CN103429321A - 膜分离装置、利用该装置的系统和方法以及数据管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于血液处理程序的膜分离装置。在一个实施方式中，提供了旋转膜分离机，其中在旋转膜和外壳之间的间隙中产生至少两个区或区域，使得通过与旋转膜相关的减少旋转膜和外壳之间的间隙以限定两个流体区域的径向肋或脊，阻止了两个区域之间的流体的混合，该脊隔离两个区域中的流体以最小化两个区域之间的混合。公开了用于将先前收集的单位全血分离成诸如浓缩的红细胞和血浆的所选血液组分的自动化系统和方法，用于在单程中直接从献血者收集红细胞和血浆并用于细胞洗涤。还公开了数据管理系统和方法以及填装方法。

Description

膜分离装置、利用该装置的系统和方法以及数据管理系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月11日提交的美国临时申请第61/451,903、2011年9月22日提交的第61/537,856、2011年9月23日提交的第61/538,558和2011年10月24日提交的第61/550,516的申请日的利益，每一个申请的整个内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请部分地涉及利用相对地旋转的表面类型的分离装置，其中的至少一个携带用于从在表面之间通过的流体过滤组分的膜；本申请部分地涉及包括这种分离机的流体流动回路和系统；并且本申请部分地涉及使用这种系统从全血、存储介质、混悬介质、上层清液等分离比如红细胞、血浆或白细胞的生物细胞。

背景技术

传统的血液收集持续严重地依赖于通过献血车从健康献血者、通过献血者到访血液中心或医院等手动地收集全血。在典型的手动收集中，通过简单地使全血在重力和静脉血压下从献血者的血管流动到收集容器来收集全血。抽取的全血的量通常为约450ml的“单位”。

更具体地，这种收集通常采用管道和容器或袋子的预组装的布置，包括用于从献血者接收单位全血的柔性塑料主要容器或袋子和一个或多个“附属”容器或袋子。血液首先被收集在主要容器中，该主要容器也容纳抗凝剂（通常包含柠檬酸钠、磷酸盐和右旋糖—通常称为CPD）。可以包括防腐剂（通常称为“添加剂溶液”或AS，且常包含盐水、腺嘌呤和葡萄糖介质—其称为SAG）作为在血液被收集之后在处理中使用的袋子和管子的较大组件的一部分。

在收集单位全血之后，通常的实践是在血库中将该单位全血利用连接的管道和容器输送到血液组分处理实验室（常称为“后台实验室”），用于进一步处理。进一步处理通常需要将主要容器和相关的管道和附属容器手动地装载到离心机以将全血分离成诸如浓缩的红细胞和富含血小板的血浆或贫血小板的血浆等的组分。这种组分随后被手动地从主要容器运到其它预连接的附属容器，且可以再次被配置为将血小板从血浆中离心分离出来。随后，血液组分可以通过过滤而进行去白血球，以便进一步处理或存储。总之，该过程是耗时的、费力的且容易经受人为误差。

由血库和输血中心执行的另一种日常任务是“细胞洗涤”。这可通过去除不期望的细胞或其它物质来执行以去除和/或替换细胞所悬浮的液体介质（或其一部分），以浓缩或进一步浓缩液体介质中的细胞和/或净化细胞悬液。

以前的细胞洗涤系统最典型地涉及细胞悬液的离心、上层清液的倾析、浓缩细胞在新的介质中的再悬浮和这些步骤的可能重复直到悬液的细胞处于充分高的或其它期望的浓度。在血液和血液组分处理中使用的离心分离机已经普遍在使用在这种细胞洗涤方法中。

这些过程也是非常耗时的，需要重复地手动操纵血液或血液组分以及组装或拆卸各种流体处理设备。这当然不仅增加成本，而且也增加人为误差或错误的可能性。相应地，尽管血液分离装置和工艺的数十年发展，但是持续地希望可适用于基本血液收集和处理模态的更好的和/或更有效的分离装置、系统和方法。

尽管许多现有的血液分离设备和程序已经使用了离心分离原理，但是存在基于膜的使用的另一类别的装置，其已经用于去血浆法，即将血浆从全血中分离出来。更具体地，这种装置利用相对地旋转的表面，其中至少一个表面携带多孔膜。典型地，该装置利用外静止壳体和由多孔膜覆盖的内旋转转子。

一种这样的已知去血浆装置是由IIIinois的Lake Zurich的Fenwal,Inc.出售的

分离机。旋转膜分离机的详细说明可以在授予Schoendorfer的美国专利No.5,194,145中发现，该专利通过引用并入本文。该专利描述了具有布置在静止外壳内的内部收集系统的膜覆盖的旋转器。血液被供应到旋转器和外壳之间的环形空间或间隙内。血液沿外壳的纵向轴线朝离开区域移动，血浆穿过膜并离开外壳而进入收集袋子。其余的血液组分（主要是红细胞、血小板和白细胞）在旋转器和外壳之间移动到离开区域并随后通常返回到献血者。

已经发现旋转膜分离机提供优异的血浆过滤速率，这主要是由于在旋转膜和外壳之间的间隙中引起的独特的流动模式（“泰勒（Taylor）漩涡”）。Taylor漩涡有助于防止血液细胞沉积在膜上和污染或堵塞膜。

尽管旋转膜分离机已经广泛地用于收集血浆，但是它们通常不用于收集其它血液组分，具体地是红血球。旋转膜分离机通常也不用于细胞洗涤。在诸如红血球的细胞洗涤中使用的旋转膜分离机的一个示例在美国专利No.5,053,121中描述，该专利也通过引用并入本文。然而，本文描述的系统利用串联或并联地关联的两个分离旋转器来洗涤患者的“流出”血液。用于分离血液或血液组分的旋转膜分离机的其它描述也可以在美国专利No.5,376,263；No.4,776,964；No.4,753,729；No.5,135,667和No.4,755,300中发现。

本文公开的主题提供了膜分离机的进一步发展、可能的成本减少以及优于现有的手动血液收集和处理的各种其它发展和优点。

发明内容

本主题具有可以按各种组合使用的多个方面，且一个或多个具体实施方式的公开用于公开和描述的目的而不限制。该概述仅突出该主题的几个方面且另外的方面在附图和下面更详细的描述中公开。

通过本公开，提供了一种膜分离机，其更有效地将全血分离成其组分且可以有利地在各种血液处理系统和程序中使用。

具体地，提供了一种血液过滤装置，其具有：大体上圆柱形的壳体，其具有内壁；以及内部构件，其安装在壳体的内部并具有外表面。壳体的内壁和/或内部构件的外表面包括与壳体的面向壁或内部构件的表面间隔开以便在其间限定环形间隙的多孔膜，壳体和内部构件是相对地可转动的。提供了用于将包括血浆和红细胞的全血引入环形间隙的入口，同时提供了用于从环形间隙引导剩余的血液组分的第二出口。膜的表面积足以以使得红血球在环形间隙内的停留时间不足以引起红血球的过度溶血的速率来分离血浆。在一个实施方式中，这通过提供具有比现有装置的内部构件的长度和直径大的长度和/或直径的内部构件来实现。更具体地，根据本申请的内部构件包括具有为现有旋转膜装置的转子的长度高达2.5倍的长度和为现有旋转膜装置的转子的直径高达2.0倍的直径的转子。这种分离机已经被发现提供改进的血浆分离速率且还提供保存血液中的可接受的低水平的溶血。在一个具体实施方式中，内部构件的长度约为5.51''且直径约为1.5''。

还公开了一种设计这种膜分离装置的方法。该方法包括利用从现有过滤装置半经验地获得的输入开发模型，所述现有过滤装置具有指定尺寸的多孔膜以获得指定输出。将模型应用到变化尺寸的膜的假想过滤装置以针对该指定输出获得预测值。查看该预测值，以及基于指定输出的预测值的比较来选择过滤膜尺寸。在一个方面中，该方法提供提高一种或多种过滤特性的膜表面积。在特定示例中，过滤装置包括内部构件，过滤膜安装至该内部构件，内部构件安装成相对于大体圆柱形的壳体转动，并且内部构件的直径和/或膜长度允许在血液中的红血球没有过度溶解的情况下的过滤。在模型的具体应用中，内部构件具有为现有过滤装置的内部构件的直径高达约2.0倍的直径和/或为现有过滤装置的膜长度高达2.5倍的膜长度。

在本公开的另一方面中，提供了一种膜分离机，在这种膜分离机中在内部构件和外壳之间的间隙中产生至少两个区或区域，使得阻止了在两个区域之间的流体的混合。更具体地，提供了一种膜分离机，在这种膜分离机中，外结构的内壁和/或内结构的外表面包括减小两个表面之间的间隙的径向肋或脊以限定两个流体区域，该脊隔离两个区域中的流体以最小化两个区域之间的混合。

附图说明

本主题的这些及其它特征在以下详细说明中描述且在附图中示出，在附图中：

图1是旋转膜分离机的局部截面透视图且部分被去除以示出细节。

图2是图1的旋转膜分离机的纵向截面图。

图3是基于理论设计模型的、根据相对过滤长度和旋转器半径的出口血细胞比容和出口壁面剪应力的等值线图。

图4是基于膜切向速度是恒定的理论设计模型的、根据相对过滤长度和旋转器半径的出口血细胞比容和出口血浆血红蛋白浓度的等值线图。

图5是基于理论设计模型的、根据相对过滤长度和旋转器半径的出口血细胞比容和Taylor数的等值线图。

图6是基于理论设计模型的、根据相对过滤长度和旋转器半径的血浆血红蛋白浓度的三维图。

图7是根据本申请的旋转膜装置或分离机的透视图。

图8是根据本申请的旋转膜分离机的示意性横截面图，其中旋转器包括用于限定分离流体区域的径向延伸的脊。

图9是用于处理先前收集的全血的自动化全血分离系统的示意图，其包括一次性流体流动回路模块和具有在其上组装的流体流动回路模块的耐久控制器或控制模块。

图10是示出了穿过本文描述的流体流动回路的流体流动的一个实施方式的流动图，用于将单位全血处理成浓缩红细胞产品和血浆产品。

图11类似于图9，但是为一次性流体流动回路或模块和耐久控制器模块的部件的更详细视图。

图12是根据本公开的系统的可替代实施方式的示意图，其中该系统用于先前收集的全血的分离。

图12A是类似于图12的另一可替代实施方式的示意图。

图13是诸如图9、11、12和12A中示出的两泵血液分离系统的透视图。

图14是类似于图12的另一可替代方案的示意图，除包括三个泵之外，示出在填装阶段中的系统。

图15是图14的系统的示意图，示出在分离阶段中的系统。

图15A是类似于图14和15的另一可替代三泵系统的示意图。

图16是根据本公开的自动化全血收集系统的示意图，示出了用于自动化椅边收集的系统的配置和在填装模式中来自献血者的全血的处理。

图17是图16的系统的示意图，示出了用于收集全血并将全血分离成红血球和血浆的系统的配置。

图18是图16的示意图，示出了用于在完成从献血者收集血液之后利用抗凝剂冲洗系统的系统的配置。

图19是图16的系统的示意图，示出了在血液收集程序结束时系统的配置。

图20是图16的系统的示意图，示出了用于通过白血球过滤器过滤收集的红血球的任选布置中系统的配置。

图21是对于图16-20的自动化全血收集系统的可替代实施方式的示意图，其中单次使用的一次性流体回路部件包括作为献血者接近装置的抽取管路的一部分的集成去白血球过滤器。

