انواع سانتریفیوژ برای مصارف پزشکی

همه ما می دانیم که پیشرفت علم پزشکی رابطه تنگاتنگی با پیشرفت صنعت دارد. یکی از دستگاه هایی که در علم پزشکی بسیار پرکاربرد بوده ، دستگاه سانتریفیوژ است. انواع دستگاه سانتریفیوژ برای جدا سازی اجزای خون به منظور بررسی و آزمایش بر روی اجزای خون بکار می رود. در این مقاله قصد داریم به آشنایی با تجهیزات سانتریفیوژ ، انواع و کاربرد های گسترده آن مخصوصا در عرصه پزشکی و زیباسازی بپردازیم.

نمونه ای از دستگاه سانتریفیوژ برای پی آر پی

سانتریفیوژ چیست

دستگاه سانتریفیوژ ، دستگاهی است که از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌کند تا بخش های مختلف یک مایع را جدا سازد. به این منظور ظرف حاوی مایع  با سرعت بالا دوران می کند تا مایعات با چگالی مختلف (مثلا خامه را از شیر) و یا مایعات از جامدات جدا شوند. این عمل باعث می‌شود تا مایع های چگال تر، در مسیری مدور به سمت بیرون حرکت کنند و در عین حال مایعات رقیق تر در مرکز ته نشین می‌شوند.

 در تجهیزات سانتریفیوژ آزمایشگاهی که از ظرف لوله شکل استفاده می‌شود این حرکت دورانی باعث می‌شود تا مواد غلیظ در ته ظرف ته نشین بشوند و مواد رقیق تر در بالای ظرف قرار بگیرند. دستگاه سانتریفیوژ همچنین می‌تواند به عنوان یک فیلتر بسیار موثر عمل کند و آلاینده ها را از مایعات اصلی جدا نماید.

در ویدیو بالا ، انواع سانتریفیوژهای پزشکی آزمایشگاهی به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. با تماشای این ویدیو یادگیری و شناخت شما نسبت به دستگاه سانتریفیوژ عملی تر و واقع گرایانه تر خواهد بود.

کاربرد انواع سانتریفیوژها

سانتریفیوژ های صنعتی در بخش تولید و فرآوری زباله ها، اغلب به منظور ته نشین کردن جامدات معلق یا جدا سازی مایعات امتزاج ناپذیر به کار گرفته می‌شوند. دستگاه خامه گیری که در لبنیاتی ها یافت می‌شود نمونه ای از این سانتریفیوژ ها است. سانتریفیوژ های پیشرفته که سرعت بالایی دارند قادر هستند که مواد را در مقایس نانو از هم جدا کنند.

سانتریفیوژ های بزرگ برای شبیه سازی برخی شرایط مانند نیروی گرانش بالا و یا شتاب بالا به کار گرفته می‌شوند. سانتریفیوژ های متوسط نیز در ماشین های لباس شویی و برخی استخر ها به منظور بیرون کشیدن آب از پارچه مورد استفاده قرار می‌گیرند. سانتریفیوژ های گازی نیز برای جدا سازی ایزوتوپ ها از یکدیگر در غنی سازی سوخت هسته ای با ایزوتوپ های شکافت پذیر بکار گرفته می‌شوند.

انواع مختلف سانتریفیوژ

تجهیزات گریز از مرکز که مصارف پزشکی دارند

دستگاه های سانتریفیوژ پزشکی بسته به نیاز های متفاوتی علمی و پژوهشی در انواع و طیف بسیار گسترده طراحی ، تولید و عرضه شده اند. انواع سانتریفیوژها را می توان براساس کاربرد ، سرعت رتور، سایز و طراحی رتور دسته بندی کرد. در ادامه به انواع سانتریفیوژها اشاره خواهیم کرد.

سانتریفیوژ ها برای مقاصد تحقیقاتی و آزمایش های بالینی بسیار موثر هستند. اینکه از چه نوع سانتریفیوژی باید استفاده کرد به عوامل گوناگونی بستگی دارد. برخی سانتریفیوژ ها طیف گسترده ای از کارها را انجام می‌دهند و برخی دیگر بسیار تخصصی هستند و فقط برای انجام کارهای خاص کاربرد دارند.

