DE112020001865T5

DE112020001865T5 - Blutperfusionsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020001865T5
Application number: DE112020001865.2T
Authority: DE
Inventors: Reinhard Bornemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-12-30
Also published as: US20220176028A1; WO2020207912A1

Abstract

Die Erfindung betrifft verschiedene Behandlungsverfahren unter Verwendung einer neuen Blutperfusionsvorrichtung. Die Blutperfusionsvorrichtung umfasst eine Perfusionskammer, die mindestens ein Kompartiment A und mindestens ein Kompartiment B umfasst, wobei Kompartiment A eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem ersten Anschluss der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem zweiten Anschluss der Perfusionskammer steht, und Kompartiment B eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem dritten Anschluss der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem vierten Anschluss der Perfusionskammer steht, wobei Kompartiment A von Kompartiment B durch mindestens eine Membran getrennt ist, wobei die Membran konfiguriert ist, um zu verhindern, dass Zellen die Membran durchqueren.

Description

Technischer Bereich
Die Erfindung betrifft verschiedene Behandlungsverfahren unter Verwendung einer neuen Blutperfusionsvorrichtung. Die Blutperfusionsvorrichtung umfasst eine Perfusionskammer, die mindestens ein Kompartiment A und mindestens ein Kompartiment B umfasst, wobei Kompartiment A eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem ersten Anschluss der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem zweiten Anschluss der Perfusionskammer steht, und Kompartiment B eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem dritten Anschluss der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem vierten Anschluss der Perfusionskammer steht, wobei Kompartiment A von Kompartiment B durch mindestens eine Membran getrennt ist, wobei die Membran konfiguriert ist, um zu verhindern, dass Zellen die Membran durchqueren.
Hintergrund
Während der Schwangerschaft teilt eine Mutter jegliche metabolische Unterstützung mit dem heranwachsenden Kind durch die Plazenta der Mutter. Die Plazenta stellt eine funktionelle Schnittstelle zwischen dem Blutkreislauf der Mutter und dem Blutkreislauf des Fötus bereit. Sie stellt eine Blutzellbarriere (einschließlich für immunkompetente Zellen) und einen Stoffaustauscher zwischen mütterlichem und kindlichem Blutplasma für alle Moleküle dar, die kleiner als Blutzellen sind. Dieser Stoffaustauscher, die Plazenta, ist über eine Arterie und eine Vene auf der Seite der Mutter und eine Arterie und eine Vene auf der Seite des Kindes verbunden, die Gefäßwände zweier Blutkapillarsysteme in der Plazenta bilden dazwischen eine Membran, die nicht für Blutzellen, nur für Plasma durchlässig ist. Diese Schnittstelle ermöglicht es dem ungeborenen Kind, vollständig von den Leber-, Nieren-, Lungen- und anderen Organfunktionen der Mutter zu profitieren. Wenn eine Geburt eines Kindes vorzeitig auftritt, ist diese Lebenslinie irreversibel unterbrochen, die von der Mutter bereitgestellte Organunterstützungsfunktion steht dem Kind nicht mehr zur Verfügung. Da die Organe des Neugeborenen noch nicht vollständig entwickelt sind, sind oft mehrere schwere und lebensbedrohliche Situationen die unvermeidliche Folge.
Die klinische Therapie von akutem Leberversagen bei Kindern ist nur ein Beispiel, das nach wie vor eine Herausforderung darstellt. Akutes Leberversagen äußert sich in schwerer Enzephalopathie, Koagulopathie und anschließendem Multisystemorganversagen, was zu einer hohen Todesrate führt. Wenn ein Spenderorgan oder ein Teilorgan für die Transplantation verfügbar ist, wird eine Lebertransplantation als die beste Option angesehen, wobei 1-Jahres-Langzeitüberlebensraten 88 % übersteigen (Singer, Andrew L. et al. „Role of Plasmapheresis in the Management of Acute Hepatic Failure in Children." Annals of Surgery 234.3 (2001): 418-424). Eine Lebertransplantation oder eine partielle Lebertransplantation bei Frühgeborenen ist jedoch nicht möglich.
Die vorstehend genannten Probleme könnten in dieser besonderen Situation vermieden werden, indem die Plazenta der Mutter durch eine extrakorporale „künstliche Plazenta“ ersetzt wird, die es dem Kind ermöglicht, nach der Frühgeburt vorübergehend weiterhin von der extrakorporalen Organfunktion der Mutter zu profitieren.
Dementsprechend stellt die Erfindung eine medizinische Vorrichtung zur temporären extrakorporalen Blutperfusion mit einer Perfusionskammer bereit, die als ein Stoffaustauscher zwischen zwei Blutkreisläufen, die mit der Vorrichtung verbunden sind, dient.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft eine Blutperfusionsvorrichtung, die eine Perfusionskammer (1) umfasst, die mindestens ein Kompartiment A und mindestens ein Kompartiment B umfasst, wobei (a) Kompartiment A (4) eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem ersten Anschluss (2) der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem zweiten Anschluss (3) der Perfusionskammer steht, und (b) Kompartiment B (7) eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem dritten Anschluss (5) der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem vierten Anschluss (6) der Perfusionskammer steht, wobei Kompartiment A von Kompartiment B durch mindestens eine Membran getrennt ist, wobei die Membran konfiguriert ist, um zu verhindern, dass Zellen die Membran durchqueren. Vorzugsweise ist die Membran eine semipermeable Membran.
In einer Ausführungsform können die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit Schläuchen (9) und/oder einer Pumpe (14) verbunden sein.
In einer anderen Ausführungsform ist die Membran der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung ein Hohlfasermembransystem, wobei Kompartiment A sich innerhalb eines ersten Hohlfasermembransystems befindet, das den ersten Anschluss (2) und den zweiten Anschluss (3) verbindet, und Kompartiment B sich innerhalb eines zweiten Hohlfasermembransystems befindet, das den dritten Anschluss (5) und den vierten Anschluss (6) verbindet. In einer Ausführungsform befinden sich das erste Hohlfasermembransystem, das Kompartiment A umfasst, und das zweite Hohlfasermembransystem, das Kompartiment B umfasst, innerhalb desselben Kompartiments, d. h. Kompartiment C (15). Die Perfusionskammer kann einen zusätzlichen fünften Anschluss (10) und einen zusätzlichen sechsten Anschluss (11) umfassen, wobei der fünfte Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer ersten Öffnung von Kompartiment C steht und der sechste Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung von Kompartiment C steht, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit einem Zirkulationssystem (12) umfassend eine Pumpe (13) zum Hinzufügen eines Rezirkulationsflusses durch die Perfusionskammer verbunden sind.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung ein Kompartiment A und ein Kompartiment B, die durch mindestens eine planare Membran getrennt sind. Die Kompartimente A und B können zum Beispiel durch zwei planare Membranen getrennt sein, wodurch Kompartiment C (15) zwischen den planaren Membranen gebildet wird. Die Perfusionskammer kann einen zusätzlichen fünften Anschluss (10) und einen zusätzlichen sechsten Anschluss (11) umfassen, wobei der fünfte Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer ersten Öffnung von Kompartiment C steht und der sechste Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung von Kompartiment C steht, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit einem Zirkulationssystem (12) umfassend eine Pumpe (13) zum Hinzufügen eines Rezirkulationsflusses durch die Perfusionskammer verbunden sind.
In einem Aspekt ist die Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung mit einem Detektor ausgestattet. In einer Ausführungsform umfasst die Perfusionskammer (1), das Zirkulationssystem (12) oder die Pumpe (13) einen oder mehrere Detektoren. Der Detektor kann zum Beispiel ein Detektor zum Nachweisen von Druck, Flussrate, Temperatur, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, pH-Wert, CRP-Rotfarbe, Hämoglobin oder Blutzellen sein.
In einer Ausführungsform ist die Membran der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung semipermeabel und hat vorzugsweise einen Molekulargewichtsausschlusswert von 10 kDa - 800 kDa, mehr bevorzugt von bis zu 400 kDa.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Membran ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polysulfon, Polyethersulfon, Polypropylen, Polyamid und Cellulose, vorzugsweise Polyethersulfon. Die Membran ist vorzugsweise mikroporös.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Gehäuse der Perfusionskammer ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus PVC, Polypropylen, Polyurethan, Polyamid, Polyethylen, Polyethersulfon, Polystyrol und Silikongummi.
In einer Ausführungsform liegen das erste Hohlfasermembransystem, das Kompartiment A umfasst, und das zweite Hohlfasermembransystem, das Kompartiment B umfasst, und gegebenenfalls die Achse, die den fünften Anschluss (10) und den sechsten Anschluss (11) verbindet, in paralleler Ausrichtung vor.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Perfusionskammer der Erfindung einen oder mehrere zusätzliche Anschlüsse zur direkten Injektion von medizinischen Medikamenten, zusätzlichem Plasma oder Plasmaproteinen und Sensoren, die physikalische Eigenschaften, chemische Eigenschaften und Substanzen in der Vorrichtung messen, wobei die zusätzlichen Anschlüsse vorzugsweise in direkter fluidischer Verbindung mit Kompartiment C stehen.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung eine Steuereinheit. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um eine Flussrate von 1-350 ml/min an dem ersten Anschluss (2) und dem zweiten Anschluss (3) sowie an dem dritten Anschluss (5) und dem vierten Anschluss (6) bereitzustellen. Vorzugsweise wird die Flussrate durch eine oder mehrere Pumpen (14) eingestellt.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung konfiguriert, um eine Differenz zwischen der Flussrate durch Kompartiment A und Kompartiment B von weniger als 1 % bereitzustellen, um einen Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in das Kompartiment B zu vermeiden.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung konfiguriert, um eine Differenz zwischen der Flussrate durch Kompartiment A und Kompartiment B bereitzustellen, die zwischen 1 % - 20 % beträgt, um einen Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in Kompartiment B zu erzeugen.
In einer Ausführungsform umfasst die Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung einen oder mehrere Anschlüsse, die aus PVC, Polypropylen, Polyamid, Polyethylen oder Polyethersulfon hergestellt ist/sind oder dieses umfasst/umfassen.
In einer Ausführungsform umfasst die Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung eine Pumpe (13) oder eine Pumpe (14), wobei die Pumpe ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Zentrifugalpumpe, Fingerabdruckschlauchpumpe und Rollerschlauchpumpe.
In einer Ausführungsform ist die Blutperfusionsvorrichtung oder die Steuereinheit der Erfindung konfiguriert, um einen Fluss durch Kompartiment A zu ermöglichen, der dem Fluss durch Kompartiment B entgegengerichtet ist
In einer anderen Ausführungsform ist die Blutperfusionsvorrichtung oder die Steuereinheit so konfiguriert, dass die erste Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem ersten Anschluss (2) steht, ein Einlass von Kompartiment A ist und die zweite Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem zweiten Anschluss (3) steht, ein Auslass von Kompartiment A ist, und die erste Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem dritten Anschluss (5) steht, ein Einlass von Kompartiment B ist und die zweite Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem vierten Anschluss (6) steht, ein Auslass von Kompartiment B ist.
In einer anderen Ausführungsform ist die Blutperfusionsvorrichtung oder die Steuereinheit so konfiguriert, dass die erste Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem ersten Anschluss (2) steht, ein Einlass von Kompartiment A ist und die zweite Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem zweiten Anschluss (3) steht, ein Auslass von Kompartiment A ist, und die erste Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem dritten Anschluss (5) steht, ein Auslass von Kompartiment B ist, und die zweite Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem vierten Anschluss (6) steht, ein Einlass von Kompartiment B ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Perfusionskammer der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung ein Hohlfasermembransystem, wobei Kompartiment A sich innerhalb eines ersten Hohlfasermembransystems befindet, das den ersten Anschluss (2) und den zweiten Anschluss (3) verbindet, und Kompartiment B sich innerhalb eines zweiten Hohlfasermembransystems befindet, das den dritten Anschluss (5) und den vierten Anschluss (6) verbindet. In einer Ausführungsform befinden sich das erste Hohlfasermembransystem, das Kompartiment A umfasst, und das zweite Hohlfasermembransystem, das Kompartiment B umfasst, innerhalb desselben Kompartiments, d. h. Kompartiment C (15). Die Perfusionskammer kann einen zusätzlichen fünften Anschluss (10) und einen zusätzlichen sechsten Anschluss (11) umfassen, wobei der fünfte Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer ersten Öffnung von Kompartiment C steht und der sechste Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung von Kompartiment C steht, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit einem Zirkulationssystem (12) umfassend eine Pumpe (13) zum Hinzufügen eines Rezirkulationsflusses durch die Perfusionskammer, vorzugsweise durch das Kompartiment C der Perfusionskammer, verbunden sind.
