CS265063B1

CS265063B1 - Diagnostic column

Info

Publication number: CS265063B1
Application number: CS866957A
Authority: CS
Inventors: Pavel Mudr Cermak; Vaclav Mudr Csc Monhart; Jiri Mudr Csc Horak; Marie Prom Chem Csc Tlustakova; Miroslav Paroubek
Original assignee: Pavel Mudr Cermak; Vaclav Mudr Csc Monhart; Jiri Mudr Csc Horak; Marie Prom Chem Csc Tlustakova; Miroslav Paroubek
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1989-09-12
Also published as: EP0265690A2; EP0265690A3; CS695786A1; US4962036A

Description

Vynález se týká diagnostické kolony.

V lékařství je řada závažných horečnatých stavů vyvolaných mikrobiální infekcí, kdy původce onemocnění se v různém množství a po různě dlouhou dobu nachází v cirkulující krvi nemocné osoby. Běžný způsob jeho záchytu jednorázovým, byt opakovaným odběrem do nádobky s kultivačním mediem nedává uspokojivé výsledky.

Účinnou metodou záchytu v krvi přítomného mikrobiálního původce horečnatého infekčního onemocnění představuje diagnostická perfůze. Kolonou naplněnou částicemi ;sorbentu proudí po zvolenou dobu krev vyšetřované osoby. Při rychlosti průtoku 100 ml . min ¹projde kolonou za 60 minut veškerý krevní objem dospělé osoby.

V současné době je ve světě používán pouze jeden typ diagnostické hemoperfúzní kolony (Keller, F., Feldman, K., Abshagen, U. a kol. : Kliň. Wochenschr., 59 > 1981, č. 9, s. ^25-429,’ Matthaei, D., Kramer, P., Grieben, К. a kol. : Contr. Nephrol., 32, 1982, s. 175-180). Je to kolona plněna povrchově upraveným aktivním uhlím. Kolona má tělo ve tvaru nízkého, širokého válce, jehož oba konce jsou opatřeny z vnější strany závitem. Na tento závit jsou našroubovány zcela ploché koncovky, pod nimiž jsou těsně umístěny tvarové výlisky, sloužící jako sítka. Pro kultivaci je u tohoto typu kolon nutno kolonu otevřít odšroubováním koncovky a vyjmutím sítka. Pak.je možno zrna povrchově upraveného aktivního uhlí přenést do kultivačního media.

Podstata diagnostické kolony podle vynálezu, která je zhotovena z biokompatibilního materiálu, vnitřně hladká, s výhodou podélně žebrovaná, jejíž plášř sestává z válcovitého těla a kuželovitých koncovek, naplněná sorbentem, umístěným mezi přepážkami z porézního materiálu spočívá v tom, že válcovité tělo a koncovky jsou pevně spojeny a jejich objemový poměr je v rozmezí 1:0,3 až

1:5

265 063

Celkový vnitřní objem diagnostické kolony podle vynálezu je až 300 ml. Válcovité tělo kolony má objem asi 10 až 100 ml, celkový objem obou koncovek je zhruba 20 až 200 ml. Přepážky' oddělující sorbent mohou mít různou porozitu, přičemž přepážka u výstupní koncovky je s výhodou tvořena několika vrstvami o různé porozitě a to 2000 až 80, 15θ až 5θ > 80 až 20 mikrometrů.

Vnitřní plocha těla kolony může být s výhodou žebrovaná.

Diagnostická kolona dle vynálezu je naplněna sorbentem, s výhodou potaženým ochrannou vrstvou biokompatibilního polymeru methakrylátového nebo akrylátového typu v množství 0,01 až 20 $ hmot.

Diagnostická kolona podle vynálezu je schematicky znázorněna na následujících jkde na obr. 1 je podélný řez kolonou a na obr. 2 a 3 3θ vodorovný řez kolonou s žebrováním.

Na obr. 1 je zjednodušený řez diagnostickou kolonou podle vynálezu, která se skládá z válcovitého těla kolony 1, které je přes porézní přepážky 2^ а Д pevně oddělující sorbent 4 spojeno s kuželovitými koncovkami na nějž jsou připojeny přívodní hadičky _7. Na obr. 1 šipka S označuje směr proudění krve.

Obr. 2 a 3 schematicky zachycují vodorovné řezy kolonami s vyznačeným žebrováním. Žeber j6 muže být libovolný počet.

Materiál kolony musí být pevný, biokompatibilní, netrombo‘genní a musí snášet sterilizaci. Lze použít polypropylen, kopolymery etylen-propylen, polykarbonáty, teflon a podobně. Z ekono- , mického a zpracovatelského hlediska je nejvýhodnější polypropylen a kopolymer etylen-propylen. Tyto polymery lze zpracovávat vstři- r kováním nebo vyfukováním. Tvar kolony je vhodným kompromisem mezi požadavky na průtok krve a technicko-ekonomickými aspekty výroby. Kolona musí být vnitřně hladká, s výhodou opatřená podélným žebrováním 6, které pomáhá usměrnit tok krve, zmenšuje pohyb zrnek sorbentu a zvyšuje pevnost pláště. Tělo 1 kolony a kuželoi

26í> 063 vité koncovky 5 Jsou konstruovány tak, aby přechody mezi nimi byly zcela plynulé. Spojení tělo 1 - koncovka 5 ΰθ provedeno slepením nebo svařením^a to buď teplem, vysokofrekvenčně^nebo ultrazvukem.

