DE69633439T2

DE69633439T2 - Vorrichtungen und verfahren zur entfernung freier und gebundener verunreinigung in plasma

Info

Publication number: DE69633439T2
Application number: DE69633439T
Authority: DE
Inventors: Chong-Son Sun; John Chapman; F. Daniel BISCHOF
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Fenwal Inc
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2016-11-27
Also published as: CA2208051A1; ATE276655T1; WO1997022245A1; EP0809433B1; NO973790D0; US6695805B1; EP0809433A1; NO316989B1; CA2208051C; NO973790L; DE69633439D1; JPH11505269A; EP0809433A4; US5935092A; JP4239114B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Ausmerzen von Verunreinigungen unter Verwendung einer photodynamischen Therapie. Auch bezieht sich die Erfindung allgemein auf das Verarbeiten von Vollblut sowie dessen Bestandteilen für die Aufbewahrung und Transfusion. Im spezielleren bezieht sich die Erfindung auf eine außerhalb des Körpers erfolgende Behandlung von gesammeltem Vollblut sowie dessen Bestandteilen mit photoaktiven Materialien, um Viren und andere pathogene Verunreinigungen auszumerzen.
Hintergrund der Erfindung
Mit der Einführung der Blutbestandteilstherapie wird das meiste gesammelte Vollblut heutzutage für die Aufbewahrung und Verabreichung in seine klinisch anerkannten Bestandteile getrennt. Die klinisch anerkannten Bestandteile von Vollblut beinhalten rote Blutzellen, die zum Behandeln von chronischer Anämie verwendet werden; blutplättchenarmes Plasma, aus dem Kryopräzipitat reich an Gerinnungsfaktor VIII zum Behandeln von Hämophilie gewonnen werden kann; sowie Konzentrationen von Blutplättchen, die für die Kontrolle von Blutungen bei Thrombozytenmangel verwendet werden.
Es ist allgemein bekannt, daß Blut infektiöse Substanzen enthalten kann, wie z. B Hepatitis-B-Viren, AIDS-Viren (menschliche Immunitätsmangelviren), Herpes-Viren sowie Grippe-Viren. Zur Vermeidung der Übertragung dieser ansteckenden Substanzen während Bluttransfusionen werden Blutspender routinemäßig untersucht und durchlaufen auch serologische Tests zum Feststellen des Vorhandenseins dieser Substanzen. Dennoch ist es immer noch schwierig, stets zu gewährleisten, daß diese ansteckenden Substanzen festgestellt werden.
Die Verwendung der photodynamischen Therapie ist als ein möglicher Weg zum Ausmerzen von ansteckenden Substanzen aus gesammeltem Vollblut und dessen Bestandteilen vorgeschlagen worden. Siehe Matthews et al. "Photodynamic Therapy of Viral Contaminants With Potential for Blood Bank Applications", Transfusion, 28(1), Seiten 81 bis 83 (1988). Es sind verschiedene extrakorporale Systeme vorgeschlagen worden, die die photodynamische Therapie zum Behandeln von Blut vor der Lagerung und Transfusion verwenden. Siehe zum Beispiel die US-Patente 4 613 322 und 4 684 521 von Edelson, das US-Patent 4 708 715 von Troutner et al., das US-Patent 4 724 027 von Wiesehahn et al., die US-Patente 4 775 625 und 4 915 683 von Sieber; sowie das US-Patent 4 878 891 von Judy et al.
Die WO-A-92/11059 beschreibt Systeme und Verfahren zum gleichzeitigen Entfernen von freien und mitgeführten Verunreinigungen in Fluiden, wie zum Beispiel Blut, unter Verwendung der photoaktiven Therapie sowie von zellularen Trennungstechniken.
Die EP-A-0 500 472 beschreibt einen Filter zum Entfernen von Leukozyten sowie eine Vorrichtung zum Entfernen von Leukozyten, die mit dem Filter ausgestattet ist.
Die WO-A-91/16 911 beschreibt ein Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen aus Blut und zellulären Blutbestandteilen mit einem Phenthiazin-5-Ium-Farbstoff und Licht für eine ausreichende Zeitdauer, um jegliche pathogene Verunreinigungen zu deaktivieren.
Bisher gab es überhaupt keinen Erfolg beim wirtschaftlichen Anpassen der Vorteile der photodynamischen Therapie an die Bedürfnisse der mit dem Betrieb von Blutbanken befaßten Industrie. Ein Grund hierfür besteht darin, daß nicht alle biologischen Verunreinigungen frei in dem Blut enthalten sind und dadurch in einfacher Weise an photoaktive Substanzen gekoppelt werden können. Einige biologische Verunreinigungen werden an oder in weißen Blutzellen mitgeführt und befinden sich damit außer Reichweite von photoaktiven Substanzen.