In einer Ausführungsform ist die Blutperfusionsvorrichtung oder die Steuereinheit der Blutperfusionsvorrichtung so konfiguriert, dass die erste Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem fünften Anschluss (10) steht, ein Einlass von Kompartiment C ist und die zweite Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem sechsten Anschluss (11) steht, ein Auslass von Kompartiment C ist.
In einer Ausführungsform ist die Blutperfusionsvorrichtung oder die Steuereinheit der Blutperfusionsvorrichtung so konfiguriert, dass die erste Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem fünften Anschluss (10) steht, ein Auslass von Kompartiment C ist und die zweite Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem sechsten Anschluss (11) steht, ein Einlass von Kompartiment C ist.
In einer Ausführungsform ist die Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung oder die Steuerung so konfiguriert, dass die Flussrate an dem ersten Anschluss (2) und an dem zweiten Anschluss (3) und/oder an dem dritten Anschluss (5) und an dem vierten Anschluss (6) 1-350 ml/min beträgt. In einer anderen Ausführungsform beträgt die Flussrate für ein Lebewesen, das ein Baby ist, 1-50 ml/min, beträgt die Flussrate für ein Lebewesen, das ein Kind ist, 10-150 ml/min, beträgt die Flussrate für ein Lebewesen, das ein Erwachsener ist, 20-350 ml/min, vorzugsweise 100-150 ml/min.
In einer Ausführungsform wird die Flussrate durch eine Pumpe (14) eingestellt.
In einer anderen Ausführungsform wird die Flussrate durch das Zirkulationssystem (12) vorzugsweise durch die Pumpe (13) eingestellt.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren Verbinden eines ersten und eines zweiten Lebewesens mit der Blutperfusionsvorrichtung. Das Verfahren umfasst Betreiben der Blutperfusionsvorrichtung in einer Weise, die es ermöglicht, dass das Blut des ersten Lebewesens in Kompartiment A (4) der Perfusionskammer eintritt, und die es ermöglicht, dass das Blut des zweiten Lebewesens in Kompartiment B (7) der Perfusionskammer eintritt. Das Verfahren kann bei einem Verfahren zum Behandeln oder Verhindern eines Zustands, vorzugsweise eines hierin nachstehend beschriebenen Zustands, verwendet werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Behandlung oder Verhinderung eines Zustands, wobei das Verfahren (a) Verbinden eines ersten Lebewesens mit dem ersten Anschluss (2) und dem zweiten Anschluss (3) der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung und Verbinden eines zweiten Lebewesens mit dem dritten Anschluss (5) und dem vierten Anschluss (6) der Blutperfusionsvorrichtung und (b) Ermöglichen, dass das Blut des ersten Lebewesens in Kompartiment A (4) der Perfusionskammer eintritt, und Ermöglichen, dass das Blut des zweiten Lebewesens in Kompartiment B (7) der Perfusionskammer eintritt, umfasst, wobei die Behandlung einen Stoffaustausch zwischen Blutplasma des ersten Lebewesens und des zweiten Lebewesens umfasst, wobei das erste Lebewesen vorzugsweise ein gesundes Lebewesen ist und das zweite Lebewesen einer Behandlung bedarf.
In einer Ausführungsform bedarf das zweite Lebewesen einer Blutplasmabehandlung.
In einer anderen Ausführungsform ist das erste Lebewesen durch normale Organfunktionen und normale Plasmazusammensetzung gekennzeichnet und das zweite Lebewesen ist durch mindestens eine defiziente Organfunktion und eine defiziente Blutplasmazusammensetzung gekennzeichnet.
In einer Ausführungsform ist das defiziente Organ des zweiten Lebewesens die Niere, die Leber oder die Lunge. Vorzugsweise ist das defiziente Organ des zweiten Lebewesens die versagende Niere bei akutem oder chronischem Nierenversagen, die Leber bei akutem, chronischem oder akut-auf-chronischem Leberversagen oder die Lunge mit beeinträchtigter Oxygenierungsfunktion oder Kohlenstoffdioxidentfernungsfunktion.
In einer Ausführungsform ist die Leber von einer akuten, akut-auf-chronischen oder chronischen Lebererkrankung betroffen, die mit einem oder mehreren aberranten leberbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Bilirubin und pH-Wert.
In einer Ausführungsform ist die Niere des zweiten Lebewesens von einer akuten oder chronischen Nierenerkrankung betroffen, die mit einem oder mehreren aberranten nierenbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Harnstoff, Wasserkreatin und Elektrolyten, einschließlich Kalium, Natrium, Chlorid, Magnesium, Calcium.
In einer Ausführungsform bedarf das zweite Lebewesen einer Nierendialyse oder Hämodialyse.
In einer Ausführungsform ist die Lunge des zweiten Lebewesens von einer akuten, akut-auf- oder chronischen Lungenerkrankung betroffen, die mit einem oder mehreren aberranten lungenbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus pH-Wert, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid.
In einer Ausführungsform ist das zweite Lebewesen von einem Multiorganversagen betroffen.
In einer Ausführungsform ist das Blutplasma des zweiten Lebewesens gekennzeichnet durch einen aberranten Spiegel eines Hormons, Mediators und/oder Zytokins oder einen aberranten Spiegel einer Zytokin-regulierenden Organfunktion, wie von Sepsis, Schock und Multiorganversagen bekannt, einschließlich nicht-septischem Multiorganversagen nach Trauma.
In einer Ausführungsform ist der Zustand, der behandelt oder verhindert wird, ein Zustand oder beinhaltet diesen, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer Schwäche von Knochen mit Knochenverlust und Knochenbrüchen (Osteoporose), einem Verlust von Muskelkraft oder Muskelgewebe (Muskeldystrophien), einem Verlust von Bindegewebsstärke (Gelenkknorpelschwäche), einem Verlust von Haarstärke und -dicke, einem Verlust von Hautfestigkeit und -dicke, einem altersbedingten Zustand (wie Schwäche des Muskel-Skelett-Systems), einer Integritätsschwäche von Geweben und Organen (wie Knorpel, Gelenke, Sehnen), einer Unterfunktion von Geweben und Organen (wie Niere, Lunge, Leber), einer Fehlfunktion von Geweben und Organen (wie Leber und der mit weißen Blutzellen in Beziehung stehenden Mediator-Homöostase), einer Nichtfunktion von Geweben und Organen (wie Niere, Lunge, Leber), einer Deregulierung des onkotischen Drucks (z. B. als eine Folge von Leberversagen), einer Deregulierung der Osmolarität (z. B. als eine Folge von Nierenversagen), einem aberranten pH-Wert (z. B. als eine Folge von Leberversagen) und einem aberranten Elektrolytspiegel (z. B. als eine Folge von Nierenversagen).
In einer Ausführungsform ist der Zustand ein Zustand oder beinhaltet diesen, der bei dem zweiten Lebewesen einen aberranten Spiegel eines Mediators wie eines Zytokins einbezieht, wobei der Zustand vorzugsweise Schock, septischer Schock und Multiorganversagen ist.
In einer anderen Ausführungsform befindet sich das zweite Lebewesen in einer medizinischen Situation, die sich einem oder mehreren der vorstehenden Zustände nähert, und die Behandlung wird durchgeführt, um einen oder mehrere der vorstehenden Zustände, wie Multiorganversagen, zu verhindern.
In einer anderen Ausführungsform ist das zweite Lebewesen ein frühgeborenes Baby.
In einer anderen Ausführungsform ist das zweite Lebewesen ein Opfer eines schweren Traumas.
In einer anderen Ausführungsform ist das zweite Objekt ein Opfer bei militärischen Kampfsituationen.
Figurenliste

1:
1. A: Die Figur zeigt die einfachste Version einer Blutperfusionskammer gemäß der Erfindung. Eine durch eine Membran in zwei getrennte Kompartimente (4) und (7) geteilte Kammer kann mit Blutschläuchen verbunden werden, und durch jedes der Kompartimente kann Blut gepumpt werden. In diesem Fall sind zwei unabhängige Blutkreisläufe verbunden: der erste Kreislauf beginnt bei Anschluss (2) und endet bei Anschluss (3) und der zweite beginnt bei Anschluss (5) und endet bei Anschluss (6). Die großen Pfeile weisen auf die Blutflussrichtung hin (in dieser Illustration mit Betrieb mit gleichgerichtetem Fluss). Die Kammer ist durch eine semipermeable Membran, in diesem Fall eine Flachfolienmembran, vertikal in der Mitte der Zeichnung von 1 getrennt, und die Membran trennt den Blutfluss auf beiden Seiten der Kammer und somit in beiden Blutkreisläufen, links und rechts. Diese Membran weist einen Molekulargewichtsausschlusswert von zum Beispiel etwa MW400000 auf und verhindert daher einen Durchgang von viel größeren Blutzellen, einschließlich blutgruppentragender Erythrozyten und Immunzellen, von einer Seite zu der anderen, ermöglicht jedoch einen Durchgang des Blutplasmas zwischen den einzelnen Teilen der Kammer. Daher wird zwischen beiden Blutkreisläufen eine Immunbarriere bereitgestellt, während beide Blutkreise die Moleküle in dem Plasma ungehindert austauschen können - die kleiner als Blutzellen und auch kleiner als zum Beispiel MW 400000 sind. Ein wichtiges Molekül, das ausgetauscht werden soll, ist z. B. das Trägerprotein Albumin, das einen MW von 60000 hat und somit die Membran von beiden Seiten des Blutkreislaufs ungehindert hin und her passieren kann.
2. B: Die Figur zeigt eine Verbesserung der in 1A gezeigten Konfiguration. Die Kammer umfasst zwei Membranen, die dem gleichen Zweck dienen und ein neues Kompartiment (15) bilden. Es lassen sich jedoch zwei Vorteile beschreiben: a) ein Blutzellverlust bei einer ersten Membran führt nicht zu einem Blutzellverlust in den zweiten Blutkreislauf und außerdem kann der Blutzellverlust in diesem Kompartiment (15) sofort nachgewiesen werden, z.B. durch Nachweisen der Farbe der roten Blutzellen mit einem Farbindikator in dem Kompartiment, b) durch Hinzufügen eines dritten Kreislaufs (14), der bei Anschluss (10) beginnt und bei Anschluss (11) endet, kann ein verstärkter Fluss des Blutplasmas in das neue Kompartiment (15) zwischen den Membranen ermöglicht werden, und damit wird der Plasmastoffaustausch zwischen den beiden Blutkreisläufen verbessert. Ein Blutzellensensor kann an den dritten Kreislauf (14) oder an Kompartiment (15) angeschlossen oder in diesen/dieses eingefügt werden.
2 (A-G): Diese Figur zeigt eine Blutperfusionskammer, die zwei Hohlfasermembransysteme anstelle der in 1 gezeigten Flachfolienmembranen umfasst. Verschiedene beispielhafte Konfigurationen sind in A bis G gezeigt.

Abkürzungen: P=Pumpe, S=Sensor. „4)‟ entspricht „Kompartiment A“ der vorliegenden Lehre, „(7)“ entspricht „Kompartiment B“ der vorliegenden Lehre und „(15)“ entspricht „Kompartiment C“ der vorliegenden Lehre.
Detaillierte Beschreibung
Obwohl die vorliegende Offenbarung nachstehend im Detail beschrieben wird, soll verstanden werden, dass diese Offenbarung nicht auf die hier beschriebenen speziellen Methoden, Protokolle und Reagenzien beschränkt ist, da diese variieren können. Es soll auch verstanden werden, dass die hierin verwendete Terminologie nur dem Zweck dient, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben, und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken soll, der nur durch die beigefügten Ansprüche beschränkt werden wird. Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleichen Bedeutungen, wie sie von einem Durchschnittsfachmann allgemein verstanden werden.
