專利名稱：一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及血液成分分離，特別是涉及到一種對血液進(jìn)行連續(xù)離心分離，從而分離出血漿和血球等有形成分的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
無論是科學(xué)研究還是醫(yī)學(xué)臨床實踐或是工業(yè)生產(chǎn)，以及更多的場合，都需要將血液分離，如從全血分離出單一成分，通常使用離心法從血液中分離出各種單一成分，用于臨床治療、科學(xué)研究或制備原料等場合。最常見的是將全血通過離心分離系統(tǒng)分離出紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、血小板和血漿，或?qū)⒔鈨龊蟮睦鋬黾t細(xì)胞洗滌分離出紅細(xì)胞和洗滌液。連續(xù)離心分離系統(tǒng)的工作原理是:上述系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)包括有離心機(jī)、輸液泵和控制器裝置；通過與輸液泵連接的輸液管路將血液引入離心機(jī)上分離鼓內(nèi)的軟袋中，高速旋轉(zhuǎn)分離鼓，并帶動該軟袋同步高速旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)的血液受到離心力場的不同作用導(dǎo)致血漿和血球等有形成分作離心沉降運動，且按各自密度或比重或沉降系數(shù)的大小分層；當(dāng)達(dá)到離心沉降平衡時，從徑向的圓周面至軸心由密度高到低富集排列形成同心圓狀的各單一成分層，然后利用輸液泵再將分離的單一成分層抽取出來。血液單一成分在該系統(tǒng)中實現(xiàn)連續(xù)采集是通過密閉的軟管提供旋轉(zhuǎn)動力并起到連續(xù)輸入和抽出的作用，軟管的一端與分離鼓內(nèi)的分離軟袋連通，隨分離鼓高速轉(zhuǎn)動，軟管的另一端固定在支架上，因此，軟管一端旋轉(zhuǎn)一端固定，其中間有一盤管結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)軟管解旋解纏，使得在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下可將全血輸入至旋轉(zhuǎn)的分離鼓內(nèi)，并從旋轉(zhuǎn)的分離鼓內(nèi)抽出血漿及血球等單一成分。分離鼓，即分離盤，與盤管結(jié)構(gòu)相結(jié)合實現(xiàn)了血液連續(xù)離心分離?，F(xiàn)有技術(shù)中涉及到應(yīng)用于血液連續(xù)離心分離設(shè)備上的分離盤和盤管結(jié)構(gòu)的主要有美國專利US5360542。在該專利中，分離盤為一個圓筒形結(jié)構(gòu)，稱為分離鼓，其內(nèi)有一個圓筒形的腔隙，軟袋放在圓形腔隙內(nèi)實現(xiàn)血液的離心分離；盤管結(jié)構(gòu)包括有底架，可旋轉(zhuǎn)的頂部支架，頂部支架上懸吊分離鼓，一根軟管自機(jī)箱處固定穿過頂部支架側(cè)面的兩個軸承后伸入到分離鼓底部，其軟管的端部為一方形頭，伸入到分離鼓中心軸處的方形槽內(nèi)。軟管為中空構(gòu)造，其內(nèi)有數(shù)根輸送管路，同時實現(xiàn)動力提供和液體輸送功能?；谏鲜龅慕Y(jié)構(gòu)，動力使頂部支架旋轉(zhuǎn)，帶動軟管解旋而產(chǎn)生扭動力，并將此動力傳輸至分離鼓使之產(chǎn)生同向轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實現(xiàn)血液連續(xù)離心分離過程。中國專利申請200710046991.7中披露了另外一種結(jié)構(gòu)形式的分離盤。該專利中指出:多細(xì)胞成分混合液體分離系統(tǒng)上的分離盤，包括耐用的硬底盤和一次性使用的軟袋，硬底盤上是由內(nèi)芯和底座組成的圓形盤，在內(nèi)芯和底座之間形成一段繞該硬底盤圓心軸一周的、且首部和尾部不封閉的連續(xù)腔隙，軟袋為設(shè)有進(jìn)、出液管的單腔結(jié)構(gòu)，該軟袋可置入所述的腔隙中。由于所述的連續(xù)腔隙內(nèi)各處的離心力不一致，因此在離心力持續(xù)作用下，混合液體各成分在軟袋內(nèi)呈分段分布狀態(tài)，可以從上述分段內(nèi)提取相應(yīng)的單一成分。上述的內(nèi)芯相當(dāng)于所述的內(nèi)分離筒、底座相當(dāng)于所述的外分離筒。上述的硬底盤也即是分離盤。
