| 【発明の名称】 |
遠心分離器および血液成分採取回路 |
| 【発明者】 |
【氏名】田口 昇
【住所又は居所】神奈川県足柄上郡中井町井ノ口１５００番地 テルモ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】ローターの回転停止時に、遠心分離器内の圧力変動を抑制・緩和することができる。
【解決手段】遠心分離器４は、液体の流入口４３および流出口４４を有するステーター４０と、ステーター４０に対し回転可能なローター５０と、ステーター４０に対する液密性を保持するシール機構４８とで構成されている。ローター５０は、釣り鐘状の容器本体５１と、容器本体５１の下端開口を遮蔽する底板５２と、容器本体５１内に設置された筒状の外核５３および内核５４とで構成され、これらにより、貯血空間Ｓ１と、圧力変動緩和空間Ｓ２と、中心部空間Ｓ３と、流路５６、５７とが形成されている。内核５４の内周面の上部には、内核５４を貫通し、圧力変動緩和空間Ｓ２と中心部空間Ｓ３とを連通する連通口５４１が形成され、該連通口５４１は、気体は透過するが液体は通過し得ない膜部材（疎水性膜）５５により塞がれている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に血液または血液成分の流入口および流出口が設けられたステーターと、
前記ステーターに対し回転可能に設置されたローターと、
前記ローターの回転時に前記ステーターに対する液密性を保持するシール機構とを有する遠心分離器であって、
前記ローターは、その内部に、血液または血液成分を貯留する第１の空間と、前記第１の空間に隔壁を介して形成された第２の空間とを有し、
前記第１の空間と前記第２の空間とを連通する連通口を設けたことを特徴とする遠心分離器。
【請求項２】
前記ローターは、容器本体と、前記容器本体の下端開口を遮蔽する底板と、前記容器本体内に設置された筒状の外核と、前記外核の内側に設置された筒状の内核とを備え、前記連通口は、前記内核に形成されている請求項１に記載の遠心分離器。
【請求項３】
前記連通口は、前記ローターの回転停止時において前記第１の空間内に貯留された血液または血液成分の液面より上部に設けられている請求項１または２に記載の遠心分離器。
【請求項４】
前記連通口に、気体は透過するが液体は通過し得ない部材が設置されている請求項１ないし３のいずれかに記載の遠心分離器。
【請求項５】
前記連通口の近傍でかつ前記第２の空間側に、液体を一時的に貯留し得る液溜めを有する請求項１ないし３のいずれかに記載の遠心分離器。
【請求項６】
前記液溜めの上端開口に、気体は透過するが液体は通過し得ない部材が設置されている請求項５に記載の遠心分離器。
【請求項７】
前記連通口は、前記ローターの回転停止時において前記第１の空間内に貯留された血液または血液成分の液面より下部に設けられている請求項１または２に記載の遠心分離器。
【請求項８】
前記連通口は、前記第２の空間の最下部付近に設けられている請求項７に記載の遠心分離器。
【請求項９】
前記第２の空間の底部内面は、前記連通口に向かって下方に傾斜する傾斜面で構成されている請求項７または８に記載の遠心分離器。
【請求項１０】
血液から目的とする血液成分を採取するための血液成分採取回路であって、
請求項１ないし９のいずれかに記載の遠心分離器と、
前記遠心分離器に血液を導入する第１のラインと、
前記遠心分離器にて分離された所定の血液成分を回収する第２のラインとを有することを特徴とする血液成分採取回路。
【請求項１１】
さらに、採血および／または返血を行う第３のラインを有する請求項１０に記載の血液成分採取回路。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離器およびこれを備える血液成分採取回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、採血血液を遠心分離などにより各血液成分に分離し、輸血者に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成分採血が行われている。
【０００３】
このような成分採血において、例えば血小板製剤を得る場合、供血者から採血した血液を血液成分分離回路に導入し、該血液成分分離回路に設置された遠心ボウルと呼ばれる遠心分離器により、血漿、白血球、血小板および赤血球の４成分に分離し、そのうちの血小板をバッグに回収して血小板製剤とし、残りの血漿、白血球および赤血球は、供血者に返血することが行われる。そして、目標とする血小板数を確保するために、上記採血、採血血液の遠心分離、血小板の回収および返血よりなる一連の血液処理工程が複数回行われる。
【０００４】
遠心ボウル（遠心分離器）は、血液の流入口と血液成分の排出口とを有するステーターと、該ステーターに対し回転可能に支持されたローターとで構成されている。そして、ローターは、釣り鐘状の容器本体と、容器本体内に配置された筒状の外核と、外核の内側に配置された筒状の内核とで構成され、容器本体と外核との間に円環状の貯血空間が形成されている。前記血液の流入口より前記貯血空間内へ血液を導入しつつ、ローターを高速回転させることにより、貯血空間内の血液が遠心分離され、回転中心に近い側から血漿層、バフィーコート層および赤血球層に分離される（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