Im Folgenden werden die Elemente der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Diese Elemente sind mit spezifischen Ausführungsformen aufgelistet. Es soll jedoch verstanden werden, dass sie auf eine jegliche Weise und in einer jeglichen Anzahl kombiniert werden können, um zusätzliche Ausführungsformen zu schaffen. Die unterschiedlich beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie die vorliegende Offenbarung nur auf die explizit beschriebenen Ausführungsformen beschränken. Diese Beschreibung sollte so verstanden werden, dass sie Ausführungsformen offenbart und umfasst, die die explizit beschriebenen Ausführungsformen mit einer jeglichen Anzahl der offenbarten Elemente kombinieren. Darüber hinaus sollten jegliche Permutationen und Kombinationen aller beschriebenen Elemente als durch diese Beschreibung offenbart betrachtet werden, sofern der Kontext nichts anderes angibt.
Der Begriff „etwa“ bedeutet ungefähr oder annähernd und bedeutet in dem Kontext eines hierin dargelegten numerischen Wertes oder Bereichs in einer Ausführungsform ± 20 %, ± 10 %, ± 5 % oder ± 3 % des angegebenen oder beanspruchten numerischen Wertes oder Bereichs.
Die Begriffe „ein“, „eine“ und „eines“ und „der“, „die“, „das“ und ähnliche Verweise, die in dem Kontext der Beschreibung der Offenbarung (insbesondere in dem Kontext der Ansprüche) verwendet werden, sollen so ausgelegt werden, dass sie sowohl den Singular als auch den Plural abdecken, sofern hierin nicht anders angegeben ist oder durch den Kontext eindeutig kontraindiziert ist. Die Angabe von Wertebereichen hierin soll lediglich als ein Kurzform-Verfahren zur individuellen Bezugnahme auf jeden einzelnen Wert dienen, der in den Bereich fällt. Sofern hierin nicht anders angegeben ist, wird jeder einzelne Wert in die Beschreibung aufgenommen, als ob er hier einzeln aufgeführt wäre. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in einer jeglichen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nicht anders angegeben ist oder anderweitig eindeutig durch den Kontext kontraindiziert ist. Die Verwendung jeglicher und aller hierin bereitgestellter Beispiele oder beispielhafter Sprache (z. B. „wie“) soll lediglich die Offenbarung besser veranschaulichen und stellt keine Einschränkung des Schutzumfangs der Ansprüche dar. Keine Formulierung in der Beschreibung sollte so ausgelegt werden, dass sie irgendein nicht beanspruchtes Element als für die Praxis der Offenbarung wesentlich anzeigt.
Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, wird der Begriff „umfassend“ in dem Kontext des vorliegenden Dokuments verwendet, um darauf hinzuweisen, dass zusätzlich zu den durch „umfassend“ eingebrachten Mitgliedern der Liste gegebenenfalls weitere Mitglieder vorliegen können. Es wird jedoch als eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angesehen, dass der Begriff „umfassend“ die Möglichkeit umfasst, dass keine weiteren Mitglieder vorliegen, d. h. für den Zweck dieser Ausführungsform ist „umfassend“ so zu verstehen, dass es die Bedeutung von „bestehend aus“ hat.
In dem gesamten Text dieser Beschreibung werden mehrere Dokumente zitiert. Jedes der hier zitierten Dokumente (einschließlich aller Patente, Patentanmeldungen, wissenschaftlichen Veröffentlichungen, Herstellerspezifikationen, Anweisungen usw.), ob supra oder infra, wird hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen. Nichts hierin ist als ein Eingeständnis auszulegen, dass die vorliegende Offenlegung nicht berechtigt war, eine solche Offenlegung vorwegzunehmen.
Im Folgenden werden Definitionen bereitgestellt, die für alle Aspekte der vorliegenden Offenbarung gelten. Die folgenden Begriffe haben die folgenden Bedeutungen, sofern nicht anders angegeben. Jegliche undefinierten Begriffe haben ihre auf dem Fachgebiet anerkannten Bedeutungen.
Wie hierin verwendet, betrifft der Begriff „Blutperfusionsvorrichtung“ eine medizinische Vorrichtung, einen medizinischen Apparat oder ein medizinisches Instrument, der/das/die dazu ausgelegt ist, Blutplasmaaustausch zwischen zwei Lebewesen, die mit der Vorrichtung verbunden sind, zu unterstützen.
Die Blutperfusionsvorrichtung der vorliegenden Lehre umfasst mindestens eine Perfusionskammer. Wie hierin verwendet bedeuten die Begriffe „ein/eine oder mehrere“ und „mindestens ein/eine“ im Allgemeinen mindestens 1, mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4, mindestens 5, mindestens 10, mindestens 15 oder mindestens 50. In einigen Fällen kann jedoch eine Beschränkung auf bis zu 10, 20, 30, 40 oder 50 wünschenswert sein.
Der Begriff „Perfusionskammer“ betrifft eine Komponente der Blutperfusionsvorrichtung der vorliegenden Lehre, die den Blutplasmaaustausch zwischen zwei Lebewesen erleichtert. Typischerweise befindet sich die Blutperfusionskammer innerhalb eines Gehäuses und umfasst mindestens zwei oder drei Kompartimente. Mit anderen Worten ist der Raum innerhalb der Perfusionskammer in separate „Räume“ oder „Kompartimente“ unterteilt oder aufgeteilt, wobei typischerweise ein Kompartiment von einem benachbarten Kompartiment durch mindestens eine Membran getrennt ist. Zum Beispiel kann die Perfusionskammer drei Kompartimente umfassen. Ein erstes Kompartiment kann als Kompartiment des Typs A („Kompartiment A“) angesehen werden, ein zweites Kompartiment kann als Kompartiment des Typs B („Kompartiment B“) angesehen werden, ein drittes Kompartiment kann als Kompartiment des Typs C („Kompartiment C“) angesehen werden usw. Vorzugsweise ist die Membran für kleinere subzelluläre Strukturen wie Proteine permeabel, jedoch für größere Strukturen wie Zellen nicht permeabel. Im Betriebszustand der Blutperfusionsvorrichtung, sind die Kompartimente der Perfusionskammer mit einer Flüssigkeit, typischerweise mit einem physiologischen Puffer oder mit Blut oder Blutplasma, gefüllt.
In einer bevorzugten Ausführungsform entspricht „Kompartiment A“ dem Kompartiment der 1 und 2, das mit „4“ gekennzeichnet ist, „Kompartiment B“, wie hier verwendet, entspricht dem Kompartiment der 1 und 2, das mit „7“ gekennzeichnet ist, und „Kompartiment C“ entspricht dem Kompartiment der 1 und 2, das mit „15“ gekennzeichnet ist.
Der Begriff „Membran“, wie er hier verwendet wird, betrifft eine physikalische Barriere, die verhindert, dass sich größere Strukturen, wie Zellen, von einem Kompartiment in ein anderes Kompartiment der Perfusionskammer bewegen. Typischerweise ist die Membran eine semipermeable Membran, die es kleinen Molekülen wie Salzen, Zuckern, Polysacchariden, Proteinen und Trägerproteinen, Mediatoren, Wachstumsfaktoren, Hormonen, regenerativen Faktoren ermöglicht, sie zu passieren. Mit anderen Worten stellt die semipermeable Beschaffenheit der Membran für diese kleineren Moleküle sicher, dass ein Kompartiment in fluidischer Verbindung, d. h. in fluidischem Fluss, mit dem benachbarten Kompartiment steht, selbst wenn die gleiche fluidische Verbindung für größere Strukturen, die in der Flüssigkeit, die das Kompartiment füllt, enthalten sind, verweigert oder blockiert wird. Eine „direkte fluidische Verbindung“ oder ein „direkter fluidischer Fluss“, wie hierin verwendet, ist vorzugsweise frei von einer intervenierenden Membran. Der Begriff „Fluid“ betrifft flüssige Substanz und beinhaltet insbesondere physiologische Puffer, Blut und Blutplasma. Der Begriff „physiologischer Puffer“ beinhaltet zum Beispiel Ringer-Lösung, Ringer-Laktat-Lösung, normale Kochsalzlösung und Modifikationen davon einschließlich Zuckern und Aminosäuren, aber auch Albumin oder anderen größeren Proteinen.
Der Begriff „mindestens ein Kompartiment A“ oder „mindestens ein Kompartiment des Typs A“ bedeutet mindestens 1 Kompartiment A, beinhaltet jedoch auch mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4, mindestens 5, mindestens 10, mindestens 15 oder mindestens 50 Kompartimente A. Ebenso bedeutet der Begriff „mindestens ein Kompartiment B“ oder „mindestens ein Kompartiment des Typs B“ mindestens 1 Kompartiment B, beinhaltet jedoch auch mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4, mindestens 5, mindestens 10, mindestens 15 oder mindestens 50 Kompartimente B. Mit anderen Worten beinhaltet der Begriff „mindestens ein“ eine Vielzahl des Kompartiments A oder des Kompartiments B. Somit betrifft der Begriff eine „Vielzahl des Kompartiments“ mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4, mindestens 5, mindestens 10, mindestens 15 oder mindestens 50 Kompartimente. In manchen Fällen wird es wünschenswert sein, die Anzahl der Kompartimente auf bis zu 10, 20, 30, 40 oder 50 Kompartimente des Typs A und/oder des Typs B zu begrenzen.
Der Begriff „Gehäuse“ oder „Hülle“, wie er hier verwendet wird, betrifft eine Konstruktion, die eine flexible oder feste Wand umfasst, die der Perfusionskammer eine externe Struktur bereitstellt. Die Wand kann eine oder mehrere Schichten umfassen, wobei diese Schichten aus den gleichen oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein können. Beispiele umfassen Metall, Glas, Keramik und organische Polymere und Kombinationen davon. Bevorzugte Materialien sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PE), Polyurethan (PU), Polyamid, Polyethylen (PE), Polyethersulfon, Polystyrol, Silikon oder Silikongummi.
Gemäß der vorliegenden Lehre weisen die Kompartimente A und B der Blutperfusionskammer jeweils mindestens zwei „Öffnungen“ auf, wobei eine Öffnung als „erste Öffnung“ und eine andere Öffnung als „zweite Öffnung“ bezeichnet wird. Eine dieser Öffnungen wird typischerweise als ein Einlass in das Kompartiment verwendet und die andere Öffnung wird typischerweise als ein Auslass des Kompartiments verwendet. In dem einfachsten Fall ist oder umfasst die Öffnung ein definiertes physisches Loch, das den Zugang in das Kompartiment ermöglicht. Das Loch kann jedoch z. B. mit einer schlauchförmigen Struktur kombiniert sein.
Gemäß der vorliegenden Lehre steht eine „erste Öffnung“ von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem „ersten Anschluss“ (2) der Perfusionskammer und eine „zweite Öffnung“ von Kompartiment A steht in direkter fluidischer Verbindung mit einem „zweiten Anschluss“ (3) der Perfusionskammer. Ebenso steht eine „erste Öffnung“ von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem „dritten Anschluss“ (5) der Perfusionskammer und eine „zweite Öffnung“ von Kompartiment B steht in direkter fluidischer Verbindung mit einem „vierten Anschluss“ (6) der Perfusionskammer.
Die vorliegende Lehre umfasst Ausführungsformen, die eine Blutperfusionsvorrichtung definieren, die mehrere „Kompartimente A“ und mehrere „Kompartimente B“ umfasst. Dementsprechend steht in diesen Ausführungsformen eine Vielzahl von „ersten Öffnungen“ von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem einzelnen „ersten Anschluss“ (2) der Perfusionskammer und eine Vielzahl von „zweiten Öffnungen“ von Kompartiment A steht in direkter fluidischer Verbindung mit einem einzelnen „zweiten Anschluss“ (3) der Perfusionskammer. Ebenso steht in dieser Ausführungsform eine Vielzahl von „ersten Öffnungen“ von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem einzelnen „dritten Anschluss“ (5) der Perfusionskammer und eine Vielzahl von „zweiten Öffnungen“ von Kompartiment B steht in direkter fluidischer Verbindung mit einem „vierten Anschluss“ (6) der Perfusionskammer. Mit anderen Worten, jeder der Anschlüsse kann in direkter fluidischer Verbindung mit einer oder mehreren der Öffnungen stehen, wobei der Begriff „eine oder mehrere“ vorzugsweise mindestens 1, mindestens 2, mindestens 3, mindestens 4, mindestens 5, mindestens 10, mindestens 15 oder mindestens 50 Öffnungen betrifft. In einigen Fällen kann jedoch eine Beschränkung auf bis zu 10, 20, 30, 40 oder 50 Öffnungen wünschenswert sein.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Lehre wird die fluidische Verbindung zwischen der Öffnung des Kompartiments und dem Anschluss der Perfusionskammer durch einen Schlauch hergestellt oder umfasst diesen, der die Öffnung des Kompartiments mit dem Anschluss verbindet. In einer anderen Ausführungsform weist das Kompartiment ein sich verjüngendes Design auf oder umfasst dieses, wobei die Öffnung des Kompartiments an der Spitze der sich verjüngenden Form liegt. In noch einer anderen Ausführungsform weist das Kompartiment ein schlauchförmiges Design auf oder umfasst dieses, wobei die Öffnung des Kompartiments an der Spitze des Schlauches liegt.