نمونه ای از سانتریفیوژ آزمایشگاهی

سانتریفیوژ برای مصارف آزمایشگاهی

 دستگاه سانتریفیوژ آزمایشگاهی برای کارهای پژوهشی در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرند. این سانتریفیوژ ها دستگاه های همه منظوره ای هستند که انواع مختلفی داشته و قابلیت های مشترکی نیز دارند. این نوع سانتریفیوژ شامل سانتریفیوژ های بالینی، سانتریفیوژ های پرسرعت و اولترا سانتریفیوژ ها می‌باشند.

سانتریفیوژ های آزمایشگاهی هم می‌توانند از روتور های زاویه ثابت استفاده کنند و هم روتور های چرخان که قابلیت حمل چندین لوله‌ی را دارند. سانتریفیوژ های آزمایشگاهی مدل های گوناگونی دارند که هرکدام کار های مختلفی انجام می دهند و هرکدام پروسه مخصوصی دارند مانند بدست آوردن شیب غلظت ساکاروز، ایزوپیکنیک، دیفرانسیل گیری و … .

تصویر یک سانتریفیوژ بالینی

در ادامه به انواع مختلف سانتریفیوژ های آزمایشگاهی خواهیم پرداخت. انواع سانتریفیوژ های آزمایشگاهی در زمینه هایی مانند شیمی، زیست شناسی، بیوشیمی و دارو های بالینی کاربرد دارند و به منظور جدا سازی مایعات غیرقابل اختلاط و سوسپانسیون ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه به انواع سانتریفیوژ های آزمایشگاهی می پردازیم.

سانتریفیوژ ساده

 به طور خلاصه، سانتریفیوژ های  آزمایشگاهی گوناگونی وجود دارد ولی همه‌ی آنها یک کار انجام می‌دهند؛ چرخاندن ماده حول یک زاویه‌ی ثابت به منظور جدا سازی مواد مختلف از یکدیگر با استفاده از اصل رسوب گذاری این کار انجام می گیرد. همه انها به کمک یک موتور مرکزی این کار را انجام می‌دهند.

از مرسوم ترین و پراستفاده ترین سانتریفیوژ های زیر مجموعه دسته آزمایشگاهی ، سانتریفیوژ های ساده می باشند. این نوع سانتریفیوژ دارای ظرفیتی معمول و سرعت گردش روتور در حدود  ۵۰۰۰ دور در دقیقه می باشد.

سانتریفیوژ مخصوص کلینیک

سانتریفیوژ های بالینی می توانند جزو سانتریفیوژ های سرعت کم دسته بندی شوند. سرعت این سانتریفیوژ ها حدود 2000 تا 6000 دور در دقیقه می باشند و از آنها بیشتر برای جداسازی اجزای خون استفاده می شود. دستگاه های سانتریفیوژ که برای عمل جداسازی پلاسمای غنی شده از پلاکت استفاده می شوند و در درمان به روش پی آر پی کاربرد دارند از نوع سانتریفیوژ های کلینیکی هستند.

با خواندن مقاله “پی آر پی چیست، کاربردهای آنرا بهتر بشناسیم” با کاربردهای جوانسازی و درمانی پی ار پی و مراقبت های قبل و بعد از درمان همچنین عوارض استفاده از پلاسمای غنی شده از پلاکت آشنا می شوید.

تصویری از یک دستگاه میکروسانتریفیوژ

میکرو سانتریفیوژ

دستگاه میکرو سانتریفیوژ همانطور که نامش مشخص است دارای اندازه و حجم نمونه بسیار کم در حدود معادل 0.2 تا 2 میلی لیتر می باشد. این سانتریفیوژ ها برای استفاده های میکرو و بسیار ریز ذره کاربرد دارد. از این سانتریفیوژ ها به منظور جداسازی پلاسمید ها مرتبط با ماده های ژنتیکی استفاده می شود.  

