CN1293588A - 生物流体过滤方法及装置 - Google Patents

Abstract

提供了一生物流体处理或流体过滤系统,其具有新型的开环和闭环处理系统,其中在处理过程中输入和输出系统(55)的气体以这样的一方式通过在上游和/或下游进气或出气壳体或通气口(64,71)内的一多孔介质(67),以致于阻止被处理或被过滤的流体接触壳体或通气口(64,71)。每一壳体或通气口(64,71)通过其各输送管线(50,54)内的一柱腔气体而与流体隔开。上游进气壳体或通气口(64)与未过滤的生物流体相连,并且下游进气壳体或通气口(71)与被过滤的生物流体相连。

Description

生物流体过滤方法及装置

本发明涉及用于将生物流体处理成其具有治疗价值成分的一方法和装置。尤其是，本发明涉及用于将捐献的血液处理成其具有治疗价值成分的一方法和装置。更特别的是，本发明涉及用于将捐献的血液处理成其具有治疗价值成分的一改进的方法和装置，其使用改进的开环和闭环系统来充分地增加从捐献的血液中对所有血液制品的回收。

用于处理血液的方法和装置在现有技术中是周知的。授予Djerassi的美国专利US3892236表示了用于从一献血者连续地抽取血液的装置，该装置迫使献血者的血液在体外循环，以分离粒细胞，并且在缺少白细胞的整个血液的重力作用下返回献血者。

授予Matkovich的美国专利US 5126054表示了一排气装置，用于从一流体输送系统的输送管线排出气体，其包括一壳体、一装载在所述壳体内从而与输送管线相连的第一可沾湿流体的多孔膜、一叠置在所述多孔膜上第二不沾湿流体的相对壳体外侧可透气的多孔膜。只要第一多孔膜保持未被输送流体沾湿，输送系统内的气体就从该系统排出。

授予Matkovich的美国专利US 5451321表示了生物流体处理装置，其具有一进气口和／或一出气口。

虽然这些装置总体上说是满意的，但现有技术的一些方法和装置会有大量的生物流体滞留在血液处理装置的各元件上。虽然授予Matkovich的前述美国专利5451321提供了将滞留在血液处理系统的各元件内的流体回收的技术，即通过促使在被滞留的流体后的大量气体推动该流体通过这些元件并进入指定的收集袋中来回收，或者通过一压力差(例如重力头、压力管头、抽气泵等)将被滞留的流体吸引到指定的收集袋内来回收，但该系统仍然有一些缺陷。一个缺陷是其需要一个或多个不沾湿流体的可透气的膜。与可沾湿的膜相比，这一需要会导致成本增大。

因此，本领域的技术人员继续寻求能从生物流体处理系统最佳地回收生物流体、降低成本和易于使用的方法和装置，并且已经开发出新的开环和闭环系统及相应的方法，以完成这一目的。

现有技术的问题通过本发明而得以解决，本发明利用新型的开环和闭环生物流体处理系统，它们都采用了这样的构思，即气体输入和输出或者在该系统内，所述系统具有以这样的一方式布置或构造的输送管线，以致于阻止生物流体接触上游和下游进气或出气壳体或通气口(vents)，或者绕过流体过滤或白细胞减少装置。气体通过在上游和下游进气壳体或通气口内的一多孔介质而被输入和输出该生物流体处理系统。每一壳体或通气口通过输送管线内的一柱腔气体而与生物流体隔开和相连。上游进气壳体或通气口与未过滤的生物流体相连，并且下游进气壳体或通气口与被过滤的生物流体相连。

在本发明的一实施例中，提供了一种生物流体过滤装置，其包括：一具有一入口与一出口的流体过滤或白细胞减少装置；一在所述流体过滤或白细胞减少装置上游侧的并升高于其上方的且具有一出口的流体容器；一与所述流体容器的出口以及与所述流体过滤或白细胞减少装置的入口流体相连的第一导管；一在所述流体过滤或白细胞减少装置下游侧的并具有一入口的接收容器；一与所述接收容器的入口以及与所述流体过滤或白细胞减少装置的出口流体相连的第二导管；一上游侧进气口，其一端升高于所述流体容器之上方，另一端与所述第一导管流体相连；和一下游侧进气口，其一端升高于所述流体容器之上方，另一端与所述流体过滤或白细胞减少装置流体相连。

