从血液中提取富血小板血浆的方法及装置与流程

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及从血液中提取富血小板血浆的方法及装置。


背景技术：

2.血液在离心后会分为三层，自上而下依次为贫血小板血浆(platelet
‑
poor plasma，ppp)层，富血小板血浆(platelet
‑
rich plasma，prp)层和红细胞层。液态的prp通常被注射至治疗部位，以加速伤口愈合和修复软骨损伤等，凝胶状的prp适于粘合、填塞创口并覆盖创面和防止生长因子流失，因此被广泛应用于医疗领域。现有技术中通常应用一次离心法或二次离心法来提取prp，然而一次离心法一般是通过抽取中间的prp层来进行提取，这会使位于中间层的prp会扩散至上方的ppp层内或下方的红细胞层而导致prp提取浓度和回收率较低。二次离心法则需要进行两次离心过程，这显然会使所需的提取过程较为复杂且耗时较长。除此之外，现有技术中通常将提取得到的液态prp直接注射使用，因此使用效果较为一般。
3.因此，本领域内对提取浓度和回收率较高、提取过程简单且耗时较短以及使用效果较好的提取方法及装置存在需求。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种至少能够解决上述部分问题的从血液中提取富血小板血浆的方法。
5.本发明还旨在提供应用上述改进方法的从血液中提取富血小板血浆的装置。
6.根据本发明的一个方面，提供了一种从血液中提取富血小板血浆的方法，所述方法包括：使内含经抗凝处理的血液的第一注射器的锥头朝下，并将所述第一注射器以300g至3000g的相对离心力离心5分钟至45分钟，所述第一注射器内的内容物自上而下分层为贫血小板血浆层、富血小板血浆层和红细胞层；保持所述第一注射器的锥头朝下，并将所述第一注射器经由联通件流体连通地连接至收集容器，使所述第一注射器内的红细胞层经由所述联通件转移至所述收集容器内；保持所述第一注射器的锥头朝下，并将所述第一注射器经由所述联通件流体连通地连接至第二注射器，使所述第一注射器内的富血小板血浆层经由所述联通件转移至所述第二注射器内，以使所述第二注射器内仅含富血小板血浆层；将内含富血小板血浆的所述第二注射器和内含凝血剂的第三注射器流体连通地连接至喷涂装置；将所述第二注射器内的富血小板血浆和所述第三注射器内的凝血剂转移至所述喷涂装置，并使所述喷涂装置内的富血小板血浆和凝血剂混合产生富血小板凝胶并从所述喷涂装置内喷出。
7.与现有技术相比，本发明中通过设置第一注射器进行离心运动的相对离心力和离心时间的范围，可确保第一注射器中的血液在离心运动后的分层清晰且避免对血细胞造成破坏。此外，通过组装第一注射器、联通件、收集容器和第二注射器，仅需进行一次离心操作
即可实现prp的提取，耗时较短且结构简单。通过操作第一注射器可将prp转移至第二注射器内，这实现了prp层的整体转移而减少了层间扰动，从而提高了prp回收率。此外，通过操作第一注射器芯杆的推进程度，可根据需要得到所需的prp浓度，适用性高。最后，通过将第二注射器与第三注射器经由喷涂装置连接，可制成prp凝胶，进一步提高了制得的prp的使用效果。
8.优选地，经抗凝处理的血液通过如下步骤得到：使用所述第一注射器抽取抗凝剂；使用所述第一注射器采集血液，所述第一注射器抽取的抗凝剂与采集的血液之间的比例为1:9；将所述第一注射器内的抗凝剂和血液混合，得到经抗凝处理的血液。
9.优选地，所述第一注射器采集的血液的体积范围为10毫升至100毫升。
10.优选地，所述第一注射器以500g至1500g的相对离心力离心15分钟至45分钟。
11.优选地，所述第一注射器以1501g至2500g的相对离心力离心10分钟至30分钟。
12.优选地，所述第一注射器以2501g至3500g的相对离心力离心5分钟至15分钟。
13.优选地，所述第一注射器以不超过每秒0.5毫升的速度将内含的红细胞层转移至所述收集容器内。
14.优选地，所述第一注射器仅将红细胞层的一部分转移至所述收集容器，而在第一注射器内留有红细胞层的剩余部分。
15.优选地，所述第一注射器内留有的红细胞的体积范围为所采集的血液的体积的3％至10％。
16.优选地，所述第一注射器将富血小板血浆层转移至所述第二注射器内所需时间超过10秒。
