CH626256A5

CH626256A5 - Device for the continuous, extracorporal separation of specific substances from blood

Info

Publication number: CH626256A5
Application number: CH767777A
Authority: CH
Inventors: Yoshinori Imaizumi; Toshiaki Osawa; Shun-Ichi Hirose; Nobuyuki Okada
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals
Priority date: 1976-06-22
Filing date: 1977-06-22
Publication date: 1981-11-13
Also published as: DE2725608A1; AU508797B2; DD130986A5; NL7706766A; FR2355515A1; SE7707150L; GB1562546A; JPS52155888A; CA1086235A; AU2568077A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen extrakorporalen Entfernung bestimmter Substanzen aus dem Blut. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung von bestimmten Substanzen aus dem Blut, wobei das Blut aus dem Körper entnommen und durch ein Filter gepumpt wird, in welchem das Blut in 1) Plasma und 2) Blutzellen getrennt wird. The present invention relates to a device for the continuous extracorporeal removal of certain substances from the blood. In particular, the present invention relates to a device for the continuous removal of certain substances from the blood, the blood being withdrawn from the body and being pumped through a filter in which the blood is separated into 1) plasma and 2) blood cells.

In den letzten Jahren hat der bemerkenswerte Fortschritt der Immunologie detaillierte Informationen über verschiedene In recent years, the remarkable advance in immunology has given detailed information on various

Autoantikörper bei Autoimmunkrankheiten gebracht. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, dass der Antinuklearfaktor (ANF), insbesondere Anti-DNA-Antikörper bei systemischen Lupus-Erythematosus-Patienten (SLE-Patienten) und der rheumatische Faktor (RF) bei Patienten mit rheumatoider Arthritis (RA) etiologische Funktionen ausübt. Autoantibodies brought in autoimmune diseases. For example, it has been suggested that the antinuclear factor (ANF), especially anti-DNA antibodies, in systemic lupus erythematosus patients (SLE patients) and the rheumatic factor (RF) in patients with rheumatoid arthritis (RA) perform etiological functions.

Dr. D.S. Terman et al. (USA) berichtet über die selektive Entfernung von Anti-DNA-Antikörper durch immunologische Adsorbentien in der «Klinischen und experimentellen Immunologie» (1976) 24, 231-237. In ihrer Untersuchung verwenden die Autoren DNA-Cellulose, eingebettet in Agar, als Adsorbens. Das für Versuche in vitro hergestellte Blut war Serum von SLE-Patienten und das für in-vivo-Experimente war das Gesamtblut von Kaninchen, die mit DNA und methyliertem Rinderserumalbumin gemischt mit Freund's vollständigem Ad-juvans immunisiert worden waren. Dr. D.S. Terman et al. (USA) reports on the selective removal of anti-DNA antibodies by immunological adsorbents in "Clinical and Experimental Immunology" (1976) 24, 231-237. In their study, the authors used DNA cellulose embedded in agar as an adsorbent. The blood produced for in vitro experiments was serum from SLE patients and that for in vivo experiments was the whole blood from rabbits immunized with DNA and methylated bovine serum albumin mixed with Freund's complete ad juvans.

Sie fanden, dass sowohl bei in-vitro- als auch in-vivo-Versuchen das verwendete DNA-Cellulose-Agar-Adsorbens wirksam zur selektiven Entfernung der zirkulierenden Anti-DNA-Antikörper war und dass erwartet werden konnte, dass das Adsorbens ein wirksames therapeutisches Mittel in der klinischen Medizin sein würde. Es wurde ausserdem festgestellt, dass die Versuchsperiode für diese Untersuchung verhältnismässig kurz war und weitere Untersuchungen durchgeführt werden sollten, in der Absicht, bessere Resultate zu erzielen. They found that in both in vitro and in vivo experiments, the DNA cellulose agar adsorbent used was effective in selectively removing the circulating anti-DNA antibodies and that the adsorbent could be expected to be an effective therapeutic Would be means in clinical medicine. It was also found that the trial period for this study was relatively short and that further studies should be undertaken with the intention of achieving better results.