遠心ボウルのローターは、通常、硬質の樹脂で構成されており、ローターの高速回転時（遠心分離時）には、内溶液の遠心力により容器本体が膨張し、貯血空間の容積はローターの回転停止状態のときよりも大きくなる。このため、ローターの高速回転状態から停止状態に至る間、貯血空間の容積が減少するので、この減少分に相当する貯血空間内の血液成分を外部に逃がす（排出する）必要がある。この方法は、通常、ローターの回転停止時に前記血液成分の排出口側の流路を開放しておき、回転停止に伴い遠心ボウルから血液成分が溢れ出ること許容している。
【０００６】
しかしながら、この方法では、溢れ出る血液成分の量が特定できず、バラツキがあることから、回収する血小板に白血球や赤血球が混入するおそれがある。
【０００７】
そのため、採取した血漿等を前記排出口から遠心ボウル内に導入し、流路内を洗浄することが考えられるが、採取した血漿を再び戻すのに時間を要するという欠点がある。
【０００８】
また、ローターの回転停止時に液の流れを止めるために、前記流入口および排出口にそれぞれ接続された送液チューブを閉鎖した状態で回転を停止する方法も考えられるが、この場合には、回転停止時に貯血空間内の圧力が急激（過大）に上昇し、ステーターに対するローターの回転シール部の液密性（気密性）が維持できなくなるおそれがある。そのため、回転シール部から遠心ボウル内の液が漏れ出すこともあり得る。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１０８５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ローターの回転停止時に、遠心分離器内の圧力変動を抑制または緩和することができる遠心分離器およびこれを備える血液成分採取回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
（１） 上部に血液または血液成分の流入口および流出口が設けられたステーターと、
前記ステーターに対し回転可能に設置されたローターと、
前記ローターの回転時に前記ステーターに対する液密性を保持するシール機構とを有する遠心分離器であって、
前記ローターは、その内部に、血液または血液成分を貯留する第１の空間と、前記第１の空間に隔壁を介して形成された第２の空間とを有し、
前記第１の空間と前記第２の空間とを連通する連通口を設けたことを特徴とする遠心分離器。
【００１２】
（２） 前記ローターは、容器本体と、前記容器本体の下端開口を遮蔽する底板と、前記容器本体内に設置された筒状の外核と、前記外核の内側に設置された筒状の内核とを備え、前記連通口は、前記内核に形成されている上記（１）に記載の遠心分離器。
【００１３】
（３） 前記連通口は、前記ローターの回転停止時において前記第１の空間内に貯留された血液または血液成分の液面より上部に設けられている上記（１）または（２）に記載の遠心分離器。
【００１４】
（４） 前記連通口に、気体は透過するが液体は通過し得ない部材が設置されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の遠心分離器。
【００１５】
（５） 前記連通口の近傍でかつ前記第２の空間側に、液体を一時的に貯留し得る液溜めを有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の遠心分離器。
【００１６】
（６） 前記液溜めの上端開口に、気体は透過するが液体は通過し得ない部材が設置されている上記（５）に記載の遠心分離器。
【００１７】
（７） 前記連通口は、前記ローターの回転停止時において前記第１の空間内に貯留された血液または血液成分の液面より下部に設けられている上記（１）または（２）に記載の遠心分離器。
【００１８】
（８） 前記連通口は、前記第２の空間の最下部付近に設けられている上記（７）に記載の遠心分離器。
【００１９】
（９） 前記第２の空間の底部内面は、前記連通口に向かって下方に傾斜する傾斜面で構成されている上記（７）または（８）に記載の遠心分離器。
【００２０】
（１０） 血液から目的とする血液成分を採取するための血液成分採取回路であって、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の遠心分離器と、
前記遠心分離器に血液を導入する第１のラインと、
前記遠心分離器にて分離された所定の血液成分を回収する第２のラインとを有することを特徴とする血液成分採取回路。
【００２１】
（１１） さらに、採血および／または返血を行う第３のラインを有する上記（１０）に記載の血液成分採取回路。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、遠心分離器において、流入口および排出口にそれぞれ接続された流路を閉鎖した状態（遠心分離器を密閉した状態）でローターの回転を停止しても、第１の空間の圧力の過大な上昇を防止することができる。そのため、ステーターに対するローターのシール機構の液密性を十分に維持することができる。
【００２３】
また、血液成分が連通口を越えて第２の空間内に流入するのを防止するように構成した場合には、血液成分を無駄なく利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の遠心分離器および血液成分採取回路を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の遠心分離器（遠心ボウル）の第１実施形態を示す縦断面図である。まず、図１に基づき、本発明の遠心分離器の構成について説明する。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、「上部」または「上端」、下側を「下」、「下部」または「下端」と言う。
