。

【0057】

さらに、図２７ａを参照すると、図２０ａで示したものと同一の実施形態を示すが、ここでは、血漿通路６１０内へ続くオリフィス（１つ以上）を収納する円周溝（または円周溝の各部）の形態をした血漿プレナム６５５を含む点が異なっている。この実施形態では、脱出する血漿が、ウェッジ部６０９と、血漿との空心界面境界とによって画定された先細りしたチャネルに沿って流れる。チャンバーの回転中、および血漿バルブが開放した状態で、血漿が血漿通路（ここでは、ウェッジ部６０９の基底部に示される）へ流れ、ウェッジ部の基底部から溢れて血漿プレナム６５５内に入る。血漿は、血漿プレナム内に入るとプレナムの長さ（つまり円周）に沿って流れ、血漿通路６１０へと続くオリフィス（１つ以上）に遭遇して、オリフィスから脱出する。血漿は、プレナム６５５内を移動中には、離れた場所にあって、ウェッジ部６０９の存在することで物理的に遮蔽されている血漿／バフィーコート界面に対して剪断力を発することはない。

【0058】

図２０ｂと図２７ｂを比較すると、連続スロープとしての（図２０ｂに示す構造）、またはプレナム６５５を設けたものとしての（図２７ｂに示す構造）血漿出口に、血漿が接近する際の流体の流れ方向を視認できる。これらの図は、あたかも回転軸からチャンバーの外部直径を見るように、上から下に向かって血漿通路６１０への開口部を見た投射図を示している。

【0059】

図２０ｂを参照すると、血漿が右から左へ移動する様子を示しており、ここで、流体はチャンバーの左縁に近づくと、血漿通路６１０の出口へ引き寄せられる。血漿プレナムを設けていないこの実施形態では、開口部からの距離が増すとこれに比例して剪断力が低下するため、血漿がウェッジ部の内面に沿って（角度ｃに沿って）移動する際に、この範囲の直径全体にわたって剪断力は必ずしも均一にならず、しかし、血漿通路６１０への開口部の場所と並んだ時には高くなる。図２０ａの構造は、バフィーコート／血漿界面に影響を及ぼす剪断力を最小化する上で有効であると経験上判断されているが、装置運転中にウェッジ部の平坦部にかかる剪断力をさらに低減することが可能である。

【0060】

図２７ｂを参照すると、血漿が開口部６１０に向かいプレナムに沿って流れる前に、右から左へ移動して、血漿プレナム６５５内に入る様子を示している。プレナム６５５に向かう流体の流れを示す均一な矢印（右側）によって見られるように、プレナムの存在により、血漿チャネル内で円周方向に計測した場合に（血漿は角度ｃのウェッジ面と空心との間を流れる）剪断力の変化の減少が予測されるが、これは、血漿がウェッジ部６０９の基底部に近づき、血漿プレナム６５５内に流入して、ダムの側面上を流れる水と類似した効果を生じるためである。つまり、障害物ができる以前（ダムの上流、またはプレナムへの流入前のいずれとも）の流体の流れはゆっくりかつスムーズであるが、障害物を通過後（ダムの下流、またはプレナム内のいずれとも）の流体の流量は相対的に遥かに多く、また不均一である。流体の流れパターンを示す矢印で見られるように、血漿プレナムに向かう血漿の流れは直径全体にわたって均一に分布しているが、血漿によってウェッジ部を作成されると、プレナム６５５内に入ってからは、血漿が１つ以上の開口部から血漿通路６１０へ流れることで、流体動作の変化が大きくなると予測される。プレナム内に方向可変な剪断力が多量に含有されているが、ウェッジ面に沿って流れる血漿に影響を与えることがないので、この実施形態は、バフィーコート組成要素の濃縮因子を拡張できると予測される。この実施形態の構造は、バフィーコート／血漿界面を崩壊させる傾向にある、血漿チャネルに沿って円周方向に計測した場合の血漿流量の変動性を低減することで、Ｄ８とＤ６の間の深度として計測される留置血漿の量を最小化できる。

【0061】

さらに、図２０ａを参照すると、排出された全ての血漿がチャンバーから出た後に残留する血漿の量は、境界直径Ｄ８、Ｄ６によって定義される点が指摘されるべきである。この量を調整することで、先述の同じ寸法の調節により望まれる濃縮値を得ることができる。

【0062】

高度の濃縮を得るためには、バフィーコートの下の血漿の深度（図２０ａに示す）を減少させる必要があり（直径寸法（Ｄ６〜Ｄ８）／２の縮小）、これにより、流出する血漿によってバフィー／血漿界面がより近距離で剪断されることになるので、血小板損失の危険が増すことも明確にされるべきである。しかし、血漿の流れを推進する圧力は、回転速度の平方に、Ｄ８にある血漿通路の開口部半径の平方と、チャンバー内の血漿／空気界面の半径の平方との差分を掛けたものに比例するので、血漿直径がＤ８に接近するに従って、血漿の流出を推進する圧力は徐々にゼロへと降下してゆく。