Unter diesen Umständen stellt die Entwicklung eines neuen Apparates zur kontinuierlichen Entfernung spezifischer Faktoren aus dem Blut, wie es die vorliegende Erfindung liefert, einen beträchtlichen Fortschritt bei der Behandlung der erwähnten Krankheiten und der Aufklärung der Ursachen solcher Krankheiten dar. Ein wirksamer kompakter Apparat, der kontinuierlich und in grossen Mengen in vivo Plasma abtrennen und behandeln kann und der einen weiten Nützlichkeitsbereich hat, ist bisher nicht beschrieben worden. Sogenannte «künstliche Nieren», die nach der Ganzblutmethode arbeiten, können ein unerwünschtes Einfliessen des Adsorbens in den Körper sowie Zerstörung von Blutzellen hervorrufen. Falls eine geeignete Umhüllung um den Adsorber angebracht wird, um solche Schwierigkeiten zu vermeiden, muss zwangsläufig die Wirksamkeit leiden. Under these circumstances, the development of a new apparatus for the continuous removal of specific factors from the blood, as provided by the present invention, represents a considerable advance in the treatment of the diseases mentioned and the elucidation of the causes of such diseases. An effective, compact apparatus which is continuous and can separate and treat plasma in large quantities in vivo and has a wide range of uses has not been described so far. So-called “artificial kidneys”, which use the whole blood method, can cause the adsorbent to enter the body undesirably and destroy blood cells. If a suitable covering is placed around the adsorber to avoid such difficulties, the effectiveness must inevitably suffer.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur kontinuierlichen, extrakorporalen Entfernung bestimmter Substanzen aus dem Blut ist im vorangehenden Patentanspruch 1 charakterisiert. The device according to the invention for the continuous, extracorporeal removal of certain substances from the blood is characterized in the preceding patent claim 1.

Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis extensiver Forschungsarbeit, die zur Entwicklung eines zufriedenstellenden Apparates unternommen wurde. Es wurde beispielsweise festgestellt, dass die Entfernung spezifischer Faktoren aus dem Blut mit deutlich verbesserter Wirksamkeit erzielt werden kann, wenn ein Filter vor einem Adsorber in einem Apparat angeordnet wird, worin das Blutplasma, das ausserhalb des Körpers zirkuliert, durch das Filter von den Blutzellen, enthaltend rote Blutkörperchen, weisse Blutkörperchen und Blutplättchen, abgetrennt und in dem Adsorber mit dem Adsorbens behandelt wird, das unlösliche gemachte Substanzen, wie beispielsweise Enzyme, Antigene und Antikörper, die die spezifischen Faktoren aus dem Plasma adsorbieren, enthält. The present invention is the result of extensive research that has been done to develop a satisfactory apparatus. For example, it has been found that the removal of specific factors from the blood can be achieved with significantly improved effectiveness if a filter is placed in front of an adsorber in an apparatus in which the blood plasma that circulates outside the body passes through the filter from the blood cells, containing red blood cells, white blood cells and platelets, separated and treated in the adsorber with the adsorbent containing insoluble substances such as enzymes, antigens and antibodies that adsorb the specific factors from the plasma.

Wenn die unlöslich gemachten Substanzen, die in den Adsorber gepackt werden, in geeigneter Weise ausgewählt werden, kann der Apparat wegen der Insolubilisierung der DNA nicht nur zur Entfernung von Anti-DNA-Antikörpern aus Patienten mit systemischer Lupus erythematosus verwendet werden, sondern auch wegen der Insolubilisierung von aggregiertem /-Globulin für solche Zwecke, wie Entfernung des rheumatoiden Faktors aus Patienten mit rheumatoider Arthritis, wegen der Insolubilisierung von Insulin Entfernung von AntiInsulin-Antikörpern aus Patienten mit Diabetes mellitus, wegen der Insolubilisierung von Allergenen Entfernung von Reagins aus Allergiepatienten und Entfernung von Autoantikör5 If the insolubilized substances packed in the adsorber are properly selected, the apparatus can be used not only to remove anti-DNA antibodies from patients with systemic lupus erythematosus because of the insolubilization of the DNA, but also because of the Insolubilization of aggregated / globulin for such purposes as removing the rheumatoid factor from patients with rheumatoid arthritis, because of the insolubilization of insulin, removing anti-insulin antibodies from patients with diabetes mellitus, because of the insolubilization of allergens, removing reagents from allergy patients and removing Autoantikör5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