【００２６】
遠心分離器（遠心ボウル）４は、血液を複数の血液成分に分離する機能を有するものであり、ステーター４０と、ステーター４０に対し回転可能なローター５０とで構成されている。ステーター４０の上部には、ボウルヘッド４１が設けられ、該ボウルヘッド４１には、互いに反対方向へ向けて突出する流入口４３および流出口４４が形成されている。ボウルヘッド４１の長手方向中央部付近には、後述するシール機構４８を収納するスカート状のカバー４２が形成されている。
【００２７】
ボウルヘッド４１の下端部には、下方へ向けて拡開する上部流出管４５が液密に嵌入されている。また、ボウルヘッド４１の内腔および上部流出管４５の内腔には、下部流入管４６が挿入されており、これらにより２重管構造をなしている。
【００２８】
下部流入管４６の上端４６１は、流出口４４より上方へ突出し、流入口４３に連通している。また、下部流入管４６の途中には、上部流出管４５の下面に対面する形状のフランジ部４６２が形成されている。
【００２９】
上部流出管４５とフランジ部４６２との間には、幅狭の流路４６３が形成され、この流路４６３は、ボウルヘッド４１の内面と下部流入管４６の外面との間に形成される流路４６４を介して、流出口４４に連通している。
【００３０】
下部流入管４６の下端には、鉛直方向に延出する直管状の流入管４７が接続されている。流入管４７の下端は、ローター５０内の底部付近に位置している。この流入管４７は、後述するローター５０の回転中心軸５００と同軸で設置されている。
【００３１】
シール機構４８は、ローター５０の上端部を液密にシールし、ローター５０の回転時にステーター４０に対する液密性を保持するものであり、リング４８１と、内周縁部がボウルヘッド４１に固着されたシール部材４８２と、シール部材４８２の外周縁部をリング４８１との間で挟持固定する押え部材４８３とで構成されている。
【００３２】
リング４８１は、ローター５０の回転時に、ローター５０側に固定された摺動部材５８と接触して摺動する凸部４８４を有している。シール部材４８２は、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ウレタンゴム等の各種ゴムや各種熱可塑性エラストマー等の弾性材料よりなる膜で構成されている。
【００３３】
一方、ローター５０は、釣り鐘状をなす容器本体（ボウル本体）５１と、容器本体５１の下端開口を遮蔽する底板５２と、容器本体５１内に位置する筒状の外核５３と、外核５３の内側に嵌合された筒状の内核５４とで構成され、これらを組み立てたものである。容器本体５１および底板５２は、いずれも回転体形状をなしており、底板５２は、その外周部において、容器本体５１の下端部に対し接着または融着により液密に固着されている。
【００３４】
外核５３は、釣り鐘状（ベル状）をなしており、外核５３およびその内側に設置された内核５４は、それぞれ、容器本体５１と同心的に設置されている。また、内核５４の内側の中心部空間Ｓ３には、前記流入管４７が挿通され、ローター５０は、流入管４７の管軸（回転中心軸５００）を中心として回転する。
【００３５】
容器本体５１の側壁５１１の内周面と、外核５３の外周面との間には、血液または血液成分を貯留する第１の空間として、円環状の貯血空間（血液貯留空間）Ｓ１が形成されている。また、容器本体５１の肩部内面と、外核５３の上部外面との間には、貯血空間Ｓ１の上部に連通し、そこからローター５０の回転中心軸５００方向に向かう幅狭の流路５６が形成されている。また、外核５３の内周面と内核５４の外周面との間には、第２の空間として、圧力変動緩和空間Ｓ２が形成されている。
【００３６】
底板５２は、ほぼ円板状の部材であり、その中心部には、流入管４７を流下した血液を受ける凹部５２１が形成されている。また、内核５４の下面と底板５２の上面（内面）との間には、ほぼ円盤状の流路５７が形成されている。この流路５７の内周側は、凹部５２１および流入管４７内に連通し、外周側は、貯血空間Ｓ１の下部に連通している。
【００３７】
これにより、貯血空間Ｓ１の下部は、流路５７、流入管４７の内腔および下部流入管４６の内腔を介して、流入口４３に連通し、貯血空間Ｓ１の上部は、流路５６、流路４６３および流路４６４を介して、流出口４４に連通している。また、貯血空間Ｓ１は、流路５６および５７を介して中心部空間Ｓ３とも連通している。
【００３８】
容器本体５１の上部には、縮径部５１５が形成されており、該縮径部５１５内に、前記上部流出管４５およびフランジ部４６２が収納されている。また、縮径部５１５の上端部には、例えばセラミックスで構成されたリング状の摺動部材５８が嵌入固定されている。
【００３９】
貯血空間Ｓ１は、図１中上方へ向かってその内外径が漸減するような形状（テーパ状）をなしている。特に、貯血空間Ｓ１の上部は、ローター５０の回転中心軸５００へ向かって湾曲し、幅狭の流路５６に至っている。この湾曲部分を肩部５９といい、流路５６の最内周の部分をダム部６０という。ダム部６０は、遠心分離操作時に血液成分がこれを越える（回転中心軸５００側へ移行する）と、縮径部５１５の内面に沿って流れ、さらに流路４６３、４６４を経て流出口４４より流出し、これを越えなければローター５０の回転数を下げること等により血液成分を貯血空間Ｓ１内に戻すことが可能な境界部である。
【００４０】
また、このローター５０において、貯血空間Ｓ１の容積Ｖは、特に限定されないが、通常、５０〜１０００［ｍｌ］程度とするのが好ましく、１００〜３００［ｍｌ］程度とするのがより好ましい。