17.优选地，凝血剂通过如下步骤得到：使用所述第三注射器抽取生理盐水；使用所述第三注射器配制凝血酶，并将所述第三注射器内的生理盐水和凝血酶混合，得到凝血剂。
18.根据本发明的另一个方面，提供了一种从血液中提取富血小板血浆的装置，其用于执行前述的方法，所述装置包括：第一注射器，其内含经抗凝处理的血液，并将其以锥头朝下的姿态以300g至3000g的相对离心力离心5分钟至45分钟，所述第一注射器内的内容物自上而下分层为贫血小板血浆层、富血小板血浆层和红细胞层；联通件，所述第一注射器以锥头朝下姿态可拆卸连接至所述联通件；收集容器，其可拆卸连接至所述联通件，从而使所述第一注射器和所述收集容器经由所述联通件联通，且所述第一注射器内的红细胞层经由所述联通件转移至所述收集容器内；第二注射器，其可拆卸连接至所述联通件，以使所述第一注射器内的富血小板血浆层经由所述联通件转移至所述第二注射器内，以使所述第二注射器内仅含富血小板血浆层而提取出富血小板血浆。喷涂装置，内含富血小板血浆的所述第二注射器在与所述联通件拆离后可拆卸连接至所述喷涂装置；第三注射器，其内含有凝血剂且与所述喷涂装置可拆卸连接，以使所述第二注射器、所述第三注射器和所述喷涂装置流体连通，所述第二注射器内的富血小板血浆和所述第三注射器内的凝血剂能够转移至所述喷涂装置，并在所述喷涂装置内混合产生富血小板凝胶后喷出。
19.优选地，所述第一注射器、所述收集容器、所述第二注射器和所述第三注射器的锥头均可拆卸连接有护套。
20.优选地，所述联通件为二通阀或三通阀。
21.优选地，所述喷涂装置包括：支撑架，其将所述第二注射器和所述第三注射器彼此
并置地夹持在其中；推进板，其安装至所述第二注射器和所述第三注射器芯杆的头部；喷雾三通，其包括两个进液口和一个出液口，所述喷雾三通的两个进液口分别连接至所述第二注射器和所述第三注射器的锥头；喷嘴，其连接至所述喷涂三通的出液口，以使所述第二注射器和所述第三注射器以及所述喷嘴相互连通，第二注射器内的富血小板和所述第三注射器内的凝血剂转移进入所述喷嘴内而在所述喷嘴内混合产生凝胶；喷雾头，其安装至所述喷嘴内，以将凝胶雾化后喷出。
22.本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本技术后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。
附图说明
23.以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：
24.图1是根据本发明的从血液中提取富血小板血浆的装置的第一示意图；
25.图2是根据本发明的从血液中提取富血小板血浆的装置的第二示意图；
26.图3是根据本发明的从血液中提取富血小板血浆的方法的流程示意图。
27.附图标记说明：
28.10
‑
第一注射器；11
‑
联通件；12
‑
收集容器；13
‑
第二注射器；14
‑
第三注射器；15
‑
喷涂装置；151
‑
支撑架；152
‑
推进板。
具体实施方式
29.现参考附图，详细说明本发明所公开的从血液中提取富血小板血浆的方法及装置的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。
30.在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
31.本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
32.本发明中所使用的术语“接合”、“连接”及其类似术语，在本发明中既包括两个部件借助中间层(例如粘合剂、焊接剂等)或中间件(例如连接件、过渡件等)间接地连接在一起，也包括两个部件不借助任何中间层(例如粘合剂、焊接剂等)或中间件(例如连接件、过渡件等)直接地连接在一起。
33.图1和图2以举例的方式示出了本发明的从血液中提取富血小板血浆的装置，该示例中的装置相较于现有技术中的提取装置结构较为简单，在简化提取复杂度和减少提取耗时的同时可保证所提取的prp的浓度且提高prp使用效果。其中，该装置可包括第一注射器10、联通件11、收集容器12、第二注射器13、喷涂装置15和第三注射器14。
34.具体说，第一注射器10包括筒身、位于筒身内壁且可沿筒身内壁密封滑动的芯杆和位于筒身一端的锥头。可选地，第一注射器10、第二注射器13和第三注射器14还可为本领