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3 3rd

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pern aus Patienten mit anderen Autoimmunkrankheiten. Darüber hinaus kann der Apparat zur Plasmadialyse wie eine künstliche Niere verwendet werden. from patients with other autoimmune diseases. In addition, the device for plasma dialysis can be used like an artificial kidney.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann dazu benutzt werden, menschliches Immunoglobulin für klinische Zwecke in grossen Mengen aus Blut zu gewinnen, beispielsweise menschliches Anti-D-Immunoglobulin, das Rh(-)-Frauen verabreicht wird, wenn sie ihr zweites Kind erwarten oder menschliches Antitetanus-Immunoglobulin. Wiederum kann die Vorrichtung auch dazu verwendet werden, pharmakologisch wertvolle Substanzen aus nicht-menschlichem Tierblut zu gewinnen. The device according to the invention can be used to obtain human immunoglobulin in large quantities from blood for clinical purposes, for example human anti-D-immunoglobulin which is administered to Rh (-) women when they are expecting their second child or human anti-tetanus immunoglobulin . Again, the device can also be used to obtain pharmacologically valuable substances from non-human animal blood.

Im folgenden wird an Hand der beiliegenden Zeichnungen eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Apparates näher erläutert. Diese Beschreibung, die auch das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert, erläutert die Erfindung lediglich in beispielhafter Weise, ohne sie auf die beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. An embodiment of the apparatus according to the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. This description, which also explains the method according to the invention, only explains the invention in an exemplary manner, without restricting it to the described embodiments.

In den beiliegenden Zeichnungen bedeuten Mean in the accompanying drawings

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Apparates, 1 shows a schematic view of an embodiment of an apparatus according to the invention,

Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Radioallergosor-benstestes, 2 is a graphical representation of a radioallergosor test,

Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche die Dialyseer-gebnisse erläutert. Fig. 3 is a graph showing the results of dialysis.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient zur kontinuierlichen Entfernung spezifischer Substanzen aus im Kreislauf geführtem Blut. Die Vorrichtung (Apparat) weist ein Eingangsrohr auf, das Blut aus dem Körper zum Apparat führt; ein mit dem Eingangsrohr verbundenes Filter, das in der Lage ist, kontinuierlich Plasma von Blutzellen, Erythrocyten, Leucocy-ten und Thrombocyten umfassend, zu trennen, ein Ausgangsrohr, das mit einem Auslass für Blutzellen im Filter verbunden ist und dazu dient, das Blut in den Körper zurückzuführen, einen Adsorber, der unlöslich gemachte Substanzen, vorzugsweise Enzyme, Antigene und/oder Antikörper, zur Adsorption spezifischer Faktoren aus dem Plasma enthält, und der mit dem Plasmaauslass des Filters durch ein Verbindungsrohr verbunden ist, sowie ein Verbindungsrohr, welches das Plasma vom Adsorber zum Ausgangsrohr führt. Um die Arbeitsweise des Apparates vollständig zu verwirklichen, können verschiedene Hilfsvorrichtungen entwickelt und angewendet werden. In einigen Fällen ist die Verwendung solcher Vorrichtungen wünschenswert. Solche Vorrichtungen sind beispielsweise u. a. ein Heparininjektor zur Verhinderung der Blutkoagulation, eine Blutpumpe, die dafür sorgt, dass das Plasma mit einer konstanten Fliessgeschwindigkeit fliesst, ein Thermostat, der dafür sorgt, dass Filter und Adsorber eine konstante Temperatur haben, eine Vorrichtung zur Entfernung von Blasen und ein Monitor zur Prüfung, ob die Apparatur störungsfrei arbeitet. The device according to the invention is used for the continuous removal of specific substances from circulated blood. The device (apparatus) has an inlet tube which leads blood from the body to the apparatus; a filter connected to the input tube and capable of continuously separating plasma from blood cells, erythrocytes, leucocytes and thrombocytes, an output tube connected to an outlet for blood cells in the filter and used to draw the blood into the body, an adsorber, which contains insolubilized substances, preferably enzymes, antigens and / or antibodies, for the adsorption of specific factors from the plasma, and which is connected to the plasma outlet of the filter by a connecting tube, and a connecting tube which connects the plasma leads from the adsorber to the outlet pipe. In order to fully implement the functioning of the apparatus, various auxiliary devices can be developed and used. In some cases, the use of such devices is desirable. Such devices are u. a. a heparin injector to prevent blood coagulation, a blood pump that ensures that the plasma flows at a constant flow rate, a thermostat that ensures that the filter and adsorber are at a constant temperature, a device for removing bubbles and a monitor for testing whether the equipment is working properly.

