CN112088023A - 用于捕获和去除流体中的疾病物质的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于捕获和吸附目标血源性物质的装置，所述装置包括具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及涂覆多向流体通道的至少一个内壁的至少一部分的物质。
Description
交叉引用
本申请要求于2018年1月5日提交的美国临时申请号62/614,250的权益，其全部内容通过引用合并于本文中。
关于联邦资助研究的声明
本发明是在国家科学基金会给予的第1721476号拨款的政府支持下完成的。政府拥有本发明的某些权利。
发明内容
本文所述的方法、装置和系统用于捕获和去除流体中的细菌病原体或相关毒素，以用于治疗败血症、内毒素血症、菌血症感染和其他血源性疾病。本文提供了通过使流体流过涂覆有多肽抗生素和/或其他物质的多向通道，从流体中去除病原体和/或毒素的方法、装置和系统。
本文提供了用于捕获和吸附目标血源性物质(blood-borne materials ofinterest)的装置、方法和系统，所述目标血源性物质包括具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及涂覆多向流体通道的至少一个内壁的至少一部分的物质。在一些实施方案中，所述物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含固定的、共价键合的多肽抗生素。在一些实施方案中，所述共价键合的多肽抗生素是多黏菌素-多黏菌素B和/或多黏菌素E。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约0.5mM(毫摩尔)至约50mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至少约0.5mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至多约50mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约0.5mM至约1mM、约0.5mM至约5mM、约0.5mM至约10mM、约0.5mM至约20mM、约0.5mM至约30mM、约0.5mM至约40mM、约0.5mM至约50mM、约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及多黏菌素的用量时，术语约是指0.5mM、1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为约0.5mM至约50mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至少约0.5mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至多约50mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为约0.5mM至约1mM、约0.5mM至约5mM、约0.5mM至约10mM、约0.5mM至约20mM、约0.5mM至约30mM、约0.5mM至约40mM、约0.5mM至约50mM、约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及万古霉素的用量时，术语约是指0.5mM、1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。在一些实施方案中，待固定至基材的六亚甲基二胺交联剂为约1％体积/体积(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液。在一些实施方案中，待固定至基材的六亚甲基二胺交联剂为至少约1％(v/v)水溶液。在一些实施方案中，待固定至基材的六亚甲基二胺交联剂为至多约20％(v/v)水溶液。在一些实施方案中，待固定至基材的六亚甲基二胺交联剂为约1％(v/v)水溶液至约2％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约3％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约4％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约3％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约4％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约4％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约5％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约5％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约5％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约10％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约10％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液或约15％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液。当涉及六亚甲基二胺交联剂水溶液的用量时，术语约是指1％(v/v)水溶液、2％(v/v)水溶液、3％(v/v)水溶液、4％(v/v)水溶液、5％(v/v)水溶液、10％(v/v)水溶液、15％(v/v)水溶液或20％(v/v)水溶液。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1mM至约50mM。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为至少约1mM。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为至多约50mM。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及交联剂的用量时，术语约是指1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。在本文的装置或系统的一些实施方案中，多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。在一些实施方案中，热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。在一些实施方案中，基材是聚碳酸酯。
在装置的一些实施方案中，流体装置是一次性的。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为约0.01mm(毫米)至约1,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为至少约0.01mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为至多约1,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为约0.01mm至约0.05mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约10mm、约0.01mm至约50mm、约0.01mm至约100mm、约0.01mm至约500mm、约0.01mm至约1,000mm、约0.05mm至约0.1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约10mm、约0.05mm至约50mm、约0.05mm至约100mm、约0.05mm至约500mm、约0.05mm至约1,000mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约500mm、约0.5mm至约1,000mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及多向通道的宽度使用时，术语约是指0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、10mm、50mm、100mm或500mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为约0.001mm至约100mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为至少约0.001mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为至多约100mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为约0.001mm至约0.005mm、约0.001mm至约0.01mm、约0.001mm至约0.05mm、约0.001mm至约0.1mm、约0.001mm至约0.5mm、约0.001mm至约1mm、约0.001mm至约10mm、约0.001mm至约50mm、约0.001mm至约100mm、约0.005mm至约0.01mm、约0.005mm至约0.05mm、约0.005mm至约0.1mm、约0.005mm至约0.5mm、约0.005mm至约1mm、约0.005mm至约10mm、约0.005mm至约50mm、约0.005mm至约100mm、约0.01mm至约0.05mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约10mm、约0.01mm至约50mm、约0.01mm至约100mm、约0.05mm至约0.1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约10mm、约0.05mm至约50mm、约0.05mm至约100mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm或约50mm至约100mm。当涉及多向通道的高度使用时，术语约是指0.001mm、0.005mm、0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、10mm或50mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为约0.1mm至约10,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为至多约10,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、约0.1mm至约5,000mm、约0.1mm至约10,000mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约500mm、约0.5mm至约1,000mm、约0.5mm至约5,000mm、约0.5mm至约10,000mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约1mm至约5,000mm、约1mm至约10,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约10mm至约5,000mm、约10mm至约10,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约50mm至约5,000mm、约50mm至约10,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm、约100mm至约5,000mm、约100mm至约10,000mm、约500mm至约1,000mm、约500mm至约5,000mm、约500mm至约10,000mm、约1,000mm至约5,000mm、约1,000mm至约10,000mm或约5,000mm至约10,000mm。当涉及多向通道的长度使用时，术语约是指0.1mm、0.5mm、1mm、10mm、50mm、100mm、500mm、1,000mm或5,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。在装置的一些实施方案中，螺线(spiral)状通道的最外曲率半径为约0.1mm至约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至多约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1000mm或约500mm至约1000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约5mm至约100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至少约5mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至多约100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约5mm至约10mm、约5mm至约25mm、约5mm至约50mm、约5mm至约75mm、约5mm至约100mm、约10mm至约25mm、约10mm至约50mm、约10mm至约75mm、约10mm至约100mm、约25mm至约50mm、约25mm至约75mm、约25mm至约100mm、约50mm至约75mm、约50mm至约100mm或约75mm至约100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间的中心到中心距离为约0.01mm至约1000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间的中心到中心距离为至少约0.01mm。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间的中心到中心距离为至多约1000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间的中心到中心距离为约0.01mm至约0.05mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约10mm、约0.01mm至约50mm、约0.01mm至约100mm、约0.01mm至约500mm、约0.01mm至约1,000mm、约0.05mm至约0.1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约10mm、约0.05mm至约50mm、约0.05mm至约100mm、约0.05mm至约500mm、约0.05mm至约1,000mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约500mm、约0.5mm至约1,000mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及螺线中的通道之间的距离使用时，术语约是指0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、10mm、50mm、100mm或500mm。在装置的一些实施方案中，多向通道是螺旋(helical)状的并且围绕圆柱形腔室制造。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约0.1mm至约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为至多约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约0.1mm至约5mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、1mm至约5mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约5mm至约10mm、约5mm至约50mm、约5mm至约100mm、约5mm至约500mm、约5mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及螺旋状多向通道的曲率半径使用时，术语约是指0.1mm、1mm、5mm、10mm、50mm、100mm、500mm或1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为5.0至100.0mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约5.0至约100.0mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约1mm至约1,000mm，其中该间距测量为平行于螺旋轴线测量的一个完整螺旋圈的高度。