سانتریفیوژ دارای یخچال برای مواد حساس به دما

سانتریفیوژ های آزمایشگاهی عادی، برای کار با مواد حساس به دما مناسب نیستند. به این منظور باید از سانتریفیوژ های یخچال دار استفاده کرد. این سانتریفیوژ ها سیستم خنک کننده داخلی دارند که با استفاده از ابزاری مانند کندانسور و کمپرسور این امکان را فراهم می‌سازد که سانتریفیوژ در دمایی از پیش تعیین شده کار کند.

انواع سانتریفیوژ از لحاظ اندازه

انواع تجهیزات گریز از مرکز آزمایشگاهی از لحاظ اندازه و سایز

به طور کلی ازمایشگاه ها از دونوع سانتریفیوژ استفاده می‌کنند؛ سانتریفیوژ های بزرگ و سانتریفیوژ های کوچک ، که سانتریفیوژ های بزرگ را غالبا همان سانتریفیوژ می‌نامند ولی سانتریفیوژ های کوچیک را به عنوان میکروفیوژ یا میکرو سانتریفیوژ می‌شناسند. این سانتریفیوژ های کوچک از ظرف های پلاستیکی کوچکی استفاده می‌کنند که گنجایش کمی داد.

انواع سانتریفیوژ برای استقرار روی میزی و زمینی

بسته به محیط آزمایشگاه، شما می توانید از مدل های رومیزی و یا زمینی استفاده کنید. مدل های رومیزی کوچکتر هستند و کار با انها راحت تر است. گرچه این نوع سانتریفیوژ ها مناسب آزمایشگاه های کوچک هستند ولی امروزه در همه آزمایشگاه ها یافت می‌شوند. آزمایشگاه هایی که فضای روی میزی کمی دارند، نیازمند سانتریفیوژ های زمینی هستند. این سانتریفیوژ ها مناسب پروسه هایی با حجم زیادی از نمونه می باشند.

دستگاه گریز از مرکز اسکرول اسکیرین

این نوع سانتریفیوژ ها با چرخش خود باعث می‌شوند تا مایعات از فیلتر آنها رد بشوند و از جامدات جدا شوند. جامدات یا به علت اندازه ای که دارند یا بخاطر اختلاف چگالی نمی توانند از این فیلتر عبور کنند. تنوع سانتریفیوژ ها بسیار زیاد است و بسیاری از آنان بسیار تخصصی می باشند. سانتریفیوژ های پوشر ، سانتریفیوژ های لایه بردار ، سانتریفیوژ های فیلتر معکوس ، سانتریفیوژ های اونگی و سانتریفیوژ های رسوبی از سانتریفیوژ های کمتر شناخته شده هستند.

این سانتریفیوژ ها با ویژگی های مختلفی مانند سرعت، گنجایش، کنترل دما و… تمایز داده می‌شوند. سیستم کنترل این سانتریفیوژ ها از یک تایمر ساده تا یک سیستم قابل برنامه ریزی متنوع می‌باشد. این سیستم های قابل برنامه ریزی می توانند فاکتور های گوناگونی مثل میزان شتاب و دوران، سرعت، و تغییرات دما را تعیین کنند.

نمونه ای از سانتریفیوژ هماتوکریت

دستگاه گریز از مرکز هماتوکریت

این سانتریفیوژ های زیر مجموعه سانتریفیوژهای پزشکی محسوب می شوند وبرای تعیین میزان گلبول های قرمز در خون کاربرد دارند. از این سانتریفیوژها در پاتولوژی ها بیشتر استفاده می شود.

انواع سانتریفیوژ بر اساس سرعت دوران روتور

سانتریفیوژ ها بر اساس سرعت روتور می توانند به سه دسته تقسیم شوند. سرعت دوران روتور بر دقیقه ویژگی جدا کننده این دسته از سانتریفیوژ ها می باشد. در ادامه به معرفی این دسته ها خواهیم پرداخت.

گریز از مرکز با سرعت بالا

سرعت دوران روتور در این دسته حدوداً چیزی بین  21000 تا 24000 دور در دقیقه است. این دسته از سانتریفیوژ ها عموماً دارای یخچال هستند . اغلب از این دسته برای تهیه فرآورده  های حساس به دوران و گرمای زیاد، استفاده می شود.