【0063】

血漿がＤ８に接近するにつれ着実に減少するこの流れ効果を利用することで、剪断によるバフィーコートをほとんど損失させずに血漿深度（Ｄ８〜Ｄ６）を最小化し、残留血漿量を最小化し、濃縮を最大化することができる。

【0064】

概括すれば、外径チャネルを使用してＲＢＣ／バフィーコート剪断を制御することで、ＲＢＣ／バフィーコート剪断が最小化され、また、構造と、空心に向かう血漿の推進圧力を低減することとにより、血漿／バフィーコート剪断が制御される。

【0065】

したがって、チャンバーの回転中および血漿が排出される以前には、圧力水頭が高いので、血漿が血漿出口から出て血漿通路６１０内へ流入し、その後、チャンバー内の血漿の量が減少するに従い、血漿出口よりも上にあるこの圧力水頭がこれと比例した量で低下して、この低下は、血漿高さがＤ８における血漿出口の高さに達し、血漿通路６１０を通る全ての血漿の流出が終了するまで続く。血漿容量の減少に従って血漿通路６１０を通る流量が減少することで、流出する血漿とバフィーコートとが互いに最も近接し合う（つまり、Ｄ６とＤ８の間の距離が最小になる）地点に、血漿を一掃する流量が最低量となるので、剪断力がバフィーコートに影響を及ぼす傾向が最小化されるという追加の利点が得られる。

【0066】

運転時には、チャンバーが血液で充填され、或る時間の経過後に、この血液が高速にて赤血球（ＲＢＣ）、バフィーコート、血漿に分離される。分離後に、ＲＢＣ通路６３９が開放してＲＢＣがＲＢＣ通路６３９を介して排出され、透明な円錐面のＬ５にてＲＢＣの界面が明らかとなる。ＲＢＣ通路６３９を閉鎖する上で操作者に知らせるために、チャンバー上のＬ５、Ｌ４に目視可能なマーカが配されており、ＲＢＣ界面がＬ５とＬ４の間のどこかの地点に達すると、ＲＢＣ通路６３９からのＲＢＣの排出が、後に述べ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、円錐チャネル６４０と、ＲＢＣチャネル６３９の左手側端部における円周凹部で事前定義された容量を占めている。バフィーコート（ＢＣ）６４２の回収時に、図面でハニカム構造のハッチにより定義されているように、ＢＣのＲＢＣチャネル６４０内への移動を防止することが重要であるが、これは、ＢＣがそこへ移動してしまうと、手順の最後にＢＣを取り出せなくなってしまうためである。これを防止するには、ＲＢＣ界面がチャンバーの円錐面に沿って移動するようになる速度を、界面がＬ５とＬ４に配したマーカ間を移動している最中に操作者が工程を停止できる（ＲＢＣ通路６３９を閉鎖できる）程度にまで十分低く制御する。この速度は、回転速度、チャンバーの直径、通路６３９に連結しているＲＢＣ排出ポートのサイズ、チャンバーの半角「ａ」の関数である。これらの変数を調整することで、操作人員が管理できる、Ｌ５またはＬ４での界面速度が得られるが、しかしこれによって必要な急速分離（分離の全工程、望ましくないＲＢＣおよび血漿の２分未満での排出）が妨げられることはない。様々なパラメータを試験する上で、およそ４ｍｍ／秒の界面速度で、操作者が正確な介入を行えることが経験上わかっているが、しかし、１０ｍｍ／秒未満の範囲では、これよりも速いおよび遅い速度が望ましいことが認識された。（ＲＢＣからバフィーコートの界面を光学センサなどによって感知するケースでは、界面の接近速度は１０ｍｍ／秒以上の速度であってよい。）ＲＢＣ排出が停止すると、直径Ｄ４、Ｄ７で定義された、ウェッジ部６０９の右手側の平坦部すなわち分離面の端部にＢＣが捕えられる。図２０ａでは、分離面を回転軸に対して角度９０度で描いているが、回転軸に対する分離面の角度はこれ以外の角度であってもよいと想像される。分離面は、遠心分離機が通常の直立方向にある場合にはウェッジ部６０９の「上」面を形成する。ＲＢＣがＬ５で停止する場合にはＢＣ外径はＤ５であり、ＲＢＣがＬ４で停止する場合にはＢＣ外径はＤ４にある。バフィーコート（ＢＣ）容量は最初に導入した血液容量の０．５％前後であるので、最悪なケース（ＲＢＣがＬ５で停止）が生じた場合には、ＢＣが分離面上に留まり、内部半角円錐「ｃ」内へ延びないように、ウェッジ部端部の平坦部（Ｄ４、Ｄ７）を定義することができる。ＲＢＣ通路６３９が閉鎖すると、血漿通路６１０が開放して、血漿が流れ、排出される。同図は、全ての血漿が血漿通路６１０から流出し、空心６４６がＤ８における通路入口にまで拡大したため流れが停止した状況を示している。血漿表面が出口通路６１０に近づくにつれてその軸速度が加速し、ＢＣ／血漿界面における高速剪断速度により血小板が血漿中に混入して損失する結果を招くので、ＢＣによる内部円錐内への侵入を防止することが重要である。空心に対するＢＣの半径方向分離（Ｄ６−Ｄ８）／２がほぼ１〜２ｍｍである場合、血小板の血漿中への損失は許容可能であり、８：１またはこれ以上の濃縮因子（ＥＦ）が一貫して得られる。濃縮因子は次の方程式で定義される：（ＥＦ＝（単位体積毎のＢＣ試料中に捕獲された血小板数）／（単位体積毎の元の全血試料中の血小板数））。基本的に、この設計は、ＲＢＣ／ＢＣ界面およびＢＣ／血漿界面における剪断を最小化して、ＢＣがＲＢＣ排出または血漿排出内に損失しないように考えられたものである。