图22是图21的单次使用的一次性流体回路的可替代实施方式的示意图，其中去白血球过滤器定位在进入点下游的抽取管路中，在该进入点处抗凝剂被引入全血。

图23示出了在根据本文公开的方法的细胞的清洗中有用的一次性套件。

图24示出了在根据本文公开的可替代方法的细胞清洗中使用的一次性套件的另一实施方式。

图25示出了在根据本文公开的方法的细胞清洗中有用的装置的控制面板的实施方式。

图26-28是本文公开的细胞清洗方法中的步骤的流程图。

图29是示出根据本公开的数据管理方法的流程图。

图30是根据本公开的数据管理系统与收集容器和处理成套部件组合的示意图。

图31是示出包括根据本公开的用于数据管理的方法的各种步骤的流程图。

具体实施方式

下面阐述根据本公开的旋转膜分离机及其在各种自动化系统中的使用的更详细描述。应理解，具体装置和方法的下面描述旨在是示例性的且不是所有可能变化或应用的穷举。因此，本公开的范围不是限制性的且应理解包含本领域技术人员可想到的变化和实施方式。

转向图1和图2，示出了旋转膜血液分离或分馏系统，一般地指定为10。这样的系统10通常用于从由单个人类献血者获得的全血提取血浆。为了容易理解，仅示出了血浆分离装置和相关的驱动单元，但是应理解，这种分离机形成包括收集袋子、添加剂（比如盐水或ACD）袋子、返回袋子、管道等的一次性系统的一部分，并且还存在用于操作装置的相关控制和仪器系统。

系统10包括围绕纵向垂直中心轴线同心地安装的大体圆柱形的壳体12。内部构件14与中心轴线同轴地安装。壳体和内部构件是相对地可旋转的。在所示的优选实施方式中，壳体是静止的且内部构件是在圆柱形的壳体12内同心地可旋转的转动旋转器。血液流动路径的边界通常由壳体12的内表面和转动旋转器14的外表面之间的间隙16限定。壳体和旋转器之间的间隔有时称为剪切间隙。典型的剪切间隙可为约0.025-0.050英寸（0.067-0.127cm）且可以沿轴线具有均匀的尺寸，例如，其中旋转器和壳体的轴线相一致。例如，剪切间隙也可以是周向地可变的，其中壳体和旋转器的轴线是偏移的。

剪切间隙也可以沿轴线方向变化，例如，优选地在流动方向上增加的间隙宽度以限制溶血。这种间隙宽度可以在约0.025至约0.075英寸（0.06-0.19cm）的范围内。例如，壳体和转子的轴线可以是一致的且转子的直径在轴向方向（流动方向）上减小而壳体的内表面的直径保持恒定或者壳体的直径增加而转子直径保持恒定，或者两个表面在直径上变化。例如，间隙宽度可以在间隙的上游或入口端处为约0.035英寸（0.088cm）且在间隙的下游端或终点处为约0.059英寸（0.15cm）。可以通过改变转子的外径和/或面向壳体表面的内径来改变间隙宽度。间隙宽度可以根据需要直线地或阶梯式或以某些其它方式改变。不管怎样，间隙的宽度尺寸优选地选择成使得在期望的相对转动速度下，在间隙中产生比如Taylor漩涡的泰勒（Taylor）-库爱特（Couette）流，且限制溶血。

全血通过入口孔22从入口导管20供给，入口孔22将血液引导到在与围绕旋转器14的上端的圆周相切的路径中的血液流动进入区域内。在圆柱形壳体12的底端处，壳体内壁包括离开孔34。

圆柱形壳体12由具有端部凸台42的上端帽40和终止于与中心轴线同心的血浆出口孔46的底端壳体44完成，上端帽40的壁是非磁性的。

旋转器14可旋转地安装在上端帽40和底端壳体44之间。旋转器14包括成形的中心心轴或转子50，其外表面成形为限定由环形地带54分开的一系列间隔开的圆周凹槽或肋52。由圆周凹槽52限定的表面通道通过纵向凹槽56相互连接。在心轴50的每一端处，这些凹槽56与中心孔或歧管58相连通。

在所示实施方式中，转动旋转器14的表面至少部分地，且优选地基本上或完全地由圆柱形多孔膜62覆盖。膜62通常具有0.6微米的标称孔隙尺寸，但是可以可替代地使用其它孔隙尺寸。在本文描述的清洗方法中有用的膜可以是纤维网膜、铸造膜、轨道蚀刻膜或本领域技术人员已知的其它类型的膜。例如，在一个实施方式中，膜可以具有在其上固化有尼龙颗粒的聚酯网（基体），从而产生仅某些尺寸的组分将穿过的弯曲路径。在另一实施方式中，膜可以由例如聚碳酸酯的薄（约15微米厚）板制成。在该实施方式中，孔隙（孔洞）可以大于上面描述的那些。例如，孔隙可以约为3-5微米。孔隙的尺寸可以设定成允许小形状的组分（例如，血小板、微粒等）通过，而期望的细胞（例如，白细胞）被收集。

转动旋转器安装在上端帽中以围绕销64转动，销64在一侧压配合到端帽40中且坐落在形成转动旋转器14的一部分的端圆柱体66中的圆柱形轴承表面65内。内旋转器或外壳体可以通过任何合适的转动驱动装置或系统来转动。如所示，端圆柱体66由用于旋转器14的间接驱动的磁性材料的环68局部地包围。壳体12外部的驱动电机70被耦接以使包括至少一对内永磁体74的环形磁性驱动构件72转动。随着环形驱动构件72旋转，壳体12内部的环68和壳体外部的磁体74之间的磁性吸引将旋转器14锁定到外部驱动器，引起旋转器14旋转。

在转动旋转器14的下端，中心出口孔58与同中心轴线同心的端轴承78中的中心钻孔76相连通。端轴承底座由形成中心开口82的下边缘的内肩部80限定。中心开口82与血浆出口孔46相连通。如果壳体的面向内的表面由膜完全或部分地覆盖，则可以在膜下面设置流体收集或歧管以收集血浆并将其引导穿过壳体出口（未示出）。

Ⅰ.膜分离机设计

与本申请的一方面一致，提供了一种旋转膜分离机，其提供改进的血浆流量，在保留的血液中具有可接受地低水平的溶血。已知有各种影响通过旋转膜分离机的过滤流量的因素，包括转动速度、旋转膜和外壳之间的间隙的尺寸、膜的有效面积、红血球（或血细胞比容）的浓度和血液粘度。在旋转膜装置的设计中的先前的实践主要是靠经验，在某种程度上由关于性能和溶血的各种设计参数的效果的不明确的现象描述加以辅助。这已经证明在花费的发展时间和技术资源方面是无效的。

相比之下，本申请的旋转膜分离机的参数基于考虑穿过膜的局部血浆速度和局部血红蛋白浓度的定量微分模型来确定。这些微分模型在装置的长度上积分以提供在装置出口处的总的血浆流量和血浆血红蛋白浓度。

该方法包括基于现有的Plasmacell-C分离机几何结构和操作条件的操作输入，包括献血者血细胞比容、入口血液流量、转动速度和有效膜面积。还有的因素是转子半径的几何输入、环形间隙的宽度和执行积分的长度。参见下面的表1。为了获得假设分离机的预测值，转子半径和过滤长度以0.05为增量从当前Plasmacell-C值的约1.0至高达约2倍进行变化，为每个感兴趣的输出变量提供21×21设计空间网格。对于所有装置，出口处的壳体锥度和间隙保持恒定，且入口间隙和转动速度相应地改变。还开发了将血液粘度和密度与血细胞比容、温度和抗凝剂浓度相关的模型。

表1

模型计算的输入

参数，单位	值
		入口血液流量，ml/min	106
入口血细胞比容，%	42
		温度，℃	35
柠檬酸盐浓度，%	5.66
		过滤长度，英寸	2.992
具有膜的转子半径，英寸	0.5335
		入口间隙，英寸	0.0265
出口间隙，英寸	0.0230
		有效膜分数	0.5
膜键合区域的宽度，英寸	0.18
		转动速度，rpm	3600
壁血细胞比容，%	0.90
		红细胞半径，μm	2.75
红细胞血红蛋白浓度，mg/dL	335.60
		血浆密度，g/cm3	1.024
填充的红细胞密度，g/cm3	1.096
		柠檬酸盐血浆的粘度，cP	1.39

在该方法的一种实现方式中，对于转子半径、转动速度和积分长度的各种值获得了血浆流量和血红蛋白浓度的输出。模型的结果示出于出口血细胞比容和出口壁面剪应力（图3）、出口血细胞比容和出口血浆血红蛋白浓度（图4）和出口血细胞比容和Taylor数（图5）中的叠加等值线图中，所有的都随相对过滤长度和旋转器半径而变。如在此使用的，“过滤长度”被理解为从凹槽或肋52的开始到末端的中心心轴或转子50的轴向长度。其通常表示可用于过滤的膜的长度。“旋转器半径”或“旋转器直径”被理解为附接有膜的转子的半径或直径。图6示出了在三维曲线中的根据过滤长度和旋转器半径的血浆血红蛋白结果，示出了血红蛋白随装置增大而增加。这些结果随后被评估以提供具有可接受地低水平的溶血的高血浆流量的最佳平衡。

该模型表明，膜的有效面积对性能有最大的正面影响。而且，尽管通过增加转子直径而增加膜面积比通过增加转子长度而增加膜面积更积极地影响流量，但由于膜的增加的速度也增加了溶血的可能性，且因此增加间隙中的剪切力。

相应地，模型预测其使用也将具有可接受地低水平的溶血的、将导致增加的膜面积的转子的长度和直径。（基于模型的结果的）原型分离机被制造并进行测试，以验证由模型预测的结果。下面的表2将当前的Plasmacell-C去血浆装置与基于模型的两种可能的可替代方案进行对比。

表2

参考表2和图7，旋转膜分离机10包括具有旋转器直径D、过滤长度FL和总长度LOA的转动旋转器14。在比如Plasmacell-C分离机的典型的去血浆装置中，转子具有约1.1''的直径D、约3''的过滤长度FL和约5.0''的总长度LOA。