在本发明的另一实施例中，提供了一种闭环流体过滤或白细胞减少装置，其包括：一具有一入口与一出口的流体过滤或白细胞减少装置；一在所述流体过滤或白细胞减少装置上游侧的并升高于其上方的且具有一出口的流体容器；一与所述流体容器的出口以及与所述流体过滤或白细胞减少装置的入口流体相连的第一导管；一在所述流体过滤或白细胞减少装置下游侧的并具有一入口的接收容器；一与所述接收容器的入口以及与所述流体过滤或所述流体减少装置的出口流体相连的第二导管；和一与所述流体容器及所述接收容器流体相连的旁通管线，并且其具有一升高于所述流体容器之上方的回弯部分。

在本发明的再一实施例中，取消了上游进气口，并且下游进气口被连接到接收容器上而不是流体过滤或白细胞减少装置上。

在本发明的又一实施例中，可以取消下游侧进气口。

在本发明的还一改型中，上游进气壳体或通气口与下游进气壳体或通气口可以是同一入口装置的一部分。

因此，本发明的一目的是提供一改进的用于过滤生物流体的方法和装置。

本发明的另一目的是提供一打开的气体通气口，其防止气体过早进入生物流体处理系统内的流体流中。

本发明的再一目的是提供一开环生物流体处理系统，其带有输送管线或导管，所述的管线或导管以这样的方式布置或构造，以致于阻止生物流体接触上游和下游进气壳体或通气口，或者绕过生物流体减少装置。

本发明的又一目的是提供一较宽范围的材料选择，其可用于生物流体过滤系统的进气壳体或出气壳体或通气口内。本发明不需可沾湿的膜件。本发明的膜件选择不受限制。

本发明的还一目的是提供具有前述特性的一系统，其中气体经上游和下游通气口内的多孔介质输入和输出该生物流体处理装置。

本发明的再一目的是提供具有前述特性的一开环系统，其中每一通气口通过输送管线或导管内的一柱腔气体而与生物流体隔开或相连。

本发明的还一目的是提供具有前述特性的一开环生物流体过滤系统，其中上游进气壳体或通气口以及下游进气壳体或通气口可以是同一入口装置的一部分。

本发明的又一目的是提供一种闭环生物流体过滤系统，其具有一绕过生物流体过滤装置的旁通管线，该旁通管线这样布置，以致于一柱腔气体将过滤装置上游侧的未被过滤的生物流体与生物流体过滤装置下游侧的已被过滤的生物流体隔开。

本发明的另一目的是提供一种开环生物流体过滤系统，其具一有升高于生物流体容器的高度之上方的开环生物流体过滤系统，并且具有一被连接到生物接收流体容器上的附属袋。

参照作为说明书一部分的附图，通过下列描述及所附的权利要求书，本发明的进一步的目的和优点将显而易见，其中在几个附图中相同的参考符号表示相应的部件。

图1是一现有技术的生物流体过滤系统的一正面图；

图2是本发明一实施例之构造的一正面图；

图3是表示图2所示构造的一改型的正面图；

图4是表示图2所示构造的另一改型的正面图；

图5是表示图2所示构造的再一改型的正面图；

图6是本发明一实施例的一闭环构造的正面图；

图7是表示图6所示构造的一改型的正面图；

图8是表示图6所示构造的另一改型的正面图；

图9是表示图6所示构造的再一改型的正面图；

图10是表示图6所示构造的还一改型的正面图；

图11是表示图6所示构造的又一改型的正面图；

图12是本发明一实施例的构造的一正面图，其利用一附属袋。

授予Matkovich的美国专利US5451321表示了用于例如血液的生物过滤处理的一生物流体处理装置。Matkovich的装置的一例子示于图1。该装置具有一通过一第一导管31连接到一白细胞减少装置32的血液收集袋30。白细胞减少装置32由一第二导管33连接到一血液接收袋34。一带有一盖或帽36的进气口35在所述收集袋30的下游侧设置成与第一导管31流体相连，并且一出气口37在白细胞减少装置32的下游侧设置在第二导管33内。

