JP4181801B2 - 遠心分離器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中から特定の血液成分を採取するための遠心分離器に関する。さらに詳細には、廃棄時の容積を小さくすることができる遠心分離器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
採血を行う場合、現在では、血液の有効利用および供血者の負担軽減などの理由から成分献血が行われている。この成分献血では、採血血液を遠心分離などにより各血液成分に分離して必要な成分だけを採取し、その他の成分は供血者に返還する。このような成分献血において、血漿製剤を得る場合には、まず、供血者から採血した血液を血液分離回路に導入する。次いで、血液分離回路に導入した血液を、血液分離回路に配置されている遠心ボウルと呼ばれる遠心分離容器により、血漿、血球成分（白血球、血小板および赤血球）の２成分に分離する。そして、その内の血漿を容器に回収して血漿製剤もしくは血漿分画製剤の原料する。なお、血球成分は、供血者に返血する。
【０００３】
そして、現在、遠心ボウルとして硬いプラスチック部材（ポリカーボネード等）により形成されたものが一般的に使用されている。回転時に、容器自体の強度にて遠心力に打ち勝ってその容器形状を保つためである。これに対して、特表平１１−５１１６８６号公報には、エラストマーを用いた可変容量タイプの分離容器が開示されている。この分離容器では、専用の空圧ユニットを用いて、分離容器の容量を決定し、分離容器で分離された血液成分を排出するようになっている。
【０００４】
また、小型化を図った遠心ボウルとして、特開２００１−２７６６６３号公報に開示されたものがある。この遠心ボウルも硬いプラスチック部材（ポリカーボネード等）により形成されている。
【０００５】
ここで、血漿採血の分野においては、供血者ごとに使用される血液分離回路、特に遠心分離容器は、廃棄容積が小さく低価格であることが望まれている。血液分離回路は使い捨てであり、医療用廃棄物（血液ゴミ）として処理されるが、近年の廃棄物処理の問題などにより、極力、医療用廃棄物を減らすことが望まれている。そして、廃棄される血液分離回路のうち遠心分離容器がかなりの容積を占めているため、遠心分離容器に対し、廃棄時の容積が極力小さくなるようにして欲しいという要請があるからである。また、血漿製剤は、血小板製剤などに比べると、薬価が安いため、血漿を採取するために使用する遠心分離容器を低価格で提供して欲しいという要請もあるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の遠心ボウルは、硬いプラスチック部材により形成されているため、そのままの形状で廃棄されることになるため、廃棄時の容積が小さくならないという問題があった。これに対し、上記した特開２００１−２７６６６３号公報に記載された分離容器は、小型化さているため、廃棄時の容積もその分だけは小さくなが、廃棄時に極力小さくなるようにして欲しいという要請に対して完全には答えられているとは言えない。
【０００７】
一方、特表平１１−５１１６８６号公報に記載された分離容器であれば、エラストマーを用いているため、廃棄時の容量を極力小さくすることはできるが、分離容器の容量を決定するため、および分離容器で分離された血液成分を排出するために、専用の空圧ユニットが必要になるという問題があった。すなわち、この分離容器を使用するためには、専用の空圧ユニットが必要であった。このため、遠心分離器の小型化を図ることができず、またコスト面でも不利であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、安価でありかつ廃棄時の容積を極力小さくすることができる遠心分離器を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る遠心分離器は、血液を遠心分離するための遠心分離器であって、血液を導入するための流入口と、血液成分を排出するための流出口とを備え、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器と、流入口に連通する第１ポートと、流出口に連通する第２ポートとを備え、血液を複数の血液成分に分離する分離容器とを有し、一時貯留容器は、回転シール部を有する上室と、上室よりも下部に設けられた下室とを備え、下室の径は、上室の径よりも小さく、分離容器は、柔軟な材質で形成された帯状のバッグであることを特徴するものである。
【００１０】
この遠心分離器では、従来の遠心ボウルに比べると小さくてしかも軽い。このため、使用後の残血量を少なくすることができる。すなわち、従来の遠心ボウルに比べると供血者に返血される血球成分が多いので、供血者の負担が低減される。また、分離容器が柔軟な材質で形成された帯状のバッグであるため、使用後に最小限の廃棄容積に圧縮して廃棄することができる。すなわち、廃棄後の容積を極力小さくすることができる。
【００１１】
本発明に係る遠心分離器においては、第１ポートと第２ポートとは、互いに異なる高さ位置に設けられていることが望ましい。そして、本発明に係る遠心分離器においては、第１ポートは、下室に接続されており、第２ポートは、上室に接続されていることがより望ましい。
【００１２】
このように第１ポートと第２ポートとを設けることにより、遠心分離器内で遠心分離された血液成分を混合させることなく、特定の血液成分だけを遠心分離器外へ排出することができるからである。
【００１３】
また、本発明に係る遠心分離器においては、帯状のバッグは、血液を遠心分離するときに所定の容積に膨張することが望ましい。
【００１４】
このようにバッグ内に供給された血液とそれに作用する遠心力とにより分離バッグが所定の容積に膨張するようにすることにより、バッグの容積を決定するための専用の空圧ユニットを設ける必要がない。このため、遠心分離器の小型化を図ることができるとともに、コスト面でも有利となるからである。
【００１５】
さらに、本発明に係る遠心分離器においては、帯状のバッグの全長は、遠心分離器に装着したときに、端部同士が隣接する長さであり、第１ポートと第２ポートとは、互いに異なる端部に設けられていることが望ましい。こうすることにより、遠心分離器において、血液を各血液成分に遠心分離するための容積を十分に確保することができ、各血液成分に正確に分離することができるからである。
【００１６】
このように本発明に係る遠心分離器によれば、血液を複数の血液成分に正確に分離し、各血液成分を混合させることなく特定の血液成分だけを確実に遠心分離器外へ排出するという基本性能を低下させることなく、小型化と低コスト化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る遠心分離器においては、流入口及び流出口は、上室に配置されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る遠心分離器においては、一時貯留容器は、一端に流入口を有し、他端は下室に連通する流入管と、一端に流出口を有し、他端は上室に連通する流出管とを備えることが好ましい。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の遠心分離器を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、本発明の遠心分離器を用いた血液成分採取装置である。そこで、この血液成分採取装置の概略構成を図１に示す。この血液成分採取装置１０は、供血者から採取した血液を遠心分離し、特定の血液成分（例えば、血漿成分）を採取した後、残りの血液成分（具体的には、血球成分）を供血者に返還するものである。そのために、血液成分採取装置１０には、採血針９と、遠心分離器４０と、血液成分採取バッグ（例えば、血漿採取バッグ）２１等とが備わっている。
【００２５】