根据本申请，已经发现膜的直径可增加高达在典型的去血浆装置中发现的膜的直径的约2.0倍，而长度可增加高达在典型的去血浆装置中的旋转膜的长度的约2.5倍。在这些周长内转子尺寸的增加会增加过滤膜面积以足以提供高的血浆流量，同时提供可接受地低水平的溶血。在具体示例中，根据本申请的旋转膜分离机可以有利地具有1.65''的直径D、5.52''的过滤长度FL和7.7''的总长度LOA。

以牛和人的血液对原型旋转膜分离机进行测试以验证由模型预测的结果。以从1000-3500rpm变化的旋转器速度获得了100ml/min的血液流量。在膜经历高水平的污染之前获得80%和更高的出口血细胞比容水平。880ml血浆的收集时间在约18分钟和20分钟之间的范围内。

如上所述，在剪切间隙中的红血球的停留时间与溶血量有直接关系。在旋转膜分离装置中，沿转子的轴向长度存在流动区域，其中流体流动是相对地停滞的，导致溶血的袋。达到来自高溶血区域的红血球与低溶血区域中的流动相互混合的程度，收集的红血球的质量劣化。

相应地，与本申请的另一方面保持一致，提供了在不使用密封件的情况下在旋转膜分离机的间隙中产生分离的流体流动区域的方法。分离的流动区域减小或最小化在两个流动区域之间流体的混合的影响。分离的流动区域通过在间隙中具有突起的肋或脊来实现以减少或最小化旋转器和外圆柱体之间的间隙。优选地，脊或肋设置在其中旋转膜所附接之外的转子表面上。

脊优选地定为成限定高灌注流动区域的边界。脊的径向尺寸与在由此限定的两个区域之间所允许的混合程度成反比，脊的较大的径向尺寸允许较少的混合。脊的轴向尺寸或范围也与所允许的混合程度成反比，较大的轴向尺寸允许较少的混合。脊的轴向尺寸优选地为至少一个间隙尺寸长以最小化引起不期望的混合的相邻Taylor漩涡的形成。

参考图8，示出了旋转膜分离装置10的示意性横截面图示。装置包括固定的外圆柱体12和具有其上携带的过滤器构件的转动内圆柱体14。根据本申请，提供了具有径向脊90的内圆柱体。该脊用于将旋转器和外壳体之间的间隙16分成两个流体区域。第一流体区域92具有流动的停滞的、非灌注的区域，典型地在延伸超出过滤膜的旋转器的部分上。通常接触过滤膜的第二流体区域94具有流动的高灌注区域。

因为第一流体区域92不灌注，所以停留在其中的血液比在第二流体区域94中的血液被暴露于增加的剪应力持续更长的时间段。因此，第一流体区域92中的血液可以通常变得发生溶血且具有高的游离血红蛋白（Hb）浓度。脊90抑制两个流体区域之间的流体流动，因而最小化第一区域92中的Hb污染的血液与第二区域94中低Hb血液混合的程度。

尽管脊90示出为与转子是一体的，其也可以形成在外圆柱体的内侧上以实现相同效果。如上面提到的，脊的轴向尺寸应为至少一个间隙尺寸长。用于执行去血浆的典型的旋转膜分离装置通常具有在旋转器和包容壁之间的0.023''至0.0265''的间隙，且根据本申请的脊可以具有在同一大体范围内的轴向尺寸。然而，脊的较大轴向尺寸将导致减小的混合，且在一个示例中，已经发现具有0.092''的轴向尺寸的径向延伸的脊的转子是有效的。

Ⅱ.用于处理先前收集的全血的系统和方法

上述的旋转膜分离装置可以有利地用在现有装置通常不适合的各种血液处理系统和方法中，特别是用于获得红血球的系统和过程中。在一种类型的系统和方法中，旋转器可以用于先前收集的全血的“后台实验室”处理，如图9-15A中所示。

现转向图9，示意性地示出一次性流体流动回路或模块A和被配置为与穿过流动回路A的流动配合并控制穿过流体回路A的流动的可再使用的耐久控制器或模块B。图9示出的一次性流体回路A包括由限定部件之间的流动路径的柔性塑料管道相互连接的各种部件。回路优选地完全地预组装和预消毒，可能除全血容器和细胞防腐剂容器的单元之外。更具体地，图9中示出的一次性回路包括全血容器101、细胞防腐剂溶液容器102、血液组分分离机108、血浆收集容器112、任选的去白血球过滤器113和红细胞收集容器115。尽管在图9中没有示出，但是可再使用的模块B可具有带有用于支撑任何或所有容器101、102、112和115的相关重量标尺的吊架。在本文论述的各种其它实施方式中，这种吊架/重量标尺可能没有被示出，但是应当理解为所描述系统的一部分。

全血收集容器101可以是任何合适的容器，但是通常为其中之前已经收集了约450ml全血的柔性塑料小袋或袋子。容器101可以在收集期间是分离系统的一部分且随后接合到流体回路A的其余部分或实际上在收集时是回路A的一部分。在收集时，根据惯常程序，将全血与位于主要容器中的抗凝剂混合以防止过早凝结。相应地，本文使用的“全血”包括与抗凝剂混合的血液。

柔性塑料管道105附接到全血收集容器，比如通过消毒的连接装置或其它合适的附接机构，且在全血容器101和与细胞防腐剂溶液管道103的联结部之间限定全血流体流动路径，细胞防腐剂溶液管道103从细胞防腐剂溶液容器102延伸到流动路径联结部。全血流动路径和所有防腐剂流动路径之间的流动路径联结部位于入口夹具116处。从该联结部，流动路径通过管道107延伸到分离机108中的入口端口。

如说明书的图9所示，分离机壳体具有与壳体和转子之间的间隙相连通的且与用于从分离机间隙抽出浓缩的红细胞的浓缩红细胞流动路径管道110相连通的出口。此外，壳体包括来自转子的与背离间隙的膜侧（例如，转子内部）相连通并与血浆流动路径管道111相连通的出口。

为了减少红细胞中可能存在的白血球的量，一次性流体流动回路A任选地包括去白血球过滤器113，其可以是用于在没有过度地引起红细胞溶血或减少收集产品中红细胞数量的情况下从浓缩红细胞中去除白血球的任何合适的众所周知的结构。浓缩的红细胞穿过浓缩的红细胞流动路径的延续部114从去白血球过滤器113流动到存储容器15中，该存储容器可以是与红细胞存储相容的任何合适的塑料材料。

如图9所示的示意性的可再使用的或持久的控制器模块B优选地包括用于检测从全血容器101流动的全血和血细胞比容的血细胞比容传感器104。血细胞比容检测器可以是任何合适的设计或结构，但是优选地如在美国专利No.6,419,822中描述的，该专利据此通过引用并入本文。

持久的可再使用的控制器或控制模块B还包括入口夹具116，其可以被操作以控制来自全血容器101或细胞防腐剂容器102的流体，或者任选地，同时地或成比例地来自容器101和102两者的流体。为了控制血液向分离机内的流动，可再使用的模块包括入口泵106，其还可以是任何合适的结构，且例如，可以是通过逐渐地压缩或挤压形成进入分离机内的入口流动路径的管道107而操作的蠕动型泵、柔性隔膜泵或其它合适的泵。压力传感器117与泵106和分离机108之间的入口流动路径相连通以确定入口泵送压力。传感器可以输出到控制系统以在过压条件下或欠压条件下或两者情况下提供报警功能。

为控制来自分离机108的浓缩红细胞的流量，可再使用的模块还包括与出口流动路径110相关联并以与关于入口泵106描述的方式类似的方式起作用的出口泵109。出口泵109也可以是任何合适的结构，比如蠕动泵、柔性隔膜或其它合适的泵送结构。离开分离机的血浆流动路径111优选地不由泵控制，且穿过血浆流动路径管道的体积流量为来自泵106的入口体积流量和来自泵109的出口体积流量之间的差。然而，可再使用的模块B还可以包括用于控制血浆穿过血浆流动路径管道111的流动的夹具118。

一次性模块A还可以包括与用于接收由分离机108分离的血浆的血浆流动路径流体连通的血浆收集容器112。因为血浆穿过分离机108中的多孔膜，所以收集在容器112中的血浆主要为无细胞血浆且可以适合于供给到患者、冰冻存储或后续处理。

图10一般示出穿过图9中示出的系统的流体的一个或多个流动路径。具体地，其示出了全血从单个单位全血容器101穿过全血血细胞比容检测器104流动到位于二元夹具116处的流动路径中的联结部。细胞防腐剂溶液，比如红细胞防腐剂溶液，也从红细胞容器102流动到二元夹具116处的联结部。根据处理阶段，二元夹具允许全血或细胞防腐剂向下游流动到系统的其余部分。任选地，夹具116可以是比例夹具以允许所选比例的全血和红细胞防腐剂同时流动。

从二元夹具116，全血或细胞防腐剂流体流动穿过入口泵106流动到分离装置108。如之前解释的，分离装置利用相对地转动的壳体和转子，其中至少一个携带允许血浆通过的膜。在一个实施方式中，膜携带在转子的表面上且血浆穿过该膜并穿过转子内的内通路曲径，最终离开而到达血浆收集容器112。当膜安装在转子上时，装置通常称为旋转膜分离机，如图10所示。然而，应认识到，膜可以可能地安装在壳体的内表面上，面向壳体壁的内表面和膜的外表面之间的间隙，或者膜可以携带在转子和外表面和壳体的内表面两者上使得血浆同时流过膜，因此可能地增加分离机108的分离速度或性能。从分离机108，浓缩的红细胞流过与转子和壳体之间的间隙相连通的壳体出口并穿过红细胞流动路径110和出口泵109，其控制浓缩的红细胞的体积流量。

尽管从分离机108去除的浓缩红细胞的血细胞比容可以改变，但是预期浓缩红细胞的血细胞比容将为约80-85%。出口泵109将浓缩的红细胞泵送到红细胞收集容器115内，且任选地穿过位于泵109和收集容器115之间的红细胞流动路径中的去白血球过滤器。泵推动浓缩的红细胞穿过去白血球过滤器的力有助于将处理时间维持在合理的范围内，例如与浓缩的红细胞以手动设定穿过去白血球过滤器的重力流动所需的时间相比。

由分离机108分离的血浆（如图10所示）从分离机装置流动，例如从与转子内的通路的曲径相连通的出口，穿过单个控制夹具118并流动到血浆收集容器112。如之前提到的，因为血浆穿过膜，所以其基本上没有细胞且适合于随后供给到患者、冻结和/或用于处理，比如通过分馏来获得用于其它治疗产品的血浆组分。如果需要的话，系统也可以包括过滤器，诸如在血浆流动管路111中的去白血球过滤器。

