DE2823935C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Fraktionieren von Blut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fraktionieren von Blut, bei dem man Blut über die Oberfläche einer scmipermeablen Membran strömen läßt, um die durch die Oberfläche der Membran hindurchtretende Blutfraktion und die verbliebenen Blutbestandteile auf-S zufangen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Das etwa 55 Vol.-% des Blutes ausmachende Blutplasma ist eine Lösung aus Wasser, Salz und Proteinen und von besonderem Nutzen für die Diagnose und "Πιει ο rapie, und zwar sowohl als Vollplasma als auch in Form von Plasmaproteinen. Zum Erhalten des Plasmas mittels eines zeitraubenden und aufwendigen Verfahrens führt man eine Nadel in eine Vene eines Spenders und zieht innerhalb eines Zeitraums von 15 bis 20 Minuten etwa 500 ml Blut ab. Der das Blut enthaltende Beutel wird dann abgenommen, zentrifugiert und das überstehende Plasma in einen anderen Behälter umgefüllt während man die Blutkörperchen dem Spender wieder zuführt Die Gesamtzeit, die erforderlich ist, um das Blut abzunehmen, das Plasma abzutrennen und die roten Blutzellen dem Spender wieder zu verabfolgen, beträgt etwa 90 Minuten.

Das Verfahren enthält mehrere Risiken, u.a. die Rückführung des Blutes einer anderen Person in den Spender, ein Versehen, das tödlich sein kann und vielfältige Möglichkeiten der Infektion in sich birgt

Es wurden verschiedene Vorrichtungen und Systeme vorgeschlagen, um Blutplasma zu gewinnen, die jedoch nicht zufriedenstellend sind und gewerblich nicht ausgeto wertet werden. Ein solches System ist beispielsweise in der US-PS 37 05 100 beschrieben, hat indessen mehrere Mängel, insbesondere ist die extrem geringe Geschwindigkeit der Plasmaerzeugung nachteilig.

Die AT-PS 3 08 767 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Filtern von Flüssigkeiten, die Mikroorganismen, Makromoleküle oder feinteilige Feststoffe enthalten. Dabei wird ein statischer Druck horizontal auf den Filterbereich ausgeübt. Es muß dort eine laminare Strömung aufrechterhalten werden; eine Turbulenz soll zu einem teilweisen Niederschlag der Festteilchen auf der Filteroberfläche führen. Zum Abfiltern kleiner Teilchen wie Bakterien wird dem bekannten System vorzugsweise ein Filterhilfsmittel wie Zelluloseteilchen, insbesondere gemahlene Holzteilchen zugesetzt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fraktionieren von Blut, insbesondere zur kontinuierlichen In-situ-Fraktionierung von Blut aus einem Spender anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst daß man das Blut als schnelle Strahlen zur Membran hin und im wesentlichen entlang deren gesamter Oberfläche strömen läßt.
Zweckmäßig weist der von der Membranoberfiäche gebildete Strömungsweg eine von dieser aus gemessene vertikale Tiefe von weniger als 0,5 mm auf, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes auf dem Strömungsweg im Bereich von 40 bis 80 cm/sec liegt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist so ausgebildet, daß eine eine Vielzahl von schnellen Blutstrahlen zur Membran und im wesentlichen längs der gesamten Oberfläche der Membran schaffende Kinrichtung eine Lochplatte umfaßt, welche b^r> in dem Gehäuse im Strömungsweg zwischen dem Bluteinlaß und dem Blutauslaß angeordnet ist.

Dabei weist die Lochplatte vorteilhaft eine zur Membran weisende Oberfläche und eine gegenüberliegende

Oberfläche auf, welche mit einer Oberfläche des Gehäuses einen schmalen Hohlraum mit einer Tiefe von weniger als 0, 5 mm bildet, wobei der Hohlraum in Strömungsverbindung mit dem Bluteinlaß steht.

Die Löcher in der Lochplatte, welche das Blut zu der Membran hin verteilen, weisen vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 0,5 mm auf, und die Dicke der Lochplatte ist kleiner als 0,76 mm.

Zweckmäßig weist die semipermeable Membran eine Porengröße auf. die im Bereich von etwa 0,1 bis 6 μπι liegt und die effektive Länge des Strömungsweges des Blutes vom Bluteinlaß zu dem Blutauslaß beträgt vorzugsweise 5 bis 10 cm.