Die bisher vorgeschlagenen extrakorporalen Systeme können nur solche Verunreinigungen ausmerzen, die frei in dem Blut enthalten sind. Frühere Systeme haben keine Vorrichtung geboten, die sowohl freie als auch mitgeführte biologische Verunreinigungen aus einem Fluid in einem einzigen Durchgang durch eine einzige Behandlungszone entfernen können.
Aus diesem sowie aus anderen Gründen ist das Versprechen einer photodynamischen Therapie bei der Behandlung des in Blutbanken befindlichen Blutes der Bevölkerung zu einem großen Teil unerfüllt geblieben.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Behandeln von Plasma gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 14 angegeben.
Die Erfindung bietet verbesserte Systeme und Verfahren zum Behandeln von Plasma, um Verunreinigungen, wie zum Beispiel Leukozyten und erworbene Viren, zu entfernen, die frei in dem Plasma enthalten sein können oder mit den Leukozyten in dem Plasma mitgeführt sein können.
Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung erfolgt eine Behandlung von frischem gefrorenen Plasma durch Auftauen des Plasmas und Filtern des aufgetauten Plasmas, um Leukozyten zu entfernen und dadurch in den Leukozyten mitgenommene Virusstoffe zu entfernen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhalten die Systeme und Verfahren ein Hinzufügen eines photoaktiven Materials zu dem aufgetauten Plasma. Die Emission von Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge in das aufgetaute Plasma aktiviert das photoaktive Material, um dadurch in dem Plasma frei enthaltene Virussubstanzen zu eliminieren.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung werden Systeme und Verfahren zum Behandeln von Plasma angegeben, das Verunreinigungen und Leukozyten enthält, die in der Lage sind, Verunreinigungen mitzunehmen. Die Systeme und Verfahren trennen Leukozyten aus dem Plasma durch Filtration ab, um dadurch Verunreinigungen zu entfernen, die innerhalb der Leukozyten mitgenommen werden. Ferner fügen die Systeme und Verfahren dem Plasma ein photoaktives Material hinzu, und es erfolgt ein Emittieren von Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge in das Plasma, um das photoaktive Material zu aktivieren und dadurch die Verunreinigung auszumerzen, die frei von der Mitnahme von Leukozyten ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Filter eine Vorfilterschicht, die auch Aggregate, die größer als Leukozyten sind, aus dem aufgetauten Plasma entfernt. Der Filter beinhaltet ferner in einer Strömungsrichtung stromabwärts von dem Vorfilter ein Filtermaterial mit Poren, deren Größe so bemessen ist, daß sie Leukozyten aus dem aufgetauten Plasma durch Ausschluß entfernen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Filtermaterial Polyethersulfon auf, das zwei Schichten bildet, wobei die Poren der ersten, stromaufwärtigen Schicht größer sind als die Poren der zweiten, stromabwärtigen Schicht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Poren der ersten Schicht eine Größe von ca. 1,2 μm und die Poren der zweiten Schicht eine Größe von etwa 0,8 μm.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen, der Beschreibung und den Ansprüchen, die sich anschließen, ausgeführt oder ergeben sich aus diesen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht, mit weggebrochenen Bereichen, eines Systems zum Behandeln eines Fluids, in dem eine Verunreinigung enthalten ist;
2 eine Schnittdarstellung der Behandlungsvorrichtung, die dem in 1 dargestellten System zugeordnet ist, und zwar allgemein entlang der Linie 2-2 in 1;
3 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Behandlungsvorrichtung, die in Verbindung mit dem in 1 dargestellten System verwendet werden kann;
4 eine Darstellung der Behandlungsvorrichtung im allgemeinen entlang der Linie 4-4 in 3;
5 eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Behandlungsvorrichtung, die in Verbindung mit dem in 1 dargestellten System verwendet werden kann;
6 eine Perspektivansicht der Bestandteile des in 1 gezeigten Systems, wobei die Bestandteile vor der Verwendung demontiert sind;
7 eine Darstellung eines Systems zum Behandeln von Plasma durch Filtern des Plasmas zum Entfernen von Leukozyten gemäß der Erfindung;
8 eine Seitenansicht im Schnitt des in 7 gezeigten Filters zum Filtern von Leukozyten aus dem Plasma; und
9 eine Darstellung eines Systems zum Behandeln von Plasma durch Filtern von Plasma zum Entfernen von Leukozyten unter Hinzugabe eines photoaktiven Materials, um Virussubstanzen, die frei in dem Plasma enthalten sind, bei Aussetzung derselben gegenüber einer Strahlung zu eliminieren.
Die Erfindung ist nicht auf die Details der Konstruktion sowie der Anordnungen von Teilen beschränkt, wie diese in der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt oder in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Erfindung kann auch in anderen Ausführungsformen und in verschiedenen anderen Weisen ausgeführt werden. Die Terminologie und Ausdrucksweisen dienen lediglich der Beschreibung und sollen nicht einschränkend verstanden werden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein System 10 zum Behandeln eines Verunreinigungen enthaltenden Fluids. Die Verunreinigungen sind entweder frei in dem Fluid enthalten oder sie werden an oder innerhalb von zellulären Bestandteilen mitgeführt, die in dem Fluid enthalten sind. Gemäß der Erfindung entfernt das System 10 gleichzeitig beide Typen von Verunreinigungen aus dem Fluid innerhalb einer einzigen Behandlungszone.