图11示出利用一次性流体回路模块A和可再使用的或持久的控制器模块B两者的可能的系统的一种型式。尽管示出为组装的，但是流体回路模块A和持久模块B具有分离的且独立的功用并且也可以与其它系统一起使用。如图11中可以看到的，一次性模块A方便地安装到可再使用的模块B的面上，可再使用的模块B具有相关的吊架或支撑，其中一些可以与重量标尺相关联，用于支撑一次性系统的各种容器。如之前表示的，一次性模块优选地被预组装和预消毒。细胞防腐剂溶液容器可以作为一次性系统的一部分预附接或者可以稍后增加，比如通过消毒连接装置或其它合适的附接机构。包含先前收集的单位全血的全血容器也可以预附接到预组装的流体回路或者借助于消毒连接装置或其它合适的附接机构进行附接。

在该实施方式中，可再使用的模块B的面包括用于控制细胞防腐剂溶液从溶液容器102的流动的分离溶液夹具116a，其悬挂于升高的溶液支撑柱。全血容器101悬挂于重量标尺。重量标尺可以是常规的结构且可以提供可以由模块B的控制系统使用来感测保留在容器中的全血的量和/或已经通过系统处理了的全血的量的重量测量信号。一次性系统包括从全血容器延伸穿过血细胞比容检测器104并穿过用于控制全血从容器向系统内流动的分离全血夹具116b的红细胞流动路径105。细胞防腐剂溶液流动路径103和全血流动路径105在联结部处组合，比如在入口泵106上游处的v部位或y部位。组合的流动路径延伸穿过入口泵并延伸到分离机装置108上的入口。如图11中可见的，可再使用的模块B包括驱动单元，比如用于引起转子在分离机壳体转动而不需要驱动构件或部件物理地延伸穿过壳体的磁性驱动单元。在该布置中，转子包括通过与可再使用的模块相关联的磁性驱动单元转动的磁性耦接的驱动元件。该系统在授予Schoendrofer的美国专利No.5,194,145中更充分地描述，该专利通过引用并入本文。

分离机108的浓缩红细胞出口附接到延伸穿过出口泵109并延伸到进入任选的去白血球过滤器113内的入口的红细胞流动路径110。位于去白血球过滤器的入口和出口之间的过滤介质基本上将白血球从红细胞中去除。从过滤器出口，红细胞流动路径管道114将红细胞输送到红细胞收集容器115内。

血浆从分离机的血浆出口穿过血浆流动控制夹具118被引导到血浆收集容器112内。以与全血容器类似的方式，浓缩红细胞容器115和血浆容器112从重量标尺悬挂，其可以与持久或可再使用的模块B的控制系统进行电子通信以提供关于浓缩的红细胞和/或从全血收集的血浆的量或收集速率的信息。

尽管该系统已经示出具有上述某些基本部件和特征，但是该描述不是要排除其它部件的添加，比如根据需要的传感器、泵、过滤器等。例如，可能任选地希望在血浆进入血浆收集容器之前过滤血浆或者省略用于红细胞的去白血球过滤器。尽管从分离机108去除的血浆基本上没有细胞，但是可能进一步希望由于随后的供给或处理原因而过滤血浆。本描述预期不排除另外的部件的可能添加或上述的一个或多个部件的删除。

现转向所示系统中全血的处理，分离过程以填装系统开始。“填装”指在使用之前准备（即，润湿）过滤膜的方法。利用流体润湿有助于在引起压力的流体流动穿过膜之前置换存在于膜的基质中的空气。通常，低粘度非生物流体，比如细胞防腐剂溶液（红细胞溶液，比如，

溶液）被用于润湿以允许最有效的空气置换。在填装期间，通过入口泵106从细胞防腐剂溶液袋子102去除流体直到溶液管路103、全血管路105、入口管路107和旋转膜装置108完全填满溶液。为确保正确填装，入口泵106可以在填装期间顺时针和逆时针移动。溶液填装的目的是通过建立溶液-血液界面防止形成空气-血液界面以及润湿分离装置内的膜。每一种都是减少红细胞的溶血所采取的措施。

在系统成功地填装之后，将通过入口泵116来封闭细胞溶液流动路径103。所示的入口夹具为可以封闭细胞防腐剂溶液流动路径103或全血流动路径107的二元夹具。全血然后由入口泵106穿过全血流动路径105和入口流动路径107泵送到分离机108内。入口泵106的流量可以根据用于特定程序的期望产品输出而从约10ml/min变化到150ml/min。随着全血离开全血容器101，其将穿过将通过IR LED反射率测量产生全血血细胞比容的评估的全血血细胞比容检测器104。血细胞比容检测器的细节在美国专利No.6,419,822（标题：用于感测血细胞比容的系统和方法）中加以解释，其通过引用并入本文。全血血细胞比容值为所示系统的初始控制算法所需要的，但是在其它系统中可能不是必要的。

在全血已经填充分离机108之后，系统将开始从分离机抽取血浆，分离机将进入旋转膜装置的全血分离成红细胞浓缩物和实际上无细胞的血浆。以约80-85%的血细胞比容的填充的红血球将由出口泵109穿过红细胞流动路径110泵送到分离机108之外并进入红血球白血球过滤器113内。出口泵迫使填充的红血球穿过红血球白血球过滤器113并且穿过红细胞管路114离开红血球白血球过滤器113并进入红细胞产品袋子115内的红细胞浓缩物将成功地排除白细胞且也被排除血小板。还可以在不使用红血球白血球过滤器113的情况下完成全血自动化分离。在该情形中，红血球白血球过滤器114将从系统移除且红血球产品115将不被排除白细胞或血小板。

在整个程序中，血浆将以等于入口泵106的流量和出口泵109的流量之间的差的流量穿过血浆流动路径111流入血浆袋子113内，如目前在类似于由Fenwal,Inc.出售的

仪器中应用的其它旋转膜分离应用中完成的。由流量中的偏移产生的膜两端的压力通过压力传感器117来监测。压力测量用于利用2011年4月27日提交的美国专利申请序列号13/095,633（标题：SYSTEMS AND METHODS OFCONTROLLING FOULING DURING A FILTRATION PROCEDURE）中描述的算法来控制血浆流量，该专利通过引用并入本文。

图9-11中的系统将继续分离填充的红血球和血浆直到全血袋子101通过使空气穿过全血血细胞比容检测器104检测到是空的。在此处，全血管路105将被封闭且细胞防腐剂溶液管路将由入口泵116打开以开始溶液漂洗或冲洗。在溶液冲洗期间，防腐剂溶液将由入口泵106从溶液袋子102移除并泵送到分离机108内。血浆流动路径111在溶液冲洗期间由血浆夹具118封闭。溶液冲洗用于将系统中剩余的任何血液冲洗到红血球产品容器115内。溶液冲洗也将红血球产品容器115的容积增加到适当的红血球存储所期望的水平。在溶液冲洗结束之后，完成了单位全血的分离。

转向图12，示出了另外的可替代的两泵系统。该实施方式不同于图9中实施方式之处主要在于来自红血球防腐剂溶液的流体在红血球已经从全血分离之后被添加。更具体地，容纳先前收集的全血（优选地已经与抗凝剂组合）的容器/袋子101通过通向血液分离机108的管道节段107连接到一次性系统A。泵106与管道107配合以将全血泵送到分离机108。容纳红血球防腐剂添加剂溶液的容器102通过管道114连接到用于分离的红血球的收集容器115，分离的红血球也通过该管道114穿过白血球过滤器114引导到容器115。

容器101、102与一次性系统的消毒连接可以通过多个不同方式完成。用于添加剂溶液的容器102可以作为一次性系统A的一部分供应且可以在一次性物品的其余部分已经被消毒（通过，例如，雾热处理）之后的最终包装期间接合到一次性物品的其余部分（在通过例如伽马或电子束处理进行消毒之后）。可替代地，容器102可以与一次性物品的其余部分整体形成。在另外的可替代方案中，容器102和全血容器101两者可以与一次性物品的其余部分分离且在使用时通过例如消毒钉连接部170（图10中示意性示出）连接。这种钉连接部优选地包括0.2微米的过滤器以维持消毒。

在该实施方式的另一方面中，将添加剂溶液容器102连接到白血球过滤器62的管道103还可以通过泵109配合地接合。具体地，泵109可以为使添加剂溶液和离开分离机108的红血球两者流动以基于管道103和110的内径控制每一者的流量的双泵头。

图12的实施方式还利用了另外的压力传感器117b以监测来自白血球过滤器113的回压。如果回压变得过量，如在过滤器闭塞的情况下，传感器将起作用以控制流量以便确保一次性物品不会由于过量压力而破裂。

Ⅲ.膜填装

与本公开的另一方面一致，提供了用于填装膜过滤器的方法，借助于该方法更可能最大量润湿过滤膜的表面积，从而最大化过滤/分离可利用的膜面积。具体地，当如上面描述地填装旋转膜过滤器系统时，其中旋转膜定向成使得转动轴线基本上垂直，润湿溶液进入旋转分离机的顶部入口端口，且重力朝向分离机底部处的出口拉动流体。在这种情况下，填装流体的表面张力将形成可能不均匀地移动穿过膜表面从而产生分裂的空气-流体界面。结果是过滤膜的某些面积在填装期间可能未被润湿，从而增加空气夹带在膜基质中的可能性。膜的未润湿的区域随后变得不可用于分离，不利地影响膜的分离效率，直到产生足够的压力来置换空气。

相应地，提供了用于填装膜分离机的方法，其通过在填装期间提供更均匀的空气-流体界面而更均匀地润湿膜表面。为此，填装流体被引入分离机内使得其随着流体-空气界面在向上方向穿过膜的表面推进而抵抗重力起作用。这有助于确保膜的更均匀润湿，因为在填装期间置换的空气能够在单个方向上移动而不随着空气-流体界面穿过膜推进而被夹带。

因此，根据该用于填装的替代方法，填装流体穿过在分离机底部处的端口而被引入分离机内。填装溶液在分离机壳体中抵抗重力而向上前进以润湿膜的表面，同时空气穿过分离机顶部处的端口从分离机排出。尽管该“底部到顶部”填装在旋转膜分离机的背景下描述，但是其也可适用于需要在使用前流体填装的任何类型的膜分离机。