【００４１】
容器本体５１、底板５２、外核５３および内核５４は、それぞれ、硬質の樹脂材料で構成されている。この硬質の樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレンが挙げられる。これらを硬質材料で構成することにより、貯血空間Ｓ１等の容積の変動を抑制することができる。
【００４２】
また、容器本体５１、底板５２、外核５３および内核５４のうちの少なくとも容器本体５１は、貯血空間Ｓ１の視認性を確保するために、実質的に透明な材料で構成されているのが好ましい。特に、容器本体５１と底板５２とは、それらの融着部の融着強度を高めるために、同一または同種の材料、あるいは相溶性に優れる材料であるのが好ましい。
【００４３】
内核５４の内周面の上部には、内核５４を貫通する連通口５４１が形成されている。この連通口５４１により、圧力変動緩和空間Ｓ２と中心部空間Ｓ３とが連通する。すなわち、貯血空間Ｓ１は、流路５７、中心部空間Ｓ３および連通口５４１を介して圧力変動緩和空間Ｓ２と連通している。
【００４４】
この連通口５４１は、ローター５０の回転停止時において、貯血空間Ｓ１および中心部空間Ｓ３内に貯留された血液成分（懸濁液）の液面より上部に設けられている。これにより、ローター５０の回転停止時に、貯血空間Ｓ１および中心部空間Ｓ３内に貯留された血液成分の液面が連通口５４１を越えることが防止される。
【００４５】
このような連通口５４１は、複数個（複数箇所）設けられていてもよい。
連通口５４１の開口面積（連通口５４１が複数個の場合は、全連通口の開口面積の総和）は、特に限定されないが、０．００７８ｃｍ２以上であるのが好ましい。これにより、連通口５４１は、十分な通気性を得ることができ、貯血空間Ｓ１およびこれに連通する部位の圧力変動への通従性（応答性）を十分に確保することができる。
【００４６】
また、連通口５４１には、気体は透過するが液体は通過し得ない部材（膜部材５５）が設置されている。本実施例においては、この膜部材５５は、疎水性膜で構成されており、連通口５４１は、この疎水性膜により塞がれた状態となっている。このような膜部材５５を設置することにより、中心部空間Ｓ３内に貯留された血液成分の液面が連通口５４１を越えて上昇したとしても、その血液成分が連通口５４１を越えて圧力変動緩和空間Ｓ２内に流れ込むことが防止される。すなわち、圧力変動緩和空間（第２の空間）Ｓ２は、ローター５０の回転時・停止時にかかわらず、血液成分は貯留されない。
【００４７】
膜部材５５を構成する疎水性膜としては、例えば、ポリスルフォン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００４８】
なお、気体は透過するが液体は通過し得ない部材としては、膜状をなすものに限定されず、例えばブロック状等、いかなる形状のものでもよい。また、気体は透過するが液体は通過し得ない部材（膜部材５５）の形態としては、例えば、織布、不織布、多孔質体等、いかなる形態のものでもよい。
【００４９】
また、膜部材５５の連通口５４１に対する固定方法は、例えば接着剤による接着、融着、挟持による固定等、いかなる方法であってもよい。
【００５０】
次に、連通口５４１を設けたことによる作用について説明する。
ローター５０を構成する各部は、前述したように硬質の樹脂で構成されており、ローター５０の高速回転時（遠心分離時）には、遠心力により容器本体５１が膨張し、貯血空間Ｓ１の容積はローター５０の回転停止状態のときに比べ大きくなる。このため、ローター５０の高速回転状態から減速し停止状態に至るまでの間、貯血空間Ｓ１の容積は減少することとなる。ここで、後述する工程［９］で述べられているように、ローター５０が高速回転している状態からこの回転を停止する際には、全てのバルブ８３〜８６を閉じるので、ローター５０内は密閉状態となるが、この密閉状態で貯血空間Ｓ１の容積が減少すると、貯血空間Ｓ１およびこれに連通する流路５６、５７および中心部空間Ｓ３の圧力（以下「ローター内圧」と言う）が上昇する。そこで、このようなローター内圧の上昇が生じた際に、空気を連通口５４１より圧力変動緩和空間Ｓ２内に逃がすことにより、ローター内圧の上昇を抑制（緩和）することができる。すなわち、圧力変動緩和空間Ｓ２は、本来、血液の遠心分離には利用されない空間（デッドスペース）であるが、この空間をローター内圧の変動を抑制（緩和）する空間として利用したものである。
【００５１】
このように、ローター内圧の上昇が抑制（緩和）されることで、シール機構４８に過大な圧力が作用することを防止し、ステーター４０に対するローター５０の液密性（気密性）をより確実に保持することができる。
【００５２】
以上のようなローター５０は、後述する回転駆動装置７により予め設定された所定の遠心条件（回転速度および回転時間）で回転される。この遠心条件により、ローター５０内の血液の分離パターン（例えば、分離する血液成分数）を設定することができる。本実施形態では、血液が貯血空間Ｓ１内で内層より血漿層、バフィーコート層および赤血球層に分離されるように遠心条件を設定することができる。バフィーコート層は、血小板と白血球とを含んでいる。このバフィーコート層は、血漿層および赤血球層に比べて少量であるが、ローター５０が前述したような寸法条件を満たすことにより、バフィーコート層が貯血空間Ｓ１から流路５６内へ移行したとき、十分に広げられるので、血小板と白血球とをより明確に分離することができる。
【００５３】
図２は、本発明の遠心分離器（遠心ボウル）の第２実施形態を示す縦断面図である。以下、この第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００５４】