Das System 10 beinhaltet eine Behandlungsvorrichtung 12, die das Fluid von einem Versorgungsbehälter 14 erhält und das Fluid nach der Behandlung zu einem Sammelbehälter 16 fördert.
Das System 10 kann verschiedene Arten von Fluid behandeln. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Fluid eine Suspension auf, die mindestens eine therapeutische Komponente von menschlichem Vollblut beinhaltet, die für die Transfusion gelagert werden soll. Im spezielleren besteht das Fluid hauptsächlich aus roten Blutzellen, die in Plasma suspendiert sind.
Die Suspension enthält jedoch auch eine Menge an weißen Blutzellen, die unter Verwendung von typischen Abtrenntechniken nicht aus den roten Blutzellen abzutrennen sind. Das Fluid kann auch Antikoagulans und wahlweise ein Aufbewahrungsmedium für die Blutkomponente beinhalten. Alternativ hierzu kann das Fluid auch aus Blutplättchen und einer Menge an weißen Blutzellen suspendiert in Plasma bestehen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Verunreinigung ein pathogenes Virus auf, wie es typischerweise in dem Blut enthalten ist. Zum Beispiel kann es sich bei der Verunreinigung um das Hepatitis-B-Virus, das AIDS-Virus, das Herpes-Virus oder das Grippe-Virus handeln.
Die weißen Blutzellen in der Suspension sind in der Lage, solche biologischen Verunreinigungen aufzunehmen oder mitzunehmen, um diese aus dem Plasma zu entfernen. Die Verunreinigungen, die nicht von den weißen Blutzellen mitgenommen werden, bleiben frei in dem Plasma.
Die Behandlungsvorrichtung 12 beinhaltet ein Gehäuse 18, das eine innere Kammer 20 umschließt. Die Kammer 20 besitzt einen Einlaß 22 zum Empfangen der Blutsuspension von dem Versorgungsbehälter 14 sowie einen Auslaß 24 zum Abgeben der Blutsuspension in den Sammelbehälter 16.
Die Vorrichtung 12 beinhaltet ein erstes Element 26 in der inneren Kammer 20 zum Entfernen der biologischen Verunreinigungen, die innerhalb der Leukozytenkomponente mitgenommen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient das erste Element 26 zum Abtrennen der zellulären Leukozytenkomponente sowie in Verbindung damit der Verunreinigungen durch Filtration.
Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß das erste Element 26 die zelluläre Komponente durch verschiedene zentrifugal und nicht zentrifugal arbeitende Techniken und nicht bloß durch "Filtration" im technischen Sinn entfernen kann. Das Abtrennen von zellulären Bestandteilen kann durch Absorption, Säulen, chemische, elektrische und elektromagnetische Einrichtungen und nicht nur durch Filtration erfolgen.
Das erste Element 26 beinhaltet ein herkömmliches Filtrationsmedium zum Entfernen von Leukozyten aus dem Blut. Das Filtrationsmedium 26 kann Baumwolle, Zelluloseacetat oder andere Kunstfasern, wie Polyester, beinhalten.
Das Filtrationsmedium 26 kann die Leukozyten durch herkömmliche Tiefenfiltrationstechniken oder durch herkömmliche Siebfiltrationstechniken oder durch oberflächenspezifische Filtration durch Kombination dieser Techniken entfernen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Filtrationsmedium 26 ein Bett aus Polyesterfasern, das Leukozyten in erster Linie unter Verwendung der Tiefenfiltration einschließt.
Die Vorrichtung 12 beinhaltet ferner ein zweites Element 28 in der inneren Kammer 20 zum Entfernen der biologischen Verunreinigungen, die frei in dem Plasma, d. h. außerhalb der Leukozyten, enthalten sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet das zweite Element 28 eine photodynamische Therapie, um die freien biologischen Verunreinigungen zu entfernen.
Im spezielleren beinhaltet die Suspension in dem Versorgungsbehälter 14 ein photoaktives Material, das eine Affinität für die frei in dem Plasma enthaltenen biologischen Verunreinigungen hat. Das photoaktive Material wird der Blutsuspension in dem Versorgungsbehälter 14 in einem vorab erfolgenden Schritt hinzugefügt, wie dies im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird.
Aufgrund seiner Affinität für die Verunreinigung wird das photoaktive Material an die Verunreinigung gebunden, die frei innerhalb des Versorgungsbehälters 14 enthalten ist. Bei dem photoaktiven Material handelt es sich um einen Typ, der durch Aussetzung gegenüber Strahlung innerhalb eines vorgeschriebenen Wellenlängenbereichs aktiv wird. Wenn das Material durch Strahlung aktiviert wird, eliminiert es die Verunreinigungen.