採血針９は、公知の金属針であり、供血者から血液を採取するものである。遠心分離器４０は、採血針９により採取された血液を各血液成分に遠心分離するものである。この遠心分離器４０には、血液を各血液成分に遠心分離するための分離バック（分離容器）４１と、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器４２とが備わっている。この遠心分離器４０は、分離バッグ４１が設置される回転テーブル７１と、回転テーブル７１を回転駆動する遠心駆動モータ７２と、遠心分離された血液成分の界面の位置を光学的に検出する血球界面センサ５０とを備える遠心分離ユニット７０に装着されるようになっている。ここで、血球界面センサ５０は、遠心分離器４０の肩の部分に向けて光を照射する光源と、分離バッグ４１から反射して戻ってくる光を受光する受光部で構成されている。つまり、ＬＥＤまたはレーザーのような発光素子と受光素子とが列状に配置され、発光素子から発せられた光の血液成分での反射光を受光素子により受光し、その受光光量を光電変換するように構成されている。
【００２６】
一時貯留容器４２は、図２に示すように、有底円筒形状の容器であり、ポリカーボネート等の硬質プラスチックにより形成されたものである。図２は、一時貯留容器４２を示す断面図である。この一時貯留容器４２は、上部に上室４２ａを備え、下部に下室４２ｂを備えている。上室４２ａの径は、下室４２ｂの径よりも大きい。上室４２ａには、分離バッグ４１の流出ポート４２ａを接続するための流出ポート接続部４７が形成されている。一方、下室４２ｂには、分離バッグ４１の流入ポート４１ｂを接続するための流入ポート接続部４８が形成されている。
【００２７】
そして、上室４２ａの上方に公知の回転シール構造を備える回転シール部４９が設けられている。この回転シール部４９によって、採血した血液を一時貯留容器４２内に導入するための流入管４５と、遠心分離された血液成分を排出するための流出管４６とが固定保持されている。流入管４５の一端は流入口４５ａになっており、他端は下室４２ｂの底部に配置されている。また、流出管４６の一端は流出口４６ａになっており、他端はスカート状に円周に広がって上室４２ａに配置されている。
【００２８】
これにより、一時貯留容器４２は、採血針９により採取された血液を流入管４５により下室４２ｂに導入し、遠心分離された血液成分を上室４２ａから流出管４６により排出するようになっている。
【００２９】
このような一時貯留容器４２に接続され、回転テーブル７１上に設置される分離バッグ４１は、円弧形状をした帯状のバッグである（図１参照）。そして、分離バッグ４１の全長は、回転テーブル７１に設置したときに、端部同士が隣り合う程度の長さになっている（図６参照）。遠心分離を行うためのスペースをできるだけ大きく（長く）するためである。また、分離バッグ４１の高さは、従来の遠心ボウルの約１／４程度になっている（図３参照）。
【００３０】
この分離バッグ４１は、樹脂製の可撓性を有するシート材を重ね、その周縁部を融着（熱融着、高周波融着等）または接着して袋状にしたものである。そして、シート材に使用される材料としては、例えば、軟質ポリ塩化ビニルが好適に使用される。この軟質ポリ塩化ビニルにおける可塑剤としては、例えば、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル等が挙げられる。なお、このような可塑剤の含有量は、ポリ塩化ビニル１００重量部に対し、３０〜７０重量部程度とするのが好ましい。
【００３１】
また、分離バッグ４１を構成する別のシート材料として、ポリオレフィン、すなわちエチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィンあるいはジオレフィンを重合または共重合した重合体を用いてもよい。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＥＶＡと各種熱可塑性エラストマーとのポリマーブレンド等、あるいは、これらを任意に組み合わせたものが挙げられる。さらには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＨＴ）のようなポリエステル、ポリ塩化ビニリデンを用いることもできる。
【００３２】
このように、分離バッグ４１は、後述する血液成分採取バッグ２１と同様の材質および製造方法によって製作することができる。したがって、従来の遠心ボウルに比べ安価（１／３程度）に分離バッグ４１を製作することができる。
【００３３】
さらに、分離バッグ４１の一端上方には、一時貯留容器４２の上室４２ａに設けられた流出ポート接続部４７に接続するための流出ポート４１ａが形成されている。また、分離バッグ４１の他端下方には、一時貯留容器４２の下室４２ｂに設けられた流入ポート接続部４８に接続するための流入ポート４１ｂが形成されている（図１参照）。このように流入ポート４１ｂと流出ポート４１ｂａとを形成しているのは、分離バッグ４１内で遠心分離された血液成分を混合させることなく、所望の血液成分だけを排出するためである。
【００３４】
そして、遠心分離器４０を遠心分離ユニット７０に装着した状態、具体的には分離バッグ４１を一時貯留容器４２に接続し回転テーブル７１に設置した状態で、遠心駆動モータ７２を駆動させると、分離バッグ４１、一時貯留容器４２、および回転テーブル７１が、所定の回転数で回転するようになっている。これにより、分離バッグ４１は、所定の容積（本実施の形態では２５０ｍｌ）に膨張するようになっている。
【００３５】
このように、遠心分離器４０において、分離バッグ４１および一時貯留容器４２を用いることにより、図３に示すように、従来から一般的に使用されている遠心ボウル（二点鎖線で示す）を用いた場合に比べ、遠心分離容器を大幅に小さくすることができる。具体的には、容積比で約１／６程度になる。また、遠心分離容器が大幅に小さくなるため、そこで働く遠心力も小さくなることから、遠心分離器自体も小型化を図ることができる。この点でも、コスト面にも優れていると言える。さらに、分離バッグ４１は、樹脂製の可撓性を有するシート材により形成され柔軟なものであるから、廃棄時には最小限の容積に圧縮することができる。
【００３６】
図１に戻って、血液成分採取装置１０においては、採血針９と遠心分離器４０とが、第１のライン１１によって接続されている。すなわち、第１のライン１１は、一端が採血針９に接続され、他端が遠心分離器４０の流入口４５ａに接続されている。この第１のライン１１には、採血針９側から順に、気泡センサ１２、エアトラップチャンバー１３、および血液ポンプ１４が設けられている。そして、これらがそれぞれチューブにより接続されて第１のライン１１が構成されている。
【００３７】
ここで、気泡センサ１２は、第１のライン１１内に空気が流れたことを検出するためのものであり、超音波センサ、光学式センサ、赤外線センサなどが使用される。エアトラップチャンバー１３は、気泡およびマイクロアグリゲート除去のためのものである。このチャンバー１３には、第１のライン１１内の圧力変化、言い換えると採血血液の供給状態を検出するための圧力センサ１５が接続されている。血液ポンプ１４は、採血針９により採血された血液を遠心分離器４０へ供給するためのポンプであり、いずれの方向にも血液を送ることができるようになっている。血液ポンプ１４として、具体的には、正回転と逆回転とが可能なローラーポンプを用いればよい。
【００３８】
第１のライン１１には、接続コネクターを介して抗凝固剤注入のための第３のライン３０が接続されている。この第３のライン３０には、第１のライン１１側から順に、気泡センサ３１、ＡＣＤポンプ３２、除菌フィルター３３、点滴筒３４、および抗凝固剤容器接続用針３５が設けられている。そして、これらがそれぞれチューブにより接続されて第３のライン３０が構成されている。気泡センサ３１は、第３のライン３０内の気泡を検出するためのものである。ＡＣＤポンプ３２は、抗凝固剤を第１のライン１１に供給するためのポンプである。点滴筒３４には、抗凝固剤が所定の速度で供給されているか否かを検出するための滴下センサ３６が接続されている。
【００３９】
また、血液成分採取装置１０においては、遠心分離器４０と血液成分採取バッグ２１とが、第２のライン２０によって接続されている。すなわち、第２のライン２０は、一端が遠心分離器４０の流出口４６ｂに接続され、他端が血液成分採取バッグ２１に接続されている。この第２のライン２０には、遠心分離器４０側から順に、血球検出センサ２２とクランプＶ１とが設けられている。血球検出センサ２２は、第２のライン２０内を流れる血球成分を検出するものである。クランプＶ１は、例えば、ソレノイド、電動モータ、シリンダ（油圧または空気圧）等の駆動源で作動し、流路を開閉するものである。具体的には、クランプＶ１としては、ソレノイドで作動する電磁クランプが好適である。また、血液成分採取バッグ２１は、その重量を検出するための重量センサ２３のハンガーに設置されている。そして、これらがそれぞれチューブにより接続されて第２のライン２０が構成されている。