域的具有类似功能的医疗用具。联通件11可为二通阀或三通阀。
35.在联通件11被设计成二通阀的情况下，二通阀可包括二通管、位于二通管内的二通阀芯和可控制二通阀芯的转动的旋转活塞。通过转动旋转活塞使二通阀芯内的通道对准二通管两端或使二通阀芯封堵二通管，因此连接至二通管两端的容器连通或断开。其中，第一注射器10和收集容器12可以可拆卸地分别连接至二通阀的两端，从而使第一注射器10和收集容器12经由二通阀连通或断开，以可以通过推动第一注射器10芯杆将第一注射器10内的内容物经由二通阀转移至收集容器12内或阻止二者之间的内容物的转移。在实际应用过程中，收集容器12可为注射器或废液缸等医疗用具。在收集容器12与二通阀拆离的情况下，第二注射器13可代替收集容器12连接至二通阀，以经由二通阀连接至第一注射器10，从而可以通过推动第一注射器10芯杆将第一注射器10内的内容物经由二通阀转移至第二注射器13内。或者，在第一注射器10和收集容器12均与二通阀拆离的情况下，可以将第一注射器10和第二注射器13分别连接至新的未被使用过的二通阀的两端，以使第一注射器10和第二注射器13经由该新的未被使用过的二通阀连通，从而在第一注射器10的内容物转移至第二注射器13内的过程中，转移的内容物不会与二通阀内残留的物质混合。
36.在联通件11被设计成三通阀的情况下，三通阀可被构造成包括三通管、位于三通管内的三通阀芯和可控制三通阀芯的转动的旋转活塞。通过转动旋转活塞可使三通阀芯内的通道与三通管的任意两端口连通，因此使连接至三通管的三端的任意两个容器连通而与另一容器断开。其中，第一注射器10、收集容器12和第二注射器13可分别连接至三通阀的三端，从而根据需要调节三通阀的旋转活塞而使得第一注射器10与收集容器12连通而不与第二注射器13连通，或者调节成第一注射器10与收集容器12不连通而与第二注射器13连通，进而能够根据需要将第一注射器10内的内容物转移至收集容器12或第二注射器13内。
37.可选地，三通阀的其中一端可被设计成通气端，则第一注射器10和收集容器12可连接至三通阀的另外两端，并通过转动旋转活塞使通气端封堵，将第一注射器10内的内容物经由三通阀转移至收集容器12内。随后将收集容器12三通阀拆离并将第二注射器13代替收集容器12连接至三通阀，或者将第一注射器10和收集容器12均从三通阀拆离而将第一注射器10和第二注射器13通过新的未被使用的三通阀连接，使得第一注射器10和第三注射器14经由三通阀连接。通过旋转活塞使通气端封堵，将第一注射器10内的内容物经由三通阀转移至第二注射器13内。最后，通过旋转活塞使通气端与第二注射器13连通，拉动第二注射器13芯杆来将三通阀芯内残余的内容物吸入第二注射器13内。可选地，三通阀的通气端可设有除菌过滤膜。
38.第二注射器13在与联通件11拆离后可以可拆卸地连接至喷涂装置15。喷涂装置15上还可以可拆卸地连接有第三注射器14，从而使第二注射器13和第三注射器14均可连通至喷涂装置15，进而通过推动第二注射器13和第三注射器14芯杆，将第二注射器13和第三注射器14内的内容物转移至喷涂装置15内，并在喷涂装置15内混合后经由喷涂装置15喷出。
39.可选地，喷涂装置15可包括支撑架151、推进板152、喷雾三通、喷嘴和喷雾头。支撑架151上可并排夹持有第二注射器13和第三注射器14。喷雾三通可包括两个进液口和一个出液口，其两个进液口分别连接至第二注射器13和第三注射器14的锥头且出液口连接至喷嘴。由此，可通过推动推进板152将第二注射器13和第三注射器14内的内容物经喷雾三通转移至喷嘴内并在喷嘴内混合。喷嘴内还安装有喷雾头，从而将喷嘴内的混合物雾化后喷出。
40.可选地，第一注射器10在与联通件11拆离时其锥头可以可拆卸地连接有护套，以防止第一注射器10内的内容物被外界环境污染。同理，第二注射器13在拆离联通件11和喷涂装置15时可以可拆卸地连接有护套，第三注射器14在拆离喷涂装置15时可以可拆卸地连接有护套。
41.可选地，第一注射器10可通过可拆卸的密封连接件如鲁尔接头与联通件11连接。同理，第二注射器13可通过可拆卸的密封连接件分别与联通件11和喷涂装置15连接，第三注射器14可通过可拆卸的密封连接件与喷涂装置15连接。此外，第一注射器10的锥头还可以可拆卸地连接有针头组件。