Es können verschiedene Arten von photoaktiven Materialien verwendet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die photoaktive Verbindung eine Gruppe aus lichtaktivierten Arzneimitteln, die von Benzoporphyrin abgeleitet sind. Diese Derivate werden allgemein als BPDs bezeichnet. BPDs sind von der Quadra Logic Technologies, Inc., Vancouver D. C., Kanada, im Handel erhältlich.
BPDs haben wie andere Typen von Hämatoporphyrinmaterialien eine Affinität für die Zellenwände von vielen Virenorganismen, die im Blut enthalten sind. Daher binden sie sich oder hängen sich an die biologische Zellenwand dieser Organismen. Wenn sie Strahlung ausgesetzt werden, durchlaufen BPDs einen Energieübertragungsprozeß mit Sauerstoff, so daß sie einen Singlett-Sauerstoff bilden. Wenn der Singlett-Sauerstoff oxidiert, tötet er die biologischen Zellen ab, an die er sich angehaftet hat. BPDs sind in dem US-Patent 4 878 891 von Judy et al. ausführlicher beschrieben.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel emittiert das zweite Element 28 Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge, um das an die biologische Verunreinigung gebundene photoaktive Material zu aktivieren. Das zweite Element 28 kann verschiedenartig ausgebildet sein. Die Zeichnungen zeigen drei mögliche alternative Ausführungsformen.
Bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet das zweite Element 28 eine oder mehrere Anordnungen 30 von Strahlungsquellen, die längs des Strömungsweges des Fluids zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 24 der Kammer 20 vorgesehen sind. Das Filtrationsmedium 26 erstreckt sich innerhalb dieser Anordnungen 30. Eine externe Stromversorgungseinrichtung 68 ist mit diesen Anordnungen 30 gekoppelt, um deren Betrieb zu steuern.
Genauer gesagt, es beinhaltet das zweite Element 28 vier voneinander beabstandete Reihen 32, 34, 36 und 38 (vgl. 2) von Strahlungsquellen, die entlang des Strömungsweges des Fluids zwischen dem Einlaß 22 und dem Auslaß 24 der Kammer 20 vorgesehen sind. Die Reihen 32 und 34 liegen einander gegenüber und bilden einen ersten Fluidzweigweg 40 zwischen sich. Die anderen beiden Reihen 36 und 38 liegen einander ebenfalls gegenüber und bilden zwischen sich einen zweiten Fluidzweigweg 42. Bei der vorliegenden Anordnung befindet sich das Filtrationsmedium 26 in jedem Zweigweg 40 und 42.
Jede Reihe 32, 34, 36 und 38 umfaßt eine Anordnung aus mehreren einzelnen Strahlungsquellen 44. Die Strahlungsquelle 44 ist "einzeln" ausgebildet, wobei dies bedeutet, daß jede Quelle 44 ein autonomer Strahlungsemitter ist, der seine eigene Strahlungszone bildet. Wenn jede Quelle 44 einzeln ist, dann ist diese auch betriebsmäßig in der Lage, Strahlung unabhängig von der Strahlungsemission durch die anderen Quellen 44 zu emittieren, falls dies gewünscht ist.
Jede Strahlungsquelle 44 liegt in Form einer Photodiode vor. Es können verschiedene Typen von Photodioden ausgewählt werden, und zwar in Abhängigkeit von dem behandelten Fluid und den Eigenschaften des verwendeten photoaktiven Materials. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das behandelte Fluid rote Blutzellen enthält, verwenden alle Photodioden ein transparentes Substrat mit Aluminiumgalliumarsenidmaterial (TS AlGaAs). Photodioden dieses Typs sind im Handel erhältlich von der Hewlett-Packard Co. (Produktbezeichnung HLMP-8150 15 Candella).
Diese Photodioden emittieren ein Strahlungsband unter einem relativ schmalen Betrachtungswinkel von etwa 4 Grad. Das vorgeschriebene Strahlungsband hat eine relativ exakte Wellenlänge, in dem eine rote Farbe angezeigt wird, mit einer Spitzenwellenlänge von etwa 690 nm. Rote Blutzellen sind im wesentlichen transparent für Strahlung bei dieser Wellenlänge. Die BPDs sind dies jedoch nicht. Die BPDs absorbieren Strahlung bei dieser Wellenlänge, um aktiviert zu werden.
Wenn die Blutsuspension Blutplättchen beinhaltet, würde man die Photodiode derart wählen, daß diese eine Wellenlänge zum Anzeigen einer blauen Farbe mit einer Spitzenwellenlänge von etwa 425 nm aufweist. Blutplättchen sind für Strahlung bei dieser Wellenlänge im wesentlichen transparent.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel arbeitet jede einzelne Photodioden-Strahlungsquelle bei einer minimalen Intensität von etwa 8,0 cd (bei 20 mA), einer maximalen Intensität von etwa 36,0 cd (bei 20 mA) sowie einer typischen Intensität von etwa 15,0 cd (bei 20 mA). Jede Photodiode arbeitet bei einer niedrigen maximalen Durchlaßspannung von etwa 2,4 V.