参考图9和12，分离机108垂直地定向，使得膜分离机和壳体围绕大体垂直的轴线彼此相对地可转动，具有在分离机顶部处的用于接收全血的端口和分离的RBC和血浆在分离机底部处离开所穿过的端口。因而，根据用于执行该可替代的填装方法的一种方式，且参考图1和2，填装溶液可以穿过旋转膜分离机10的离开孔34或血浆出口孔46之一被引入，同时空气通过入口孔22排出。根据用于执行该可替代的填装方法的另一种方式，分离机10可以被倒置或翻转用于进行填装，使得离开孔34和血浆出口孔46处于分离机10的顶部处，且入口孔22在分离机10的底部处。然后，可以穿过入口22引入填装溶液，同时流体-空气界面向上推进且空气通过离开孔34和血浆出口孔46之一或两者被排出。在填装之后，分离机10被返回到其初始定向，入口孔22在顶部且离开孔34和血浆出口孔46在底部。

图12A示出了上述的血液分离机108的“底部到顶部”填装的另外的可替代方案。与图12相比，用于全血的入口管路107连接到分离机108的下端口（在图12的实施方式中出口管路110已经附接到的），而出口管路110连接到在分离机108顶部处的端口（在图12的实施方式中，入口管路107已经附接到的）。为了填装图12A的系统，打开夹具116B且启动泵106以使全血（优选地添加有抗凝剂）穿过入口管路107使得其穿过壳体下端的端口进入分离机108。随着全血填充分离机壳体，空气穿过顶部孔排出，以基本上消除来自装置的所有空气，且过滤膜被润湿。

在完成填装之后，系统继续如图12A所示操作以将全血分离成被接收在容器112中的血浆和被接收在容器115中的红血球。在分离程序结束时，可以利用来自容器102的添加剂溶液对分离机进行漂洗。

转向图14和15，示出了根据本公开的另外的可替代的血液分离系统。图14和15的系统与图9、11和12的系统类似，除持久模块B包括用于选择性地使添加剂溶液在填装阶段期间（如图14所示）流到分离机108或者在分离阶段期间（图15所示）使添加剂流动到分离的红血球的第三泵119之外。图14和15的系统还包括用于选择性地允许或防止流体流（分离的红血球和添加剂溶液）穿过白血球过滤器113进入红血球容器115的另外的夹具120。在填装之前，夹具120可以简单地保持打开且泵109可以泵送来自容器115和过滤器113的残留空气，最小化在程序结束时保留在容器115中的空气的量。与图12A类似，图14和15的系统利用分离机108的底部到顶部填装，除使用用于填装流体的添加剂溶液代替全血之外。在系统的填装期间，如图14所示，来自一次性系统A的空气被推送到全血容器101。

在分离阶段期间，系统如图15所示进行操作。在分离阶段结束时，添加剂溶液被泵送到分离机108（如图14中所示的填装阶段示出的）以冲洗分离机。

转向图15A，示出了另外的可替代的系统。图15A的系统与图14和15的系统的类似之处在于可再使用的部件B包括三个泵106、109和119。然而，图15A的系统与图12A的系统的类似之处在于用于全血的入口管路107连接到分离机108底部处的端口，而用于分离的红血球的出口管路连接到分离机顶部处的端口。因而，图15A的系统与图12A的系统类似，使用全血来填装系统。

Ⅳ.数据管理系统和方法

本文公开的系统还可包括数据管理解决方案。系统的重量标尺和添加标签打印装置将允许用户在程序完成时直接从分离系统获得产品重量标签。这消除了在当前处理方法中使用的手动称量和数据记录。模块B可以包括合适的用户界面，比如触摸屏、小键盘或键盘以及扫描仪，以允许用户输入诸如用户献血者识别号、血库识别、流体回路成套部件号、批号等的信息，这可以改进血液制造中心的数据管理效率。

更具体地，且根据本公开的另一方面，提供了一种用于使与全血收集容器相关的数据以及其它相关信息传递到用于全血的后续分离的处理回路和用于这种分离的一个或多个血液组分的一个或多个最终存储容器自动化的方法。该方法在图29的流程图中示意性地示出，其中提供源容器（步骤122），其通常容纳先前收集的单位全血，但是源容器可以容纳之前处理的血液产品。源容器通常具有与其相关的关于献血者的身份和收集时间、地点等的数据，这样的数据优选地为机器可读格式，比如条形码或RFID标签。该数据随后被检索并传递（步骤124）且随后与处理回路和最终存储容器相关联（步骤126）。

转向图30，示出了根据本发明的数据管理系统的使用的一种可能的系统。提供了血液收集容器128和具有三个最终存储容器132、134和136的分离处理回路130。在全血收集期间，献血者身份信息被编码并与用于收集的全血的容器相关联。这可以通过将献血者id的条形码标签手动地放置在容器标签、容器销或管道上来完成。其也可以通过在收集时刻利用RFID写入器，将献血者ID从收集标尺或手持装置传递到附接到收集容器的RFID标签来完成。RFID的使用允许管理较大量的信息，包括诸如容器类型、过期日期、收集时间、收集体积、护士身份、收集部位等的数据。

收集容器128和处理成套部件130/存储容器132、134、136之间的自动化数据传输可以在收集容器128消毒地连接到处理成套部件130的环境下发生。例如，可以使用完成全血收集容器至处理成套部件的消毒连接的机电系统。这种系统在分别在2011年12月21日和2012年1月11日提交的美国临时专利申请序列号61/578,690和61/585,467中公开，这两个专利通过引用并入本文。消毒连接装置可以是独立的，如在上面提到的临时申请中示出的，或者可以与上述的可再使用的模块B相集成。可替代地，数据管理系统可以与可再使用的模块B简单地相关联，而没有与其相关联的消毒连接装置。无论如何，消毒连接装置或可再使用的模块包括被配置为自动地执行或提示用户执行数据管理方法的各种步骤的可编程控制器，如下面更详细描述的。

数据管理系统138包括处理单元、用于向用户提供信息（比如提示和确认）的屏幕140、允许用户输入信息的触摸板142和用于在收集容器128和处理成套部件130之间检索和传输信息的扫描仪/阅读器144。系统138还提供条形码标签的打印或向与处理成套部件相关联的一个或多个RFID标签传输数据。现转向图31，示出了大体示出数据管理方法的流程图。方法包括将收集袋子和处理成套部件装载到可再使用的模块和/或消毒连接装置（步骤140）。检索与处理成套部件相关联的数据和与收集容器相关联的数据（步骤142和144）。如可以理解的，这些步骤执行的顺序不是关键的。如上面提到的，该数据可以采取条形码的形式、RFID标签或其它形式，处理成套部件及其相关的收集容器具有来自与其相关的收集容器的相关数据。这可以采取打印条形码标签或向RFID标签写数据的形式（步骤146和148）。收集容器和处理成套部件被连接，优选地在消毒连接程序中（步骤150），该连接在上述步骤执行的顺序期间的时间发生。

随后处理收集容器中的血液（步骤152）。之后针对收集容器数据检索并检验处理成套部件/存储容器信息（步骤154和156）。在该检验之后，可以将存储容器从收集容器断开连接（步骤158）。

本公开的系统辅助用户执行上述步骤，其中提供各种步骤的提示和确认。例如，如果识别信息为条形码的形式，则系统提示用户扫描处理成套部件的条形码ID和收集容器的献血者ID。系统将随后在打印机上打印复制条形码标签，该打印机与系统为整体或者附接到系统，同时标签的类型和质量由加载的处理成套部件的类型确定。系统然后提示用户将条形码标签应用到最终存储容器。在系统将血液处理成其组分之后，系统提示用户扫描最终组分容器条形码ID，使得系统可以在将存储容器从收集容器和处理成套部件拆卸开之前检验正确的条形码信息。

如果识别信息与RFID标签有关，则系统自动地扫描收集容器上的RFID标签并随后自动地读取包括在处理成套部件上的RFID上的信息。系统然后自动地将收集容器信息复制到与处理成套部件存储容器相关联的一个或多个RFID标签。在系统将血液处理成组分之后，根据由仪器检测的处理成套部件的类型，系统将读取最终组分容器上的RFID标签以允许在将血液存储容器从处理成套部件和收集容器拆开之前检验该识别信息。

考虑到系统可以利用条形码和RFID两者作为冗余系统，且包括上述的适用的一些或所有步骤。尽管条形码扫描仪/RFID阅读器被描述为与可再使用的模块B相关联，但是其可以是物理地与处理机自身分离的专用站，尽管通过数据管理软件链接。

尽管已经关于在与处理成套部件和存储容器分离的容器中收集全血描述了该数据管理方法，但是其同样可以关于其中收集容器与处理成套部件及其存储容器成整体的系统或成套部件使用。而且，该方法可以用于关于直接从献血者抽取的全血的处理，如下面描述的，其中献血者身份数据由献血者提供而不是收集容器，或者在细胞洗涤程序中，身份数据与源容器相关联。

Ⅴ.处理来自献血者的全血的系统和方法

根据本公开的另一方面，上述的旋转膜分离机可以有利地在但步骤或“椅边”收集全血和将全血分离成血液组分中使用。如下面描述的，提供了与从献血者收集全血同时地将全血分离成单一单位的红细胞和血浆的自动化全血收集系统。系统预期是单程收集系统，而不是再输注回到血液组分的献血者。系统优选地包括一次性流体流动回路和与该回路对接并控制穿过其中的流体流动的持久的可再使用的控制器。流动回路优选地为单次使用的预消毒一次性流体流动回路，其优选地包括红血球和血浆收集容器、抗凝剂和红细胞添加剂溶液、分离机和用于为来自献血者的全血进入流体回路提供通路的瘘管。持久的控制器优选地包括微处理器控制的机电装置，具有被配置为控制穿过回路的流动的阀、泵送和感测机构，以及适合于全血收集程序的安全系统和报警功能。

利用该系统的血液收集方法包括为献血者进行静脉穿刺以及将来自献血者的全血抽入到一次性回路内，在此处其由流体回路的仪器和部件操纵以导致全血被分离成期望的红血球和血浆组分。献血者在整个程序期间保持连接到系统，且所有流体保持在单次使用的成套部件的流体路径中直到完成程序。作为“单程”系统，全血优选地仅一次穿过流动回路，且没有血液组分返回到献血者。

从收集得到的红血球可以不必是进行过去白血球的。然而，通过过滤完成的去白血球可以利用优选地集成到单次使用的回路的去白血球过滤器或者通过使用消毒地连接到红血球收集容器的分离处理回路实现。

仪器优选地包括用于输入信息和/或显示信息的操作者界面，比如触摸屏、小键盘、鼠标、键盘等。消息显示允许操作者控制程序、在收集关于其状态的信息且解决它们可能出现的任何错误条件。

现转向附图，在图16-19中看到在不同操作级或操作阶段中根据本公开的全血自动化收集系统（通常表示为210）的示意性表示。系统优选地包括可再使用的硬件部件212和单次使用的预组装消毒一次性流体回路部件214，可再使用的硬件部件212优选地包括泵、夹具和压力传感器以控制流体流动，单次使用的预组装消毒一次性流体回路部件214可安装到硬件部件且包括各种容器/袋、献血者接近装置或瘘管和血液分离腔室，所有部件都通过消毒流体路径比如柔性塑料管道相互连接。容器/袋通常是可折叠的，且由合适的塑料材料制成，如本领域众所周知的。容器的材料可以根据使用而不同且可以包括无增塑剂的材料，比如无DEHP的聚合物，特别是但非排它地，用于红细胞存储。