在现有技术的一实施例中，一第一夹具38在血液收集装置30的下游侧和进气口35的上游侧设置在第一导管31上，并且一第二夹具39在出气口37的下游侧设置在第二导管33上。在一典型的操作中，血液收集袋30被消毒并且如所示地连接到导管31上。除盖或帽36外，一进气口35被包括在一壳体41和一多孔介质隔板42内。隔板42的附加细节可通过参考美国专利US5451321获得。

在进行血液处理之前，进口夹具38、出口夹具39以及进气口35都被闭合。通过打开进口夹具38来启动血液处理，并且允许血液从血液收集袋30排出。一柱腔血液流经第一导管31进入白细胞减少装置32内，排出血液处理系统中的任何气体。没有血液进入进气装置35内，因为进气口被封闭。排出的气体从系统经出气口37排出，因为第二夹具39闭合。当几乎所有的气体从第一导管31和第二导管33的通向出气口37的部分排出时，多孔介质被血液沾湿，并且血流占据或停止在出气口37内的液相载体处。

一旦出气口37被沾湿，第二或出口夹具39就被打开，并且过滤的血液流入血液接收袋34内。在打开出口夹具之前不需封闭出气口37，因为出气口被沾湿的多孔介质所密封。血液从可折叠收缩的血液容器或袋30流过白细胞减少装置32并进入血液接收袋34内，直到在系统内达到平衡并且血液停止流动。在此时刻，所有的血液没有经白细胞减少装置32进行处理。第一导管31、过滤装置32和第二导管33被充满血液。

从进气口35拆下盖或帽36，就允许气体进入处理系统并驱动血液流经白细胞减少装置32。但是，由于白细胞减少装置32内的过滤介质32A被沾湿，当气体充满过滤器的上游侧腔时血流就停止。当血流停止时，就闭合第二或出口夹具39。

在此可以看出，白细胞减少装置32的下游侧以及整个第二导管33都充满血液。对于日益增大的血液与血液制品的需要，本领域的技术人员致力于增大血液的回收，因此余留在现有技术装置中的这样一相对大量的血液不再令人满意。

为了解决在现有技术装置中存在的回收问题，已开发出图2所示的开环构造。示出了一生物流体过滤系统44，其具一有带一过滤介质46、一入口47与一出口48的白细胞减少装置45。该白细胞减少装置可以是例如暂定申请系列号60／083484中所示的生物流体过滤器，其在此被引为参考；或者是任何其它合适的流体过滤或白细胞减少装置。

一血液容器49设置在所述白细胞减少装置45的上游侧并被升举于其上方。血液容器49经第一导管50被连接到所述白细胞减少装置45上或与其流体相连。

在所述白细胞减少装置45的下游侧还设有一血液接收容器52。白细胞减少装置45经第二导管54被连接到血液接收容器52上。一上游侧进气口56设置成与所述第一导管50流体相连，并且一下游侧进气口58设置成在所述过滤介质46的下游侧与所述白细胞减少装置45流体相连。

可以设置一入口夹具60和一出口夹具61。应当理解也可设置一个或多个入口夹具60和／或出口夹具61，这仍然在本发明的范围之内。

上游侧进气口56可以采用一排气管线62的形式，其被连接到一上游进气壳体64上。排气管线62可具有一U形部分62A，以防止将气体吸入生物流体过滤系统44内，直到基本上所有的生物流体已经从生物流体容器49中排出为止。排气管线62的另一端应当在一足够的高度处，从而其总是位于生物流体容器49内的流体液位之上。

上游进气壳体或通气口64具有一入口65和一出口66。以密封的关系置于入口65与出口66之间的是至少一层多孔介质67。该多孔介质可以是例如一细菌滞留介质、一病毒滞留介质或其它合适的介质。

下游进气口58用一类似的方式可包括一第二排气管线70，该管线被连接到一下游进气壳体或通气口71上，所述进气壳体或通气口具有一入口72与一出口73。一盖或其它封闭件74可用来打开与关闭入口72。置于壳体71内、并在入口72与出口73之间的是一第二多孔介质76。第二多孔介质76也可以是例如一细菌滞留介质、一病毒滞留介质或其它合适的介质。

