DE3931471A1 - Verfahren und vorrichtung zur trennung von blut mittels einer zentrifuge - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur trennung von blut mittels einer zentrifugeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trennung
von Blut, wobei Blut in einem Entnahmezyklus in die
Zentrifuge gefördert und dort in unterschiedliche Be
standteile getrennt wird und wobei zumindest ein Bestand
teil in einem Rückgabezyklus rückgeführt und zumindest ein
anderer Bestandteil in ein Vorratsgefäß geleitet wird.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung
zur Trennung von Blut mittels einer Zentrifuge, mit einer
Entnahmeeinrichtung für Blut, einer Fördereinrichtung, einem
mit der Zentrifuge verbundenen Sammelbehälter und einer im
Bereich der Zentrifuge angeordneten Detektoreirichtung zur
Steuerung der Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ganz allgemein
das Gebiet der Blutverarbeitung, insbesondere der
Plasmaphorese.
In dem menschlichen Blut (Vollblut oder Gesamtblut) sind
zumindest drei verschiedene Typen von Zellen enthalten, näm
lich rote und weiße Blutkörperchen sowie Blutplättchen.
Diese Zellen sind jeweils im Plasma suspendiert. Um sowohl
bei einer Bluttransfusion als auch bei der Weiterverarbei
tung von Blut darauf verzichten zu können, stets das Gesamt
blut oder Vollblut verarbeiten oder handhaben zu müssen, ist
es bekannt, die einzelnen Blutbestandteile voneinander zu
separieren. Dies erfolgt üblicherweise mittels einer Zentri
fuge, in welche eine bestimmte Menge Vollblut oder Gesamt
blut eingeleitet wird und aus welcher an unterschiedlichen
Stellen der Separationskammer die durch das Zentrifugieren
abgetrennten Blutbestandteile abgeführt werden.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der US-
PS 45 31 932 bekannt, bei welcher das Blut über eine Nadel
bzw. einen Zuführschlauch von einem Spender oder aus einem
Vorratsbehälter zugeführt wird. Diese Ausgestaltungsform ist
auch als "Single Needle" bekannt. Das Blut wird über eine
Fördereinrichtung einer Zentrifuge zugeführt. Aus der Sepa
rationskammer der Zentrifuge können die Blutbestandteile
entweder der Single Needle bzw. dem Spender rückgeführt
werden oder in einem Sammelbehälter aufgefangen werden. Zur
Steuerung des Betriebs der Vorrichtung sind im Bereich der
Zentrifuge Detektoreinrichtungen vorgesehen, mittels derer
es möglich ist, einen Entnahmezyklus bzw. einen Rückführ
zyklus in Abhängigkeit davon zu steuern, ob in der Separa
tionskammer bestimmte Blutbestandteile, beispielsweise rote
Blutkörperchen, vorhanden sind. Zu diesem Zwecke sind bei
dieser bekannten Vorrichtung Photozellen vorgesehen, welche
jeweils an einer bestimmten Stelle angeordnet sind und dazu
dienen, das Vorhandensein roter Blutkörperchen zu melden.
Bei dieser Vorrichtung erweist es sich als nachteilig, daß
die Detektoreinrichtung lediglich auf die roten Blutkörper
chen reagiert und nur an einer ganz bestimmten Stelle der
Separationskammer einen Überwachungsvorgang vornehmen kann.
Aus der EP-A2-1 16 716 ist eine Vorrichtung für das Separie
rien von Medien bekannt, bei welcher im Bereich einer Sepa
rationskammer einer Zentrifuge eine Abtasteinrichtung ange
ordnet ist, welche eine Reihe separater Meßpunkte umfaßt,
welche entlang des Querschnitts der Separationskammer ange
ordnet sind. Mittels dieser Abtasteinrichtung ist es somit
möglich, festzustellen, ob ein bestimmter Blutbestandteil,
auf welchen die Abtastvorrichtung eingestellt ist, an einem
bestimmten Bereich der Separationskammer vorhanden ist oder
nicht. Da jeweils einige der Meßpunkte das Vorhandensein
melden werden, während andere Meßpunkte kein Meßsignal ab
geben, ist es möglich, auf diese Weise den Füllstand der Se
parationskammer mit einem bestimmten Blutbestandteil zu be
stimmen. Dabei kann es sich als nachteilig erweisen, daß die
Abtasteinrichtung nur für einen bestimmten, vorher festge
legten Blutbestandteil verwendbar ist .
Die DE-OS 27 45 041 beschreibt eine Plasmaphoresevorrich
tung, bei welcher die Steuerung der Vorrichtung, d. h. die
Entscheidung, ob ein Entnahmezyklus oder ein Rückführzyklus
durchzuführen ist, durch eine gewichtsabhängige Detektor
einrichtung gesteuert wird, welche die Menge des jeweils
separierten Blutbestandteiles ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Trennung von Blut zu schaffen, welche
bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Betätigbarkeit
eine zuverlässige Abtrennung einzelner Blutbestandteile aus
dem Blut ermöglichen.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Auf
gabe dadurch gelöst, daß ein Entnahmezyklus dann eingeleitet
wird, wenn durch die Detektoreinrichtung ermittelt wird, daß
sich hauptsächlich die zu entnehmenden Bestandteile des
Blutes in der Separationskammer befinden und daß der Rück
führzyklus dann eingeleitet wird, wenn durch die Detektor
einrichtung ermittelt wird, daß sich hauptsächlich die
rückzuführenden Bestandteile des Blutes in der Separations
kammer befinden. Erfindungsgemäß ist es somit nicht mehr
erforderlich, lediglich das Vorhandensein eines Blutbestand
teiles oder eine bestimmte, vorher vorbestimmte Lage einer
Phasengrenze dazu zu verwenden, um zu entscheiden, ob ein
Entnahmezyklus oder ein Rückführzyklus stattfinden soll.