更具体地，所示的流体回路部件或模块214包括献血者接近装置216，其包括作为从献血者抽取全血并将全血引入流体回路214内所穿过的抽取管路的管道的第一长度218。献血者接近装置216优选地包括针，且特别是用于在需要情况下利用护针器提高献血者舒适度以防止意外针刺入的小规格针（18-21规格）。管道218与通常表示为220的血液分离装置相连通，且如上所述，以将全血引入分离机。

管道的第二长度222提供分离机220和用于接收分离的浓缩红血球的第一容器/袋224之间的流体连通，而管道的第三长度226提供分离机220和用于接收血浆的第二容器/袋228之间的流体连通。

流体回路214还包括容纳在第三容器230中的抗凝剂源（比如，CPD），第三容器230借助于通过比如Y连接器接合到管道218的管道的第四长度232与管道的第一长度218连通。流体回路214还可以包括要输送到容器/袋224的用于红血球的防腐剂溶液源。防腐剂溶液可以容纳在与容器224连通的分离袋中。可替代地，容器224可以预填充有对于在收集程序期间要接收在其中的红血球的量足够的防腐剂溶液的量。

流体回路214还包括用于在献血过程之前和献血过程期间无菌地收集血液样品的整体取样系统234。取样系统234包括通过在管道218和管道232之间的连接上游的管道的第五长度236与献血者接近装置的管道的第一长度218连通的袋，抗凝剂通过管道232引入。管道236优选地通过Y连接器或类似的装置与管道218连通。

持久硬件部件212优选地包括与管道218配合以将全血泵送到分离装置220的第一泵238和与管道222配合以将来自分离腔室220的基本上浓缩的红血球输送到第一收集容器224的第二泵240。泵238、240优选地为包括具有用于压迫管道来迫使流体移动穿过其中的一个或多个滚轮的转子的蠕动或滚轮泵，但是也可以使用其它合适的泵设计，比如柔性隔膜泵。硬件部件还优选地包括与管道232配合以将抗凝剂输送到抽取管路管道218的第三泵242，全血通过抽取管路管道218输送到分离机220。第三泵242提供抗凝剂流动的计量，且还有助于系统的填装和漂洗，如下面描述的。然而，第三泵242为任选的，且可通过重力流计量到全血抽取管路218的抗凝剂，管道232的尺寸设定成在收集程序持续期间提供合适的流量。

硬件部件212还优选地包括分别用于闭塞和打开管道节段218、232、222和226的夹具244、246、248和250。术语“夹具”在此被宽泛地使用，且包括任何与流体回路的流动路径（比如管道节段）配合以选择性地允许或阻止流体流动穿过其中的机构。硬件部件212还优选地包括在抽取管路管道218中靠近或邻近针（压力传感器252）以及靠近或邻近分离机220的入口（压力传感器254）以监测入口压力，比如检测静脉塌缩的压力传感器252、254。还优选地为至少第一容器224提供了重量标尺（未示出）以提供关于收集的红血球体积的反馈。

与本公开的另一方面保持一致，可再使用的硬件部件优选地包括可编程控制器256，用于致动泵和夹具并监测压力传感器和重量标尺使得全血收集程序可以基本上自动化。控制器256包括可编程微处理器，且优选地包括操作者界面，比如触摸屏和消息显示器以允许操作者输入和查看数据并控制程序、收集关于其状态的信息并解决可能出现的任何“错误”条件。

为了利用至此公开的自动化血液收集系统210执行自动化收集和分离程序，一次性流体回路214被加载到在可再使用的硬件部件212上的操作位置，如附图的图16所示。在图16所示的阶段或时期中，系统用流体来填装以基本上去除空气并润湿过滤膜。在填装阶段中，第一夹具244被关闭以防止献血者接近装置216和血液分离腔室220之间的流体连通，且抗凝剂经由泵240和242通过管道218、分离机212和管道222泵送以填装系统。然后利用献血者接近装置的针为献血者进行静脉穿刺以使全血进入管道218。此时，可以借助于取样待234对全血进行取样。

转向图17，在填装之后，打开第一夹具244以使全血穿过管道218经由泵238流动到血液分离机220，以开始收集程序的收集/分离阶段。继续计量借助于第三泵242而穿过管道节段232到抽取管路管道节段218的抗凝剂。红血球穿过管道222离开分离机220。第四夹具250被打开以便允许血浆离开分离机220并穿过管子226行进到第二收集容器228。第一泵238将全血流提供到分离机220，入口压力由传感器254监测，同时红血球由第二泵240从分离机腔室220泵送。第一泵238和第二泵240之间的流动差迫使分离的血浆离开分离机220进入第二收集容器228。

参考图18，当在第一收集容器224中的红血球的体积达到预定体积（如由重量标尺检测的、由第一收集容器224的重量测量的）时，重量标尺将给控制器256提供提示控制器通过关闭第一夹具244来终止收集程序的信号，从而闭塞抽取管路218。献血者接近装置216可以在此时从献血者撤出。如果系统要进行漂洗，则关闭第四夹具250以闭塞到用于血浆的第二收集容器228的流动管路226。第一泵238被停止，而第三泵242继续将抗凝剂输送到分离机220，同时抗凝剂通过管道节段222排放到第一收集容器224。

转向图19，在漂洗循环结束时，第二夹具246和第三夹具248被关闭，且第二泵240和第三泵242被停止。

此时，容纳基本上浓缩的红血球的第一收集容器224可以与一次性流体回路214分离以便存储或方便白血球过滤。这可以通过简单地悬挂收集容器224并允许红细胞穿过去白血球过滤器重力地过滤到最终存储容器而完成。然而，根据本公开的另一方面，且如图20所示，可以提供通过管道节段260与第二收集容器224流体连通的第三收集容器258，管道节段260通过位于分离机220的出口和第二泵240之间的管道节段222上的Y连接器而与管道节段222流体连通。第三夹具248随后可被打开以允许浓缩的红血球流出收集容器224，同时第二泵240被激活且在相反的方向上泵送以迫使浓缩的红血球流动穿过去白血球过滤器262并进入收集容器258。由泵240产生的压力与红细胞的重力供给的白血球过滤相比明显加速过滤过程。

作为另外的替代，去白血球可以在操作的抽取阶段期间关于全血来执行。转向图21和22，抽取管路管道218可以包括与管道218一致的去白血球过滤器264。过滤器264位于第一泵238的上游使得泵将对血液施加足够的抽取力以在收集期间穿过过滤器264以抽取血液。去白血球过滤器264可以位于管道节段218上，抗凝剂被引入系统的上游（如图21所示）或抗凝剂被引入抽取管路218的下游（如图22所示）。放置在抗凝剂联结部下游允许在完成从献血者抽取之后使用抗凝剂冲洗来自过滤器264的任何剩余的全血。而且，在抽取管路管道218中放置去白血球过滤器消除了对分离下游去白血球过滤步骤的需要，因而进一步使血液收集过程效率更高。

预期本文描述的自动化单程全血收集系统和方法通过实现将全血分离成红血球和血浆组分且无需随后的手动操作而提高血液收集中心效率且降低操作成本。此外，在与系统一起使用的献血者接近装置中使用较小规格的针将提高献血者舒适度，同时使用抽取泵允许系统实现类似于典型的全血收集的输血次数。另外，通过由微处理器控制全血收集，包括使用如上所述的集成的条形码阅读器和/或RFID技术，提供了在当前的手动全血收集方法中通常没有发现的更大的数据管理机会。

根据本公开的另一方面，下面描述在洗涤生物细胞比如血液细胞或其它血液或生物组分中有用的方法、系统和装置。

Ⅵ.细胞洗涤系统和方法

生物细胞洗涤可以用于多种用途。例如，可以使用细胞洗涤来替换生物细胞所悬浮的液体介质。在该情形中，添加第二液体介质以替换和/或稀释初始液体介质。部分初始液体介质和替换液体介质与细胞分离。可以添加另外的替换液体介质直到初始液体介质的浓度低于某一百分比。此后，细胞可以悬浮在，例如，替换介质中。

细胞洗涤还可以用于浓缩或进一步浓缩液体介质中的细胞。悬浮在液体介质中的细胞被洗涤，使得一部分液体介质分离并从被细胞去除。

而且，细胞洗涤可以用于从微粒尺寸的细胞悬液去除不期望的微粒比如粗微粒或不期望的细胞物质或“净化”期望的细胞悬液或其它液体。

下面描述的方法、系统和设备可以用于为上述原因中的任何原因而洗涤细胞。更具体地，但是不限制地，下面描述的方法、系统和设备可以用于洗涤诸如红血球或白细胞（白血球）或血小板等的血液细胞。

在一个特定实施方式中，在液体培养介质中包含白细胞的悬液可以被洗涤以在使用或进一步处理之前用另一种介质比如盐水来替换液体培养介质。在液体培养介质中包含白细胞的细胞悬液被输送并引入到分离机，比如旋转膜分离机。旋转膜分离机具有膜过滤器，该膜过滤器具有比白细胞小的孔隙尺寸。在一个实施方式中，包括替换液体介质比如盐水的液体洗涤介质也被添加到分离机以稀释液体培养介质。分离机被操作使得液体穿过膜的孔隙并作为废弃物被提取。在该实施方式中，随着液体被提取，洗涤介质被添加，使得所得到的细胞悬液包括悬浮在替换液体介质（比如，盐水）中的白细胞。

在另一实施方式中，细胞悬液可以被浓缩（通过去除上层清液）并将浓缩的细胞悬液收集在处理套件的容器中。替换流体可以被引入分离机，与容器中的浓缩细胞组合，且细胞随后与替换流体一起再悬浮。如果需要，再悬浮的细胞/替换流体可以被引入分离机以进一步浓缩细胞、去除上层清液并以另外的替换流体再悬浮浓缩的细胞。根据需要，该循环可以被重复。

类似的过程可用来洗涤悬浮在液体存储介质中的红血球。包括悬浮在液体存储介质中的红血球的细胞悬液可以被洗涤以在使用或进一步处理之前用另一种介质比如盐水替换液体存储介质。细胞悬液被输送并引入分离机，比如旋转膜分离机。旋转膜分离机具有膜过滤器，该膜过滤器的孔隙尺寸比红血球小。在一个实施方式中，也可以将洗涤介质，即，替换液体介质比如盐水添加到分离机以稀释液体存储介质。分离机被操作使得液体穿过膜的孔隙并作为废弃物被提取。随着液体被提取，添加洗涤介质，使得所得到的细胞悬液包括悬浮在替换液体介质（即，盐水）中的红血球。洗涤和/或替换液体也可以是包含允许细胞的长期存储的营养物和其它组分的存储介质。可替代地，在另一个实施方式中，红血球可以首先被浓缩并移除到容器，如上面通常描述的。替换流体可以随后与容器中的红血球结合。替换流体可以被直接地引入容器内或者引入分离机并穿过分离机且随后进入容器。