【0067】

一実施形態では、使用中の装置の向きは、ポートバルブ６０２が装置の頂部に来る状態で、回転軸ＸＸと共に縦向きである。この回転チャンバーの構造では、回転が一時停止されると、チャネル６４０内にある流体（例えばＲＢＣ）はチャネル内に含まれたままとなり、また、運転中にウェッジ部６０９の平坦部６０８に該当するラインよりも上にある実質的に全ての他の流体（つまり、図２０ａのＬ３の右側にあたる）は、回転が止まると重力によって流れ、ポートバルブ６０２の直下に溜まり、これにより、例えばポートバルブを介して案内され濃縮材料の溜まりに入った針の中に引き込まれることによって、回収可能となる。ここで述べる様々な実施形態を別の角度（例えば水平）で運転し、次にオプションで、回転一時停止してから、回収のために垂直位置へと回転させることも可能であると認識される。チャンバーの回転の一時停止時にチャネル６４０内でＲＢＣの隔離状態を維持することで、バフィーコート組成要素の濃度を最大化することができる。チャンバーの回転を一時停止時すると同時にチャネル６４０内でＲＢＣの隔離状態を維持することで、チャネル内のこれらの材料（例えばＲＢＣ）を、濃縮されたバフィーコートまたは他の血液組成要素をそれ以上希釈するために利用できなくなるので、その結果、バフィーコート組成要素の濃度を最大化することができる。いくつかの実施形態では、回転チャンバーの少なくとも一部（ウェッジ部６０９の端部の平坦部６０８など）に表面張力修正コーティング（例えば、親水性または疎水性コーティング）を追加して、捕獲されたＢＣのいくらかが表面張力によって平坦部上に残留してしまうことを防止することが有利である。さらに、全体が垂直向きにある場合に、ウェッジ部の平坦部に角度（例えば１〜４５度）を付けて、流体の流れを中央回収範囲に直接向けるようにすることは有益であり得る。

【0068】

回転チャンバーの速度を急激に落とすことで、より段階的に落とした場合よりも、回収範囲での血小板の量が増加することが確認されている。急速に速度を落とすことで、ウェッジ部の平坦部よりも上において組成要素の混合が生じ、ウェッジ部の平坦部の表面上に濃縮した残留バフィーコート組成要素が残ってしまうことを防止するとされている。また、チャンバー内およびチャネル内に残っている赤血球は、その大部分がチャネル内に残ったままとなるため、急速に速度を落としてもバフィーコートと混合することはない。

【0069】

ウェッジ６０９が（１）空間分離の作成と、（２）チャネルの形成と、（３）明瞭な液体深度の増加とに役立つことで、ウェッジ６０９を援用した装置の実施形態の構造には、効率性、装置の運転を補助する上で少なくとも次の３つの有益性がある。１つ目は、ウェッジが血漿出口とＲＢＣ出口の間に空間分離を作成することにより、ウェッジ部の平坦部と並んだ離れた位置に残っているバフィーコート組成要素に影響を及ぼすことがないよう、出口における剪断力の影響を最小化することができる。２つ目は、ウェッジ部の最外面（角度ｂで傾斜）がチャネル６４０の内部境界の一部を提供しているので、ウェッジが部分的にチャネルを形成する。３つ目は、ウェッジ部の存在によって置き換えられた明瞭な液体深度を拡張するので、ウェッジ部が装置の操作容易性を増大させる。すなわち、ウェッジは、ウェッジ領域（Ｄ２とＤ８の間）内にある流体容量を置き換える役割をし、また、Ｄ４とＤ５の間の寸法が置き換えによって増加するので、これら液体の明瞭な深度を増加させる効果を持ち、これにしたがって、Ｌ４のマーカ６４４とＬ５のマーカ６４４の間の空間が必然的に拡大して、より分かりやすい溶解を操作者に提供する。この効果により、操作者は、ＲＢＣ通路６３９からのＲＢＣの排出を一時停止するタイミングをより正確に判断できるようになる。