Die Arbeitsweise einer erfindungsgemässen Apparatur wird im folgenden an Hand der Fig. 1 näher erläutert. The mode of operation of an apparatus according to the invention is explained in more detail below with reference to FIG. 1.

In Fig. 1 wird Blut, das aus der Körperarterie entnommen ist, durch ein Eingangsrohr 1 mittels einer Blutpumpe 2 mit konstanter Geschwindigkeit einem Plasmafilter 3 zugeführt. Das Filter, das eine Filtermembran 3—1, ein Kanal 3-2 und einen Membranträger 3-3 aufweist, trennt das Plasma von den Blutzellen, die letzteren werden durch ein Ausgangsrohr 7 dem Körper wieder zugeführt. Während das im Filter abgetrennte Plasma durch ein Rohr einem Adsorber 5 zugeführt wird, wird durch einen Heparininjektor 4 Heparin eingespritzt, um Blutkoagulation zu verhindern. Das Plasma, aus dem im Adsorber 5 spezifische Faktoren entfernt worden sind, wird durch eine Filterpumpe 6 weitergepumpt, mit den Blutzellen vermischt und durch das Ausgangsrohr 7 dem Körper wieder zugeführt. In Fig. 1, blood drawn from the body artery is supplied to a plasma filter 3 through an input tube 1 by means of a blood pump 2 at a constant speed. The filter, which has a filter membrane 3-1, a channel 3-2 and a membrane support 3-3, separates the plasma from the blood cells, the latter being returned to the body through an outlet tube 7. While the plasma separated in the filter is fed through a tube to an adsorber 5, heparin is injected through a heparin injector 4 in order to prevent blood coagulation. The plasma, from which specific factors in the adsorber 5 have been removed, is pumped on by a filter pump 6, mixed with the blood cells and returned to the body through the outlet tube 7.

Vorzugsweise sind das Ausgangsrohr 1, das Verbindungsrohr und das Ausgangsrohr 7 Silikonrohre (Schläuche) und Weichpolyvinylchloridrohre (Schläuche). Eine kleine Rollenpumpe ist als Blutpumpe 2 geeignet. Geeignet als Filter 3 sind Filter vom Kiil-Typ und ein Filter vom Hohlfasertyp, das für Hämodialyse verwendet wird und eine Membran aufweist, die eine wirksame Fläche von weniger als 1 m2 - je nach dem gewünschten Zweck - aufweist. Es wird angenommen, dass eine Filtermembran mit einem Porendurchmesser zwischen 0,15 und 0,8/um optimal für die Trennung von Blutzellen und Plasma ist. Die Membranen können aus Celluloseacetat, Poly-carbonat, Polyvinylchlorid, Epoxyharzfasern, Glasfasern, Polyamid, regenerierte Cellulose, Cellulosenitrat, Teflon, Nylon, Cellulose od. dgl. sein. Die Membranen werden vor dem Gebrauch gut sterilisiert. The outlet pipe 1, the connecting pipe and the outlet pipe 7 are preferably silicone pipes (hoses) and soft polyvinyl chloride pipes (hoses). A small roller pump is suitable as a blood pump 2. Suitable as filter 3 are filters of the Kiil type and a filter of the hollow fiber type which is used for hemodialysis and has a membrane which has an effective area of less than 1 m2, depending on the desired purpose. It is believed that a filter membrane with a pore diameter between 0.15 and 0.8 µm is optimal for the separation of blood cells and plasma. The membranes can be made of cellulose acetate, polycarbonate, polyvinyl chloride, epoxy resin fibers, glass fibers, polyamide, regenerated cellulose, cellulose nitrate, Teflon, nylon, cellulose or the like. The membranes are well sterilized before use.