Die 3 und 4 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist mindestens eine Lichtleitfaser 46 vorhanden, die einen lichtemittierenden Bereich 48 aufweist, der sich innerhalb des Filtrationsmediums 28 erstreckt. Wie zu sehen ist, erstreckt sich eine Anordnung aus mehreren Lichtleitfasern 46 innerhalb des Filtrationsmediums 26 (vgl. 4), wobei diese ihre Strahlung von einer einzigen Quelle 47 beziehen. Ein externes Element 49 sorgt für die Stromzufuhr und die Steuerung des Betriebs der Quelle 47.
Bei dieser Anordnung ist der Mantel jeder Lichtleitfaser 46 in dem Bereich 48 entfernt, in dem sich diese in das Filtrationsmedium 26 hineinerstreckt. Die Lichtleitfasern 46 emittieren somit Strahlung entlang dieses Bereichs 48.
5 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, wie auch bei dem in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, eine Anordnung aus mehreren Lichtleitfasern 50 vorgesehen, die sich innerhalb des Filtrationsmediums erstreckt.
Wie bei der Anordnung der 3 und 4 beziehen auch die Lichtleitfasern 50 ihre Strahlung von einer einzigen Quelle 51. Ein externes Element (nicht gezeigt) sorgt für die Stromzufuhr und die Steuerung des Betriebs der Quelle 51, wie dies auch bei dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 der Fall ist.
Im Gegensatz zu dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel bleibt der Mantel jeder Lichtleitfaser 50 an Ort und Stelle, mit Ausnahme an dem Ende 52 an der Spitze. Die Lichtleitfasern 50 emittieren somit Strahlung nur von ihren Enden 52 an der Spitze. Bei dieser Anordnung erstrecken sich die Lichtleitfasern 50 über unterschiedliche Längen innerhalb des Filtrationsmediums 26, um eine gleichmäßige Verteilung von Strahlung entlang des Fluidweges sicherzustellen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Versorgungsbehälter 14 und der Sammelbehälter 16 jeweils in Form eines Beutels (mit 54 bzw. 56 bezeichnet) ausgebildet, der aus einem flexiblen, inerten Kunststoffmaterial hergestellt ist, wie zum Beispiel plastifiziertem Polyvinylchlorid in medizinischer Qualität.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (vgl. 6) beinhaltet der Einlaß 22 in die Behandlungsvorrichtung 12 eine Länge aus einer flexiblen, inerten Kunststoff-Schlauchleitung 58. Die Schlauchleitung 58 endet in einer ersten Verbindungseinrichtung 60.
Eine Länge aus einer flexiblen, inerten Kunststoff-Schlauchleitung 62 schließt sich auch an den Versorgungsbehälter 14 an. Diese Schlauchleitung 62 beinhaltet eine zweite Verbindungseinrichtung 64, die mit der ersten Verbindungseinrichtung 60 in Verbindung tritt, um den Versorgungsbehälter 14 mit dem Einlaß 22 der Behandlungsvorrichtung 12 zu verbinden (wie in 1 gezeigt ist).
Es können zwar verschiedene bekannte Verbindungsvorrichtungen verwendet werden, jedoch handelt es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei den Vorrichtungen 60 und 64 vorzugsweise um sterile Verbindungsvorrichtungen, wie diese in den US-Patenten 4 157 723 und 4 265 280 von Granzow et al. gezeigt sind.
Im Gebrauch fördert eine peristaltische Pumpe 66 (vgl. 1) ein Fluid mit einer vorbestimmten Strömungsrate vorwärts und in die Behandlungsvorrichtung 12 hinein.
Der Auslaß 24 der Behandlungsvorrichtung 12 beinhaltet ebenfalls eine Länge einer flexiblen, inerten Kunststoff-Schlauchleitung 66. Das Ende der Schlauchleitung 66 steht mit dem Sammelbehälter 16 in Verbindung. Bei einer alternativen Anordnung (nicht gezeigt) könnte die Schlauchleitung 66 normalerweise auch in zwei Längen getrennt sein, wie zum Beispiel die Schlauchleitungen 58 und 62, von denen jede eine sterile Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Sammelbehälters 16 mit dem Auslaß 24 der Behandlungsvorrichtung 12 vor dem Gebrauch aufweist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel (vgl. 6) enthält ein Hilfsbehälter 70 eine Lösung, die das photoaktive Material enthält. Der Hilfsbehälter 70 beinhaltet ebenfalls eine Länge einer Schlauchleitung 72, an der eine dritte (vorzugsweise sterile) Verbindungseinrichtung 74 vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung beinhaltet der Versorgungsbehälter 14 ebenfalls eine weitere Länge einer Schlauchleitung 76, die eine vierte (vorzugsweise sterile) Verbindungseinrichtung 78 trägt.