【0070】

図２１は、図１９の装置を組み立て、ＲＢＣポート６３８が開放、血漿ポート６１２が閉鎖、ＲＢＣがＲＢＣ／血漿受容部６４７へ排出された、走行状態にある様子を示す。まだ血漿６４３は受容チャンバーへ排出されていない。空心６４６は完全に確立しており、流体組成要素どうしは明確な境界を設けて分離している。高速回転する遠心分離機における血液を含むためのチャンバーは、先細り形の胴体６０６と端部キャップ６１４の２つの要素で構成されている。このチャンバーは２つのベアリング６１９、６０４において高速回転し、小型ベアリング６０４はチャンバーの狭い端部に配され、大型ベアリング６１９は、チャンバーの大型端部に、駆動シャフト６１７およびバルブキャップ６１６を介して間接的に配されている。小型ベアリング６０４は透明な中間カバー６０７内に、大型ベアリングはフォロワー６１８内に搭載されている。バルブキャップ６１６は、端部キャップ６１４からのキーまたはピン（図示せず）によって駆動されるチャンバー構成要素と共に回転し、フォロワー６１８によって軸方向に前進させられた回転軸に沿って軸方向に平行移動することができ、次に、カムフォロワー６２０ならびにカム６２１によって軸方向へ移動される。バルブキャップ６１６の軸方向への移動は、ＲＢＣポート６３８および血漿ポート６１２のピストンを制御し、さらにこれにより、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（典型的には３つであるが、この個数は３つより多くても少なくてもよい）はドラム６１３と一体形成されている。フォロワー６１８はドラム６１３内で軸方向に移動できるが、フォロワー上の雄キー６３１および下部構造６２４上の雌キーにより回転は阻止される。操作者は、ドラム６１３を回転させることにより、フォロワー６２０を軸方向へ移動させ、これによりＲＢＣポート６３８と血漿ポート６１２の位置を制御する。ＲＢＣ／血漿受容部６４７は、排出されたＲＢＣおよび過剰な血漿を捕えて、バルブキャップ６１６と共に軸方向へ移動させるために、回転要素を包囲している。

【0071】

シャフト６１７とバルブキャップ６１６の間の隙間、およびバルブキャップ６１６と端部キャップとの間の隙間は、端部キャップ６１４とバルブキャップ６１６の間の嵌合ならびに同心性に影響を与える。Ｏリング６４８、６１１は、シール部として、および上記２つのキャップ間のサスペンション、あるいはシール部として、または上記２つのキャップ間のサスペンションとして機能する。Ｏリングは、隙間を非常に小さく保った場合は密封部としてのみ機能するが、隙間を相当に拡大させた場合には、シール部およびサスペンションとしての二重効用を果たす。このようなサスペンション特徴を、チャンバー組立体（シャフト６１７、端部キャップ６１４、胴体６０６）上で振動するバルブキャップ６１６の自然周波数が、動作速度よりも相当に低くまたは高くなるように選択することができる。

【0072】

駆動シャフト６１７に取り付けられた遠心分離機の継手６３３が、モータ６２６からのねじれ駆動を、モータ継手６２９を介して受ける。モータ６２６は、基底部包囲体６２５にしっかりと固定された下部構造６２４上に搭載されている。操作者が作動させたラッチ６２２により、使い捨て部分６００が、ドラム６１３に一体形成された円環に係合して、再使用可能部分６０１に対してしっかりと配置される。