Prostory koncovek J5 a těla 1 kolony jsou odděleny sítkem 2, 3, které slouží jednak jako opěra sorbentu 4 uvnitř kolony a zároveň zabraňuje vniknutí sorbentu do koncovky 5 nebo až do krevního řečiště pacienta. Sítka 2, 3. mohou být zhotovena z nerezavějící oceli, syntetické tkaniny nebo výlisku. Pro materiál platí stejné podmínky jako pro materiál pláště kolony. Je možné použít polypropylenovou či polysterovou tkaninu nebo polyuretan. Obě sítka 2, 3 mohou být stejné nebo různé hustoty. Hustší sítko je výhodné použít na výtokovém konci, kde působí jako ochrana před vniknutím trombů, vzniklých případně v koloně, do krevního řečiště pacienta. Takovou kolonu lze ale použít pouze jednosměrně a na plášri musí být vyznačen směr toku krve. Rozměry ok sítka se mohou pohybovat od 40 mikrometrů, horní hranice velikosti ok je dána velikostí zrn sorbenru. Sítka 2, 3. mohou být vrstvená, skládající se z několika vrstev různé porozity.

Sorbent 4 je plněn do kolony s isotonickým apyrogenním roztokem chloridu sodného před připojením výtokové koncovky se sítkem

2. Sorbentem může být aktivní uhlí/ s výhodou -vyrobené z kokosových skořápek nebo syntetické pryskyřice. Optimální velikost částic je 0,3 až 7 mm.

Naplněná kolona je pak uzavřena horní koncovkou, opatřena na obou koncích hadičkami 7 a sterilizována 2 hodiny při 120 °C v autoklávu.

Funkce kolony v mikrobiologické laboratoři :

Diagnostická kolona obsahuje mikrobiální buňky zachycené z krve pacienta na povrchu sorbeitu. 4. К jejich průkazu a dalšímu určení je nutná kultivace sorbentu v kultivačním mediu vhodném pro růst mikrobů. Diagnostická kolona podle vynálezu je řešena tak, aby bylo možné provádět kultivaci přímo v koloně v tekutém kultivačním mediu. Odpadá tak otevírání kolony, manipulace se sorbentem a tím možnost kontaminace jak obsahu kolony, tak labora t orního pe rs onálu.

.‘W - h 26í> 063

К manipulaci s tekutým obsahem kolony (vypuštění tekutého obsahu, plnění kultivačním mediem, vyočkování narostlé mikrobiální kultury) mohou sloužit hadičky 7 na obou koncích kolony, které lze snadno propíchnout injekční jehlou a pomocí injekční stříkačky manipulovat s tekutým obsahem. Při vypouštění tekutého, obsahu kolony je možné nasadit na konec hadičky kterou vniká do kolony vzduch, vzduchový filtr k zachycení případné vzdušné kontaminace.

Jako kultivační náplň lze použít všechny druhy tekutých kultivačních medií_z komerčních či laboratorně připravovaných. Množství kultivačního media musí být dostatečné taje, aby byly ponořeny všechny částice sorbentu ^4.

Mikroorganizmy se zachycují především v biologickém obalu, který vzniká na povrchu částic umístěných v krevním proudu. Při vzniku tohoto obalu hraje velkou roli systém srážlivosti krve. Na povrchu částic dochází ke vzniku fibrinové šitě, v níž se zachycují krevní destičky, malé množství červených a bílých krvinek a další korpuskulární částice včetně mikroorganizmů. Kromě prosté adherence mikroorganizmu k povrchu částic se uplatňuje zejména mechanické zachycení mikroorganizmů ve fibrinové síti i různé specifické a nespecifické receptory a ligandy.

Částice sorbentu mohou být vyrobeny z anorganické či organické hmoty, z jejich kombinací, z vrstvených materiálů, mohou být různého tvaru, velikosti a vnitřní struktury. Vhodné je použít materiál biokompatibilní, zamezí se tím vzniku a narůstání trombu na částicích. _

Diagnostická kolona podle vynálezu má oproti obdobným kolonám používaným ve světě řadu předností. Pevné spojení těla 1 koleny skoncovkaiá 5 zaručuje nezbytnou sterilitu kolony daleko lépe než ve světe používaný šroubový uzávěr, jehož těsnost může být sporná. Tím se podstatně prodlužuje doba expirace, t.j. doba použitelnosti kolony, což je výhodné nejen z výrobního hlediska, ale i z hlediska aplikovatelnosti v klinické praxi. Kolona dle vynálezu je konstruována tak, aby umožňovala kultivaci zachycených bakterií bez otevírání a manipulace s vlastním sorbentem. Je určena k práci v uzavřeném přísně sterilním systému, který prakticky vytluču jo možnost kontaminace z okolí, které by výsledky vyšetření zcela znehodnotilo. Současně je sníženo na minimum riziko infekce ošetřujícího personálu a laboratorních pracovníků. Umožňuje optimální podmínky pro zachycení a kultivaci bakterií z krve, čímž podstatně zlepšuje diagnostické možnosti septických stavů.