無論是國外專利還是國內(nèi)專利，都采用了分離盤加軟袋的方式，軟袋為一次性使用的耗材部件。這兩種形式的分離盤在實際使用過程中由于血液分離的設(shè)計思路不同，前者為同心圓設(shè)計，后者為非同心圓設(shè)計，后者的分離效率較前者有很大的提高。后者雖在硬底盤和分離軟袋的設(shè)計較為巧妙，且在實踐中有一定的效果，但仍然有改進(jìn)設(shè)計的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種新的血液連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法。本發(fā)明的方法旨在實現(xiàn)高效的血液連續(xù)離心分離中，通過控制離心旋轉(zhuǎn)方向，不增加分離成本，而提高分離成分的質(zhì)量。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法，其特征在于，所述曲面體容器內(nèi)設(shè)有分離腔隙，該曲面體容器繞旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力將注入至所述分離腔隙內(nèi)的血液按密度大小分離出不同成分；所述分離腔隙為包括有外壁和內(nèi)壁的曲面體，該分離腔隙的外壁曲面在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面上投影的曲線以極坐標(biāo)表示如下:
權(quán)利要求
1.一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法，其特征在于，所述曲面體容器內(nèi)設(shè)有分離腔隙，該曲面體容器繞旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力將注入至所述分離腔隙內(nèi)的血液按密度大小分離出不同成分；所述分離腔隙為包括有外壁和內(nèi)壁的曲面體，該分離腔隙的外壁曲面在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面上投影的曲線以極坐標(biāo)表示如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法，其特征在于，所述的曲線系數(shù)是指曲線上任一點的極徑相對于極角的變化率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法，其特征在于，所述分離腔隙的展開方向是指:在所述曲線的血漿區(qū)內(nèi)，有任意兩點P和q，其極角分別為θρ和Θ q，對應(yīng)的極徑分別為rp和rq,且θ ρ〈 Θ q彡02，同時印〈巧，點p沿著曲線軌跡運動到點q的方向為所述的曲線展開方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法，其特征在于，所述血液連續(xù)離心分離過程具體包括如下步驟: 第一步，高速旋轉(zhuǎn)所述的曲面體容器，置于分離腔隙內(nèi)的分離軟袋隨之高速旋轉(zhuǎn)，該分離軟袋的前部、中部、后部分別設(shè)有一個輸送液體的軟管； 第二步，將血液通過位于分離軟袋中部的軟管注入到分離軟袋內(nèi)，待全血充滿分離軟袋空間后，分離軟袋與分離腔隙緊密貼合形成與分離腔隙相接近的內(nèi)部分離空間，血液在分離軟袋內(nèi)受離心力持續(xù)作用下各種成分逐漸分段分區(qū)，血漿逐漸聚集在分離軟袋前部而形成一個血漿區(qū)，包含血球在內(nèi)的有形成分逐漸聚集在分離軟袋后部而形成一個血球區(qū)，而分離軟袋的中部由于全血的持續(xù)輸入形成一個混沌區(qū)； 第三步，從設(shè)置在分離軟袋前部的軟管在血漿區(qū)抽出血漿，從設(shè)置在分離軟袋后部的軟管在血球區(qū)抽出包含血球在內(nèi)的有形成分，同時從設(shè)置在分離軟袋中部的軟管持續(xù)輸入全血，通過控制輸入和抽出達(dá)到分離軟袋內(nèi)容量的動態(tài)平衡，進(jìn)而實現(xiàn)血液的連續(xù)離心分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種血液在曲面體容器內(nèi)連續(xù)離心分離的優(yōu)化方法，該方法是在一個容器內(nèi)設(shè)有分離腔隙，該分離腔隙為曲面體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)設(shè)置有一個分離軟袋，將血液注入該分離軟袋內(nèi)，隨上述曲面體容器繞旋轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力按密度大小分離出不同血液成分，血液連續(xù)離心分離過程在所述分離軟袋內(nèi)完成，曲面體容器的旋轉(zhuǎn)方向與分離腔隙的展開方向相同。本發(fā)明的方法通過分離軟袋和曲面體容器的結(jié)合，且控制離心旋轉(zhuǎn)方向，來實現(xiàn)血液成分的連續(xù)離心分離，并在不增加分離成本的基礎(chǔ)上，具有提高分離質(zhì)量的優(yōu)化特點。
文檔編號A61M1/36GK103191479SQ201210003580
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者經(jīng)建中, 劉繼純, 鄭佳敏, 唐海波 申請人:金衛(wèi)醫(yī)療科技(上海)有限公司