【0073】

使い捨て部分６００は滅菌ユニットとして届き、手術環境内の滅菌野の付近で使用される。ＰＲＰまたはＰＰＰを調製および付与する手順が完了したら（これには、１人の患者につき、複数の用途のために装置を数回運転することになる）、使い捨て部分６００を生体植物性廃棄物ストリームにおいて処分する。しかし、再使用可能部分６０１は手術環境内に残り、保管のため他所へ移動される。再使用可能部分６０１が全血または血液組成要素によって汚染されないように、これらの流体の洩出を防止する多様な要素を採用することが可能である。図２６を参照すると、吸収性ワッシャ６３２、６３６は受容部６４７からのあらゆる液こぼれを捕え、ゲル化促進剤６４９は、受容部６４７内に排出された流体を非流動性ゼラチン質塊にゲル化する。符号６１９における別方法で密封されたベアリング（図示せず）、ドラム６１３とフォロワー６１８の間の転動形隔膜（図示せず）は、全ての液体を捕えることができる。吸収性ワッシャは、多孔質ポリウレタン（登録商標名「Ｐｏｒｅｘ」で販売されている）、超吸収ポリマ、ポリアクリレート、高分子電解質、ヒドロゲル、白亜、または織布、あるいは技術上周知の他の適切な材料から成っていてよい。ゲル化促進剤は、Ｍｕｌｔｉｓｏｒｂ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．より「Ｄｒｉｍｏｐ（商標）」の名称で供給されている材料から成っていてよい。チャンバー内に回収したＰＲＰの残余分は、ポートバルブ６０２によって封じ込められる。当業者には、こうした漏出への溶解の組み合わせが明らかだろう。

【0074】

図２８〜３１は、先述したＲＢＣ／血漿受容部６４７の代替実施形態である半径方向インデックスバルブ受容部７００を示す。この半径方向インデックスバルブ受容部は、受容部から内容物のこぼれを防止するために、回転ドラム６１３およびフォロワー６１８（先に図２１にて示したものと同一）と協働する半径方向インデックスバルブを援用している。半径方向インデックスバルブ受容部７００は、２つの合致する構成要素、すなわち上部バルブ７０１と下部保管チャンバー７０２で構成されている。好適には、上部バルブ７０１は４つの細長穴７０４を含み、下部保管チャンバー７０２は４つの細長穴７０５を含む。細長穴の個数は変更できるが、典型的に、各構成要素に同じ個数を設ける。ドラム６１３が回転すると上部バルブ７０１が共に回転できるようにするために、上部バルブ７０１はドラム６１３の溝（図示せず）と協働するインデックスタブ７０３を含んでいる。上部バルブ７０１は、３６０度液体流入窓７０７をさらに含んでいる。下部保管チャンバー７０２の内部円周には、フォロワー６１８のタブ（図示せず）と協働する溝７０６が含まれている。溝７０６は、下部保管チャンバー７０２をフォロワー６１８にキー留めして、ドラム６１３回転時に下部保管チャンバー７０２が回転しないように阻止する役割をする。図３０を参照すると、上部バルブ７０１と下部保管チャンバー７０２は、環状の相互ロック特徴部７０９、７０８を含む。図３１の分解描写でより詳細に見られるように、この相互ロック特徴部は細長穴７０４、７０５、合致面７１０、７１１を含んでいる。図３０に見られるように、相互ロック特徴部７０９、７０８は干渉嵌合を画定しており、これにより、上部バルブ７０１と下部保管チャンバー７０２が合致面７１０および７１１でスナップ留めされて、液密密封を成せるようになっている。使用時には、受容部７００が図２８に示す位置に収められるが、この位置では、上部バルブ７０１の細長穴７０４が保管チャンバー７０２の細長穴７０５と重ならない。次に、遠心分離機チャンバー６４６を血液で充填し、遠心分離機を始動させる。ＲＢＣバルブポート６３８（図２１を参照して既述）を開口させるためにドラム６１３を回転させると、上部バルブ７０１がドラムと共に回転して、細長穴７０４、７０５が少なくとも部分的に重なり、これにより、図２９に示すように２つの受容部構成要素７０１と７０２の間に通路が作られる。追い出されたＲＢＣ６４１が、３６０度液体流入窓７０７を介して上部バルブ７０１に入り、重力によって下部保管チャンバー７０２内に排液される。バルブポート６３８からのＲＢＣ６４１の流れを停止するために、ドラム６１３が元のホームポジションへと回転されると、細長穴７０４、７０５が、図２８に示した重なり合わない位置へ戻り、ＲＢＣを下部保管チャンバー７０２内に密封する。同様に、血漿ポート６１２を開放するべくドラム６１３を反対方向へ回転させると、細長穴７０４、７０５の対向する側部が重なり合い、これにより、この重なり合った細長穴を介して血漿６４３を吐出し、下部保管チャンバー７０２内に排液できるようになる。次に、工程の最後に、ドラム６１３が元のホームポジションへと回転されて、細長穴７０４、７０５が重なり合わない位置に戻ることで、廃棄された流体が下部保管チャンバー７０２内に密封される。これにより、後続の、使い捨て部分６００の取り扱いと処分の最中におけるあらゆる流体のこぼれが防止される。