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为至多约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约0.1mm至约5mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、1mm至约5mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约5mm至约10mm、约5mm至约50mm、约5mm至约100mm、约5mm至约500mm、约5mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及间距使用时，术语约是指0.1mm、1mm、5mm、10mm、50mm、100mm、500mm或1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约1.0至约100.0mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以约1mL/min(毫升/分钟)至约1,000mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以至少约1mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以至多约1,000mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以以下的流速运行：约1mL/min至约5mL/min、约1mL/min至约10mL/min、约1mL/min至约50mL/min、约1mL/min至约100mL/min、约1mL/min至约500mL/min、约1mL/min至约1,000mL/min、约5mL/min至约10mL/min、约5mL/min至约50mL/min、约5mL/min至约100mL/min、约5mL/min至约500mL/min、约5mL/min至约1,000mL/min、约10mL/min至约50mL/min、约10mL/min至约100mL/min、约10mL/min至约500mL/min、约10mL/min至约1,000mL/min、约50mL/min至约100mL/min、约50mL/min至约500mL/min、约50mL/min至约1,000mL/min、约100mL/min至约500mL/min、约100mL/min至约1,000mL/min或约500mL/min至约1,000mL/min。当涉及流速使用时，术语约是指1mL/min、5mL/min、10mL/min、50mL/min、100mL/min、200mL/min、500mL/min或1000mL/min。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以约50至约400mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，多向通道是封闭的。在装置的一些实施方案中，使用螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒和/或外套筒、基板、心轴、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造来封闭多向通道。在装置的一些实施方案中，使用选自以下的至少一种方法来制造多向通道：3-D打印、软刻蚀、光刻、注塑、吹塑、铸造、超声焊接、高频焊接、热烙铁焊接或热板焊接、溶剂粘结、激光焊接、旋转焊接、红外焊接、振动焊接、粘合剂粘结、机械加工、车削、钻削、镗削、铰削、电火花加工或铣削。在装置的一些实施方案中，通过使用配件、盖或鲁尔锁连接器将管附接到多向通道的入口和/或出口。
本文提供了一种用于捕获和吸附目标物质的方法，该方法包括使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触；将所述目标物质吸附在所述多向通道的壁上；以及检测在多向的多肽抗生素涂覆的通道内捕获的所述目标物质的存在或数量。在方法的一些实施方案中，使用泵使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触。在一些实施方案中，泵是蠕动泵。在一些实施方案中，泵是注射泵。在方法的一些实施方案中，使用注射器使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触。在一些实施方案中，多肽抗生素是多黏菌素。在一些实施方案中，多肽抗生素是万古霉素。在方法的一些实施方案中，在使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触之前，向其中添加肝素、柠檬酸钠或其他抗凝剂。在一些实施方案中，使用选自以下的方法对在多向的多肽抗生素涂覆的通道内捕获的目标物质的存在或数量进行检测：细胞计数、MALDI-TOF MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)、质谱法、PCR(聚合酶链反应)、生物传感、流式细胞术和荧光标记。
本文提供了一种用于捕获和吸附目标血源性物质的系统，其包括具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及选自以下的物质：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂，该物质涂覆、固定和共价键合到多向流体通道的至少一个内壁的至少一部分。在系统的一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含固定的、共价键合的多肽抗生素。在系统的一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在系统的一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。在系统的一些实施方案中，多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。在系统的一些实施方案中，热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。在系统的一些实施方案中，基材是聚碳酸酯。在系统的一些实施方案中，流体装置是一次性的。
本文提供了一种用于治疗怀疑患有菌血症、内毒素血症或败血症的患者的方法，该方法包括使血液样品与流体盒接触，该流体盒包含在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；以及在多向流体通道的至少一个壁上吸附一种或多种目标物质；从血液样品中去除一种或多种目标物质以产生经处理的血液；以及将所述经处理的血液返还给所述患者。
本文提供了一种用于诊断怀疑患有菌血症、内毒素血症或败血症的患者的方法，该方法包括使流体样品与流体盒接触，该流体盒包含在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；沿着多向流体通道的至少一个壁吸附一种或多种目标物质；以及检测沿着多向流体通道的至少一个壁捕获的目标物质的存在或数量。在一些实施方案中，该方法包括通过选自以下的程序来鉴定所捕获的目标物质：聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)、光学活性的微珠、光学活性的纳米颗粒和基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF)。在一些实施方案中，该方法包括通过培养方法鉴定所捕获的目标物质。在一些实施方案中，该方法包括通过洗脱所捕获的目标物质，然后进行选自以下的程序来鉴定所捕获的目标物质：聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)、光学活性的微珠、光学活性的纳米颗粒和/或基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF)或培养。
本文提供了用于捕获和吸附目标血源性物质的滤板，其包括：具有至少一个入口和至少一个出口的螺旋状流体通道；所述螺旋状流体通道包括至少一个内壁；以及涂覆螺旋状流体通道的至少一个内壁的至少一部分的物质。在一些实施方案中，物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含固定的、共价键合的多肽抗生素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至少0.5mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约1.0至约50.0mM。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至少0.5mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为约1.0至约50.0mM。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包括选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。在一些实施方案中，待固定至基材的六亚甲基二胺交联剂是约1％至约20％(v/v)的水溶液。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1.0至约50.0mM。在一些实施方案中，滤板是多向的。在一些实施方案中，多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。在一些实施方案中，热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。在一些实施方案中，基材是聚碳酸酯。在一些实施方案中，滤板是一次性的。在一些实施方案中，多向通道的宽度为约0.01至约1,000.0mm。在一些实施方案中，多向通道的宽度为约1.0至约10.0mm。在一些实施方案中，多向通道的高度为约0.001至约100.0mm。在一些实施方案中，多向通道的高度为约0.1至约10.0mm。在一些实施方案中，多向通道的长度为0.1至10,000mm。在一些实施方案中，多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。在一些实施方案中，所述多向通道是螺线状的。在一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。在一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约5.0至约100.0mm。在一些实施方案中，螺线状多向通道在通道之间具有0.01至1,000mm的距离。在一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间具有约1.0至约10.0mm的距离。在一些实施方案中，所述多向通道是螺旋状的，并且围绕心轴制造。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约5.0至约100.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约1.0至约1,000.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约10.0至约100.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道以可堆叠的板构造形成。在一些实施方案中，可堆叠的板构造在1个板至25个板之间。在一些实施方案中，可堆叠的板构造在2个板至23个板之间。在一些实施方案中，可堆叠的板构造在3个板至20个板之间。在一些实施方案中，使用以下方法制造螺旋状的多向可堆叠板：3-D打印；软刻蚀；光刻；注塑；吹塑；铸造；机械加工；车削；钻削；镗削；铰削；电火花加工(EDM)；或铣削。在一些实施方案中，使用螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒、外套筒、基板、心轴、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造来组装螺旋状的多向的可堆叠板构造。在一些实施方案中，多向通道是挤出的。在一些实施方案中，多向通道是挤出的聚碳酸酯管。在一些实施方案中，多向通道是封闭的。在一些实施方案中，多向的可堆叠板构造被封闭在圆柱体内。在一些实施方案中，多向通道围绕心轴挤出。在一些实施方案中，多向通道是注塑的聚碳酸酯。在一些实施方案中，多向通道被并入围绕心轴形成的壳体中。在一些实施方案中，多向通道被并入围绕心轴形成的壳体的内表面中。在一些实施方案中，多向通道被并入围绕心轴形成的壳体的外表面中。在一些实施方案中，多向通道被并入围绕心轴形成的壳体中并且包含在圆柱体内。在一些实施方案中，多向通道是可堆叠的并且包含在圆柱体内。在一些实施方案中，多向通道是可堆叠的并且包含在圆柱体内，其中使用第一多肽功能化第一多向通道，并且其中使用第二多肽功能化第二多向通道。在一些实施方案中，第一多肽包括多黏菌素。在一些实施方案中，第二多肽包括万古霉素。在一些实施方案中，包含在圆柱体内的可堆叠的多向通道形成使用连接管连接的单个装置，其中所述通道在所述单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。在一些实施方案中，形成单个装置的包含在圆柱体内的可堆叠的多向通道可以连接至在线过滤系统。在一些实施方案中，在线过滤系统是渗析系统。
本文提供了一种用于捕获和吸附目标血源性物质的装置，该装置包括：片材，其包括具有至少一个入口和至少一个出口的螺旋状流体通道；所述螺旋状流体通道包括至少一个内壁；附接到片材的心轴，其中片材围绕心轴卷绕以产生螺旋形状；以及涂覆包含螺旋状流体通道的片材的至少一个内壁的至少一部分的物质。在一些实施方案中，所述物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含固定的、共价键合的多肽抗生素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至少0.5mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约1.0至约50.0mM。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至少0.5mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为约1.0至约50.0mM。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。在一些实施方案中，待固定在基材上的六亚甲基二胺交联剂是约1％至约20％(v/v)的水溶液。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1.0至约50.0mM。在一些实施方案中，装置是多向的。在一些实施方案中，多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。在一些实施方案中，热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。在一些实施方案中，基材是聚碳酸酯，在一些实施方案中，装置是一次性的。在一些实施方案中，多向通道的宽度为约0.01至约1,000.0mm。在一些实施方案中，多向通道的宽度为约1.0至约10.0mm。在一些实施方案中，多向通道的高度为约0.001至约100.0mm。在一些实施方案中，多向通道的高度为约0.1至约10.0mm。在一些实施方案中，多向通道的长度为0.1至10,000mm。在一些实施方案中，多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。在一些实施方案中，所述多向通道是螺线状的。在一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。在一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约5.0至约100.0mm。在一些实施方案中，螺线状多向通道在通道之间具有0.01至1,000mm的距离。在一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间具有约1.0至约10.0mm的距离。在一些实施方案中，所述多向通道是螺旋状的并且围绕心轴制造。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的曲率半径为约5.0至约100.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约1.0至约1,000.0mm。在一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约10.0至约100.0mm。在一些实施方案中，片材围绕心轴卷绕1至100次。在一些实施方案中，片材围绕心轴卷绕1至20次。在一些实施方案中，片材围绕心轴卷绕1至5次。在一些实施方案中，使用以下方法制造片材：3-D打印；软刻蚀；光刻；注塑；吹塑；铸造；机械加工；车削；钻削；镗削；铰削；电火花加工(EDM)；或铣削。在一些实施方案中，使用螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒、外套筒、基板、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造来组装装置。在一些实施方案中，多向通道是封闭的。在一些实施方案中，装置被封闭在圆柱体内。在一些实施方案中，使用第一多肽功能化第一多向通道，并且其中使用第二多肽功能化第二多向通道。在一些实施方案中，第一多肽包括多黏菌素。在一些实施方案中，第二多肽包括万古霉素。在一些实施方案中，装置包含在圆柱体中，形成使用连接管连接的单个装置，其中所述通道在所述单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。在一些实施方案中，形成单个装置的包含在圆柱体内的可堆叠的多向通道可以连接至在线过滤系统。在一些实施方案中，在线过滤系统是渗析系统。