Weil eine Vielzahl von sehr schnellen Blutstrahlen erzeugt wird, die auf die Membran und im wesentlichen entlang deren gesamter Oberfläche gerichtet sind, wird die Membran ablagerungsfrei gehalten, so daß die Blutfraktion hindurchtreten kann. Beim Übergang des Blutes vom Bluteinlaß entlang der Membran zu Ctm Blutauslaß tritt die Blutfraktion kontinuierlich durch die Membran hindurch und bewegt sich durch den Fraktionsauslaß. Die verbleibenden Blutbestandteile, welche nicht durch die Membran treten können, werden ebenfalls aufgefangen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 schematisch eine Fraktioniervorrichtung mit einer Blutpumpe, geeigneten Gerinnselfiltern, die in situ an einen Spender angeschlossen sind, und mit einer Auffangeinrichtung;

F i g. 2 perspektivisch die Fraktioniervorrichtung;

F i g. 3 perspektivisch die Einzelteile der in F i g. 2 gezeigten Fraktioniervorrichtung;

Fig.4 eine Schnitiansicht längs der Vorrichtung gemäß F ig. 2;

F i g. 5 eine Draufsicht des unteren Elements der in F i g. 2 gezeigten Fraktioniervorrichtung;

Fig.6 eine andere Ausführungsform der Lochplatte für die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung.

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 ist ein System zum kontinuierlichen Fraktionieren von Blut aus einem Spender 51 gezeigt. Das System weist einen Fraktionator 55 auf, der an den Spender 51 mit einem Schlauch 56 angeschlossen ist, der vom Einlaßende des Fraktionalors 55 zu einem Gerinnselfilter 70 führt. Ein Schlauch 57 verläuft vom anderen Ende des Gmnnselfilters 70 zu einer Blutpumpe 60, die ihrerseits mit einem Schlauch 61 an eine Nadel 62 angeschlossen ist, die in ein Blutgefäß 63 eingeführt ist, welches eine Vene oder eine Arterie sein kann, obgleich man bevorzugt eine Vene ansticht. Eine Auffangeinrichtung 65 in der Form eines Kunststoffbeutels ist an den Fraktionator 53 angeschlossen und nimmt die vom Spenderblut abgetrennte Blutfraktion auf. Ein Schlauch 66 verbindet den Blutauslaß des Fraktionators 55 mit einem anderen Gerinnselfilter 70, der über einen Schlauch 71 an eine Nadel 72 führt, die wiederum in ein geeignetes Blutgefäß 73 eingeführt ist. Sämtliche Werkstoffe innerhalb des Systems sind biokompatibel.

Die Blutpumpe 60 in Form einer Rollenpumpe erzeugt eine Blutströmung von mehr aU ciwa 75 bis 150cmVmin, dem gewünschten Bereich der Blutströmung im System. Während die Vorrichtung hauptsächlich am Beispiel der Gewinnung von Blutplasma beschrieben werden soll, ist einzusehen, daß sie sich auch leicht zur Gewinnung anderer Blutfraktionen — beispielsweise Ultrafiltraten — einsetzen läßt, indem man die Membran im Fraktionator 55 entsprechend auswählt, wie dies beschrieben wird.

In F i g. 1 bis 5 ist der Fraktionator 55 mit einem Gehäuse 100 aus einem unteren Element 105 und einem 5 oberen Element 205 gezeigt, die aufeinander passen. Das Element 105 hat an den gegenüberliegenden Enden koaxiale öffnungen 106, 107, die von der Innenfläche 108 des Elements 105 beabstandet sind. Ein Bluteinlaß 110 ist in die öffnung 106 eingesetzt und weist einen

ίο Körper 111, einen außerhalb des Elements 105 liegenden vergrößerten Flanschteil sowie einen langgestreckten Flansch 112 auf, der in die öffnung 106 ragt und dicht gegen diese abgeschlossen ist Ein Rohr 113 erstreckt sich vom Körper 111, auf welches ein Schlauch

is 56 gesteckt werden kann. Ein Blutauslaß 120 ist entsprechend in die öffnung 107 eingesetzt und umfaßt einen außenliegenden Körper 121 mit einem Schaft 122, der dicht abschließend in der öffnung 107 sitzt; auf ein nach außen vorstehendes Rohr 123 kann der Schlauch 66 gesteckt werden.