Vielmehr ist es nunmehr möglich, die gesamte Kapazität der
Separationskammer auszunutzen und insbesondere den Entnahme
zyklus über einen längstmöglichen Zeitraum durchzuführen.
In einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann es sich als günstig erweisen, daß mittels
der Detektoreinrichtung die optisch erkennbare Trenngrenze
zwischen unterschiedlichen, separierten Bestandteilen des
Blutes in der Separationskammer der Zentrifuge ermittelt
wird und mit der Mittellinie des Kanals der Separations
kammer verglichen wird und daß in Abhängigkeit von der Lage
der Trenngrenze oder Phasengrenze der Entnahme- oder der
Rückführzyklus eingeleitet wird. Bei dieser Ausgestaltung
des Verfahrens ist es möglich, nicht nur, wie beim Stand der
Technik bekannt, das Vorhandensein bestimmter Blutbestand
teile festzustellen und insbesondere die Trenngrenze oder
Phasengrenze exakt zu ermitteln. Dies kann sich beispiels
weise dann als vorteilhaft erweisen, wenn bei einer bestimm
ten Bauart der Separationskammer die exakte Lage der Trenn
grenze oder Phasengrenze zur vollständigen Ausnutzung der
Separationskammer festgestellt werden muß.
Weiterhin kann es sich als günstig erweisen, wenn zur Ent
nahme von Plasma bei Erkennen von Erythrozyten in einem
Plasmabereich der Separationskammer der Rückführzyklus und
bei Erkennen von Plasmabestandteilen im Erythrozytenbereich
der Separationskammer der Entnahmezyklus eingeleitet werden.
In dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
praktische keine Fehlbedienung oder Fehlinterpretation des
erfinderlichen Betriebszustandes möglich.
Demgegenüber kann es günstig sein, zur Entnahme von Erythro
zyten bei Erkennen von Plasmabestandteilen in einem Erythro
zytenbereich der Separationskammer einen Rückführzyklus und
bei Erkennen von Erythrozyten in einem Plasmabereich einen
Entnahmezyklus einzuleiten.
Weiterhin kann es erfindungsgemäß günstig sein, mittels der
Detektoreinrichtung eine geometrische Position der bereits
getrennten Blutbestandteile oder eines Blutbestandteils in
der Separationskammer oder zumindest einem der Kanäle zu
überwachen. Es ist somit möglich, zumindest einen abzutren
nenden Blutbestandteil in optimaler Weise in der Zentrifuge
anzureichern, bevor eine Anderung des Zyklus erfolgt.
Erfindungsgemäß wird der Entnahmezyklus in günstiger Weise
so durchgeführt, daß Blut in die Separationskammer gelangt
und die zu entnehmenden Blutbestandteile in einen Sammel
behälter gefördert werden, wobei das Volumen der aus der
Separationskammer herausgeförderten Blutbestandteile durch
die in die Separationskammer hineingefördertes Blut ersetzt
werden. Demgemäß werden in einem Rückgabezyklus die zurück
zuführenden Blutbestandteile aus der Separationskammer
herausgefördert, wobei das Volumen dieser Blutbestandteile
durch zu entnehmendes Blut ersetzt wird, welches aus dem
Sammelbehälter über die Verbindungsleitungen zwischen der
Separationskammer und dem Sammelbehälter in die Separations
kammer gelangt.
Um die Reinheit der zu entnehmenden Blutbestandteile zu er
höhen, kann es sich als günstig erweisen, im Rückgabezyklus
nochmals diese Blutbestandteile in die Separationskammer zu
leiten und einer Zentrifugenbehandlung zu unterwerfen, wobei
weitere rückzuführende Bestandteile aus den zu entnehmenden
Blutbestandteilen abzentrifugiert werden.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die erfindungsgemäße Auf
gabe dadurch gelöst, daß die Detektoreinrichtung so ausge
bildet ist, daß eine Bestimmung der Art der in der Zentri
fuge befindlichen Blutbestandteile möglich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine
Reihe erheblicher Vorteile aus. Durch die Möglichkeit, die
Art der Blutbestandteile zu ermitteln, ist es möglich, die
erfindungsgemäße Vorrichtung zu unterschiedlichen Verwen
dungszwecken zu benutzen, beispielsweise zur Entnahme von
Plasma oder zur Entnahme von Erythrozytenkonzentrat aus dem
Blut. Da es erfindungsgemäß möglich ist, die Art der Be
standteile des Blutes, welche sich jeweils in angereicherter
Form im Bereich der Zentrifuge befinden, zu bestimmen, ist
eine wesentlich genauere und spezifischere Trennung des
Blutes möglich, als bei den bekannten Vorrichtungen, bei
welchen stets nur das Vorhandensein einer bestimmten Sorte
von Blutbestandteilen bzw. ein bestimmter Füllstand mit
einem dieser Blutbestandteile zu ermitteln war.