【0075】

細長穴７０４、７０５の典型的な寸法は、上部バルブ７０１をいずれかの方向へ回転させた時に重なり合える寸法である。好ましい実施形態では、上部の細長穴７０４のそれぞれが円周の３０度分を囲み、下部保管チャンバーの細長穴７０５が円周の５０度分を囲む。この寸法では、閉鎖配位において、細長穴の縁どうしの間に５度の角度が残る。したがって、ドラム６１３をおよそ３５度回転させれば、バルブキャップ６１６のポートが開放する。これにより、細長穴７０４と７０５が３０度重なり合い、言い換えれば、上部バルブ７０１の各々の細長穴７０４が、細長穴７０５を介して下部保管チャンバー７０２に対し完全に開放する。これ以外の細長穴の構造および配列の組み合わせも可能であり、当業者に自明である。典型的に、上部バルブ７０１と保管チャンバー７０２は、ポリプロピレンおよびポリエチレンを非限定的に含む弾性の熱可塑性樹脂を使用して吹込成形した構成要素である。

【0076】

再使用可能部分６０１は、交流電源から、またはコードレスドリルなどに使用される直流パワーパックから、コード搭載型変圧器（図示せず）によって給電される。図示していないこれ以外の部品には、遠心分離機の電源オン／オフ、および電源オンからの経過時間を表示するための、基底部包囲体６２５上に搭載された単純なディスプレイや、経過時間が特定レベルに達すると操作者に対し警告音を発する可聴アラームなどの部品が非限定的に含まれる。これに加えて、使い捨て部分６００に内蔵の磁石に反応する、基底部６２５に内蔵されたホール効果スイッチまたはリードスイッチ（図示せず）を使用して、基底部包囲体６２５内のドラム６１３の回転を示したり、および場合によっては流体組成要素の最適な分離に必要な多様なモータ速度を選択したり、あるいは基底部包囲体６２５内のドラム６１３の回転を示したり、または場合によっては流体組成要素の最適な分離に必要な多様なモータ速度を選択したりすることが可能である。

【0077】

操作者が手動で回旋させるドラム６１３の代わりに、基底部６２５内のアクチュエータ（例えばモータ／ギアボックスの組み合わせ、またはネジジャッキ）が、上述のスイッチからの信号に応答し、および装置の運転を最適化する、あるいは上述のスイッチからの信号に応答し、または装置の運転を最適化するべく採用された小型固体回路計算機からの信号に応答して、ドラムを自動的に回転させることができる。

【0078】

図２２は、図２１のＡＡにおける単純化した横断面図である。血液は主要な組成要素（血漿６４３、ＲＢＣ６４１、バフィーコート（ＢＣ）６４２）に分離されている。
図２３は、図２１のＢＢを通る単純化した横断面図である。この断面図は、通路６１０とＯリング６１１とから成る血漿バルブの構造を示す。これらの出口ポートの構造は、図３ｂに示したものと類似する。このバルブが開放すると、ポート６１２が通路６１０と整列する位置へ移動して、流体が流れ得るようになる。

【0079】

図２４は、図２１の装置であって、ＲＢＣバルブポート６３８は閉鎖し、血漿ポート６１２が開放し、血漿排出が完了した状況において運転中の様子を示す。この血漿６４３の容量が最終的な容量である。

【0080】

処置に乏血小板血漿（ＰＰＰ）が必要な場合には、若干形状の異なるＰＰＰ受容部が必要となる。図２５のほとんどの構成要素は図２１に示したものと類似しているが、ここでは、ＲＢＣ６３７用とＰＰＰ６３５用の計２つの受容部を設けている。高速回転チャンバーからの排出により２つの流体組成要素が捕えられるため、両方の受容部をドラム６１３に対して軸方向に固定して、血漿ポート６１２およびＲＢＣポート６３８が適切な流体組成要素を排出する際に、これらポートの異なる軸場所を受け入れられるようにする必要がある。血漿アクセスポート６４５が受容部６３５の壁間にまたがり、ドラム６１３の細長穴または開口部（図示せず）を通って延びている。このポートは、ＰＰＰ除去のために皮下針の通過を許容する、ニトリルゴムのようなエラストマ材料である。