援引并入
本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请都通过引用并入本文，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被明确地和单独地指出通过引用并入一样。本申请明确地通过引用将PCT申请号PCT/US17/41038的内容并入本文。
附图说明
本发明的新颖特征在所附的权利要求书中具体阐述。通过参考下面阐述了利用本发明原理的说明性实施方案的详细说明并结合附图，可以更好地理解本发明的特征和优点，在附图中：
图1是流过通道的颗粒和相关力的示意图；
图2A示出了荧光标记的鲍曼不动杆菌(A.baumannii)ATCC 17978沿着实施方案聚碳酸酯装置的多黏菌素功能化的壁的吸附；
图2B示出了沿着实施方案聚碳酸酯装置的聚乙二醇化的壁没有吸附荧光标记的鲍曼不动杆菌ATCC 17978；
图3A示出了荧光标记的金黄色葡萄球菌(S.aureus)ATCC 29213沿着实施方案聚碳酸酯装置的万古霉素功能化的壁的吸附；
图3B示出了沿着实施方案聚碳酸酯装置的聚乙二醇化的壁没有吸附荧光标记的金黄色葡萄球菌ATCC 29213；
图4示出了根据本文所述实施方案，聚碳酸酯表面被多黏菌素E(即黏菌素)功能化的化学反应；
图5示出了根据本文所述实施方案，聚碳酸酯表面被万古霉素功能化的化学反应；
图6示出了根据本文的描述制备的实施方案装置；
图7示出了根据本文的描述制备的实施方案装置；
图8A示出了螺线状多向通道的非限制性实施方案(通道长度＝1,816mm，宽度＝5.08mm，高度＝1.75mm)，其采用铣削技术制造并且通过将两个聚碳酸酯零件螺栓连接在一起而密封；
图8B示出了螺线状多向通道的另一非限制性实施方案(通道长度＝2,009mm，宽度＝2mm，高度＝0.25mm)，其采用铣削技术制造并且通过将两个聚碳酸酯零件螺栓连接在一起而密封；
图9A示出了围绕圆柱形腔室或心轴制造的螺旋状多向通道；
图9B示出了未围绕圆柱形腔室或心轴制造的螺旋状多向通道；
图9C示出了未围绕圆柱形腔室或心轴制造的更紧凑的螺旋状多向通道；
图10A示出了当鲍曼不动杆菌ATCC 17978以80ml min-1流过多黏菌素涂覆的装置(即黏菌素化(colistinated)的装置)时的捕获；
图10B示出了该装置的总捕获容量为2.39E7个CFU；
图11A示出了当肺炎克雷伯氏菌(K.pneumoniae)ATCC 700603以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即，黏菌素化的装置)时的捕获；
图11B示出了该装置的总捕获容量为1.98E7个CFU；
图12A示出了当黏菌素抗性鲍曼不动杆菌以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即，黏菌素化的装置)时的捕获；
图12B示出了初始捕获效率接近100％；装置的总捕获容量为7.89E6CFU；
图13A示出了当黏菌素抗性肺炎克雷伯氏菌ATCC 700603以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即，黏菌素化的装置)时的捕获；
图13B示出了初始捕获效率接近80％。该装置的总捕获容量为7.31E6个CFU；
图14A示出了当金黄色葡萄球菌ATCC 29213以80ml min-1流过万古霉素功能化的装置时的捕获；
图14B示出了该装置的总捕获容量为5.24E6个CFU；
图15总结了使用多种细菌菌株时细菌吸附装置的捕获容量；
图16示出了将内毒素掺入无内毒素的水中(每毫升1微克(ug ml-1))，并以80mlmin-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即黏菌素化的装置)和聚乙二醇化的双螺线流体装置，评估随时间推移所捕获的内毒素的量，并将结果绘制为平均值±SD，n＝3；
图17示出了围绕圆柱形腔室或心轴制造的螺旋状多向通道，该通道使用内套筒密封和封闭；
图18示出了图17的通道的通道入口和/或出口配件；
图19示出了示例性实施方案，其中感染了细菌和/或内毒素的全血从患者泵送到双螺线流体装置的入口，该装置沿通道壁被功能化有设计用于捕获细菌和内毒素的多肽抗生素，随后血液中仅包含健康物质，然后返回给患者；
图20示出了示例性实施方案，其中感染了细菌和/或内毒素的全血从患者被泵送至串联的螺旋流体装置的入口；
图21A示出了包含一个滤板的实施方案，该滤板是使用机械加工方法或注塑制造的螺旋状通道，每个滤板通道在曲线的最外边缘处的长度为98mm；
图21B示出了包含多个滤板的实施方案，这些滤板使用溶剂焊接和粘合剂组装、堆叠并且密封在一起，从而产生了1960mm的总通道长度；
图21C示出了图21B的实施方案的堆叠的螺旋板的剖视图；
图21D示出了图21B的实施方案堆叠的螺旋滤板的密封接头。
图22A示出了在壳体中包含堆叠的螺旋滤板并且包含入口和出口的实施方案；
图22B示出了包括在壳体中的两组堆叠的螺旋滤板的实施方案装置，每组堆叠的螺旋滤板具有不同的多肽；
图23A示出了包括聚碳酸酯管的实施方案装置，该聚碳酸酯管被挤压以形成螺旋状多向通道；
图23B示出了包括聚碳酸酯管的实施方案装置，该聚碳酸酯管被挤出以形成围绕心轴制造的螺旋状多向通道；
图24A示出了由注塑的聚碳酸酯片材制成的实施方案装置，该聚碳酸酯片材被附接到心轴上，其中螺旋状通道被并入片材设计中；
图24B示出了通过首先加热聚碳酸酯扁平片材，然后围绕心轴紧密卷绕扁平片材以形成螺旋状而由围绕心轴卷绕成螺旋状片材制成的实施方案装置，其中这些卷绕片材中的两个使用连接管(未显示)串联连接；
图25A示出了由注塑的聚碳酸酯部件制成的实施方案的装置，该部件将螺旋状通道设计并入到壳体中，同时使用实心内部心轴；
图25B示出了缠绕在图25A的心轴周围的螺旋状壳体的剖视图；
图25C示出了图25A的螺旋壳体的实施方案，该壳体用超声焊接和/或溶剂焊接围绕心轴组装；
图26A示出了包括铸造或挤出的聚碳酸酯外管以及芯A和芯B注塑聚碳酸酯的实施方案，其中将螺旋状通道设计并入到芯中，其中芯A和芯B的表面可以涂覆弹性体；
图26B示出了图26A的实施方案，其中通过使用弹性体将芯的半部组装并通过密封压紧到外管中；
图27A示出了包括两个堆叠并组装的注塑聚碳酸酯部件的实施方案，其将螺旋状通道设计并入到芯零件中，同时使用坚固的外管，并允许在单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素；
图27B示出了图27A的组装的螺旋芯通道装置的剖视图；以及
图28示出了图27的实施方案装置，其包括在壳体中并且包括入口和出口的堆叠的螺旋滤板。
具体实施方式
内毒素是衍生自革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖。血液中内毒素、革兰氏阳性菌和/或革兰氏阴性菌的存在会引发一系列可导致败血症的局部和全身性调节机制。败血症被定义为由宿主对感染的反应失调引起的危及生命的器官功能障碍，每年折磨一百万以上的美国人，其相关的死亡率为25-50％。败血症是美国重症患者的主要死亡原因，每年美国为此花费超过200亿美元。随着平均预期寿命的延长和侵入性手术数目的增加，败血症的发生率正在上升。目前，尚无特定的败血症治疗方法。败血症的治疗主要依赖于早期识别和快速给于抗生素、液体复苏和血管用药。早期有效的抗生素治疗必不可少，并能改善患者预后。然而，败血症相关的死亡率仍然持续地高得令人无法接受，这突出表明了对新败血症治疗的迫切需求。抗生素的广泛使用已显著增加了耐药细菌菌株的数量，这表明基于体外装置的治疗可能总体上更为有效。
已经进行了许多研究来评估败血症的实验性辅助治疗，例如体外细胞因子过滤、重组人激活蛋白C、皮质类固醇、人重组乳铁蛋白和免疫调节。尽管已经广泛预期了使用免疫调节，但是患者人群的异质性和败血症发病机理的复杂性限制了这些实验方法的进展。单个介体如白介素-1(IL-1)或肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的阻滞难以改善败血症存活。细胞因子的去除在动物研究中显示出令人鼓舞的结果；然而，结果被认为是调节其他下游机制的结果，而不是细胞因子去除的直接影响。已报道，使用磁性纳米颗粒机械去除细菌可提高败血性啮齿动物模型的存活率。使用细菌靶向配体对纳米颗粒进行表面修饰可导致有效、可重复地捕获几种重要的病原菌。然而，这些方法在扩大规模以用于大型生物系统方面存在潜在的局限性，并且在血液与纳米颗粒的接触方面存在不确定的监管障碍。
本文提供了装置、系统和方法，其是用于败血症的临床可译的替代疗法，可以去除病原菌并调节所产生的分子效应器，以帮助减轻败血症的全身性炎症反应特征并抑制败血症的进展。本文所述的方法、装置和系统用于从流体中捕获和去除细菌病原体或相关毒素，以用于治疗败血症、内毒素血症、菌血症感染和其他血源性疾病。本文提供了通过使流体流过涂覆有多肽抗生素和/或其他物质的多向通道而从流体中去除病原体和/或毒素的方法、装置和系统。
针对败血症的体外血液清洁技术已被其他人测试，但收效甚微。过去，这些技术已使用渗析膜、纤维或多孔珠来根据大小或分子量捕获炎症分子。但是，细菌和许多其他败血症介体太大，无法使用这些技术从血液中清除。此外，当前的体外血液清洁技术易于堵塞和不加区别地捕获健康的血细胞成分。多黏菌素E，也称为黏菌素，是一种用于治疗革兰氏阴性菌感染和使内毒素解毒的阳离子多肽抗生素。多黏菌素或黏菌素的正电荷可与革兰氏阴性病原体的带负电荷的外膜和内毒素结合。尽管它是一种强大的抗生素，但由于肾毒性和神经毒性，其使用受到限制。因此，其静脉内使用受到限制。已知固定在微珠上的多黏菌素可以吸附内毒素。然而，事实证明，使用微珠、纳米颗粒、多孔材料和纤维无法有效地从流体(例如血液)中捕获内毒素。万古霉素是一种多肽抗生素，可用于治疗革兰氏阳性菌感染。万古霉素与革兰氏阳性病原体的细胞壁相互作用，并抑制细菌细胞壁的组装。这导致细菌自溶素的活化，该自溶素通过裂解破坏细胞壁。但是，万古霉素全身给药时具有肾毒性。此外，这些用于败血症技术的体外血液清洁技术均不能有效捕获和吸附血源性革兰氏阳性和革兰氏阴性的病原体，这两者都是败血症的根本原因。
本文提供了用于捕获和吸附目标血源性物质的装置、方法和系统，其包括具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及涂覆多向流体通道的至少一个内壁的至少一部分的物质。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质被固定到通道壁。在一些实施方案中，物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含共价键合的多肽抗生素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素-多黏菌素B和/或多黏菌素E。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素-多黏菌素B和/或多黏菌素E。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约0.5mM至约50mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至少约0.5mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至多约50mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约0.5mM至约1mM、约0.5mM至约5mM、约0.5mM至约10mM、约0.5mM至约20mM、约0.5mM至约30mM、约0.5mM至约40mM、约0.5mM至约50mM、约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及多黏菌素的用量时，术语约是指0.5mM、1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。在一些实施方案中，固定的、共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含共价键合的多肽抗生素。因此，在一些实施方案中，固定的、共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素被固定到通道壁。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质被固定到通道壁。固定的万古霉素的量为约0.5mM至约50mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至少约0.5mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至多约50mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为约0.5mM至约1mM、约0.5mM至约5mM、约0.5mM至约10mM、约0.5mM至约20mM、约0.5mM至约30mM、约0.5mM至约40mM、约0.5mM至约50mM、约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及万古霉素的用量时，术语约是指0.5mM、1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。
如本文所用，除非另有说明，否则短语“目标物质”或“疾病物质”是指捕获的疾病物质是一种或多种疾病物质，包括癌细胞、循环肿瘤细胞、肽、β淀粉样蛋白、蛋白质、酶、毒素、病变细胞、传染性微生物、细胞、寄生虫、真菌、病毒、微生物、细菌、细菌毒素、细菌群体感应蛋白或受体、脂多糖、细胞因子、IL-1β、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-11、IL-13、IL-15、IL-16、肿瘤坏死因子、原降钙素、与病原体相关的分子模式、C反应蛋白或与肝功能衰竭相关的小生物分子或蛋白结合生物分子。
如本文所用，除非另有说明，否则术语“约”或“近似”是指由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差，其部分取决于如何测量或确定该值。在某些实施方案中，术语“约”或“近似”是指在1、2、3或4个标准偏差之内。在某些实施方案中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％或0.05％之内。在某些实施方案中，术语“约”或“近似”是指在给定值或范围的40.0mm、30.0mm、20.0mm、10.0mm、5.0mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm之内。
如本文所用，术语“包括”、“包含”或其任何其他变型旨在覆盖非排他性的包括，使得包括一系列元素的过程、方法、制品或装置不仅仅包括那些元素，还可以包括未明确列出的其他元素或此类过程、方法、制品或装置固有的其他元素。
如本文所用，术语“用户”、“受试者”或“患者”可互换使用。如本文所用，术语“受试者”是指动物(例如，鸟类、爬行动物和哺乳动物)，哺乳动物包括灵长类动物(例如，猴、黑猩猩和人)和非灵长类动物(例如，骆驼、驴、斑马、牛、猪、马、猫、狗、大鼠和小鼠)。在某些实施方案中，哺乳动物的年龄为0至6个月、6至12个月、1至5岁、5至10岁、10至15岁、15至20岁、20至25岁、25至30岁、30至35岁、35至40岁、40至45岁、45至50岁、50至55岁、55至60岁、60至65岁、65至70岁、70至75岁、75至80岁、80至85岁、85至90岁、90至95岁或95至100岁。在一些实施方案中，受试者或患者是猪。在某些实施方案中，猪的年龄为0至6个月、6至12个月、1至5岁、5至10岁或10至15岁。猪的自然寿命为10-15年。
如本文所用，并且除非另有说明，否则术语“横向力”(也称为欧拉力)是在对任何角加速度的反应中感受到的切向力。也称为方位角加速度或横向加速度。当使用非均匀旋转的参考系进行运动分析并且参考系的轴的角速度存在变化时，就会出现这种加速度。该定义通常仅限于围绕固定轴旋转的参考系。欧拉力与欧拉加速度的关系为“F＝ma”，其中“a”为欧拉加速度，m为物体的质量。换句话说，骑旋转木马的人会感受到欧拉力。当骑行开始时，欧拉力将是将人推向马背的表观力，而当骑行停止时，它将是将人推向马前方的表观力。接近旋转木马外周的马上的人会比接近旋转轴的马上的人受到更大的表观力。欧拉力垂直于离心力并且在旋转平面内。
如本文所用，术语“疗法”可以指可用于预防、治疗、管理或改善病症(例如病毒感染或与之相关的病症或症状、病毒感染以外的感染或与之相关的病症或症状、IFN可治疗的疾病，或其中减毒病毒可用作载体以诱导对与该病症相关的特定抗原的免疫应答的疾病或病症)的任何方案、方法、组合物、制剂和/或药剂。在某些实施方案中，术语“疗法”是指生物疗法、支持疗法和/或其他疗法，其可用于治疗、管理、预防或改善本领域技术人员已知的病毒感染或与之相关的病症或症状、除病毒感染以外的感染或与其相关的病症或症状、IFN可治疗的疾病，或其中减毒病毒可用作载体以诱导对与该病症相关的特定抗原的免疫应答的病症。