如所述，上游进气壳体64与下游进气壳体71可以设置在一单个新型的入口装置80内，该入口装置80具有一隔板或壁81，所述隔板或壁81防止在上游进气口多孔介质67与下游进气口多孔介质76之间流体相连。上游介质67与下游介质76可以由一单片件构成。

上游进气口56与下游进气口58可以设置在任何实用的位置，只要它们所设置的位置使得被过滤的血液制品从不接触多孔介质67即可。在优选实施例中，所示的容纳在壳体64内的多孔介质67被举升于血液容器49之上方，但其它的位置仍然在本发明的范围之内。

在本发明实施例的血液处理方法中，入口夹具60与出口夹具61首先被闭合。覆盖下游进气装置、壳体或壳体部分71的盖或封闭件74也处于在位。

通过打开入口夹具60并允许生物流体流经第一导管50来启动血液处理。当流体流过交汇处50A时，一些流体将经排气管线62流入上游进气口56内。在交汇处50A与回弯部分的底部62A之间、一预定的所希望长度(参见图2中的尺寸A)的一柱腔流体可防止气体进入系统内，直到基本上所有的生物流体已经从生物流体容器49内排出。

上游侧通气口可以被考虑作为测量交汇处50A之压力的一压力计。当生物流体容器49内的流体的高度下降时，在交汇处50A的压力降低，因此排气管线62内的流体的高度也降低。当基本上所有的生物流体已从生物流体容器49内排出时，作用在排气管线62内的流体柱腔上的大气压力将促使在上游进气口56内的所有流体排入导管50内。容纳在上游进气管线62内的剩余流体被排入导管50内，因为上游进气口向大气开口。因此，图2中的尺寸A必须有足够的距离，从而产生上述次序的作用。在此，在过滤介质46下游的白细胞减少装置45和在白细胞减少装置45与血液接收容器52之间的第二导管54内都充满有过滤的生物流体。

在白细胞减少装置45内的过滤介质46下游侧的被过滤的生物流体或血液此时可以通过打开覆盖下游进气装置、壳体或壳体部分71的盖或封闭件74来回收。代替盖74，可以在第二排气(管线)70上使用一夹具(未示出)。

在该步骤后几乎所有的以前被现有技术的装置未回收的血液都在血液接收容器52内。在接收容器52和／或在血液接收容器52的断开点下游侧的第二导管54内的任何气体可以通过轻轻地挤压血液接收容器52而被向上推回到第二导管54内，并且然后可闭合该出口夹具61。

此时很显然，图2所示的构造提供了一种从接收袋52内经白细胞减少装置45排出几乎所有的生物流体的容易的方法。另外，该优选实施例中的生物流体过滤系统44仅利用在入口装置80内的一单个壳体和一单层多孔介质，并且能回收几乎所有的被过滤的生物流体。该系统具有较少数量的部件，易于制造，并且能以一较低的每单位生物流体处理成本回收较多的生物流体。

图2所示构造的变型实施例表示在图3～5中，其中在几个附图中相同的数字表示相应的部件。本领域的普通技术人员通过前述描述容易理解它们的操作。

仅利用上游侧进气口56与一附属袋83的本发明的一改型示于图12中。附属袋83通过附属导管84而与血液接收容器52流体相连。附属夹具85打开和关闭附属导管84。在本发明的该实施例中，附属袋用来排出从接收容器52排出的气体。附属袋83的容积应当足以接收被排出的所有气体。在所有的血液已流入接收容器52内后，轻轻地挤压容器，直到所有的气体经附属夹具85排出，此时附属夹具85被闭合。

现参照图6，示出了一闭环生物流体过滤系统90。正如在本发明的前述实施例中的，具有一白细胞减少装置45，该装置带有一过滤介质46、一入口47和一出口48。过滤介质46以一密封的关系被置于入口47与出口48之间。系统90也包括一血液容器49，该容器通过第一导管50连接到白细胞减少装置45的入口47上。如前所述地设置入口夹具60。