Durch die erfindungsgemäße Möglichkeit, die Art der Blut
bestandteile festzustellen, wird weiterhin vermieden, daß
sich nicht erwünschte Blutbestandteile in Bereichen der
Vorrichtung ansammeln bzw. in diese gelangen, in welchen
dies zu Störungen oder zu Beeinträchtigungen des Betriebs
der Vorrichtung führen könnte. Beispielsweise wird bei der
Entnahme von Plasma in sicherer Weise verhindert, daß
Erythrozyten oder Erythrozytenkonzentrat in das Plasma bzw.
in die zum Sammeln des Plasmas vorgesehenen Kanäle und Be
hälter gelangt. Weiterhin wird insbesondere im Rückführ
zyklus die Gefahr einer Hämolyse vermieden, welche bei den
bisher bekannten Vorrichtungen möglicherweise dann auftre
ten kann, wenn die Detektoreinrichtung in nicht zuverlässi
ger Weise oder zu spät das Vorliegen des zu ermittelnden
Blutbestandteiles meldet.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Detektoreinrichtung
im Bereich einer Separationskammer der Zentrifuge angeord
net ist. Demgegenüber kann es sich auch als günstig er
weisen, die Detektoreinrichtung im Bereich zumindest eines
Zuführ- und/oder Abführkanals der Zentrifuge anzuordnen. Die
Wahl der Anordnung der Detektoreinrichtung hängt von den
baulichen Ausgestaltungen ab. Bei einer im Bereich der Sepa
rationskammer angeordneten Detektoreinrichtung kann es sich
als günstig erweisen, bereits während des Separationsvor
ganges in der Separationskammer der Zentrifuge laufend die
Art und möglicherweise die Menge der zu separierenden Blut
bestandteile festzustellen. Wenn die Detektoreinrichtung im
Bereich zumindest eines Zuführ- und/oder Abführkanals ange
ordnet ist, ist es möglich, die Detektoreinrichtung allein
oder zusätzlich zu weiteren Erkennungsvorrichtungen zu be
nutzen, um sicherzustellen, daß stets nur eine Sorte von
Blutbestandteilen in den jeweiligen Kanal gelangt.
Um eine möglichst exakte Bestimmung der einzelnen Blutbe
standteile zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, daß die
Detektoreinrichtung eine optische Einrichtung zur Unter
scheidung von Nichtplasma des Blutes von anderen Bestand
teilen umfaßt. Diese optische Einrichtung weist den Vorteil
auf, daß die Erkennung beispielsweise des Nichtplasmas be
rührungsfrei erfolgen kann, wobei die Detektoreinrichtung
nicht den sterilzuhaltenden Bestandteilen der Vorrichtung
zugeordnet werden muß. Bevorzugterweise ist die optische
Einrichtung so ausgebildet, daß sie eine Lichttransmissions
einrichtung zur Durchstrahlung des zu untersuchenden Mediums
umfaßt. Dabei ist es wiederum vorteilhaft, die Detektorein
richtung an einem strahlendurchlässigen Bereich der Vorrich
tung, beispielsweise im Bereich einer strahlendurchlässigen
Zentrifuge oder Zentrifugenschüssel anzuordnen. Diese Aus
gestaltungsform beinhaltet ein hohes Maß an Betriebssicher
heit, da Fehlmeldungen der Detektoreinrichtung praktisch
auszuschließen sind.
Erfindungsgemäß kann die Detektoreinrichtung weiterhin so
ausgebildet sein, daß sie die Lage einer Phasengrenze zwi
schen unterschiedlichen Blutbestandteilen ermittelt. Bei
dieser Ausgestatungsform ist es möglich, eine exakte Steue
rung der Vorrichtung vorzunehmen und einen maximalen Wir
kungsgrad zu gewährleisten, da die Lage der Phasengrenze
zwischen benachbarten Bereichen konzentrierter Blutbestand
teile in Abhängigkeit mit der Bauweise der Zentrifuge zur
vollständigen Ausnutzung der Kapazität der Zentrifuge und zu
einer effektiven Durchführung der einzelnen Betriebszyklen
dienen kann.
Um mehrere Meßpunkte gleichzeitig überwachen zu können, kann
es sich als günstig erweisen, wenn die Detektoreinrichtung
eine Vorrichtung zur Aussendung mehrerer einzelner Detektor
strahlen sowie den Detektorstrahlen zugeordnete Empfangs
vorrichtungen umfaßt. Somit ist es möglich, über eine
größere Strecke, beispielsweise einen größeren Querschnitts
bereich der Separationskammer oder von Kanälen einer Er
mittlung der Blutbestandteile vorzunehmen.
Erfindungsgemäß ist es möglich, Plasma, Erythrozytenkonzen
trat, Luft oder physiologische, mit Blut verträgliche Lö
sungen mittels der Detektoreinrichtung zu ermitteln. Dies
unterscheidet die erfindungsgemäße Vorrichtung von den be
kannten Vorrichtungen, bei welchen üblicherweise nur das
Vorliegen roter Blutkörperchen ermittelt wird.