如本文所用，术语“管理”是指受试者从疗法(例如预防或治疗剂)中获得的有益效果，但不会导致疾病的治愈。在某些实施方案中，向受试者施用一种或多种疗法(例如，一种或多种预防或治疗剂)以“管理”疾病，从而防止该疾病的进展或恶化。
如本文所用，术语“预防”是指在受试者由于疗法(例如预防或治疗剂)或疗法组合(例如预防或治疗剂的组合)的给予而抑制病症(例如：病毒感染或与其相关的病症、除病毒感染以外的感染或与其相关的病症、IFN可治疗的疾病或其中减毒病毒可用作载体以诱导对与病症相关的特定抗原的免疫应答的病症)的发展或发作，或阻止病症(例如病毒感染或与之相关的病症、除病毒感染以外的感染或与其相关的病症，或IFN可治疗的疾病)的一种或多种症状的复发、发作或发展。
如本文所用，术语“治疗”是指根除或控制病毒复制或除病毒以外的病原体(例如，病毒、细菌)的复制，或减少病毒滴度或病毒滴度以外的滴度，减少病原体数量，减少或改善病症(例如病毒感染或与之相关的病症、除病毒感染以外的感染或与之相关的病症或症状、IFN可治疗的疾病或其中减毒病毒可用作载体以诱导针对与该病症相关的特定抗原的免疫应答的病症)的进展、严重程度和/或持续时间，或改善由于一种或多种疗法(包括但不限于施用一种或多种预防或治疗剂)的给予而产生的一种或多种症状。
如本文所用，术语“治疗剂”是指可用于阻止、治疗、管理或改善病症或其症状(例如感染与之相关的病症或症状、除毒感染以外的感染或与之相关的病症或症状、IFN可治疗的疾病或其中减毒病毒可用作载体的载体以诱导针对与该病症相关的特定抗原的免疫应答的病症)的任何药剂。在一些实施方案中，治疗剂是已知可用于或已经用于或目前正用于预防、治疗、管理或改善以下各项的药剂：病毒感染或与之相关的病症或症状、除病毒感染以外的感染或与其相关的病症或症状、IFN可治疗的疾病或其中减毒病毒可用作载体以诱导对与该病症相关的特定抗原的免疫应答的病症。
如本文所用，除非另有说明，否则术语“螺旋”是指具有三维形状的物体，所述形状是以单层形式围绕圆柱体或圆锥体均匀缠绕的线材的形状，如开瓶器或螺线旋梯形状。替代的同义术语可以包括螺线开瓶器、卷曲、旋曲、扭曲、旋回、螺纹、卷积等。在本文中，几何上的螺旋状也可以表示圆锥面或圆柱面上的曲线，如果该面展开为平面，则该曲线将变为直线。
如本文所用，除非另有说明，否则术语“圆柱形”是指具有直的平行侧面和圆形或椭圆形的横截面；呈圆柱形状或形式；即：“圆柱形塑料容器”。
如本文所用，除非另有说明，否则术语“多向”是指涉及多个方向操作或沿多个方向操作，例如沿弯曲、非线性或径向方向移动，例如围绕圆柱、圆柱体、圆锥体、桶形、抛物线形、椭圆形、双曲线等非限制实例移动。
本文提供了用于捕获和吸附目标血源性物质的装置、方法和系统，其包括具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及涂覆多向流体通道的至少一个内壁的至少一部分的物质。
当前描述的实施方案涉及能够连续流动和具有高通量的无膜式病原体和内毒素吸附装置技术。工作原理依赖于两个部分：1)结合到装置通道壁上的多肽抗生素和2)在弯曲或多向通道结构(例如螺线或螺旋)中的流体流动，从而无需基于膜的过滤器或外力。图1是流过通道的颗粒和相关力的示意图。多向通道(例如螺线或螺旋)中的横向力会根据设计的通道长宽比来浓缩颗粒物(图1)。横向迪恩(Dean)流会向螺线通道中流动的颗粒施加迪恩阻力(FD)。壁升力、剪切升力和迪恩阻力之间的竞争导致颗粒根据粒径差异地迁移至不同的平衡位置(Johnston,I.D.等人,Dean flow focusing and separation of smallmicrospheres within a narrow size range,Microfluid.Nanofluidics 17,509-518(2014))。在多肽抗生素功能化的多向通道侧壁附近集中的颗粒物(例如细菌和内毒素)通过与多肽抗生素相互作用来促进从流体中捕获、吸附和去除这些颗粒物。这种设计的简单性(即没有活动部件、没有基于膜的过滤器等)允许将该装置整合到其他下游方法中，例如血液渗析。该装置还可以用作诊断和治疗菌血症、内毒素血症、败血症和其他血源性疾病的独立血液过滤装置。
所描述的实施方案使用螺线或螺旋装置的弯曲通道将离心力引入到在流体(即血液、盐水、尿液)中流动的颗粒物(即细菌和内毒素)上，以促进改进地分离、捕获和从流体中去除这些颗粒物。当这些颗粒物流过通道时，颗粒物被迫贴近通道侧壁移动，处于偏离通道中心的位置。螺旋状或螺线状的多向通道中的离心力和流体力的结合能够使得多肽抗生素功能化侧壁附近的颗粒物集中，以便捕获和吸附细菌和内毒素。
本文所述的多肽抗生素(包括多黏菌素和万古霉素)是对各种革兰氏阳性菌株和革兰氏阴性菌株的外膜具有强亲和力并且对内毒素具有亲和力的抗生素物质。这允许捕获和吸附这些生物物剂。
在本文的装置或系统的一些实施方案中，多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。在一些实施方案中，基材是聚碳酸酯。在本文的装置或系统的一些实施方案中，多向通道由通常为热塑性聚合物(例如聚碳酸酯)的基材制成。在一些实施方案中，热塑性聚合物具有能够固定多黏菌素、万古霉素和其他相关分子的表面暴露的官能团。基材的暴露的官能团特征的实例包括羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯等。
在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质被固定到通道壁。在一些实施方案中，物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。
在所列物质中，聚碳酸酯衍生物由于暴露的羰基和生物相容性而适合用作载体。聚碳酸酯表面上暴露的羰基通过多肽抗生素(例如黏菌素或万古霉素)的胺基进行亲核加成。该反应导致聚合物链的断裂和末端氨基甲酸酯的形成。加入含有一个或多个胺基的多肽抗生素会得到被多肽抗生素修饰的聚碳酸酯表面，可用于随后捕获细菌和/或内毒素(图4和图5)。
图4示出了根据本文所述实施方案的用多黏菌素E(即黏菌素)将聚碳酸酯表面功能化的化学反应。图4示出了根据本文描述的实施方案的用多黏菌素E(即黏菌素)将聚碳酸酯表面功能化的化学反应。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含共价键合的多肽抗生素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素-多黏菌素B和/或多黏菌素E。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素-多黏菌素B和/或多黏菌素E。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约0.5mM至约50mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至少约0.5mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为至多约50mM。在一些实施方案中，固定的多黏菌素的量为约0.5mM至约1mM、约0.5mM至约5mM、约0.5mM至约10mM、约0.5mM至约20mM、约0.5mM至约30mM、约0.5mM至约40mM、约0.5mM至约50mM、约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及多黏菌素的用量时，术语约指0.5mM、1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。
图5示出了根据本文所述实施方案的用万古霉素对聚碳酸酯表面进行功能化的化学反应。图5示出了根据本文所述实施方案的用万古霉素对聚碳酸酯表面进行功能化的化学反应。在一些实施方案中，固定的、共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含共价键合的多肽抗生素。因此，在一些实施方案中，固定的、共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素被固定到通道壁。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质被固定到通道壁。固定的万古霉素的量为约0.5mM至约50mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为至少约0.5mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量至多约50mM。在一些实施方案中，固定的万古霉素的量为约0.5mM至约1mM、约0.5mM至约5mM、约0.5mM至约10mM、约0.5mM至约20mM、约0.5mM至约30mM、约0.5mM至约40mM、约0.5mM至约50mM、约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及万古霉素的用量时，术语约是指0.5mM、1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。
可替代地，可以使用类似的化学方法来附接与基材表面缀合的其他官能团。例如，甘氨酸或类似结构可用于产生羧基化表面。此外，六亚甲基二胺可通过二胺的亲核加成而被功能化至聚碳酸酯的表面，从而导致末端己基氨基氨基甲酸酯的形成。然后，可以将NHS酯(N-羟基琥珀酰亚胺酯)，例如NHS-聚乙二醇-NHS(NHS-PEG-NHS)用作交联剂，并使用碳二亚胺化学方法与暴露在己基氨基甲酸酯表面上的胺基反应。该反应产生暴露在表面的NHS基团，然后该基团可用于与多肽抗生素(例如万古霉素或多黏菌素)的暴露的胺基反应，形成多肽功能化的表面(图6和图7)。该功能化方法学允许多肽抗生素从聚碳酸酯表面延伸得更远，从而潜在地改善靶标生物物剂诸如细菌和内毒素的相互作用、捕获和吸附。键合到基材上的氮原子也有效用于捕获和去除革兰氏阴性病原体和内毒素。
在一些实施方案中，待固定在基材上的多肽抗生素物质的量为大于0.5mM的物质，并且在一些实施方案中为1.0mM至50.0mM的物质。在一些实施方案中，如果该量小于0.5mM的物质，则解毒可能变得无效。在一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂例如NHS-PEH-NHS的量为大于0.1mM的物质，在一些实施方案中为1.0-50.0mM的物质。
图6示出了根据本文所述实施方案的用交联剂和多黏菌素E(即黏菌素)对聚碳酸酯表面进行功能化的化学反应。图7示出了根据本文所述实施方案的用交联剂和万古霉素对聚碳酸酯表面进行功能化的化学反应。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1mM至约50mM。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为至少约1mM。在一些实施方式中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为至多约50mM。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂为聚乙二醇或衍生物质，其中所固定的量为约1mM至约5mM、约1mM至约10mM、约1mM至约20mM、约1mM至约30mM、约1mM至约40mM、约1mM至约50mM、约5mM至约10mM、约5mM至约20mM、约5mM至约30mM、约5mM至约40mM、约5mM至约50mM、约10mM至约20mM、约10mM至约30mM、约10mM至约40mM、约10mM至约50mM、约20mM至约30mM、约20mM至约40mM、约20mM至约50mM、约30mM至约40mM、约30mM至约50mM或约40mM至约50mM。当涉及交联剂的用量时，术语约是指1mM、5mM、10mM、20mM、30mM、40mM或50mM。在一些实施方案中，待固定至基材的交联剂如六亚甲基二胺的量为大于0.1％的六亚甲基二胺溶液，在一些实施方案中为1％至20％的六亚甲基二胺溶液。在一些实施方案中，待固定在基材上的六亚甲基二胺交联剂是约1％(v/v)的水溶液至约20％(v/v)的水溶液。在一些实施方案中，待固定在基材上的六亚甲基二胺交联剂为至少约1％(v/v)的水溶液。在一些实施方案中，待固定在基材上的六亚甲基二胺交联剂为至多约20％(v/v)的水溶液。在一些实施方案中，待固定在基材上的六亚甲基二胺交联剂为约1％(v/v)水溶液至约2％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约3％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约4％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约1％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约3％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约4％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约2％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约4％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约3％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约5％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约4％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约5％(v/v)水溶液至约10％(v/v)水溶液、约5％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约5％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液、约10％(v/v)水溶液至约15％(v/v)水溶液、约10％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液或约15％(v/v)水溶液至约20％(v/v)水溶液。当涉及六亚甲基二胺交联剂水溶液的用量时，术语约是指1％(v/v)水溶液、2％(v/v)水溶液、3％(v/v)水溶液、4％(v/v)水溶液、5％(v/v)水溶液、10％(v/v)水溶液、15％(v/v)水溶液或20％(v/v)水溶液。
本文所述的多向流体通道的实施方案可以包括各种几何形状，包括但不限于图8A、8B、9A、9B、9C、17、18、21A、21B、21C、21D、22A、22B、23A、23B、24A、24B、25A、25B、25C、26A、26B、27A、27B和28所示的那些。在一些实施方案中，多向通道的内部通道表面积为0.001平方米(m2)至100m2。在一些实施方案中，多向通道的表面积为0.001m2至10m2，并且暴露的官能团能够固定多黏菌素和万古霉素。表面积太大(例如，根据实施方案，超出100m2或10m2的最大值)会使得通过装置的流体(例如血液)的压降增加太多，而表面积太小(低于0.001m2)会至少使得该装置的解毒能力不足以去除细菌和/或病原体。在一些实施方案中，压降小于10磅每平方英寸(psi)[69千帕斯卡(kPa)]，在一些实施方案中，压降小于3psi[21kPa]。
内部通道表面积可以包括被物质涂覆的整个表面的面积。在一些实施方案中，多向通道的内部通道表面积为0.001m2至80m2、0.001m2至70m2、0.001m2至60m2、0.001m2至50m2、0.001m2至40m2、0.001m2至30m2、0.001m2至25m2、0.001m2至20m2、0.001m2至19m2、0.001m2至18m2、0.001m2至17m2、0.001m2至16m2、0.001m2至15m2、0.001m2至14m2、0.001m2至13m2、0.001m2至12m2、0.001m2至11m2、0.01m2至20m2、0.01m2至19m2、0.01m2至18m2、0.01m2至17m2、0.01m2至16m2、0.01m2至15m2、0.01m2至14m2、0.01m2至13m2、0.01m2至12m2、0.01m2至11m2、0.01m2至10m2、0.01m2至100m2、0.01m2至80m2、0.01m2至70m2、0.01m2至60m2、0.01m2至50m2、0.01m2至40m2、0.01m2至30m2、0.01m2至25m2、0.1m2至20m2、0.1m2至19m2、0.1m2至18m2、0.1m2至17m2、0.1m2至16m2、0.1m2至15m2、0.1m2至14m2、0.1m2至13m2、0.1m2至12m2、0.1m2至11m2、0.1m2至10m2、0.1m2至100m2、0.1m2至80m2、0.1m2至70m2、0.1m2至60m2、0.1m2至50m2、0.1m2至40m2、0.1m2至30m2、0.1m2至25m2、1m2至20m2、1m2至19m2、1m2至18m2、1m2至17m2、1m2至16m2、1m2至15m2、1m2至14m2、1m2至13m2、1m2至12m2、1m2至11m2、1m2至10m2、1m2至100m2、1m2至80m2、1m2至70m2、1m2至60m2、1m2至50m2、1m2至40m2、1m2至30m2、1m2至25m2、约0.001m2至约100m2或约0.001m2至约10m2。