Durch das Verbinden der dritten und der vierten sterilen Verbindungseinrichtung 74 und 78 kann das photoaktive Material aus dem Hilfsbehälter 70 in den Versorgungsbehälter 14 gefördert werden, um mit dem zu behandelnden Fluid gemischt zu werden. Die miteinander verbundenen Schlauchleitungen 72 und 76 bilden einen geschlossenen, innen sterilen Weg zum Einbringen des photoaktiven Materials in den Versorgungsbehälter 14. Sobald das photoaktive Material übertragen worden ist, kann die Schlauchleitung 76 stromabwärts von den miteinander verbundenen Verbindungseinrichtung 74 und 78 (wie in 1 gezeigt) durch Heißsiegeln verschlossen werden, und der Hilfsbehälter 70 kann entfernt werden.
Unter Verwendung der sterilen Verbindungseinrichtungen 60, 64, 74 und 78 weist der gebildete Strömungsweg einen geschlossenen, innen sterilen Weg zum Fördern von Fluid von dem Versorgungsbehälter 14 durch die Behandlungskammer 20 sowie in den Sammelbehälter 16 auf.
Nach der Behandlung kann die Schlauchleitung 66 durch Heißsiegeln verschlossen werden, und der Sammelbehälter 16 kann für die Lagerung entfernt werden.
Im Gebrauch kann die Vorrichtung 12 zum Behandeln eines Fluids verwendet werden, das biologische Verunreinigungen enthält, und zwar einschließlich solcher biologischer Verunreinigungen, die innerhalb einer in dem Fluid enthaltenen, zellulären Komponente mitgenommen werden.
Bei Gebrauch der Vorrichtung 12 wird dem Fluid ein photoaktives Material hinzugefügt. Das photoaktive Material bindet sich an die biologischen Verunreinigungen, die nicht von der zellulären Komponente mitgenommen werden. Als nächstes wird das Fluid entlang eines vorbestimmten Weges in die Vorrichtung 12 gefördert. Wenn das Fluid den Weg im Inneren der Vorrichtung 12 entlang strömt, wird die zelluläre Komponente, die biologische Verunreinigungen mitnehmen kann, durch Filtration aus dem Fluid entfernt.
Gleichzeitig wird Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge in den Fluidweg im Inneren der Vorrichtung 12 emittiert, um das photoaktive Material zu aktivieren und dadurch diejenige Verunreinigung auszumerzen, die nicht innerhalb der zellulären Komponente mitgenommen wird.
7, die die Erfindung in ihrer beanspruchten Form veranschaulicht, zeigt ein System 100 zum Behandeln von menschlichem Plasma vor der Infusion oder Fraktionierung. Das System beinhaltet einen Versorgungsbehälter 102, der Plasma enthält, das durch Zentrifugierung von Vollblut abgetrennt worden ist. Das Versorgungs- bzw. Ausgangsplasma kann gelagertes, gefrorenes Plasma beinhalten, das in dem Versorgungsbehälter 102 aufgetaut worden ist.
Das System 100 beinhaltet ferner einen Transferbehälter 104. Eine Länge einer flexiblen Schlauchleitung 106 ist an gegenüberliegenden Enden an den Versorgungsbehälter 102 und den Transferbehälter 104 angeschlossen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Schlauchleitung 106 während der Herstellung in integraler Weise mit dem Transferbehälter 104 verbunden.
Die Anordnung aus dem Transferbehälter 104 und der Schlauchleitung 106 wird im Gebrauch mittels eines herkömmlichen Dornverbinders 108 mit dem Versorgungsbehälter 102 verbunden. Es können auch sterile Verbindungseinrichtungen verwendet werden, wie sie in 6 gezeigt sind.
Die flexible Schlauchleitung 106 beinhaltet einen in dieser vorgesehenen Filter 110, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil der Schlauchleitung 106 ist. Der Filter 110 beinhaltet ein Filtermedium 112, das Leukozyten aus Plasma entfernt. Typischerweise kann frisches gefrorenes menschliches Plasma nach oben bis zu 10⁷ Leukozyten pro Einheit enthalten. Der Filter 110 reduziert diesen Betrag beträchtlich, was wiederum die Wahrscheinlichkeit von Fieber und anderen Reaktionen bei Empfängern aufgrund des Vorhandenseins von Leukozyten reduziert.
Das Entfernen von Leukozyten durch den Filter 110 entfernt aus dem Plasma auch intrazelluläre Virenverunreinigungen, die an den Leukozyten vorhanden sein können.
Bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel (vgl. 8) beinhaltet das Filtermedium 112 eine Vorfilter-Mattenschicht 114, die Glasfasermaterial vom Typ USP Güteklasse VI oder ein äquivalentes Material aufweist. Der Zweck der Vorfilterschicht 114 besteht darin, Fibringerinnsel und andere Aggregate mit größer Größe aus dem Plasma zu entfernen.