Das innere Ende des Schafts 112 des Bluteinlasses 110 mündet in einem Bluteinlaßverteiler 130, der im unteren Element 105 liegt. Der Bluteinlaßverteiler 130 ist eine rechteckige Nut, die rechtwinklig quer zur Achse zwisehen dem Bluteinlaß UO und dem Blutauslaß 120 verläuft und von einer Bodenwand 131 und gegenüberliegenden Seitenwänden 132 begrenzt ist. Der Bluteinlaßverteiler 130 steht in Strömungsverbindung mit dem Bluteinlaß 110. Eine vertiefte rechteckige Fläche 135 ist im unteren Element 105 vorgesehen. Die Fläche 135 verläuft vom innere·! Ende des Verteilers 133 zum Ende 137, das von dem Blutauslaß 120 einwärts beabstandet liegt. Die vertiefte Fläche verläuft also zwischen der Kante 133 des Bluteinlaßverteilers 130 und dem distalen Ende 137, wobei sich eine nach oben vorstehende Leiste 138 ergibt. Die Seiten der vertieften Fläche 135 werden von den Wänden 132 des Einlaßverteilers 130 gebildet und liegen in den gleichen beabstandeten und parallelen Ebenen.

Die Leiste 138 überbrückt die vertiefte Fläche 135 und einen Blutauslaßverteiler 140 mit einem Boden 141 und auswärts vorstehenden Seiten 142. Die Abmessungen des Blutaus'aßverteilers 140 sind im wesentlichen gleich den Abmessungen des Bluteinlaßverteilers 130, wobei die Böden 131,141. und die Seitenwände 132,142 jeweils in der gleichen Ebene liegen.

Die obere Fläche der Leiste 138 liegt in der gleichen Ebene wie die innere Fläche 108 des unteren Elements 105. Eine Lochplatte 150 mit im wesentlichen gleichen

so Umfangsabmessungen wie das Element 105 liegt auf der Fläche 108 und der oberen Fläche der Leiste 138 und verläuft im wesentlichen zum äußeren Ende des Elements 105. Die Lochplatte 150 bildet mit der vertieften Fläche 135 eine Blutverteilungskammer 155. Die Lochplatte 150 weist eine obere Fläche 161 und eine untere Fläche 162 auf, wobei die untere Fläche 162 auf der Fläche 108 des Elements 105 liegt und mit dieser dicht abschließt. Die obere Fläche 161 hat eine Vertiefung 165, die von der Endvvand 167 her verläuft, die in die angrenzende Außenfläche eingelassen ist. Eine Vertiefung 185 in der Lochplatte 150 ist mit einer Kante mit der Außenwand des Bluteinlaßverteilers 130 ausgerichtet und verläuft zu einer Endwand 168, ausgerichtet mit der äußeren Wand des Bluteinlaßverteilers 140. Die

b^r> Vertiefung 185 ist seitlich von den Wänden 169 gebildet, die mit einer Ebene fluchten, welche die Wände 132,142 der Verteiler 130 und 140 bilden. Ein länglicher rechtekkiger Schlitz 166 am Ende der vertieften Fläche 185

erstreckt sich durch die Lochplatte 150, ist mit dem Auslaßverteiler 140 ausgerichtet und hat die gleiche Umfangsabmessung wie dieser.

In der Platte 150 ist eine Vielzahl von Löchern 170 vorgesehen, die winklig durch die Platte 150 verlaufen und jeweils ein Einlaßende 171 und ein Auslaßende 172 aufweisen. Die Löcher 170 — vergleiche Fig.3 — sind in Spalten und Zeilen im wesentlichen gleichmäßig über die gesamte Vertiefung 165 verteilt, so daß die Einlaßenden 171 näher am Bluteinlaß UO und die Auslaßenden 172 näher am Blutauslaß 120 liegen, wobei das durch die öffnungen 170 strömende Blut kräftige Strahlen zu einem nachfolgend erläuterten Zweck bildet. Eine Dichtung 175 liegt auf der oberen Fläche der Vertiefung 165 in der Lochplatte 150 und ist mit einer öffnung 176 versehen, weiche die gleiche Ausdehnung wie die Vertiefung 185 der Platte 150 hat. Die Dichtung 175 kann aus irgendeinem biokompatiblen elastomeren elastischen Werkstoff hergestellt sein.