曲率半径可以是圆弧的半径，该圆弧最接近于通道涂覆表面于通道外表面上一点处的曲线(沿迪恩壁引起的升力的方向)。在一些实施方案中，螺线状多向通道的曲率半径为0.1mm至1,000mm，在一些实施方案中的曲率半径为10mm至500mm，并且在一些实施方案中的曲率半径为5mm至100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约0.1mm至约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径(沿迪恩壁引起的升力的方向)为至多约1000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状通道的最外曲率半径为约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1000mm或约500mm至约1000mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约5mm至约100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至少约5mm。在一些实施方案中，螺线状多向通道的最外曲率半径为0.1mm至1,000mm，并且在一些实施方案中，螺线状多向通道的最外曲率半径为1mm至500mm，并且在一些实施方案中，螺线状多向通道的最外曲率半径为5mm至100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为至多约100mm。在装置的一些实施方案中，螺线状通道的最外曲率半径为约5mm至约10mm、约5mm至约25mm、约5mm至约50mm、约5mm至约75mm、约5mm至约100mm、约10mm至约25mm、约10mm至约50mm、约10mm至约75mm、约10mm至约100mm、约25mm至约50mm、约25mm至约75mm、约25mm至约100mm、约50mm至约75mm、约50mm至约100mm或约75mm至约100mm。
在一些实施方案中，螺线状多向通道在通道之间的距离(限定为从通道内腔的中心到通道内腔的中心)为0.01mm至1,000mm，并且在一些实施方案中，螺线状多向通道在通道之间的距离为0.1mm至100mm，并且在一些实施方案中，螺线状多向通道在通道之间的距离为1mm至10mm。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间具有约0.01mm至约1,000mm的中心到中心距离。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间具有至少约0.01mm的中心到中心距离。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间具有至多约1,000mm的中心到中心距离。在装置的一些实施方案中，螺线状多向通道在螺线中的通道之间具有以下的中心到中心距离：约0.01mm至约0.05mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约10mm、约0.01mm至约50mm、约0.01mm至约100mm、约0.01mm至约500mm、约0.01mm至约1,000mm、约0.05mm至约0.1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约10mm、约0.05mm至约50mm、约0.05mm至约100mm、约0.05mm至约500mm、约0.05mm至约1,000mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约500mm、约0.5mm至约1,000mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及螺线中的通道之间的距离使用时，术语约是指0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、10mm、50mm、100mm或500mm。在装置的一些实施方案中，多向通道是螺旋状的并且围绕圆柱形腔室制造。
螺旋状通道的间距可以限定为螺旋状装置的圆柱轴(例如非径向对称轴)中的通道内腔中心到通道内腔中心。装置可以是圆柱螺旋状或圆锥螺旋状。在一些实施方案中，螺旋状通道的间距为0.1mm至1,000mm，并且在一些实施方案中的间距为1mm至500mm，并且在一些实施方案中的间距为1mm至100mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约1mm至约1,000mm，该间距作为平行于螺旋轴线测量的一个完整螺旋圈的高度来测量。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为至多约1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约0.1mm至约5mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、1mm至约5mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约5mm至约10mm、约5mm至约50mm、约5mm至约100mm、约5mm至约500mm、约5mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及间距使用时，术语约是指0.1mm、1mm、5mm、10mm、50mm、100mm、500mm或1,000mm。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道的间距为约1.0至约100.0mm。
在一些实施方案中，通道内腔的横截面可以是多边形的(例如正方形、矩形、六边形等)或可以是椭圆形的。通道宽度可以是通道内腔在其最宽点的内部的表面到表面距离。在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道宽度为0.01mm至1000mm，在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道宽度为0.1mm至100mm，并且在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道宽度为1mm至10mm。通道高度可以是内腔中垂直于其最宽点的最宽的内部中心到中心距离。在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道高度为0.001mm至100mm，并且在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道高度为0.01mm至20mm，并且在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道高度为0.1mm至10mm。在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道长度为0.1mm至10,000mm，并且在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道长度为1mm至5,000mm，并且在一些实施方案中，螺旋状和螺线状的多向通道的通道长度为1mm至3,000mm。
在一些实施方案中，通道内腔的横截面可以是多边形的(例如正方形、矩形、六边形等)或可以是椭圆形的。通道宽度可以是通道内腔在其最宽点的内部的表面到表面距离。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为约0.01mm至约1,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为至少约0.01mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为至多约1,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的宽度为约0.01mm至约0.05mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约10mm、约0.01mm至约50mm、约0.01mm至约100mm、约0.01mm至约500mm、约0.01mm至约1,000mm、约0.05mm至约0.1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约10mm、约0.05mm至约50mm、约0.05mm至约100mm、约0.05mm至约500mm、约0.05mm至约1,000mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约500mm、约0.5mm至约1,000mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm或约500mm至约1,000mm。当涉及多向通道的宽度使用时，术语约是指0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、10mm、50mm、100mm或500mm。
通道高度可以是内腔中垂直于其最宽点的最宽的内部中心到中心距离。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为约0.001mm至约100mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为至少约0.001mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为至多约100mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的高度为约0.001mm至约0.005mm、约0.001mm至约0.01mm、约0.001mm至约0.05mm、约0.001mm至约0.1mm、约0.001mm至约0.5mm、约0.001mm至约1mm、约0.001mm至约10mm、约0.001mm至约50mm、约0.001mm至约100mm、约0.005mm至约0.01mm、约0.005mm至约0.05mm、约0.005mm至约0.1mm、约0.005mm至约0.5mm、约0.005mm至约1mm、约0.005mm至约10mm、约0.005mm至约50mm、约0.005mm至约100mm、约0.01mm至约0.05mm、约0.01mm至约0.1mm、约0.01mm至约0.5mm、约0.01mm至约1mm、约0.01mm至约10mm、约0.01mm至约50mm、约0.01mm至约100mm、约0.05mm至约0.1mm、约0.05mm至约0.5mm、约0.05mm至约1mm、约0.05mm至约10mm、约0.05mm至约50mm、约0.05mm至约100mm、约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm或约50mm至约100mm。当涉及多向通道的高度使用时，术语约是指0.001mm、0.005mm、0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、10mm或50mm。
通道长度可以是流体在暴露于涂层时行进的总距离。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为约0.1mm至约10,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为至少约0.1mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为至多约10,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为约0.1mm至约0.5mm、约0.1mm至约1mm、约0.1mm至约10mm、约0.1mm至约50mm、约0.1mm至约100mm、约0.1mm至约500mm、约0.1mm至约1,000mm、约0.1mm至约5,000mm、约0.1mm至约10,000mm、约0.5mm至约1mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约500mm、约0.5mm至约1,000mm、约0.5mm至约5,000mm、约0.5mm至约10,000mm、约1mm至约10mm、约1mm至约50mm、约1mm至约100mm、约1mm至约500mm、约1mm至约1,000mm、约1mm至约5,000mm、约1mm至约10,000mm、约10mm至约50mm、约10mm至约100mm、约10mm至约500mm、约10mm至约1,000mm、约10mm至约5,000mm、约10mm至约10,000mm、约50mm至约100mm、约50mm至约500mm、约50mm至约1,000mm、约50mm至约5,000mm、约50mm至约10,000mm、约100mm至约500mm、约100mm至约1,000mm、约100mm至约5,000mm、约100mm至约10,000mm、约500mm至约1,000mm、约500mm至约5,000mm、约500mm至约10,000mm、约1,000mm至约5,000mm、约1,000mm至约10,000mm或约5,000mm至约10,000mm。当涉及多向通道的长度使用时，术语约是指0.1mm、0.5mm、1mm、10mm、50mm、100mm、500mm、1,000mm或5,000mm。在装置的一些实施方案中，多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。
在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以约1mL/min至约1,000mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以至少约1mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以至多约1,000mL/min的流速运行。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以以下流速运行：约1mL/min至约5mL/min、约1mL/min至约10mL/min、约1mL/min至约50mL/min、约1mL/min至约100mL/min、约1mL/min至约500mL/min、约1mL/min至约1,000mL/min、约5mL/min至约10mL/min、约5mL/min至约50mL/min、约5mL/min至约100mL/min、约5mL/min至约500mL/min、约5mL/min至约1,000mL/min、约10mL/min至约50mL/min、约10mL/min至约100mL/min、约10mL/min至约500mL/min、约10mL/min至约1,000mL/min、约50mL/min至约100mL/min、约50mL/min至约500mL/min、约50mL/min至约1,000mL/min、约100mL/min至约500mL/min、约100mL/min至约1,000mL/min或约500mL/min至约1,000mL/min。当涉及流速使用时，术语约是指1mL/min、5mL/min、10mL/min、50mL/min、100mL/min、200mL/min、500mL/min或1000mL/min。在装置的一些实施方案中，螺旋状多向通道以约50至约400mL/min的流速运行。
在一些实施方案中，本文的装置、系统和方法的解毒能力在本文中可替代地称为捕获效率，定义为与流过装置的流体中的病原菌的起始浓度相比，在1分钟时病原菌的减少百分比，为至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少81％、至少82％、至少83％、至少84％、至少85％、至少86％、至少87％、至少88％、至少89％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％、至少约30％、至少约35％、至少约40％、至少约45％、至少约50％、至少约55％、至少约60％、至少约65％、至少约70％、至少约75％、至少约80％、至少约81％、至少约82％、至少约83％、至少约84％、至少约85％、至少约86％、至少约87％、至少约88％、至少约89％、至少约90％、至少约91％、至少约92％、至少约93％、至少约94％、至少约95％、至少约96％、至少约97％、至少约98％或至少约99％，取决于实施方案。
图8A和图8B示出了具有螺线状通道的多向流体通道的非限制性实施方案。多向通道801可以是螺线状的。在一些实施方案中，螺线状多向通道800具有在S形接合部802处接合的两个、3至10个回路的螺线通道801，以形成双螺线通道，该双螺线通道具有用于去除细菌/内毒素的一个入口803和一个出口804。在一些实施方案中，螺线状多向通道具有在S形接合部处接合的两个、3至6个回路的螺线通道，以形成双螺线通道，该双螺线通道具有用于去除细菌/内毒素的一个入口和一个出口(图8A和图8B)。在一些实施方案中，螺旋状多向通道包括少于3个回路，具有用于去除细菌/内毒素的一个入口和一个出口。在一些实施方案中，螺旋状多向通道包括超过20个回路，具有用于去除细菌/内毒素的一个入口和一个出口。理想地，螺旋状多向通道被配置成在时间和表面积上都提供最大的暴露，以使其能够从生物流体中捕获、吸附和/或去除引起疾病的物质。或者，必须监控回路的最终长度和/或数量，以确保患者在线内程序中使用该装置时，不会出现过大的压降。