Das Filtermedium 112 beinhaltet ferner stromabwärts von der Vorfiltermatte 114 eine oder mehrere polymere Membranfilterschichten 116, 118 mit Porengrößen, die zum Entfernen von Leukozyten durch Ausschluß gewählt sind. Vorzugsweise nimmt die Porengröße der Schichten 116 und 118 in Strömungsrichtung ab. Eine bevorzugte Ausführung beinhaltet eine erste Schicht 116 aus einer Polyethersulfonmembran mit einer Porengröße von etwa 1,2 μm sowie eine zweite Schicht 118 aus einer Polyethersulfonmembran mit einer Porengröße von etwa 0,8 μm.
Die Vorfilterschicht 114 und die Membranfilterschichten 116, 118 sind vorzugsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 120 angebracht. Ein Einlaß 122 fördert Plasma und Leukozyten aus dem Vorratsbehälter 102 in Berührung mit der Vorfilterschicht 114. Ein Auslaß 124 fördert leukozytenreduziertes Plasma aus den Membranfilterschichten 116, 118 in den Transferbehälter 104.
9 zeigt ein System 200, das die Deaktivierung von zellenfreien Viren (wie z. B. HIV, VSV und DHBV) in Plasma mit dem Entfernen von an Leukozyten gebundenen Viren (wie z. B. HIV chronisch infizierten H-9-Zellenlinien) aus dem Plasma unter Verwendung der Filtration kombiniert.
Das System 200 beinhaltet den Versorgungsbehälter 102, den Transferbehälter 104, die Schlauchleitung 106 sowie den Filter 110, wie diese vorstehend in Verbindung mit 7 beschrieben worden sind. Das System 200 beinhaltet ferner ein photoaktives Material 202, das dem Plasma entweder vor, während oder nach dem Durchgang durch den Filter 110 hinzugefügt wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das photoaktive Material 202 in dem Transferbehälter 104 enthalten, und daher wird es mit dem Plasma nach dem Durchgang durch den Filter 110 gemischt. Die Mischung aus dem Plasma und dem photoaktiven Material in dem Transferbehälter 104 wird in einer Kammer 204 einer Bestrahlung mit Licht ausgesetzt, so daß bestimmte Viren deaktiviert werden, die in dem Plasma enthalten sein können.
Es ist darauf hinzuweisen, daß das photoaktive Material 202 dem Versorgungsbehälter 102 aus einem Hilfsbehälter (nicht gezeigt) zugeführt werden kann oder durch einen Y-Verbinder oder eine Tropfkammer (ebenfalls nicht gezeigt) in die Schlauchleitung 106 eingebracht werden kann, um vor oder während der Filtration mit dem Plasma gemischt zu werden.
Bei dem dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem photoaktiven Material um Methylenblau. Die Lösung aus Plasma (das nun leukozytenreduziert ist) und Methylenblau wird in dem Transferbehälter 104 bei Raumtemperatur für eine Zeitdauer nach dem Filtrieren des Plasmas inkubiert. Die Transferbehälter-Lösung wird dann in die Kammer 204 gegeben, die eine exakte Dosis entweder an intensivem roten Licht (670 nm) unter Verwendung einer Anordnung von LEDs 206 zuführt, oder es erfolgt einfach oder mehrfach die Zufuhr von weißem fluoreszierendem Licht. Das Licht aktiviert das Methylenblau und veranlaßt dieses zum Freisetzen von Singlett-Sauerstoff, der bestimmte Viren in dem Plasma deaktiviert.
9 zeigt die Kammer 204 in schematischer Form.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Photo-Deaktivierungsvorgang unter Hinzufügung von Photoaktivierungsmaterial vor der Filtration auch in dem Versorgungsbehälter 102 stattfinden kann. Ferner versteht es sich auch, daß der Photo-Deaktivierungsvorgang innerhalb des Filters 110 stattfinden kann, wie dies vorstehend in Verbindung mit dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.
Das System 200 sorgt für mehr Zuverlässigkeit und einfachere Verwendbarkeit als das Entfernen von Leukozyten aus Plasma durch Lösen unter Verwendung herkömmlicher Gefrier-Auftau-Prozesse. Das System 200 sorgt auch für ein stärkeres Entfernen von zufällig erworbenen Substanzen (d. h. Viren) als die bloße Licht-Deaktivierung (bei der kein Entfernen von intrazellulären Substanzen erfolgt) und/oder die am Krankenbett erfolgende Filtration von Plasma (bei der lediglich Fibringerinnsel, jedoch keine Leukozyten entfernt werden).
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen angegeben.