【００４０】
血液成分採取バッグ２１は、遠心分離器４０により分離された特定の血液成分（例えば、血漿）を採取するものである。この血液成分採取バッグ２１は、分離バッグ４１と同様に、樹脂製の可撓性を有するシート材を重ね、その周縁部を融着（熱融着、高周波融着等）または接着して袋状にしたものである。そして、シート材に使用される材料としては、例えば、軟質ポリ塩化ビニルが好適に使用される。この軟質ポリ塩化ビニルにおける可塑剤としては、例えば、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル等が挙げられる。なお、このような可塑剤の含有量は、ポリ塩化ビニル１００重量部に対し、３０〜７０重量部程度とするのが好ましい。
【００４１】
また、血液成分採取バッグ２１を構成する別のシート材料として、ポリオレフィン、すなわちエチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィンあるいはジオレフィンを重合または共重合した重合体を用いてもよい。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＥＶＡと各種熱可塑性エラストマーとのポリマーブレンド等、あるいは、これらを任意に組み合わせたものが挙げられる。さらには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＨＴ）のようなポリエステル、ポリ塩化ビニリデンを用いることもできる。
【００４２】
そして、上述した第１から第３のライン１１，２０，３０の形成に使用されるチューブの構成材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリエステルエラストマー、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体等の熱可塑性エラストマー等が挙げられる。その中でも特に、ポリ塩化ビニルが好ましい。各チューブがポリ塩化ビニル製であれば、十分な可撓性、柔軟性が得られるので取り扱いがし易く、また、クレンメ等による閉塞にも適するからである。
【００４３】
上記のように構成された血液成分採取回路の主要部分は、カセット式となっており、すべてのライン（第１のライン１１、第２のライン２０、第３のライン３０）を部分的に収納しかつ部分的にそれらを保持し、言い換えれば、部分的にそれらが固定されたカセットハウジングを備えている。これにより、血液成分採取回路を血液成分採取装置１０に対して簡単に装着することができるようになっている。
【００４４】
続いて、血液成分採取装置１０の制御系について、図４を用いて簡単に説明する。図４は、血液成分採取装置１０の制御系を示すブロック図である。血液成分採取装置１０の制御系は、動作制御用ＣＰＵ６０と表示関連制御用ＣＰＵ６１を中心にして構成されている。そして、動作制御用ＣＰＵ６０には、気泡センサ１２，３１、圧力センサ１５、重量センサ２３、血球界面センサ５０、血球検出センサ２２、滴下センサ３６、遠心駆動モータ７２、血液ポンプ１４、ＡＣＤポンプ３２、クランプＶ１、および表示関連制御ＣＰＵ６１が接続されている。一方、表示関連制御用ＣＰＵ６１には、血液成分採取装置１０に設けられている情報入力手段であるスイッチやキーボート等と、情報出力手段である液晶表示等とが接続されている。これらのＣＰＵ６０，６１により、血液成分採取装置１０が統括的に制御され、次のように動作するようになっている。
【００４５】
そこで、血液成分採取装置１０にて血液成分として血漿を採取する場合の動作について詳細に説明する。まず、血液成分採取装置１０に血液成分採取回路および遠心分離器４０をセットする。これらのセットが終了したら、採血針９の根元付近のチューブをクランプする。次いで、抗凝固剤容器接続用針３５を抗凝固剤容器に接続し、点滴筒３４の１／３〜１／２程度に抗凝固液を満たす。続いて、血液成分採取装置１０のプライミング動作を行い、エアトラップチャンバー１３の下部まで抗凝固液を満たす。その後、採血針９付近に行ったクランプを開放し、採血針９の針先に抗凝固液を満たす。
【００４６】
そして、供血者の血管（静脈）に採血針９を穿刺し、採血を開始する。また、この採血と同時に、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、ＡＣＤポンプ３２を作動して、第３のライン３０を介して、例えばＡＣＤ−Ａ液のような抗凝固剤を供給し、この抗凝固剤を採血血液中に混入させる。このとき、動作制御用ＣＰＵ６０により、ＡＣＤポンプ３２と血液ポンプ１４の回転比率が制御されて、抗凝固剤は血液との混合比率を一定値に維持しながら採血血液と混和される。
【００４７】
ここで、血液ポンプ１４は、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、通常は予め設定された所定の採血速度を保つように作動するが、供血者からの血液供給状態によってその採血速度を変化させる。供血者にできる限り負担をかけないようにするためである。その血液ポンプ１４の制御は、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、供血者からの血液供給状態を採血ライン（第１のライン１１）の圧力変化として検出する圧力センサ１５から出力される信号に基づき行われる。具体的には、基準値よりも圧力が高い場合には、予め定められた所定の採血速度を維持するように、血液ポンプ１４の動作が制御される。一方、基準値よりも圧力が低下した場合には、その変化量に応じて採血速度を減速し、供血者からの血液供給量に見合った採血速度となるように、血液ポンプ１４の動作が制御される。
【００４８】
このようにして、採血された血液（抗凝固剤加全血）ＷＢは、第１のライン１１を介して移送され、遠心分離器４０の流入口４５ａより流入管４５を経て一時貯留容器４２内に導入される。一時貯留容器４２内に導入された抗凝固剤加全血ＷＢは、流入ポート接続口４８から流入ポート４１ｂを経て、分離バッグ４１内へと供給される。このとき、回転テーブル７１は、所定の回転数で回転している。このため、分離バッグ４１内に供給された抗凝固剤加全血ＷＢは、図５に示すように、遠心力Ｆによる遠心分離が行われ、血球成分５５と血漿成分５６とに分離され始める。図５は、分離バッグ４１に抗凝固剤加全血ＷＢを導入し始めた状態を示す図である。そして、図６に示すように、分離された血漿成分５６は、血球成分５５との比重差によって、分離バッグ４１内において内側部分に集められる。なお、図６に示す一点鎖線は、血球成分５５と血漿成分５６との境界線である。
【００４９】
さらに、抗凝固剤加全血ＷＢが分離バッグ４１内に供給されると、図７に示すように、分離バッグ４１内で分離された血漿成分５６が血球成分５５に押し出されて、分離バッグ４１の流出ポート４１ａから流出する。図７は、分離バッグ４１が血液で満たされた状態を示す図である。そして、分離バッグ４１から流出した血漿成分５６は、一時貯留容器４２の上室４１ａへ流れ込み、そこから流出管４６を介して流出口４６ａから遠心分離器４０の外へ流出する。遠心分離器４０から流出した血漿成分５６は、第２のライン２０を介して、血液成分採取バッグ２５に集められる。
【００５０】
なお、血漿採取中に、遠心分離器４０から血球成分５５が流出した場合には、血球検出センサ２２によって検出され、クランプＶ１により第２のライン２０が閉塞される。このため、血液成分採取バッグ２１内には、血漿以外の成分が混入することはない。
【００５１】
そして、血漿採取中には、血液成分採取バッグ２１の重量が重量センサ２３により監視されている。すなわち、血液成分採取バッグ２１に採取される血漿の重量が常時監視されているのである。そして、抗凝固剤加全血ＷＢが分離バッグ４１内に供給され続けると、図８に示すように、分離バッグ４１内が血球成分５５で満たされてくる。図８は、血漿の採取を終了する直前の状態を示す図である。これに伴い、血液成分採取バッグ２１に採取される血漿の重量も増えていき、やがて血漿の重量が所定の重量に到達する。