42.可选地，第一注射器10、联通件11、收集容器12、第二注射器13和喷涂装置15可均由透明材料如塑料或玻璃制成，则第一注射器10经联通件11至收集容器12的物质转移、第一注射器10经联通件11至第二注射器13的物质转移、第二注射器13和第三注射器14至喷涂装置15物质转移均可被操作者清楚观察到，从而本发明的提取装置的使用便利性。
43.下面结合图3对利用本发明的提取装置进行prp提取和凝胶制备的过程进行示意性说明。需要指出的是，下面仅联通件11以三通阀为例对提取方法进行描述，而联通件11或上述各部件的其它示例也可以结合到下面的方法中。
44.现有观点中通常认为相较于利用一次离心技术，利用二次离心技术提取prp的回收率较高且可制备较高血小板浓度的prp。然而，发明人认为提取prp的本质在于：充分离心以保证细胞按照密度梯度堆积并趋于恒定、以及在分离prp层时减少扰动，因此对prp提取造成影响的因素不在于使用所谓的一次离心技术或二次离心技术，而在于是否影响到了离心后细胞的稳定堆积过程以及收集相应组分时是否造成了扰动。由此，利用二次离心技术提取prp的提取效果并一定好于利用一次离心技术。在离心过程中，通过调整相对离心力和离心时间可实现细胞堆积趋于稳定。在prp分离过程中，减少对中间prp层的扰动可避免血小板扩散至相邻的上下层，从而收集较高血小板回收率的prp。
45.首先，使用第一注射器10抽取预定量的抗凝剂，再在第一注射器10的锥头处安装针头组件采集预定量的血液。抗凝剂和所抽取的血液的体积比例可为1：9，以有效抗凝并保持血液组分的稳定。例如，采集10毫升至100毫升的血液以及相应地抽取1毫升至10毫升的抗凝剂。随后，拆除第一注射器10上的针头组件并安装护套，轻轻晃动第一注射器10，将第一注射器10内的抗凝剂和血液混合得到经抗凝处理的血液。第一注射器10保持为锥头朝下的姿态被转移至离心机中经设计与第一注射器10的形状和尺寸相匹配的一离心管中，离心机的另一离心管中还放置有内含水或血液且与内含经抗凝处理的血液的第一注射器10的规格相同的配平注射器，以实现配平而保证离心过程的稳定性。接着，控制离心机以范围为300g至3000g的相对离心力进行5分钟至45分钟的离心运动。第一注射器10内的经抗凝处理的血液自上而下被分为清晰的ppp层、prp层和红细胞层。其中，相对离心力或离心时间偏小会使分层不够清晰，相对离心力或离心时间偏大会破坏血细胞而出现溶血、血小板变形或破裂等情况。优选地，以500g至1500g的相对离心力离心15分钟至45分钟，或以1501g至2500g的相对离心力离心10分钟至30分钟，或以2501g至3500g的相对离心力离心5分钟至15分钟。
46.保持第一注射器10的锥头朝下放置在分离架上，以确保组装过程稳定以避免第一注射器10内已分层的各组分不期望地混合而对位于中间层prp造成干扰。拆离第一注射器
10的护套并三通阀经由鲁尔接头密封连接第一注射器10的锥头，并在三通阀的另外两端分别经由鲁尔接头密封连接收集容器12和第二注射器13。调节三通阀使第一注射器10和收集容器12连通，朝下推动第一注射器10芯杆，以将第一注射器10内的最下层的红细胞经由联通件11转移至收集容器12内。优选地，第一注射器10以不超过每秒0.5毫升的速度将内含的红细胞层转移至收集容器12内，以平稳排出红细胞并减小对prp层的干扰，从而稳定保证血小板的回收率。其中，由于第一注射器10内的prp层与红细胞层之间存在过渡层，因此，优选将第一注射器10内的红细胞层的一部分转移至收集容器12，而在第一注射器10内留有红细胞层一部分，尤其是留有第一注射器10内所采集的血液的体积的3％至10％，以尽可能保证prp的提取浓度和回收率。
47.保持第一注射器10的锥头朝下，并将三通阀调节成第一注射器10和第二注射器13连通，朝下推动第一注射器10芯杆，第一注射器10内的prp层被转移至第二注射器13内，从而使第二注射器13内仅含prp层而提取出prp。优选地，第一注射器10将prp层转移至第二注射器13内所花费的时间超过10秒，以避免因过快的分离速度导致血液离心后的白膜层粘附至器壁上残留的红细胞，从而减轻对于prp层的干扰，稳定实施prp的提取，进而保证了prp中的血小板和回收率稳定。随后，将第二注射器13从三通阀上拆离并在锥头处安装护套。
