DE69330470T2

DE69330470T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Zentrifugaltrennen von Vollblut

Info

Publication number: DE69330470T2
Application number: DE69330470T
Authority: DE
Inventors: Richard I. Brown
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Fenwal Inc
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2013-03-24
Also published as: DE69310342D1; EP1252918B1; EP0618831A1; US5529691A; WO1994008687A1; CA2124818A1; DE69332549T2; EP0749771A3; EP0755708A3; EP1252918A2; DE69310342T2; EP0749771A2; JP2002136590A; EP0755708A2; DE69330470D1; DE69333768T2; EP0618831B1; EP1252918A3; DE69333768D1; DE69332549D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zentrifugalen Verarbeiten.
Blutsammelorganisationen trennen heute routinemäßig vollständiges Blut mittels Zentrifugieren in seine verschiedenen therapeutischen Bestandteile wie Erythrozyten, Thrombozyten und Plasma.
Herkömmliche Blutverarbeitungssysteme und -verfahren verwenden langlebige Zentrifugengeräte in Verbindung mit sterilen Einmal-Verarbeitungskammern, die typischerweise aus Kunststoff bestehen. Das Zentrifugengerät leitet vollständiges Blut in diese Kammern, während es sie dreht, um ein Fliehkraftfeld zu erzeugen.
Vollständiges Blut trennt sich innerhalb der drehenden Kammer unter dem Einfluß des Fliehkraftfeldes in Erythrozyten mit höherer Dichte und thrombozyten- bzw. plättchenreiches Plasma. Eine Zwischenschicht aus Leukozyten und Lymphozyten bildet eine Grenzschicht zwischen den Erythrozyten und dem plättchenreichen Plasma.
Bei herkömmlichen Bluttrennsystemen und -verfahren können sich Thrombozyten, die in dem plättchenreichen Plasma in Suspension gehoben wurden, erneut auf der Grenzschicht absetzen. Die Plättchen setzen sich ab, weil die radiale Geschwindigkeit des der Trennung unterworfenen Plasmas nicht ausreicht, um die Plättchen in Suspension zu halten. Bei Abwesenheit einer ausreichenden radialen Strömung fallen die Plättchen zurück und setzen sich auf der Grenzschicht ab. Dadurch werden die Verarbeitungs-Wirkungsgrade verringert, was die effektive Plättchenausbeute senkt.
Wie in den Ansprüchen 1 und 3 angegeben ist, sieht die vorliegende Erfindung eine Zentrifugaltrennvorrichtung zum Trennen von vollständigem Blut in Erythrozyten und einen Thrombozyten tragenden Plasmabestandteil vor.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 7 und 13 bereit.
Durch die Erfindung werden verbesserte Blutverarbeitungsvorrichtungen und -verfahren bereitgestellt, die innerhalb der Verarbeitungskammer spezielle dynamische Strömungsbedingungen schaffen. Diese Strömungsbedingungen lösen kontinuierlich Thrombozyten von der Grenzschicht und spülen sie in den plättchenreichen Plasmastrom, um gesammelt zu werden. Die dynamischen Strömungsbedingungen dienen auch dazu, die Blutkomponenten den Zentrifugaltrennkräften auf maximale Weise auszusetzen, wodurch die Trenn-Wirkungsgrade weiter gesteigert werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht eine Kammer und ein zugehöriges Verfahren zum Trennen von vollständigem Blut in Erythrozyten und einen Plasmabestandteil tragende Thrombozyten in einem rotierenden Feld vor.
Eine Trennzone ist zwischen einer ersten und einer zweiten Wand, die voneinander beabstandet sind, gebildet. Die Trennzone weist einen Eintrittsbereich auf, in dem vollständiges Blut in die Trennkammer eintritt, um mit der Trennung zu beginnen. Die Trennzone weist außerdem einen Endbereich auf, der von dem Eintrittsbereich beabstandet ist und in dem die Trennung gehalten wird.
Das vollständiges Blut wird durch die Trennzone von dem Eintrittsbereich in Richtung zu dem Endbereich transportiert. Die Trennung des Plasmabestandteils von den Erythrozyten erhöht sukzessive den Bluthämatokrit entlang der Durchflußbahn.
Eine Auslaßöffnung sammelt den Plasmabestandteile in dem Eintrittsbereich der Trennzone, in dem der Bluthämatokrit am niedrigsten ist. Anders ausgedrückt wird der Plasmabestandteil in demselben Bereich gesammelt, in dem das vollständige Blut in die Trennzone eintritt. Das Ergebnis sind deutlich höhere Thrombozytenausbeuten.
Der Erfinder hat entdeckt, daß die anfängliche Abtrennung von Erythrozyten in Richtung zu der Hoch-G-Wand im Eintrittsbereich der Kammer eine hohe radiale Plasmaströmung erzeugt. Diese hohe radiale Plasmaströmung eluiert Thrombozyten von der Grenzschicht in Suspension.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Fluid beispielsweise Plasma, in den Eintrittsbereich der Verarbeitungszone zirkuliert, um den Hämatokrit des vollständigen Blutes auf einen vorbestimmten Wert zu verringern. Der Erfinder hat entdeckt, daß dieser vorbestimmte Wert den radialen Plasmastrom in diesem Bereich der Trennzone maximiert.
Bevorzugt ist ein zweiter Sammelbereich vorgesehen, um Erythrozyten von dem Eintrittsbereich zu einer zweiten Auslaßöffnung zu leiten, um Erythrozyten aus der Kammer zu transportieren.
Gemäß der Erfindung ist mindestens ein Abschnitt der Nieder- G-Wand, die zwischen der Plasmaauslaßöffnung und dem zweiten Bereich verläuft, zu der Hoch-G-Wand hin konisch verjüngt. Aufgrund der Verjüngung ist die radiale Distanz zwischen der Nieder-G- und der Hoch-G-Wand nahe dem zweiten Bereich kleiner als nahe der Plasmaauslaßöffnung.
Der Erfinder hat entdeckt, daß die verjüngte Wand Plasma entlang der Grenzschicht leitet, um die Grenzschicht praktisch in die radiale Plasmaströmung zu ziehen, die in dem Einlaßbereich erzeugt wird. Dadurch werden wiederum noch mehr Thrombozyten den Bedingungen einer hohen Radialströmung ausgesetzt, so daß mehr Thrombozyten aus dem Grenzflächenbereich in Suspension in dem Plasma eluiert werden. Der Erfinder hat entdeckt, daß dieser Aspekt der Erfindung es möglich macht, diejenigen Thrombozyten zu sammeln, die eine mehr als durchschnittliche physische Größe haben. Diese größeren Thrombozyten sind die ersten, die sich auf der Grenzfläche absetzen. Bei herkömmlichen Thrombozyten-Sammelverfahren verbleiben diese größeren Thrombozyten typischerweise an der Grenzschicht und werden nicht gesammelt.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Axialströmungs-Verarbeitungskammer mit verbesserter Ausbeute, die die Merkmale der Erfindung aufweist;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Kammer, die in einem Zentrifugierungsfeld wirksam ist;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht des Inneren der Kammer von Fig. 1, wenn vollständiges Blut innerhalb des Fliehkraftfeldes verarbeitet wird;
Fig. 3A ist ein Diagramm, das die Verteilung von zunehmend größer werdenden Bereichen von Oberflächen-Hämatokrit entlang der in einer Bluttrennkammer gebildeten Grenzschicht zeigt;
Fig. 4 und 5 sind schematische Ansichten von bekannten Axialströmungs-Blutverarbeitungskammern;
Fig. 6A und 6B sind Perspektivansichten einer Blutverarbeitungs- Anordnung, die Axialströmungs-Verarbeitungskammern einer ersten und einer zweiten Stufe mit verbesserter Ausbeute aufweist, die jeweils einen zugehörigen Zentrifugenhalter haben, der in einer geöffneten Position gezeigt ist, wobei Fig. 6A den Erststufenhalter und Fig. 6B den Zweitstufenhalter zeigt;
Fig. 7A ist eine Draufsicht von oben auf die Blutverarbeitungs-Anordnung von Fig. 6 in ihrer Position in einer Zentrifuge;
Fig. 7B ist eine schematische Ansicht des der Blutverarbeitungs-Anordnung zugeordneten Durchflußsystems bei Verwendung zur Trennung von Blutbestandteilen;
Fig. 8 ist eine Perspektivansicht des Erststufen-Zentrifugenhalters in Verbindung mit der in Fig. 6A gezeigten Anordnung, im geschlossenen Zustand;
Fig. 9A ist eine Draufsicht auf die Hoch-G-Oberfläche des in Fig. 6A gezeigten Erststufen-Halters;
Fig. 9B ist eine Draufsicht auf die Nieder-G-Oberfläche des in Fig. 6A gezeigten Erststufen-Halters;
Fig. 10A ist eine Perspektivansicht der Hoch-G-Oberfläche des Zweitstufen-Halters von. Fig. 6B;
Fig. 10B ist eine Draufsicht auf die Konturen der Zweitstufen-Zentrifugierkammer in ihrer Gebrauchsposition in dem Zentrifugenhalter;
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer die Merkmale der Erfindung aufweisenden Umfangsströmungs- Verarbeitungskammer mit verbesserter Ausbeute;
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung der in Fig. 11 gezeigten Kammer, die in einem Zentrifugationsfeld wirksam ist;
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht des Inneren der Kammer von Fig. 11 bei der Verarbeitung von vollständigem Blut innerhalb des Zentrifugationsfeldes;
Fig. 14 und 15 sind schematische Ansichten von bekannten Umfangsströmungs-Blutverarbeitungskammern;
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf eine Blutverarbeitungs-Anordnung, die eine die Merkmale der Erfindung verkörpernde Umfangsströmungs-Verarbeitungskammer mit erhöhter Ausbeute aufweist;
Fig. 17 ist eine Ansicht des Inneren der Blutverarbeitungs-Anordnung von Fig. 16, gesehen zwischen der Nieder-G- und der Hoch-G-Wand radial entlang dem Zentrifugationsfeld;
Fig. 18 ist eine Draufsicht auf eine alternative Blutverarbeitungs-Anordnung mit der die Merkmale der Erfindung verkörpernden Umfangsströmungs-Verarbeitungskammer mit erhöhter Ausbeute;
Fig. 19 ist eine Ansicht des Inneren der Blutverarbeitungs-Anordnung von Fig. 18, gesehen zwischen der Nieder-G- und der Hoch-G-Wand radial entlang dem Zentrifugationsfeld;
Fig. 20 ist eine Seitenansicht einer Zentrifuge, die in Verbindung mit einer der Blutverarbeitungs-Anordnungen nach den Fig. 16/17 oder 18/19 verwendbar ist, wobei die Schleuderraum- und Trommelanordnungen in ihrer gehobenen und getrennten Position gezeigt sind;
Fig. 21 ist eine Seitenansicht der Zentrifuge von Fig. 20, wobei die Schleuderraum- und Trommelanordnungen in ihrer aufgehängten und wirksamen Position gezeigt sind;
Fig. 22 ist eine vergrößerte Perspektivansicht einer der Blutverarbeitungs-Anordnungen der Fig. 16/17 oder 18/19, die zum Gebrauch um die Trommel der in Fig. 20 gezeigten Zentrifuge gewickelt ist;
Fig. 23 ist eine vergrößerte Perspektivansicht, wobei Teile weggebrochen sind, einer der Blutverarbeitungs-Anordnungen der Fig. 16/17 oder 18/19, die zum Gebrauch an den Schleuderraum- und Trommelanordnungen der Zentrifuge von Fig. 20 angebracht ist;
Fig. 24 ist von oben eine Schnittansicht des Innenraums, allgemein entlang der Linie 24-24 von Fig. 23, der von den Schleuderraum- und Trommelanordnungen der Zentrifuge von Fig. 20 gebildeten Verarbeitungskammer;
Fig. 25A/B/C sind vergrößerte Perspektivansichten einer inneren Rampe, die in Verbindung mit einer der Blutverarbeitungs-Anordnungen der Fig. 16/17 oder 18/19 verwendet wird, um den Strom von plättchenreichem Plasma aus der gewählten Anordnung zu steuern;
Fig. 26 ist eine Ansicht der Wirbelbedingungen, die im Inneren der Blutverarbeitungs-Anordnung der Fig. 16/17 im Gebrauch erzeugt werden;
Fig. 27 ist ein Einzelnadel-Plättchensammelsystem, das in Verbindung mit jeder der Blutverarbeitungs-Anordnungen der Fig. 16/17 oder 18/19 verwendet werden kann;
Fig. 28 ist ein Doppelnadel-Plättchensammelsystem, das in Verbindung mit jeder der Blutverarbeitungs-Anordnungen der Fig. 16/17 oder 18/19 verwendet werden kann;
Fig. 29 ist ein Plasmarezirkulations-Steuersystem, das in Verbindung mit jedem der Blutverarbeitungssysteme der Fig. 27 oder 28 verwendet werden kann;
Fig. 30 ist eine Perspektivansicht, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt gezeigt sind, eines Grenzschicht-Steuersystems, das an dem rotierenden (Ein-Omega-)Bereich der Zentrifuge der Fig. 20 und 21 angebracht ist und in Verbindung mit der Rampe von Fig. 25 verwendet wird;
Fig. 31A ist eine vergrößerte Perspektivansicht des rotierenden Grenzschicht-Betrachtungskopfs, der dem Grenzschicht-Steuersystem von Fig. 30 zugeordnet ist;
Fig. 31B ist eine seitliche Schnittansicht, die das Innere des rotierenden Grenzschicht-Betrachtungskopfs von Fig. 31A zeigt;
Fig. 32 ist eine schematische Ansicht der Lichtstärke- Steuerschaltung, die dem Grenzschichtsteuersystem von Fig. 30 zugeordnet ist;
Fig. 33A/B/C sind eine Serie von schematischen Ansichten, die den Betrieb des Grenzschichtsteuersystems von Fig. 30 während der Rotation der Zentrifugenanordnung zeigen;
Fig. 34A/B sind Ablaufdiagramme, die den Betrieb der Grenzschichtsteuerschaltung zeigen, die dem Grenzschichtsteuersystem von Fig. 30 zugeordnet ist;
Fig. 35A/B zeigen die Plättchenzählwerte bzw. mittleren Plättchenvolumen, die während eines 45-Minuten- Prozesses unter Verwendung einer Trennkammer erhalten wurden, die die Merkmale der Erfindung nicht aufweist; und
Fig. 36A/B zeigen die Plättchenzählwerte bzw. mittleren Plättchenvolumen, die während eines 45-Minuten- Prozesses unter Verwendung einer anderen Trennkammer, die die Merkmale der Erfindung aufweist, erhalten wurden.