【００５２】
そうすると、採血動作を終了し、遠心分離器４０が停止させられる。まず、動作制御用ＣＰＵ６０が、遠心分離器４０の減速を行う。具体的には、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、遠心駆動モータ７２の回転数を減少させ、回転テーブル７１の回転速度を減速する。そして、動作制御用ＣＰＵ６０が、遠心分離器４０を停止させる。具体的には、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、遠心駆動モータ７２の回転を停止させ、回転テーブル７１を停止させる。
【００５３】
また、動作制御用ＣＰＵ６０により、クランプＶ１により第２のライン２０が閉塞されるとともに、血液ポンプ１４が逆転駆動される。そして、回転テーブル７１が停止すると、分離バッグ４１内に残った血液成分（主に、赤血球）に対して遠心力Ｆが作用しなくなる。このため、分離バッグ４１内の血液成分の一部は、図９に示すように、流入ポート４１ｂから一時貯留容器４２の下室４２ｂへ流れ込む。図９は、返血を開始する状態を示した図である。
【００５４】
このとき、血液ポンプ１４が逆転駆動しているから、一時貯留容器４２の下室４２ａに流れ込んだ血液成分は、流入管４５を通過して流入口４５ａから遠心分離容器４０から排出され、第１のライン１１を介して供血者に返血（返還）される。そして、返血が進むと、図１０に示すように、残留血液成分は分離バッグ４１内にはなくなり、一貯貯留容器４２の下室４２ｂの底部に存在するだけになる。図１０は、返血を終了する直前の状態を示した図である。
【００５５】
そして最終的には、５ｃｃ程度の血液成分が供血者に返血されずに装置側に残った状態で返血が終了する。このように残血量が非常に少ない（従来の遠心ボウルを用いた場合に比べ１／５程度）のは、一時貯留容器４２の下室４２ｂ底部の径が非常に小さいからである。つまり、本実施の形態に係る血液成分採取装置１０によれば、従来のものに比べて血液の有効利用をより図ることができるのである。
【００５６】
その後、血液成分採取装置１０から血液成分採取回路および分離バッグ４１を取り外す。そして、これらを医療用廃棄物として処理する。このとき、分離バッグ４１は、柔らかい材質であるので、最小限の容積となるように圧縮することができる。すなわち、廃棄時の容積を極力小さくすることができる。これにより、血液成分採取回路の廃棄容積は従来のものと同じではあるが、全体の廃棄容積を３割から４割程度低減することができる。
【００５７】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る血液成分採取装置１０によれば、分離バッグ４１が樹脂製の可撓性を有するシート材により形成されているので、廃棄時に最小限の容積に圧縮することができる。また、分離バッグ４１の材質に、血液成分採取バッグ２１の材質と同じである軟質塩化ビニルあるいはポリオレフィン系樹脂が使用されているので、安価に製作することができる。
【００５８】
また、分離バッグ４１の全長が、回転テーブル７１に設置したときに、端部同士が隣り合う程度の長さにされているので、遠心分離を行うためのスペースが十分に確保され、確実に血球成分５５と血漿成分５６とに分離される。さらに、分離バッグ４１の一端下方に流入ポート４１ｂが形成され、他端上方に流出ポート４１ａが形成されているので、分離バッグ４１内で遠心分離された血球成分５５と血漿成分５６とを混合させることなく、血漿成分５６だけを排出することができる。なお、図２、５、７〜１０は、説明の都合上、流出ポート４１ａおよび流入ポート４１ｂと、流出ポート接続部４７および流入ポート接続部４８を対向する位置に記載した。また、分離バッグ４１は、血液を遠心分離するときに、所定の容積（２５０ｍｌ）に膨張するので、専用の空圧ユニットが不要である。したがって、遠心分離器自体を小型化することもできる。
【００５９】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した分離バッグ４１の代わりに、図１１に示すように、分離バッグ４１の半分の長さを有する分離バッグを２つ用いることもできる。ただし、この場合には、一時貯留容器４２に流入ポート接続部および流出ポート接続部をそれぞれ２つ設ける必要がある。
【００６０】
【発明の効果】
【００６１】
以上説明した通り本発明に係る遠心分離器によれば、血液を遠心分離するための遠心分離器であって、血液を導入するための流入口と、血液成分を排出するための流出口とを備え、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器と、流入口に連通する第１ポートと、流出口に連通する第２ポートとを備え、血液を複数の血液成分に分離する分離容器とを有し、一時貯留容器は、回転シール部を有する上室と、上室よりも下部に設けられた下室とを備え、下室の径は、上室の径よりも小さく、分離容器は、柔軟な材質で形成された帯状のバッグであるので、使用後の残血量を少なくすることができるとともに、容積を極力小さくして廃棄することができる。
【００６２】
さらに、分離容器は、血液を遠心分離するときにその内部に供給された血液とそれに作用する遠心力とによって所定の容積に膨張するので、専用の空圧ユニットを設ける必要がないことによっても、遠心分離器の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係る血液成分採取装置の概略構成を示す図である。
【図２】 一時貯留容器の概略構成を示す断面図である。
【図３】 分離バッグ（遠心分離容器）と従来の遠心ボウルとの大きさの相違を示す図である。
【図４】 血液成分採取装置における制御系を示すブロック図である。
【図５】 分離バッグに血液を導入し始めたときにおける遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図６】 血液を遠心分離しているときにおける分離バッグの状態および血液成分の分離状態を示す図である。
【図７】 分離バッグ内に血液が満たされたときにおける遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図８】 血漿の採取を終了する直前における遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図９】 返血を開始するときにおける遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図１０】 返血を終了する直前における遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図１１】 別の形態に係る分離バッグを示す横断面図である。
【符号の説明】
１０ 血液成分採取装置
４０ 遠心分離器
４１ 分離バッグ
４１ａ 流出ポート
４１ｂ 流入ポート
４２ 一時貯留容器
４５ 流入管
４５ａ 流入口
４６ 流出管
４６ａ 流出口
４７ 流出ポート接続部
４８ 流入ポート接続部
５５ 血球成分
５６ 血漿成分
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中から特定の血液成分を採取するための遠心分離器に関する。さらに詳細には、廃棄時の容積を小さくすることができる遠心分離器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
採血を行う場合、現在では、血液の有効利用および供血者の負担軽減などの理由から成分献血が行われている。この成分献血では、採血血液を遠心分離などにより各血液成分に分離して必要な成分だけを採取し、その他の成分は供血者に返還する。このような成分献血において、血漿製剤を得る場合には、まず、供血者から採血した血液を血液分離回路に導入する。次いで、血液分離回路に導入した血液を、血液分離回路に配置されている遠心ボウルと呼ばれる遠心分離容器により、血漿、血球成分（白血球、血小板および赤血球）の２成分に分離する。そして、その内の血漿を容器に回収して血漿製剤もしくは血漿分画製剤の原料する。なお、血球成分は、供血者に返血する。
【０００３】