如本文所述，多向通道可以是用于捕获和吸附血源性物质的装置的一部分。多向通道可包括至少一个入口803和至少一个出口804。多向通道可以是在S形接合部802处接合的双螺线通道800。图8A示出了螺线状多向通道的非限制性实施方案(通道长度＝1,816mm，宽度＝5.08mm，高度＝1.75mm)，其使用铣削技术制造并且通过将两个聚碳酸酯零件螺栓连接在一起而密封。图8B示出了螺线状多向通道的另一个非限制性实施方案(通道长度＝2,009mm，宽度＝2mm，高度＝0.25mm)，其使用铣削技术制造并且通过将两个聚碳酸酯零件螺栓连接在一起而密封。
图9A示出了围绕圆柱形腔室或心轴制造的螺旋状多向通道的非限制性示例。图9B示出了未围绕圆柱形腔室或心轴制造的螺旋状多向通道。图9C示出了未围绕圆柱形腔室或心轴制造的更紧凑的螺旋状多向通道。螺旋状多向通道装置900围绕圆柱形腔室或心轴或在圆柱形腔室或心轴内而制造或挤出(图9A、9B、9C、22A、22B、23B、24A、24B、25A、25B和25C)。垂直设计的装置可提供恒定的曲率半径以及紧凑的尺寸和形状。在一些实施方案中，单个组装的螺旋状多向通道901具有围绕心轴制造的3至40个回路，具有用于去除细菌/内毒素的一个入口902和一个出口903。在一些实施方案中，螺旋状多向通道由围绕心轴制造的3至20个回路组成，具有用于去除细菌/内毒素的一个入口和一个出口。在一些实施方案中，单个组装的螺旋状通道在壳体内使用连接管串联连接到另一个单个组装的螺旋状通道(图22B)。这允许在单个装置内从流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。
图17示出了围绕圆柱形腔室或心轴制造的螺旋状多向通道的非限制性示例，该圆柱形腔室或心轴使用内套筒密封和封闭。然后，使用内套筒1710密封和封闭螺旋状多向通道装置1700，该螺旋状多向通道装置1700包括通过上述方法之一围绕圆柱形腔室或心轴1701制造的螺旋状多向通道1702。图18示出了图17的通道的通道入口和/或出口配件。在将螺旋状多向通道封闭在密封套筒1810中之后，通道1802装配有如图18所示的合适的入口(即：1801)和出口(未示出)配件。
图21A示出了包括滤板的装置的非限制性实施方案，该滤板是使用机械加工方法或注塑制造的螺旋状通道，其中每个滤板通道在曲线的最外边缘处的长度为98mm。在一些实施方案中，如图21A中所示，如上所述使用机械加工方法或注塑来制造螺旋状滤板通道2102，其中每个滤板通道在其曲线的最外边缘处的长度为98mm。为扩展该概念，使用溶剂焊接和粘合剂将多个滤板2100、2102组装、堆叠并密封在一起，得到的总通道长度为1,960mm，如图21B所示，以产生所要求保护的装置的另一种变型，该变型还包括入口适配器2101和出口2103适配器，均附接到螺旋状滤板通道2102。图21C示出了包括堆叠的螺旋板2100、2102的实施方案的剖视图。图21D示出了包括堆叠的螺旋滤板的实施方案的每个滤板通道2102的任一侧上的密封接头2109。每个板可以由半透明的聚碳酸酯制成。
在本文所述的堆叠板构造上扩展，图22A示出的实施方案包括在密封的过滤器壳体组件2200中堆叠的螺旋滤板，并且包括入口2201适配器和出口2203适配器，该适配器各自附接有通向或远离螺旋状滤板通道2202的入口管线和出口管线。该组件被容纳在围绕心轴2220的圆柱体2210中，并且整个子组件被盖2207a、2207b在圆柱体内。图22A示出了本文所述的堆叠板构造的非限制性实施方案(通道长度＝1,960mm，组装装置的直径＝4.44cm，堆叠螺线的数量＝20，每块板的通道长度＝98mm)。在图22A所示的实施方案中，堆叠的板可包括20个图21A板，它们彼此堆叠并胶合在一起。在一些实施方案中，使用螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒、外套筒、基板、心轴、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造来组装螺旋状的多向的可堆叠板构造。在一些实施方案中，可堆叠的板构造在1个板至25个板之间。在一些实施方案中，可堆叠的板构造在2个板至23个板之间。在一些实施方案中，可堆叠的板构造在3个板至20个板之间。图28示出了图22A所示实施方案的组装装置的照片。
更进一步地，图22B示出了包括在密封壳体2210中的两组串联的堆叠的螺旋滤板2202a、2202b的实施方案，这两组由间隔管2220间隔开，并且堆叠的螺旋滤板2202a、2202b通过连接管2230连接。堆叠的螺旋滤板2202a和2202b的组可以是图21B的堆叠板构造的变型或实施方案。第一组堆叠的螺旋滤板2202a可以用一种多肽例如多黏菌素E功能化，而第二组螺旋滤板2202b可以用另一种多肽例如万古霉素功能化。这允许在单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。可将图22B所示的实施方案并入到本文所述的过滤系统中。
图23A示出了包括聚碳酸酯管的实施方案装置，该聚碳酸酯管被挤出以形成螺旋状多向通道2302。而图23B示出了包括聚碳酸酯管的实施方案装置，该聚碳酸酯管被挤出以形成围绕心轴2320制造的螺旋状多向通道2302。在一些实施方案中，多向通道是挤出的聚碳酸酯管。在一些实施方案中，多向通道是封闭的。在一些实施方案中，多向的可堆叠板构造被封闭在圆柱体内。在一些实施方案中，多向通道围绕心轴是挤出的。图23A和图23B的实施方案的流体通道可以包括具有与本文所述的其他多向流体通道相似尺寸(例如，通道长度、间距、直径等)的多向流体通道。
图24A示出了由制造方法制成的实施方案装置，该方法包括形成附接到心轴2420上的注塑的聚碳酸酯片材2405，片材设计中结合了螺旋状通道2402。然后通过首先加热聚碳酸酯偏平片材，然后将其紧密地卷绕在心轴上以产生螺旋状，从而将形成的片材围绕心轴卷绕成螺旋状。在一些实施方案中，这些卷绕的片材中的两个2402a、2402b可以使用连接管(未示出)串联连接，如图24B所示，将其放置在具有端盖2407a、2407b(具有入口2401适配器和出口2403适配器)的圆柱体2410中，形成另一个组件实施方案2400。在一些实施方案中，片材围绕心轴卷绕1至100次。在一些实施方案中，片材围绕心轴卷绕1至20次。在一些实施方案中，片材围绕心轴卷绕1至5次。图24A和图24B可以包括具有与本文所述的其他多向流体通道类似的尺寸(例如通道长度、通道宽度等)的多向流体通道。
在另一个实施方案2500中，可以利用另一种制造方法来产生将螺旋状通道设计并入到壳体中的注塑聚碳酸酯部件2502x1、2502x2，然后将其组装在实心的内部心轴2520周围，并使用超声焊接和/或溶剂焊接2511密封，如图25A-图25C所示。图25A示出了由将螺旋状通道设计并入到壳体中的注塑的聚碳酸酯部件制成的实施方案装置，同时使用了实心的内部心轴。图25B示出了围绕图25A的心轴缠绕的螺旋壳体的剖视图。图25C示出了使用超声焊接和/或溶剂焊接围绕心轴组装的图25A的实施方案螺旋壳体。图25A、图25B和图25C可以包括具有与本文所述的其他多向流体通道类似的尺寸(例如通道长度、间距、直径等)的多向流体通道。
在一些实施方案中，该装置包括外管，该外管包括铸造的聚碳酸酯套筒或挤出的聚碳酸酯套筒，以及至少两个芯2602a(“A”)和2602b(“B”)，这两个芯包括具有并入到芯外部的螺旋通道设计的注塑聚碳酸酯。在一些实施方案中，至少两个芯A和B的表面涂覆有弹性体，如图26A-图26B所示。在涂覆步骤之后，将至少两个芯2602a和2602b(如图所示的半部)形成组件2640，并压入外管或套筒2710中，并使用弹性体密封。然后将带有入口和出口连接的端盖组装到管或套筒的末端。图26A和图26可以包括具有与本文所述的其他多向流体通道类似的尺寸(例如通道长度、间距、直径等)的多向流体通道。
扩展先前在图22B和24B中描述的概念，图27A示出了两个堆叠并组装的注塑聚碳酸酯部件(例如：2640a、2640b)，该聚部件将螺旋状通道设计并入到芯零件(2640a/2602a和2640b/2602b)中，同时使用实心外管2710。包含螺旋通道2640a/2602a的第一件注塑聚碳酸酯可以用一种多肽例如多黏菌素E功能化，而包含螺旋通道2640b/2602b的第二件注塑聚碳酸酯可以用另一种多肽例如万古霉素功能化。这两件注塑聚碳酸酯螺旋通道可使用连接管连接。这允许在单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。图27B示出了形成另一个组件实施方案2700的图27A的组装的螺旋芯通道装置的截面图，其具有端盖2707a、2707b，端盖具有入口2701适配器和出口2703适配器。
所要求保护的装置可以通过使用多种技术来制造。例如，可以通过3-D打印、软刻蚀、光刻、注塑、吹塑、铸造、超声焊接、高频焊接、热烙铁焊接或热板焊接、溶剂粘结、激光焊接、旋转焊接、红外焊接、振动焊接、胶粘剂粘结、挤出和机械加工来制造。在一些实施方案中，机械加工方法是车削、钻削、镗削、铰削、电火花加工和/或铣削。可以对材料进行机械加工或注塑，以形成所需尺寸的外壳，例如通过注塑、挤出、通道整体机械加工，或通过可以用螺栓、粘合剂、环氧树脂、焊接、热膨胀或其他方式进行密封和封闭的机械加工的半部(图8A、8B、9A、9B、9C、17、18、21A、21B、21C、21D、22A、22B、23A、23B、24A、24B、25A、25B、25C、26A、26B、27A、27B和28)。对于通道，可通过使用配件、盖或带倒钩的鲁尔锁连接器将管附接到入口和出口(图18、22A、22B、24A、24B、27A、27B和28)。可以在各种生物相容性材料(包括多个等级的聚碳酸酯)上进行机械加工。然后可以使用前述方法用诸如多黏菌素或万古霉素的物质涂覆该装置。涂层可以通过常规方式涂覆多向通道的内壁的至少一部分。
在装置的一些实施方案中，多向通道是封闭的。在装置的一些实施方案中，使用螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内和/或内套筒、基板、心轴、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造来封闭通道。在装置的一些实施方案中，使用选自以下的至少一种方法来制造多向通道：3-D打印、软刻蚀、光刻、注塑、吹塑、铸造、超声焊接、高频焊接、热烙铁焊接或热板焊接、溶剂粘结、激光焊接、旋转焊接、红外焊接、振动焊接、粘合剂粘结、机械加工、车削、钻削、镗削、铰削、电火花加工或铣削。在装置的一些实施方案中，通过使用配件、盖或鲁尔锁连接器将管附接到多向通道的入口和/或出口。
本文提供了一种用于捕获和吸附目标血源性物质的系统，其包括具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及选自以下的物质：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂，该物质涂覆、固定和共价键合到多向流体通道的至少一个内壁的至少一部分。在系统的一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包括固定的、共价键合的多肽抗生素。在系统的一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。在一些实施方案中，共价键合的多肽抗生素是万古霉素。在系统的一些实施方案中，涂覆通道壁的物质包含选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。在系统的一些实施方案中，多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。在系统的一些实施方案中，热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。在系统的一些实施方案中，基材是聚碳酸酯。在系统的一些实施方案中，流体装置是一次性的。该系统可以包括本文所述的多向流体通道的任何实施方案。该系统可以包括图8A、8B、9A、9B、9C、17、18、21A、21B、21C、21D、22A、22B、23A、23B、24A、24B、25A、25B、25C、26A、26B、27A、27B和28中的一个或多个的多向流体通道。
在一些实施方案中，所要求保护的装置可配置用于在线过滤和捕获，使得感染细菌和/或内毒素的全血1906可从患者被泵送1930至双螺线流体装置1900的入口1901，如图19所示。该装置沿着通道壁1902用被设计成捕获细菌和内毒素的多肽抗生素功能化。在通过流体装置进行处理之后，然后仅包含健康物质的血液通过出口1903返回给患者。
类似地，如图20所示是可配置用于在线过滤和捕获的实施方案，使得感染细菌和/或内毒素的全血可以从患者泵送2010到串联的螺旋流体装置2000的入口2001。该实施方案装置沿通道壁2002用被设计成捕获细菌和内毒素2006的多肽抗生素功能化。通过流体装置进行处理后，然后仅包含健康物质的血液通过出口2003返回患者。
在一些实施方案中，通过体外循环从血液中去除细菌和内毒素，其中在返回患者体内之前，将从患者体内取出的血液或从血液分离的血浆成分通过如本文所述的多向细菌和内毒素吸附装置。然后，将去除了细菌和内毒素的清洁血液或血浆成分返回患者体内(图19)。
此外，应当理解，本文描述或设想的任何装置都可以串联或并联使用(图20)。
本文提供了一种用于捕获和吸附目标物质的方法，该方法包括使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触；将所述目标物质吸附在所述多向通道的壁上；以及检测在多向的多肽抗生素涂覆的通道内捕获的所述目标物质的存在或数量。在方法的一些实施方案中，使用泵使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触。该方法可以包括本文所述通道的任何变型、实施方案或示例。在一些实施方案中，泵是蠕动泵。在一些实施方案中，泵是注射泵。在方法的一些实施方案中，使用注射器使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触。在一些实施方案中，多肽抗生素是多黏菌素。在一些实施方案中，多肽抗生素是万古霉素。在方法的一些实施方案中，在流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道接触之前，向其中添加肝素、柠檬酸钠或其他抗凝剂。在一些实施方案中，使用选自以下的方法对在多向的多肽抗生素涂覆的通道内捕获的目标物质的存在或数量进行检测：细胞计数、MALDI-TOF MS(基质辅助激光解吸电离时间质谱、质谱法、PCR(聚合酶链反应)、生物传感、流式细胞术和荧光标记。
本文提供了一种用于治疗怀疑患有菌血症、内毒素血症或败血症的患者的方法，该方法包括使血液样品与流体盒接触，该流体盒包含在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；在多向流体通道的至少一个壁上吸附一种或多种目标物质；从血液样品中去除一种或多种目标物质以产生经处理的血液；以及将所述经处理的血液返还给所述患者。该方法可以包括本文所述通道的任何变型、实施方案或示例。
本文提供了一种用于诊断怀疑患有菌血症、内毒素血症或败血症的患者的方法，该方法包括使流体样品与流体盒接触，该流体盒包含在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；沿着多向流体通道的至少一个壁吸附一种或多种目标物质；以及检测沿着多向流体通道的至少一个壁捕获的目标物质的存在或数量。该方法可以包括本文所述通道的任何变型、实施方案或示例。在一些实施方案中，该方法包括通过选自以下的程序来鉴定所捕获的目标物质：聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)、光学活性的微珠、光学活性的纳米颗粒和基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF)。在一些实施方案中，该方法包括通过培养方法鉴定所捕获的目标物质。在一些实施方案中，该方法包括通过洗脱所捕获的目标物质，然后进行选自以下的程序来鉴定所捕获的目标物质：聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)、光学活性的微珠、光学活性的纳米颗粒和/或基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF)或培养。
本文提供了用于从流体中去除病原体和内毒素的物质，以用于输血医学、败血症治疗、菌血症治疗、内毒素血症治疗和其他血源性疾病。可以使这些流体，例如血液，通过或流通细菌和内毒素吸附装置的通道。该方法可以包括本文所述通道的任何变型、实施方案或示例。
本文提供了其中用多肽抗生素物质涂覆热塑性管的方法。该方法可以包括本文所述通道的任何变型、实施方案或示例。
实施例：
应当理解，本文所述的实施例和实施方案仅用于说明目的，并不旨在限制要求保护的发明的范围。还应理解，根据本文描述的实施例和实施方案所作的各种修改或改变将被本领域技术人员所联想到，并且将包括在本申请的精神和范围内以及所附权利要求的范围内。
以下实施例使用具有以下参数(通道长度＝1,816-2,009mm，宽度＝2mm至5.08mm，高度＝0.25-1.75mm)的螺线状多向通道装置，该装置采用铣削技术制造，并通过将两个聚碳酸酯零件螺栓连接在一起而密封。将六亚甲基二胺溶液(于100mM硼酸盐缓冲液中的10％(v/v)水溶液)添加到聚碳酸酯通道表面45分钟。添加二胺会产生装饰有可用于后续功能化反应的胺基的表面。