گریز از مرکز با سرعت کم

سرعت دوران روتور در سانتریفیوژ ها با سرعت کم چیزی بین  2000 تا  6000 و دور در دقیقه می باشد. از این دسته از سانتریفیوژ ها در پاتولوژی ها برای جداسازی اجزای خون استفاده می گردد.

سانتریفیوژهای اولترا

سرعت دوران روتور در این سانتریفیوژ های الترا بسیار بسیار بالا و چیزی 50000 تا 120000 دور در دقیقه می باشد. از این دستگاه های سنگین بیشتر در پژوهش های تحقیقاتی و پیشرفته به منظو  جداسازی مواد درون سلولی استفاده می شود.

اولترا سانتریفیوژ ها با ایجاد خلع می توانند کنترل دمای بسیار دقیقی داشته باشند. اگر نمونه دارای حجم زیادی باشد. سیستم های زونال روتور و جریان مداوم بهترین گزینه هستند.

عملکرد دستگاه سانتریفیوژ در تهیه پلاسمای غنی از پلاکت

کاربرد عمل سانتریفیوژ در تهیه پی آر پی

برای درمان برخی بیماری ها مانند پوکی استخوان و ریزش مو، از بیمار نمونه خونی تهیه می‌کنند و پی ار پی از همین نمونه خون به دست می‌ آید. نمونه خون در دستگاه سانتریفیوژ قرار می‌گیرد تا پی ار پی ان از سایر اجزای خون مثل پلاسما و سلول های خونی جدا شود.

این فرایند سانتریفیوژ منجر به جدا سازی پلاکت ها نیز می‌شود. بدلیل اهمیت عملکرد دستگاه سانتریفیوژ پی آر پی در نتیجه عمل خرید سانتریفیوژ پی آر پی با عمیکرد مناسب در کیفیت تهیه پی آر پی اهمیت دارد.

در سال های گذشته پزشکان در زمینه های مختلفی مانند دندان پزشکی، جراحی پلاستیک و کاشت مو از فراورده های خونی به منطور درمان و ساخت برخی سلول ها در بدن انسان استفاده کرده اند. این فراورده های خونی متکی به توانایی بدن در بهبود خود هستند.

کیت های مورد استفاده در پی آر پی

قسمت زرد رنگ فوقانی (که حدود 50 درصد طرف نمونه را در برگرفته) همان پلاسمای غنی از پلاکت (پی آر پی) است. 91% مایع پلاسما از اب تشکیل شده است، 7% – 9% از پروتئین های مختلف و 1%-2% باقی مانده را مواد معدنی تشکیل می‌دهند. قسمت نازک و شفاف که پایین تر از این لایه قرار دارد ( و حدوده 15% ظرف نمونه را شامل می‌شود) از گلبول های سفید (پلاکت ها) و فیبرین غنی از پلاکت (پی ار اف) تشکیل شده است.

سانتریفیوژ مخصوص پی ار پی

عملکرد گریز از مرکز برای پی آر پی

دستگاه سانتریفیوژ پی آر پی به لطف اتوماتیک بودن و سهولت کار با آن، تفکیک پی ار پی را بسیار راحت تر کرده است. آماده سازی پلاسمای غنی از پلاکت نیازمند سانتریفیوژی است که پلاکت ها را تفکیک کرده و آن ها را غلیظ نماید.

سانتریفیوژ با استفاده نیروی گریز از مرکز، فرایند رسوب گذاری را سرعت می‌بخشد. پزشکانی که پی آر پی با غلظت بالا را برای بافت های آسیب دیده تجویز می‌نمایند، شاهد نتایج بهتری بوده اند. در ادامه قصد داریم تا ویژگی های یک دستگاه پی آر پی خوب را بررسی کنیم.

پی آر پی طی فرایندی که ان را سانتریفیوژ دیفرانسیل می‌نامند به دست می‌ آید. در فرایند سانتریفیوژ دیفرانسیل، شتاب طوری تنظیم می‌شود تا ترکیبات سلولی خاصی (با توجه به وزن آنها) ته نشین شوند. برای مشاهده فیلم های عملکرد دستگاه سانتریفیوژ پی آر پی و تزریق پی آر پی صفحه آموزش پی آر پی را ببینید.