そして、現在、遠心ボウルとして硬いプラスチック部材（ポリカーボネード等）により形成されたものが一般的に使用されている。回転時に、容器自体の強度にて遠心力に打ち勝ってその容器形状を保つためである。これに対して、特表平１１−５１１６８６号公報には、エラストマーを用いた可変容量タイプの分離容器が開示されている。この分離容器では、専用の空圧ユニットを用いて、分離容器の容量を決定し、分離容器で分離された血液成分を排出するようになっている。
【０００４】
また、小型化を図った遠心ボウルとして、特開２００１−２７６６６３号公報に開示されたものがある。この遠心ボウルも硬いプラスチック部材（ポリカーボネード等）により形成されている。
【０００５】
ここで、血漿採血の分野においては、供血者ごとに使用される血液分離回路、特に遠心分離容器は、廃棄容積が小さく低価格であることが望まれている。血液分離回路は使い捨てであり、医療用廃棄物（血液ゴミ）として処理されるが、近年の廃棄物処理の問題などにより、極力、医療用廃棄物を減らすことが望まれている。そして、廃棄される血液分離回路のうち遠心分離容器がかなりの容積を占めているため、遠心分離容器に対し、廃棄時の容積が極力小さくなるようにして欲しいという要請があるからである。また、血漿製剤は、血小板製剤などに比べると、薬価が安いため、血漿を採取するために使用する遠心分離容器を低価格で提供して欲しいという要請もあるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の遠心ボウルは、硬いプラスチック部材により形成されているため、そのままの形状で廃棄されることになるため、廃棄時の容積が小さくならないという問題があった。これに対し、上記した特開２００１−２７６６６３号公報に記載された分離容器は、小型化さているため、廃棄時の容積もその分だけは小さくなが、廃棄時に極力小さくなるようにして欲しいという要請に対して完全には答えられているとは言えない。
【０００７】
一方、特表平１１−５１１６８６号公報に記載された分離容器であれば、エラストマーを用いているため、廃棄時の容量を極力小さくすることはできるが、分離容器の容量を決定するため、および分離容器で分離された血液成分を排出するために、専用の空圧ユニットが必要になるという問題があった。すなわち、この分離容器を使用するためには、専用の空圧ユニットが必要であった。このため、遠心分離器の小型化を図ることができず、またコスト面でも不利であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、安価でありかつ廃棄時の容積を極力小さくすることができる遠心分離器を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る遠心分離器は、血液を遠心分離するための遠心分離器であって、血液を導入するための流入口と、血液成分を排出するための流出口とを備え、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器と、流入口に連通する第１ポートと、流出口に連通する第２ポートとを備え、血液を複数の血液成分に分離する分離容器とを有し、一時貯留容器は、回転シール部を有する上室と、上室よりも下部に設けられた下室とを備え、下室の径は、上室の径よりも小さく、分離容器は、柔軟な材質で形成された帯状のバッグであることを特徴するものである。
【００１０】
この遠心分離器では、従来の遠心ボウルに比べると小さくてしかも軽い。このため、使用後の残血量を少なくすることができる。すなわち、従来の遠心ボウルに比べると供血者に返血される血球成分が多いので、供血者の負担が低減される。また、分離容器が柔軟な材質で形成された帯状のバッグであるため、使用後に最小限の廃棄容積に圧縮して廃棄することができる。すなわち、廃棄後の容積を極力小さくすることができる。
【００１１】
本発明に係る遠心分離器においては、第１ポートと第２ポートとは、互いに異なる高さ位置に設けられていることが望ましい。そして、本発明に係る遠心分離器においては、第１ポートは、下室に接続されており、第２ポートは、上室に接続されていることがより望ましい。
【００１２】
このように第１ポートと第２ポートとを設けることにより、遠心分離器内で遠心分離された血液成分を混合させることなく、特定の血液成分だけを遠心分離器外へ排出することができるからである。
【００１３】
また、本発明に係る遠心分離器においては、帯状のバッグは、血液を遠心分離するときに所定の容積に膨張することが望ましい。
【００１４】
このようにバッグ内に供給された血液とそれに作用する遠心力とにより分離バッグが所定の容積に膨張するようにすることにより、バッグの容積を決定するための専用の空圧ユニットを設ける必要がない。このため、遠心分離器の小型化を図ることができるとともに、コスト面でも有利となるからである。
【００１５】
さらに、本発明に係る遠心分離器においては、帯状のバッグの全長は、遠心分離器に装着したときに、端部同士が隣接する長さであり、第１ポートと第２ポートとは、互いに異なる端部に設けられていることが望ましい。こうすることにより、遠心分離器において、血液を各血液成分に遠心分離するための容積を十分に確保することができ、各血液成分に正確に分離することができるからである。
【００１６】
このように本発明に係る遠心分離器によれば、血液を複数の血液成分に正確に分離し、各血液成分を混合させることなく特定の血液成分だけを確実に遠心分離器外へ排出するという基本性能を低下させることなく、小型化と低コスト化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る遠心分離器においては、流入口及び流出口は、上室に配置されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る遠心分離器においては、一時貯留容器は、一端に流入口を有し、他端は下室に連通する流入管と、一端に流出口を有し、他端は上室に連通する流出管とを備えることが好ましい。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の遠心分離器を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態は、本発明の遠心分離器を用いた血液成分採取装置である。そこで、この血液成分採取装置の概略構成を図１に示す。この血液成分採取装置１０は、供血者から採取した血液を遠心分離し、特定の血液成分（例えば、血漿成分）を採取した後、残りの血液成分（具体的には、血球成分）を供血者に返還するものである。そのために、血液成分採取装置１０には、採血針９と、遠心分離器４０と、血液成分採取バッグ（例えば、血漿採取バッグ）２１等とが備わっている。
【００２５】
採血針９は、公知の金属針であり、供血者から血液を採取するものである。遠心分離器４０は、採血針９により採取された血液を各血液成分に遠心分離するものである。この遠心分離器４０には、血液を各血液成分に遠心分離するための分離バック（分離容器）４１と、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器４２とが備わっている。この遠心分離器４０は、分離バッグ４１が設置される回転テーブル７１と、回転テーブル７１を回転駆動する遠心駆動モータ７２と、遠心分離された血液成分の界面の位置を光学的に検出する血球界面センサ５０とを備える遠心分離ユニット７０に装着されるようになっている。ここで、血球界面センサ５０は、遠心分離器４０の肩の部分に向けて光を照射する光源と、分離バッグ４１から反射して戻ってくる光を受光する受光部で構成されている。つまり、ＬＥＤまたはレーザーのような発光素子と受光素子とが列状に配置され、発光素子から発せられた光の血液成分での反射光を受光素子により受光し、その受光光量を光電変換するように構成されている。
【００２６】
一時貯留容器４２は、図２に示すように、有底円筒形状の容器であり、ポリカーボネート等の硬質プラスチックにより形成されたものである。図２は、一時貯留容器４２を示す断面図である。この一時貯留容器４２は、上部に上室４２ａを備え、下部に下室４２ｂを備えている。上室４２ａの径は、下室４２ｂの径よりも大きい。上室４２ａには、分離バッグ４１の流出ポート４２ａを接続するための流出ポート接続部４７が形成されている。一方、下室４２ｂには、分離バッグ４１の流入ポート４１ｂを接続するための流入ポート接続部４８が形成されている。