48.示例性地，发明人经试验得到在相同的离心条件下，通过第一注射器10采集10毫升的血液的情况下，第一注射器10保留0.3毫升至1毫升红细胞随prp层被转移至第二注射器13内，第一注射器10转移至第二注射器13内的prp为1毫升至2毫升。通过第一注射器10采集20毫升的血液情况下，第一注射器10保留0.6毫升至2毫升红细胞随prp层被转移至第二注射器13内，第一注射器10转移至第二注射器13内的prp为2毫升至4毫升。通过第一注射器10采集30毫升的血液情况下，第一注射器10保留1毫升至3毫升红细胞随prp层被转移至第二注射器13内，第一注射器10转移至第二注射器13内的prp为3毫升至6毫升。通过第一注射器10采集50毫升的血液情况下，第一注射器10保留1.5毫升至5毫升红细胞随prp层被转移至第二注射器13内，第一注射器10转移至第二注射器13内的prp为5毫升至10毫升。通过第一注射器10采集100毫升的血液情况下，第一注射器10保留3毫升至10毫升红细胞随prp层被转移至第二注射器13内，第一注射器10转移至第二注射器13内的prp为10毫升至20毫升。
49.在一具体示例中，第一注射器10采集30毫升的血液，并以2200g的相对离心力离心20分钟。第一注射器10内保留1毫升至3毫升的红细胞并随prp层转移至第二注射器13内，第一注射器10转移至第二注射器13内的prp可为3毫升至6毫升。在第二注射器13内提取得到的prp为5毫升的情况下，通过光学显微镜观察到第一注射器10内的30毫升血液中的血小板计数、转移至第二注射器13内的5毫升prp中的血小板计数、留在第一注射器10内的19毫升ppp中的血小板计数以及转移至收集容器12内的5.8毫升红细胞中的血小板计数的平均值分别为(602
±
54)
×
109个/l、(2903
±
91)
×
109个/l、(130
±
1)
×
109个/l、(69
±
1)
×
109个/l。计算prp的血小板计数占血液的血小板计数的比例得到富集系数，即(2903
×
109)/(602
×
109)＝4.80。此外，通过prp的血小板计数和prp体积计算得到prp中血小板的实际数量，即5
×
10
‑3×
2903
×
109个。通过血液的血小板计数和血液体积计算得到血液中血小板的实际数量，即30
×
10
‑3×
602
×
109个。最后，通过prp中的血小板的实际数量和血液中的血小板的实际数量可得到血小板的回收率，即(5
×
2903
×
109)/(30
×
602
×
109)＝80.4％。综上，根据本发明的方法通过控制第一注射器10的转移至第二注射器13内的体积，可调节最后的血
小板富集系数，并且提取得到的prp的血小板回收率较高，提取效果较好。
50.此外，现有技术中的利用一次离心技术提取prp的装置制备prp的时间通常需要15分钟，而相应地血小板富集系数大致确定在5且血小板回收率大致为60％或62％。利用二次离心技术提取prp的装置制备prp的时间通常需要20分钟，而相应地血小板富集系数大致确定在6.40
±
1.06或7.6
±
1.2且血小板回收率大致为(60.85
±
8.97)％或(80.3
±
12.8)％。相较而言，本发明的装置制备prp利用一次离心技术，通常制备时间需要15分钟，富集系数的3至10的范围内可调，并且血小板回收率大致为(82
±
14.5)％。
51.使用第三注射器14抽取生理盐水配制凝血酶，在第三注射器14的锥头上安装护套并轻轻晃动第三注射器14，混合第三注射器14内的生理盐水和凝血酶得到凝血剂。将内含prp的第二注射器13和内含凝血剂的第三注射器14的锥头朝下地并排放置在支撑架151上，并在第二注射器13和第三注射器14芯杆的头部安装推进板152。拆离第二注射器13和第三注射器14的锥头处的护套，并将喷雾三通的两个进液口分别经由鲁尔接头连接至第二注射器13和第三注射器14的锥头，在喷雾三通的出液口处连接内置喷雾头的喷嘴。操作者接着可向下推动推进板152，以推动第二注射器13和第三注射器14芯杆，第二注射器13内的prp和第三注射器14内的凝血剂被推入喷嘴内，并在喷嘴内混合产生prp凝胶，最后通过喷雾头被雾化喷出。
52.应当理解，采用本实施例中的提取装置实现prp的提取的任意操作步骤所组合形成的方案均应属于本发明保护的范围。
53.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。
54.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。