I. Axialströmungssysteme mit erhöhter Ausbeute

A. Einstufen-Vollbluttrennsysteme

Die Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch ein Einstufen-Axialströmungs-Zentrifugalblutverarbeitungssystem. Das System weist eine Kammer 10 auf, die die Merkmale der Erfindung aufweist.
Im Gebrauch trennt das System vollständiges Blut im Inneren der Kammer 10 in Erythrozyten (RBC) und Plasma, das thrombozyten- bzw. plättchenreich ist (als plättchenreiches Plasma oder PRP bezeichnet). Die vorliegende Beschreibung und die Zeichnungen bezeichnen Erythrozyten als RBC; plättchenreiches Plasma als PRP; und vollständiges Blut als WB.
Das System umfaßt einen Halter 12, der die Kammer 10 um eine Achse 14 dreht (siehe Fig. 2), um dadurch innerhalb der Kammer 10 ein Fliehkraftfeld zu erzeugen. Das Fliehkraftfeld verläuft von der Drehachse 14 radial durch die Kammer 10.
Wie Fig. 3 zeigt, unterliegt die Kammerwand 16, die der Drehachse 14 zunächst liegt, einer niedrigeren Fliehkraft (oder G-Kraft) als die von der Drehachse 14 am weitesten entfernte Kammerwand 18. Deshalb wird die nähere Kammerwand 16 als Nieder-G-Wand und die am weitesten entfernte Kammerwand 18 als Hoch-G-Wand bezeichnet.
Während der Rotation erhält die Kammer 10 vollständiges Blut bzw. WB durch eine erste Öffnung 20. Das WB folgt einer Axialströmungsbahn in der Kammer 10. Das heißt, es strömt in einer Bahn, die im allgemeinen parallel zu der Drehachse 14 ist (wie Fig. 2 am besten zeigt). Somit wird die Kammer 10 als Axialströmungs-Blutverarbeitungskammer bezeichnet.
In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Geometrie sind die quer verlaufenden oberen und unteren Ränder der Axialströmungskammer 10 (die quer zu der Axialströmungsbahn liegen) kürzer als die Längsseitenränder (die entlang der Axialströmungsbahn liegen). Alternative Geometrien sind jedoch möglich. Beispielsweise können die quer verlaufenden oberen und unteren Ränder über 360º verlaufen, um eine Schale zu bilden, deren Außenumfang eine Axialströmungskammer bildet.
WB trennt sich innerhalb der Kammer 10 unter dem Einfluß des Fliehkraftfeldes in Erythrozyten bzw. RBC und plättchenreiches Plasma bzw. PRP. Wie Fig. 3 zeigt, bewegen sich die RBC mit höherer Dichte in Richtung zu der Hoch-G- Wand 18 und verdrängen das PRP geringerer Dichte in Richtung zu der Nieder-G-Wand 16. Eine zweite Öffnung 22 zieht die RBC aus der Kammer 10 zum Sammeln ab. Eine dritte Öffnung 24 zieht das PRP aus der Kammer 10 zum Sammeln ab.
Eine Zwischenschicht, die als Grenzschicht 26 bezeichnet wird, bildet sich zwischen den RBC und dem PRP. Die Grenzschicht 26 bildet den Übergang zwischen den geformten zellförmigen Blutbestandteilen und dem flüssigen Plasmabestandteil. Große Mengen Leukozyten und Lymphozyten bevölkern die Grenzschicht 26.
Thrombozyten können ebenfalls das PRP verlassen und sich an der Grenzschicht 26 anlagern. Dieser Anlagerungsvorgang tritt auf, wenn die radiale Geschwindigkeit des Plasmas nahe der Grenzschicht 26 nicht ausreicht, um die Plättchen in dem PRP in Suspension zu halten. Bei Abwesenheit eines ausreichenden radialen Plasmastroms fallen die Thrombozyten zurück und lagern sich an der Grenzschicht 26 an.
Ein Aspekt der Erfindung bildet Strömungsbedingungen innerhalb der Kammer 10 aus, um Plättchen von der Grenzschicht 26 zu "eluieren". Durch die Elution werden Plättchen von der Grenzschicht 26 abgehoben und in Suspension in dem PRP gebracht.
Um günstige Elutionsbedingungen innerhalb der Kammer 10 zu schaffen, sind die PRP-Sammelöffnung 24 und die WB-Einlaßöffnung 20 nebeneinander angeordnet, so daß das PRP aus der Kammer 10 in dem gleichen Bereich austritt, in dem das WB in die Kammer 10 eintritt.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform sieht die PRP-Sammelöffnung 24 an demselben Querrand der Kammer 10 wie die WB- Einlaßöffnung 20 vor. In den Fig. 1 bis 3 befindet sich dieser Querrand physisch an dem oberen Ende der Kammer 10.
Die RBC-Sammelöffnung 22 und die PRP-Sammelöffnung 24 sind so angeordnet, daß PRP aus der Kammer 10 in einem Bereich austritt, der dem Bereich, an dem RBC aus der Kammer 10 austreten, relativ zu der Axialströmung von WB in der Kammer 10 gegenüberliegt.
Wie Fig. 1 zeigt, sieht die gezeigte Ausführungsform die RBC-Sammelöffnung 22 an dem Querrand vor, der dem Querrand gegenüberliegt, an dem sich die WB-Einlaß- und PRP-Sammelöffnungen 20 und 24 befinden. In den Fig. 1 bis 3 liegt dieser Querrand physisch am unteren Ende der Kammer 10.
Es ist zu beachten, daß das Fliehkraftfeld von einer "oberen" und "unteren" Plazierung der Öffnungen unabhängig ist.
Die spezielle Beziehung der Öffnungen 20; 22; und 24 zwischen "oberem Rand" und "unterem Rand", die in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, könnte umgekehrt sein, so daß die WB-Einlaß- und PRP-Sammelöffnungen 20 und 24 an dem unteren Rand und die RBC-Sammelöffnung 22 an dem oberen Rand angeordnet sind.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Kammer 10 unterscheidet sich wesentlich von bekannten Axialströmungs-Bluttrennkammern 10A und 10B, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind. Wie dort ersichtlich ist, sehen die bekannten Kammern 10A und 10B die PRP-Sammelöffnung 24 und die WB-Einlaßöffnung 20 nicht an demselben Querrand der Kammer vor. Stattdessen sehen die bekannten Kammern 10A und 10B diese Öffnungen 20 und 24 absichtlich getrennt an verschiedenen Rändern der Kammer vor.
Bei der in Fig. 4 gezeigten bekannten Kammer 10A nehmen die PRP-Sammelöffnung 24 und die WB-Einlaßöffnung 20 gegenüberliegende Querränder der Kammer ein. In Fig. 4 nimmt die PRP- Sammelöffnung 24 den oberen Querrand ein, und die WB-Einlaßöffnung 20 nimmt den unteren Querrand ein. Bei dieser Konstruktion gibt es zwei RBC-Sammelöffnungen 22, die den gleichen Querrand wie die PRP-Sammelöffnung 24 einnehmen und mittels eines Y-Verbinders verbunden sind. Diese Öffnungsanordnung ist in der US-PS 4 146 172 von Cullis gezeigt.
Bei der in Fig. 5 gezeigten bekannten Kammer 10B nimmt die PRP-Sammelöffnung 24 einen (oberen) Querrand der Kammer ein, während die WB-Einlaßöffnung 20 einen (seitlichen) Längsrand einnimmt. Bei dieser Konstruktion nimmt die RBC-Sammelöffnung 22 einen gegenüberliegenden (unteren) Querrand der Kammer ein. Diese Anordnung sieht die WB-Einlaßöffnung 20 zwischen der PRP-Sammelöffnung 24 und der RBC-Sammelöffnung 22 vor.
Zur weiteren Verbesserung der Plättchen-Elutionsbedingungen innerhalb der Kammer 10 ist der Abstand zwischen der Nieder- G-Wand 16 und der Grenzschicht 26 in dem Bereich der RBC- Sammelöffnung 22 kleiner als in dem Bereich der PRP-Sammelöffnung 24. Die gezeigte Ausführungsform (siehe Fig. 3) erzielt dieses Ergebnis durch gleichmäßiges Verjüngen der Nieder-G-Wand 16 in Richtung zu der Hoch-G-Wand 18 zwischen der PRP-Sammelöffnung 24 und der RBC-Sammelöffnung 22. Fig. 3 zeigt die verjüngte Nieder-G-Wand 16 in Phantomlinien.
Das gleiche Ergebnis kann erreicht werden, ohne die Nieder- G-Wand 16 kontinuierlich oder gleichmäßig entlang der Gesamtlänge der Axialströmungsbahn zwischen der PRP-Sammelöffnung 24 und der RBC-Sammelöffnung 22 zu verjüngen. Die Verjüngung der Nieder-G-Wand 16 kann weiter entfernt von der PRP-Sammelöffnung 24, als Fig. 3 zeigt, beginnen, also näher an dem Bereich der RBC-Sammelöffnung 22.
Die Axialströmungs-Verarbeitungskammer 10, die gemäß diesem Aspekt der Erfindung ausgebildet ist, dient dazu, die Plättchenausbeuten infolge der Wechselwirkung von zwei dynamischen Hauptströmungszuständen, dem einen in Radialrichtung und dem anderen in Axialrichtung, zu steigern.
Erstens produziert die Kammer 10 aufgrund der Nebeneinanderanordnung der WB-Einlaßöffnung 20 und der PRP-Sammelöffnung 24 einen dynamischen radialen Plasmaströmungszustand nahe der PRP-Sammelöffnung 24. Der Radialströmungszustand ist im allgemeinen entlang dem Fliehkraftfeld ausgefluchtet. Der radiale Plasmaströmungszustand eluiert kontinuierlich Plättchen von der Grenzschicht 26 weg in den PRP-Strom nahe der PRP-Sammelöffnung 24.
Zweitens produziert die Kammer durch Verengung des Zwischenraums zwischen der Nieder-G-Wand 16 und der Grenzschicht 26 nahe der RBC-Sammelöffnung 22 - verglichen mit dem Zwischenraum nahe der PRP-Sammelöffnung 24 - einen dynamischen axialen Plasmaströmungszustand zwischen den beiden Öffnungen 22 und 24. Der Axialströmungszustand ist im allgemeinen quer zu dem Fliehkraftfeld. Der axiale Plasmaströmungszustand zieht die Grenzschicht 26 kontinuierlich zurück zu der PRP-Sammelöffnung 24 hin, wo die höheren radialen Plasmaströmungsbedingungen herrschen, um die Plättchen von der Grenzschicht 26 wegzuspülen.
Fig. 3 zeigt schematisch die erhöhte Plättchentrennwirkung aufgrund dieser komplementären radialen und axialen Strömungszustände.
WB tritt in die Kammer 10 mit einem gegebenen Eintritts-Hämatokrit ein, der das RBC-Volumen pro Volumeneinheit WB bezeichnet. Ein typischer gesunder Spender hat einen Hämatokrit von ca. 42,5% vor dem Blutspenden.
Der Hämatokrit des Blutes, das an der Grenze zwischen den RBC und Plasma entlang der Grenzschicht 26 liegt (der als Oberflächen-Hämatokrit bezeichnet wird) bleibt gleich oder im wesentlichen gleich wie der Eintritts-Hämatokrit in dem Eintrittsbereich Re der Kammer 10 nahe der WB-Einlaßöffnung 20. Fig. 3A zeigt diesen Eintrittsbereich Re links von der 0,40-Isokonzentrationslinie des Oberflächen-Hämatokrits (was das gleiche wie der Eintritts-Hämatokrit von 40% ist).
Die Größe des Eintrittsbereichs Re ändert sich nach Maßgabe des Hämatokrits des in die Kammer 10 eintretenden Bluts. Bei einer gegebenen Kammerkonfiguration wird der Eintrittsbereich Re um so kleiner, je niedriger der Eintritts-Hämatokrit ist.
Die Größe des Eintrittsbereichs Re ist außerdem von der Stärke des Fliehkraftfelds innerhalb der Kammer und der Kammeroberfläche abhängig.
Wie Fig. 3A zeigt, steigt der Oberflächen-Hämatokrit außerhalb des Eintrittsbereichs Re entlang der Länge der Kammer 10 in Richtung zu dem Endbereich Rt, wo die Trennung beendet ist, sukzessiv über seinen Eintrittswert an. Der Grund hierfür ist, daß sich mehr Erythrozyten abrennen und in Richtung zu der Hoch-G-Wand 18 entlang der Länge der Kammer 10 sammeln.
Fig. 3A zeigt den ansteigenden Oberflächen-Hämatokrit entlang der Grenzschicht 26, die von den Isokonzentrationslinien 0,6 (was einen Oberflächen-Hämatokrit von 60% darstellt) bis 0,9 (was einen Oberflächen-Hämatokrit von 90% darstellt) geschnitten wird.
Weitere Einzelheiten der RBC-Verteilung während der Zentrifugierung in einer Kammer sind in "The Physics of Continuous Flow Centrifugal Cell Separation", Artificial Organs, 13(1):4-20 (1989) von Brown, woraus Fig. 3A entnommen ist, enthalten.
Wie Fig. 3A zeigt, ist der Oberflächen-Hämatokrit im Eintrittsbereich Re der Kammer 10 nahe der WB-Einlaßöffnung 20 am niedrigsten. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Geschwindigkeit, mit der die RBC sich in Richtung zu der Hoch-G-Wand 18 aufgrund der Fliehkraft absetzen, in dem Eintrittsbereich Re am größten. Da der Oberflächen-Hämatokrit am geringsten ist, gibt es in dem Eintrittsbereich Re mehr Plasmavolumen zu verdrängen.
Dadurch wird wiederum die radiale Geschwindigkeit erhöht, mit der Plasma durch die sich trennende RBC-Masse aufgrund des Fliehkraftfelds verdrängt wird. Während sich die RBC- Masse zu der Hoch-G-Wand 18 bewegt, wird das Plasma in einem radialen Strömungsweg zu der Nieder-G-Wand 16 hin verdrängt. Infolgedessen treten in dem Eintrittsbereich Re relativ hohe radiale Plasmageschwindigkeiten auf.
Diese hohen radialen Geschwindigkeiten zu der Nieder-G-Wand 16 hin eluieren große Mengen Plättchen aus der RBC-Masse. Infolgedessen verbleiben an der Grenzschicht 26 hier weniger Plättchen eingefangen als anderswo in der Kammer 10.
Die durchdachte Anordnung der Öffnungen 20; 22; und 24 in der Trennkammer 10 trägt außerdem zu einer weiter verbesserten Elution von Plättchen bei. Die WB-Einlaßöffnung 20 ist von der RBC-Sammelöffnung 22 diametral beabstandet, aber die WB-Einlaßöffnung 20 liegt entlang der PRP-Sammelöffnung 24. Diese Isolation zwischen der WB-Einlaßöffnung 20 und der RBC-Sammelöffnung 22 zwingt die RBC, die gesamte axiale Länge der Kammer 10 während der Verarbeitung zu durchlaufen. Dadurch werden sie dem Fliehkraftfeld maximal ausgesetzt.
Die Isolation zwischen der RBC-Sammelöffnung 22 und der PRP- Sammelöffnung 24 leitet die RBC in Richtung zu der RBC-Sammelöffnung 22. Gleichzeitig leitet sie den PRP-Strom in der entgegengesetzten Richtung zu der PRP-Sammelöffnung 24.
Durch die versetzte Nieder-G-Wand 16 wird ferner der Abstand zwischen der Nieder-G-Wand 16 und der Grenzschicht 26 zwischen dem Bereich der RBC-Sammelöffnung 22 und der PRP-Sammelöffnung 24 größer. Infolgedessen nimmt die Plasmaschicht entlang der Grenzschicht 26 an radialer Tiefe in der gewünschten Richtung der PRP-Strömung, also weg von der RBC- Sammelöffnung 22 und hin zu der axial beabstandeten PRP-Sammelöffnung 24, zu. Das Plasma nahe der RBC-Sammelöffnung 22 ist näher an dem Hoch-G-Fliehkraftfeld als das Plasma nahe der PRP-Sammelöffnung 24.
Diese Verlagerung der relativen Position des Plasmas zwischen den beiden Öffnungen 22 und 24 bewirkt, daß sich das leichtere Plasma entlang der Grenzschicht 26 bewegt. Das Plasma bewegt sich rasch weg von dem relativ engeren Bereich näher an dem Hoch-G-Feld (d. h. nahe der RBC-Sammelöffnung 22) in Richtung zu dem relativ offeneren Bereich näher an dem Nieder-G-Feld (d. h. nahe der PRP-Sammelöffnung 24).
Diese sich rasch bewegende axiale Plasmaströmung zieht die Grenzschicht 26 - und darin gefangene Plättchen - tatsächlich kontinuierlich zu der PRP-Sammelöffnung 24. Dort sind die radialen Plasmageschwindigkeiten am größten, um den größten Elutionseffekt zu ergeben, wobei die eingeschlossenen Plättchen von der Grenzschicht 26 abgehoben und in den PRP-Strom eingebracht werden, um durch die Öffnung 24 gesammelt zu werden.
Die enge Nebeneinanderlage der WB-Einlaßöffnung 20 und der PRP-Sammelöffnung 24 führt zu einer verbesserten Auswaschung von Plättchen in der Kammer 10, weil die verbesserten radialen Strömungsbedingungen den größten Teil der Plättchenpopulation in dem PRP zum Sammeln in Suspension halten.
Die verbleibende Minderheit der Plättchenpopulation besteht aus Plättchen, die physisch größer sind. Diese größeren Plättchen nehmen charakteristisch mehr als 15 · 10&supmin;¹&sup5; Liter pro Plättchen (Femtoliter oder um³) ein, und manche sind größer als 30 Femtoliter. Zum Vergleich haben die meisten Plättchen eine durchschnittliche Größe von 8 bis 10 Femtoliter (die kleinsten Erythrozyten beginnen bei ca. 30 Femtoliter).
Diese größeren Plättchen setzen sich rascher als die meisten Plättchen auf der Grenzschicht 26 ab. Bei diesen größeren Plättchen besteht die höchste Wahrscheinlichkeit, daß sie in der Grenzschicht 26 nahe der RBC-Sammelöffnung 22 gefangen werden.
Die entlang der Grenzschicht 26 durch die verlagerte Nieder- G-Wand 16 ausgebildeten axialen Plasmaströmungsbedingungen bewegen diese größeren, sich rascher absetzenden Plättchen mit der Grenzschicht 26. Die axiale Plasmaströmung bewegt die größeren Plättchen zu der PRP-Sammelöffnung 24 in den Bereich der hohen radialen Plasmaströmung. Die hohe radiale Plasmaströmung hebt die größeren Plättchen von der Grenzschicht 26 zum Sammeln ab.
Die komplementären Strömungsbedingungen heben kontinuierlich Plättchen aller Größen von der Grenzschicht 26 nahe der PRP- Sammelöffnung 24 ab. Sie wirken dahingehend, daß sie Plättchen aller Größen von der Grenzschicht 26 befreien und die befreiten Plättchen innerhalb des PRP in Suspension halten.
Gleichzeitig (wie Fig. 3 zeigt) dienen die Gegenstromverläufe dazu, die anderen schwereren Komponenten der Grenzschicht 26 (die Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten) zurück in die RBC-Masse weg von dem PRP-Strom zu zirkulieren.
Infolgedessen trägt das aus der PRP-Sammelöffnung 24 austretende PRP eine hohe Plättchenkonzentration und ist im wesentlichen frei von den übrigen Blutbestandteilen.

B. Zweistufen-Trennsystem

Die Fig. 6 bis 10 zeigen den physischen Aufbau eines Zweistufen-Axialströmungssystems 27, das die bereits erörterten Merkmale und Vorteile sowie zusätzliche Merkmale und Vorteile umfaßt.
Wie Fig. 6A zeigt, umfaßt das System 27 eine Anordnung 28 aus zwei Einmal-Trenn- und -Sammelbehältern 31A und 31B, die durch Schläuche mit einer Versorgungsleitung 29 verbunden sind. Die Trennbehälter 31A/31B und zugeordnete Schläuche können aus billigem Kunststoff medizinischer Güte, etwa weichgestelltem PVC, hergestellt sein.
Im Gebrauch bildet der Behälter 31A eine Axialströmungskammer, in der RBC und PRP von vollständigem Blut in einer ersten Verarbeitungsstufe getrennt werden. Der Behälter umfaßt die Merkmale der Axialströmungskammer 10, die bereits beschrieben wurde.
Im Gebrauch bildet der Behälter 31B eine Axialströmungskammer, in der das PRP in einer zweiten Verarbeitungsstufe weiter in Plättchenkonzentrat und plättenverarmtes Plasma (auch plättchenarmes Plasma) getrennt wird. Die Beschreibung und die Zeichnungen beziehen sich auf Plättchenkonzentrat als PC und plättchenarmes Plasma als PPP. Der Behälter 31B verkörpert andere Aspekte der Erfindung, die noch im einzelnen beschrieben werden.
Bei dieser Konfiguration kann die Anordnung 28 in Verbindung mit einer handelsüblichen Blutverarbeitungszentrifuge verwendet werden, etwa der CS-3000® Bluttrennzentrifuge, die von Fenwal Division der Baxter Healthcare Corporation (einer hundertprozentigen Tochter der Erwerberin der vorliegenden Erfindung) hergestellt und verkauft wird.
Wie Fig. 7A am besten zeigt, weist die handelsübliche Zentrifuge einen Rotor 30 auf, der zwei Halter 32A und 32B jeweils für den Behälter 31A und 31B trägt. Fig. 6A zeigt den Halter 32A für den ersten Behälter 31A. Fig. 6B zeigt den Halter 32B für den zweiten Behälter 31B.
Wie die Fig. 6A/B zeigen, kann jeder Halter 32A/32B durch Schwenken geöffnet werden, um seinen Trennbehälter 31A/31B aufzunehmen. Jeder Halter 32A/32B kann dann durch Schwenken geschlossen werden (wie Fig. 8 zeigt), um den zugehörigen Trennbehälter 31A/31B während der Verarbeitung festzulegen und zu umschließen.
Im herkömmlichen Gebrauch dreht sich der Rotor 30 (typischerweise mit ca. 1600 U/min) und setzt die Halter 32A/32B und ihre umschlossenen Trennbehälter 31A/31B einem Fliehkraftfeld aus. Typischerweise ist die Fliehkraft ca. 375 G entlang der Hoch-G-Wand der Anordnung 28.
Wie Fig. 6A zeigt, weist der Behälter 31A der ersten Stufe eine Reihe von Öffnungen auf, durch die der Versorgungsschlauch 29 Fluid fördert. Der Behälter 31A empfängt Vollblut durch die Öffnung 34 zur Zentrifugaltrennung in RBC und PRP. Die Öffnungen 36 und 38 transportieren getrennte RBC bzw. PRP aus dem ersten Behälter 31A.
PRP wird aus dem ersten Behälter 31A in den Behälter 31B der zweiten Stufe transportiert. Der zweite Behälter 31B empfängt PRP durch die Öffnung 35 zur Zentrifugaltrennung in PC und PPP. Die Öffnung 37 fördert PPP aus dem Behälter 31B, so daß das PC in dem Behälter 31B zum Sammeln verbleibt. Eine normalerweise geschlossene Auslaßöffnung 39 ist vorgesehen, um später das PC aus dem Behälter 31B zu transportieren.
Wie Fig. 7B am besten zeigt, verbindet der Versorgungsschlauch 29 die rotierenden Trennbehälter 31A/31B mit Pumpen und weiteren ortsfesten Komponenten, die außerhalb des Rotors 30 angeordnet sind. Die ortsfesten Komponenten umfassen eine Pumpe P1 zum Fördern von WB in den ersten Behälter 31A. Eine Pumpe P2 fördert PRP aus dem ersten Behälter 31A zu dem zweiten Behälter 31B. Ein Grenzschichtdetektor 33 erfaßt die Grenze zwischen den RBC und Plasma, um den Betrieb der Pumpe P2 zu steuern.
Die Pumpe P2 zieht PRP aus dem Behälter 31A ab, bis der Detektor 33 die Anwesenheit von RBC erfaßt. Das bedeutet, daß die Grenze zwischen den RBC und dem Plasma an dem Detektor 33 vorbei "übergelaufen" ist. Die Pumpe P2 fördert dann zurück zu dem ersten Behälter 31A, bis die erfaßte "Überlaufmenge" den Grenzschichtdetektor 33 freigibt. Die Pumpe P2 wird dann erneut umgesteuert, um PRP aus dem Behälter 31A abzuziehen, bis der Detektor 33 ein weiteres "Überlaufen" detektiert. Dieser Prozeß wird ständig wiederholt.
Bei Verwendung des wohlbekannten dichtungslosen Zentrifugenprinzips nach Cullis hält ein nichtrotierender Halter (Null Omega) (nicht gezeigt) den oberen Bereich des Versorgungsschlauchs 29 in einer nichtrotierenden Position über dem Rotor. Der Halter 40 (siehe Fig. 7A) dreht den Mittelbereich des Versorgungsschlauchs 29 mit einer ersten Geschwindigkeit (ein Omega) um den Rotor 30. Der Halter 42 (siehe ebenfalls Fig. 7A) dreht das untere Ende des Versorgungsschlauchs 29 mit einer zweiten Geschwindigkeit, die das Zweifache der Ein-Omega-Geschwindigkeit ist (Zwei-Omega-Geschwindigkeit). Der Rotor 30 dreht sich ebenfalls mit der Zwei-Omega-Geschwindigkeit.
Diese Relativdrehung des Versorgungsschlauchs 29 und des Rotors 30 hält den Versorgungsschlauch 29 unverdreht, wodurch die Notwendigkeit für rotierende Dichtungen entfällt.
Jeder Trennbehälter 31A und 31B entspricht der Innenkonfiguration, die durch seinen jeweiligen Halter 32A und 32 im geschlossenen Zustand definiert ist.