Der Begriff „Anschluss“ wie hier verwendet bezeichnet im Wesentlichen eine Tür, die den Zugang in die Perfusionskammer ermöglicht. Dementsprechend ist der Anschluss typischerweise in die Wand des Gehäuses, das die Struktur der Perfusionskammer bereitstellt, integriert. Gemäß der vorliegenden Lehre wird ein einzelner Anschluss von einer oder mehreren Öffnungen eines Kompartiments verwendet, wobei vorzugsweise ein Anschluss nur von der gleichen Art von Öffnungen verwendet wird. Zum Beispiel ist der „erste Anschluss“ (2) vorzugsweise physisch an der „ersten Öffnung“ von Kompartiment A (4) angebracht und der „zweite Anschluss“ (3) ist vorzugsweise physisch an der „zweiten Öffnung“ von Kompartiment A (4) angebracht. Bei solchen Ausführungsformen, die mehrere Kompartimente A und mehrere Kompartimente B umfassen, sind vorzugsweise mehrere „erste Öffnungen“ der Kompartimente A an dem „ersten Anschluss“ (2) angebracht und mehrere „zweite Öffnungen“ der Kompartimente B sind vorzugsweise an dem „zweiten Anschluss“ (3) angebracht. In Bezug auf Kompartiment B (7) ist der „dritte Anschluss“ (5) vorzugsweise physisch an der „ersten Öffnung“ von Kompartiment B (7) angebracht und der „vierte Anschluss“ (6) ist vorzugsweise physisch an der „zweiten Öffnung“ von Kompartiment B (7) angebracht. Bei solchen Ausführungsformen, die mehrere Kompartimente A und mehrere Kompartimente B umfassen, sind vorzugsweise mehrere „erste Öffnungen“ der Kompartimente A an dem „dritten Anschluss“ (5) angebracht und mehrere „zweite Öffnungen“ der Kompartimente B sind vorzugsweise an dem „vierten Anschluss“ (6) angebracht.
Wie hierin verwendet, betrifft der Begriff „angebracht an“ oder „physisch angebracht an“ eine physische Verbindung, die eine direkte fluidische Verbindung zwischen der Öffnung und dem Anschluss ermöglicht.
Die Anschlüsse der Blutperfusionskammer der vorliegenden Lehre sind typischerweise außerhalb der Perfusionskammer mit Schläuchen (9) und/oder einer Pumpe (14) verbunden. Die Verbindung kann einen Flansch, eine Nippelkupplung oder eine Schraubkupplung und dergleichen umfassen.
Der Begriff „Schlauch“ beinhaltet gemäß der vorliegenden Lehre flexible Schläuche und starre Schläuche aus jeglichem geeigneten Material, vorzugsweise aus Material medizinischer Qualität. Vorzugsweise ist der Schlauch hergestellt aus Polyethylen (PE), vernetztem Polyethylen (PEX), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Nylon, natürlichem oder synthetischem Silikonkautschuklatex, Silastic®, Versilon®, Tygon®, Flexelene®, Ethylvinylacetat oder umfasst dieses. Der Schlauch kann aus einem thermoplastischen Elastomer, einschließlich zum Beispiel Styrol-Blockcopolymeren (TPS, TPE-s), thermoplastischen Polyolefinelastomeren (TPO, TPE-o), thermoplastischen Vulkanisaten (TPV, TPE-v oder TPV), thermoplastischen Polyurethanen (TPU, TPU), thermoplastischem Copolyester (TPC, TPE-E), thermoplastischen Polyamiden (TPA, TPE-A) oder nicht klassifizierten thermoplastischen Elastomeren (TPZ), hergestellt sein oder dieses umfassen.
Der Begriff „Pumpe“ bezeichnet eine jegliche Art von Pumpe, die für die extrakorporale Blutperfusion geeignet ist. Enthalten sind zum Beispiel Zentrifugalpumpe, Fingerabdruckschlauchpumpe, Rollerschlauchpumpe und dergleichen. Peristaltische Pumpen oder Rollerpumpen sind gemäß der vorliegenden Lehre besonders bevorzugte Pumpen. Die Pumpe kann eine Einkanalpumpe, eine Zweikanalpumpe oder eine Mehrkanalpumpe sein.
Der Begriff „Membran“, wie er hier verwendet wird, betrifft eine Barriere, die semipermeabel ist. Gemäß der vorliegenden Lehre ist die Membran permeabel für subzelluläre Strukturen wie Elektrolyte, Aminosäuren, Nukleotide, Lipidpolysaccharide und dergleichen, aber nicht permeabel für Zellen wie Makrophagen, Dendrozyten, Lymphozyten, Erythrozyten und dergleichen, einschließlich Blutplättchen. Gemäß der vorliegenden Lehre weist die Membran einen mittleren Porendurchmesser (MPD) von 0,1-10 µm, vorzugsweise von weniger als 6 µm, vorzugsweise von weniger als 3 µm, weniger als 2 µm, weniger als 1 µm oder weniger als 0,3 µm auf.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Membran gekennzeichnet durch einen Molekulargewichtsausschlusswert (MWCO) von 10 kDa - 800 kDa, vorzugsweise weniger als 700 kDa, weniger als 600 kDa, weniger als 500 kDa, weniger als 400 kDa, weniger als 300 kDa, weniger als 200 kDa, weniger als 100 kDa, weniger als 500 kDa, vorzugsweise 400 kDa. In einigen Ausführungsformen ist es jedoch nützlich, eine Membran mit einem MWCO von mindestens 600 kDa, mindestens 500 kDa, mindestens 400 kDa, mindestens 300 kDa, mindestens 200 kDa, mindestens 100 kDa oder mindestens 40 kDa zu verwenden. Der Begriff „MWCO“ betrifft das Molekulargewicht, das von der Membran zurückgehalten wird, wobei der Rückhaltegrad mindestens 90 % beträgt.
Die Membran kann eine planare Membran oder eine schlauchförmige Hohlfaser-Kapillarmembran sein. Der Begriff „planare Membran“ betrifft eine sogenannte „Flachfolienmembran“.
Gemäß der vorliegenden Lehre werden die Begriffe „schlauchförmige Membran“ und „Hohlfasermembran“ austauschbar verwendet. Der Innendurchmesser der schlauchförmigen Membran kann konstant oder variabel sein. Somit muss das Hohlfasermembransystem effektiv keine exakte schlauchförmig Form aufweisen, obwohl eine schlauchförmig Form bevorzugt wird. Die Membran ist vorzugsweise mikroporös und kann aus einem jeglichen geeigneten Material hergestellt sein. Bevorzugte Materialien sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polysulfon, Polyethersulfon, Polypropylen, Polyamid und Cellulose.
Gemäß der vorliegenden Lehre ist Kompartiment A der Perfusionskammer immer durch mindestens eine Membran von Kompartiment B der Perfusionskammer getrennt. Die Membran ist vorzugsweise konfiguriert, um zu verhindern, dass Zellen, die in Kompartiment A eingetreten sind, in Kompartiment B eintreten. Somit stellt die Membran eine physikalische Barriere dar, die von Zellen nicht überquert werden kann.
In einer Ausführungsform ist die Membran ein Hohlfasermembransystem, wobei sich Kompartiment A innerhalb eines ersten Hohlfasermembransystems befindet, das den ersten Anschluss (2) und den zweiten Anschluss (3) verbindet, und Kompartiment B sich innerhalb eines zweiten Hohlfasermembransystems befindet das den dritten Anschluss (5) und den vierten Anschluss (6) verbindet, wobei sich das Kompartiment A und das Kompartiment B dadurch in Kompartiment C (15) befinden. Der Begriff „Hohlfasermembransystem“ betrifft eine schlauchförmige Struktur, wobei die Wand der schlauchförmigen Struktur durch die hierin vorstehend erwähnte Membran gebildet wird. Das Hohlfasermembransystem kann einen Innendurchmesser von 50-2000 µm aufweisen. Der Begriff 50-2000 µm beinhalten Durchmesser bis zu 2000 µm, bis zu 1000 µm, bis zu 500 µm. In einigen Fällen ist jedoch eine Untergrenze von mindestens 100 µm, mindestens 200 µm, mindestens 300 µm, mindestens 400 µm oder mindestens 500 µm wünschenswert.
Das Lumen des ersten Hohlfasermembransystems stell Kompartiment A (4) dar und das Lumen des zweiten Hohlfasermembransystems stellt Kompartiment B (7) dar. Diese Anordnung impliziert, dass Kompartiment A von Kompartiment B durch mindestens zwei Membranen getrennt ist, wobei die erste Membran die Membran des ersten Hohlfasermembransystems ist und die zweite Membran die Membran des zweiten Hohlfasermembransystems ist. Es ist jedoch denkbar, zusätzliche Membranen zu verwenden.
Die Perfusionskammer der vorliegenden Lehre kann einen zusätzlichen fünften Anschluss (10) und einen zusätzlichen sechsten Anschluss (11) umfassen, wobei der fünfte Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer ersten Öffnung von Kompartiment C steht und der sechste Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung von Kompartiment C steht, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit einem Zirkulationssystem (12) vorzugsweise umfassend eine Pumpe (13) zum Hinzufügen eines Rezirkulationsflusses durch die Perfusionskammer verbunden sind. In einer Ausführungsform der vorliegenden Lehre wird die fluidische Verbindung zwischen der Öffnung des Kompartiments und dem Anschluss der Perfusionskammer durch einen Schlauch, der die Öffnung des Kompartiments mit dem Anschluss verbindet, hergestellt oder umfasst diesen. Die fluidische Verbindung zwischen der Öffnung des Kompartiments und dem Anschluss kann eine schlauchförmige Struktur umfassen. Vorzugsweise umfasst das Zirkulationssystem mindestens eine Pumpe und einen oder mehrere Schläuche.
In einer Ausführungsform können zwei zusätzliche planare Membranen Kompartiment C weiter in Kompartimente C1, C2 und C3 unterteilen, wobei das erste Hohlfasermembransystem in Kompartiment C1 liegen kann und das zweite Hohlfasermembransystem in Kompartiment C3 liegen kann und wobei Kompartiment C2, das den fünften Anschluss und den sechsten Anschluss umfasst, zwischen den Kompartimenten C1 und C3 liegen kann.
Der Begriff „Detektor“, wie er hier verwendet wird, betrifft eine Vorrichtung zum Nachweisen des Vorliegens oder der Menge einer Zelle oder einer subzellularen Komponente. Der Begriff „Zelle“ beinhaltet eine jegliche Art von Blutzelle, wie einen Lymphozyten oder einen Erythrozyten. Der Begriff „subzelluläre Komponente“, wie er hier verwendet wird, beinhaltet zum Beispiel Ionen, Salze, Kohlenhydrate, Saccharide, Polysaccharide, Kohlenhydrate, Lipide, Aminosäuren, Nukleotide, Peptide und Polypeptide. Nicht einschränkende Beispiele für Parameter, die nachgewiesen werden können, beinhalten Blutzellen und Erythrozyten, H⁺, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, C-reaktives Protein (CRP), Hämoglobin, Harnstoff, Ammoniak, Bilirubin. Der Begriff „Detektor“ beinhaltet auch einen Detektor zur Beurteilung eines physikalischen Zustands wie der Temperatur oder des Drucks. Der Detektor kann einen optischen Sensor umfassen, wie eine wellenlängenempfindliche Photodiode, z.B. für den Nachweis der roten Farbe, die von Erythrozyten präsentiert wird. Der Nachweis von roter Farbe betrifft vorzugsweise den Nachweis bei einer Wellenlänge zwischen 500 und 900 nm, mehr bevorzugt bei einer Wellenlänge von etwa 800 nm. Ungefähr 800 nm bedeutet zum Beispiel bei einer Wellenlänge, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus ungefähr 750 nm, 760 nm, 770 nm, 780 nm, 780 nm, 790 nm, 810 nm, 820 nm, 830 nm, 840 nm und 850 nm, wobei der Begriff „ungefähr 750 nm“ und dergleichen eine jegliche geringfügige Änderung der Wellenlänge um ± 1-9 nm wie 749 nm, 748 nm, 747 nm, 746 nm, 745 nm, 744 nm, 743 nm, 742 nm, 741 nm oder 751 nm, 752 nm, 753 nm, 754 nm, 755 nm, 756 nm, 757 nm, 758 nm und 759 nm beinhaltet.