図２に示す遠心分離器（遠心ボウル）４は、内核５４に前記と同様の連通口５４１が形成されているが、この連通口５４１付近の構造が異なり、その他は前記第１実施形態と同様である。すなわち、内核５４には、ローター５０の回転停止時において貯血空間Ｓ１および中心部空間Ｓ３内に貯留された血液成分の液面より上部の位置に連通口５４１が設けられているが、前述した膜部材５５は設けられていない。
【００５５】
そして、連通口５４１の圧力変動緩和空間Ｓ２側近傍には、血液成分を一時的に貯留し得る液溜め５４２が設けられている。この液溜め５４２は、その底部５４３が連通口５４１の下端縁部に連結または一体形成されたカップ状（正確には半カップ状）をなす部材で構成されている。液溜め５４２の内部は、連通口５４１に連通し、液溜め５４２の上端開口５４４は、圧力変動緩和空間Ｓ２に開放している。
【００５６】
このような液溜め５４２を設けたことにより、万一、血液成分の液面が連通口５４１を越えて上昇し、連通口５４１内に流入したとしても、液溜め５４２により一時的に貯留されるので、血液成分が圧力変動緩和空間Ｓ２内に流下することが防止される。
【００５７】
なお、この効果をさらに確実にするために、液溜め５４２の上端開口５４４を前記膜部材５５と同様の膜部材で覆うような構成としてもよい。
【００５８】
また、液溜め５４２の底部５４３は、回転中心軸５００側が下方となるようなテーパ状をなしており、これにより、液溜め５４２に一旦貯留された血液成分は、中心部空間Ｓ３内の液面が連通口５４１より下方へ下降すると、それに伴って中心部空間Ｓ３へ戻されることとなり、血液成分を無駄なく利用することができる。
【００５９】
このように、本実施形態の遠心分離器４では、ローター５０の回転時、停止時のそれぞれにおいて、圧力変動緩和空間（第２の空間）Ｓ２に血液成分は貯留されないこととなる。
【００６０】
図３は、本発明の遠心分離器（遠心ボウル）の第３実施形態を示す縦断面図である。以下、この第３実施形態について説明するが、前述した第１実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００６１】
図３に示す遠心分離器（遠心ボウル）４は、内核５４に前記と同様の連通口５４１が形成されているが、この連通口５４１の形成位置が異なる。すなわち、連通口５４１は、ローター５０の回転停止時において、貯血空間Ｓ１および中心部空間Ｓ３内に貯留された血液成分の液面より下部に設けられている。特に、本実施形態では、連通口５４１は、圧力変動緩和空間Ｓ２の最下部付近に、周方向に沿って複数設けられている。これら連通口５４１は、できるだけローター５０の回転中心に近い位置に形成されているのが好ましい。そして、前述したような膜部材５５は設けられていない。
【００６２】
また、圧力変動緩和空間Ｓ２の底部内面５４５は、連通口５４１に向かって（ローター５０の回転中心に向かって）下方に傾斜する傾斜面で構成されている。これは、圧力変動緩和空間Ｓ２内に入った液体の排出性を向上するためである。
【００６３】
このような構成の遠心分離器４では、ローター５０の回転時には、流入口４３から流入した血液は、遠心力によりローター５０の外周側にある貯血空間Ｓ１に集められるが、連通口５４１は、その血液より回転中心軸５００側に位置しているので、連通口５４１から圧力変動緩和空間Ｓ２内へは血液（血液成分）はほとんど入らず、また少量が入ったとしても、貯留されるには至らない。
【００６４】
また、ローター５０の回転停止時には、貯血空間Ｓ１および中心部空間Ｓ３内に血液または血液成分が貯留され、その液面はほぼ同一レベルとなるが、連通口５４１は、液面下に位置することとなるので、血液または血液成分は、連通口５４１を通って圧力変動緩和空間Ｓ２内に入る。
【００６５】
これにより、ローター５０の回転停止の際に、血液または血液成分を連通口５４１より圧力変動緩和空間Ｓ２内に逃がすことにより、ローター内圧の上昇を抑制（緩和）することができる。
【００６６】
また、圧力変動緩和空間Ｓ２の底部内面５４５は、連通口５４１に向かって下方に傾斜する傾斜面で構成されているため、血液成分を遠心分離器４外に排出する際などに、圧力変動緩和空間Ｓ２内に入った血液成分は、底部内面５４５に沿って連通口５４１へ導かれ、容易かつ迅速に排出することができる。これにより、血液成分を無駄なく利用することができる。
【００６７】
図４は、本発明の遠心分離器を備えた血液成分採取回路の実施形態を示す構成図である。以下、この血液成分採取回路の構成について、図４を参照しつつ説明する。
【００６８】
血液成分採取回路１は、血液成分採取装置に装着されて、血液（全血）から血小板（目的とする血液成分）を採取（回収）するための回路であって、図１、図２または図３に示す遠心分離器（遠心ボウル）４と、該遠心分離器４に血液または血液成分を導入する第１のライン（血液導入ライン）２と、遠心分離器４にて分離された血液成分を回収する第２のライン（血液成分回収ライン）３と、第３のライン（採血・返血ライン）１０とを備えてなるものである。
【００６９】
血液成分採取装置は、遠心分離器４のローター５０を回転する回転駆動装置７と、光学センサー６１、６２と、第１のライン２に設置されるポンプ９と、第３のライン１０に設置されるポンプ１０７と、バルブ８３、８４、８５、８６と、光学センサー６１、６２からの検出信号等に基づいてポンプ９、回転駆動装置７および各バルブ８３〜８６の作動を制御する制御手段（図示せず）とを有する。
【００７０】
