[发明专利]具有扩口细胞捕获腔室的血液处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来分离流体的颗粒或成分的设备和方法。本发明具有与分离血液成分，如白细胞和血小板，有关的具体优点。 

本发明的扩口淘选腔室可以用于各种血液-分离设备，如在下述专利文件中描述的设备：1998年3月3日颁布的美国专利No.5,722,926；1999年9月14日颁布的美国专利No.5,951,877；2000年4月25日颁布的美国专利No.6,053,856；2002年1月1日颁布的美国专利No.6,334,842；2004年7月1日提交的美国专利申请No.10/884,877；美国专利No.7,201,848。这些专利和专利申请的每一个的全部公开通过参考包括在这里。 

背景技术

在多个不同的领域中，携带颗粒物质的液体必须过滤或处理，以得到净化液体或净化颗粒最终产物。在其最宽广的意义上，过滤器是能够从物质除去或分离颗粒的任何装置。因而，这里所使用的过滤器不限于多孔介质材料，而是包括多种不同类型的装置和过程，在所述装置和过程中颗粒彼此分离或与液体分离。 

在医学领域中，常常需要过滤血液。全血包括各种液体成分和颗粒成分。血液的液体部分大都由血浆组成，并且颗粒成分包括红细胞(红血球)、白细胞(白血球)及血小板(thrombocytes)。尽管这些组分具有类似密度，但它们的平均密度关系，按减小密度的顺序，如下：红细胞、白细胞、血小板及血浆。另外，颗粒成分根据尺寸相关，按尺寸减小的顺序，如下：白细胞、红细胞及血小板。大多数当前净化装置依据密度和尺寸差或表面化学特性来分离和/或过滤血液成分。 

典型地，使用离心机从其它血液成分中分离或收集所捐献的血小 板。也可以收集白细胞或其它选定成分。离心机转动血液分离容器，以使用离心力分离在容器或储箱内的成分。在使用时，血液进入分离容器，同时它正在以非常快的速度转动，并且离心力使血液成分分层，从而可以分别地除去具体成分。这些成分通过在血液成分的分层层内布置的端口取出。 

在血浆中的白细胞和血小板形成中密度分离层或“血沉棕黄层(buffy coat)”。因为典型的离心机收集过程不能一致地和满意地从血沉棕黄层中将白细胞与血小板分离，所以已经加设其它过程以改进结果。在一种程序中，在离心之后，使血小板通过多孔的纺织或非纺织的介质过滤器，以脱除白细胞，该过滤器可以具有改性表面。然而，多孔过滤器的使用也带来了它自己的一系列问题。常规多孔过滤器是低效率的，因为它们可以永久地脱除或捕获血小板的近似5-20％。这些常规过滤器也会降低“血小板活力”，这意味着一旦通过过滤器，一定百分比的血小板就不能适当地起作用，并且可能部分地或完全活化。另外，多孔过滤器可能引起缓激肽、炎症介体和血管舒张体的释放，这可能导致病人的低血压发作。多孔过滤器价值不菲，并且常常要求额外的耗时人工劳动以进行过滤过程。尽管多孔过滤器在脱除相当大数量的白细胞方面是有效的，但活化血小板会堵塞过滤器。因此，至少一些多孔过滤器对于在线过程而言是不可使用的。 

另一种分离过程是称作离心淘选的过程。这个过程分离在液体介质中悬浮的细胞，而不使用膜过滤器。在一种普通形式的淘选中，将批量细胞引入到液体淘选缓冲剂的流中。在悬浮液中携带批量细胞的这种液体，然后引入到漏斗形腔室中，该漏斗形腔室布置在旋转的离心机上。当另外的液体缓冲剂溶液流过腔室时，液体向在腔室内的淘选边界扫除较小、较不致密、沉积较慢的细胞，而较大、较致密、沉积较快的细胞向具有最大离心力的腔室区域迁移。 

当离心力和由液体流动产生的力平衡时，流体流量增大以强迫沉积较慢的细胞离开在腔室中的出口端口，而沉积较快的细胞保持在腔室中。如果通过腔室的流体流量增大，则可以从腔室逐渐地除去沉积 较快的细胞。依据诸如流量或粘度之类的条件，例如，沉积速率将由细胞的尺寸或密度决定。 

因而，离心处理分离具有不同沉积速度的颗粒。斯托克斯定律按如下描述球形颗粒的沉积速度(V_S)： 

V_S＝((D²_细胞＊(ρ_细胞-ρ_介质))/(18＊μ_介质)＊ω²r