1. Trennkammer der ersten Stufe

Insbesondere umfaßt der Halter 32A für den Behälter 31A der ersten Stufe, wie Fig. 6A zeigt, eine vorgeformte Hoch-G- Oberfläche 44, die auch in Fig. 9A gezeigt ist. Der Halter 32A hat ferner eine gegenüberstehende vorgeformte Nieder-G- Oberfläche 46, die ebenfalls in Fig. 9B gezeigt ist. Wie Fig. 6A zeigt, ist die Oberfläche 46 an einer Druckplatte 47 ausgebildet, die in den Halter 32A eingesetzt ist.
Wenn der Halter 32A geschlossen ist, schließt er den flexiblen Trennbehälter 31A zwischen der Hoch-G-Oberfläche 44 und der Oberfläche der Nieder-G-Oberfläche 46 ein (wie Fig. 8 zeigt).
Wie die Fig. 6A und 9A zeigen, hat die Hoch-G-Oberfläche 44 einen vorgegebenen ausgesparten Bereich 48, von dem eine Struktur von erhabenen Dichtflächen 50 vorspringt. Wenn der Halter 32A geschlossen ist, preßt die Druckplatte 47 die Nieder-G-Oberfläche 46 gegen die Dichtflächen 50. Die Druckplattenoberfläche quetscht die Wandungen der Trennkammer 31A entlang diesen Dichtflächen 50 in den geschlossenen Zustand. Dadurch wird ein vorgegebener umfangsmäßig dichter Bereich innerhalb des Behälters 31A gebildet, der den ausgesparten Bereich 48 einnimmt.
Wenn der umfangsmäßig dichte Bereich des Behälters 31A während der Verarbeitung mit Blut gefüllt ist, dehnt er sich gegen die Hoch-G-Oberfläche 44 und die gegenüberstehende Nieder-G-Oberfläche der Druckplatte 46 hin aus und nimmt deren vorgegebene Konturen an.
Wie die Fig. 6A und 9A am besten zeigen, bildet die Struktur der erhabenen Dichtflächen 50 einen ersten, zweiten und dritten Öffnungsbereich 52, 54 und 56 aus, die sich in den ausgesparten Bereich 48 hinein erstrecken. Der erste Öffnungsbereich 52 nimmt die WB-Einlaßöffnung 34 des Behälters 31A auf. Der zweite Öffnungsbereich 54 nimmt die RBC-Sammelöffnung 36 des Behälters 31A auf. Der dritte Öffnungsbereich 56 nimmt die PRP-Sammelöffnung 38 des Behälters 31A auf.
Wie die Fig. 6A und 9A zeigen, treten der erste Öffnungsbereich 34 (der die WB-Einlaßöffnung 34 aufnimmt) und der dritte Öffnungsbereich 56 (der die PRP-Sammelöffnung 38 aufnimmt) an dem gleichen Querrand der Hoch-G-Oberfläche 44 (der in den Zeichnungen als der obere Rand gezeigt ist) in den ausgesparten Bereich 48 ein. Der zweite Öffnungsbereich 54 (der die RBC-Sammelöffnung 36 aufnimmt) tritt in den ausgesparten Bereich 48 durch einen Kanal 49 ein, der sich an dem gegenüberliegenden Querrand der Hoch-G-Oberfläche 44 öffnet (der in den Zeichnungen als der untere Rand gezeigt ist). Selbstverständlich kann, wie bereits gesagt, die relative Orientierung der quer verlaufenden oberen und unteren Ränder umgekehrt werden.
Wenn der Halter 32A geschlossen ist, sind zusammenpassende Bereiche 52A, 54A und 56A an der Nieder-G-Druckplatte 46 (siehe Fig. 9B) in Überdeckung mit dem ersten, zweiten und dritten Öffnungsbereich 52, 54 und 56 an der Hoch-G-Oberfläche 44 zur Aufnahme der WB-, RBC- und PRP-Öffnungen 34, 36 und 38 (siehe auch Fig. 8).
Bei der gezeigten Ausführungsform verjüngt sich die Nieder- G-Druckplattenoberfläche 46 bevorzugt nach außen zu der Hoch-G-Oberfläche hin mit einer Neigung von ca. 0,25º.
Wenn der Halter 32A geschlossen wird, formt er somit den umfangsmäßig dichten Bereich des Behälters 31A, um eine Axialströmungs-Verarbeitungskammer 10 wie die der Fig. 1 bis 3 zu bilden.
Im Gebrauch bietet die Erststufen-Trennkammer 32B bevorzugt eine wirksame Sammelfläche von ca. 70 bis ca. 120 cm² mit einem entsprechenden Verarbeitungsvolumen von ca. 45 ml bis ca. 100 ml.

2. Trennkammer der zweiten Stufe

Wie Fig. 6B zeigt, hat der Halter 32B für den Zweitstufenbehälter 31B ebenso wie der andere Halter 32A eine vorgeformte Hoch-G-Oberfläche 51, die in Fig. 10A ebenfalls gezeigt ist. Der Halter 32B hat ferner eine gegenüberstehende vorgeformte Nieder-G-Druckoberfläche 53, die an einer einsetzbaren Druckplatte 55 ausgebildet ist.
Ebenso wie der Halter 32A hat die Hoch-G-Oberfläche 51 des Halters 32B einen ausgesparten Bereich 57, von dem eine Struktur von erhabenen Dichtflächen 59 vorspringt (siehe die Fig. 6B und 10A).
Wenn der Halter 32B geschlossen ist, drückt ebenso wie bei dem Halter 32A die Nieder-G-Oberfläche 53 der Druckplatte gegen die Dichtflächen 59. Dadurch werden die Wände des Trennbehälters 31B entlang den Dichtflächen geschlossen gequetscht. Die Innenkonfiguration der Axialströmungs-Trennkammer 61 der zweiten Stufe wird dadurch gebildet, wie Fig. 10B zeigt.
Wie Fig. 10B zeigt, bildet die Struktur der erhabenen Dichtflächen 59 einen ersten und einen zweiten Bereich R1 und R2 innerhalb der Kammer 61. Der erste Bereich R1 kommuniziert mit der PRP-Einlaßöffnung 35 des Behälters 31B. Der zweite Öffnungsbereich R2 kommuniziert mit der PPP-Sammelöffnung 37 des Behälters 31B.
Die erhabenen Dichtflächen 59 bilden außerdem eine Innenwand 63, die den ersten und den zweiten Bereich R1 und R2 voneinander trennt. Die Wand 63 erstreckt sich in die Kammer 61 und verläuft in der gleichen Richtung wie der Axialströmungsweg. Die Wand 63 endet innerhalb der Kammer 61 und bildet einen Kanal 65, der die beiden Bereiche R1 und R2 verbindet. Es versteht sich, daß die Position der Wand 63 innerhalb der Kammer 61 veränderlich ist. Sie kann näher an der PRP-Einlaßöffnung 35 als in Fig. 10B gezeigt sein, wodurch die Größe des ersten Bereichs R1 verringert wird, und umgekehrt.
Wie soeben beschrieben wurde, ist die Konfiguration der Kammer 61 der zweite Stufe ebenso wie diejenige, die in den Fig. 11 bis 13 von US 4 146 172 von Cullis gezeigt ist.
Eine Kammer wie diejenige, die in den Fig. 11 bis 13 der Cullis-Patentschrift '172 gezeigt ist, wird im Zusammenhang mit der Bluttrennzentrifuge CS-3000® zum Gebrauch bei der Trennung von PC und PPP von PRP in großem Umfang gewerblich eingesetzt. Die gewerblich genutzte Kammer trägt die Artikelbezeichnung "A-35 Chamber".
Die bekannte Kammer A-35 hat typischerweise einen Sammelbereich von ca. 160 cm² zum Trennen von PRP in PC und PPP. Wenn sie für diesen Zweck eingesetzt wird, hat diese Kammer typischerweise eine radiale Dicke (oder Tiefe) in der Größenordnung von ca. 1,4 cm. Die Kammer hat somit ein Verarbeitungsvolumen von ca. 200 ml.
Herkömmlich wird angenommen, daß das Verarbeitungsvolumen für die Plättchentrennkammer der zweiten Stufe das Verarbeitungsvolumen der Trennkammer der ersten Stufe überschreiten sollte.
Man nahm an, daß das größere Verarbeitungsvolumen günstig war, weil des den Plättchen mehr Zeit zum Trennen (oder zur "Sedimentierung") von dem PRP innerhalb der Kammer gab. Herkömmlich wurde auch angenommen, daß das größere erwünschte Verarbeitungsvolumen in der Kammer der zweiten Stufe die Plättchen einer geringeren Beschädigung oder Aktivierung infolge von Scherbeanspruchung während der Verarbeitung aussetzen würde (siehe z. B. Sp. 10, Zeilen 26-39 der Cullis- Patentschrift '172).
Die in Fig. 10B gezeigte Axialströmungs-Verarbeitungskammer 61 hat ein deutlich kleineres Verarbeitungsvolumen im Vergleich mit der bekannten Kammer A-35.
Bei einer gebauten Ausführungsform bietet die gemäß der Erfindung ausgebildete Kammer 61 die gleiche Sammelfläche wie die bekannte Kammer A-35 (d. h. ca. 160 cm²), hat aber eine größte radiale Tiefe (oder Kanaltiefe) von nur 2 mm. Bei der vorliegenden gebauten Ausführungsform bietet die Kammer 61 ein Verarbeitungsvolumen von gerade 30 ml im Vergleich mit dem Verarbeitungsvolumen von 200 ml, das für die bekannte Kammer A-35 typisch ist.
Ungeachtet ihres erheblich kleineren Verarbeitungsvolumens und ihrer kleineren radialen Tiefe zeigt das folgende Beispiel überraschenderweise, daß die Kammer 61 eine deutliche Zunahme der Plättchensammel-Wirkungsgrade im Vergleich mit der bekannten Kammer A-35 bietet.

Beispiel 1

Eine Studie verglich die herkömmliche Kammer A-35 von 200 ml mit der oben beschriebenen Kammer von 30 ml mit verringerter radialer Tiefe (als "30-ml-Kammer" bezeichnet). Beide Kammern hatten eine Sammelfläche von 160 cm².
Die Untersuchung verwendete ein gepaartes Verlaufsprotokoll. Während des Protokolls unterzogen sich 59 normale Spender einem Plättchensammelverfahren mit der Kammer A-35.
Dieselben Spender unterzogen sich einem weiteren Plättchensammelverfahren mit der 30-ml-Kammer. Die Reihenfolge der Sammelvorgänge wurde unter den Spendern statistisch verteilt, wobei die durchgeführten Verfahren etwa einen Monat auseinander lagen.
Beide Verfahren wurden an einer Zentrifuge CS-3000® durchgeführt, die mit einer Drehzahl von 1600 U/min betrieben wurde. Alle Betriebsparameter für das erste Verfahren wurden im zweiten Verfahren wiederholt. An der Studie nahmen sechs verschiedene Blutspendezentren teil.
Die Ergebnisse wurden korreliert und statistisch geprüft.
Die Studie zeigte, daß die 30-ml-Kammer ein deutlich verbessertes Sammeln von Plättchen bot. Verglichen mit der Kammer A-35 zeigt die 30-ml-Kammer eine 13,3% Zunahme der Plättchenausbeute (p < 0,0001), was eine signifikante Steigerung der Nettoanzahl von Plättchen bedeutet, die während eines gegebenen Vorgangs gesammelt wurden.
Verglichen mit der Kammer A-35 ergab die 30-ml-Kammer erhöhte Plättchenausbeuten ohne Beschädigung oder Aktivierung der Plättchen. Das Plättchenkonzentrat, das unter Verwendung der 30-ml-Kammer gesammelt wurde, konnte unmittelbar nach erneuter Suspension ohne Plättchenverluste filtriert werden. Andererseits benötigte das Plättchenkonzentrat, das unter Anwendung der Kammer A-35 gesammelt wurde, eine Ruhezeit von mindestens zwei Stunden, bevor es filtriert werden konnte, ohne daß ein signifikanter Verlust der Plättchenzahl eintrat.
Unter Anwendung der herkömmlichen dimensionslosen Reynolds- Zahl (Re) als Vergleichspunkt würde man den Schluß ziehen, daß die Art der Fluidströmung in der Kammer A-35 und der 30- ml-Kammer praktisch identisch ist. Die Kammer A-35 hat eine Re von 2,9, und die 30-ml-Kammer hat eine Re von 7, was keine signifikant verschiedenen Werte sind.
Ein Aspekt bietet einen neuen dimensionslosen Parameter (λ), der die kombinierten Attribute der Winkelgeschwindigkeit, Kanaldicke, kinematischen Viskosität und axialen Höhe der Plättchentrennkammer 61 genauer charakterisiert. Der neue Parameter (λ) wird wie folgt ausgedrückt:
λ = (2Ωh³)/(νZ)
wobei:
Ω die Winkelgeschwindigkeit (in rad/s) ist;
h die radiale Tiefe (oder Dicke) der Kammer (in cm) ist;
ν die kinematische Viskosität des zu trennenden Fluids (in cm²/s) ist; und
Z die axiale Höhe der Kammer (in cm) ist.
Wie die Tabelle 1 zeigt, charakterisiert und differenziert der Parameter (λ) klar die spezielle Beschaffenheit und Domäne des Strömungsregimes, das in der Kammer 61 ausgebildet wird (die als die "Neue" Kammer bezeichnet wird), im Vergleich mit der herkömmlichen Kammer A-35. TABELLE 1
Wie die Tabelle 1 zeigt, ist der Wert des Parameters (λ) für die bekannte A-35-Kammer 5109. Der Wert des Parameters (λ) für die Kammer, die die Merkmale der Erfindung verkörpert, ist nur 14, also weniger als 1% der bekannten Kammer.
Gemäß diesem Aspekt erzeugt ein Parameterwert (λ) für eine Kammer, der kleiner als ca. 700 ist, deutlich größere Plättchenausbeuten. Da der Parameterwert (λ) einer gegebenen Kammer ca. 700 zunehmend überschreitet, produziert die Kammer Strömungsbedingungen, die zu einer größeren Gesamtscherbeanspruchung während der Verarbeitung (was zu Plättchenaktivierung führt) und zu einer größeren Verwirbelung durch den Coriolis-Effekt führen (was die zur Plättchenperfusion verfügbare effektive Oberfläche beschränkt).
Der neue Parameterwert (λ) drückt für einen gegebenen Referenz-Rotationsrahmen aus, was die Größe der Verwirbelung durch den Coriolis-Effekt und der Scherbeanspruchung sein wird. Der Wert des Parameters (λ) hat die gleiche Bedeutung, ob die Strömung innerhalb der Kammer axial (d. h. entlang der Rotationsachse) oder umfangsmäßig (d. h. um die Rotationsachse) ist. Ungeachtet der Strömungsrichtung in bezug auf die Drehachse gilt, je niedriger der absolute Wert des Parameters (λ) für ein gegebenes System ist, um so geringer ist die erwartete Größe der durch den Coriolis-Effekt bedingten Verwirbelung im System. Die Kammer 61 hat einen Wert des Parameters (λ), der kleiner als ca. 700 ist, sie wird während der Verarbeitung besser perfundiert und unterwirft die Plättchen einer geringeren Scherbeanspruchung selbst bei dramatisch verkleinerten Kammertiefen (d. h. radialer Dicke).