دستگاه سانتریفیوژ پی آر پی

روشهای تولید پی آر پی توسط کیت و دستگاه

در عمل پی آر پی تغلیظ پلاسمای غنی از پلاکت حدود 6 تا 7 برابر جزو ملزومات است. دستگاه های پی آر پی بوسیله کیت پی آر پی این اجازه را به شما می‌دهند تا انتخاب کنید که می‌خواهید گلبول های قرمز و سفید را نگه دارید یا نه. هرکدام از این پی آر پی ها برای بیماری مختلفی کارساز خواهند بود.

به هرحال ممکن است برخی تجهیزات پی آر پی تجاری انتظار شما را برآورده نکنند، بنابراین لازم است تا تفاوت بین کیت های و تجهیزات مختلف را بدانید. در ادامه به انواع تجهیزات تولید کننده پی ار پی که سانتریفیوژ نقش بسزایی در آن دارد می پردازیم.

کیت به همراه ژل جدا کننده

کیت با ژل جدا کننده در واقع ظرف آزمایشی است که مقداری ژل مخصوص در آن وجود دارد. این ژل با گذرندگی (اسمز) که دارد پلاکت ها را از خون جدا می‌کند. اما مشکل اصلی این روش این است که وقتی ظرف آزمایش را در سانتریفیوژ قرار می‌دهند، بخشی از پلاکت ها نیز توسط ژل جذب می‌شوند.

علاوه بر این، در این روش در بهترین حالت پلاکت ها با غلظت یکی و نیم تا دو برابر غنی سازی می‌شوند. ولی نکته‌ی مثبت این روش این است که گلبول های قرمز و سفید را جدا می‌کند.

هرچند قیمت کیت پی آر پی در هزینه نهایی انجام عمل تاثیر گذار است اما خرید یک کیت مناسب، در کیفیت نتیجه عمل پی ار پی و کاهش عوارض عمل بسیار موثر و تعیین کننده است.

بافی کت و روند تهیه آن

بافی کت و طرز تهیه پی آر پی

تجهیزاتی که باعث ایجاد بافی کت می‌شوند، 5 تا 7 برابر غلیظ سازی دارند. اگر پس از پروسه سانتریفیوژ به نمونه خون نگاه کنیم، می بنیم که لایه‌ی نازکی بین خون و پلاسما قرار دارد، به این لایه‌ی نازک بافی کت گفته می‌شود. این لایه غالبا از پلاکت ها و گلبول های سفید تشکیل شده است. شما می‌توانید بدون هیچگونه آلودگی ای، بافی کت را از گلبول های قرمز جدا سازید. بدین ترتیب شما پی ار پی ای خواهید داشت که کمتر از 10% آن  گلبول قرمز است.

بافی کت با دو دور چرخش

در روش دود دور چرخش، بافی کت بدست آمده بدون هیچ گلبول قرمزی در آن وجود ندارد. در حال حاضر بهترین روش موجود برای تهیه پی آر پی همین روش است. کاری که در این  روش صورت می‌گیرد این است که شما بعد از اینکه نمونه خون را در دستگاه سانتریفیوژ پی آر پی قرار دادید و پی ار پی را از خون جدا نمودید، بار دیگر نمونه را داخل سانتریفیوژ قرار می‌دهید تا بیشتر گلبول های قرمز  غربال شود . بعد از این فقط باید بافی کت را جدا نمایید، و ماده‌ی به دست امده همان پی ار پی است.

در نظر داشته باشید خرید کیت پی آر پی مناسب، در کیفیت نتیجه عمل پی ار پی و کاهش عوارض عمل بسیار موثر و تعیین کننده است. همچنین قیمت دستگاه سانتریفیوژ پی آر پی در هزینه نهایی کار تاثیر گذار است. به عنوان نتیجه گیری نهایی، سانتریفیوژ ها یکی از پر استفاده ترین و مفید ترین دستگاه هایی است که توانسته به پیشرفت علم و صنعت در عرصه های مختلف کمک بسیاری کند.

سانتریفیوژ ها انواع مختلفی دارند که متناسب با نیاز علم طراحی و تولید شده اند. این دستگاه می تواند براساس ویژگی های مختلف دسته بندی شود .

منبع: ncbi ، drprpusa