In einer Ausführungsform umfasst die Perfusionskammer der vorliegenden Lehre einen oder mehrere zusätzliche Anschlüsse zur direkten Injektion von medizinischen Medikamenten, zusätzlichem Plasma und Sensoren, die physikalische Eigenschaften, chemische Eigenschaften und Substanzen in der Vorrichtung messen, wobei die zusätzlichen Anschlüsse vorzugsweise in direkter fluidischer Verbindung mit Kompartiment C oder mit Kompartiment C2 stehen.
Der Begriff „medizinisches Medikament“ beinhaltet zum Beispiel Heparin und Antibiotika.
Der Begriff „physikalische Eigenschaft“ betrifft Parameter, die in der Physik beschrieben sind, einschließlich derjenigen, die in den Gesetzen der Thermodynamik beschrieben sind. Z. B. würde ein Sensor, der eine Farbe erkennt, eine bestimmte Wellenlänge des Lichts erkennen.
Der Begriff „chemische Eigenschaft“ betrifft Eigenschaften von Molekülen von Wichtigkeit, z. B. um Glukose, Laktat oder den pH-Wert zu erfassen.
Der Begriff „Substanz“ betrifft Substanzen, die in gesundem oder pathologischem Plasma von Individuen vorliegen.
Der Begriff „Steuereinheit“ betrifft eine Komponente der Blutperfusionsvorrichtung, die den Betrieb der Vorrichtung steuert. Typischerweise ist die Steuereinheit einer zentralen Verarbeitungseinheit und/oder einem Computer oder dergleichen zugeordnet, umfasst oder steuert dieses/diesen. Somit kann die Steuereinheit die Richtung und/oder Geschwindigkeit des Flusses durch die Perfusionskammer regulieren. Die Steuereinheit steuert somit die Aktivität der Pumpen der Perfusionsvorrichtung. Z. B. kann die Steuereinheit den Druck in Blutleitungen messen und einen voreingestellten Pumpenfluss steuern oder einen voreingestellten Pumpenfluss gemäß gemessenen Drücken regulieren, das Kontrollsystem kann den Schlauch auf Körpertemperatur erwärmen, es kann eine Heparin-Medikamentenpumpe zur Kontrolle der Antikoagulation enthalten, es kann den Kreisläufen Sauerstoff zuführen oder Kohlenstoffdioxid entfernen oder Stickoxid über weitere Oxygenatoren in dem Kreislauf hinzufügen, es kann über einen Batterie-Backup verfügen.
In einer Ausführungsform wird die Blutperfusionsvorrichtung der vorliegenden Lehre typischerweise bei einer Flussrate von 1-250 ml/min betrieben. Die Flussrate wird vorzugsweise von der Steuereinheit gesteuert. Die Flussrate betrifft den Durchfluss durch Kompartiment A, Kompartiment B und/oder Kompartiment C oder den Fluss an dem ersten Anschluss (2), an dem zweiten Anschluss (3), an dem dritten Anschluss (5) und/oder an dem vierten Anschluss (6) der Blutperfusionskammer. Eine Flussrate von 1-250 ml/min bedeutet vorzugsweise eine Flussrate von mindestens 1 ml/min, mindestens 2 ml/min, mindestens 3 ml/min, mindestens 4 ml/min, mindestens 5 ml/min, mindestens 10 ml/min, mindestens 15 ml/min, mindestens 20 ml/min, mindestens 40 ml/min, mindestens 60 ml/min, mindestens 80 ml/min, mindestens 100 ml/min, mindestens 120 ml/min, mindestens 140 ml/min, mindestens 160 ml/min, mindestens 180 ml/min oder mindestens 200. In einigen Fällen kann jedoch eine Begrenzung von bis zu 100 ml/min, bis zu 120 ml/min, bis zu 140 ml/min, bis zu 160 ml/min, bis zu 180 ml/min, bis zu 200 ml/min, bis zu 220 ml/min, bis zu 240 ml/min, bis zu 250 ml/min wünschenswert sein. Bevorzugte Fließgeschwindigkeiten beinhalten 1-50 ml/min, 10-150 ml/min, 20-250 ml/min und 100-150 ml/min.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit der Blutperfusionsvorrichtung konfiguriert, um eine Differenz zwischen der Flussrate durch Kompartiment A und Kompartiment B von weniger als 1 % bereitzustellen, um Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in das Kompartiment B zu vermeiden. Der Begriff „weniger als 1 %“ bedeutet zum Beispiel 0,9 % oder weniger, 0,8 % oder weniger, 0,7 % oder weniger, 0,6 % oder weniger, 0,5 % oder weniger, 0,4 % oder weniger, 0,3 % oder weniger, 0,2 % oder weniger oder 0,1 % oder weniger, oder keinen nachweisbaren Unterschied.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit der Blutperfusionsvorrichtung konfiguriert, um eine Differenz zwischen der Flussrate durch Kompartiment A und Kompartiment B bereitzustellen, die zwischen 1 % - 20 % liegt, um einen Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in Kompartiment B zu erzeugen. Mit anderen Worten unterscheidet sich die Flussrate durch Kompartiment A von der Flussrate durch Kompartiment B um mehr als 1 % oder mehr und 20 % oder weniger. Zum Beispiel ist die Flussrate durch Kompartiment A bis zu 20 % höher als die Flussrate durch Kompartiment B, was zu einem Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in Kompartiment B führt. Die Begriffe „20 % oder weniger“ und „bis zu 20 %“ bedeuten zum Beispiel bis zu 19 %, bis zu 18 %, bis zu 17 %, bis zu 16 %, bis zu 15 %, bis zu 14 %, bis zu 13 %, bis zu 12 %, bis zu 11 %, bis zu 10 %, bis zu 9 %, bis zu 8 %, bis zu 7 % oder bis zu 6 %.
In einer Ausführungsform umfasst der Anschluss der Blutperfusionsvorrichtung der vorliegenden Lehre vorzugsweise PVC, Polypropylen, Polyamid, Polyethylen, Polyethersulfon, Glas oder eine Kombination davon oder besteht daraus. Der Anschluss kann jedoch auch Keramik, Glas oder Stahl umfassen oder daraus bestehen. Die Anschlüsse können Luer-Lock- und/oder Dialyse-Lock-Konfigurationen darstellen, die Schläuche, die die Anschlüsse verbinden, können nahe den Anschlüssen Schlauchklemmen aufweisen, um einen Schlauch mechanisch zu verschließen. Typischerweise ist der Anschluss der Blutperfusionsvorrichtung der vorliegenden Lehre mit einem Schlauch verbunden. Die Verbindung kann zum Beispiel einen Dialyse-Lock-Anschluss umfassen.
In einer anderen Ausführungsform ist die Pumpe der Blutperfusionsvorrichtung der vorliegenden Lehre ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zentrifugalpumpe (bekannt von Plasma-Separator-Maschinen), Fingerabdruckschlauchpumpe (bekannt von Heparinpumpen) und Rollerschlauchpumpe (bekannt von Dialysemaschinen). Die Pumpe kann eine jegliche Art von peristaltischer Pumpe oder Verdrängerpumpe, vorzugsweise eine Rollerschlauchpumpe, sein.
Der Begriff „von einer Pumpe eingestellt“ bedeutet, dass eine Pumpe und gegebenenfalls die hierin beschriebene Steuereinheit zur Steuerung und/oder Aufrechterhaltung der Flussrate verwendet wird.
Die vorliegende Lehre betrifft auch ein Verfahren zur Behandlung oder Verhinderung eines Zustands, wobei das Verfahren (a) Verbinden eines ersten Lebewesens mit dem ersten Anschluss (2) und dem zweiten Anschluss (3) der Blutperfusionsvorrichtung der Erfindung und Verbinden eines zweiten Lebewesen mit dem dritten Anschluss (5) und dem vierten Anschluss (6) der Blutperfusionsvorrichtung, und (b) Zulassen, dass das Blut des ersten Lebewesens in Kompartiment A (4) der Perfusionskammer eintritt, und Zulassen, dass das Blut des zweiten Lebewesens in Kompartiment B (7) der Perfusionskammer eintritt, umfasst, wobei die Behandlung einen Stoffaustausch zwischen Blutplasma des ersten Lebewesens und des zweiten Lebewesens umfasst, wobei das erste Lebewesen ein gesundes Lebewesen ist und das zweite Lebewesen einer Behandlung bedarf.
Wie hierin verwendet, betrifft der Begriff „Zustand“ im Allgemeinen einen Zustand eines Lebewesens, der als unerwünscht angesehen wird. Eingeschlossen ist auch ein jeglicher Zustand eines Lebewesens, der nicht als gesund gilt. Der Zustand kann ein oder mehrere unerwünschte Symptome, wie eine Unterproduktion von Galle bei Lebererkrankung oder Urin bei Nierenerkrankung, beinhalten. Der Zustand kann durch einen oder mehrere unerwünschte Blutparameter gekennzeichnet sein, wie einen erhöhten Ammoniak- und Bilirubinspiegel bei Lebererkrankung oder erhöhten Harnstoffspiegel bei Nierenerkrankung oder erhöhten Kohlenstoffdioxidspiegel bei Lungenerkrankung.
Der Begriff „Zustand“ beinhaltet altersbedingte Zustände wie niedriger Hautton, dünner werdendes Haar, brüchige Fingernägel, Muskelschwäche und Knochenschwäche. Ebenfalls eingeschlossen sind pathologische Zustände und Krankheiten, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Leberversagen, Leberkoma, Nierenversagen, Nierenkoma, Hyperkohlenstoffdioxidämie, Koma, Schock, Sepsis.
Der Begriff „verbinden eines ... Lebewesens mit dem ... Anschluss“ bedeutet Herstellen einer fluidischen Verbindung zwischen einem Blutgefäß des Lebewesens und dem Anschluss, wobei das Blutgefäß typischerweise eine Vene des Lebewesens, einschließlich einer peripheren Vene wie der Armvenen oder Leistenvenen oder zentralen Venen wie der Hohlvene, ist. Eine abfließende Verbindung zu der Vorrichtung kann auch durch einen arteriellen Blutgefäßzugang hergestellt werden. Die fluidische Verbindung kann hergestellt werden, indem eine geeignete Kanüle oder ein peripherer Venenkatheter zum Einbringen in die Vene oder Arterie verwendet wird. Die Kanüle oder der periphere oder zentrale Katheter wird mit dem Anschluss der Blutperfusionsvorrichtung über einen Schlauch, der an einem Ende mit dem Anschluss und an dem anderen Ende mit der Kanüle oder dem Venenkatheter verbunden ist, verbunden. Es ist bevorzugt, einen veno-venösen Katheter mit Doppellumenkonfiguration, der in eine Vene eingebracht wird, zu verwenden.
Der Begriff „Massenaustausch zwischen Blutplasma des ersten Lebewesens und des zweiten Lebewesens“ betrifft den Austausch von Stoffen oder Molekülen in dem Blutplasma.
In einer Ausführungsform ist das erste Lebewesen durch normale Organfunktionen und normale Plasmazusammensetzung gekennzeichnet und das zweite Lebewesen ist durch mindestens eine defiziente Organfunktion und eine defiziente Blutplasmazusammensetzung gekennzeichnet.
Der Begriff „normale Organfunktion“ bedeutet z. B. eine typische Funktion von z. B. Niere, Lunge, Leber und/oder anderen Organen bei einem gesunden menschlichen Lebewesen.
Der Begriff „normale Plasmazusammensetzung“ bedeutet z. B. eine typische Zusammensetzung des Plasmagehalts bei einem gesunden menschlichen Lebewesen.
Der Begriff „defiziente Organfunktion“ bedeutet z. B. eine aberrante Funktion eines Organs, z. B. Leber, Niere, Lunge, oder eines Gewebes wie Haut, Muskel, Knorpel oder Knochen.