Um eine funktionssichere Betriebsweise der erfindungsge
mäßen Vorrichtung sicherzustellen, kann es günstig sein, im
Bereich des zumindest einen Zuführ- und/oder Abführkanals
der Zentrifuge zumindest ein Absperrorgan anzuordnen,
mittels dessen ein unbeabsichtigtes Rückströmen von Blut
bestandteilen bzw. ein Einfördern von Blutbestandteilen in
dafür nicht vorgesehene Kanäle vermieden wird.
Zur Speicherung der rückzuführenden Bestandteile des Blutes
kann im Bereich eines Rückführkanals ein Speicherbehälter
vorgesehen sein, mit Hilfe dessen es möglich ist, die Dauer
des Entnahmezyklusses dadurch zu erhöhen, daß nicht nur die
abzuführenden Blutbestandteile in einen Speicher geleitet,
sondern auch die rückzuführenden Blutbestandteile zwischen
gespeichert werden.
Um eine zuverlässige und funtionssichere Förderung des
Blutes bzw. der Blutbestandteile zu ermöglichen, ist erfin
dungsgemäß zwischen der Zentrifuge und dem Sammelbehälter in
dem Abführkanal eine erste Pumpe angeordnet, während in der
Rückführleitung eine zweite Pumpe vorgesehen sein kann. Die
beiden Pumpen sind bevorzugterweise in Form persistaltisch
arbeitender Schlauchpumpen ausgebildet, welche zum einen
eine sterile Arbeitsweise ermöglichen und zum anderen bei
Stillstand zugleich als Absperrorgan wirken.
Das Absperrorgan, welches in zumindest einem der Kanäle vor
gesehen sein kann, kann bevorzugterweise auch in Form eines
Zweiwegeventils ausgebildet sein, mittels dessen es möglich
ist, die Kanäle, welche von der Zentrifuge zu dem Sammel
behälter bzw. zu der Rückführleitung führen, wechselseitig
zu benutzen.
Weiterhin kann es sich als günstig erweisen, der Vorrichtung
eine Einrichtung zur Zuführung von Antikoagulantien zuzuord
nen, um ein Gerinnen des Blutes zu verhindern.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Trennung von Blut mittels
einer Zentrifuge;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht
ähnlich Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des weiteren
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches eine
Abwandlung des in Fig. 3 gezeigten Ausfüh
rungsbeispiels darstellt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 7 eine Detailansicht eines weiteren Ausführungs
beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei diese einen Speicherbehälter umfaßt;
Fig. 8 eine weitere Ausgestaltungsvariante des in
Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels;
Fig. 9 eine weitere Detailansicht, ähnlich den Fig. 7
und 8, eines weiteren Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines weiteren
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 11 eine weitere Ausgestaltungsvariante der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung, ähnlich Fig. 10;
Fig. 12 eine schematische Darstellung verschiedener
Zyklusbereiche beim Betrieb der erfindungsge
mäßen Vorrichtung von Erythrozytenkonzentrat;
und
Fig. 13 eine Ansicht, ähnlich Fig. 13, bei einer Be
triebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Entnahme von Plasma.
Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind jeweils
gleiche Bauelemente und Bestandteile der Vorrichtung mit
gleichen Bezugsziffern versehen.
In Fig. 1 ist in schematischer Weise ein erstes Ausführungs
beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
Diese umfaßt eine Entnahmeeinrichtung 1, welche in Form
einer "Single Needle" ausgebildet sein kann. Die Entnahme
einrichtung kann entweder am Körper eines Patienten oder im
Bereich eines Blut-Sammelgefäßes angeordnet sein. Im Bereich
der Entnahmeeinrichtung ist eine Gabelung des einzigen Kana
les vorgesehen, welcher in einem Zuführkanal 16 und einen
Rückführkanal 7 mündet.
Im Bereich des Zuführkanals 16 ist eine Fördereinrichtung 2
vorgesehen, welche in Form einer Schlauchpumpe ausgebildet
ist und welche dazu dient, das Blut (Vollblut, Gesamtblut)
durch den Zuführkanal 16 in die Zentrifuge 4 zu leiten.
Die Zentrifuge 4 ist in üblicher Weise ausgebildet und wurde
in den Figuren nur schematisch dargestellt. Insbesondere
wurde darauf verzichtet, die Zentrifugenschüssel im einzel
nen abzubilden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin einen Sam
melbehälter 6 auf, welcher über einen Kanal 5 mit einem Aus
laßbereich der Zentrifuge 4 verbunden ist.
Der Rückführkanal 7 ist ebenfalls mit einem Auslaßbereich
der Zentrifuge 4 verbunden und umfaßt eine zweite Pumpe 3,
welche ebenfalls in Form einer Schlauchpumpe ausgebildet
sein kann. Stromab der zweiten Pumpe 3 ist ein Absperrorgan
10 vorgesehen, mittels dessen, zusätzlich zu der Absperr
wirkung der zweiten Pumpe 3, der Rückführkanal 7 absperrbar
ist.
Im Bereich der Kanäle 5, 7 ist jeweils eine Detektorein
richtung 8, 9 angeordnet, welche, wie oben beschrieben, aus
gebildet sein kann und insbesondere dazu dient, die Art der
jeweiligen zu separierenden Bestandteile des Blutes zu er
mitteln.