【００２７】
そして、上室４２ａの上方に公知の回転シール構造を備える回転シール部４９が設けられている。この回転シール部４９によって、採血した血液を一時貯留容器４２内に導入するための流入管４５と、遠心分離された血液成分を排出するための流出管４６とが固定保持されている。流入管４５の一端は流入口４５ａになっており、他端は下室４２ｂの底部に配置されている。また、流出管４６の一端は流出口４６ａになっており、他端はスカート状に円周に広がって上室４２ａに配置されている。
【００２８】
これにより、一時貯留容器４２は、採血針９により採取された血液を流入管４５により下室４２ｂに導入し、遠心分離された血液成分を上室４２ａから流出管４６により排出するようになっている。
【００２９】
このような一時貯留容器４２に接続され、回転テーブル７１上に設置される分離バッグ４１は、円弧形状をした帯状のバッグである（図１参照）。そして、分離バッグ４１の全長は、回転テーブル７１に設置したときに、端部同士が隣り合う程度の長さになっている（図６参照）。遠心分離を行うためのスペースをできるだけ大きく（長く）するためである。また、分離バッグ４１の高さは、従来の遠心ボウルの約１／４程度になっている（図３参照）。
【００３０】
この分離バッグ４１は、樹脂製の可撓性を有するシート材を重ね、その周縁部を融着（熱融着、高周波融着等）または接着して袋状にしたものである。そして、シート材に使用される材料としては、例えば、軟質ポリ塩化ビニルが好適に使用される。この軟質ポリ塩化ビニルにおける可塑剤としては、例えば、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル等が挙げられる。なお、このような可塑剤の含有量は、ポリ塩化ビニル１００重量部に対し、３０〜７０重量部程度とするのが好ましい。
【００３１】
また、分離バッグ４１を構成する別のシート材料として、ポリオレフィン、すなわちエチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィンあるいはジオレフィンを重合または共重合した重合体を用いてもよい。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＥＶＡと各種熱可塑性エラストマーとのポリマーブレンド等、あるいは、これらを任意に組み合わせたものが挙げられる。さらには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＨＴ）のようなポリエステル、ポリ塩化ビニリデンを用いることもできる。
【００３２】
このように、分離バッグ４１は、後述する血液成分採取バッグ２１と同様の材質および製造方法によって製作することができる。したがって、従来の遠心ボウルに比べ安価（１／３程度）に分離バッグ４１を製作することができる。
【００３３】
さらに、分離バッグ４１の一端上方には、一時貯留容器４２の上室４２ａに設けられた流出ポート接続部４７に接続するための流出ポート４１ａが形成されている。また、分離バッグ４１の他端下方には、一時貯留容器４２の下室４２ｂに設けられた流入ポート接続部４８に接続するための流入ポート４１ｂが形成されている（図１参照）。このように流入ポート４１ｂと流出ポート４１ｂａとを形成しているのは、分離バッグ４１内で遠心分離された血液成分を混合させることなく、所望の血液成分だけを排出するためである。
【００３４】
そして、遠心分離器４０を遠心分離ユニット７０に装着した状態、具体的には分離バッグ４１を一時貯留容器４２に接続し回転テーブル７１に設置した状態で、遠心駆動モータ７２を駆動させると、分離バッグ４１、一時貯留容器４２、および回転テーブル７１が、所定の回転数で回転するようになっている。これにより、分離バッグ４１は、所定の容積（本実施の形態では２５０ｍｌ）に膨張するようになっている。
【００３５】
このように、遠心分離器４０において、分離バッグ４１および一時貯留容器４２を用いることにより、図３に示すように、従来から一般的に使用されている遠心ボウル（二点鎖線で示す）を用いた場合に比べ、遠心分離容器を大幅に小さくすることができる。具体的には、容積比で約１／６程度になる。また、遠心分離容器が大幅に小さくなるため、そこで働く遠心力も小さくなることから、遠心分離器自体も小型化を図ることができる。この点でも、コスト面にも優れていると言える。さらに、分離バッグ４１は、樹脂製の可撓性を有するシート材により形成され柔軟なものであるから、廃棄時には最小限の容積に圧縮することができる。
【００３６】
図１に戻って、血液成分採取装置１０においては、採血針９と遠心分離器４０とが、第１のライン１１によって接続されている。すなわち、第１のライン１１は、一端が採血針９に接続され、他端が遠心分離器４０の流入口４５ａに接続されている。この第１のライン１１には、採血針９側から順に、気泡センサ１２、エアトラップチャンバー１３、および血液ポンプ１４が設けられている。そして、これらがそれぞれチューブにより接続されて第１のライン１１が構成されている。
【００３７】
ここで、気泡センサ１２は、第１のライン１１内に空気が流れたことを検出するためのものであり、超音波センサ、光学式センサ、赤外線センサなどが使用される。エアトラップチャンバー１３は、気泡およびマイクロアグリゲート除去のためのものである。このチャンバー１３には、第１のライン１１内の圧力変化、言い換えると採血血液の供給状態を検出するための圧力センサ１５が接続されている。血液ポンプ１４は、採血針９により採血された血液を遠心分離器４０へ供給するためのポンプであり、いずれの方向にも血液を送ることができるようになっている。血液ポンプ１４として、具体的には、正回転と逆回転とが可能なローラーポンプを用いればよい。
【００３８】
第１のライン１１には、接続コネクターを介して抗凝固剤注入のための第３のライン３０が接続されている。この第３のライン３０には、第１のライン１１側から順に、気泡センサ３１、ＡＣＤポンプ３２、除菌フィルター３３、点滴筒３４、および抗凝固剤容器接続用針３５が設けられている。そして、これらがそれぞれチューブにより接続されて第３のライン３０が構成されている。気泡センサ３１は、第３のライン３０内の気泡を検出するためのものである。ＡＣＤポンプ３２は、抗凝固剤を第１のライン１１に供給するためのポンプである。点滴筒３４には、抗凝固剤が所定の速度で供給されているか否かを検出するための滴下センサ３６が接続されている。
【００３９】
また、血液成分採取装置１０においては、遠心分離器４０と血液成分採取バッグ２１とが、第２のライン２０によって接続されている。すなわち、第２のライン２０は、一端が遠心分離器４０の流出口４６ｂに接続され、他端が血液成分採取バッグ２１に接続されている。この第２のライン２０には、遠心分離器４０側から順に、血球検出センサ２２とクランプＶ１とが設けられている。血球検出センサ２２は、第２のライン２０内を流れる血球成分を検出するものである。クランプＶ１は、例えば、ソレノイド、電動モータ、シリンダ（油圧または空気圧）等の駆動源で作動し、流路を開閉するものである。具体的には、クランプＶ１としては、ソレノイドで作動する電磁クランプが好適である。また、血液成分採取バッグ２１は、その重量を検出するための重量センサ２３のハンガーに設置されている。そして、これらがそれぞれチューブにより接続されて第２のライン２０が構成されている。
【００４０】
血液成分採取バッグ２１は、遠心分離器４０により分離された特定の血液成分（例えば、血漿）を採取するものである。この血液成分採取バッグ２１は、分離バッグ４１と同様に、樹脂製の可撓性を有するシート材を重ね、その周縁部を融着（熱融着、高周波融着等）または接着して袋状にしたものである。そして、シート材に使用される材料としては、例えば、軟質ポリ塩化ビニルが好適に使用される。この軟質ポリ塩化ビニルにおける可塑剤としては、例えば、トリメリット酸エステル、クエン酸エステル等が挙げられる。なお、このような可塑剤の含有量は、ポリ塩化ビニル１００重量部に対し、３０〜７０重量部程度とするのが好ましい。
【００４１】