设置在白细胞减少装置45下游侧的是一血液接收容器52。一第二导管54被连接在白细胞减少装置45的出口48与血液接收容器52的入口之间。代替上游侧进气口56与下游侧进气口58使用的是一旁通管线91，其可通过旁通夹具92打开和关闭。旁通管线91的一第一端与血液容器49在靠近其出口处流体相连，并且旁通管线91的另一端与血液接收容器52在靠近其入口处流体相连。旁通管线91的回弯部分93这样设置，从而当血液容器49充满血液时，血液将不会到达该回弯部分93，因而可以没有血液流过旁通管线。一个这样的位置示于图6中，其中该回弯部分93升高于血液容器49之上方。

代替回弯部分93，可以使用一单向阀或其它装置，从而一柱腔气体将总是使过滤装置的未过滤的生物流体与在白细胞减少装置45下游侧的已过滤的生物流体隔开。回弯部分93的位置以及旁通管线91也可以变化，以完成此目的。

本发明的闭环实施例的操作方法在几个方面不同于开环实施例所使用的方法。如图6所示，需要附加的旁通夹具92，因为没有设置在现有技术中所必需的进气口或出气装置。在开始血液处理之前，入口夹具60被闭合并且旁通夹具92打开。通过打开入口夹具60并且允许血液从血液容器49经第一导管50排入白细胞减少装置45内并且进入血液接收容器52内来启动血液处理。血液不会绕过白细胞减少装置45，因为旁通管线91的回弯部分93被升高到一足够的高度。在闭环的生物流体过滤系统90内的气体通过血液流入血液接收容器52中而被排出。当血液容器49接近其几乎排空的状态时，储存在接收容器52内的气体自动地流经旁通管线91进入血液容器49内，并且允许几乎所有的血液经白细胞过滤装置45进行处理。重要的是注意到此时在过滤介质46下游的白细胞减少装置45的腔内将充满血液，在白细胞减少装置与血液接收容器52之间的第二导管54也如此。如果有任何气体余留在接收容器52内，则可通过闭合出口夹具61、轻轻地挤压血液接收容器52并闭合旁通夹具92而被排入旁通管线91内。在本发明的包括闭环的生物流体过滤系统的该实施例中，在白细胞减少装置45内的过滤介质46下游侧的空腔没有将血液排尽，第二导管54也没有。但是，取消了现有技术的入口与出口装置，并且提供了一简化的系统。

闭环生物流体过滤系统90的附加改型被表示于图7～11中。本领域的普通技术人员通过前述描述可以理解它们的操作。

因此，通过仔细地研究在现有技术的生物流体过滤系统中存在的问题，申请人已开发了一种新型的用于生物流体过滤的方法和装置。

Claims (18)

1．一种白细胞减少系统，包括：

a)一具有一入口与一出口的白细胞减少装置，

b)一在所述白细胞减少装置上游侧的并升高于其上方的且具有一出口的血液容器，

c)一与所述血液容器的出口以及与所述白细胞减少装置的入口流体相连的第一导管，

d)一在所述白细胞减少装置下游侧的并具有一入口的接收容器，

e)一与所述接收容器的入口以及与所述白细胞减少装置的出口流体相连的第二导管，

f)一升高于所述血液容器内的流体高度之上方的上游侧进气口，所述的上游侧进气口与所述第一导管流体相连，和

g)一升高于所述血液容器内的流体高度之上方的下游侧进气口，并且其与所述白细胞减少装置流体相连。

2．如权利要求1所述的白细胞减少系统，其特征在于，还包括：

a)一被连接到所述上游侧进气口上的上游侧进气壳体。

3．如权利要求2所述的白细胞减少系统，其特征在于，还包括：

a)一被连接到所述下游侧进气口上的下游侧进气壳体。

4．如权利要求3所述的白细胞减少系统，其特征在于，还包括：

a)置于所述壳体的一入口与一出口之间的至少一层多孔介质。

5．如权利要求4所述的白细胞减少系统，其特征在于，还包括：

a)置于所述壳体的一入口与一出口之间的至少一层第二多孔介质。

6．如权利要求5所述的白细胞减少系统，其特征是：所述上游侧进气壳体置于一足够的高度处，从而被过滤的生物流体不会接触在所述上游侧进气壳体内的所述至少一层多孔介质。

7．如权利要求6所述的白细胞减少系统，其特征是：所述下游侧进气壳体位于一足够的高度处，从而被过滤的生物流体不会接触在所述下游侧进气壳体内的所述至少一层第二多孔介质。