Durch Betätigung der Fördereinrichtung 2 bzw. der Pumpe 3
ist es möglich, Blut durch den Zuführkanal 16 in die Zentri
fuge 4 zu fördern bzw. rückzuführende Bestandteile aus der
Zentrifuge 4 dem Rückführkanal 7 zuzuleiten. Zugleich werden
die zu separierenden Bestandteile des Blutes durch Wirkung
der Fördereinrichtung 2 bzw. der zweiten Pumpe 3 in den
Sammelbehälter 6 geleitet.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von dem Ausführungs
beispiel gemäß Fig. 1 darin, daß im Bereich des Kanals 5 von
der Zentrifuge 4 zu dem Sammelbehälter 6 eine erste Pumpe 11
angeordnet ist, während der Zuführkanal 16 nicht mit einer
Pumpe oder Fördereinrichtung versehen ist.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung, welches von seinem grundsätzlichen
Aufbau den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 ent
spricht, ist im Bereich des Rückführkanals 7 keine Pumpe
oder Fördereinrichtung vorgesehen, während der Zuführkanal
16, ähnlich wie in Fig. 1 gezeigt, mit einer Fördereinrich
tung 2 versehen ist und im Bereich des Kanals 5, ähnlich dem
in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, die erste Pumpe 11
umfaßt.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltungsform des in Fig. 3
gezeigten Ausführungsbeispiels dargestellt, bei welcher zur
Umgehung der ersten Pumpe 11 ein Kanal 5′ vorgesehen ist,
welcher mittels eines Absperrorgans 12 verschließbar ist.
Während bei den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungs
beispielen die erste Pumpe 11 in beiden Richtungen fördern
kann, ist bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
die Pumpe 11 so ausgebildet, daß diese nur in einer Richtung
fördert, während die Zuleitung in den Sammelbehälter 6 über
den Kanal 5′ erfolgt.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei welchem, ähnlich
zu dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ein zweiter
Kanal 5′ vorgesehen ist, welcher jedoch, anders als bei dem
in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die erste Pumpe 11
umfaßt, welche wiederum nur in einer Richtung zu fördern
vermag, während in dem Kanal 5 das Absperrorgan 12 angeord
net ist.
Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung, gemäß welchem lediglich eine För
dereinrichtung 2 vorgesehen ist, welche in beiden Richtungen
fördern kann, so daß sich die Aufteilung in einen Rückführ
kanal und einen Zuführkanal vermeiden läßt. Mittels der För
dereinrichtung 2 ist es somit möglich, sowohl das Blut von
der Entnahmeeinrichtung 1 der Zentrifuge 4 zuzuführen, als
auch die rückzuführenden Blutbestandteile zurückzupumpen.
Bei den in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, bei welchen lediglich
die Bereiche des Rückführkanals bzw. des Zuführkanals 16
dargestellt sind, ist ein Speicherbehälter 15 vorgesehen,
welcher an den Rückführkanal 7 angeschlossen ist. Stromab
der Mündung des Speicherbehälters 15 ist ein Absperrorgan K1
vorgesehen, während die Zuleitung zu dem Speicherbehälter 15
mit einem Absperrorgan K2 versehen ist. Wenn die rückzufüh
renden Bestandteile bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungs
beispiel in den Speicherbehälter 15 geleitet werden sollen,
ist das Absperrorgan K1 geschlossen, während das Absperr
organ K2 geöffnet ist. Wenn demgegenüber die rückzuführenden
Bestandteile der Entnahmeeinrichtung 1 und damit dem Spender
oder einem Vorratsgefäß zuzuführen sind, ist das Absperr
organ K1 geöffnet, während das Absperrorgan K2 geschlossen
ist.
In Fig. 8 ist ein Absperrorgan K1, 2 dargestellt, welches
drei Absperrelemente I, II, III umfaßt. Die Absperrelemente
I-III bilden somit ein Zweiwegeventil. Wenn die rückzufüh
renden Blutbestandteile der Entnahmeeinrichtung 1 zugeführt
werden sollen, sind die Absperrelemente I und II miteinander
verbunden. Wenn die rückzuführenden Bestandteile in den
Speicherbehälter 15 geleitet werden sollen, müssen die Ab
sperrelemente I und III miteinander verbunden sein.
Die in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsvarianten kön
nen mit einem der Systeme gemäß den Fig. 1 bis 5 kombiniert
werden.
In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei welchem keine Rückleitung der Blutbestandteile statt
findet, sondern diese lediglich in den Speicherbehälter 15
geleitet werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen weitere Ausgestaltungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche ebenfalls eine Entnah
meeinrichtung 1 sowie einen Rückführkanal 7 und einen
Zuführkanal 16 umfassen. Die Zentrifuge 4 weist einen ersten
Auslaßkanal 13 sowie einen zweiten Auslaßkanal 14 auf. Die
Auslaßkanäle 13, 14 verzweigen sich bei dem in Fig. 10 ge
zeigten Ausführungsbeispiel jeweils in einen Kanal 5, wel
cher mit dem Sammelbehälter 6 verbunden ist, sowie in den
Rückführkanal 7. Stromab der Verzweigungen sind jeweils Ab
sperrorgane K1, K2, K3 und K4 vorgesehen, welche der spezi
fischen Zuleitung der einzelnen Bestandteile zu dem Rück
führkanal 5 bzw. Sammelbehälter 6 dienen. Wenn gemäß dem
nachfolgend zu beschreibenden Verfahrensablauf Plasma in den
Sammelbehälter 6 geleitet werden soll, sind die Absperror
gane K1 und K4 zu öffnen, während die Absperrorgane K2 und
K3 zu schließen sind. Bei der Zuführung von Erythrozyten in
den Sammelbehälter 6 sind die Absperrorgane K2 und K3 zu
öffnen, während die Absperrorgane K1 und K4 zu schließen
sind.