Der Adsorber 5 besteht im allgemeinen aus einer Säule, die mit unlöslich gemachter Substanz gefüllt ist. Die unlöslichen Trägerstoffe müssen gegenüber Serumenzymen beständig sein, frei von nicht spezifischer Adsorption und bei einer Temperatur zwischen 0 und 40 °C stabil. Bevorzugte Beispiele für unlösliche Trägerstoffe sind u.a. veroetztes Dextran, vernetz-tes Polyacrylamid, Polyaminopolystyrol, Cellulose, Cellulose-derivate, Agarose, sowie polymerisierte Proteine. Diese unlöslichen Trägerstoffe werden im allgemeinen je nach dem spezifischen Faktor, der entfernt werden muss, modifiziert. Bei-spièlsweise ist DNA-Sepharose, hergestellt durch kovalente Verbindung von DNA mit Sepharose 4B (Pharmacia; Agarose) eine geeignete, unlöslich gemachte Substanz, um Anti-DNA-Antikörper spezifisch zu binden. The adsorber 5 generally consists of a column which is filled with insolubilized substance. The insoluble carriers must be resistant to serum enzymes, free from non-specific adsorption and stable at a temperature between 0 and 40 ° C. Preferred examples of insoluble carriers include cross-linked dextran, cross-linked polyacrylamide, polyaminopolystyrene, cellulose, cellulose derivatives, agarose and polymerized proteins. These insoluble carriers are generally modified depending on the specific factor that needs to be removed. For example, DNA Sepharose, produced by covalently combining DNA with Sepharose 4B (Pharmacia; Agarose), is a suitable, insolubilized substance for specifically binding anti-DNA antibodies.

Die Filterpumpe 6, die vom gleichen Typ wie die Blutpumpe 2 ist, erleichtert die Filtration durch Erzeugung eines negativen Drucks auf das Filter 3. Ein Ergebnis von Tierexperimenten, die unter Verwendung einer erfindungsgemässen " Vorrichtung ausgeführt worden sind, wird im folgenden beschrieben. The filter pump 6, which is of the same type as the blood pump 2, facilitates the filtration by generating a negative pressure on the filter 3. A result of animal experiments carried out using a device according to the invention is described below.

Beispiel 1 example 1

Adsorption von Anti-Eier-Albumin-Antikörper in vivo Adsorption of anti-egg albumin antibodies in vivo

Ein männliches Kaninchen mit einem Körpergewicht von 3,3 kg wurde für dieses Experiment verwendet. Das Kaninchen wurde immunisiert, indem 8 mg Eier-Albumin, vermischt mit Freund's komplettem Adjuvans, intradermal in den Rük-ken injiziert wurden. Nach 7 Wochen wurden in die Arterie carotis communis in einer Entfernung von 5 mm eine Perfusionskanüle und eine Rezirkulationskanüle eingeführt, diese wurden dann mit der in Fig. 1 dargestellten Apparatur verbunden, um das Blut in vitro zirkulieren zu lassen. Die Filtermembran in dem Filter war eine Cellulosemembran mit einer wirksamen Fläche von 43 cm2 und Poren von 0,2 /um Durchmesser. Das Adsorbens bestand aus einer Säule, die mit 13 ml Eier-Albumin-Sepharose 4B gefüllt war. Die Pumpen wurden so eingestellt, dass die Fliessgeschwindigkeit des Gesamtblutes 7 ml/Min. betrug und diejenige des Plasmas 1,6 ml/Min. Nach 90 Minuten wurde die Eier-Albumin-Sepharose 4B-Säule ausgetauscht, und die Behandlung wurde 90 Minuten lang fortgesetzt, bevor das gesamte perfundierte Blut dem Körper zurückgeführt war. Während dieser Behandlung des Plasmas wurden 1000 Einheiten/kg an Heparin zugesetzt, um Koagulation zu verhindern. Die Eier-Albumin-Sepharose 4B, an dk der Antikörper adsorbiert worden war, wurde mit 1Ö0 ml Phosphatpuffer mit einem pH-Wert von 7,5 gewaschen. Der adsorbierte Antikörper wurde dann mit 20 ml einer 0,1 m Alanin-Pufferlösung mit einem pH-Wert von 2,3 desorbiert (desoziiert). Der desoziierte Antikörper wurde mit einem 1,0 m Alaninpuffer mit einem pH-Wert von 10,0 neutralisiert, 3 Tage lang gegen destilliertes Wasser dialysiert und dann gefriergetrocknet, wobei 480 mg eines Pulvers erhalten wurden. Das A male rabbit with a body weight of 3.3 kg was used for this experiment. The rabbit was immunized by injecting 8 mg of egg albumin, mixed with Freund's complete adjuvant, intradermally into the back. After 7 weeks, a perfusion cannula and a recirculation cannula were inserted into the common carotid artery at a distance of 5 mm, which were then connected to the apparatus shown in FIG. 1 to circulate the blood in vitro. The filter membrane in the filter was a cellulose membrane with an effective area of 43 cm 2 and pores of 0.2 / µm diameter. The adsorbent consisted of a column filled with 13 ml of egg albumin-Sepharose 4B. The pumps were set so that the flow rate of the whole blood was 7 ml / min. and that of the plasma was 1.6 ml / min. After 90 minutes, the egg albumin-Sepharose 4B column was replaced and treatment continued for 90 minutes before all perfused blood was returned to the body. During this treatment of the plasma, 1000 units / kg of heparin was added to prevent coagulation. The egg albumin-Sepharose 4B, to which the antibody had been adsorbed, was washed with 10 ml of phosphate buffer with a pH of 7.5. The adsorbed antibody was then desorbed with 20 ml of a 0.1 M alanine buffer solution with a pH of 2.3. The associated antibody was neutralized with a 1.0 M alanine buffer having a pH of 10.0, dialyzed against distilled water for 3 days, and then freeze-dried to obtain 480 mg of a powder. The

