DE3931471A1 - Verfahren und vorrichtung zur trennung von blut mittels einer zentrifuge - Google Patents

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.