II. Umfangsströmungskammern mit erhöhter Ausbeute

Die vorher im Zusammenhang mit einer Axialströmungs- Bluttrennkammer beschriebenen Aspekte der Erfindung können auch bei der Bereitstellung einer Umfangsströmungs-Blutverarbeitungskammer mit erhöhten Plättchentrenn-Wirkungsgraden Anwendung finden.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen schematisch eine Umfangsströmungs- Zentrifugalblutverarbeitungskammer 58, die die Merkmale der Erfindung aufweist.
Im Gebrauch dreht sich die Kammer 58 an einem Rotor 60 um eine Achse 62 (siehe Fig. 12), um dadurch ein Fliehkraftfeld innerhalb der Kammer 58 zu erzeugen. Ebenso wie bei der Axialströmungskammer 10 der Fig. 1 bis 3 verläuft das Fliehkraftfeld radial von der Achse durch die Kammer 58. Wie Fig. 13 zeigt, bildet die der Achse am nächsten liegende Kammerwand 64 die Nieder-G-Wand, und die von der Achse am weitesten entfernte Kammerwand 66 bildet die Hoch-G-Wand.
Während der Rotation erhält die Kammer 68 WB durch eine erste Öffnung 68. Das WB folgt einer Umfangsströmungsbahn in der Kammer 58; das heißt, es strömt in einer Umfangsbahn um die Drehachse 62 (wie Fig. 12 am besten zeigt). Daher wird die Kammer 58 als eine Umfangsströmungs- Blutverarbeitungskammer bezeichnet.
Bei dieser Geometrie sind die quer verlaufenden oberen und unteren Ränder der Kammer 58 (die entlang der Umfangsströmungsbahn liegen) gewöhnlich länger als die Längsseitenränder (die quer zu der Umfangsströmungsbahn liegen). Die Umfangsströmungskammer 58 bildet gewöhnlich die Form eines Rohrs, das in der Rotationsrichtung verlängert ist. Es können jedoch andere Konfigurationen, die eine Umfangsströmungsbahn definieren, verwendet werden.
WB wird innerhalb der rohrförmigen Kammer 58 unter der Wirkung des Fliehkraftfeldes in RBC und PRP getrennt. Wie Fig. 13 zeigt, bewegen sich die RBC, die höhere Dichte haben, zu der Hoch-G-Wand 66 hin und verdrängen dabei das PRP geringerer Dichte zu der Nieder-G-Wand 64 hin. Die (bereits beschriebene) Grenzschicht 26 bildet sich zwischen ihnen aus. Eine zweite Öffnung 70 zieht die RBC aus der Kammer 58 zum Sammeln ab. Eine dritte Öffnung 72 zieht das PRP aus der Kammer 58 zum Sammeln ab.
Gemäß der Erfindung liegen die PRP-Sammelöffnung 72 und die WB-Einlaßöffnung 68 so nebeneinander, daß das PRP aus der Umfangsströmungskammer 58 in demselben Bereich austritt, in dem WB in die Kammer 58 eintritt. Bei der gezeigten Ausführungsform, wie in Fig. 11 zu sehen ist, liegt die PRP-Sammelöffnung 72 entlang dem gleichen Längsseitenrand der Umfangsströmungskammer 58 wie die WB-Einlaßöffnung 68.
Die RBC-Sammelöffnung 70 und die PRP-Sammelöffnung 72 sind ferner so angeordnet, daß PRP aus der Kammer 58 in einem Bereich austritt, der dem Bereich gegenüberliegt, in dem RBC aus der Kammer 58 austreten, gesehen relativ zu der Umfangsströmung von WB in der Kammer 58. Bei der gezeigten Ausführungsform befindet sich gemäß Fig. 11 die RBC-Sammelöffnung 70 an dem Längsseitenrand, der dem Längsseitenrand gegenüberliegt, an dem sich die WB-Einlaßöffnung und die PRP-Sammelöffnung befinden.
Die in den Fig. 11 bis 13 gezeigte Kammer 58 unterscheidet sich deutlich von bekannten Umfangsströmungs-Bluttrennkammern 58A und 58B, die in den Fig. 14 und. 15 gezeigt sind. Die bekannten Umfangsströmungskammern 58A/58B ordnen die PRP-Sammelöffnung 72 gewollt entfernt von der WB-Einlaßöffnung 68 an.
Bei der in Fig. 14 gezeigten bekannten Umfangsströmungskammer 58A nimmt die PRP-Sammelöffnung 72 einen Seitenrand diametral entgegengesetzt zu der RBC-Sammelöffnung 70 ein, die den anderen Seitenrand einnimmt. Bei dieser Konstruktion befindet sich die WB-Einlaßöffnung 68 in einer Seitenwand der Kammer 58A zwischen den beiden Seitenrändern.
Bei der in Fig. 15 gezeigten bekannten Umfangsströmungskammer 58B nimmt die PRP-Sammelöffnung 72 einen Seitenrand ein, während die WB-Einlaßöffnung 68 und die RBC-Auslaßöffnung den entgegengesetzten Seitenrand einnehmen, und zwar relativ zu der Umfangsströmung von WB in der Kammer 58B entgegengesetzt von der PRP-Sammelöffnung 72 beabstandet.
Bei beiden Konstruktionen nach Fig. 14 und nach Fig. 15 befinden sich keine Öffnungen an dem oberen und unteren Querrand der Kammer 58B. Weder die Kammer 58A noch die Kammer 58B hat eine Öffnung mit einer Achse, die parallel zu der Rotationsachse verläuft.
Fig. 13 zeigt schematisch den gesteigerten Plättchentrenneffekt aufgrund der benachbarten Positionen der WB-Einlaßöffnung 68 und der PRP-Sammelöffnung 72 in der Umfangsströmungskammer 58, die die Erfindung verkörpert. Der Effekt ist im allgemeinen der gleiche wie der in Fig. 3 gezeigte mit der Ausnahme, daß die Kammer 58 anders orientiert ist, um das Umfangsströmungsmuster auszubilden.
Wie Fig. 13 zeigt, zieht die PRP-Sammelöffnung 72 PRP aus der Kammer 58 dort ab, wo die Geschwindigkeit, mit der sich die RBC zu der Hoch-G-Wand 66 aufgrund der Fliehkraft absetzen, am höchsten ist, d. h. nahe der WB-Einlaßöffnung 68. Hier ist auch der Ort, wo die radiale Plasmageschwindigkeit am größten ist, um die Plättchen von der Grenzschicht 26 abzuheben und sie innerhalb des Plasmas in Suspension zu halten, so daß sie aus der PRP-Sammelöffnung 72 transportiert werden.
Die WB-Einlaßöffnung 68 ist von der RBC-Sammelöffnung 70 entgegengesetzt beabstandet (in der Umfangsströmungsrichtung), wo daß die RBC gezwungen werden, die gesamte axiale Länge der Kammer 58 zu durchlaufen, wodurch sie den zentrifugalen Trennkräften maximal ausgesetzt werden. Die Isolation zwischen der RBC-Sammelöffnung 70 und der PRP-Sammelöffnung 72 leitet ferner die RBC zu der RBC-Sammelöffnung 70 und leitet gleichzeitig den PRP-Strom in der Gegenrichtung zu der PRP-Sammelöffnung 72.
Ebenso wie bei der Kammer 10 von Fig. 3 ist die Nieder-G- Wand 64 nach innen zu der Grenzschicht 26 hin nahe der RBC- Sammelöffnung 70 verlagert. Infolgedessen ist der radiale Abstand zwischen der Nieder-G-Wand 64 und der Grenzschicht 26 nahe der PRP-Sammelöffnung 72 größer als nahe der RBC- Sammelöffnung 70.
Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde, bewirkt die verlagerte Nieder-G-Wand 64, daß sich das leichtere Plasma rasch entlang der Grenzschicht 26 weg von dem relativ begrenzteren Bereich nahe der RBC-Sammelöffnung 70 in Richtung zu dem relativ offeneren Bereich nahe der PRP-Sammelöffnung 72 bewegt. Es resultiert die gleiche günstige Wirkung: Die Umfangsströmung von Plasma zieht die Grenzschicht 26 - und darin festgehaltene größere, schneller sich ablagernde Plättchen - kontinuierlich zu der PRP-Sammelöffnung 72, wo die radialen Plasmageschwindigkeiten am höchsten sind, um den größten Elutionseffekt zu ergeben. Die Gegenstromverläufe dienen auch dazu, die übrigen schwereren Komponenten der Grenzschicht (Lymphozyten, Monozyten und Granulozyten) zurück in die RBC-Masse und weg von dem PRP- Strom zu zirkulieren.
Wie Fig. 13 zeigt, verjüngt sich die Nieder-G-Wand 64 kontinuierlich in Richtung der Umfangsströmungsbahn, z. B. weg von der PRP-Sammelöffnung 72 und in Richtung der axialen Strömungsbahn des WB. Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, ohne die Nieder-G-Wand 16 kontinuierlich oder gleichmäßig entlang der Gesamtlänge der axialen Strömungsbahn zwischen der PRP-Sammelöffnung 72 und der RBC-Sammelöffnung 70 zu verjüngen. Die Verjüngung der Nieder-G-Wand 16 kann weiter entfernt von der PRP-Sammelöffnung 24 als in Fig. 13 gezeigt und näher an dem Bereich der RBC-Sammelöffnung 70 beginnen.
Die Umfangsströmungskammer 58, die die Erfindung aufweist, kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Die Fig. 16 und 17 zeigen die physische Konstruktion einer bevorzugten Umfangsströmungskammer-Anordnung 74, die die Merkmale der Erfindung aufweist. Die Fig. 25 und 26 zeigen die physische Konstruktion einer alternativen Umfangsströmungsanordnung 76.
Jede Anordnung 74 oder 76 kann in Verbindung mit einer Blutverarbeitungszentrifuge 78 der in den Fig. 18 und 19 gezeigten Art verwendet werden. Weitere Einzelheiten dieser Zentrifugenkonstruktion sind in EP-A-0572656 angegeben.
Wie Fig. 20 zeigt, hat die Zentrifuge 78 ein Schleuderraumelement 80 und ein Trommelelement 82. Das Schleuderraum- und das Trommelelement 80 und 82 sind an einem Joch 85 zwischen einer aufrechten Position, wie Fig. 20 zeigt, und einer aufgehängten Position, wie Fig. 21 zeigt, schwenkbar.
In der aufrechten Position sind das Schleuderraum- und das Trommelelement 80 und 82 dem Anwender zugänglich. Ein Mechanismus erlaubt dem Schleuderraum- und dem Trommelelement 80 und 82, eine voneinander getrennte Position einzunehmen, wie Fig. 20 zeigt. In dieser Position befindet sich das Trommelelement 80 wenigstens teilweise außerhalb des Innenbereichs des Schleuderraumelements 82, so dass die äußere Trommeloberfläche zugänglich ist. Wie Fig. 22 zeigt, kann im freiliegenden Zustand der Anwender eine Umfangsströmungskammer- Anordnung 74 oder 76 um das Trommelelement 82 wickeln.
Der Mechanismus erlaubt ferner dem Schleuderraum- und Trommelelement 80 und 82, eine miteinander zusammenwirkende Position einzunehmen, wie Fig. 23 zeigt. In dieser Position sind das Trommelelement 82 und die gewählte Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 oder 76 in dem Innenbereich des Schleuderraumelements 80 eingeschlossen, wie Fig. 23 zeigt. Zwischen dem Inneren des Schleuderraumelements 80 und dem Äußeren des Trommelelements 82 ist eine Verarbeitungskammer 83 gebildet. Die gewählte Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 oder 76 wird mit der Verarbeitungskammer 83 mitgenommen und nimmt deren Konturen an.
In der geschlossenen Position können die Schleuderraum- und Trommelelemente 80 und 82 als Baugruppe in eine aufgehängte Position geschwenkt werden, wie Fig. 21 zeigt. Im hängenden Zustand sind die Schleuderraum- und Trommelelemente 80 und 82 in der Betriebsposition. Im Gebrauch dreht die Zentrifuge 78 die hängenden Schleuderraum- und Trommelelemente 80 und 82 um eine Achse.
Bei den gezeigten Ausführungsformen ermöglicht jede Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 und 76 eine Mehrstufenverarbeitung. Eine erste Stufe trennt RBC und PRP von WB. Eine zweite Stufe trennt PC und PPP von dem PRP.
Der Innenraum jeder Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 oder 76 kann zwar auf verschiedene Weise angeordnet sein, die Fig. 16/17 und 18/19 zeigen den Innenraum der alternativen Umfangsströmungskammern in zwei nebeneinander befindliche Verarbeitungsteilräume bzw. -kammern 84 und 86 unterteilt. Im Gebrauch trennen Fliehkräfte in dem ersten Teilraum 84 vollständiges Blut in RBC und PRP. Fliehkräfte in dem zweiten Verarbeitungsteilraum 86 trennen das PRP der ersten Stufe in PC und PPP.
Bei beiden alternativen Umfangsströmungskammern bildet eine erste Umfangsdichtung 88 den Außenrand der Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 oder 76. Eine zweite, innere Dichtung 90 unterteilt die Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 oder 76 in den ersten Verarbeitungsteilraum 84 und den zweiten Verarbeitungsteilraum 86. Die zweite Dichtung 90 verläuft allgemein parallel zu der Drehachse der Kammeranordnung 74 oder 76; d. h. sie verläuft über den Umfangsstrom der Kammeranordnung 74 oder 76. Die zweite Dichtung 90 bildet einen Längsrand, der dem ersten und dem zweiten Verarbeitungsteilraum 84 und 86 gemeinsam ist.
Jeder Verarbeitungsteilraum 84 und 86 dient als eine gesonderte und deutlich ausgebildete Trennkammer und wird somit als solche bezeichnet.
In jeder alternativen Umfangsströmungskammer öffnen sich fünf Öffnungen 92, 94, 96, 98, 100 in die unterteilten Bereiche, die in der Verarbeitungskammeranordnung 74 oder 76 ausgebildet sind. Die Öffnungen 92, 94, 96, 98, 100 sind nebeneinander entlang dem oberen Querrand der jeweiligen Kammer 84 und 86 angeordnet.
Die Öffnungen 92, 94, 96, 98, 100 sind sämtlich axial orientiert, d. h. ihre Achsen sind mit der Drehachse quer zu der Umfangsströmungsbahn des Fluids innerhalb der Kammeranordnung 74 oder 76 selbst ausgefluchtet. Drei Öffnungen 92, 94, 96 bedienen die erste Kammer 84. Zwei Öffnungen 98, 100 bedienen die zweite Kammer 86.
Bei beiden alternativen Umfangsströmungskammer-Anordnungen 74 und 76 verbindet ein Versorgungsschlauch 102 (siehe Fig. 24), der an den Öffnungen 92, 94, 96, 98, 100 angebracht ist, die erste und die zweite Kammer 84 und 86 miteinander und mit Pumpen und anderen stationären Komponenten, die sich außerhalb der rotierenden Komponenten der Zentrifuge 78 befinden.
Wie Fig. 21 zeigt, hält ein nichtdrehender (Null Omega) Halter 104 den oberen Bereich des Versorgungsschlauchs 102 in einer nichtdrehenden Position über den hängenden Schleuderraum- und Trommelelementen 80 und 82. Ein Halter 106 an dem Joch 85 dreht den Mittelbereich des Versorgungsschlauchs 102 mit einer ersten Geschwindigkeit (ein Omega) um die hängenden Trommel- und Schleuderraumelemente 80 und 82. Ein weiterer Halter 108 (siehe Fig. 22) dreht das untere Ende des Versorgungsschlauchs 102 mit einer zweiten Geschwindigkeit, die die doppelte Ein-Omega-Geschwindigkeit (die Zwei-Omega- Geschwindigkeit) ist, mit der sich die hängenden Trommel- und Schleuderraumelemente 80 und 82 ebenfalls drehen. Wie bereits erwähnt, hält diese bekannte relative Rotation des Versorgungsschlauchs diesen unverdreht, wodurch die Notwendigkeit für rotierende Dichtungen entfällt.
Bei Verwendung jeder der alternativen Umfangsströmungskammer-Anordnungen 74 oder 76 ist die Zwei-Omega-Geschwindigkeit, mit der sich die hängenden Trommel- und Schleuderraumelemente 80 und 82 drehen, ca. 3400 U/min. Bei den gegebenen Dimensionen der Schleuderraum- und Trommelelemente 80 und 82 entwickeln 3400 U/min ein Fliehkraftfeld von ca. 900 G entlang der Hoch-G-Wand 66 der Kammern 84 und 86.