Der Begriff „defiziente Plasmazusammensetzung“ bedeutet z. B. eine aberrante Zusammensetzung als eine Folge einer gestörten Filtration der (Niere), eines gestörten Stoffwechsels (Leber) oder des Fehlens von regenerativen Faktoren (Alterung).
In einer Ausführungsform ist das Lebewesen, das einer Behandlung bedarf, von einer akuten, akut-auf-chronischen oder chronischen Lebererkrankung betroffen, die mit einem oder mehreren aberranten leberbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Bilirubin und pH-Wert.
Der Begriff „akute Lebererkrankung“ ist definiert als mit einem raschen Auftreten in dem Bereich von Tagen assoziiert.
Der Begriff „chronische Lebererkrankung“ ist definiert als mit einem langsamen Beginn in dem Bereich von Monaten und Jahren assoziiert.
Der Begriff „akute-auf Lebererkrankung“ ist definiert als mit einem raschen Einsetzen akuter Symptome bei einem Zustand bestehenden chronischen Leberversagens assoziiert.
Der Begriff „aberranter leberbezogener Blutparameter“ betrifft eine Menge an Parameter, einschließlich Bilirubin und Ammoniak, die im Vergleich zu der Menge desselben Parameters bei einem gesunden Lebewesen erhöht oder verringert ist. Eine Erhöhung oder Verringerung ist vorzugsweise eine Erhöhung oder Verringerung um mindestens 20 %, mindestens 30 %, mindestens 50 % oder mindestens 100 %.
In einer anderen Ausführungsform ist das Lebewesen, das einer Behandlung bedarf, von einer Nierenerkrankung, vorzugsweise einer akuten oder chronischen Nierenerkrankung, die mit einem oder mehreren aberranten nierenbezogenen Blutparametern assoziiert ist, betroffen, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Harnstoff, Wasser und Elektrolyten wie Kalium, Natrium, Chlorid.
In einer Ausführungsform bedarf das Lebewesen, das einer Behandlung bedarf, einer Nierendialyse. Das Lebewesen ist durch einen Harnstoffspiegel von mehr als 15-20 mg/dl und in dem Fall von chronischer Dialyse durch Kreatinin-Serumspiegel von mehr als 1-2 mg/dl gekennzeichnet.
In einer anderen Ausführungsform ist das Lebewesen, das einer Behandlung bedarf, von einer Lungenerkrankung, vorzugsweise von einer akuten, akut-auf- oder chronischen Lungenerkrankung, die mit einem oder mehreren aberranten lungenbezogenen Blutparametern assoziiert ist, betroffen, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus pH-Wert (7,35 bis 7,45), Sauerstoff (arteriell 75-100 mmHg) und Kohlenstoffdioxid (23 bis 29 mEq/1).
Der Begriff „Lungenkrankheit“ bedeutet eine Verringerung der Sauerstoffversorgung und der Kohlenstoffdioxidentfemung in dem Blut einer Person.
Der Begriff „akute Lungenerkrankung“ bedeutet einen Beginn innerhalb von Tagen.
Der Begriff „akute-auf Lungenerkrankung“ bedeutet einen Beginn innerhalb von Tagen auf der Basis einer chronischen Lungenerkrankung.
Der Begriff „lungenbezogener Blutparameter“ beinhaltet Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid.
In einer Ausführungsform ist das Lebewesen, das einer Behandlung bedarf, von einem Multiorganversagen betroffen.
Der Begriff „Multiorganversagen“ bedeutet ein Versagen von mindestens zwei, typischerweise mindestens drei Organen.
In einer Ausführungsform ist das Blutplasma des Lebewesens, das einer Behandlung bedarf, gekennzeichnet durch einen aberranten Spiegel eines Hormons oder Mediators, das/der Organfunktion reguliert, wie Wachstumsfaktoren, Mediatoren, Zytokine und Hormone, die einen im Vergleich zu dem Gehalt von Personen in dem Alter von 20-30 Jahren abweichenden Gehalt aufweisen.
Der Begriff „Hormon oder Mediator, der/das Organfunktion reguliert“ bedeutet die Homöostase solcher Substanzen, die typischerweise in dem Altersbereich von 20-30 Jahren gemessen wird.
In einer anderen Ausführungsform ist der Zustand ein Zustand oder beinhaltet diesen, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer Schwäche von Knochen mit Knochenverlust und Knochenbrüchen (Osteoporose), einem Verlust von Muskelkraft oder Muskelgewebe (Muskeldystrophien), einem Verlust von Bindegewebsstärke (Gelenkknorpelschwäche), einem Verlust von Haarstärke und -dicke, einem Verlust von Hautfestigkeit (Elastizität), einem altersbedingten Zustand, einer Integritätsschwäche von Geweben und Organen, einer Unterfunktion von Geweben und Organen, einer Fehlfunktion von Geweben und Organen, einer Nichtfunktion von Geweben und Organen, einer Deregulierung des onkotischen Drucks, einer Deregulierung der Osmolarität, einem aberranten pH-Wert und einem aberranten Elektrolytspiegel.
In einer anderen Ausführungsform ist der Zustand ein Zustand oder beinhaltet diesen, der einen aberranten Spiegel eines Mediators, wie eines Zytokins, einbezieht, wobei der Zustand vorzugsweise Schock nach einem Trauma, septischer Schock nach einem Trauma und Bakteriämie und Multiorganversagen, z. B. nach einem Trauma, mit einem Versagen von mindestens zwei Organen, typischerweise drei Organen einschließlich Lunge, Leber und Niere, ist.
In einer anderen Ausführungsform ist das Lebewesen, das einer Behandlung bedarf, ein frühgeborenes Baby. Der Begriff „frühgeborenes Baby“ betrifft ein Baby, das zu früh, z. B. mehrere Tage und bis zu Wochen vor dem voraussichtlichen Geburtstermin, geboren wird.
Beispiele
Die im Folgenden gezeigten Beispiele dienen ausschließlich der Veranschaulichung und sollen die Erfindung auf eine weitere Weise beschreiben. Die Beispiele sollen die Erfindung nicht als darauf beschränkend ausgelegt werden.
Beispiel 1: Design einer neuartigen Blutperfusionsvorrichtung zur Blutplasmaperfusion als Alternative zur Hämodialyse-Dialyse-Behandlung eines Lebewesens, das von einem chronischen Nierenversagen betroffen ist, das in einem ländlichen Gebiet lebt
Die Erfindung stellt eine Blutperfusionsvorrichtung bereit, die eine Perfusionskammer umfasst, die den Blutplasmaaustausch zwischen zwei mit der Vorrichtung verbundenen Lebewesenen unterstützt. Das Prinzip der Vorrichtung ist zum Beispiel in 2A oder 2G dargestellt. Jedes Kapillarmembrankompartiment (4) in dieser Figur kann Teil eines Bündels von mehreren hundert Kapillarmembrankompartimenten (4) sein, wobei die Perfusionskammer, die das Bündel umfasst, einen gemeinsamen Einlass und einen gemeinsamen Auslass, der die Kapillaren vereinigt, aufweisen kann. Ebenso kann das Kapillarmembrankompartiment (7) in dieser Figur Teil eines Bündels von mehreren hundert Kapillarmembrankompartimenten (7) sein, wobei die Perfusionskammer, die das Bündel umfasst, einen gemeinsamen Einlass und einen gemeinsamen Auslass, der die Kapillaren vereinigt, aufweisen kann. In den 1 und 2 entspricht Kompartiment (4) „Kompartiment A“ der vorliegenden Lehre, Kompartiment (7) entspricht „Kompartiment B“ der vorliegenden Lehre und Kompartiment (15) entspricht „Kompartiment C“ der vorliegenden Lehre.
In die Vorrichtung sind zwei unabhängige Blutkreisläufe verbunden, die als Schnittstelle zwischen einem ersten Lebewesen an der Vorrichtung (dem Spender) und dem zweiten Lebewesen (dem Empfänger), das einer Unterstützung oder Behandlung bedarf, dienen. Ein erster Kreislauf, der in den Venen des Spenders beginnt und endet, und der zweite, der in den Venen des Empfängers beginnt und endet, sind nicht direkt verbunden, sie kommunizieren über das Membransystem der Blutperfusionsvorrichtung, das wie eine Schnittstelle wirkt. Daher stellt die Blutperfusionsvorrichtung eine Immunbarriere zwischen beiden Blutkreisläufen bereit, während beide Blutkreisläufe die Moleküle in dem Plasma ungehindert austauschen können.
Ein Patient mit chronischem Nierenversagen, für den eine Heimdialyse mit Peritonealdialysevorrichtungen nicht mehr ausreichend ist, muss mindestens dreimal täglich zu einer zentralen medizinischen Dialyseeinrichtung pendeln. Um das wöchentliche Pendeln zu vermeiden, bittet der Patient einen Angehörigen, statt ihn zu dem nächsten Dialysezentrum zu fahren, Zeit an der hier beschriebenen Stoffaustauschervorrichtung zu spenden. Vorausgesetzt, der Patient und der Freiwillige sind darauf getestet, dass sie frei von Bluterpathogenen sind, und haben ansonsten gesunde Kreislaufbedingungen, spendet der Freiwillige/Spender Zeit an der Maschine, um vorübergehend extrakorporal die Funktion seiner Nieren (die typischerweise eine Überkapazität aufweisen und daher die Nierenfunktion für ein zweites Individuum übernehmen können) bereitzustellen, und der Patient/Empfänger erhält die Nierenfunktion einschließlich Wasserentzug und Elektrolytausgleich von dem Spender. Vorzugsweise erhalten der Spender und der Empfänger während der Therapie eine Antikoagulationsbehandlung mit Heparin-Dosierungen und erhielten zuvor von einer Krankenschwester einen Doppellumenkatheter in die Armvenen, der mehrere Wochen verbleiben und wiederverwendet werden kann. Für vier Stunden (abhängig von dem zuvor definiertem Dialysebedarf des die Therapie femüberwachenden Arztes) pro Tag können beide die Therapie mit der hier beschriebenen Vorrichtung bei dem Patienten zu Hause durchführen, ähnlich einer Peritonealdialyse. Der austauschbare Maschinenblutschlauch und eine austauschbare Version des hier beschriebenen Stoffaustauschers werden an die Vorrichtung angeschlossen und mit physiologischer Elektrolytlösung steril befüllt. Die Katheter beider Individuen sind mit diesem Schlauch verbunden, wobei Unsterilität und das Einschließen von Luftblasen vermieden werden. Die Pumpensteuerung der Vorrichtung wird eingeschaltet und das Blut beider Individuen perfundiert einzeln durch den Schlauch, den Stoffaustauscher und zurück.
Die Membranen in der Vorrichtung haben einen Molekulargewichtsausschlusswert von zum Beispiel etwa MW 400000. Somit wird ein Passieren von viel größeren Blutzellen von einer Seite der Membran zu der anderen verhindert, während ein Austausch von Blutplasma zwischen allen Kompartimenten der Blutperfusionskammer ermöglicht wird. Daher wird eine Immunbarriere zwischen beiden Blutkreisläufen bereitgestellt, während beide Blutkreisläufe diejenigen Moleküle in dem Plasma ungehindert austauschen können, die kleiner als Blutzellen und auch kleiner als MW 400000 sind. Ein wichtiges Molekül, das ausgetauscht werden soll, ist z. B. das Trägerprotein Albumin, das einen MW von 60000 hat und somit die Membran von beiden Seiten des Blutkreislaufs ungehindert hin und her passieren kann.
Beispiel 2: Design einer neuartigen Blutperfusionsvorrichtung zur Blutplasmaperfusion als Alternative zur Hämodialyse-Dialysebehandlung eines Lebewesens, das von einem chronischen Nierenversagen betroffen ist, das in einem Land mit unterentwickelter Dialysebehandlungsinfrastruktur lebt
In ähnlicher Weise kann das gleiche Szenario, wie in Beispiel 1 beschrieben, in einer jeglichen einfachen medizinischen Einheit in einem Entwicklungsland durchgeführt werden. Der Grund, warum Hämodialyse nicht verfügbar ist, ist der erhebliche Bedarf und die Kosten des Dialysierflüssigkeitsbedarfs für die Hämodialyse, zuerst ein Bedarf für die Verfügbarkeit von sauberem Trinkwasser, dann hochentwickelte Wasserreinigungs- und Sterilisationsvorrichtungen mit Elektrolytmedikation, und dies in Mengen von etwa 150 1 Dialysewasser mit einem Bedarf von etwa 250 1 Trinkwasser pro Sitzung, was dreimal pro Woche und kontinuierlich über Jahre bedeutet. Um diesen Patienten eine einfachere und kostengünstigere technische Lösung als Alternative zu Hämodialyse und ohne den Bedarf von Dialysierflüssigkeit / hochreinem Wasser, die/das sterilisiert und elektrolytisch behandelt werden muss, bereitzustellen.