図４に示すように、第３のライン１０は、主に、チューブ１０１と、チューブ１０１の先端に接続された採血針１０４と、チューブ１０１の途中にＹ字状の分岐コネクタ１０２を介して接続されたチューブ１０３と、チューブ１０３の先端に接続された瓶針１０８と、チューブ１０３の途中に接続された点滴筒１０５および除菌フィルター１０６とで構成されている。チューブ１０３の途中には、ローラポンプよりなる送液用のポンプ１０７が設置されている。
【００７１】
チューブ１０１の基端は、Ｔ字状の分岐コネクタ１２を介してチューブ１３および２０の一端と接続されている。チューブ１０１の途中には、チューブ１０１の内部流路を遮断・解放し得る流路開閉手段であるバルブ８３が設置されている。
【００７２】
第１のライン２は、チューブ１３およびその一端に接続された分岐コネクタ１２により構成されている。チューブ１３の他端は、遠心分離器４の流入口４３に接続され、チューブ１３の途中には、例えばローラポンプよりなる送血用のポンプ９が設置されている。
【００７３】
遠心分離器４の流出口４４には、チューブ１４の一端が接続され、チューブ１４の他端は、Ｔ字状の分岐コネクタ１５を介してチューブ１６および１８の一端と接続されている。
【００７４】
チューブ１６の他端は、血小板を貯留する血小板バッグ１７に接続され、チューブ１６の途中には、チューブ１６内の流路を開閉するバルブ８５が設置されている。
【００７５】
また、チューブ１８の他端は、血漿バッグ２１に接続され、チューブ１８の途中には、チューブ１８内の流路を開閉するバルブ８６が設置されている。
【００７６】
一端が分岐コネクタ１２に接続されているチューブ２０の他端は、血漿バッグ２１に接続され、チューブ２０の途中には、チューブ２０内の流路を開閉するバルブ８４が設置されている。
【００７７】
このような構成において、チューブ１４、１６、１８、２０、分岐コネクタ１５、血小板バッグ１７および血漿バッグ２１により、第２のライン３が構成されている。このうち、チューブ１４、１８および血漿バッグ２１は、血漿を回収するための血漿回収用分岐ラインを構成し、チューブ１４、１６および血小板バッグ１７は、血小板を回収するための血小板回収用分岐ラインを構成する。
【００７８】
回転駆動装置７は、例えば、遠心分離器４を収納するハウジングと、遠心分離器４のローター５０を保持する円盤状の固定台と、この固定台を回転駆動するモータ（いずれも図示せず）とで構成されている。
【００７９】
光学センサー６１は、ローター５０内の分離された血液成分の界面、すなわち、バフィーコート層と赤血球（濃厚赤血球）層との界面の位置を光学的に検出するもので、ローター５０の外周面に対面するように設置されている。
【００８０】
この光学センサー６１は、ＬＥＤのような発光素子とフォトダイオードのような受光素子とを有し、発光素子から発っ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。分離されたバフィーコート層と赤血球層とで反射光の強度が異なるため、受光光量すなわち出力電圧が変化した受光素子に対応する位置が、界面の位置として検出される。
【００８１】
チューブ１４の流出口４４と分岐コネクタ１５との間には、チューブ１４内を流れる血液成分中の血小板の濃度を検出し得る光学センサー６２が設置されている。この光学センサー６２は、チューブ１４を介して対向配置された投光部（光源）６３および受光部（フォトダイオード）６４で構成されている。投光部６３から発せられた光（例えばレーザ光）は、チューブ１４を透過して受光部６４で受光され、その受光光量に応じた電気信号に変換されるが、チューブ１４内を流れる血液成分中の血小板濃度に応じて透過率が変化し、受光部６４での受光光量が変動するため、この変動を受光部６４からの出力電圧の変化として検出することができる。
【００８２】
前記各バルブ８３〜８６は、例えば、ソレノイド、電動モータ、またはシリンダ（油圧または空気圧）等の駆動源で作動し、該駆動源は、後述する制御手段からの信号に基づいて作動する。各バルブ８３〜８６を例えばピンチバルブで構成する場合、それらが設置されているチューブを挟持して内部流路を圧閉し、液の流通を遮断する。
【００８３】
なお、血液成分採取回路１は、図４に示す構成のものに限定されないことは、言うまでもない。
【００８４】
次に、図４に示す血液成分採取回路１の作用の好適例について説明する。
［１］ 血液成分採取回路１を血液成分採取装置に装着する。そして、ドナー（供血者）の血管に採血針１０４を穿刺し、チューブ１０３をクレンメで閉塞し、バルブ８３、８５を開、その他のバルブを閉とした状態で、ポンプ９を作動（正転）する。これにより、ドナーからの血液は、チューブ１０１および１３を介して移送され、遠心ボウル４の流入口４３より流入し、流入管４７および流路５７を経て貯血空間Ｓ１内に導入される。なお、ポンプ９の回転速度は、血液吐出量（血液供給速度）が例えば２０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度となるように設定される。
【００８５】
［２］ また、前記工程［１］の血液移送と同時に、ポンプ１０７を作動して瓶針１０８を介して抗凝固剤（例えばＡＣＤ−Ａ液）を添加するとともに回転駆動装置７を作動して、ローター５０を好ましくは３０００〜６０００rpm（例えば、４８００rpm）で回転する。流入管４７の下端開口より流出した血液は、一旦凹部５２１で受けられ、ローター５０の回転による遠心力により、流路５７を外周方向へ向けて放射状に流れ、貯血空間Ｓ１に集められ、該貯血空間Ｓ１において回転中心軸５００側より血漿層、バフィーコート層および赤血球層に分離される。