A. Verarbeitungskammer der ersten Stufe

Bei der in den Fig. 16 und 17 gezeigten Ausführungsform weist die erste Öffnung 92 die vorher beschriebene PRP-Sammelöffnung (mit 72 wie in den Fig. 11 bis 13 bezeichnet) auf. Die zweite Öffnung 94 weist die vorher beschriebene Vollblut- bzw. WB-Einlaßöffnung (mit 68 wie in den Fig. 11 bis 13 bezeichnet) auf. Die dritte Öffnung 96 weist die vorher beschriebene RBC-Sammelöffnung (mit 70 wie in den Fig. 11 bis 13 bezeichnet) auf.
Eine dritte innere Dichtung 110 liegt zwischen der PRP-Sammelöffnung 72 und der WB-Einlaßöffnung 68. Die dritte Dichtung 110 umfaßt einen ersten Bereich 112, der allgemein parallel zu der zweiten inneren Dichtung 90 ist, und erstreckt sich dadurch über die Umfangsströmungsbahn des WB. Die dritte Innendichtung 110 ist dann in einem scharf geknickten Bereich 114 von der WB-Einlaßöffnung 68 weg in Richtung der WB-Umfangsströmung des WB gekrümmt. Der scharf geknickte Bereich 114 endet unter dem Einlaß der PRP-Sammelöffnung 72.
Eine vierte innere Dichtung 116 liegt zwischen der WB-Einlaßöffnung 68 und der RBC-Sammelöffnung 74. Die vierte Dichtung 116 umfaßt einen ersten Bereich 118, der allgemein parallel zu der zweiten und dritten inneren Dichtung 90 und 110 ist, und verläuft somit über die WB-Umfangsströmungsbahn. Die vierte innere Dichtung 116 ist dann in einem scharf geknickten Bereich 120 weg von der RBC-Sammelöffnung 74 in Richtung der WB-Umfangsströmung gekrümmt. Der scharf geknickte Bereich 120 verläuft unter dem scharf geknickten Bereich 114 der dritten Dichtung 110 und über diesen hinaus. Er endet nahe dem Längsseitenrand der ersten Kammer 84, die dem Längsseitenrand gegenüberliegt, der durch die zweite innere Dichtung 90 gebildet ist.
Gemeinsam bilden die dritte und vierte innere Dichtung 110/116 einen WB-Einlaßkanal 122, der zuerst entlang der Rotationsachse (d. h. zwischen den ersten Bereichen 112/118 der beiden Dichtungen 110/116) verläuft. Der WB-Einlaßkanal 122 ist dann gekrümmt und öffnet sich in Richtung der gewünschten Umfangsströmung innerhalb der ersten Kammer 84 (d. h. zwischen den scharf geknickten Bereichen 114/120 der beiden Dichtungen 110/116).
Der WB-Einlaßkanal 122 führt WB zuerst in einer axialen Strömungsbahn weg von der WB-Einlaßöffnung 68. Dann leitet er das WB in Umfangsrichtung direkt in die Umfangsströmungsbahn, wo die Auftrennung in RBC und PRP beginnt.
Die dritte innere Dichtung 110 bildet ferner einen PRP-Sammelbereich 124 innerhalb der ersten Kammer 84 (d. h. zwischen der dritten Dichtung 110 und dem benachbarten oberen Bereich der ersten Umfangsdichtung 88).
Gemeinsam bilden die vierte innere Dichtung 116, die zweite innere Dichtung 90 und die unteren Bereiche der ersten Umfangsdichtung 88 einen RBC-Sammelkanal 126, der sich zuerst entlang der Drehachse (d. h. zwischen der zweiten inneren Dichtung 90 und der vierten inneren Dichtung 116) erstreckt. Der RBC-Sammelkanal 126 krümmt sich dann in eine Umfangsbahn, um sich nahe dem Ende der gewünschten WB-Umfangsströmungsbahn zu öffnen (d. h. zwischen dem scharf geknickten Bereich 120 der vierten Dichtung 116 und dem unteren Bereich der Umfangsdichtung 88).
Bei der in den Fig. 18 und 19 gezeigten Ausführungsform umfaßt die erste Öffnung 92 die RBC-Sammelöffnung (mit 70 wie in den Fig. 11 bis 13 bezeichnet). Die zweite Öffnung 94 umfaßt die PRP-Sammelöffnung (mit 72 wie in den Fig. 11 bis 13 bezeichnet). Die dritte Öffnung 96 umfaßt die WB-Einlaßöffnung (mit 68 wie in den Fig. 11 bis 13 bezeichnet).
Wie Fig. 18 zeigt, liegt eine dritte innere Dichtung 110 zwischen der PRP-Sammelöffnung 72 und der WB-Einlaßöffnung 68. Die Dichtung 110 hat einen ersten Bereich 112, der zu der zweiten inneren Dichtung 90 allgemein parallel ist. Sie krümmt sich dann in einem scharf geknickten Bereich 114 weg von der WB-Einlaßöffnung 68 in die Richtung der WB-Umfangsströmung. Der scharf geknickte Bereich 114 endet unter dem Einlaß der PRP-Sammelöffnung 72.
Gemeinsam bilden die zweite und die dritte innere Dichtung 90 und 110 einen WB-Einlaßkanal 122 ähnlich dem WB-Einlaßkanal 122, der der in Fig. 16 gezeigten Kammer 84 zugeordnet ist, jedoch an einer anderen Stelle innerhalb der Kammer.
Wie Fig. 18 zeigt, liegt eine vierte innere Dichtung 116 zwischen der PRP-Sammelöffnung 72 und der RBC-Sammelöffnung 74. Die vierte Dichtung 116 hat einen ersten Bereich 118, der zu der zweiten und dritten inneren Dichtung 90 und 110 allgemein parallel ist und sich somit über die Umfangsströmungsbahn erstreckt. Die vierte innere Dichtung 116 krümmt sich dann in einem scharf geknickten Bereich 120 weg von der PRP-Sammelöffnung 72 in Richtung der Vollblut-Umfangsströmung. Sie endet nahe dem Längsseitenrand der ersten Kammer 84, der dem Längsseitenrand gegenüberliegt, der durch die zweite innere Dichtung 90 gebildet ist.
Gemeinsam bilden die vierte innere Dichtung 116 und die oberen Bereiche der ersten Umfangsdichtung 88 einen RBC-Sammelkanal 126 ähnlich dem RBC-Sammelkanal 126 von Fig. 16 mit der Ausnahme, daß er sich am oberen Ende der Kammer 84 anstatt am unteren Ende befindet.
Wie Fig. 18 zeigt, bilden die dritte und die vierte innere Dichtung 110 und 116 ferner gemeinsam einen PRP-Sammelbereich 124 innerhalb der ersten Kammer ähnlich dem PRP-Sammelbereich 124 von Fig. 16.
Die dynamischen Strömungsbedingungen innerhalb jeder alternativen Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 oder 76 sind die gleichen. Diese Bedingungen leiten PRP zu dem PRP-Sammelbereich 124, um durch den Einlaß der PRP-Sammelöffnung 72 gesammelt zu werden.
Wie die Fig. 16 und 18 zeigen, leitet der WB-Einlaßkanal 122 WB direkt in den Umfangsströmungsweg in unmittelbarer Nähe des PRP-Sammelbereichs 124. Hier sind die radialen Durchflußraten von Plasma am größten, um Plättchen von der Grenzschicht durch Abheben zu lösen und in den PRP-Sammelbereich 124 zu bringen.
Der RBC-Sammelkanal 126 empfängt RBC an seinem offenen Ende und leitet die RBC von dort zu der RBC-Sammelöffnung 74. Wie die Fig. 16 und 18 zeigen, leitet der WB-Einlaßkanal 122 WB direkt in den Strömungsweg an einem Ende der ersten Kammer 84, und der RBC-Sammelkanal 126 leitet RBC an dem gegenüberliegenden Ende des Strömungswegs aus.
Bei jeder alternativen Umfangsströmungskammer-Anordnung 74 und 76 (wie die Fig. 17 bzw. 19 zeigen) ist die Nieder-G- Wand 64 der ersten Kammer 84 zu der Hoch-G-Wand 66 nahe dem RBC-Sammelbereich hin versetzt.
Bei den speziellen gezeigten Ausführungsformen verjüngt sich die Nieder-G-Wand 64 in die Kammer 84 in Richtung der WB- Umfangsströmung. Die Verjüngung geht von der zweiten inneren Dichtung 90 aus in Richtung zu dem gegenüberliegenden Längsende der Kammer. Fig. 13 zeigt die verjüngte Nieder-G- Wand 64 aus einer anderen Perspektive.
Die verjüngte Nieder-G-Wand 64 hat eine nach oben abgestufte Barriere 128 oder einen Damm in dem Bereich, in dem sich der RBC-Sammelkanal 126 öffnet. Wie die Fig. 16 und 18 für ihre jeweilige Kammeranordnung zeigen, erstreckt sich die nach oben abgestufte Barriere 128 von der Nieder-G-Wand 64 über die gesamte Kammer 84.
Wie Fig. 13 am besten aus einer anderen Perspektive zeigt, erstreckt sich die nach oben abgestufte Barriere 128 in die RBC-Masse und schafft einen verengten Kanal zwischen sich und der ihr zugewandten Hoch-G-Wand 66. Der verengte Kanal 129 erlaubt RBC, die entlang der Hoch-G-Wand 66 anwesend sind, sich über die Barriere 128 hinaus zu bewegen, um von dem RBC-Sammelkanal 126 aufgenommen zu werden. Gleichzeitig blockiert die nach oben abgestufte Barriere 128 den Durchtritt des PRP über sie hinaus und hält das PRP innerhalb der dynamischen Strömungszustände, die zu dem PRP-Sammelbereich 124 führen.
Es können zwar verschiedene Konfigurationen verwendet werden, aber bei einer bevorzugten Anordnung verjüngt sich die Nieder-G-Wand 64 um etwa 2 mm in die Kammer 74, wo sie sich mit der Barriere 128 vereinigt. Die Barriere 128 erstreckt sich von dort unter einem Winkel von ca. 45º zu der Hoch-G- Wand 66 hin unter Bildung einer erhabenen ebenen Oberfläche. Der zwischen der ebenen Oberfläche und der Hoch-G-Wand 66 gebildete Kanal 129 hat eine radiale Tiefe von ca. 1 mm bis 2 mm und eine Länge in Umfangsrichtung von ca. 1 mm bis 2 mm.
Wie bereits beschrieben wurde (und wie Fig. 13 zeigt), erzeugt die Konfiguration der Nieder-G-Wand 64 eine schnelle Plasma-Gegenströmung aus dem RBC-Sammelbereich in Richtung zu dem PRP-Sammelbereich 124.
Die gewünschten Konturen für die Nieder-G-Wand 64 der alternativen Kammeranordnungen 74 und 76 können an der äußeren Oberfläche des Trommelelements 82 vorgeformt sein. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die innere Oberfläche des Schleuderraumelements 82 isoradial in bezug auf die Drehachse.
Ebenfalls bei beiden alternativen Ausführungsformen (wie die Fig. 16 und 18 zeigen) ist der scharf geknickte Bereich 120 des RBC-Sammelkanals 126 verjüngt. Aufgrund der Verjüngung bietet der Kanal 126 einen größeren Querschnitt dort, wo er sich in die Kammer 84 öffnet, als er dort bietet, wo er sich mit dem axialen ersten Bereich 118 des RBC-Sammelkanals 126 vereinigt. Fig. 13 zeigt diese Verjüngung aus einer anderen Perspektive. Bei der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich der scharf geknickte Bereich 120 von einer Breite von ca. 6,35 auf 3,18 mm (1/4 inch bis 1/8 inch).
Die Verjüngung des scharf geknickten Bereichs 120 wird bevorzugt relativ zu der Verjüngung der Nieder-G-Wand 64 bemessen, um die Querschnittsfläche des RBC-Sammelkanals 126 im wesentlichen konstant zu halten. Dadurch wird der Fluidwiderstand innerhalb des Kanals 126 relativ konstantgehalten, und gleichzeitig werden die verfügbaren Trenn- und Sammelbereiche außerhalb des Kanals 126 maximiert. Die Verjüngung des scharf geknickten Bereichs 120 erleichtert außerdem das Entfernen von Luft aus dem Kanal 126 während der Vorbereitung bzw. des Priming-Vorgangs.
Wie die Fig. 16 und 18 am besten zeigen, erstreckt sich eine Rampe 130 von der Hoch-G-Wand 66 über den PRP-Sammelbereich 124 in jeder alternativen Kammeranordnung 74 und 76. Wie Fig. 24 aus einer anderen Perspektive zeigt, bildet die Rampe 130 einen verjüngten Keil, der die Fluidströmung in Richtung zu der PRP-Sammelöffnung 72 drosselt. Wie Fig. 25 zeigt, bildet die Rampe 130 einen verengten Kanal 131 längs der Nieder-G-Wand 64, entlang welcher die PRP-Schicht verläuft.
Bei der gezeigten Ausführungsform (siehe Fig. 22) erstreckt sich eine angelenkte Klappe 132 von einem Bereich des Trommelelements 82 und hängt über diesem. Die Klappe 132 ist vorgeformt, um die gewünschte Kontur der Rampe 130 zu bieten.
Wenn die Klappe 132 nach unten geklappt ist (wie Fig. 22 in Vollinien zeigt), ist sie zwischen der gewählten Kammeranordnung 74/76 und dem umgebenden Schleuderraumelement 80 eingeschlossen. Die Klappe 132 drückt auf die benachbarte flexible Wand der Kammeranordnung 74/76, die sich an ihre Kontur anpasst, um die Rampe 130 innerhalb der Kammer 84 zu bilden.
Wie die Fig. 25A bis C schematisch zeigen, lenkt die Rampe 130 den Fluidstrom entlang der Hoch-G-Wand 66 um. Diese Strömungsumlenkung ändert die Orientierung der Grenzschicht 26 zwischen den RBC (die in den Fig. 25A/B/C schattiert gezeigt sind) und dem PRP (das in den Fig. 25A/B/C klar gezeigt ist) innerhalb des PRP-Sammelbereichs 124. Die Rampe 130 zeigt die Grenzschicht 26 zur Betrachtung durch eine Seitenwand der Kammeranordnung 74/76 mittels eines zugehörigen Grenzschicht-Controllers 134 (den die Fig. 30 und 31 zeigen).
Wie noch im einzelnen beschrieben wird, überwacht der Grenzschicht-Controller 134 den Ort der Grenzschicht 26 an der Rampe 130. Wie die Fig. 25A/B/C zeigen, kann die Position der Grenzschicht 26 an der Rampe 130 geändert werden durch Steuern der relativen Durchflußraten von WB, der RBC und des PRP durch ihre jeweiligen Öffnungen 68, 70, 72. Der Controller 134 verändert die Rate, mit der PRP aus der Kammer 84 abgezogen wird, um die Grenzschicht 26 an einem vorgegebenen Ort an der Rampe 26 zu halten (den Fig. 25B zeigt), und zwar entfernt von dem verengten Kanal 131, der zu der PRP-Sammelöffnung 72 führt.
Die Rampe 130 und der zugehörige Grenzschicht-Controller 134 halten RBC, Leukozyten und Lymphozyten, die in der Grenzschicht 26 anwesend sind, davon ab, in die PRP-Sammelöffnung 72 einzutreten. Das gesammelte PRP ist daher im wesentlichen frei von den anderen in der Grenzschicht 26 anwesenden Zellbestandteilen.

B. Verarbeitungskammer der zweiten Stufe

Bei der Ausführungsform der in den Fig. 16/17 gezeigten Kammeranordnung bildet die vierte Öffnung 98 eine PPP-Sammelöffnung 136, und die fünfte Öffnung 100 bildet eine PRP-Einlaßöffnung 138. Bei der in den Fig. 18/19 gezeigten Ausführungsform gilt das Gegenteil: Die vierte Öffnung 98 bildet die PPP-Einlaßöffnung 138, und die fünfte Öffnung 100 bildet die PPP-Sammelöffnung 136.
In jeder Kammeranordnung 74/76 verbindet der Versorgungsschlauch 102 die PRP-Sammelöffnung 72 der ersten Kammer 84 mit der PRP-Einlaßöffnung 138 der zugeordneten zweiten Kammer 86. Die zweite Kammer 86 erhält somit PRP aus der ersten Kammer 84 zur weiteren Auftrennung in PPP und PC. Der Versorgungsschlauch 102 fördert getrenntes PPP aus der zweiten Kammer 86 durch die zugehörige PPP-Sammelöffnung 136. In jeder Anordnung 74/76 bleibt das PC in der zweiten Kammer 86, um später erneut in Suspension gebracht und gesammelt zu werden.
Bei den alternativen Ausführungsformen der Fig. 16/17 und 18/19 verläuft eine fünfte innere Dichtung 140 zwischen der PRP-Einlaßöffnung 138 und der PPP-Sammelöffnung 136. Die fünfte Dichtung 140 umfaßt einen ersten Bereich 142, der allgemein parallel zu der zweiten Dichtung 90 ist, so daß er sich über den Umfangsströmungsweg erstreckt. Die fünfte innere Dichtung 140 krümmt sich dann in einem scharf geknickten Bereich 144 weg von der PRP-Einlaßöffnung 138 in Richtung der PRP-Umfangsströmung innerhalb der zweiten Kammer 86. Der scharf geknickte Bereich 144 endet nahe dem Längsseitenrand der zweiten Kammer 86, der dem Längsseitenrand gegenüberliegt, der von der zweiten inneren Dichtung 90 gebildet ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 16/17 bilden die fünfte innere Dichtung 140, die zweite innere Dichtung 90 und die unteren Bereiche der ersten Umfangsdichtung 88 gemeinsam einen PPP-Sammelkanal 146, der sich zuerst entlang der Drehachse (d. h. zwischen der zweiten inneren Dichtung 90 und der fünften inneren Dichtung 140) erstreckt und sich dann in einer Umfangsbahn krümmt, um sich nahe dem Ende der gewünschten PRP-Umfangsströmungsbahn (d. h. zwischen dem scharf geknickten Bereich 144 der fünften Dichtung 140 und dem unteren Bereich der Umfangsdichtung 88) zu öffnen. Der PPP-Sammelkanal 146 empfängt PPP an seinem offenen Ende und leitet das PPP von hier aus zu der PPP-Sammelöffnung 136.
Bei der Ausführungsform der Fig. 18/19 ist ein gleichartiger PPP-Sammelkanal 146 zwischen der fünften inneren Dichtung 140 und dem oberen Bereich der Umfangsdichtung 88 ausgebildet.
In jeder alternativen Umfangsströmungskammer-Anordnung 74/76 wird PRP, das in die zweite Kammer 86 durch die PRP-Einlaßöffnung 138 eintritt, veranlasst, zuerst in einer axialen Bahn von der axial orientierten PRP-Einlaßöffnung 138 entlang der axial verlaufenden fünften Dichtung 140 zu strömen. Die Strömungsrichtung des PRP wendet sich dann in eine Umfangsbahn weg von der fünften Dichtung 140 zu dem gegenüberliegenden Längsseitenrand hin.
Die während der Rotation der Kammer erzeugten Fliehkräfte trennen das PRP in PC und PPP. Das dichtere PC trennt sich in eine Schicht ab, die entlang der Hoch-G-Wand 66 verläuft. Das weniger dichte PPP wird zu der Nieder-G-Wand 64 hin verdrängt, um durch den PPP-Sammelkanal 146 gesammelt zu werden.
Der Erfinder hat entdeckt, dass die Einleitung von PRP entlang einer axialen Strömungsbahn parallel zu der Drehachse in eine Umfangsströmungsbahn um die Drehachse herum einen nichtturbulenten Wirbelbereich 148, der als Taylor-Säule bezeichnet wird, am Auslaß der PRP-Einlaßöffnung 138 bildet, wie Fig. 2 6 zeigt.
Der Wirbelbereich 148 zirkuliert um eine Achse, die mit der Achse der PRP-Einlaßöffnung 138 ausgefluchtet ist. Der Wirbelbereich 148 erstreckt sich vom Auslaß der Öffnung 138 in Längsrichtung über die Umfangsströmungsbahn der Kammer 86. Wie Fig. 26 zeigt, zirkuliert der Wirbelbereich 148 das PRP um seine Achse und führt es in die gewünschte Umfangsströmungsbahn innerhalb der Kammer 86.
Innerhalb des Wirbelbereichs 148 nimmt die axiale Durchflußgeschwindigkeit allgemein linear über die Umfangsströmungsbahn der Kammer 86 ab. Das ist der Fall, weil der axiale Fluidstrom, der in die Kammer 86 eintritt, gleichmäßig in eine Umfangsströmung perfundiert, die in die Trennzone eintritt.
Ein gleichartiger Wirbelbereich 148 bildet sich an dem gegenüberliegenden Längsende der zweiten Kammer 86 am Eintritt zu dem PPP-Sammelkanal 146 aus, wie Fig. 26 ebenfalls zeigt.
Der am Auslaß der PRP-Einlaßöffnung 138 geschaffene Wirbelbereich 148 verteilt PRP gleichförmig in die gewünschte Umfangsströmungsbahn in das Fliehkraftfeld. Dadurch wird das eintretende PRP den Wirkungen des Fliehkraftfeldes über die wirksame Oberfläche der zweiten Kammer 86 maximal ausgesetzt. Daraus resultiert die maximal mögliche Trennung von PC von dem eintretenden PRP.
Es ist zu beachten, daß gleichartige Durchflußbedingungen mit Wirbelbereich 148 auch in der ersten Kammer 84 ausgebildet werden, wo die Flüssigkeit in die ausgebildete Umfangsströmungsbahn durch eine axiale Strömungsbahn entweder eintritt oder austritt. Wie Fig. 26 zeigt, wird dadurch am Eintritt des WB-Einlaßkanals 122 ein Zustand eines Wirbelbereichs 148 ausgebildet. Ein weiterer Zustand eines Wirbelbereichs 148 bildet sich an dem gegenüberliegenden Längsende am Eintritt des RBC-Sammelkanals 126 aus.
In beiden alternativen Kammeranordnungen 74/76 (wie die Fig. 17 und 19 zeigen) verjüngt sich die Nieder-G-Wand 64 in die zweite Kammer 86 in Richtung der PRP-Umfangsströmung. Die Verjüngung geht von der zweiten inneren Dichtung 90 aus zu dem gegenüberliegenden Längsende der zweiten Kammer 86.
Ebenfalls in beiden alternativen Kammeranordnungen 74/76 (wie die Fig. 16 und 18 zeigen) ist der Umfangsabschnitt des zugehörigen PPP-Sammelkanals 146 verjüngt. Aufgrund der Verjüngung bietet der Abschnitt einen größeren Querschnitt dort, wo er sich in die zweite Kammer öffnet, als dort, wo er sich mit dem axialen Bereich des PPP-Sammelkanals 146 verbindet. Bei der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich der Abschnitt von einer Breite von ca. 6,35 mm auf 3,18 mm (1/4 inch zu 1/8 inch).
Ebenso wie bei der Verjüngung des scharf geknickten Bereichs 120 ist die Verjüngung des Umfangsabschnitts des PPP-Sammelkanals 146 bevorzugt relativ zu der Verjüngung der Nieder-G- Wand 64 so bemessen, dass die Querschnittsfläche des PPP- Sammelkanals 146 im wesentlichen konstant gehalten wird. Dadurch wird der Fluidwiderstand innerhalb des Kanals 146 relativ konstant gehalten. Die Verjüngung des Umfangsabschnitts des PPP-Sammelkanals 146 erleichtert auch das Entfernen von Luft aus dem Kanal 146 während der Vorbereitung bzw. des Priming-Vorgangs.
Die Dimensionen der verschiedenen in der Verarbeitungskammer geschaffenen Bereiche können natürlich je nach den Zielen der Verarbeitung veränderlich sein. Die Tabelle 2 zeigt die verschiedenen Dimensionen einer repräsentativen Ausführungsform einer Verarbeitungskammer des in den Fig. 16/17 oder 18/19 gezeigten Typs. Die Dimensionen A bis F der Tabelle 2 sind in bezug auf ihre jeweiligen Kammeranordnungen in den Fig. 16 und 18 bezeichnet.