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

626 256 626 256

4 4th

Ergebnis der Elektrophorese zeigte, dass das Pulver hauptsächlich aus '/-Globulin mit einer kleinen Menge an a-Globu-lin-Verunreinigung bestand. Die Menge an Antikörper in dem Pulver wurde mittels eines Radioallergosorbenstests (RAST) bestimmt, wobei gereinigter Anti-Eier-Albumin-Antikörper als Standard verwendet wurde. Zwei Meerschweinchen wurde intradermal 0,1 ml Antikörperlösungen verschiedener Stärke, 5, 1 und 0,2 /<g/ml, verabreicht. Nach vier Stunden wurde den Meerschweinchen intravenös 0,5 ml 10%ige Evan's Blaulösung und 0,5 ml 1 %iges Eieralbumin injiziert. Nach 30 Minuten wurde das Ergebnis der PCA-Reaktion bestimmt, die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Results of the electrophoresis showed that the powder consisted mainly of '/ -globulin with a small amount of a-globulin contamination. The amount of antibody in the powder was determined using a radioallergosorbic test (RAST) using purified anti-egg albumin antibody as a standard. Two guinea pigs were given intradermal 0.1 ml antibody solutions of various strengths, 5, 1 and 0.2 / <g / ml. After four hours, guinea pigs were intravenously injected with 0.5 ml of 10% Evan's blue solution and 0.5 ml of 1% egg albumin. After 30 minutes, the result of the PCA reaction was determined, the results are shown in Table 1.

Tabelle 1 Table 1

Konzentration des von Eier-Albumin-Sepharose 4B erhaltenen Antikörpers (wg/ml) 5 1 0,2 Concentration of the antibody obtained from egg albumin-Sepharose 4B (wg / ml) 5 1 0.2

Durchmesser der Reaktionsscheibe (mm) Reaction disc diameter (mm)

15 15

20 20th

13,8 13.8

7,9 7.9

2,5 2.5

Die Antigen-Werte, die durch Radioallergosorbens-Test gemessen wurden, sind in Fig. 2 angegeben. Dementsprechend wurde die Menge an Antikörper, die durch die Apparatur aus dem Plasma entfernt wurde, zu 3,3 x 40 x (4,0—0,9) = 410 (mg) berechnet, vorausgesetzt, dass die Plasmamenge 40 ml/kg ist. Der berechnete Wert ist fast gleich wie die Antikörpermenge, die in der Apparatur an Eier-Albumin-Sepharose 4B adsorbiert ist. The antigen values measured by the radioallergosorbent test are given in Fig. 2. Accordingly, the amount of antibody removed from the plasma by the apparatus was calculated to be 3.3 x 40 x (4.0-0.9) = 410 (mg), provided that the amount of plasma is 40 ml / kg . The calculated value is almost the same as the amount of antibody adsorbed on egg albumin-Sepharose 4B in the apparatus.