Vynález je blíže popsán v případech provedení, aniž se na ně omezuje.

Přiklad 1 ·

Diagnostická kolona o objemu 50 ml/ zhotovená z polypropylenu (sítka - velikost ok 290 mikrometrů)/naplněná aktivním uhlím z kokosových skořápek (Chemviron SC XII) a neupraveným povrchem, použitá к experimentu na zvířeti infikovaném tyčinkovítou bakterií Escherichia coli. Hemoperfuze byla prováděna 1 hodinu rychlostí 20 ml/min. Po 25 hodinách kultivace byla bakterie isolována z kultivačního media v koloně.

Příklad 2

Diagnostická kolona o objemu 30 ml/ zhotovená z polypropylenu (sítka velikosti ok 500 mikrometrů)/ naplněná aktivním uhlím s povrchem upraveným 3 $ hmot, póly(2-hydroxyethyl methakrylátu)_?použitá к experimentu na zvířeti infikovaném tyčinkovitou bakterií Escherichia coli. Hemoperfuze byla prováděna 1 hodinu rychlostí 20 ml/min. Po 24 hodinách kultivace byla bakterie isolována z kultivačního media v koloně.

Příklad 3

Diagnostická kolona o objemu 70 ml/ zhotovená z polypropylenu (sítka velikosti ok 300 mikrometrů)/naplněná aktivním uhlím z kokosových skořápek (Chemviron SC II) s povrchem upraveným 3 $ hmot póly(2—hydroxyethyl methakrylátu), použitá к experimentu na zvíře —

W ' . - -f H

265 063 ti infikovaném kokovitou bakterií Staphylococcus aureus. Hemoperfuze byla prováděna 1 hodinu rychlostí 20 ml/min. Po hodinách kultivace byla bakterie isolována z kultivačního media v koloně.

Příklad 4 .

Diagnostická kolona o objemu 50 ml_z zhotovená z polypropylenu (sítka velikost ok 290 mikrometru)/naplněná aktivním uhlím (Chemviron SC XII) s neupraveným povrchem, použitá к experimentu na zvířeti infikovaném kokovitou bakterií Staphylococcus aureus. Hemoperfuze byla prováděna 1 hodinu rychlostí 20 ml/min. Po 24 hodinách kultivace byla bakterie isolována z kultivačního media v koloně.

Příklad 5

Diagnostická kolona o objemu 150 ml z teflonu (sítka o velikosti ok - vstupní 200 mikrometrů, výstupní 75 mikrometrů)/naplněná styren-divinylbenzenovým kopolymerem (Synachrom E 5) byla použita к experimentu na zvířeti infikovaném tyčinkovitou bakterií Escherichia coli. Hemoperfuze byla prováděna 1,5 hodiny rychlostí 20 ml/min. Po 24 hodinách kultivace byla bakterie isolována z kultivačního media v koloně.

příklad 6

Diagnostická kolona o objemu 100 ml, zhotovená z teflonu (sítka o velikosti ok - vstupní 290·mikrometrů - výstupní vrstveně 150 mikrometrů, 35 mikrometru), naplněná styren-divinylbenzenovým kopolymerem (Persorb) byla použita к experimentu na zvířeti infikovaném tyčinkovitou bakterií Escherichia coli· Hemoperfuze byla prováděna 1 hodinu rychlostí 25 ml/min· Po 24 hodinách kultivace byla bakterie isolována z kultivačního media v koloně.

265 063

Příklad 7

Diagnostická kolona o objemu 300 ml, zhotovená z polypropylenu (sítka o velikosti od 214 mikrometrů), naplněná styren-divinylbenzenoiým kopolymerem (Persorb) s povrchem upraveným 0,1 % hmot, póly(2-hydroxypropylakrylátu), použitaf к experimentu na zvířeti infikovaném kokovitou bakterií Staphylococcus aureus. Hemoperfúze byla prováděna 2 hodiny rychlostí 18 ml/min. Po 24 hodinách kultivace byla bakterie z kultivačního media v koloně.

Claims

předmět Vynálezu'

Diagnostická kolona zhotovena z biokompatibilního materiálu, vnitřně hladká, s \7hodou podélně žebrovaná, jejíž pláší sestává z válcovitého těla a kuželovitých koncovek, naplněná sorbentem umístěným mezi přepážkami z porézního materiálu^vyznačující se tím, že válcovité tělo (1) a koncovky (5) jsou pevně spojeny a jejich objemoxý poměr je v rozmezí 1:0,3 až 1:5·