【００８６】
なお、このローター５０の回転時には、図１および図２に示す遠心分離器４はもちろんのこと、図３に示す遠心分離器４においても、圧力変動緩和空間（第２の空間）Ｓ２に血液や血液成分は貯留されないこととなる。
【００８７】
［３］ 前記工程［１］、［２］を継続し、貯血空間Ｓ１の容量を超える血液（約２７０ｍＬ）が貯血空間Ｓ１内に導入されると、貯血空間Ｓ１内は完全に血液により満たされ、遠心ボウル４の流出口４４から血漿がオーバーフローする。
【００８８】
このとき、第２のライン３に設置された光学センサー６２は、チューブ１４中を流れる流体が、空気から血漿に変わったことを検出し、制御手段は、バルブ８５を閉塞し、バルブ８６を開放するよう制御する。これにより、チューブ１４、１８を介して血漿を血漿バッグ２１内に導入、採取する。
【００８９】
またこれに伴い、貯血空間Ｓ１内の赤血球量が増加し、バフィーコート層と赤血球層との界面も徐々に回転中心軸側に移動する。この界面は、光学センサー６１により随時検出されている。
【００９０】
［４］ 制御手段は、光学センサー６１からの検出信号（界面位置検出情報）に基づき、界面が所定レベルに到達したことを検出すると、バルブ８３を閉塞し、バルブ８４を開放するとともに、ポンプ１０７を停止し、ポンプ９の回転速度を所定の加速度（例えば、初速：６０ｍＬ／ｍｉｎ、加速度：３〜６ｍＬ／ｍｉｎ／ｓｅｃ）で段階的または連続的に増加（増大）するように作動（正転）する。
【００９１】
これにより、採血を一時中断するとともに、血漿バッグ２１内の血漿をチューブ２０および第１のライン２を介して貯血空間Ｓ１内に導入し、遠心ボウル４の流出口４４から流出してきた血漿をチューブ１４、１８を介して血漿バッグ２１内に回収する。すなわち、血漿バッグ２１内の血漿を貯血空間Ｓ１内に循環させる。
【００９２】
［５］ 制御手段は、血漿の貯血空間Ｓ１内への循環速度が最高速度、すなわち、ポンプ９の回転速度が最高速度（例えば、１３０〜２５０ｍＬ／ｍｉｎ程度）に到達すると、バルブ８４を閉塞し、バルブ８３を開放するとともに、ポンプ９の回転速度を例えば２０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度とし、ポンプ１０７を作動させる。
【００９３】
これにより、再び、ドナーからの血液を第３のライン１０および第１のライン２を介して遠心ボウル４の貯血空間Ｓ１内に流入し、オーバーフローした血漿をチューブ１４、１８を介して血漿バッグ２１に採取する。
【００９４】
［６］ 次に、制御手段は、血漿バッグ２１内に所定量の血漿が採取されると、バルブ８３、８５を閉塞し、バルブ８４、８６を開放するとともに、ポンプ１０７を停止し、ポンプ９の回転速度を所定の加速度（例えば、初速：４０〜１５０ｍＬ／ｍｉｎ程度、加速度：３〜２０ｍＬ／ｍｉｎ／ｓｅｃ程度）にて増加（増大）するよう作動（正転）する。
【００９５】
これにより、採血を中断するとともに、血漿バッグ２１内の血漿をチューブ２０および第１のライン２を介して貯血空間Ｓ１内に所定の加速度にて加速させながら導入し、遠心ボウル４の流出口４４から流出してきた血漿をチューブ１４、１６を介して血漿バッグ２１内に回収する。
【００９６】
このとき、貯血空間Ｓ１内に血漿を所定の加速度にて加速させながら循環すると、赤血球層の拡散（層厚の増大）が生じて、バフィーコート層と赤血球層の界面も徐々に回転中心軸５００側に移動するとともに、バフィーコート層中の血小板が遠心力に抗して浮上し（舞い上がり）、ローター５０の流出口４４へ向かって移動する。
【００９７】
［７］ 制御手段は、血漿の貯血空間Ｓ１内への循環速度が最高速度に到達すると、すなわち、ポンプ９の回転速度が最高速度に到達すると、その回転速度を維持（保持）するように制御する。これにより、血漿の貯血空間Ｓ１内への循環速度は、好ましくは１２０〜３００ｍＬ／ｍｉｎ程度（例えば、２００ｍＬ／ｍｉｎ）とされる。
【００９８】
［８］ 前記工程［６］、［７］と並行して、光学センサー６２からの出力電圧（ＰＣ濃度電圧）が所定値（例えば、２．５〜３．５Ｖ程度）以下に低下した場合には、すなわち、ローター５０の流出口４４から血小板が流出するのに伴い、第２のライン３中を流れる血漿中の血小板濃度が所定値以上に到達した場合には、制御手段は、バルブ８６を閉塞し、バルブ８５を開放するよう制御する。これにより、チューブ１４，１６を介して濃厚血小板血漿（ＰＣ）を血小板バッグ１７内へ導入し、採取（貯留）する。
【００９９】
なお、この血小板濃度は、ＰＣ採取を開始してから上昇を続け、一旦、最高濃度に到達した後、下降に転じる。
【０１００】
［９］ 光学センサー６２により検出される血小板濃度が予め設定された基準値以下となったら、血小板バッグ１７への血小板の回収が終了したものとみなし、制御手段の制御により、ポンプ９を停止してローター５０内への血漿の供給を停止し、さらに回転駆動装置７を停止してローター５０の回転を停止する。これにより、血小板の回収が終了する。
【０１０１】
なお、このローター５０の回転を停止する際には、全てのバルブ８３〜８６を一旦閉じ、ローター５０内から血液成分が流出しないようにする。
【０１０２】
［１０］ バルブ８３、８５を開、その他のバルブを閉とし、ポンプ９を逆回転する。これにより、遠心ボウル４内に残った赤血球、白血球および少量の血漿が、流入管４７、流入口４３、チューブ１３、１０１を介して、ドナーに返血される。
【０１０３】