また、血液成分採取バッグ２１を構成する別のシート材料として、ポリオレフィン、すなわちエチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィンあるいはジオレフィンを重合または共重合した重合体を用いてもよい。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＥＶＡと各種熱可塑性エラストマーとのポリマーブレンド等、あるいは、これらを任意に組み合わせたものが挙げられる。さらには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチルテレフタレート（ＰＣＨＴ）のようなポリエステル、ポリ塩化ビニリデンを用いることもできる。
【００４２】
そして、上述した第１から第３のライン１１，２０，３０の形成に使用されるチューブの構成材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴやＰＢＴのようなポリエステル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリエステルエラストマー、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体等の熱可塑性エラストマー等が挙げられる。その中でも特に、ポリ塩化ビニルが好ましい。各チューブがポリ塩化ビニル製であれば、十分な可撓性、柔軟性が得られるので取り扱いがし易く、また、クレンメ等による閉塞にも適するからである。
【００４３】
上記のように構成された血液成分採取回路の主要部分は、カセット式となっており、すべてのライン（第１のライン１１、第２のライン２０、第３のライン３０）を部分的に収納しかつ部分的にそれらを保持し、言い換えれば、部分的にそれらが固定されたカセットハウジングを備えている。これにより、血液成分採取回路を血液成分採取装置１０に対して簡単に装着することができるようになっている。
【００４４】
続いて、血液成分採取装置１０の制御系について、図４を用いて簡単に説明する。図４は、血液成分採取装置１０の制御系を示すブロック図である。血液成分採取装置１０の制御系は、動作制御用ＣＰＵ６０と表示関連制御用ＣＰＵ６１を中心にして構成されている。そして、動作制御用ＣＰＵ６０には、気泡センサ１２，３１、圧力センサ１５、重量センサ２３、血球界面センサ５０、血球検出センサ２２、滴下センサ３６、遠心駆動モータ７２、血液ポンプ１４、ＡＣＤポンプ３２、クランプＶ１、および表示関連制御ＣＰＵ６１が接続されている。一方、表示関連制御用ＣＰＵ６１には、血液成分採取装置１０に設けられている情報入力手段であるスイッチやキーボート等と、情報出力手段である液晶表示等とが接続されている。これらのＣＰＵ６０，６１により、血液成分採取装置１０が統括的に制御され、次のように動作するようになっている。
【００４５】
そこで、血液成分採取装置１０にて血液成分として血漿を採取する場合の動作について詳細に説明する。まず、血液成分採取装置１０に血液成分採取回路および遠心分離器４０をセットする。これらのセットが終了したら、採血針９の根元付近のチューブをクランプする。次いで、抗凝固剤容器接続用針３５を抗凝固剤容器に接続し、点滴筒３４の１／３〜１／２程度に抗凝固液を満たす。続いて、血液成分採取装置１０のプライミング動作を行い、エアトラップチャンバー１３の下部まで抗凝固液を満たす。その後、採血針９付近に行ったクランプを開放し、採血針９の針先に抗凝固液を満たす。
【００４６】
そして、供血者の血管（静脈）に採血針９を穿刺し、採血を開始する。また、この採血と同時に、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、ＡＣＤポンプ３２を作動して、第３のライン３０を介して、例えばＡＣＤ−Ａ液のような抗凝固剤を供給し、この抗凝固剤を採血血液中に混入させる。このとき、動作制御用ＣＰＵ６０により、ＡＣＤポンプ３２と血液ポンプ１４の回転比率が制御されて、抗凝固剤は血液との混合比率を一定値に維持しながら採血血液と混和される。
【００４７】
ここで、血液ポンプ１４は、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、通常は予め設定された所定の採血速度を保つように作動するが、供血者からの血液供給状態によってその採血速度を変化させる。供血者にできる限り負担をかけないようにするためである。その血液ポンプ１４の制御は、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、供血者からの血液供給状態を採血ライン（第１のライン１１）の圧力変化として検出する圧力センサ１５から出力される信号に基づき行われる。具体的には、基準値よりも圧力が高い場合には、予め定められた所定の採血速度を維持するように、血液ポンプ１４の動作が制御される。一方、基準値よりも圧力が低下した場合には、その変化量に応じて採血速度を減速し、供血者からの血液供給量に見合った採血速度となるように、血液ポンプ１４の動作が制御される。
【００４８】
このようにして、採血された血液（抗凝固剤加全血）ＷＢは、第１のライン１１を介して移送され、遠心分離器４０の流入口４５ａより流入管４５を経て一時貯留容器４２内に導入される。一時貯留容器４２内に導入された抗凝固剤加全血ＷＢは、流入ポート接続口４８から流入ポート４１ｂを経て、分離バッグ４１内へと供給される。このとき、回転テーブル７１は、所定の回転数で回転している。このため、分離バッグ４１内に供給された抗凝固剤加全血ＷＢは、図５に示すように、遠心力Ｆによる遠心分離が行われ、血球成分５５と血漿成分５６とに分離され始める。図５は、分離バッグ４１に抗凝固剤加全血ＷＢを導入し始めた状態を示す図である。そして、図６に示すように、分離された血漿成分５６は、血球成分５５との比重差によって、分離バッグ４１内において内側部分に集められる。なお、図６に示す一点鎖線は、血球成分５５と血漿成分５６との境界線である。
【００４９】
さらに、抗凝固剤加全血ＷＢが分離バッグ４１内に供給されると、図７に示すように、分離バッグ４１内で分離された血漿成分５６が血球成分５５に押し出されて、分離バッグ４１の流出ポート４１ａから流出する。図７は、分離バッグ４１が血液で満たされた状態を示す図である。そして、分離バッグ４１から流出した血漿成分５６は、一時貯留容器４２の上室４１ａへ流れ込み、そこから流出管４６を介して流出口４６ａから遠心分離器４０の外へ流出する。遠心分離器４０から流出した血漿成分５６は、第２のライン２０を介して、血液成分採取バッグ２５に集められる。
【００５０】
なお、血漿採取中に、遠心分離器４０から血球成分５５が流出した場合には、血球検出センサ２２によって検出され、クランプＶ１により第２のライン２０が閉塞される。このため、血液成分採取バッグ２１内には、血漿以外の成分が混入することはない。
【００５１】
そして、血漿採取中には、血液成分採取バッグ２１の重量が重量センサ２３により監視されている。すなわち、血液成分採取バッグ２１に採取される血漿の重量が常時監視されているのである。そして、抗凝固剤加全血ＷＢが分離バッグ４１内に供給され続けると、図８に示すように、分離バッグ４１内が血球成分５５で満たされてくる。図８は、血漿の採取を終了する直前の状態を示す図である。これに伴い、血液成分採取バッグ２１に採取される血漿の重量も増えていき、やがて血漿の重量が所定の重量に到達する。
【００５２】
そうすると、採血動作を終了し、遠心分離器４０が停止させられる。まず、動作制御用ＣＰＵ６０が、遠心分離器４０の減速を行う。具体的には、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、遠心駆動モータ７２の回転数を減少させ、回転テーブル７１の回転速度を減速する。そして、動作制御用ＣＰＵ６０が、遠心分離器４０を停止させる。具体的には、動作制御用ＣＰＵ６０の制御により、遠心駆動モータ７２の回転を停止させ、回転テーブル７１を停止させる。
【００５３】
また、動作制御用ＣＰＵ６０により、クランプＶ１により第２のライン２０が閉塞されるとともに、血液ポンプ１４が逆転駆動される。そして、回転テーブル７１が停止すると、分離バッグ４１内に残った血液成分（主に、赤血球）に対して遠心力Ｆが作用しなくなる。このため、分離バッグ４１内の血液成分の一部は、図９に示すように、流入ポート４１ｂから一時貯留容器４２の下室４２ｂへ流れ込む。図９は、返血を開始する状態を示した図である。