【0081】

操作者が滅菌使い捨て部分６００を再使用可能部分６０１の内部に配する際には、ドラム位置は、工場において、血漿ポート６１２とＲＢＣポート６３８の両方が閉鎖位置に事前に設定されている次に、操作者は患者からの全血で注射器を充填し、この血液を注射器でポートバルブ６０２から遠心分離機チャンバー内に、チャンバーが充填されるまで導入する。装置を始動させると、モータが約１分間走行し、この時間までに血液が主要な層、すなわちＲＢＣ層、バフィーコート層、血漿層に分離される。この時点で、ドラムを回してＲＢＣバルブを開放位置にすると、ＲＢＣが受容部６３７内に排出され始める。ＲＢＣが排出される際に、ＲＢＣとバフィーコートの間の界面（図２０ａのＤ５）が回転胴体上のマーキングに接近する。界面が符号６４４におけるマーク（ＲＢＣポート６３８開放の約３０秒後）間にある時に、ＲＢＣポートを閉鎖し、血漿ポート６１２を開放するようにドラムを回転させる。すると血漿が受容部内に排出され、空心によってさらなる排出が制限されるまで続く。この時点で（ポート開放の約３０秒後）、モータが停止し、チャンバー内の濃縮した残留試料が、注射器およびカニューレによってポート６０２から除去され、患者の身体内（または移植物質として使用されようとしている材料上）に注入される。ＰＰＰ調製のケースでは工程はＰＲＰのものと同じであるが、装置が図２５に示される装置と一致し、ＰＰＰが図２５のエラストマ性側部ポート６４５から抽出される点が異なっている。

【0082】

様々な遠心速度を採用したり、チャンバーからの出口を配する場所の直径を変更することで、多様な組成要素の濃縮、または回転チャンバー内の流体材料の異なる比重分画の隔離が可能であることがわかっている。当業者に周知のように、例えば上述のとおり低速で回転させて、ＲＢＣの大部分を除去することで、血小板が懸濁した血漿材料が得られる。低速で回転させた場合には、血漿から血小板が比重によって分化することがない。回転速度を上げると血小板は比重により血漿から分化し易くなるので、操作者が求める血液製剤の所望の組み合わせを達成する上での柔軟性が得られるようになる。

【0083】

先述した様々な実施形態では、断面が円形の血液分離チャンバーについて説明したが、赤血球のＲＢＣ通路への妥当な流れを促進するべく角度付けまたは先細りした内径を有する限り、高速回転が可能なあらゆる形状を利用できることが理解される。例えば、正確にバランスをとることができ、必要な回転速度に適していることから、断面が楕円形の分離チャンバーを採用することが可能である。同様に、多様な断面形状（例えば八角形、四角形、三角形など）を持った他の分離チャンバーを採用でき、また必要であれば、錘を用いて回転時の正確なバランスを得る。さらに、複数のチャンバーを装置に利用することができ、例えば、２つ以上の円のセクション、あるいは２つ以上の入れ物のバランスをとることで、集合的に回転子を形成する複数のチャンバーの回転が可能になるが、ここで、各チャンバーは、特定の血液組成要素（例えば、ＲＢＣおよび血漿）を排出させる一方で、所望の血液構成要素の濃縮と、および各チャンバー内で濃縮した所望の血液組成要素へのアクセスとを可能する。

【0084】

ここで説明している実施形態は、主に、全血から組成要素を分離するための使用を意図しているが、他の液体にも使用することができる。血液製剤のケースでは、血液を成分構成要素に層化させるべく装置を運転し、先述したＲＢＣ通路ならびに血漿通路を介して血液分離チャンバーから赤血球および血漿を除去すると、チャンバー内に血小板および白血球を含有した濃縮されたバフィーコートが残る。説明した全ての実施形態では、装置の操作者は、１つ以上の追加の生体適合性溶液を分離補助剤として装置内に追加し、オプションでさらなる遠心ステップを実施することにより、成果物のバフィーコートの明瞭化をさらに選ぶことができる。これらの追加の生体適合性溶液はフォーカシング流体とも呼ばれている。先述したように、バフィーコートは、血小板、白血球（つまり白血球）を含むいくつかの成分で構成されており、各成分は独自の比重を有する。白血球は顆粒球細胞およびリンパ系細胞（リンパ球や単球など）を含有しており、これらはそれぞれ独自の比重を有する。いくつかの用途では、これらの組成要素のうちの１つまたは複数をバフィーコートから隔離または除去して、さらに精製された治療用材料を提供することが重要である。例えば、数人の研究者は、バフィーコートから白血球を除去することによる向上した生体外パフォーマンスを発見した（Ｓ．Ｒ．モロウィック等（Ｓ．Ｒ．Ｍｒｏｗｉｅｃ ｅｔ ａｌ．）、「Ａ ｎｏｖｅｌ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｕｆｆｙ ｃｏａｔ ｐｌａｔｅｌｅｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ」，Ｂｌｏｏｄ Ｃｅｌｌｓ，Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅｓ（１９９５年）第２１（３）巻、２月１５日：２５ページ〜２３ページ）。例として、特定の目標比重を有する固定量の１種以上の液体（例えばフォーカシング流体）を血液分離チャンバーに供給して、バフィーコートの多様な組成要素（例えば白血球）をさらに分離させることで、血液の非常に特殊な複組成要素に焦点を絞ることができる。あるいは、フォーカシング流体を使用して全ての赤血球または血漿を除去することができるが、フォーカシング流体はバフィーコートと赤血球または血漿組成要素のいずれかとの間の目的比重であるので、上述した濃縮工程を繰り返すことで、血漿または赤血球のいずれの残留トレースのない血液構成要素を達成できる。このようなフォーカシング流体には、目的および非目的生体組成要素間の境界を顕著にすることを補助する、着色剤、マーカ、またはその他の指示薬が含まれる。Ｆｉｃｏｌｌ−Ｐａｑｕｅ、ジアトリゾ酸ナトリウム溶液（密度１．０７７ｇ／ｍＬ、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社配給）、Ｐｅｒｃｏｌｌ、（密度１．０８８ｇ／ｍＬ、ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社配給）、Ｃｅｌｌｏｔｉｏｎ（Ｚｅｎｏａｑ社配給）のような流体、およびその他の技術上周知の流体を使用して、多様な治療に有益な細胞および他の生体成分を精製、分離、および濃縮、あるいは精製、分離、または濃縮を行うことができる。