TABELLE 2

Gesamtlänge (A): 495,3 mm (19-1/2 inches)
Gesamthöhe (B): 71,4 mm (2-13/16 inches)
Verarbeitungskammer der ersten Stufe
Länge (C): 257,2 mm (10&supmin;¹/8 inches)
Breite (D): 60,3 mm (2-3/8 inches)
max. radiale Tiefe im Gebrauch: 4 mm
Verarbeitungskammer der zweiten Stufe
Länge (E): 223,8 mm (8-13/16 inches)
Breite (F): 60,3 mm (2-3/8 inches)
max. radiale Tiefe im Gebrauch: 4 mm
Beabstandung der Öffnungen
(von Mittellinie zu Mittellinie): 9,5 mm (3/8 inch) (1 inch = 25,4 mm)

III. Systeme, die die Umfangsströmungskammer mit verbesserter Ausbeute zur Trennung und zum Sammeln von Plättchen verwenden

Die Zweistufen-Umfangsströmungskammern, die sowohl in den Fig. 16/17 als auch den Fig. 17/19 gezeigt sind, können verwendet werden, um eine kontinuierliche Plättchensammlung durchzuführen. Die Kammern können in Verbindung entweder mit einem System 150, das eine Phlebotomienadel verwendet (wie Fig. 27 zeigt), oder einem System 152, das zwei Phlebotomienadeln verwendet (wie Fig. 28 zeigt), verwendet werden. In jedem System 150 und 152 automatisiert ein zugehöriger Verarbeitungs-Controller 154 den Sammelvorgang im größtmöglichen Ausmaß.

A. Einzelnadel-Plättchensammelsystem mit verbesserter Ausbeute

Das in Fig. 27 gezeigte Plättchensammelsystem 150 verwendet eine Einzellumen-Phlebotomienadel 156. Fig. 21 zeigt dieses Nadelsystem 150 allgemein, wenn es zum Gebrauch an der Zentrifuge 78 angebracht ist.
Der Verarbeitungs-Controller 154 betätigt das Einzelnadelsystem 150 in einem Entnahmezyklus und einem Rückführungszyklus.
Während des Entnahmezyklus führt der Controller 154 das Spender-WB durch die Nadel 156 einer ausgewählten der Verarbeitungskammeranordnungen 74/76 zu. Dort wird das WB durch Zentrifugieren in RBC, PC und PPP getrennt.
Während des Rückführungszyklus führt der Controller 154 die RBC und das PPP zum Spender durch die Nadel 156 zurück, während gleichzeitig die Trennung in der gewählten Verarbeitungskammeranordnung 74/76 ohne Unterbrechung fortgesetzt wird. Das geerntete PC wird zur Langzeitaufbewahrung zurückbehalten. Falls gewünscht, kann das gesamte PPP oder ein Teil davon ebenfalls zur Lagerung zurückbehalten werden.
Das System 150 umfaßt ein Entnahmereservoir 158, in dem eine Menge des Spender-WB während des Entnahmezyklus gesammelt wird. Das System 150 umfaßt ferner ein Rückführungsreservoir 160, in dem eine Menge RBC gesammelt wird, um während des Rückführungszyklus periodisch zum Spender zurückgeführt zu werden.
Verarbeitungsbehälter, die dem System 150 zugeordnet sind, umfassen einen Behälter 162, der ein Antikoagulans zum Gebrauch während des Vorgangs enthält, und einen Behälter 164, der Kochsalzlösung zum Gebrauch beim Vorbereiten und Austreiben von Luft aus dem System 150 vor dem Vorgang enthält. Ferner weist das System Sammelbehälter 166 zur Aufnahme von PC (und fakultativ PPP) für die Lagerung auf.
Wenn der Controller 154 das System 150 im Entnahmezyklus betreibt, leitet eine erste Zweigleitung 168 WB aus der Nadel 156 zu dem Entnahmereservoir 158, und zwar in Verbindung mit der Entnahmepumpstation 170 und einer Klemme 172. Eine Hilfszweigleitung 174 fördert Antikoagulans zu dem WB-Stroms in Verbindung mit einer Antikoagulans-Pumpstation 176.
Eine zweite Zweigleitung 178 transportiert das WB von dem Entnahmereservoir 158 zu der WB-Einlaßöffnung 68 der gewählten Verarbeitungskammeranordnung 74/76 in Verbindung mit der WB-Einlaßpumpstation 180. Die Entnahmepumpstation 170 wird mit einer höheren Durchflußrate betrieben (beispielsweise mit 100 ml/min) als die WB-Einlaßpumpstation 180, die kontinuierlich betrieben wird (beispielsweise mit 50 ml/min).
Der Verarbeitungs-Controller 154 hat eine erste Waage 182, die das Gewichtsvolumen des in dem Entnahmereservoir 158 gesammelten WB überwacht. Die erste Waage 182 aktiviert intermittierend die Entnahmepumpstation 170, um das gewünschte Gewichtsvolumen von WB in dem Entnahmereservoir 158 aufrechtzuerhalten.
Wenn in dem Entnahmereservoir 158 das erwünschte WB-Volumen vorhanden ist, wird die WB-Einlaßpumpstation 180 wirksam, um kontinuierlich WB in die gewählte Verarbeitungskammeranordnung 74/76 zu transportieren.
Die Entnahmepumpstation 170 fährt fort, während des Entnahmezyklus in Abhängigkeit von der Waage 182 periodisch wirksam zu sein, um das gewünschte Gewichtsvolumen des WB in dem Entnahmereservoir 158 aufrechtzuerhalten.
Das WB tritt in die Kammer 84 der ersten Stufe ein, wo es in RBC und PRP getrennt wird. Dieser Trennvorgang ist bereits beschrieben worden.
Eine dritte Zweigleitung 184 in Verbindung mit der Plasmapumpstation 186 entnimmt das PRP aus der PRP-Sammelöffnung der ersten Verarbeitungskammer 84. Die dritte Zweigleitung 184 transportiert das PRP zu der PRP-Einlaßöffnung 138 der zweiten Verarbeitungskammer 86. Dort wird das PRP weiter in PC und PPP aufgetrennt. Dieser Trennvorgang ist bereits beschrieben worden.
Wie noch im einzelnen beschrieben wird, überwacht der Verarbeitungs-Controller 154 den Ort der Grenzschicht an der Rampe 130 über den Grenzschicht-Controller 134. Der Controller 154 aktiviert die Plasmapumpstation 186, um die maximale Rate der veränderlichen Plasmapumpstation 186 (z. B. 25 ml/min) niedriger als die WB-Einlaßpumpstation 180 zu halten.
Eine vierte Zweigleitung 188 transportiert die RBC aus der RBC-Sammelöffnung 74 der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe. Die vierte Zweigleitung 188 führt zu dem Rückführungsreservoir 160.
Der Verarbeitungs-Controller 154 umfaßt eine zweite Waage 190, die das Gewichtsvolumen der RBC in dem Rückführungsreservoir 160 überwacht. Wenn ein vorgewähltes Gewichtsvolumen vorhanden ist, schaltet der Controller 154 den Betrieb des Systems 150 von seinem Entnahmezyklus in seinen Rückführungszyklus um.
Im Rückführungszyklus hält der Controller 154 die Entnahmepumpstation 170 an und startet eine Rückführungspumpstation 192. Eine fünfte Zweigleitung 194, die der Rückführungspumpstation 192 zugeordnet ist, transportiert RBC aus dem Rückführungsreservoir 160 zu der Nadel 156.
Während des Betriebs im Rückführungszyklus hält der Controller 154 die WB-Einlaßpumpstation 180 und die Plasmapumpstation 186 in Betrieb, um das in dem Entnahmereservoir 158 zusammengefaßte WB kontinuierlich durch die erste Verarbeitungskammer 84 zu verarbeiten.
Sowohl während des Entnahme- als auch des Rückführungszyklus tritt PRP in die PRP-Einlaßöffnung 138 der Verarbeitungskammer 86 der zweiten Stufe ein. Das PPP tritt aus der PPP-Sammelöffnung 136 der Verarbeitungskammer der zweiten Stufe durch eine sechste Zweigleitung 196 aus und in das Rückführungsreservoir 160, wo es sich mit den dort zusammengefaßten RBC vereinigt.
Alternativ kann durch Schließen der Klemme 198A und Öffnen der Klemme 198B das PPP durch eine siebte Zweigleitung 200 zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 transportiert werden.
Nach einem Vorgang wird das in der zweiten Verarbeitungsteilkammer 86 gesammelte PC durch die siebte Zweigleitung 200 zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 transportiert und aufbewahrt.

B. Doppelnadel-Plättchensammelsystem

Das in Fig. 28 gezeigte Plättchensammelsystem 152 verwendet zwei Einzellumen-Phlebotomienadeln 202A und 202B, um im allgemeinen die gleichen Verarbeitungsergebnisse wie das in Fig. 27 gezeigte Einzelnadelsystem zu erreichen. Elemente, die beiden Systemen 150 und 152 gemeinsam sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Der zugehörige Verarbeitungs-Controller 154 betätigt das System 152 in einem kontinuierlichen Zyklus, während dessen Dauer das Spender-WB kontinuierlich durch die Nadel 202A der gewählten Verarbeitungskammeranordnung 74/76 zugeführt wird, um in RBC, PC und PPP getrennt zu werden, während gleichzeitig RBC und PPP durch die Nadel 202B kontinuierlich zum Spender rückgeführt werden.
Wie bei dem Einzelnadelsystem 150 wird das geerntete PC zur Langzeitlagerung zurückbehalten. Falls gewünscht, kann ein Teil oder das gesamte PPP von dem Spender weg zur Lagerung umgeleitet werden.
Wie bei dem Einzelnadelsystem 150 umfassen die dem Doppelnadelsystem 152 zugeordneten Verarbeitungsbehälter einen Behälter 162, der Antikoagulans enthält, und einen Behälter 164, der Kochsalzlösung zum Gebrauch beim Vorbereiten und Austreiben von Luft aus dem System 152 enthält.
Das System 152 umfaßt ferner gleichartige Sammelbehälter 166 zur Aufnahme von PC (und fakultativ PPP) für die Lagerung.
Unter Steuerung durch den Controller 154 leitet eine erste Zweigleitung 204 WB von der Nadel 202A zu der WB-Einlaßöffnung 68 der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe in Verbindung mit der WB-Einlaßpumpstation 206, die kontinuierlich mit beispielsweise 50 ml/min betrieben wird. Eine Hilfszweigleitung 174 fördert Antikoagulans in den WB-Strom in Verbindung mit einer Antikoagulanspumpstation 176.
Das WB tritt in die erste Verarbeitungskammer 84 ein und füllt sie auf die vorher beschriebene Weise, und dort trennen Fliehkräfte, die während der Rotation der gewählten Kammeranordnung 74/76 erzeugt werden, das WB in RBC und PRP.
Eine zweite Zweigleitung 208 entnimmt in Verbindung mit der Plasmapumpstation 210 die PRP-Schicht aus der PRP-Sammelöffnung 72 der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe und transportiert das PRP zu der PRP-Einlaßöffnung 138 der Verarbeitungskammer 86 der zweiten Stufe, wo es weiter in PC und PPP getrennt wird.
Der Verarbeitungs-Controller 154 überwacht den Ort der Grenzschicht an der Rampe 130 und ändert die Geschwindigkeit der Plasmapumpstation 210 (unter Verwendung des Grenzschicht-Controllers 134, der noch im einzelnen beschrieben wird), um die Grenzschicht 26 an einem vorgegebenen Ort an der Rampe 130 zu halten. Wie bereits beschrieben wurde, hält der Controller 154 die maximale Rate der veränderlichen Plasmapumpstation 210 (beispielsweise 25 ml/min) niedriger als die WB-Einlaßpumpstation 206.
Eine dritte Zweigleitung 212 transportiert die RBC von der RBC-Sammelöffnung 70 der Verarbeitungskammer 84 der ersten Stufe. Die dritte Zweigleitung 212 führt zu der Nadel 202B.
Das PPP tritt aus der PPP-Sammelöffnung 136 der Verarbeitungskammer 86 der zweiten Stufe durch eine vierte Zweigleitung 214 aus, die sich mit der dritten Zweigleitung 212 (die RBC führt) vereinigt, die zu der Nadel 202B führt. Alternativ kann durch Schließen der Klemme 216A und Öffnen der Klemme 216B das PPP durch eine fünfte Zweigleitung 218 zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 transportiert werden.
Nach einem Vorgang wird das in der zweiten Verarbeitungskammer 86 gesammelte PC durch die fünfte Zweigleitung 218 zu einem oder mehreren Sammelbehältern 166 zur Lagerung überführt,

C. Verstärkte Plättchentrennung durch Rezirkulation von Plasma

Sowohl das Einzel- als auch das Doppelnadelsystem 150 und 152 (in den Fig. 27 bzw. 28 gezeigt) hat eine Rezirkulationszweigleitung 220 und eine zugeordnete Rezirkulationspumpstation 222. Der Verarbeitungs-Controller 154 hat ein Rezirkulationssteuersystem 224, das die Pumpstation 222 betätigt, um einen Anteil des PRP, das aus der PRP-Sammelöffnung 72 der ersten Verarbeitungskammer 84 austritt, zur Wiedervermischung mit dem WB, das in die WB-Einlaßöffnung 68 der ersten Verarbeitungskammer 84 eintritt, zu transportieren.
Das Steuersystem 224 kann die Rezirkulation von PRP auf verschiedene Weise steuern.
Wie Fig. 29 zeigt, umfaßt das Rezirkulationssteuersystem 224 einen Sensor 226, der die Durchflußrate erfasst, mit der PRP aus der ersten Verarbeitungskammer 84 austritt, und zwar unter Steuerung durch die Pumpstation 186 (für das Einzelnadelsystem 150) oder die Pumpstation 210 (für das Doppelnadelsystem 152). Wie noch im einzelnen beschrieben wird, wird diese Durchflußrate ihrerseits durch den Grenzschicht- Controller 134 gesteuert.
Das Rezirkulationssteuersystem 224 verwendet einen Vergleicher 228, der die erfaßte PRP-Durchflußrate mit einer etablierten Soll-Durchflußrate vergleicht. Wenn die erfaßte Rate geringer als die Soll-Durchflußrate ist, sendet der Vergleicher 228 ein Signal zur Erhöhung der Rate, mit der die Rezirkulationspumpstation 222 betrieben wird. Und wenn die erfaßte Rate höher als die Soll-Durchflußrate ist, sendet der Vergleicher 228 ein Signal zur Verringerung der Rate, mit der die Rezirkulationspumpstation 222 betrieben wird. Auf diese Weise hält der Vergleicher 228 die PRP- Durchflußrate auf dem gewünschten Wert.
Die gewünschte PRP-Abgaberate wird vorgewählt, um innerhalb der ersten Kammer 84 die Verarbeitungsbedingungen zu schaffen, durch die die Konzentration von Plättchen in dem PRP- Strom maximiert wird.
Die gewünschte Rezirkulationsrate basiert auf der radialen Durchflußrate von Plasma, die in dem Bereich, in dem PRP gesammelt wird, erwünscht ist. Die Förderrate der Rezirkulationspumpe 22 wird als Prozentsatz (%RE) der Förderrate der WB-Einlaßpumpe 180/206 aufrechterhalten, die wie folgt bestimmt wird:
%RE = K * Hct - 100
wobei:
Hct der Hämatokrit des vollständigen Spenderbluts, gemessen vor dem Spenden, ist und
K ein Verdünnungsfaktor ist, der das Volumen von Antikoagulans und anderen Verdünnungsflüssigkeiten (wie Kochsalzlösung) berücksichtigt, die dem vollständigen Spenderblut vor dem Trennvorgang zugefügt werden.
Gemäß diesem Aspekt wird die Förderrate der Rezirkulationspumpe 22 auf dem vorbestimmten Prozentsatz (%RE) der Förderrate der Vollbluteinlaßpumpe 180/206 gehalten, um einen Oberflächen-Hämatokrit von ca. 30% bis 35% in dem Eintrittsbereich Re aufrechtzuerhalten. Es wird davon ausgegangen, daß der bevorzugte Oberflächen-Hämatokrit in dem Eintrittsbereich Re ca. 32% ist.
Indem der Oberflächen-Hämatokrit in dem Eintrittsbereich Re in dem gewünschten Bereich gehalten wird, erhält man eine optimale Trennung der RBC von PRP, wodurch der radiale Strom von Plasma in diesem Bereich optimiert wird. Wenn der Oberflächen-Hämatokrit den vorbestimmten Bereich überschreitet, nimmt der radiale Plasmastrom in dem Eintrittsbereich Re ab. Wenn der Oberflächen-Hämatokrit den vorbestimmten Bereich unterschreitet, steigt der radiale PRP-Strom ausreichend an, um kleine RBC und Leukozyten in das PRP einzutragen.
Der Wert des Verdünnungsfaktors K kann je nach den Betriebsbedingungen variieren. Der Erfinder hat festgestellt, daß K = 2,8, wenn ACD-Antikoagulans zugefügt wird, um ca. 9% des eintretenden Volumens des vollständigen Bluts zu bilden, und wenn eine Kochsalzverdünnungslösung in einer Menge zugefügt wird, die ca. 4% des Körpervolumens des Spenders repräsentiert (d. h. 200 ml Kochsalzlösung für 5000 ml Körpervolumen).
Bei einer alternativen Anordnung (die in Fig. 29 gestrichelt gezeigt ist) rezirkuliert das Rezirkulationssteuersystem 224 PPP anstelle von PRP auf der Basis von %RE, wie es oben bestimmt wird.
Bei dieser Anordnung verwendet das System 224 eine Rezirkulationszweigleitung 230 mit zugeordneter Pumpstation 232, die abstromseitig von der zweiten Verarbeitungskammer 86 liegt. Der Vergleicher steuert die Pumpstation 232 auf eine der soeben beschriebenen Weisen, um aus der zweiten Kammer 86 austretendes PPP mit dem in die erste Kammer 84 eintretenden WB zu vermischen.
Durch Vermischen von PRP (oder PPP) mit dem in die erste Verarbeitungskammer 84 eintretenden WB, um den Oberflächen- Hämatokrit in dem Eintrittsbereich Re zu steuern, nimmt die Geschwindigkeit zu, mit der sich Erythrozyten in Richtung zu der Hoch-G-Wand 66 hin aufgrund der Fliehkraft absetzen. Dadurch wird wiederum die radiale Geschwindigkeit erhöht, mit der Plasma durch die Grenzschicht 26 hindurch zu der Nieder-G-Wand 64 hin verdrängt wird. Die erhöhten Plasmageschwindigkeiten durch die Grenzschicht 26 hindurch spülen Plättchen aus der Grenzschicht 26. Dadurch setzen sich weniger Plättchen an der Grenzschicht 26 ab.