Beispiel 2 Example 2

Entfernung von Harnstoff und Kreatinin durch Dialyse Removal of urea and creatinine by dialysis

100 ml Kaninchenblut, das zur Verhinderung der Koagulation 2000 Einheiten Heparin enthielt, wurden für diesen Test verwendet. 100 ml of rabbit blood containing 2000 units of heparin to prevent coagulation was used for this test.

Dem Blut wurden 20 mg Harnstoff und 6 mg Kreatinin zugegeben. Das Blut wurde dann nach der in Beispiel 1 beschriebenen Methode perfundiert. Der Adsorber wurde durch einen Dialysator vom Hohlfasertyp (hergestellt von Dow; Oberfläche 1000 cm2; nominales Molekulargewicht abgeschnitten: 5000; Modellzahl b/HFD-1) ersetzt. Das Blut wurde unter Verwendung von Ringerlösung als äussere Dialyselösung perfundiert. Die Pumpen wurden so eingestellt, dass die Fliessgeschwindigkeit des Gesamtbluts 5 ml/Min., dieje- 20 mg urea and 6 mg creatinine were added to the blood. The blood was then perfused using the method described in Example 1. The adsorber was replaced with a hollow fiber type dialyzer (manufactured by Dow; surface area 1000 cm2; nominal molecular weight cut off: 5000; model number b / HFD-1). The blood was perfused using Ringer's solution as an external dialysis solution. The pumps were set so that the flow rate of the whole blood was 5 ml / min.

25 25th

35 35

nige des Plasmas 1,6 ml/Min. und diejenige der äusseren Dialyseflüssigkeit 5 ml/Min. betrug. plasma levels 1.6 ml / min. and that of the external dialysis fluid 5 ml / min. amounted to.

Die Veränderungen in den Mengen an Gesamtprotein, Albumin, Kreatinin und Harnstoff sind in Fig. 3 dargestellt. Harnstoff und Kreatinin wurden rasch aus dem Blut entfernt. In der Figur bedeutet A Gesamtprotein, B Albumin, C Kreatinin und D Harnstoff. The changes in the amounts of total protein, albumin, creatinine and urea are shown in Fig. 3. Urea and creatinine were quickly removed from the blood. In the figure, A means total protein, B albumin, C creatinine and D urea.

Beispiel 3 Example 3

Einflüsse des Blutbilds und der Blutbiochemie Ein Rüde mit einem Körpergewicht von 14 kg wurde für diesen Versuch verwendet. In die Femoralarterie wurde eine Perfusionskanüle eingesetzt, und eine Zirkulationskanüle wurde in die Femoralvene eingesetzt, beide wurden durch die in Fig. 1 dargestellte Apparatur miteinander verbunden, um Blut in vitro zirkulieren zu lassen. Die im Filter verwendete Filtermembran war eine Cellulosemembran mit einer wirksamen Räche von 300 cm2 und einem Porendurchmesser von 0,65 «m. Das Blut wurde aus der Femoralarterie mit einer Fliessgeschwindigkeit von 150 ml/Min. unter einem Druck von 50 Torr gewonnen. Das Plasma, spontan von der Filtermembran abgetrennt, wurde mit solcher Fliessgeschwindigkeit gepumpt, dass das Plasma im Filter getrennt wurde (5 ml/Min.). Das Plasma wurde in der Nähe des Ausflusses des Filters mit den Blutzellen vermischt und durch die Femoralvene in den Körper zurückgeführt. Nach 90 Minuten dauernder Perfusion wurden die Einflüsse auf das Blutbild und die Blutbiochemie untersucht. Die Veränderung im Blutbild ist in Tabelle 2 angegeben und die in der Blutbiochemie in Tabelle 3. Die Behandlung hatte wenig Einfluss auf die zwei Eigenschaften. Das Elektrocardiogramm wurde ebenfalls untersucht, es zeigte sich durch die Behandlung unbeeinflusst. Influence of blood count and blood biochemistry A male with a body weight of 14 kg was used for this experiment. A perfusion cannula was inserted into the femoral artery and a circulating cannula was inserted into the femoral vein, both of which were connected by the apparatus shown in Fig. 1 to circulate blood in vitro. The filter membrane used in the filter was a cellulose membrane with an effective area of 300 cm 2 and a pore diameter of 0.65 μm. The blood was drawn from the femoral artery at a flow rate of 150 ml / min. won under a pressure of 50 torr. The plasma, spontaneously separated from the filter membrane, was pumped at such a flow rate that the plasma in the filter was separated (5 ml / min.). The plasma was mixed with the blood cells near the outflow of the filter and returned to the body through the femoral vein. After 90 minutes of perfusion, the effects on the blood picture and blood biochemistry were examined. The change in the blood picture is shown in Table 2 and that in the blood biochemistry in Table 3. The treatment had little influence on the two properties. The electrocardiogram was also examined; it was not affected by the treatment.