Bei dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind ein
zelne Absperrelemente I bis IV vorgesehen, welche jeweils
miteinander verbindbar sind. Wenn in den Sammelbehälter
Plasma einzuleiten ist, sind die Absperrelemente II und I
und die Absperrelemente IV und III miteinander zu verbinden.
Bei der Zuleitung von Erythrozyten zu dem Sammelbehälter 6
erfolgt eine Verbindung zwischen den Absperrelementen II und
III und den Absperrelementen IV und I.
Bei den in Fig. 10 und 11 gezeigten gestrichelten Kanalbe
reichen ist es jeweils möglich, wahlweise Fördereinrichtun
gen, beispielsweise Pumpen, anzuordnen.
In Fig. 12 ist in schematischer Weise die Darstellung einer
Zyklussteuerung zur Entnahme von Erythrozytenkonzentrat dar
gestellt. Dabei ist in schematischer Weise eine Separations
kammer A abgebildet, welche in dargestellter Weise drehbar
ist. Zu Beginn des Zyklusses befindet sich, wie in der
oberen Darstellung von Fig. 12 abgebildet, Erythrozyten
konzentrat in der Separationskammer A. Durch eine Zuleitung
B wird Blut (Vollblut, Gesamtblut) in die Separationskammer
A eingeleitet. Durch die Ableitung C werden die Erythrozy
tenanteile aus der Separationskammer A herausgefördert, so
daß in der Kammer A separiertes Plasma verbleibt.
Bei dem nächsten Zyklusschritt, welcher in Fig. 12 als zwei
ter von oben dargestellt ist, ist etwa die Hälfte der Zeit
des Entnahmezyklusses verstrichen. Die Separationskammer A
ist bereits zur Hälfte mit Plasma gefüllt, es wird weiterhin
Blut durch die Zuleitung B in die Separationskammer A ge
fördert. Weiterhin werden Erythrozyten aus der Kammer A
durch die Ableitung C abgezogen. Insgesamt steigt somit der
Anteil des Blutplasmas in der Separationskammer A.
Bei dem in Fig. 12 als nächster Zyklusschritt gezeigten
Zustand (dritter Zyklusschritt von oben) wurde der Entnahme
zyklus beendet, der Rückführzyklus wird nunmehr gestartet.
Durch die erfindungsgemäße Detektoreinrichtung wurde fest
gestellt, daß die Separationskammer mit Plasma gefüllt ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Förderung von Blut durch die
Zuleitung B gestoppt. Nunmehr wird das Plasma aus der Sepa
rationskammer A abgezogen, während Erythrozytenkonzentrat
durch die Ableitung C zugeführt wird.
Bei der untersten, in Fig. 12 dargestellten Zyklusstufe ist
der Rückführzyklus zur Hälfte beendet. Die Separationskammer
A ist dabei nur noch zur Hälfte mit Plasma gefüllt, während
weiterhin Plasma aus der Kammer A herausgefördert und
Erythrozyten durch die Ableitung C in die Kammer A gepumpt
werden. Damit steigt der Erythrozytenanteil in der Separa
tionskammer A wieder an. Ist diese wieder vollständig mit
Erythrozyten gefüllt, so startet der Entnahmezyklus in der
eingangs beschriebenen Art.
Erfindungsgemäß ist es möglich, den jeweils zuerst durchzu
führenden Separationszyklus nach dem Vorfüllen der Separa
tionskammer A mit einer Lösung, beispielsweise mit einem
Zyklusschritt gemäß der dritten Abbildung von oben, gemäß
Fig. 12, zu beginnen. Anstelle der Förderung von Erythrozy
tenkonzentrat durch die Ableitung C wird dabei Blut über die
Zuleitung B in die Separationskammer A gefördert. Die dabei
aus der Separationskammer A geförderte Lösung wird anschlie
ßend verworfen. Der weitere Zyklus wird gemäß dem in Fig. 12
zuunterst dargestellten Vorgehensschema dargestellt.
In Fig. 13 ist in ähnlicher Weise, wie in Fig. 12, eine
schematische Darstellung einer Zyklussteuerung abgebildet,
wobei diese jedoch der Entnahme von Plasma dient. Bei dem in
Fig. 13 zuoberst dargestellten Zyklusschritt startet der
Entnahmezyklus. In der Separationskammer A befindet sich
Plasma oder eine geeignete Lösung. Es wird nunmehr die För
derung von Blut (Vollblut, Gesamtblut) durch die Zuleitung B
gestartet. Die Plasmaanteile werden aus der Separations
kammer A hinausgefördert, während separierte Erythrozyten in
der Kammer A verbleiben.