Studie

Eine Studie wertete eine Zweistufen-Trennkammer 74 wie die in Fig. 16 gezeigte in einem Plättchensammelverfahren mit einem gesunden menschlichen Spender aus. Die Kammer 74 war Teil eines Doppelnadelsystems 152, wie es in Fig. 28 gezeigt ist. Das System 152 rezirkulierte PRP auf die in Fig. 28 gezeigte Weise, um einen Hämatokrit von 32,1% in dem PRP-Sammelbereich 124 der Kammer 74 zu erhalten.
Bei dieser Studie, die nicht gemäß der Erfindung ist, war die Nieder-G-Wand 64 der Erststufenkammer 84 nicht in Richtung der Umfangsströmung aus dem PRP-Sammelbereich 124 verjüngt. Die Nieder-G-Wand 64 war isoradial entlang der Umfangsströmungsbahn in der Erststufenkammer 84 mit Ausnahme der Anwesenheit einer RBC-Barriere 128, die stufenförmig über den RBC-Sammelkanal in die Kammer verlief, wie Fig. 17 zeigt. Die Nieder-G-Wand 64 war entlang der gesamten Umfangsströmungsbahn der zweiten Kammer 86 isoradial.
Fig. 35A zeigt die Thrombozytenzählung, die in dem PRP über die Zeit während des 45-Minuten-Verfahrens durch Stichproben ermittelt wurde (in 1000 Thrombozyten je ul). Wie dort gezeigt ist, ergab die Thrombozytenzählung nach einer Laufzeit von 6 min 173; nach 10 min ergab die Thrombozytenzählung 304; und nach 20 min stabilisierte sich die Thrombozytenzählung bei 363.
Fig. 35B zeigt die physische Größe der in dem PRP gesammelten Plättchen, ausgedrückt als mittleres Thrombozytenvolumen (in Femtoliter), die während des Verfahrens ermittelt wurde. Wie dort gezeigt ist, war nach einer Laufzeit von 6 min die mittlere Thrombozytengröße 6,6; nach 20 min erhöhte sich die mittlere Thrombozytengröße auf 7,5; und am Ende des Vorgangs war die mittlere Thrombozytengröße 8,2. Eine Studie der Größenverteilung des gesammelten PC zeigte, daß ca. 3% der gesammelten Plättchen größer als 30 Femtoliter war (d. h. es waren sehr große Plättchen).
Der Thrombozyten-Überführungswirkungsgrad in der Erststufenkammer 84 (d. h. der Prozentsatz an verfügbaren Plättchen, die in die Erststufenkammer 84 eintraten und schließlich in dem PRP gesammelt wurden) war 93,8%. Mit anderen Worten konnte die Erststufenkammer 84 nur 6,2% der verfügbaren Plättchen in der Erststufenkammer 84 nicht sammeln.
Der Thrombozyten-Überführungswirkungsgrad in der Zweitstufenkammer 86 (d. h. der Prozentsatz an verfügbaren Plättchen in dem PRP, die in die Zweitstufenkammer 86 eintraten und schließlich als PC gesammelt wurden) war 99%. Mit anderen Worten konnte die Zweitstufenkammer 86 nur 1% der in dem PRP in der Zweitstufenkammer 86 vorhandenen Plättchen nicht sammeln.
Der Gesamtwirkungsgrad der Thrombozytensammlung der Kammer war ca. 81%, was bedeutet, daß ca. 81% der Plättchen in dem verarbeiteten vollständigen Blut letztlich gesammelt wurden. Das ist eine deutliche größere Menge, als sie mit herkömmlicher Verarbeitung erreichbar ist. Im Vergleich dazu ist der vergleichbare Gesamtwirkungsgrad der Plättchensammlung bei der Zweistufenkammer der Zentrifuge CS-3000® ca. 50%.

Beispiel 2

Dieses Beispiel bewertete eine Zweistufentrennkammer wie die von Beispiel 2 in einem Thrombozytensammelverfahren an einem gesunden menschlichen Spender. Aber wie in Beispiel 2 wurde ein Doppelnadelsystem verwendet. Das System rezirkulierte PRP, um einen Einlaß-Hämatokrit von 34,3% zu erhalten.
Bei diesem Beispiel war die Nieder-G-Wand 64 der Erststufenkammer 84 in Richtung der Umfangsströmung ausgehend von dem PRP-Sammelbereich 124 verjüngt, wie das in Fig. 17 gezeigt ist. Die Nieder-G-Wand 64 wies ferner eine RBC-Barriere 128 wie diejenige von Fig. 17 auf. Die Nieder-G-Wand 64 war ebenfalls entlang der gesamten Umfangsströmungsbahn der zweiten Kammer 86 verjüngt.
Fig. 36A zeigt den Thrombozytenzählwert, der in dem PRP über die Zeit während des 45 Minuten dauernden Vorgangs ermittelt wurde. Wie gezeigt ist, wurde in den ersten 5 min des Vorgangs ein Thrombozytenzählwert von 300 erreicht. Der Thrombozytenzählwert erreichte nach 21 min seinen Höchstwert mit 331. Am Ende des Vorgangs war der Thrbmbozytenzählwert 302.
Fig. 36B zeigt die physische Größe der in dem PRP gesammelten Thrombozyten als mittleres Thrombozytenvolumen (in Femtoliter), das während des Vorgangs ermittelt wurde. Wie gezeigt ist, war nach einer Laufzeit von nur 5 min die mittlere Thrombozytengröße 8,6, wo sie praktisch während der verbleibenden Zeitdauer des Vorgangs verblieb. Eine Untersuchung der Größenverteilung des gesammelten PC zeigte, daß ca. 8,5% der gesammelten Thrombozyten größer als 30 Femtoliter waren.
Dieses Beispiel zeigte ebenfalls höhere Sammelwirkungsgrade.
Der Plättchenüberführungs-Wirkungsgrad in der Erststufenkammer 84 (d. h. der Prozentsatz verfügbarer Plättchen, die schließlich in dem PRP gesammelt wurden), war 99,2%. Anders ausgedrückt konnte die Erststufenkammer 84 weniger als 1% der verfügbaren Plättchen nicht sammeln.
Der Plättchenüberführungs-Wirkungsgrad in der Zweitstufenkammer 86 (d. h. der Prozentsatz verfügbarer Plättchen in dem PRP, die letztlich als PC gesammelt wurden) war 99,7%. Anders ausgedrückt sammelte die Zweitstufenkammer 86 nahezu alle in dem PRP vorhandenen Plättchen.
Der Plättchensammel-Gesamtwirkungsgrad der Kammer war 85,3%.
Dieses Beispiel demonstriert weiterhin die verbesserten Trennwirkungsgrade, die mit der Erfindung erzielbar sind.
Dieses Beispiel zeigt auch die Wirkung, die die verjüngte Nieder-G-Wand bei der Freisetzung einer erhöhten Anzahl Plättchen in den PRP-Strom hat. Die Wirkung ist praktisch unmittelbar. Nach nur fünf Minuten war der Thrombozytenzählwert mit demjenigen vergleichbar, der in der ersten Studie nach zehn Minuten angetroffen wurde.
Dieses Beispiel zeigt ferner die Wirkung, die die verjüngte Nieder-G-Wand bei der Freisetzung von größeren Plättchen in den PRP-Strom hat. Auch diese Wirkung ist praktisch unmittelbar. Nach den ersten fünf Minuten des Vorgangs war die mittlere Plättchengröße mit derjenigen vergleichbar, die in der ersten Studie nach 30 Minuten angetroffen wurde, was bedeutet, daß die größeren Plättchen bereits gesammelt wurden. Es gab nahezu dreimal mehr Plättchen sehr großer physischer Größe (d. h. über 30 Femtoliter), die bei diesem Beispiel gesammelt wurden, als in der ersten Studie.