また、本工程の後またはその途中で、バルブ８４、８６を開、その他のバルブを閉としてポンプ９を作動（正転）し、血漿バッグ２１内の血漿をチューブ２０、１３、流入口４３、流入管４７を介してローター５０内に入れ、続いて、バルブ８３、８５を開、その他のバルブを閉としてポンプ９を逆回転し、血漿バッグ２１から移したローター５０内の血漿を、流入管４７、流入口４３、チューブ１３、１０１を介して、ドナーに返血してもよい。
【０１０４】
［１１］ ポンプ９を作動（正転）して、前記工程［１］を行い、さらに前記工程［２］〜［１０］を行う。これにより、採血血液に対し、血小板バッグ１７への血小板の回収およびその他の血液成分のドナーへの返血がなされる。
【０１０５】
［１２］ 血小板バッグ１７付近のチューブ１６を例えば融着により封止し、さらにこの封止部を切断、分離することにより、血小板製剤入りの血小板バッグ１７が得られる。
【０１０６】
以上のように、本実施形態の血液成分採取回路１では、血漿等の血液成分や血液を貯血空間Ｓ１に下方より供給して、分離された血液成分の界面を緩徐に移動させるので、界面を乱すことなく、バフィーコート層中からの血小板の取り出しを確実に行うことができ、血小板の収率および回収された血小板中の白血球の除去率が向上する。
【０１０７】
特に、血小板排出時における血液成分の供給速度の設定により、血小板の排出条件が最適に調整され、よって、白血球の除去率が極めて高い高品質の血小板製剤が得られる。しかも、光学センサー６１や６２による検出値に基づいて、装置の諸動作、特に血液成分の供給開始のタイミングや供給速度等を制御するため、自動化とともにより高精度の制御が可能となり、血小板の回収率および回収された血小板中の白血球の除去率がさらに向上する。このようなことから、該血小板製剤を用いた場合、発熱等の副作用をより高い確率で防止することができ、安全性が高い。
【０１０８】
以上、本発明を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明の遠心分離器は、図示のものに限定されないことは言うまでもない。上述した遠心分離器の各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができ、また任意の構成を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の遠心分離器の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の遠心分離器の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の遠心分離器の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の遠心分離器を備える血液成分採取回路の実施形態を模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 血液成分採取回路
２ 第１のライン
３ 第２のライン
４ 遠心分離器（遠心ボウル）
４０ ステーター
４１ ボウルヘッド
４２ カバー
４３ 流入口
４４ 流出口
４５ 上部流出管
４６ 下部流入管
４６１ 上端
４６２ フランジ部
４６３、４６４ 流路
４７ 流入管
４８ シール機構
４８１ リング
４８２ シール部材
４８３ 押え部材
４８４ 凸部
５０ ローター
５００ 回転中心軸
５１ 容器本体
５１１ 側壁
５１５ 縮径部
５２ 底板
５２１ 凹部
５３ 外核
５４ 内核
５４１ 連通口
５４２ 液溜め
５４３ 底部
５４４ 上端開口
５４５ 底部内面
５５ 膜部材（疎水性膜）
５６、５７ 流路
５８ 摺動部材
５９ 肩部
６０ ダム部
６１、６２ 光学センサー
６３ 投光部
６４ 受光部
７ 回転駆動装置
８３〜８６ バルブ
９ ポンプ
１０ 第３のライン
１０１ チューブ
１０２ 分岐コネクタ
１０３ チューブ
１０４ 採血針
１０５ 点滴筒
１０６ 除菌フィルター
１０７ ポンプ
１０８ 瓶針
１２ 分岐コネクタ
１３、１４ チューブ
１５ 分岐コネクタ
１６ チューブ
１７ 血小板バッグ
１８ チューブ
２０ チューブ
２１ 血漿バッグ
Ｓ１ 貯血空間（第１の空間）
Ｓ２ 圧力変動緩和空間（第２の空間）
Ｓ３ 中心部空間
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０９５４３
【氏名又は名称】テルモ株式会社
【住所又は居所】東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目４４番１号
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| 【出願日】 |
平成１６年７月７日（２００４．７．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１２９２
【弁理士】
【氏名又は名称】増田 達哉
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| 【公開番号】 |
特開２００６−２０７５６（Ｐ２００６−２０７５６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１８年１月２６日（２００６．１．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−２００４０２（Ｐ２００４−２００４０２） |
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