Tabelle 2 Hämatologische Untersuchungen Table 2 Hematological examinations

Nach Zirkulation (Std.) After circulation (hours)

40 40

45 45

Vor In front

0 0

2 2nd

24 24th

Ht (%) Ht (%)

40,4 40.4

39,5 39.5

39,0 39.0

39,7 39.7

Hb (g/dl) Hb (g / dl)

14,3 14.3

13,6 13.6

13,3 13.3

13,8 13.8

RBC (104 x nun3) RBC (104 x nun3)

624 624

601 601

596 596

586 586

WBC (102xmm3) WBC (102xmm3)

96 96

87 87

138 138

158 158

Thrombozyten Platelets

(104xmm3) (104xmm3)

38 38

36 36

37 37

Tabelle 3 Ergebnisse der Blutbiochemie Table 3 Results of blood biochemistry

T.P. Albumin Gesamt- Harnstoff-N Kreatinin Harnsäure T.P. Albumin total urea-N creatinine uric acid

(g/dl) (g/dl) Cholesterin (mg/dl) (mg/dl) (mg/dl) (g / dl) (g / dl) cholesterol (mg / dl) (mg / dl) (mg / dl)

(mg/dl) (mg / dl)

Vor 7,3 3,3 268 26,5 0,50 0,40 Before 7.3 3.3 268 26.5 0.50 0.40

Nach 6,9 3,1 270 27,0 0,48 0,35 After 6.9 3.1 270 27.0 0.48 0.35

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

626 256

2nd

PATENT CLAIMS

1. Device for the continuous, extracorporeal removal of certain substances from the blood which flows from the body through the apparatus and back to the body, characterized by

(a) separation means for the continuous separation of plasma and blood cells,

(b) removal means for removing the specific substances from the separated plasma,

(c) means for backmixing the plasma from which the certain substances have been removed with the previously separated blood cells,

(d) an entrance opening for blood to enter the separation means and

(e) an outlet for returning the back-mixed blood to the body.

2. Device according to claim 1, characterized in that the removal means have an adsorber.

3. Device according to claim 1, characterized in that the removal means have an adsorber which contains insoluble substances which adsorb the certain substances from the plasma.

4. The device according to claim 1, characterized in that the means for separating the plasma from the blood cells is a filtering device and that the means for removing the certain substances is an adsorber which contains insolubilized substances which adsorb the certain substances from the separated plasma .

5. The device according to claim 3, characterized in that the adsorber contains insolubilized enzymes, antigens or antibodies.

6. The device according to claim 1, characterized in that the means for removing the certain substances comprises a dialyzer.

7. The device according to claim 1, characterized in that the separating means contains a filter membrane for separating the plasma from the blood cells and that the pore diameter of the filter membrane is between 0.15 and 0.8 pm.

8. The device according to claim 1, characterized in that the separating means contains a filter membrane for separating the plasma from the blood cells and that the filter membrane has an effective area of less than 1 m2.

9. The device according to claim 1, characterized in that it has at least one blood pump which promotes the circulation of the blood through the apparatus.

10. The device according to claim 1, characterized in that it has a means for injecting heparin into the blood.

11. The device according to claim 1 for use as an artificial kidney, which is used for plasma dialysis, characterized in that it has a dialyzer.