8．如权利要求1所述的装置，其特征是：所述下游侧进气口与在一白细胞减少过滤器下游侧的所述白细胞减少装置流体相连，其中所述白细胞减少过滤器位于该白细胞减少装置内。

9．如权利要求8所述的装置，其特征是：上游侧进气壳体与下游侧进气壳体在同一高度处。

10．如权利要求9所述的装置，其特征是：上游侧进气壳体与下游侧进气壳体为同一入口装置的部件。

11．如权利要求1所述的装置，其特征是：省去所述下游侧进气口。

12．如权利要求1所述的装置，其特征是：所述下游侧入口被连接到所述第二导管上，并且省去所述上游侧进气口。

13．一种闭环白细胞减少系统，包括：

a)一具有一入口与一出口的白细胞减少装置，

b)一在所述白细胞减少装置上游侧的并升高于其上方的且具有一出口的血液容器，

c)一与所述血液容器的出口以及与所述白细胞减少装置的入口流体相连的第一导管，

d)一在所述白细胞减少装置下游侧的并具有一入口的接收容器，

e)一与所述接收容器的入口以及与所述白细胞减少装置的出口流体相连的第二导管，

f)一与所述血液容器和所述接收容器流体相连的旁通管线，并且具有升高于所述血液容器之上方的回弯部分。

14．如权利要求13所述的系统，其特征是：所述旁通管线与所述血液容器在靠近其底部处并且与所述导管流体相连，并且具有一升高于所述血液容器之上方的回弯部分。

15．一种白细胞减少系统，包括：

a)一具有一入口与一出口的白细胞减少装置，

b)一在所述白细胞减少装置上游侧的并升高于其上方的且具有一出口的血液容器，

c)一与所述血液容器的出口以及与所述白细胞减少装置的入口流体相连的第一导管，

d)一在所述白细胞减少装置下游侧的并具有一入口的接收容器，

e)一与所述接收容器的入口以及与所述白细胞减少装置的出口流体相连的第二导管，

f)一上游侧进气口，其一部分位于一足够的高度处，从而被过滤的生物流体不会接触位于一上游侧进气壳体内的一层多孔介质，所述的进气壳体被连接到所述上游侧进气口上，

g)一升高于所述血液容器之上方的下游侧进气口，并且其与所述白细胞减少装置流体相连，和

h)一被连接到所述上游侧进气口上的上游侧进气壳体，所述上游侧进气壳体包括

i)置于所述壳体的一入口与一出口之间的至少一层多孔介质。

16．如权利要求15所述的白细胞减少系统，其特征在于，还包括：

a)一被连接到所述下游侧进气口上的下游侧进气壳体，所述下游侧进气壳体包括

i)置于所述壳体的一入口与一出口之间的至少一层第二多孔介质。

17．如权利要求15所述的白细胞减少系统，其特征是：所述上游侧进气口包括一回弯部分，以防止气体进入所述白细胞减少系统内，直到基本上所有的被处理的生物流体已经从所述生物流体容器排出。

18．一种白细胞减少系统，包括：

a)一具有一入口与一出口的白细胞减少装置，

b)一在所述白细胞减少装置上游侧的并升高于其上方的且具有一出口的血液容器，

c)一与所述血液容器的出口以及与所述白细胞减少装置的入口流体相连的第一导管，

d)一在所述白细胞减少装置下游侧的并具有一入口的接收容器，

e)一与所述接收容器的入口以及与所述白细胞减少装置的出口流体相连的第二导管，

f)一上游侧进气口，其一部分位于一足够的高度处，从而被过滤的生物流体不会接触位于一上游侧进气壳体内的一层多孔介质，所述的进气壳体被连接到所述上游侧进气口、血液容器上，并且与所述白细胞减少装置流体相连，和

g)一被连接到所述上游侧进气口上的上游侧进气壳体，所述上游侧进气壳体包括

i)置于所述壳体的一入口与一出口之间的至少一层多孔介质。

Images