IV. Grenzschichtsteuersysteme für die Umfangsströmungskammern mit verbesserter Ausbeute

Die Fig. 30 bis 34 zeigen die Einzelheiten eines alternativen Grenzschichtsteuersystems 234, das in Verbindung sowohl mit dem Einzel- als auch dem Doppelnadelsystem 150 oder 152, die vorher beschrieben wurden, verwendet werden kann.
Das Grenzschichtsteuersystem 234 bringt das Element, das die Grenzschicht tatsächlich betrachtet, an einem rotierenden Element der Zentrifuge an. Das System 234 arbeitet mit einem Zeitimpulssignal, um den Ort der Grenzschicht zu bestimmen.
Wie die Fig. 30 und 31A/B zeigen, weist das Grenzschichtsteuersystem 234 eine Lichtquelle 236 auf, die an dem Joch 85 der Zentrifuge 78 angebracht ist. Die Lichtquelle 236 sendet Licht aus, das von den RBC absorbiert wird. Das Steuersystem 234 weist ferner einen Lichtdetektor 244 auf, der nahe dex Lichtquelle 236 an dem Joch 85 angebracht ist.
Wie Fig. 30 zeigt, trägt ein Betrachtungskopf 238 sowohl die Lichtquelle 236 als auch den Lichtdetektor 244, so daß sie an dem Joch 85 drehbar sind. Wie bereits beschrieben wurde, dreht sich das Joch 85 mit einer Ein-Omega-Geschwindigkeit und nimmt den Betrachtungskopf 238 mit. Gleichzeitig drehen sich die an dem Joch 85 getragenen Trommel- und Schleuderraum-Anordnungen 80 und 82 mit einer Zwei-Omega-Geschwindigkeit.
Bei der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform dient der Betrachtungskopf 238 auch als Gegengewicht für den Versorgungsschlauchhalter 106, den das Joch 85 ebenfalls trägt (siehe auch die Fig. 20 und 21).
Bei der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform weist die Lichtquelle 236 eine rote Leuchtdiode auf. Selbstverständlich können andere Farben wie etwa grün verwendet werden. Bei dieser Anordnung weist der Lichtdetektor 244 einen PIN- Diodendetektor auf.
Ein Strahlengang 240 richtet Licht von der Lichtquellendiode 236 nach außen auf die rotierende Schleuderraumanordnung 80 (siehe Fig. 31B). Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Schleuderraumanordnung 80 nur in dem Bereich, in dem sie über der Grenzschichtrampe 130 liegt, für das von der Lichtquellendiode 236 abgegebene Licht durchlässig.
Der Rest der Schleuderraumanordnung 80, der in der Bahn des Betrachtungskopfs 238 liegt, trägt ein Licht reflektierendes Material 243. Dieses differenziert die Reflexionseigenschaften des Grenzschichtbereichs der Schleuderraumanordnung 80 von denjenigen der übrigen Schleuderraumanordnung 80. Das Material 243 könnte lichtabsorbierend sein und dem gleichen Zweck dienen.
Alternativ könnte die Lichtquellendiode 236 mit der Ankunft und dem Vorbeilaufen des Grenzschichtbereichs der Schleuderraumanordnung 80 relativ zu ihrer Sichtlinie durchgeschaltet und gesperrt werden.
Die von der Trommelanordnung 82 getragene Grenzschichtrampe 130 besteht aus einem lichtdurchlässigen Material. Das Licht von der Lichtquellendiode 236 geht daher jedesmal, wenn die rotierende Schleuderraumanordnung 80 und der Betrachtungskopf 238 ausgefluchtet sind, durch den lichtdurchlässigen Bereich der Schleuderraumanordnung 80 und der Rampe 130.
Die Trommelanordnung 82 trägt ferner ein lichtreflektierendes Material 242 an ihrer äußeren Oberfläche hinter der Grenzschichtrampe 130 (siehe Fig. 36). Das Material 242 reflektiert von der Lichtquellendiode 236 empfangenes ankommendes Licht nach außen durch den lichtdurchlässigen Bereich der Schleuderraumanordnung 80. Die Stärke des reflektierten Lichts repräsentiert die Lichtmenge von der Lichtquellendiode 236, die nicht von dem RBC-Bereich des Grenzschichtbereichs absorbiert wird.
Der in dem Betrachtungskopf 238 getragene Lichtdetektor 244 empfängt das reflektierte Licht durch einen Strahlengang. Bei der gezeigten Ausführungsform (siehe Fig. 31B) weist der Strahlengang eine Linse 246, ein Pentagonprisma 248 und eine Apertur 250 auf.
Bei der gezeigten Ausführungsform hat die Linse 246 einen Durchmesser von ca. 9 mm und eine Brennweite von ca. 9 mm. Bei dieser Anordnung erzeugt die Linse 246 ein reelles Bild mit einer etwa dreifachen Vergrößerung. Alternativ könnte das reelle Bild kleiner gemacht werden, um eine bessere Tiefenschärfe zu ergeben.
Die Apertur 250 ist bevorzugt klein (Durchmesser ca. 0,75 mm), so daß nur ein kleiner Bereich des reellen Bilds den Detektor 244 erreichen kann. Das bevorzugte Sichtfeld des Detektors 244 ist daher klein, d. h. bevorzugt in der Größenordnung eines Durchmessers von ca. 0,25 mm.
Ferner weist das System 234 einen Datenübermittlungsabschnitt 278 auf, um Lichtstärkesignale von dem rotierenden Betrachtungskopf 268 zu einer Grenzschichtsteuerschaltung 270 an dem ortsfesten Rahmen der Zentrifuge zu übertragen.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Datenübermittlungsabschnitt ein optisches System. Alternativ könnten Schleifringe verwendet werden, um die Lichtstärkesignale als Spannungs- oder Stromsignale zu übertragen.
Der optische Datenübermittlungsabschnitt 278 umfaßt eine zweite Lichtquelle 254. Die zweite Lichtquelle 254 wird innerhalb der Grenzen eines hohlen Lichtleitkanals 256 innerhalb der Ein-Omega-Antriebswelle 257 getragen.
Der optische Datenübermittlungsabschnitt 278 weist ferner einen zweiten Lichtdetektor 268 auf. Der zweite Lichtdetektor 268 wird an der nichtdrehenden (d. h. Null Omega) Basis der Zentrifuge unterhalb der hohlen Ein-Omega-Antriebswelle 257 getragen. Licht von der zweiten Lichtquelle 254 geht durch den Kanal 256 und eine Kollimationshülse 259 und fällt auf den zweiten Detektor 268. Ebenso wie der erste Detektor 244 kann der zweite Detektor 268 einen PIN-Diodendetektor aufweisen.
Die zweite Lichtquelle 254 weist wenigstens eine rote Leuchtdiode auf, die innerhalb des Kanals 256 der Ein-Omega- Welle 257 getragen ist. Selbstverständlich können andere Farben wie etwa grün verwendet werden.
Bei der gezeigten Ausführungsform (siehe Fig. 30) umfaßt die zweite Lichtquelle 254 drei Leuchtdioden 258A/B/C, die in Umfangsrichtung in Abständen von jeweils 120º innerhalb des Kanals 256 angeordnet sind. Diese Anordnung minimiert Störungen infolge einer Fehlausfluchtung zwischen der zweiten Lichtquelle 254 und dem zweiten Detektor 268. Bei einer alternativen Anordnung kann das Lichtstärkesignal von dem zweiten Detektor 268 elektronisch gefiltert werden, um durch Fehlausfluchtung bedingte Störsignale zu eliminieren.
Der optische Datenübermittlungsabschnitt 278 weist ferner eine Intensitätssteuerschaltung 252 auf, die an dem Betrachtungskopf 238 getragen wird. Die Intensitätssteuerschaltung 252 justiert das Eingangssignal der Lichtquellendiode 236, so daß die Stärke des auf den Detektor 244 auftreffenden Lichts konstant bleibt.
Die Intensitätssteuerschaltung 252 verbindet ferner die zweite Lichtquelle 254 in Reihe mit der erstgenannten Lichtquelle 236. Wenn daher die Intensitätssteuerschaltung 252 das Eingangssignal zu der ersten Lichtquelle 236 justiert, justiert sie außerdem unmittelbar das Eingangssignal zu der zweiten Lichtquelle 254. Dadurch ist die Intensität des von der Lichtquelle 254 abgegebenen Lichts proportional zu der Intensität des von der Lichtquelle 236 abgegebenen Lichts.
Wie Fig. 30 zeigt, führt das System 234 seinen rotierenden Komponenten elektrische Energie durch Drähte 251 zu. Dieselben Drähte 251 versorgen den Elektromotor 253, der die Trommel- und Schleuderraumanordnungen 80 und 82 dreht, mit Energie.
Fig. 32 zeigt eine repräsentative Ausführungsform der Intensitätssteuerschaltung 252. Wie gezeigt, weist die Steuerschaltung 252 einen Transistor 260 auf, der den Stromfluß zu den in Reihe geschalteten ersten und zweiten Lichtquellen 236 und 254 steuert.
Der Emitter des Transistors 260 ist mit einem Verstärker 262 gekoppelt. Der eine Verstärkereingang ist mit dem Lichtdetektor 244 verbunden, der in dem Betrachtungskopf 238 am Joch getragen wird. Der andere Verstärkereingang ist mit einer Referenzdiode 264 verbunden. Die Schaltung 252 hat ferner herkömmliche Strombegrenzungswiderstände 266, um die Leuchtdioden der Lichtquellen 236 und 354 zu schützen.
Mit abnehmender Stärke des auf den Detektor 244 treffenden Lichts steigt das Ausgangssignal des Verstärkers 262 an. Der Transistor 260 leitet mehr Strom. Die Stärken der ersten und der zweiten Lichtquelle 236 nehmen augenblicklich um gleiche oder anderweitig proportionale Mengen zu.
Ebenso nimmt mit zunehmender Stärke des auf den Detektor 244 auftreffenden Lichts das Ausgangssignal des Verstärkers 262 ab. Der Transistor 260 leitet weniger Strom. Die Stärken der ersten und der zweiten Lichtquelle 236 nehmen augenblicklich um gleiche oder proportionale Mengen ab.
Wie Fig. 33A zeigt, wandelt die Grenzschichtsteuerschaltung 270 die vom zweiten Detektor 268 abgegebene erfaßte Lichtintensität in verstärkte Spannungssignale um. Eine herkömmliche Wellenformungsschaltung wandelt die verstärkten Spannungssignale in rechteckförmige Zeitimpulse um.
Aus den Zeitimpulsen leitet die Grenzschichtsteuerschaltung 270 die physische Dimension der Grenzschicht (in inches gemessen) ab. Die Grenzschichtsteuerschaltung 270 erzeugt dann ein Pumpensteuersignal auf der Basis etwaiger Differenzen zwischen der abgeleiteten Grenzschichtdimension und einer erwünschten Grenzschichtdimension.
Wie Fig. 33A zeigt, sieht der erste Detektor 244 vollständig reflektiertes Licht frei von Verringerungen mit einer festgelegten Intensität 11 während der Periode, in der das reflektierende Schleuderraummaterial 243 und der Betrachtungskopf 238 ausgefluchtet sind. Der zweite Detektor 268 sieht ebenfalls Licht mit einer festen Intensität 12, das von der zweiten Lichtquelle 254 während dieser Periode erzeugt wird.
Wenn die lichtdurchlässige Grenzschichtzone der Schleuderraumanordnung 80 mit dem Betrachtungskopf 238 in Ausfluchtung gelangt, treten Erythrozyten, die an der Grenzschichtrampe 130 sichtbar sind, in den Strahlengang des Betrachtungskopfs 238 ein.
Die Erythrozyten absorbieren das Licht der ersten Lichtquelle 236. Diese Absorption verringert die vorher sichtbare Intensität des reflektierten Lichts. Mit abnehmender erfaßter Lichtintensität erhöht die Steuerschaltung 252 sofort den Eingangswert zu der ersten und der zweiten Lichtquelle 236 und 254, um an dem ersten Detektor 244 eine konstante Lichtintensität aufrechtzuerhalten.
Unter Steuerung durch die Schaltung 252 werden beide Lichtquellen 236 und 254 heller und nehmen einen neuen Intensitätspegel an, während gleichzeitig das Band von Erythrozyten der Grenzschicht an dem Betrachtungskopf 238 vorbeiläuft.
Wie Fig. 33B zeigt, erfaßt der erste Detektor 244 diese relative Intensitätszunahme über die Zeit nicht, weil die Steuerschaltung 252 die von dem ersten Detektor 244 gesehene Intensität I&sub1; augenblicklich konstant hält. Der zweite Detektor 268 jedoch erfaßt diese relative Zunahme der Intensität I&sub2; über die Zeit.
Wie Fig. 33B zeigt, erzeugt der zweite Detektor 268 ein ansteigendes Intensitätsausgangssignal I&sub2;. Die Grenzschichtsteuerschaltung 270 wandelt das ansteigende Intensitätssignal in die Anstiegsflanke 274 des Rechteckimpulses 272 in Fig. 33B um. Dieses Ereignis markiert den Anfangszeitpunkt (T&sub1;) des Impulses 272.
Schließlich stabilisiert sich das Intensitätssignal, wenn der dichteste Bereich des Erythrozytenbands der Grenzschicht in den Strahlengang des Betrachtungskopfs 238 eintritt. Die Grenzschichtsteuerschaltung 270 wandelt das stabilisierte Intensitätssignal in das Plateau 275 des Rechteckimpulses 272 gemäß Fig. 33B um.
Wenn das Erythrozytenband der Grenzschicht den Strahlengang des Betrachtungskopfs 238 verläßt, sieht der erste Detektor 244 erneut vollständig reflektiertes Licht von dem reflexionsfähigen Schleuderraummaterial 243. Mit zunehmender erfaßter Lichtintensität verringert die Steuerschaltung 252 sofort den Eingangswert zu der ersten sowie der zweiten Lichtquelle 236 und 254, um am ersten Detektor 244 eine konstante Lichtintensität aufrechtzuerhalten.
Wiederum sieht der erste Detektor 244 diese relative Abnahme der Intensität über die Zeit nicht, weil die Steuerschaltung 252 die von dem ersten Detektor 244 gesehene Intensität I&sub1; sofort konstant hält. Der zweite Detektor 268 jedoch erfaßt diese relative Intensitätsabnahme über die Zeit. Der zweite Detektor 268 erzeugt ein abnehmendes Intensitätsausgangssignal I&sub2;. Die Grenzschichtsteuerschaltung 270 wandelt dieses Signal in die Hinterflanke 276 des Rechteckimpulses 272 von Fig. 33B um. Dieses Ereignis markiert den Endzeitpunkt (T&sub2;) des Impulses 272.
Wie die Fig. 33A und B zeigen, mißt die Grenzschichtsteuerschaltung 270 für jeden aufeinanderfolgenden Impuls 272A und 272B den Zeitraum zwischen der Impulsvorderflanke 275 (T&sub1; in Fig. 33) und der Impulshinterflanke 276 (T&sub2; in Fig. 33). Diese Messung (T&sub2; minus T&sub1;) stellt die Länge des Impulses (in Sekunden) dar.
Die Grenzschichtsteuerschaltung 270 mißt außerdem bevorzugt den Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen (als 272A und 272B in Fig. 33C gezeigt). Dieser Zeitraum wird zwischen der Vorderflanke 274 des ersten Impulses 272A (T&sub1; in Fig. 33C) und der Vorderflanke 274 des nächstfolgenden Impulses 272B (T&sub3; in Fig. 33C) gemessen. Diese Messung bildet die Periode der benachbarten Impulse (in Sekunden).
Nach Durchführung dieser Messung setzt die Grenzschichtsteuerschaltung 270 dann T&sub3; auf T&sub1; für den nächsten Impulsmeßzyklus zurück (siehe Fig. 34A).
Wie Fig. 34B zeigt, leitet die Grenzschichtsteuerschaltung 270 die physischen Dimensionen des Erythrozytenbands der Grenzschicht aus diesen Zeitimpulsmessungen auf der Basis der folgenden Beziehung ab:
PL/PP = Dl/DB
wobei:
PL die gemessene Länge des Impulses (T&sub2; minus T&sub1;) (in Sekunden) ist;
PP die gemessene Periode des Impulses (T&sub3; minus T&sub1;) (ebenfalls in Sekunden) ist;
Dl die abzuleitende Länge des Erythrozytenbands der Grenzschicht (in inches) ist; und
DB der Umfang der Schleuderraumanordnung 80 (in inches) ist.
Wenn die Drehzahl der Schleuderraumanordnung 80 während des Zeitraums der Impulsmessungen konstant bleibt, kann der Reziprokwert der Rotationsfrequenz in Sekunden (1/Frα in Hz) für PP substituiert werden.
Auf der Basis der obigen Beziehung kann Dl wie folgt abgeleitet werden:
Wie Fig. 34B zeigt, vergleicht die Grenzschichtsteuerschaltung 270 die abgeleitete physische Messung der Grenzschicht Dl mit einem Steuerwert (Dc), um ein Fehlersignal (E) zu erzeugen.
Der Grenzschichtsteuerwert DC kann einen vorgewählten festgelegten Absolutwert (in inches) aufweisen, der vom Anwender eingegeben wird. Alternativ kann der Grenzschichtsteuerwert Dc als Prozentsatz auf der Basis der Länge der Grenzschichtrampe 130 ausgedrückt werden (d. h. Erythrozyten sollten nicht mehr als 30% der Grenzschichtrampe 130 einnehmen).
Es wird nun auch auf Fig. 25A Bezug genommen. Wenn das Fehlersignal (E) positiv ist, was anzeigt, daß das Erythrozytenband der Grenzschicht zu groß ist, erzeugt die Grenzschichtsteuerschaltung 270 ein Signal zur Verringerung der Förderrate der Plasmapumpstation 186/210 (siehe Fig. 34B). Dadurch wird der RBC-Bereich weg von der PRP-Sammelöffnung 72 zurück zu der gewünschten Steuerposition (Fig. 25B) gedrückt, wo das Fehlersignal (E) Null ist.
Wenn unter Bezugnahme auf Fig. 25C das Fehlersignal (E) negativ ist, was anzeigt, daß das Erythrozytenband der Grenzschicht zu klein ist, erzeugt die Grenzschichtsteuerschaltung 270 ein Signal zur Verringerung der Förderrate der Plasmapumpstation 186/210 (siehe Fig. 34B). Dadurch wird der RBC-Bereich in Richtung zu der PRP-Sammelöffnung 72 zurück zu der gewünschten Steuerposition geschoben (Fig. 25B), wo das Fehlersignal (E) erneut Null ist.
Der optische Datenübermittlungsabschnitt 278, der oben beschrieben wurde, ist repräsentativ für eine umfangreichere Klasse von Systemen zur Übertragung eines Steuersignals zwischen einem drehenden Element und einem ortsfesten Element ohne mechanischen Kontakt zwischen den beiden Elementen.
Ebenso wie der gezeigte optische Datenübermittlungsabschnitt 278 verwendet ein solches System Sensoreinrichtungen entweder an dem drehenden oder dem ortsfesten Element. Die Sensoreinrichtung erfaßt einen Betriebszustand, der einer Änderung unterliegt. Die Sensoreinrichtung erzeugt ein erstes Ausgangssignal, das sich entsprechend den Änderungen in dem erfaßten Betriebszustand ändert.
Ebenso wie der gezeigte optische Datenübermittlungsabschnitt 278 hat ein solches System einen Energiesender an dem einen Element, das die Sensoreinrichtung trägt. Der Emitter gibt an das andere Element ohne Kontakt mit diesem Energie ab. Der Emitter moduliert die abgegebene Energie entsprechend den Änderungen, die in der Intensität des ersten Ausgangssignals auftreten. Alternativ kann die Sensoreinrichtung selber einen Emitter von modulierter Energie bilden.
Die abgegebene Energie, die von dem Datenübermittlungsabschnitt 278 genutzt wird, ist Licht. Es können jedoch auch Schallenergie oder andere Arten von elektromagnetischer Energie verwendet werden.
Ebenso wie der gezeigte Datenübermittlungsabschnitt 278 hat das System einen Detektor an dem anderen Element zum Empfang der von dem Emitter ausgesandten modulierten Energie. Der Detektor demoduliert die detektierte Energie und erzeugt ein zweites Ausgangssignal, das sich ebenso wie das erste Ausgangssignal entsprechend den Änderungen des erfaßten Betriebszustands ändert.
Ein solches "verbindungsfreies" System zur Datenübertragung zwischen bewegten und ortsfesten Elementen ist zur Anwendung bei allen Arten von Echtzeit-Steuerfunktionen und nicht nur zur Grenzschichtsteuerung geeignet.

Claims

1. Zentrifugaltrennvorrichtung zum Trennen von Vollblut in Erythrozyten und einen Thrombozyten tragenden Plasmabestandteil, wobei die Vorrichtung eine Kammer (10, 31A) aufweist, die folgendes hat:

eine erste und eine zweite Wand (16, 18), die voneinander beabstandet sind und eine Trennzone bilden, wobei die erste Wand (16) näher an der Rotationsachse (14) angeordnet ist als die zweite Wand (18), so daß im Gebrauch die erste Wand (16) eine Nieder-G-Seite der Trennzone definiert und die zweite Wand (18) eine Hoch-G-Seite der Trennzone definiert,

wobei die Trennzone aufweist: einen Eintrittsbereich, in dem Vollblut in die Trennkammer eintritt, um mit der Trennung in Erythrozyten zu der Hoch-G-Seite hin und den Plasmabestandteil zu der Nieder-G-Seite hin zu beginnen, und einen zweiten Bereich, der von dem Eintrittsbereich axial beabstandet und mit dem Eintrittsbereich durch eine Durchflußbahn für den Transport von Blut in einer ersten Richtung von dem Eintrittsbereich zu dem zweiten Bereich verbunden ist,

eine Einlaßöffnung (20) zum Einleiten von Vollblut in den Eintrittsbereich,

eine Auslaßöffnung (24), die sich in den Eintrittsbereich öffnet, um den Plasmabestandteil von der Nieder-G-Seite der Trennzone zu sammeln, und

wobei die erste Wand (16) wenigstens einen Bereich aufweist, der sich zu der zweiten Wand (18) hin verjüngt, so daß der radiale Abstand zwischen dem Bereich und der zweiten Wand in der ersten Durchflußrichtung abnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einlaßöffnung (20) Vollblut in den Entrittsbereich entlang einer Durchflußbahn einleitet, die zu der Rotationsachse (14) im wesentlichen parallel ist.

3. Zentrifugaltrennvorrichtung zum Trennen von Vollblut in Erythrozyten und einen Thrombozyten tragenden Plasmabestandteil, wobei die Vorrichtung eine Kammer (58, 84) aufweist, die folgendes hat:

eine erste und eine zweite Wand (64, 66), die voneinander beabstandet sind und eine Trennzone bilden, wobei die erste Wand (64) näher an der Rotationsachse (62) angeordnet ist als die zweite Wand (66), so daß im Gebrauch die erste Wand (64) eine Nieder-G-Seite der Trennzone definiert und die zweite Wand (66) eine Hoch-G-Seite der Trennzone definiert,

wobei die Trennzone aufweist: einen Eintrittsbereich, in dem Vollblut in die Trennkammer eintritt, um mit der Trennung in Erythrozyten zu der Hoch-G-Seite hin und den Plasmabestandteil zu der Nieder-G-Seite hin zu beginnen, und

einen zweiten Bereich, der von dem Eintrittsbereich um die Rotationsachse herum in Umfangsrichtung beabstandet und mit dem Eintrittsbereich durch eine Durchflußbahn für den Transport von Blut in einer ersten Richtung von dem Eintrittsbereich zu dem zweiten Bereich verbunden ist,

eine Einlaßöffnung (68, 122) zum Einleiten von Vollblut in den Eintrittsbereich,

eine Auslaßöffnung (72), die sich in den Eintrittsbereich öffnet, um den Plasmabestandteil von der Nieder-G-Seite der Trennzone zu sammeln, und

wobei die erste Wand (64) wenigstens einen Bereich aufweist, der sich zu der zweiten Wand (66) hin verjüngt, so daß der radiale Abstand zwischen dem Bereich und der zweiten Wand in der ersten Durchflußrichtung zu dem zweiten Bereich hin abnimmt, und

wobei sich eine Rampe (130) von der zweiten Wand (66) erstreckt und einen verengten Durchgang (131) entlang der ersten Wand (64) bildet, der den Durchfluß von Fluid zu der Auslaßöffnung (72) hin drosselt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, die einen Controller (134) aufweist, der aktivierbar ist, um den Ort einer Grenzfläche (26) zwischen den Erythrozyten und dem Plasmabestandteil an der Rampe (130) zu überwachen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Einlaßöffnung (68, 122) Vollblut in den Eintrittsbereich in einer Umfangsbahn einleitet.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine zweite Auslaßöffnung (22, 70, 126) aufweist, die sich in den zweiten Bereich öffnet, um Erythrozyten von der Hoch- G-Seite der Trennzone zu sammeln, wobei sich der Bereich der ersten Wand (16, 64) entlang der Länge der Durchflußbahn zwischen der ersten Auslaßöffnung (24, 72) und der zweiten Auslaßöffnung (22, 70, 126) erstreckt.

7. Verfahren zum Trennen einer Suspension aus Plasma und Thrombozyten von Vollblut unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Drehen der Kammer (10, 31A, 58, 84) um die Achse (14, 62), um in der Kammer die Nieder- G-Seite und die Hoch-G-Seite zu bilden, Einleiten von Vollblut in den Eintrittsbereich der Kammer, um die Trennung von Erythrozyten zu der Hoch-G-Seite des Einlaßbereichs hin zu initiieren, so daß dadurch ein Plasmastrom gebildet wird, der sich radial zu der Nieder-G-Seite des Eintrittsbereichs hin bewegt und Thrombozyten in Suspension damit eluiert, wobei in dem zweiten Bereich getrenntes Plasma in den radialen Strom aus Plasma und eluierten Thrombozyten, der in dem Eintrittsbereich gebildet wurde, geleitet wird, und Leiten des radialen Stroms aus Plasma und eluierten Thrombozyten innerhalb des Eintrittsbereichs zu der Auslaßöffnung (24, 72), um aus der Kammer transportiert zu werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 1, wobei der Schritt des Einleitens von Vollblut Vollblut in den Eintrittsbereich in einer Bahn transportiert, die sich im allgemeinen parallel zu der Rotationsachse (14) erstreckt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 3, wobei der Schritt des Einleitens von Vollblut Vollblut in den Eintrittsbereich in einer Bahn transportiert, die sich im allgemeinen in Umfangsrichtung um die Rotationsachse (62) herum erstreckt.

10. Verfahren nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 1, wobei Erythrozyten von dem Eintrittsbereich in einer Bahn transportiert werden, die sich im allgemeinen parallel zu der Rotationsachse (14) erstreckt.

11. Verfahren nach Anspruch 7 in Abhängigkeit von Anspruch 3, wobei die Erythrozyten von dem Eintrittsbereich weg in einer Bahn transportiert werden, die sich im allgemeinen in Umfangsrichtung um die Rotationsachse (62) herum erstreckt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, das den folgenden Schritt aufweist: Transportieren von Erythrozyten von dem Eintrittsbereich zu dem zweiten Bereich innerhalb der Kammer, während gleichzeitig das Trennen von Erythrozyten zu der Hoch-G-Seite hin und von Plasma zu der Nieder-G-Seite hin fortgesetzt wird.

13. Verfahren zum Trennen von Vollblut in Erythrozyten und einen Thrombozyten tragenden Plasmabestandteil unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Drehen der Kammer (10, 31A, 58, 84) um die Achse (14, 62), um in der Kammer die Nieder-G-Seite und die Hoch-G-Seite zu bilden, Transportieren von Vollblut durch die Blutdurchflußbahn von dem Eintrittsbereich zu dem zweiten Bereich hin, um den Oberflächen-Hämatokrit entlang der Durchflußbahn durch Trennen von Erythrozyten zu der Hoch-G- Seite hin und des Plasmabestandteils zu der Nieder-G-Seite hin sukzessive zu erhöhen, und Sammeln des Plasmabestandteils von der Nieder-G-Seite der Durchflußbahn in dem Eintrittsbereich, wo der Oberflächen-Hämatokrit am geringsten ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, das den folgenden Schritt aufweist: Sammeln von Erythrozyten von der Hoch-G-Seite der Durchflußbahn in dem zweiten Bereich, wo der Oberflächen- Hämatokrit am höchsten ist.