【００５４】
このとき、血液ポンプ１４が逆転駆動しているから、一時貯留容器４２の下室４２ａに流れ込んだ血液成分は、流入管４５を通過して流入口４５ａから遠心分離容器４０から排出され、第１のライン１１を介して供血者に返血（返還）される。そして、返血が進むと、図１０に示すように、残留血液成分は分離バッグ４１内にはなくなり、一貯貯留容器４２の下室４２ｂの底部に存在するだけになる。図１０は、返血を終了する直前の状態を示した図である。
【００５５】
そして最終的には、５ｃｃ程度の血液成分が供血者に返血されずに装置側に残った状態で返血が終了する。このように残血量が非常に少ない（従来の遠心ボウルを用いた場合に比べ１／５程度）のは、一時貯留容器４２の下室４２ｂ底部の径が非常に小さいからである。つまり、本実施の形態に係る血液成分採取装置１０によれば、従来のものに比べて血液の有効利用をより図ることができるのである。
【００５６】
その後、血液成分採取装置１０から血液成分採取回路および分離バッグ４１を取り外す。そして、これらを医療用廃棄物として処理する。このとき、分離バッグ４１は、柔らかい材質であるので、最小限の容積となるように圧縮することができる。すなわち、廃棄時の容積を極力小さくすることができる。これにより、血液成分採取回路の廃棄容積は従来のものと同じではあるが、全体の廃棄容積を３割から４割程度低減することができる。
【００５７】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る血液成分採取装置１０によれば、分離バッグ４１が樹脂製の可撓性を有するシート材により形成されているので、廃棄時に最小限の容積に圧縮することができる。また、分離バッグ４１の材質に、血液成分採取バッグ２１の材質と同じである軟質塩化ビニルあるいはポリオレフィン系樹脂が使用されているので、安価に製作することができる。
【００５８】
また、分離バッグ４１の全長が、回転テーブル７１に設置したときに、端部同士が隣り合う程度の長さにされているので、遠心分離を行うためのスペースが十分に確保され、確実に血球成分５５と血漿成分５６とに分離される。さらに、分離バッグ４１の一端下方に流入ポート４１ｂが形成され、他端上方に流出ポート４１ａが形成されているので、分離バッグ４１内で遠心分離された血球成分５５と血漿成分５６とを混合させることなく、血漿成分５６だけを排出することができる。なお、図２、５、７〜１０は、説明の都合上、流出ポート４１ａおよび流入ポート４１ｂと、流出ポート接続部４７および流入ポート接続部４８を対向する位置に記載した。また、分離バッグ４１は、血液を遠心分離するときに、所定の容積（２５０ｍｌ）に膨張するので、専用の空圧ユニットが不要である。したがって、遠心分離器自体を小型化することもできる。
【００５９】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した分離バッグ４１の代わりに、図１１に示すように、分離バッグ４１の半分の長さを有する分離バッグを２つ用いることもできる。ただし、この場合には、一時貯留容器４２に流入ポート接続部および流出ポート接続部をそれぞれ２つ設ける必要がある。
【００６０】
【発明の効果】
【００６１】
以上説明した通り本発明に係る遠心分離器によれば、血液を遠心分離するための遠心分離器であって、血液を導入するための流入口と、血液成分を排出するための流出口とを備え、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器と、流入口に連通する第１ポートと、流出口に連通する第２ポートとを備え、血液を複数の血液成分に分離する分離容器とを有し、一時貯留容器は、回転シール部を有する上室と、上室よりも下部に設けられた下室とを備え、下室の径は、上室の径よりも小さく、分離容器は、柔軟な材質で形成された帯状のバッグであるので、使用後の残血量を少なくすることができるとともに、容積を極力小さくして廃棄することができる。
【００６２】
さらに、分離容器は、血液を遠心分離するときにその内部に供給された血液とそれに作用する遠心力とによって所定の容積に膨張するので、専用の空圧ユニットを設ける必要がないことによっても、遠心分離器の小型化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係る血液成分採取装置の概略構成を示す図である。
【図２】 一時貯留容器の概略構成を示す断面図である。
【図３】 分離バッグ（遠心分離容器）と従来の遠心ボウルとの大きさの相違を示す図である。
【図４】 血液成分採取装置における制御系を示すブロック図である。
【図５】 分離バッグに血液を導入し始めたときにおける遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図６】 血液を遠心分離しているときにおける分離バッグの状態および血液成分の分離状態を示す図である。
【図７】 分離バッグ内に血液が満たされたときにおける遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図８】 血漿の採取を終了する直前における遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図９】 返血を開始するときにおける遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図１０】 返血を終了する直前における遠心分離器内部の状態を示す図である。
【図１１】 別の形態に係る分離バッグを示す横断面図である。
【符号の説明】
１０ 血液成分採取装置
４０ 遠心分離器
４１ 分離バッグ
４１ａ 流出ポート
４１ｂ 流入ポート
４２ 一時貯留容器
４５ 流入管
４５ａ 流入口
４６ 流出管
４６ａ 流出口
４７ 流出ポート接続部
４８ 流入ポート接続部
５５ 血球成分
５６ 血漿成分
Claims (7)
- 血液を遠心分離するための遠心分離器であって、
血液を導入するための流入口と、血液成分を排出するための流出口とを備え、血液および血液成分を一時的に貯留する一時貯留容器と、
前記流入口に連通する第１ポートと、前記流出口に連通する第２ポートとを備え、血液を複数の血液成分に分離する分離容器とを有し、
前記一時貯留容器は、回転シール部を有する上室と、前記上室よりも下部に設けられた下室とを備え、前記下室の径は、前記上室の径よりも小さく、
前記分離容器は、柔軟な材質で形成された帯状のバッグであることを特徴する遠心分離器。 - 請求項１に記載する遠心分離器において、
前記第１ポートと前記第２ポートとは、互いに異なる高さ位置に設けられていることを特徴とする遠心分離器。 - 請求項１または請求項２に記載する遠心分離器において、
前記第１ポートは、前記下室に接続されており、
前記第２ポートは、前記上室に接続されていることを特徴する遠心分離器。 - 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する遠心分離器において、
前記帯状のバッグは、血液を遠心分離するときに所定の容積に膨張することを特徴とする遠心分離器。 - 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載する遠心分離器において、
前記帯状のバッグの全長は、遠心分離器に装着したときに、端部同士が隣接する長さであり、
前記第１ポートと前記第２ポートとは、互いに異なる端部に設けられていることを特徴とする遠心分離器。 - 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載する遠心分離器において、
前記流入口及び前記流出口は、前記上室に配置されていることを特徴とする遠心分離器。 - 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載する遠心分離器において、
前記一時貯留容器は、一端に前記流入口を有し、他端は前記下室に連通する流入管と、一端に前記流出口を有し、他端は前記上室に連通する流出管とを備えることを特徴とする遠心分離器。
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