本文描述的用于细胞洗涤的系统、方法和设备利用了包括诸如旋转膜分离机等的分离机的一次性套件。具有旋转膜分离机的一次性套件安装在系统的硬件部件上，即分离装置上。分离装置包括夹具、泵、电机、空气检测传感器、压力变送器传感器、Hb检测器、重量标尺和包括在微处理器中的控制逻辑/微处理器。控制逻辑/微处理器接收来自操作者和/或各种传感器的输入数据和信号并控制夹具、泵和电机的操作。

要洗涤的细胞悬液，即，悬浮在介质中的细胞，可以放置在消毒的一次性源容器中，其以消毒方式连接到一次性套件。洗涤介质，比如盐水或其它合适的液体，也以消毒方式连接或预附接到一次性套件。装置的控制逻辑操作夹具和泵以通过一次性套件的管道将细胞悬液循环到（旋转膜）分离机。分离装置通过其控制系统也将洗涤溶液穿过一次性套件的管道引导到旋转膜分离机。细胞悬液和洗涤溶液可以在旋转膜分离机内混合，可以在进入旋转膜分离机之前混合，或者可以在细胞悬液已经浓缩之后在容器内结合。在旋转膜分离机内，混悬介质与悬浮在其中的细胞分离。混悬介质和剩余的洗涤介质（如果混悬介质和洗涤介质已经结合）穿过废弃物端口离开，而细胞穿过分离离开端口。

如果需要进一步洗涤和稀释，则可以使洗涤过的细胞再循环穿过具有另外体积的洗涤溶液的分离机。在一个实施方式中，要“再洗涤”的细胞可以被传递到一个或多个过程中容器，如下面描述的。装置的控制逻辑操作夹具和泵以将来自过程中容器的细胞悬液穿过管道循环到旋转膜分离机的入口或第二旋转膜分离机的入口。添加另外的洗涤介质，且过程重复直到实现了可接受量或浓度的细胞。含有细胞的最终细胞悬液优选地收集在最终产品容器中。

根据本公开，图23-25示出了在洗涤生物细胞比如但不限于红血球和白血球中有用的示意性系统。如上所述，所公开的具体实施方式预期是示意性的且非限制性的。因此，在一个实施方式中，本文描述的系统包括一次性套件300（图23或24）和硬件部件或装置400（图25）。将理解，图23和24中示出的一次性处理套件300在许多方面是相同的且在图23和24中使用共同的参考数字来表示一次性处理套件的相同或相似的元件。就一次性处理套件在结构或其用途方面而言，这种差别在下面描述。一次性套件300安装在装置400（图25）上，其在下面更详细地描述。

如图23-24所示，分离机301被集成到示意性的一次性套件300内。另外，如下面更详细地描述的，一次性套件300包括管道、Y连接器、一个或多个过程中袋子、一个或多个样品待、一个或多个最终产品袋子、一个或多个废弃物袋子和一个或多个消毒过滤器。

要洗涤的细胞悬液通常提供在源容器302中，如图23和24所示，源容器302与一次性套件断开。如上面提到的，源容器302可以在使用时进行附接（以消毒方式）。源容器302具有一个或多个接收端口303、305，其中一个可以适合于接收一次性套件300的钉连接器304（图23）。更具体地，源容器302经由钉连接器304连接到一次性套件300，钉连接器304可连接到进入端口303。然而，更优选地，源容器（及其中的流体）可以没有钉连接器（如图24所示）且以消毒方式通过利用消毒插接装置比如BioWelder（可购于Sartorius AG）或者SCD IIB TubingWelder（可购于Terumo Medical Corporation）而进入。还可以提供用于从源袋子302提取流体的第二进入端口305。

如图23-24进一步示出的，管道节段306可以任选地包括在分支连接器308处的取样子单元。分支连接器308的一个分支可以包括通向样品袋或部位312的流体路径310。样品袋或部位312允许收集进入的源流体的样品。到样品袋或部位312的流动通常通过夹具314来控制。分支连接器308的另一分支连接到管道316。管道316连接到另外的下游分支连接器318。分支连接器318与管道316和管道320连通，其提供来自过程中袋子322的流体流动路径，如下面更详细地描述的。管道节段324从分支连接器318的一个端口延伸且接合到另外的下游分支连接器326的端口。由管道328限定的分离流体路径也连接到分支连接器326的端口。管道328可以包括用于在流体进入通向第二分支连接器326并最终通向分离机301的流动路径之前过滤来自流体的任何微粒的管线式消毒屏障过滤器330。

根据本文公开的系统，洗涤溶液可以附接（或预附接）到套件300。如图23和24所示，管道332（限定流动路径）优选地包括在其末端处的钉连接器334。钉连接器334设置成与洗涤流体容器比如容纳盐水或其它溶液的一次性袋子（未示出）建立流动连通。洗涤介质或流体从洗涤流体源穿过第二钉连接器334、穿过管道节段332（在此其由上文描述的消毒屏障过滤器330过滤）流动并随后穿过管道328到达上述的分支连接器236的输入。

管道节段336限定在一端连接到分支连接器326的端口并连接到分离机301的入口端口的流动路径。优选地，根据本公开，分离机301为上述类型的旋转膜分离机。

如图23、24和25所示，旋转膜分离机301具有至少两个出口端口。分离机301的出口646接收来自洗涤的废弃物（即，稀释的混悬介质）并连接到限定废弃物产品容器340的流动路径的管道338。废弃物产品容器包括用于从产品容器内取样或撤出废弃物的另外的连接端口341。

分离机301优选地包括连接到管道节段342的第二出口648。管道节段342的另一端连接到分支连接器344，该分支连接器344分支成并限定通向一个或多个过程中容器322的流动路径和通向最终产品容器350的流动路径。最终产品容器350还可以包括样品袋352（参见图23）和进入端口或鲁尔连接器354。在图23中示出为具有预附接的管子保持器352的样品袋352允许最终产品的样品收集。对样品袋352的流量控制优选地由夹具356来控制。穿过进入端口354的流动路径由夹具358来控制。

现转向使用图23和24的成套部件300洗涤的方法，首先将一次性套件300安装在分离装置（即，硬件）400的面板401上，如图25所示。装置400包括控制穿过一次性套件的流动的蠕动泵、夹具和传感器。更具体地，泵、夹具等的控制由装置400的软件驱动的微处理器/控制器来提供。管道节段362、366和368（在图23中示出）选择性地与蠕动泵402、404或406（如图25所示）匹配。（如果需要的话，废弃物管路泵节段368可以再定位到分离机出口管路342。）一旦将一次性套件300安装到装置400的控制面板401，就如之前描述的通过钉连接器304或通过消毒连接来附接产品袋子302中的细胞悬液。设置在容器（未示出）中的洗涤介质同样被附接。根据装置400的操作，夹具360被打开并允许细胞悬液从产品容器302流动。

细胞悬液的流动通过蠕动泵的作用前进穿过由泵节段362指定的管道324并进入旋转膜分离机301。类似地，洗涤介质通过蠕动泵的作用前进穿过由具有在打开位置的阀362和364的泵节段366指定的管道328的长度。洗涤介质流动穿过管道332、消毒屏障过滤器330、管道328、Y连接器326并进入旋转膜分离机301。洗涤介质和细胞悬液可以被顺序地引入旋转膜分离机301，允许悬液和洗涤溶液的混合发生在分离机301的腔室（间隙）内或在过程中容器322中，如下面描述的。可替代地，洗涤介质和细胞悬液可以在引入分离机301之前在（例如）第二分支连接器326处组合。

在又一替代中，细胞悬液可以首先从源容器302引入分离机301，如上面大体描述的。细胞悬液在分离机301内浓缩，允许上层清液穿过膜，穿过出口端口382，到达废弃物产品容器340。浓缩的细胞穿过端口384离开分离机301且被引向过程中容器322。

一旦浓缩的细胞从细胞悬液的上层清液的分离完成，从替换流体容器（未示出）将替换流体引入分离机301（以冲洗出任何残余细胞）并同样穿过端口384引入到过程中容器322。浓缩的细胞再悬浮在如23中所示的过程中容器322内的替换流体中。如果希望或需要另外的洗涤，则系统可以被预编程或另外控制以将再悬浮的细胞/替换流体（再）引入分离机301中，其中浓缩的细胞与上层清液的分离重复。最终细胞产品收集在最终产品容器350中，在此处，最终细胞产品可以利用另外的替换流体再悬浮。

与细胞悬浮/洗涤溶液引入的顺序或所用的一次性套件无关，装置的旋转动作引起细胞从其所悬浮的流体的其余部分和/或从洗涤溶液分离。优选地，上层清液和洗涤溶液穿过膜，同时期望的细胞浓缩在分离机的腔室内。由分离得到的包括洗涤介质和上层清液介质的废弃物离开端口382并穿过管道338流动到废弃物产品容器340。废弃物的流动通过蠕动泵控制而穿过由泵节段368指定的管道338的一部分到达废弃物产品袋子340。

如上面描述的，浓缩的和分离的细胞悬液离开旋转膜分离机301的第二出口384。如果不需要进一步的洗涤，则控制系统关闭夹具370且打开夹具372。夹具370的关闭防止洗涤过的细胞悬液流过管道346并将其穿过管道348引导到最终产品袋子350。最终产品容器350具有用于接收分离的和洗涤的细胞悬液的输入。最终产品容器354连接到重量传感器374。分离装置测量容器的重量374以确定在最终产品容器350中收集的细胞的体积是否在可接受的范围内且因此确定洗涤循环是否完成。

如果期望或需要分离的细胞悬液的进一步洗涤，则分离装置的控制系统关闭夹具372和夹具376且打开夹具370。夹具372的关闭防止细胞悬液流过管道348并将其穿过管道346引导到过程中袋子322。过程中袋子322具有用于接收分离的细胞悬液的入口。过程中袋子322连接到重量传感器378。分离装置的控制系统确定由重量传感器感测到的重量以确定是否有足够的分离的细胞悬液存在于过程中袋子322中以进行另一洗涤循环。如果确定存在足够的悬液，且希望进一步洗涤，则分离机装置的控制系统打开夹具376以打开并引导稀释的和分离的细胞悬液穿过过程中袋子322的出口，穿过管道320，进入分支连接器318，并穿过空气检测器传感器380。空气检测器传感器380检测穿过管道324的细胞悬液中的空气。控制和操作装置测量来自空气检测器传感器380的读数并确定要进行另外的处理。