Der in Fig. 13 zweite Zyklusschritt von oben zeigt den Ent
nahmezyklus nach der Hälfte der Zeit des Zyklus. Dabei ist
die Separationskammer A bereits zur Hälfte mit Erythrozyten
konzentrat gefüllt. Das Blut wird weiterhin durch die Zu
leitung B in die Kammer A gefördert, während Plasma aus der
Kammer A mittels der Ableitung C herausgefördert wird. Dabei
steigt der Erythrozytenanteil in der Kammer A an.
In dem von oben dritten Zyklusschritt gemäß Fig. 13 wurde
die Förderung von Blut durch die Zuleitung B gestoppt, da
die Kammer A mit Erythrozytenkonzentrat gefüllt ist. Dieser
Zustand wurde mittels der erfindungsgemäßen Detektoreinrich
tung festgestellt. Nunmehr werden Erythrozyten aus der
Kammer A durch die Ableitung C herausgefördert, während
Plasma durch die Zuleitung B in die Kammer hineingeleitet
wird.
In Fig. 13 ist in der untersten Darstellung der Rückführ
zyklus nach der halben Zykluszeit dargestellt. Dabei ist die
Separationskammer A nur noch zu Hälfte mit Erythrozyten ge
füllt, welche weiterhin aus der Kammer A durch die Ablei
tung C herausgeleitet werden. Demgegenüber wird weiterhin
Plasma in die Kammer A eingeleitet, so daß der Plasmaanteil
steigt. Sobald die Kammer A vollständig mit Plasma gefüllt
ist, startet wieder der in Fig. 13 als oberstes dargestellte
Entnahmezyklus.
Bei dem in Fig. 13 gezeigten Zyklus kann der jeweils erste
Separationszyklus nach dem Vorfüllen der Separationskammer A
mit einer blutverträglichen Ersatzlösung, beispielweise
Kochsalz, mit dem in Fig. 13 zuoberst gezeigten Zyklus
schritt beginnen. Die in der Kammer befindliche Lösung wird
dabei entweder dem Spender infundiert oder verworfen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, daß keine reinen Nichtplasma-Anteile (Erythro
zyten) in unbeabsichtigter Weise gefördert werden können, so
daß, insbesondere bei der in Fig. 4 gezeigten Ausgestal
tungsform die Gefahr einer Hämolyse verringert wird. Weiter
hin ist es erfindungsgemäß möglich, wie in einigen Ausfüh
rungsbeispielen gezeigt, lediglich Fördervorrichtungen
(Pumpen) zu verwenden, welche nur in einer Richtung fördern,
so daß eine unbeabsichtigte Rückförderung von separierten
Blutbestandteilen in sicherer Weise vermieden wird. Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt
sich daraus, daß mittels der Fördereinrichtungen eine Förde
rung des Blutes stets in die Zentrifuge 4 erfolgt und somit
bei diesen Ausführungsbeispielen stets gleiche Druckverhält
nisse herrschen, während bei einer alternierenden Ein- und
Ausförderung die entsprechenden Drücke jeweils aufgebaut
bzw. abgebaut werden müssen, was zu einer zusätzlichen Be
lastung der Vorrichtung und zu einer zeitlichen Verzögerung
führt.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbei
spiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im
Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungsmöglichkeiten.
Claims (27)
1. Verfahren zur Trennung von Blut, unter Verwendung einer
Zentrifuge (4), einer Entnahmeeinrichtung (1) für Blut,
einer Fördereinrichtung (2, 3, 11), einem mit der Zen
trifuge (4) verbundenen Sammelbehälter (6) und einer im
Bereiche der Zentrifuge (4) angeordneten Detektorein
richtung (8, 9) zur Steuerung der Anordnung, wobei Blut
in einem Entnahmezyklus in die Zentrifuge (4) gefördert
und dort in unterschiedliche Bestandteile getrennt wird
und wobei zumindest ein Bestandteil in einem Rückgabe
zyklus rückgeführt und zumindest ein anderer Bestandteil
in ein Vorratsgefäß geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Entnahmezyklus dann ein
geleitet wird, wenn durch die Detektoreinrichtung (8, 9)
ermittelt wird, daß sich hauptsächlich die zu entnehmen
den Blutbestandteile des Blutes in der Separationskammer
befinden und daß der Rückführzyklus dann eingeleitet
wird, wenn durch die Detektoreinrichtung (8, 9) ermit
telt wird, daß sich hauptsächlich die rückzuführenden
Bestandteile des Blutes in der Separationskammer befin
den.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mittels der Detektoreinrichtung (8, 9) die optisch
erkennbare Trenngrenze zwischen unterschiedlichen, sepa
rierten Bestandteilen des Blutes in der Separations
kammer der Zentrifuge (4) ermittelt wird und mit der
Mittellinie des Kanals der Separationskammer verglichen
wird und daß in Abhängigkeit von der Lage der Trenn
grenze der Entnahme- oder der Rückführzyklus eingeleitet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß zur Entnahme von Plasma bei Erkennen von
Erythrozyten in einem Plasmabereich der Separations
kammer der Rückführzyklus und bei Erkennen von Plasma
bestandteilen im Erythrozytenbereich der Separations
kammer der Entnahmezyklus eingeleitet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Entnahme von Erythrozyten bei
Erkennen von Plasmabestandteilen in einem Erythrozyten
bereich der Separationskammer ein Rückführzyklus und bei
Erkennen von Erythrozyten in einem Plasmabereich ein
Entnahmezyklus eingeleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels der Detektoreinrichtung (8,
9) eine geometrische Position in der Separationskammer
oder zumindest einem der Kanäle überwacht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Entnahmezyklus Blut in die
Separationskammer gefördert wird und die zu entnehmen
den Blutbestandteile in einen Sammelbehälter gefördert
werden, wobei das Volumen der aus der Separationskammer
herausgeförderten Blutbestandteile durch in die Separa
tionskammer hineingefördertes Blut ersetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Rückgabezyklus die rückzu