Um von den Gesetzen der Thermodynamik in der Physik zu profitieren, wird das natürliche gut charakterisierte Entropieverhalten des Massenaustauschs durch die beschriebene Konfiguration der Vorrichtung genutzt. Dies führt zur Ausnutzung der Kräfte gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik, was Moleküle in dem Blutplasma von beiden Seiten durch die Membransysteme in der hier beschriebenen Stoffaustauschervorrichtung hinein- und heraustreibt. Die Ausnutzung von Kräften gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, der spontane Vorwärtstransfer von Molekülen, von denen auf der Empfängerpatientenseite weniger vorliegen, eine Erhöhung der Entropie, wird durch die Konfiguration begünstigt. Ein Druckabfall tritt entlang der Kapillarmembranen innerhalb der Vorrichtung auf und überträgt sich abhängig von der Porengröße über die Membranwand in die Plasmakammer. Der Abfall ist definiert als die Differenz des Gesamtdrucks zwischen zwei Punkten eines flüssigkeitsführenden Netzwerks, z. B. zu dem Beginn und dem Ende des Lumens einer Kapillare oder über die Membranwand der Kapillare an verschiedenen Stellen der Länge der Kapillare. Ein Druckabfall tritt auf, wenn Reibungskräfte, die durch den Widerstand zu fließen verursacht werden, auf eine Flüssigkeit wirken, während sie durch den Schlauch strömt. Das Bernoulli-Prinzip besagt, dass, wenn die Geschwindigkeit einer Flüssigkeit zunimmt, der Druck dieser Flüssigkeit abnimmt. Wenn also die Kapillare die gleiche Größe beibehalten würde, würde die Geschwindigkeit in der Kapillare abnehmen, was zu einer Druckerhöhung führt. Druckänderung aufgrund einer Geschwindigkeitsänderung. Der Massenaustausch in der Konfiguration der Kapillarmembranvorrichtung wird gegenüber der Verwendung einer einfachen Flachmembran verbessert, da verschiedene physikalische Gesetze gelten:
In einem Wasserflussrohr oder einer Kapillare wird sich der Druck in dem Rohr erhöhen, wenn der Durchmesser eines Rohres verringert wird. Bernoulli besagt, dass eine Verringerung des Drucks vorliegen sollte, wenn die Fläche reduziert wird. Je schmaler das Rohr, desto höher die Geschwindigkeit und desto größer der Druckabfall. Das Gesetz von Poiseuille besagt, dass die Geschwindigkeit des stetigen Flusses einer Flüssigkeit durch einen engen Schlauch (wie ein Blutgefäß oder einen Katheter) direkt mit dem Druck und der vierten Potenz des Radius des Schlauches und umgekehrt mit der Länge des Schlauches und dem Viskositätskoeffizienten variiert. Gemäß dem Gesetz von Poiseuille variiert die Flussrate durch eine Länge des Rohres mit der vierten Potenz des Radius des Rohres. Dies ist nicht die einzige Variable, die die Durchflussrate beeinflusst, andere sind die Länge des Rohres, die Viskosität der Flüssigkeit und der Druck, dem die Flüssigkeit ausgesetzt ist.
Das Gesetz von LaPlace besagt: Je größer der Gefäßradius, desto größer die Wandspannung, die erforderlich ist, um einem bestimmten inneren Flüssigkeitsdruck standzuhalten. Bei einem gegebenen Gefäßradius und Innendruck hat ein kugelförmiges Gefäß die halbe Wandspannung eines zylindrischen Gefäßes. Die Membran in der Vorrichtung kann durch den Permeabilitätskoeffizienten charakterisiert werden. Er ist das Maß für die Kapazität des Membranmaterials, mit der das Wasser leicht durchfließen kann. Er wird auch als Darcy-Durchlässigkeitskoeffizient bezeichnet.
In diesem Beispiel wird eine Konfiguration der Vorrichtung verwendet, die einen Batteriepack mit einer automatischen Batterie-Backup- und Notstromfunktion beinhaltet. Auf diese Weise kann die Vorrichtung über mehrere Stunden hinweg verwendet werden, ohne dass eine reguläre Stromversorgung oder Generatoren vor Ort erforderlich sind.
Beispiel 3: Behandlung eines frühgeborenen Kindes, das von einem akuten Leberversagen betroffen ist
Ein frühgeborenes Neugeborenes, das zu früh geboren wird, weil die Mutter Antikörper gegen die Gewebe ihres Kindes entwickelt hat, hat eine niedrige Überlebensrate. Ein Szenario, das bereits in Beispiel 1 beschrieben ist, kann auf den Vater des Kindes, der solche Antikörper nicht zeigt, unter Verwendung der hierin beschriebenen Vorrichtung als eine künstliche Plazenta angewendet werden, um vorübergehend die Funktionen bereitzustellen, die die Plazenta in der Gebärmutter der Mutter nicht mehr erfüllen kann. Die Maschine ist verbunden und funktioniert auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben.
Beispiel 4: Verwendung der Vorrichtung als Regenerationsstimulierungsvorrichtung
Bei einem Individuum in einem Alter von 65, das geschwächte Knochen und Fingernägel mit Knochenverlust und Knochenbrüchen (Osteoporose), und auch Verlust von Muskelkraft oder Muskelgewebe (Muskeldystrophien), zeigt, wird die Vorrichtung als eine Mensch-zu-Mensch-Regenerationsvorrichtung verwendet, um die Auswirkungen altersbedingter Krankheiten zu verlangsamen, um Anti-Aging und eine Verlängerung des Arbeitslebens zu erreichen. In dieser Anwendung verbindet die Vorrichtung einen jungen Spender in einem Alter von 21 Jahren, der sich freiwillig bereit erklärt, seine Zeit an der Vorrichtung (gegen eine Gebühr, die seine Bemühungen entschädigt) mit dem kompromitierten alternden Empfänger zu verbringen.
Einmal miteinander verbunden, equilibrieren Organe und Gewebe des jungen Spenders seiner Zeit an der Vorrichtung den Blutspiegel des alternden Patienten, indem sie regenerative Moleküle regulieren und abgeben. Die Vorrichtung ermöglicht den durch Rückkopplungsschleifen regulierten Austausch von regenerativen Faktoren und Mediatoren und deren Synthese von dem Jungen zu dem Alten. Sofern es sich nicht um eine einfache Plasmaspende handelt, ahmt dieser gemeinsame Plasmaaustausch in dem gemeinsamen Kreislauf das Lebenserhaltungssystem der Natur bei siamesischen Zwillingen nach. Anstatt gefrorenes Plasma aus Plasmaspenden abzugeben, funktioniert es wie die mütterliche Plazenta, die eine gemeinsame Blutzirkulation zwischen der Mutter und dem Kind in der Gebärmutter ermöglicht. Wie in der natürlichen menschlichen Plazenta vor der Geburt erfüllen Blutkapillaren Kreuzkreislauffunktionen, bei denen das Blut der Mutter durch die Plasmazirkulation das Überleben ihres Kindes ermöglicht. In der Vorrichtung werden die biologischen Kapillaren der Plazenta durch semipermeable künstliche Hohlfaser-Kapillarmembran-Technologie ersetzt. In den Stoffaustauscherkapillaren der Vorrichtung zirkuliert das Blutplasma des jungen und gesunden Spenders sicher neben dem kompromittierten oder geschwächten Plasma des Patienten, der dessen bedarf, - während die beschriebenen Membranen den Massenaustausch bei einem MW-Spiegel von 400.000 definieren.
Regenerative Moleküle aus dem jungen Plasma fließen selektiv durch die semipermeablen Membransysteme in Fällen, in denen ihr Gegenstück fehlt oder bei einem reduzierten Spiegel vorliegt - wo sie sofort ihre Arbeit aufnehmen und das kompromittierte Plasma des Patienten durch einen solchen natürlichen biologischen Prozess auffrischen. Blut in dem einen Kreislauf, das einen regenerativen Faktor, z. B. Testosteron, das bei einem kranken oder gealterten Patienten eine Regeneration auslöst, nicht enthält, wird angereichert werden, wenn dieser Faktor in dem anderen Kreislauf, z. B. bei einem jungen gesunden Spender seiner Zeit an der Vorrichtung, vorliegt.
Gemäß den Gesetzen der Physik werden die Konzentrationen eines jeglichen Faktors versuchen, ein Gleichgewicht über die Membransysteme herzustellen - indem sie von der Seite mit einer großen Menge des Faktors zu der Seite mit einer geringen Menge des Faktors durch die Membran wandern. Dieser Transfer setzt sich fort, bis der Faktor in beiden Kreisläufen gut verteilt ist, bis ein natürliches Gleichgewicht erreicht ist. Die Vorrichtung ermöglicht es, in Echtzeit diejenigen regenerativen Mediatoren und Faktoren aus dem Blutplasma des jungen Spenders zu identifizieren, zu regulieren und bereitzustellen, die der kompromittierte Empfänger benötigt. Natürliche interaktive biologische Rückkopplungssysteme in dem Spender bestimmen, wie stark dieser biologisch regenerative Austausch hoch- oder herunterreguliert werden muss. Wichtig ist, dass die Vorrichtung dem Patienten die regenerativen Mediatoren, Hormone, Wachstumsfaktoren und lebensspendenden Moleküle des Spenders bereitstellt, während gleichzeitig die Übertragung unerwünschter roter Blutzellen, Blutplättchen, Immunzellen und Antigene vermieden werden.
Beispiel 5: Behandlung eines Lebewesens, das von Multiorganversagen nach einem Kompressionstrauma aufgrund einer Explosion auf einem Schlachtfeld betroffen ist.