Claims

System (100) zum Behandeln von Plasma, das folgendes aufweist: – einen Versorgungsbehälter (102), der dazu ausgelegt ist, Plasma zu enthalten; – eine Schlauchleitung (106), die dazu ausgelegt ist, an den Versorgungsbehälter angeschlossen zu werden, um Plasma aus dem Versorgungsbehälter zu fördern; und – einen Filter (110) in der Schlauchleitung, um Leukozyten aus dem Plasma abzutrennen, das aus dem Versorgungsbehälter gefördert wird, wobei der Filter eine Vorfilterschicht (114) aufweist, die Glasfasern und, in einer Strömungsrichtung stromabwärts von der Vorfilterschicht, ein Filtermedium (112) mit Poren enthält, deren Größe so bemessen ist, daß sie Leukozyten aus dem Plasma durch Ausschluß entfernen.
System nach Anspruch 1, wobei der Versorgungsbehälter (102) dazu ausgelegt ist, frisches gefrorenes Plasma zum Auftauen zu enthalten, wobei die Schlauchleitung (106) dazu ausgelegt ist, aufgetautes Plasma aus dem Versorgungsbehälter zu fördern, und wobei der Filter (110) dazu ausgelegt ist, Leukozyten aus dem aufgetauten Plasma abzutrennen.
System nach Anspruch 2, das ferner einen Transferbehälter (104) aufweist, der an die Schlauchleitung (106) angeschlossen ist, um aufgetautes Plasma nach dem Durchgang durch den Filter (110) aufzunehmen.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Einrichtung aufweist, um ein photoaktives Material zu dem Plasma hinzuzufügen.
System nach Anspruch 1, das ferner folgendes aufweist: einen Transferbehälter (104) und eine Einrichtung zum Hinzufügen eines photoaktiven Materials zu dem Plasma in einem von dem Versorgungsbehälter (102) und dem Transferbehälter, und wobei die Schlauchleitung (106) dazu ausgelegt ist, an den Versorgungsbehälter und den Transferbehälter angeschlossen zu werden, um Plasma von dem Versorgungsbehälter zu dem Transferbehälter zu fördern.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorfilterschicht (114) Aggregate, die größer als Leukozyten sind, aus dem Plasma entfernt.
System nach Anspruch 1, w obei das Material (112) Polyethersulfon aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei das Filtermedium (112) eine erste Schicht (116) und eine zweite Schicht (118) aus Material mit Poren aufweist, deren Größe so bemessen ist, daß sie Leukozyten aus dem Plasma durch Ausschluß entfernen, wobei die erste Schicht sich zwischen der Vorfilterschicht (114) und der zweiten Schicht befindet, wobei die Poren der ersten Schicht größer sind als die Poren der zweiten Schicht.
System nach Anspruch 8, wobei die Poren der ersten Schicht (116) eine Größe von etwa 1,2 μm haben und die Poren der zweiten Schicht (118) eine Größe von etwa 0,8 μm haben.
System nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, wobei die Poren des Materials in der Strömungsrichtung des Plasmas durch den Filter abnehmen.
System nach Anspruch 10, wobei das Material (112) Polyethersulfon aufweist.
System nach Anspruch 4 oder 5, wobei das photoaktive Material Methylenblau ist.
System nach Anspruch 4 oder 5 oder einem der davon abhängigen Ansprüche, das ferner eine Lichtquelle aufweist, um eine Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge in das Plasma zu emittieren, um das photoaktive Material zu aktivieren.
Verfahren zum Behandeln von Plasma, das Verunreinigungen und Leukozyten enthält, die in der Lage sind, Verunreinigungen mitzunehmen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Abtrennen von Leukozyten aus dem Plasma durch Filtration durch einen Filter (110), der eine Vorfilterschicht (115) aufweist, die Glasfasern und, in einer Strömungsrichtung stromabwärts von der Vorfilterschicht, ein Filtermedium (112) mit Poren enthält, deren Größe so bemessen ist, daß sie Leukozyten aus dem Plasma durch Ausschluß entfernen, so daß Verunreinigungen entfernt werden, die innerhalb der Leukozyten mitgenommen werden.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner folgende Schritte aufweist: Hinzufügen eines photoaktiven Materials zu dem Plasma, sowie Emittieren einer Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge in das Plasma, um das photoaktive Material zu aktivieren und dadurch die Verunreinigungen auszumerzen, die frei von der Mitnahme durch Leukozyten sind.
Verfahren nach Anspruch 14, um frisches gefrorenes Plasma zu behandeln, das folgende Schritte aufweist: – Auftauen von frischem gefrorenem Plasma in einem Behälter; – Fördern des aufgetauten Plasmas aus dem Behälter; und – Filtern von Leukozyten aus dem aufgetauten Plasma, das aus dem Behälter gefördert worden ist.
Verfahren nach Anspruch 16, das ferner folgende Schritte aufweist: – Hinzufügen eines photoaktiven Materials zu dem aufgetauten Plasma; und – Emittieren von Strahlung bei einer ausgewählten Wellenlänge in das aufgetaute Plasma, um das photoaktive Material zu aktivieren.