对于黏菌素化的装置，将黏菌素硫酸盐(0.28g)添加到16毫升的50％/50％蒸馏水/乙醇混合物(50％DiH2O/50％EtOH，v/v)。将黏菌素溶液添加到基于聚碳酸酯的通道中，并在通道中于室温下温育1小时。之后，将通道用EtOH洗涤并风干。
对于带有万古霉素的装置，将万古霉素(0.22g)添加到13mL的乙醇/水混合物(50％DiH2O/50％EtOH(v/v))中。将万古霉素溶液添加到基于聚碳酸酯的通道中，并在通道中于室温下温育1小时。之后，将通道用EtOH洗涤并风干。
对于聚乙二醇化的装置，将NHS-PEG1000-NHS(0.24克(g))添加到16mL的乙醇/水混合物(50％DiH2O/50％EtOH(v/v))中。将NHS-PEG1000-NHS溶液添加到基于聚碳酸酯的通道，并在通道中于室温下温育45分钟。之后，将通道用EtOH洗涤并干燥。
图2A和图2B示出了使用鲍曼不动杆菌评估多向流体通道的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。选择鲍曼不动杆菌ATCC17978细菌细胞作为标准样本，以定性和定量评估黏菌素化的和聚乙二醇(PEG化)的功能化流体装置的细菌捕获容量。图2A示出了荧光标记的鲍曼不动杆菌ATCC 17978沿着实施方案聚碳酸酯装置的多黏菌素功能化壁的吸附。荧光标记的鲍曼不动杆菌ATCC 17978在以80mL min-1穿过流体装置并随后洗涤后，结合到黏菌素化的通道壁上(图2A)。图2B示出了荧光标记的鲍曼不动杆菌ATCC 17978沿着实施方案聚碳酸酯装置的聚乙二醇化壁没有吸附。在作为对照的聚乙二醇化的螺线流体装置内未发生明显的细菌捕获，这可能是由于缺乏黏菌素表面功能化所致(图2B)。
图3A和图3B示出了评估多向流体通道对金黄色葡萄球菌的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。选择金黄色葡萄球菌ATCC 29213细菌细胞作为标准样本，以定性和定量评估万古霉素功能化和聚乙二醇(PEG化)的功能化流体装置的细菌捕获容量。图3A示出了荧光标记的金黄色葡萄球菌ATCC 29213沿着实施方案聚碳酸酯装置的万古霉素功能化壁的吸附。荧光标记的金黄色葡萄球菌ATCC 29213细菌细胞在以80mL min-1通过流体装置并随后洗涤后，结合到万古霉素功能化的通道壁上(图3A)。图3B示出了荧光标记的金黄色葡萄球菌ATCC 29213沿着实施方案聚碳酸酯装置的PEG化壁没有吸附。在作为对照的PEG化螺线流体装置内未发生明显的细菌捕获，这可能由于缺乏万古霉素表面功能化所致(图3B)。
图10A和图10B示出了使用鲍曼不动杆菌来评估多向流体通道的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。图10A示出了当鲍曼不动杆菌ATCC 17978以80ml min-1流过多黏菌素涂覆的装置(即黏菌素化的装置)时的捕获。流经该装置的鲍曼不动杆菌ATCC17978的浓度为每毫升约105个菌落形成单位(CFU/mL)。在PEG化的装置内未观察到捕获。n＝4，p＜0.05*。因此，细菌捕获容量通过使鲍曼不动杆菌ATCC 17978悬浮液以80mL min-1的流速流过黏菌素涂覆的流体装置来定量。单次通过黏菌素化的双螺线流体装置即可获得超过107个菌落形成单位(CFU)的细菌细胞捕获容量，并且在流动的第一分钟内捕获效率接近100％(图10A和图10B)，这可以通过能够在从装置流出的流体中培养出的菌落减少来确认。图10B示出了该装置的总捕获容量为2.39E7个CFU。
图11A和图11B示出了评估多向流体通道对肺炎克雷伯氏菌的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。图11A示出了当肺炎克雷伯氏菌ATCC 700603以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即黏菌素化的装置)时的捕获。流经该装置的肺炎克雷伯氏菌ATCC 700603的浓度约为105个CFU/mL。n＝4，p<0.05*。另一种革兰氏阴性人类病原体肺炎克雷伯氏菌ATCC 700603也已成功地从流动流体中去除，并在流过黏菌素化装置的第一分钟内具有近100％的相关捕获效率(图11A和图11B)。图11B示出了该装置的总捕获容量为1.98E7个CFU。
图12A和图12B示出了使用鲍曼不动杆菌评估多向流体通道的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。黏菌素化的双螺线流体装置还从流动流体中捕获和去除抗生素抗性生物，包括黏菌素抗性的鲍曼不动杆菌(Qureshi,Z.A.等人,Colistin-resistantacinetobacter baumannii:Beyond carbapenem resistance.Clin.Infect.Dis.60,1295–1303(2015))和黏菌素抗性的肺炎克雷伯氏菌ATCC 700603(图12A、12B、13A和13B)。图12A示出了当黏菌素抗性鲍曼不动杆菌以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即，经黏菌素化的装置)时的捕获。流经该装置的黏菌素抗性鲍曼不动杆菌的浓度约为104个CFU/mL，n＝4，p＜0.05*。图12B示出了初始捕获效率接近100％；该装置的总捕获容量为7.89E6个CFU。
图13A和图13B示出了用于评估多向流体通道对肺炎克雷伯氏菌的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。图13A示出了当黏菌素抗性肺炎克雷伯氏菌ATCC700603以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即，经黏菌素化的装置)时的捕获。流经该装置的黏菌素抗性肺炎克雷伯氏菌ATCC 700603的浓度约为104个CFU/mL，n＝4，p＜0.05*。图13B示出了初始捕获效率接近80％。该装置的总捕获容量为7.31E6个CFU。
图14A和图14B示出了用于评估多向流体通道对金黄色葡萄球菌的细菌捕获容量的本公开内容装置的示例实施方式。万古霉素功能化的双螺线流体装置从流动流体中捕获和去除革兰氏阳性病原体，包括金黄色葡萄球菌ATCC 29213，在流动的第一分钟内的捕获效率接近80％(图14A和14B)。图14A示出了当金黄色葡萄球菌ATCC 29213以80ml min-1流过万古霉素功能化的装置时的捕获。流经该装置的金黄色葡萄球菌ATCC 29213的浓度约为104个CFU/mL。在PEG化的装置内未观察到捕获。n＝4，p＜0.05*。图14B示出了该装置的总捕获容量为5.24E6个CFU。PEG化的装置未捕获革兰氏阳性金黄色葡萄球菌ATCC 29213或革兰氏阴性鲍曼不动杆菌ATCC 17978，从而证实了黏菌素和万古霉素功能化的装置对病原体的特异性(图11B和14B)。
测试数据的总结在图15中给出，其显示使用多种细菌菌株时细菌吸附装置的捕获容量，如图10A-14B所示并描述的。
内毒素是革兰氏阴性菌外膜的主要成分之一，还有助于败血症的全身性炎症反应(Wiesel,P.等人,Endotoxin-induced mortality is related to increased oxidativestress and end-organ dysfunction,not refractory hypotension,in hemeoxygenase-1–deficient mice.Circulation 102，3015-3022(2000))。因此，评估了根据本文的方法使用本文所述的多向流体装置的实施方案从流动流体中去除内毒素。图16示出了将内毒素掺入无内毒素的水中(1ug ml-1)，并以80ml min-1流过多黏菌素E涂覆的装置(即黏菌素化的装置)和PEG化的双螺线流体装置。评估随时间推移所捕获的内毒素的量。将结果绘制为平均值±SD，n＝3。从流过黏菌素化流体装置的流体中迅速捕获内毒素，在单程操作中内毒素的捕获效率接近100％，如图16所示。相比之下，使用PEG化的装置无法有效捕获内毒素，这表明黏菌素对于多向流体装置中的内毒素吸附至关重要。
图28显示了图22A所示实施方案的组装装置的照片。通道长度—2060mm(外壁处)：间距—3.8mm：曲率半径—16.5mm(外壁半径)：装置直径—44.5mm(壳体外径)：板数—20。
Claims (160)
1.一种用于捕获和吸附目标血源性物质的装置，其包括：
具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；
在所述至少一个入口和所述至少一个出口之间的多向流体通道；
所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及
涂覆所述多向流体通道的所述至少一个内壁的至少一部分的物质。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中涂覆所述通道壁的物质包括固定的、共价键合的多肽抗生素。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中所述共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中固定的多黏菌素的量为至少0.5mM。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中固定的多黏菌素的量为约1.0至约50.0mM。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中所述共价键合的多肽抗生素是万古霉素。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中固定的万古霉素的量为至少0.5mM。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中固定的万古霉素的量为约1.0至约50.0mM。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其中涂覆所述通道壁的物质包括选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其中待固定至所述基材的六亚甲基二胺交联剂是约1％至约20％(v/v)的水溶液。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其中待固定至所述基材的交联剂是聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1.0至约50.0mM。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的装置，其中所述多向通道由至少一种热塑性聚合物基材组成，该热塑性聚合物基材具有至少一个表面暴露的官能团。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的装置，其中所述热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。
15.根据权利要求1-13中任一项所述的装置，其中所述基材是聚碳酸酯。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置，其中所述流体装置是一次性的。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的装置，其中所述多向通道的宽度为约0.01mm至约1,000.0mm。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的装置，其中所述多向通道的宽度为约1.0至约10.0mm。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的装置，其中所述多向通道的高度为约0.001mm至约100.0mm。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的装置，其中所述多向通道的高度为约0.1至约10.0mm。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的装置，其中所述多向通道的长度为0.1至10,000mm。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的装置，其中所述多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的装置，其中所述多向通道是螺线状的。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的装置，其中所述螺线状通道的最外曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的装置，其中所述螺线状通道的最外曲率半径为约5.0至约100.0mm。
26.根据权利要求1-25中任一项所述的装置，其中所述螺线状多向通道在通道之间的距离为0.01至1,000mm。
27.根据权利要求1-26中任一项所述的装置，其中所述螺线状多向通道在所述螺线中的通道之间具有约1.0至约10.0mm的距离。
28.根据权利要求1所述的装置，其中所述多向通道是螺旋状的并且围绕心轴制造。
29.根据权利要求1-28中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。
30.根据权利要求1-29中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的曲率半径为约5.0至约100.0mm。
31.根据权利要求1-30中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的间距为约1.0至约1,000.0mm。
32.根据权利要求1-31中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的间距为约10.0mm至约100.0mm。
33.根据权利要求1-32中任一项所述的装置，其中所述多向通道是封闭的。
34.根据权利要求1-33中任一项所述的装置，其中使用螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒和/或外套筒、基板、心轴、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造来封闭所述多向通道。
35.根据权利要求1-34中任一项所述的装置，其中使用选自以下的至少一种方法来制造所述多向通道：3-D打印、挤出、软刻蚀、光刻、注塑、吹塑、铸造、超声焊接、高频焊接、热烙铁焊接或热板焊接、溶剂粘结、激光焊接、旋转焊接、红外焊接、振动焊接、粘合剂粘接、机械加工、车削、钻削、镗削、铰削、电火花加工或铣削。
36.根据权利要求1-35中任一项所述的装置，其中通过使用配件、盖或鲁尔锁连接器将管附接到所述多向通道的入口和/或出口。
37.一种用于捕获和吸附目标物质的方法，其包括：
使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道相接触；
将所述目标物质吸附在所述多向通道的壁上；以及
检测在所述多向的多肽抗生素涂覆的通道内捕获的所述目标物质的存在或数量。
38.根据权利要求37所述的方法，其中使用泵使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道相接触。
39.根据权利要求38所述的方法，其中所述泵是蠕动泵。
40.根据权利要求38所述的方法，其中所述泵是注射泵。
41.根据权利要求37-40中任一项所述的方法，其中使用注射器使流体样品与多向的多肽抗生素涂覆的通道相接触。
42.根据权利要求37-41中任一项所述的方法，其中所述多肽抗生素是多黏菌素。
43.根据权利要求37-41中任一项所述的方法，其中所述多肽抗生素是万古霉素。
44.根据权利要求37-43中任一项所述的方法，其中使用选自以下的方法对在所述多向的多肽抗生素涂覆的通道内捕获的目标物质的存在或数量进行检测：细胞计数、MALDI-TOFMS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)、质谱法、PCR(聚合酶链反应)、生物传感、流式细胞术和荧光标记。
45.一种用于捕获和吸附目标血源性物质的系统，其包括：
具有至少一个入口和至少一个出口的流体盒；
在所述至少一个入口和所述至少一个出口之间的多向流体通道；
所述多向流体通道包括至少一个内壁；以及
选自以下的物质：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂，所述物质涂覆、固定和共价键合到所述多向流体通道的所述至少一个内壁的至少一部分。
46.根据权利要求45所述的系统，其中涂覆所述通道壁的物质包括固定的、共价键合的多肽抗生素。
47.根据权利要求46所述的系统，其中所述共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。
48.根据权利要求46所述的系统，其中所述共价键合的多肽抗生素是万古霉素。
49.根据权利要求45-48中任一项所述的系统，其中涂覆所述通道壁的物质包括选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。
50.根据权利要求45-49中任一项所述的系统，其中所述多向通道由至少一种热塑性聚合物基材组成，该热塑性聚合物基材具有至少一个表面暴露的官能团。