包括悬浮在稀释的悬液介质中的细胞的分离的细胞悬液随后再次穿过洗涤过程，如上面描述的。洗涤过程可根据需要重复多次且优选地直到稀释的和分离的细胞悬液具有悬液介质的可接受的剩余浓度。最终稀释的和分离的细胞悬液收集在最终产品袋子350中。

可替代地，除重复地处理穿过单个过程中容器的流体外，还可以通过使用两个或更多个过程中容器322（与最终产品容器350组合的）来进行“批量类型的”处理程序。

图24的一次性处理套件300特别适合于这种批量类型的”处理。根据使用图24的一次性套件300的细胞洗涤程序，与初始悬液介质初始地分离的细胞被从分离机301去除并被引入过程中容器322a之一。替换流体被引入容器322a且细胞再悬浮。容器322a中再悬浮的细胞随后可以被引入分离机301，它们在此与上层清液分离。浓缩的细胞穿过分离机301中的出口648离开且被引入新的（第二）过程中容器322b。另外的替换流体可被引入过程中容器322b，且过程重复。如果需要，则利用另外的新的（第三）过程中容器（未示出）。随后最终细胞产品被收集在最终产品容器350中，如上面描述的。

根据上述的“批量类型的”细胞洗涤方法，管道节段370a、370b和320a、320b可以与夹具（未示出）相关联以控制向和从多个过程中容器322a和322b的流动。因此，例如，管路370a上的夹具将被打开，同时管路370b上的夹具将被关闭使得存在于分离机301中的细胞被引导到（第一）过程中容器322a。

为了另外的洗涤，再悬浮在容器322a中的新的替换流体中的细胞被引入分离机301，在分离机301中，细胞与上层清液分离，如之前描述的。装置400的控制系统关闭管道节段370a上的夹具（图24中没有示出）并打开管道节段370b上的夹具（图24中没有示出）以允许细胞流入新的（第二）过程中容器322b。在最终洗涤之后，节段370a、370b等上的夹具（未示出）被关闭且夹具372（如例如，在图23中所示）被打开以允许最终产品收集在容器350中。

图24示出了分离装置400的前面板401；即硬件，其包括蠕动泵402、404和406。如上面描述的，来自一次性套件的泵节段362、364和368选择性地与蠕动泵402、404和406相关联。蠕动泵在泵节段362、364和368处与图23的流体套件铰接且使一次性套件内的细胞悬液前进，如本领域技术人员将理解的。控制和操作装置400还包括夹具410、412、414。夹具410、412、414和416用于控制细胞悬液穿过一次性套件的不同节段的流动，如上面描述的。

装置400还包括多个传感器以测量各种条件。传感器的输出由装置400使用以操作洗涤循环。一个或多个压力变送器传感器426可设置在装置400上并在某些点处与一次性套件300相关联以在程序期间监测压力。压力变送器426可以集成到管线式压力监测部位（例如，在管道节段336处），以监测分离机301内的压力。空气检测器438传感器也可以根据需要与一次性套件300相关联。空气检测器438是任选的且可以设置成检测流体/空气界面的位置。

装置400包括最终袋子、过程中袋子、细胞悬液袋子和任何另外的袋子分别可以悬挂和称量的重量标尺440、442、444和446。袋子的重量由重量传感器监测且在洗涤程序期间被记录。根据重量传感器的测量结果，装置确定是否每一个袋子是空的、部分满的或全满的并控制该控制和操作装置200的部件，比如蠕动泵和夹具410、412、414、416、418、420、422和424。

装置400包括引起旋转膜分离机301的间接驱动的至少一个驱动单元或“旋转器”448。旋转器448可以由通过装置400连接和操作的驱动电机组成，其被联接以转动包括至少一对永磁体的环形磁性驱动构件。随着环形驱动构件转动，旋转膜分离机的壳体内对应的磁体之间的磁性吸引引起旋转膜分离机的壳体内的旋转器转动。

图26-28图解地阐述了本文公开的细胞洗涤方法。下面描述的步骤通过装置400的软件驱动的微处理单元来执行，某些步骤由操作者执行，如提到的。首先转向图26，在步骤500处开启装置。装置进行自校准检查502，包括检查蠕动泵、夹具和传感器。装置400随后提示用户输入选择的过程参数（步骤504），比如要执行的洗涤程序、要洗涤的细胞悬液的量、进行的洗涤数量等等。操作者随后可以选择并输入用于洗涤程序的过程参数（步骤506）。

装置（通过控制器）确认参数输入506并随后提示操作者加载（步骤510）一次性套件。操作者随后将一次性套件加载（步骤512）到装置400的面板上。在安装了一次性套件之后，装置确认所示的安装（步骤514）。

在一次性套件被安装之后，装置自动地检查以确定一次性套件是否被正确地安装（步骤516）。在装置确定一次性套件被正确安装之后，控制器提示操作者连接细胞悬液和洗涤介质（步骤518）。操作者随后将洗涤介质（比如，但不限于盐水）经由钉连接器连接到一次性套件（步骤520），如之前描述的。操作者然后将产品袋子内的细胞悬液经由钉连接器连接到一次性套件（步骤522）。

如图27所示，在细胞悬液和洗涤介质被连接到一次性套件之后，操作者确认溶液被连接（步骤524）。装置提示操作者取出细胞悬液样品（步骤526）。操作者或装置随后打开样品袋夹具528以将流体引入样品袋（步骤546）。一旦样品袋被填充，其随后被密封并从一次性套件移除（步骤542）。操作者确认（步骤544）样品已经被取出。在移除样品袋之后，一次性套件被填装（步骤546）以进行洗涤过程。

分离装置的控制器然后开始洗涤过程。要洗涤的细胞悬液从其容器（例如，图23的302）穿过一次性套件传递到旋转膜分离机301。同样，洗涤介质从其源穿过一次性套件传递到旋转膜分离机301。在优选实施方式中，细胞悬液的初始细胞被浓缩和/或收集在过程中袋子（用于进一步处理）或收集在随后从一次性套件移除的最终产品袋子中。如果需要细胞悬液的（另外的）洗涤或稀释，则过程中袋子中的细胞悬液可在上述过程之后利用相同的或不同的洗涤介质进行洗涤（第二次）。在每一种洗涤循环结束之前，测量并记录细胞悬液体积或重量（步骤550）。当细胞到洗涤介质的浓缩达到可接受的水平时，最终产品袋子填满。

如图28所示，一旦收集了期望体积的最终产品，控制和操作装置提示操作者取样并密封最终产品袋子（步骤552）。样品袋被附接到最终产品袋子。操作者随后密封并从一次性套件移除最终产品袋子中洗涤的细胞悬液（步骤552）。然后搅动最终产品袋子（556）。操作者通过移除夹具而打开样品袋（步骤558）。允许样品袋填充（步骤560）。一旦样品袋子被填满，夹具被关闭且样品袋被密封并被移除（步骤562）。操作者然后密封一次性套件管路（步骤564）并确认产品袋子已经被密封并被移除，样品袋已经被填满且被移除，以及一次性套件管路已经被密封（步骤566）。控制和操作装置然后提示操作者移除一次性套件，如步骤568中所示。操作者然后移除并丢弃一次性套件，如步骤570中所示。

因此，公开了改进的旋转膜分离机和使用这样的旋转膜的方法及系统。上述说明预期用于示范目的，且预期不将本公开的范围限于本文公开的任何具体方法、系统或设备或装置。

Claims (11)

1.一种血液过滤装置，包括：

大体上圆柱形的壳体，其具有内壁；

内部构件，其安装在所述壳体的内部并具有外表面；

所述壳体的内壁和/或所述内部构件的外表面包括与所述壳体的面向壁或所述内部构件的表面间隔开以便在其间限定环形间隙的多孔膜；

所述壳体和所述内部构件是相对地可转动的；

入口，其用于将包括血浆和红细胞的全血引入所述环形间隙；

第一出口，其用于将通过所述膜的血浆引导到收集容器；以及

第二出口，其用于从所述环形间隙引导剩余的血液组分；

其中所述膜的表面积足以以使得红血球在所述环形间隙内的停留时间不足以引起过度溶血的速率来分离血浆。

2.根据权利要求1所述的血液过滤装置，其中所述内部构件具有比现有技术装置的内部构件的直径大的直径和/或比参考装置的内部构件的过滤长度大的过滤长度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的血液过滤装置，其中所述内部构件具有为现有技术的内部构件的直径高达约2.0倍的直径和为所述参考装置的内部构件的过滤长度高达约2.5倍的过滤长度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的血液过滤装置，其中转动旋转器具有约1.65''的直径和约5.52''的过滤长度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的血液过滤装置，还包括脊，所述脊从所述壳体的内壁或所述内部构件的外壁中的一个延伸以便减少其间的所述环形间隙，所述脊限定用于引入所述环形间隙内的流体的分离的流动区域。

6.一种血液过滤装置，包括：

大体上圆柱形的壳体，其具有内壁；

内部构件，其安装在所述壳体的内部并具有外表面；

所述壳体的内壁和/或所述内部构件的外表面包括与所述壳体的面向壁或所述内部构件的表面间隔开以便在其间限定环形间隙的过滤膜；

所述壳体和所述内部构件是相对地可转动的；

脊，所述脊从所述壳体的内壁或所述内部构件的外表面中的一个延伸以便减少其间的所述环形间隙，所述脊限定用于引入所述环形间隙内的流体的分离的流动区域。

7.根据权利要求5或6所述的血液过滤装置，其中所述脊具有为至少所述环形间隙的尺寸的轴向尺寸。

8.一种设计包括多孔膜的血液过滤装置的方法，步骤包括：

利用从现有过滤装置半经验地获得的输入开发模型，所述现有过滤装置具有指定尺寸的多孔膜获以获得指定输出；

将所述模型应用到变化尺寸的过滤装置以针对所述指定输出获得预测值；

查看针对所述指定输出获得的所述预测值；以及

基于由所述模型的应用获得的所述预测值的比较来选择过滤膜表面积。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所选择的膜尺寸提供提高一种或多种过滤特性的膜表面积。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述过滤装置包括内部构件，所述过滤膜安装至所述内部构件，所述内部构件安装成相对于大体圆柱形的壳体转动并与所述大体圆柱形的壳体间隔开以限定血液回收间隙，所述内部构件的直径和过滤长度足以允许在血液中的红血球没有过度溶解的情况下的过滤。

11.根据权利要求8-10所述的方法，其中模型被应用到过滤装置，对于过滤长度、剪切间隙的内半径和附接有所述膜的转子的半径中的一个或多个，所述过滤装置具有变化的尺寸。

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