führenden Blutbestandteile aus der Separationskammer
herausgefördert werden, wobei das Volumen der aus der
Separationskammer herausgeförderten Blutbestandteile
durch zu entnehmende Blutbestandteile ersetzt wird, wel
ches aus dem Sammelbehälter über die Verbindungsleitung
zwischen der Separationskammer und dem Sammelbehälter in
die Separationskammer gefördert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die im Rückgabezyklus nochmals in
die Separationskammer gelangenden, zu entnehmenden Blut
bestandteile durch Zentrifugation während des Rückgabe
zyklusses einer nochmaligen Separation unterworfen wer
den und somit der Reinheitsgrad der zu entnehmenden
Blutbestandteile erhöht wird und daß weitere rückzufüh
rende Bestandteile aus den zu entnehmenden Blutbestand
teilen zentrifugiert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß im Entnahmezyklus Blut mittels einer
ersten Fördervorrichtung in die Separationskammer geför
dert wird und daß im Rückgabezyklus die erste Fördervor
richtung abgeschaltet und mittels einer zweiten Förder
vorrichtung die rückzuführenden Bestandteile aus der
Separationskammer abgefördert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Absperrorgane (10, 12, K1, K2,
K3, K4) in den nicht zu durchströmenden Kanälen jeweils
geschlossen werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Erkennen der Lage der Trenn
grenze radial weiter außen bezüglich der Drehachse der
Separationskammer ein Entnahmezyklus eingeleitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Erkennen der Lage der Trenn
grenze radial weiter innen bezüglich der Drehachse der
Separationskammer ein Rückführzyklus eingeleitet wird.
13. Vorrichtung zur Trennung von Blut, insbesondere nach dem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mittels
einer Zentrifuge (4), mit einer Entnahmeeinrichtung (1)
für Blut, einer Fördereinrichtung (2, 3, 11), einem mit
der Zentrifuge (4) verbundenen Sammelbehälter (6) und
einer im Bereich der Zentrifuge (4) angeordneten
Detektoreinrichtung (8, 9) zur Steuerung der Vorrich
tung, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrich
tung (8, 9) so ausgebildet ist, daß eine Bestimmung der
Art der in der Zentrifuge (4) befindlichen Blutbestand
teile möglich ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (8, 9) im Bereich einer
Separationskammer der Zentrifuge (4) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Detektoreinrichtung (8, 9) im Bereich zumindest
eines Zuführ- und/oder Abführkanals der Zentrifuge (4)
angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (8, 9) eine
optische Einrichtung zur Unterscheidung von Nichtplasma
des Blutes von anderen Bestandteilen umfaßt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Einrichtung eine Lichttransmission
seinrichtung zur Durchstrahlung des zu untersuchenden
Mediums umfaßt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß mittels der Detektoreinrichtung (8,
9) die Lage einer Phasengrenze zwischen unterschiedli
chen Blutbestandteilen ermittelbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (8, 9) an
einem strahlendurchlässigen Bereich der Vorrichtung
angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (8, 9) eine
Vorrichtung zur Aussendung mehrerer einzelner Detektor
strahlen und den Detektorstrahlen zugeordnete Empfangs
vorrichtungen umfaßt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die zu bestimmenden Blutbestandteile
Plasma, Erythrozytenkonzentrat, Luft oder physiologi
sche, mit Blut verträgliche Lösungen sind.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich des zumindest einen Zu
führ- und/oder Abführkanals der Zentrifuge (4) zumindest
ein Absperrorgan (10, 12, K1, K2, K3, K4) angeordnet
ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Speicherbehälter (15) zur Spei
cherung der rückzuführenden Bestandteile des Blutes im
Bereich eines Rückführkanals vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine in dem
Abführkanal zwischen der Zentrifuge (4) und dem Sammel
behälter (6) angeordnete erste Pumpe (11) und/oder eine
in der Rückführleitung (7) angeordnete zweite Pumpe (3)
umfaßt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,daß
die Pumpen (11, 3) in Form von peristaltisch arbei
tenden Schlauchpumpen ausgebildet sind.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das Absperrorgan in Form eines Zwei
wegeventils ausgebildet ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur
Zuführung von Antikoagulantien umfaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3931471A DE3931471A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Verfahren und vorrichtung zur trennung von blut mittels einer zentrifuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3931471A DE3931471A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Verfahren und vorrichtung zur trennung von blut mittels einer zentrifuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3931471A1 true DE3931471A1 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=6389859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3931471A Ceased DE3931471A1 (de) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Verfahren und vorrichtung zur trennung von blut mittels einer zentrifuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3931471A1 (de) |
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- 1989-09-21 DE DE3931471A patent/DE3931471A1/de not_active Ceased
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