Ähnlich wie in den Beispielen 1 und 2 ist die Situation nach einem schweren Gefechtstrauma durch einen Mangel an medizinischen Einrichtungen gekennzeichnet, die eine Hämodialyse bereitstellen können. Dialyse, die typische Therapie zur Vermeidung eines Multiorganversagens nachdem die Nieren geschädigt wurden, steht in einer solchen Situation nur nach teilweise tage- oder wochenlanger Verlegung aus der Region zur Verfügung. Als Alternative kann die hier beschriebene Vorrichtung zwischen Soldaten, die auf potenziell infektiöse Viren getestet werden, auf eine Weise verwendet werden, dass ein gesunder Soldat seine Zeit bereitstellt, um das Leben eines zweiten Soldaten zu retten, der in dem Gefecht schwer verletzt wurde und der medizinische Anzeichen einer Nieren-Nichtfunktion durch Verlust der Urinproduktion zeigt. Anschließend wird die Vorrichtung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 verbunden und verwendet. Ähnlich wie in Beispiel 2 wird eine Konfiguration der Vorrichtung verwendet, die ein Batteriepack mit automatischen Batterielade- und Batterie-Backup-Funktionen beinhaltet. Auf diese Weise kann die Vorrichtung über mehrere Stunden hinweg ohne den Bedarf einer regulären Stromversorgung oder Generatoren vor Ort verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Singer, Andrew L. et al. „Role of Plasmapheresis in the Management of Acute Hepatic Failure in Children.“ Annals of Surgery 234.3 (2001): 418-424) [0003]

Claims

Blutperfusionsvorrichtung, die eine Perfusionskammer (1) umfasst, die mindestens ein Kompartiment A und mindestens ein Kompartiment B umfasst, wobei (a) Kompartiment A (4) eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem ersten Anschluss (2) der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment A in direkter fluidischer Verbindung mit einem zweiten Anschluss (3) der Perfusionskammer steht, und (b) Kompartiment B (7) eine erste Öffnung umfasst, die in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung steht, wobei die erste Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem dritten Anschluss (5) der Perfusionskammer steht und die zweite Öffnung von Kompartiment B in direkter fluidischer Verbindung mit einem vierten Anschluss (6) der Perfusionskammer steht, wobei Kompartiment A von Kompartiment B durch mindestens eine Membran getrennt ist, wobei die Membran konfiguriert ist, um zu verhindern, dass Zellen die Membran durchqueren.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit Schläuchen (9) und/oder einer Pumpe (14) verbunden sind.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Membran ein Hohlfasermembransystem ist, wobei Kompartiment A sich innerhalb eines ersten Hohlfasermembransystems befindet, das den ersten Anschluss (2) und den zweiten Anschluss (3) verbindet, und Kompartiment B sich innerhalb eines zweiten Hohlfasermembransystems befindet, das den dritten Anschluss (5) und den vierten Anschluss (6) verbindet.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Perfusionskammer einen zusätzlichen fünften Anschluss (10) und einen zusätzlichen sechsten Anschluss (11) umfasst, wobei der fünfte Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer ersten Öffnung von Kompartiment C steht und der sechste Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung von Kompartiment C steht, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit einem Zirkulationssystem (12) umfassend eine Pumpe (13) zum Hinzufügen eines Rezirkulationsflusses durch die Perfusionskammer verbunden sind.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Kompartiment A und Kompartiment B durch mindestens eine planare Membran getrennt sind.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei Kompartiment A und Kompartiment B durch zwei planare Membranen getrennt sind, wodurch Kompartiment C (15) zwischen den planaren Membranen gebildet wird.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Perfusionskammer einen zusätzlichen fünften Anschluss (10) und einen zusätzlichen sechsten Anschluss (11) umfasst, wobei der fünfte Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer ersten Öffnung von Kompartiment C steht und der sechste Anschluss in direkter fluidischer Verbindung mit einer zweiten Öffnung von Kompartiment C steht, wobei die Anschlüsse außerhalb der Perfusionskammer mit einem Zirkulationssystem (12) umfassend eine Pumpe (13) zum Hinzufügen eines Rezirkulationsflusses durch die Perfusionskammer verbunden sind.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Perfusionskammer, das Zirkulationssystem (12) oder die Pumpe (13) einen oder mehrere Detektoren, vorzugsweise einen Detektor zum Nachweisen von Druck, Flussrate, Temperatur, Sauerstoff, pH-Wert, CRP-Rotfarbe, Hämoglobin oder Blutzellen, umfasst.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Membran semipermeabel ist und vorzugsweise einen Molekulargewichtsausschlusswert von 10 kDa - 800 kDa, mehr bevorzugt mindestens 400 kDa, aufweist.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Membran ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polysulfon, Polyethersulfon, Polypropylen, Polyamid und Cellulose, vorzugsweise Polyethersulfon.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Gehäuse der Perfusionskammer ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus PVC, Polypropylen, Polyurethan, Polyamid, Polyethylen, Polyethersulfon, Polystyrol und Silikongummi.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 und 8 bis 11, wobei das erste Hohlfasermembransystem und das zweite Hohlfasermembransystem und gegebenenfalls die Achse, die den fünften Anschluss (10) und den sechsten Anschluss (11) verbindet, in paralleler Ausrichtung vorliegen.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Perfusionskammer einen oder mehrere zusätzliche Anschlüsse zur direkten Injektion von medizinischen Medikamenten, zusätzlichem Plasma und Sensoren, die physikalische Eigenschaften, chemische Eigenschaften und Substanzen in der Vorrichtung messen, umfasst, wobei die zusätzlichen Anschlüsse vorzugsweise in direkter fluidischer Verbindung mit Kompartiment C stehen.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit umfasst.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um eine Flussrate von 1-350 ml/min an dem ersten Anschluss (2) und dem zweiten Anschluss (3) sowie an dem dritten Anschluss (5) und dem vierten Anschluss (6) bereitzustellen.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Flussrate durch eine Pumpe (14) eingestellt wird.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um eine Differenz zwischen der Flussrate durch Kompartiment A und Kompartiment B von weniger als 1 % bereitzustellen, um einen Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in das Kompartiment B zu vermeiden.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um eine Differenz zwischen der Flussrate durch Kompartiment A und Kompartiment B bereitzustellen, die zwischen 1 % - 20 % beträgt, um einen Nettoplasmavolumentransfer von Kompartiment A in Kompartiment B zu erzeugen.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Anschluss vorzugsweise PVC, Polypropylen, Polyamid, Polyethylen, Polyethersulfon umfasst.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, die eine Pumpe (13) oder eine Pumpe (14) umfasst, wobei die Pumpe ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Zentrifugalpumpe, Fingerabdruckschlauchpumpe und Rollerschlauchpumpe.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die konfiguriert ist, um einen Fluss durch Kompartiment A zu ermöglichen, der dem Fluss durch Kompartiment B entgegengerichtet ist.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, die so konfiguriert ist, dass die erste Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem ersten Anschluss (2) steht, ein Einlass von Kompartiment A ist und die zweite Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem zweiten Anschluss (3) steht, ein Auslass von Kompartiment A ist, und die erste Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem dritten Anschluss (5) steht, ein Einlass von Kompartiment B ist und die zweite Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem vierten Anschluss (6) steht, ein Auslass von Kompartiment B ist.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, die so konfiguriert ist, dass die erste Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem ersten Anschluss (2) steht, ein Einlass von Kompartiment A ist und die zweite Öffnung von Kompartiment A, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem zweiten Anschluss (3) steht, ein Auslass von Kompartiment A ist, und die erste Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem dritten Anschluss (5) steht, ein Auslass von Kompartiment B ist, und die zweite Öffnung von Kompartiment B, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem vierten Anschluss (6) steht, ein Einlass von Kompartiment B ist.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, die wie in Anspruch 4 oder Anspruch 7 definiert konfiguriert ist, wobei die erste Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem fünften Anschluss (10) steht, ein Einlass von Kompartiment C ist und die zweite Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem sechsten Anschluss (11) steht, ein Auslass von Kompartiment C ist.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, die wie in Anspruch 4 oder Anspruch 7 definiert konfiguriert ist, wobei die erste Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem fünften Anschluss (10) steht, ein Auslass von Kompartiment C ist und die zweite Öffnung von Kompartiment C, die in direkter fluidischer Verbindung mit dem sechsten Anschluss (11) steht, ein Einlass von Kompartiment C ist.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass die Flussrate an dem ersten Anschluss (2) und dem zweiten Anschluss (3) und/oder an dem dritten Anschluss (5) und dem vierten Anschluss (6) 1-350 ml/min beträgt.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Flussrate für ein Lebewesen, das ein Baby ist, 1-50 ml/min beträgt, die Flussrate für ein Lebewesen, das ein Kind ist, 10-150 ml/min beträgt, die Flussrate für ein Lebewesen, das ein Erwachsener ist, 20-350 ml/min, vorzugsweise 100-150 ml/min, beträgt.
Blutperfusionsvorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, wobei die Flussrate durch eine Pumpe (14) eingestellt wird.
Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei die Blutperfusionsvorrichtung wie in Anspruch 4 oder 7 definiert ist und die Flussrate durch das Zirkulationssystem (12) durch die Pumpe (13) eingestellt wird.
Verfahren zur Behandlung oder Verhinderung eines Zustands, wobei das Verfahren umfasst (a) Verbinden eines ersten Lebewesens mit dem ersten Anschluss (2) und dem zweiten Anschluss (3) der Blutperfusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29 und Verbinden eines zweiten Lebewesens mit dem dritten Anschluss (5) und dem vierten Anschluss (6) der Blutperfusionsvorrichtung und (b) Ermöglichen, dass das Blut des ersten Lebewesens in Kompartiment A (4) der Perfusionskammer eintritt, und Ermöglichen, dass das Blut des zweiten Lebewesens in Kompartiment B (7) der Perfusionskammer eintritt, wobei die Behandlung einen Stoffaustausch zwischen Blutplasma des ersten Lebewesens und des zweiten Lebewesens umfasst, wobei das erste Lebewesen ein gesundes Lebewesen ist und das zweite Lebewesen einer Behandlung bedarf.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei das zweite Lebewesen einer Blutplasmabehandlung bedarf.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, wobei das erste Lebewesen durch normale Organfunktionen und normale Plasmazusammensetzung gekennzeichnet ist und das zweite Lebewesen durch mindestens eine defiziente Organfunktion und eine defiziente Blutplasmazusammensetzung gekennzeichnet ist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das defiziente Organ des zweiten Lebewesens die Niere, die Leber oder die Lunge ist.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Leber von einer akuten, akut-auf-chronischen oder chronischen Lebererkrankung betroffen ist, die mit einem oder mehreren aberranten leberbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniak, Bilirubin und pH-Wert.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Niere des zweiten Lebewesens von einer akuten oder chronischen Nierenerkrankung betroffen ist, die mit einem oder mehreren aberranten nierenbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Harnstoff, Kreatinin und Elektrolyten einschließlich Natrium, Kalium, Chlorid, Magnesium und Calcium.
Verfahren nach Anspruch 33 oder 35, wobei das zweite Lebewesen einer Nierendialyse bedarf.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei die Lunge von einer akuten, akut-auf- oder chronischen Lungenerkrankung betroffen ist, die mit einem oder mehreren aberranten lungenbezogenen Blutparametern assoziiert ist, wobei der Parameter vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus pH-, Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidspiegeln in dem Blut.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 37, wobei das zweite Lebewesen von einem Multiorganversagen betroffen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 38, wobei das Blutplasma des zweiten Lebewesens durch einen aberranten Spiegel eines Hormons oder Mediators, das/der Organfunktion reguliert, gekennzeichnet ist und wobei die Vorrichtung dazu verwendet wird, die Auswirkungen altersbedingter Krankheiten aufgrund eines Mangels an solchen Faktoren zu verlangsamen, um ein Anti-Aging und eine Verlängerung der Lebensarbeitszeit zu erreichen, während die Vorrichtung, sobald sie zwischen einem jungen und einem alten Individuum verbunden ist, es den Organen und Geweben des jungen Spenders seiner Zeit an der Vorrichtung ermöglicht, den Blutspiegel des alternden Individuums zu equilibrieren, indem regenerative Moleküle reguliert und abgegeben werden, und während die Vorrichtung einen durch eine Rückkopplungsschleife regulierten Austausch von regenerativen Faktoren und Mediatoren und deren Synthese von dem Jungen zu dem Alten ermöglicht, und während in den Stoffaustauscherkapillaren der Vorrichtung das Blutplasma des jungen und gesunden Spenders neben dem kompromitierten oder geschwächten Plasma des Älteren zirkuliert, und während regenerative Moleküle aus dem jungen Plasma selektiv durch die semipermeablen Membransysteme in den Fällen fließen, in denen ihr Gegenstück fehlt oder bei einem reduzierten Spiegel vorliegt, und während Plasma in dem einen Kreislauf, das einen regenerativen Faktor, z.B. Testosteron, das bei dem Alten eine Regeneration auslöst, nicht enthält, angereichert werden wird, wenn dieser Faktor in dem anderen Kreislauf bei dem jungen gesunden Zeitspender an der Vorrichtung vorliegt, und während die Vorrichtung dem Alten die regenerativen Mediatoren, Hormone, Wachstumsfaktoren des Jungen bereitstellt, während der Transfer von unerwünschten roten Blutzellen, Blutplättchen und Immunzellen vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 39, wobei der Zustand ein Zustand ist oder diesen beinhaltet, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einer Schwäche von Knochen mit Knochenverlust und Knochenbrüchen (Osteoporose), einem Verlust von Muskelkraft oder Muskelgewebe (Muskeldystrophien), einem Verlust von Bindegewebsstärke (Gelenkknorpelschwäche), einem Verlust von Haarstärke und -dicke, einem Verlust von Hautfestigkeit (Elastizität), einem altersbedingten Zustand, einer Integritätsschwäche von Geweben und Organen, einer Unterfunktion von Geweben und Organen, einer Fehlfunktion von Geweben und Organen, einer Nichtfunktion von Geweben und Organen, einer Deregulierung des onkotischen Drucks, einer Deregulierung der Osmolarität, einem aberranten pH-Spiegel und einem aberranten Elektrolytspiegel.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 40, wobei der Zustand ein Zustand ist oder diesen beinhaltet, der einen aberranten Spiegel eines Mediators wie eines Zytokins einbezieht, wobei der Zustand vorzugsweise Schock, septischer Schock und Multiorganversagen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 41, wobei das zweite Lebewesen ein frühgeborenes Baby ist.