51.根据权利要求50所述的系统，其中所述热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。
52.根据权利要求50或51所述的系统，其中所述基材是聚碳酸酯。
53.根据权利要求45-52中任一项所述的系统，其中所述流体装置是一次性的。
54.一种用于治疗怀疑患有菌血症、内毒素血症或败血症的患者的方法，其包括：
使血液样品与流体盒接触，所述流体盒包含在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；
在所述多向流体通道的至少一个壁上吸附一种或多种目标物质；
从所述血液样品中去除所述一种或多种目标物质以产生经处理的血液；以及
将所述经处理的血液返还给所述患者。
55.一种用于诊断怀疑患有菌血症、内毒素血症或败血症的患者的方法，其包括：
使流体样品与流体盒接触，所述流体盒包含在至少一个入口和至少一个出口之间的多向流体通道；
沿着所述多向流体通道的至少一个壁吸附或捕获一种或多种目标物质；以及
检测沿着所述多向流体通道的所述至少一个壁捕获的目标物质的存在或数量。
56.根据权利要求55所述的方法，其包括通过选自以下的程序来鉴定所捕获的目标物质：聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)、光学活性的微珠、光学活性的纳米颗粒和基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF)。
57.根据权利要求55所述的方法，其包括通过培养方法鉴定所捕获的目标物质。
58.根据权利要求55所述的方法，其包括通过洗脱所捕获的目标物质，然后进行选自以下的程序来鉴定所捕获的目标物质：聚合酶链反应(PCR)、荧光原位杂交(FISH)、光学活性的微珠、光学活性的纳米颗粒和/或基质辅助激光解吸/电离飞行时间(MALDI-TOF)或培养。
59.一种用于捕获和吸附目标血源性物质的滤板，其包括：
具有至少一个入口和至少一个出口的螺旋状流体通道；
所述螺旋状流体通道包括至少一个内壁；以及
涂覆所述螺旋状流体通道的所述至少一个内壁的至少一部分的物质。
60.根据权利要求59所述的滤板，其中所述物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。
61.根据权利要求59或60所述的滤板，其中涂覆所述通道壁的物质包括固定的、共价键合的多肽抗生素。
62.根据权利要求59-61中任一项所述的滤板，其中所述共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。
63.根据权利要求59-62中任一项所述的滤板，其中固定的多黏菌素的量为至少0.5mM。
64.根据权利要求59-63中任一项所述的滤板，其中固定的多黏菌素的量为约1.0至约50.0mM。
65.根据权利要求59-61中任一项所述的滤板，其中所述共价键合的多肽抗生素是万古霉素。
66.根据权利要求59-62中任一项所述的滤板，其中固定的万古霉素的量为至少0.5mM。
67.根据权利要求59-63中任一项所述的滤板，其中固定的万古霉素的量为约1.0至约50.0mM。
68.根据权利要求59-67中任一项所述的滤板，其中涂覆所述通道壁的物质包括选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。
69.根据权利要求59-68中任一项所述的滤板，其中待固定至所述基材的六亚甲基二胺交联剂为约1％至约20％(v/v)的水溶液。
70.根据权利要求59-69中任一项所述的滤板，其中待固定至所述基材的交联剂是聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1.0至约50.0mM。
71.根据权利要求59-70中任一项所述的滤板，其中所述滤板是多向的。
72.根据权利要求59-71中任一项所述的滤板，其中所述多向通道由至少一种热塑性聚合物基材组成，该热塑性聚合物基材具有至少一个表面暴露的官能团。
73.根据权利要求59-72中任一项所述的滤板，其中所述热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。
74.根据权利要求59-73中任一项所述的滤板，其中所述基材是聚碳酸酯。
75.根据权利要求59-74中任一项所述的滤板，其中所述滤板是一次性的。
76.根据权利要求59-75中任一项所述的滤板，其中所述多向通道的宽度为约0.01至约1,000.0mm。
77.根据权利要求59-76中任一项所述的滤板，其中所述多向通道的宽度为约1.0至约10.0mm。
78.根据权利要求59-77中任一项所述的滤板，其中所述多向通道的高度为约0.001至约100.0mm。
79.根据权利要求59-78中任一项所述的滤板，其中所述多向通道的高度为约0.1至约10.0mm。
80.根据权利要求59-79中任一项所述的滤板，其中所述多向通道的长度为0.1至10,000mm。
81.根据权利要求59-80中任一项所述的滤板，其中所述多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。
82.根据权利要求59-81中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是螺线状的。
83.根据权利要求59-82中任一项所述的滤板，其中所述螺线状通道的最外曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。
84.根据权利要求59-83中任一项所述的滤板，其中所述螺线状通道的最外曲率半径为约5.0至约100.0mm。
85.根据权利要求59-84中任一项所述的滤板，其中所述螺线状多向通道在通道之间的距离为0.01至1,000mm。
86.根据权利要求59-85中任一项所述的滤板，其中所述螺线状多向通道在所述螺线中的通道之间的距离为约1.0mm至约10.0mm。
87.根据权利要求59-86中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是螺旋状的并且围绕心轴制造。
88.根据权利要求59-87中任一项所述的滤板，其中所述螺旋状多向通道的曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。
89.根据权利要求59-88中任一项所述的滤板，其中所述螺旋状多向通道的曲率半径为约5.0至约100.0mm。
90.根据权利要求59-89中任一项所述的滤板，其中所述螺旋状多向通道的间距为约1.0至约1,000.0mm。
91.根据权利要求59-90中任一项所述的滤板，其中所述螺旋状多向通道的间距为约10.0至约100.0mm。
92.根据权利要求59-91中任一项所述的滤板，其中所述螺旋状多向通道以可堆叠的板构造形成。
93.根据权利要求59-92中任一项所述的滤板，其中所述可堆叠的板构造在1个板至25个板之间。
94.根据权利要求59-93中任一项所述的滤板，其中所述可堆叠的板构造在2个板至23个板之间。
95.根据权利要求59-94中任一项所述的滤板，其中所述可堆叠的板构造在3个板至20个板之间。
96.根据权利要求59-95中任一项所述的滤板，其中使用以下方法制造所述螺旋状的多向的可堆叠板：
-3-D打印；
-软刻蚀；
-光刻；
-注塑；
-吹塑；
-铸造；
-机械加工；
-车削；
-钻削；
-镗削；
-铰削；
-电火花加工(EDM)；或
-铣削。
97.根据权利要求59-96中任一项所述的滤板，其中使用选自以下的方法组装所述螺旋状的多向的可堆叠板构造：螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒、外套筒、基板、心轴、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造。
98.根据权利要求59-97中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是挤出的。
99.根据权利要求59-98中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是挤出的聚碳酸酯管。
100.根据权利要求59-99中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是封闭的。
101.根据权利要求59-100中任一项所述的滤板，其中所述多向的可堆叠板构造被封闭在圆柱体内。
102.根据权利要求59-101中任一项所述的滤板，其中所述多向通道围绕心轴挤出。
103.根据权利要求59-102中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是注塑的聚碳酸酯。
104.根据权利要求59-103中任一项所述的滤板，其中所述多向通道被并入围绕心轴形成的壳体中。
105.根据权利要求59-104中任一项所述的滤板，其中所述多向通道被并入围绕心轴形成的所述壳体的内表面中。
106.根据权利要求59-105中任一项所述的滤板，其中所述多向通道被并入围绕心轴形成的所述壳体的外表面中。
107.根据权利要求59-106中任一项所述的滤板，其中所述多向通道被并入围绕心轴形成的壳体中并且包含在圆柱体内。
108.根据权利要求59-107中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是可堆叠的并且包含在圆柱体内。
109.根据权利要求59-108中任一项所述的滤板，其中所述多向通道是可堆叠的并且包含在圆柱体内，
其中使用第一多肽功能化第一多向通道，并且
其中使用第二多肽功能化第二多向通道。
110.根据权利要求59-109中任一项所述的滤板，其中所述第一多肽包括多黏菌素。
111.根据权利要求59-110中任一项所述的滤板，其中所述第二多肽包括万古霉素。
112.根据权利要求59-111中任一项所述的滤板，其中包含在圆柱体内的所述可堆叠的多向通道形成使用连接管连接的单个装置，
其中所述通道在所述单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。
113.根据权利要求59-112中任一项所述的滤板，其中形成单个装置的包含在所述圆柱体内的所述可堆叠的多向通道可以连接至在线过滤系统。
114.根据权利要求59-113中任一项所述的滤板，其中所述在线过滤系统是渗析系统。
115.一种用于捕获和吸附目标血源性物质的装置，其包括：
片材，所述片材包括具有至少一个入口和至少一个出口的螺旋状流体通道；
所述螺旋状流体通道包括至少一个内壁；
附接到所述片材的心轴，其中所述片材围绕所述心轴卷绕以产生螺旋形状；以及
涂覆在所述片材的所述至少一个内壁的至少一部分上的物质，所述片材包括所述螺旋状流体通道。
116.根据权利要求115所述的装置，其中所述物质选自：抗体、交联剂、肽、蛋白质、抗生素、聚合物、胺、聚醚、氨基酸、适体、肿瘤坏死因子、黏着受体、E-选择蛋白、细胞因子、化疗剂、细菌群体感应蛋白、细菌群体感应受体和生物制剂。
117.根据权利要求115或116所述的装置，其中涂覆所述通道壁的物质包括固定的、共价键合的多肽抗生素。
118.根据权利要求115-117中任一项所述的装置，其中所述共价键合的多肽抗生素是多黏菌素。
119.根据权利要求115-118中任一项所述的装置，其中固定的多黏菌素的量为至少0.5mM。
120.根据权利要求115-119中任一项所述的装置，其中固定的多黏菌素的量为约1.0至约50.0mM。
121.根据权利要求115-120中任一项所述的装置，其中所述共价键合的多肽抗生素是万古霉素。
122.根据权利要求115-121中任一项所述的装置，其中固定的万古霉素的量为至少0.5mM。
123.根据权利要求115-122中任一项所述的装置，其中固定的万古霉素的量为约1.0至约50.0mM。
124.根据权利要求115-123中任一项所述的装置，其中涂覆所述通道壁的物质包括选自以下的固定的交联剂：六亚甲基二胺、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、N-羟基琥珀酰亚胺酯和甘氨酸。
125.根据权利要求115-124中任一项所述的装置，其中待固定至所述基材的六亚甲基二胺交联剂是约1％至约20％(v/v)的水溶液。
126.根据权利要求115-125中任一项所述的方法，其中待固定至所述基材的交联剂是聚乙二醇或衍生物，其中所固定的量为约1.0至约50.0mM。
127.根据权利要求115-126中任一项所述的装置，其中所述片材是多向的。
128.根据权利要求115-127中任一项所述的装置，其中所述多向通道由至少一种具有至少一个表面暴露的官能团的热塑性聚合物基材组成。
129.根据权利要求115-128中任一项所述的装置，其中所述热塑性聚合物基材具有至少一个选自以下的表面暴露的官能团：羰基、羧基、醇基、氨基、氯基、苯乙烯基、α-卤代酰基、苄基、异氰酸基，以及其他聚合物或共聚物，例如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯丙烯酸、丙烯腈、马来酸酐和甲基丙烯酸甲酯。
130.根据权利要求115-129中任一项所述的装置，其中所述基材是聚碳酸酯。
131.根据权利要求115-130中任一项所述的装置，其中所述装置是一次性的。
132.根据权利要求115-131中任一项所述的装置，其中所述多向通道的宽度为约0.01至约1,000.0mm。
133.根据权利要求115-132中任一项所述的装置，其中所述多向通道的宽度为约1.0至约10.0mm。
134.根据权利要求115-133中任一项所述的装置，其中所述多向通道的高度为约0.001至约100.0mm。
135.根据权利要求115-134中任一项所述的装置，其中所述多向通道的高度为约0.1至约10.0mm。
136.根据权利要求115-135中任一项所述的装置，其中所述多向通道的长度为0.1至10,000mm。
137.根据权利要求115-136中任一项所述的装置，其中所述多向通道的长度为约1.0至约3,000.0mm。
138.根据权利要求115-137中任一项所述的装置，其中所述多向通道是螺线状的。
139.根据权利要求115-138中任一项所述的装置，其中所述螺线状通道的最外曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。
140.根据权利要求115-139中任一项所述的装置，其中所述螺线状通道的最外曲率半径为约5.0至约100.0mm。
141.根据权利要求115-140中任一项所述的装置，其中所述螺线状多向通道在通道之间的距离为0.01至1,000mm。
142.根据权利要求115-141中任一项所述的装置，其中所述螺线状多向通道在所述螺线中的通道之间的距离为约1.0至约10.0mm。
143.根据权利要求115-142中任一项所述的装置，其中所述多向通道是螺旋状的并且围绕心轴制造。
144.根据权利要求115-143中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的曲率半径为约1.0至约1,000.0mm。
145.根据权利要求115-144中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的曲率半径为约5.0至约100.0mm。
146.根据权利要求115-145中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的间距为约1.0至约1,000.0mm。
147.根据权利要求115-146中任一项所述的装置，其中所述螺旋状多向通道的间距为约10.0至约100.0mm。
148.根据权利要求115-147中任一项所述的装置，其中所述片材围绕所述心轴卷绕1至100次。
149.根据权利要求115-148中任一项所述的装置，其中所述片材围绕所述心轴卷绕1至20次。
150.根据权利要求115-149中任一项所述的装置，其中所述片材围绕所述心轴卷绕1至5次。
151.根据权利要求115-150中任一项所述的装置，其中所述片材使用以下方法制造：
-3-D打印；
-软刻蚀；
-光刻；
-注塑；
-吹塑；
-铸造；
-机械加工；
-车削；
-钻削；
-镗削；
-铰削；
-电火花加工(EDM)；或
-铣削。
152.根据权利要求115-151中任一项所述的装置，其中使用以下方法组装所述装置：螺栓、粘合剂、粘结材料、热膨胀、树脂、环氧树脂、内套筒、外套筒、基板、盖玻片、固化、挤出焊接、接触焊接、高频焊接、摩擦焊接、激光焊接、超声焊接、溶剂焊接或铸造。
153.根据权利要求115-152中任一项所述的装置，其中所述多向通道是封闭的。
154.根据权利要求115-153中任一项所述的装置，其中所述装置被封闭在圆柱体内。
155.根据权利要求115-154中任一项所述的装置，其中使用第一多肽功能化第一多向通道，并且其中使用第二多肽功能化第二多向通道。
156.根据权利要求115-155中任一项所述的装置，其中所述第一多肽包括多黏菌素。
157.根据权利要求115-156中任一项所述的装置，其中所述第二多肽包括万古霉素。
158.根据权利要求115-157中任一项所述的装置，其中所述装置包含在圆柱体内，形成使用连接管连接的单个装置，其中所述通道在所述单个装置内从流动流体中捕获和去除革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和内毒素。
159.根据权利要求115-158中任一项所述的装置，其中形成单个装置的包含在所述圆柱体内的所述可堆叠的多向通道可以连接至在线过滤系统。
160.根据权利要求115-159中任一项所述的装置，其中所述在线过滤系统是渗析系统。
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