【0085】

別の実施形態では、生体適合性溶液フォーカシング流体が、血液製剤を選択的に結合し、その後、遠心分離によって隔離されるため、より高濃縮の所望の血液組成要素が得られる。結合を達成するための様々な技術が技術上知られており、例えば、所望の比重を持った固体ビーズ構成要素を抗体でコーティングして、フォーカシング流体層を目的の血液組成要素と選択的に結合させる（あるいはこれとは逆に、所望の血液組成要素から血液組成要素を分離させる）技術がある。あるいは、例えば分離化学（例えばクロマトグラフィーまたは吸収）のような従来の技術を使用した技術上周知の様々な技術および試薬を採用できる（ＨＰＬＣおよびＦＰＬＣに使用されるイオン交換樹脂など）。これらの実施形態では、結合の機会を許容するために、先行して濃縮された血液製剤が入った血液分離チャンバーにフォーカシング流体を追加することにより、血液分離チャンバー内の材料を層化させるべく回転を行うと、所望の血液製剤を望まない血液製剤から分離する。分離した製剤の除去は、先述した出口の一方または両方から行うことができる。技術上周知の技術を用いて、この実施形態におけるフォーカシング流体の結合を反転させることができ、これにより、採取時に、血液組成要素をフォーカシング流体から脱結合させ、オプションで別の精製手順により、フォーカシング流体を一切含まない回収血液製剤を提供することができる。

【0086】

先述と同様に、操作者またはセンサが、チャンバーからの流体の排出を制御するバルブ機構を作動させるので、検知可能な界面が、出口バルブを閉鎖するタイミングを判断する上で有益である。この理由から、フォーカシング流体は、例えば色による区別のように、界面において何らかの方法で、チャンバー内の他の組成要素から区別方法できることが好適である。あるいは、フォーカシング流体と共に遠心分離にかける前に、生体適合性で、選択的な色素、またはマーカ材料を追加してチャンバー内の流体を区別できるようにし、操作者またはセンサが検知できる境界を作成する。これにより、選択的色素が、所望の組成要素と、一方または両方の出口ポートを介して血液分離チャンバーから除去したい組成要素と間の界面の検知を促進する。

【0087】

上述の実施形態はキット形式での利用が可能であり、このキットには、装置と、装置の運転に必要な付属品（使用説明書、滅菌的な保管および保存に適したパッケージを含む）とが含まれる。いくつかの場合では、このキットは、説明書付きの遠心分離装置（単体、または分離可能な構成要素のもの）を提供し、さらに、フォーカシング流体を含む分離補助剤のような付属品をオプションで含んでいる。分離補助剤は、パッケージ内の別容器に内容するか、または梱包時に血液分離チャンバー内に含まれるか、あるいは遠心分離機ユニットとは別に販売することができると想像される。使い捨て遠心分離構成部品に結合させるように設けられた、モータ内蔵の再使用可能な駆動構成部分を提供する実施形態では、再使用可能な駆動構成部品との使用に適した複数の使い捨て遠心分離構成部品をキットに含めることができる。

【0088】

したがって、ここで述べた本発明の工程および本発明は、本発明の総体的な特徴の主旨から逸脱しない追加のステップまたは他の特定の形式（こうしたステップおよび形式のいくつかはここで指摘した）によって具現化できるため、ここで述べた実施形態は全ての点において限定ではなく例証と考慮されるべきである。本発明の範囲は、前出の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって指摘されるものであり、特許請求の範囲の同等物の意味および範囲内に入る全ての変更は本発明の範囲に包含されるものとする。

【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】