Eine semipermeable Membran 180 befindet sich mit ihrer unteren Fläche 181 auf der Dichtung 175 und bildet mit der Vertiefung 185 einen Blutkanal 185A. Die Porengröße der Membran kann zwischen 0,1 und 6 μιη liegen, und zwar abhängig vom Einsatzziel des Fraktionators 55. Die Umfangsabmcssungen der Membran 180 sind im wesentlichen die gleichen wie die der Platte 150 und des Elements 105.

Eine Dichtung 190 mit einer Öffnung 191 ist über die Membran 180 gelegt, wobei die öffnung 191 geringfügig größer als die öffnung 176 in der Dichtung 175 ist. Eine Membranstütze 195 ist in der Dichtung 190 vorgesehen, um die Querabmessungen des Blutkanals 185/4 konstant zu halten und ein Auslenken der Membran 180 aus ihrer Normalebene zu verhindern. Die Membranstütze 195 kann aus Maschengewebe oder einer Platte mit Leisten, Pyramiden oder Kegeln bestehen.

Das obere Element 205 mit den gleichen Umfangsabmessungen wie das Element )05 ist auf der Membranstütze 195 angeofdnet und weist eine Öffnung 206 auf, welche die gleichen allgemeinen Abmessungen wie die öffnungen 105, 107 im unteren Element 105 hat. Das obere Element 205 hat eine Innenfläche 207 und eine Vertiefung 208 für die Dichtung 190, wobei die Vertiefung 208 am Einlaßende des oberen Elements 205 breiter ist als am Auslaßende. Eine Vertiefung 210 in der Innenfläche 207 des Elementes 205 bildet eine Blutfraktionskammer und hat die gleichen Querabmessungen wie die Vertiefung 135 im Element 105; ihr Ende 211 fluchtet mit der Außenwand des Bluteinlaßverteilers 130, das andere Ende 212 erstreckt sich über die äußere Wand des Auslaßverteilers 140 hinaus. Da die Membranstutze i95 sich innerhalb der Biutt'raktionskammer befindet, bietet sie eine Abstützung für die sie berührende Membran 180 über denjenigen Punkt hinaus, wo diese vom Blut bespült wird.

Ein Blutfraktionsauslaß 220 ist in der öffnung 206 angebracht, wie der Bluteinlaß UO bzw. der Blutauslaß 120 aufgebaut und umfaßt einen Körper 221 außerhalb des Elements 205 und einen Schaft 222, welcher abgedichtet in der öffnung 206 angeordnet ist Auf ein äu3eres Rohr 223 läßt sich ein Schlauch aufschieben. Der Blutfraktionsauslaß 220 stellt eine Strömungsverbindung zwischen dem Fraktionator 55 und einem Blutfraktionsverteiler 230 her, der im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Verteiler 130,140 und eine obere Wand 231 sowie Endwände 232 aufweist wobei die obere Wand 231 parallel zum Boden 131, 141 der Verteiler 130 bzw. 140 verläuft und die Wände 232 mit den Wänden 142 des Auslaßverteilers 140 fluchten. Das Element 205 ist dicht abschließend mit dem Element 105 durch Ultraschallschweißen, Silicongummikleber oder dergl. verbunden. Dann bilden die Elemente 105 und 205 einen flüssigkeitsdichten Blutströmungsweg 240 und einen Blutfraktionsweg 241, wie dies durch die Pfeile in F i g. 4 angedeutet ist. Am Bluteinlaß 110 zuströmendes Blut strömt in den Verteiler 130 und zur Verteilerkammer 155 zwischen der Vertiefung 135 im Element 105

ίο und dem Boden 162 der Lochplatte 150. Das Blut in der Kammer 155 strömt durch die Löcher 170 in den Blutkanal 185/4 und auf die Oberfläche 181 der semipermeabler) Membran 180. Da die Strömung turbulent ist, reicht die Berührung des Blutes mit der Membran 180 aus, um ein Zusetzen der Oberfläche 181 zu verhindern; damit kann die gewünschte Fraktion durch die Membran in die Fraktionskammer 210 und von dort in den Verteiler 230 und aus dem Auslaß 220 herausfließen. Gleichzeitig tritt das Blut aus dem Kanal 185 durch den Schlitz 166 der Lochplatte 150 in den Verteiler 140 und strömt von dort über den Blutauslaß 120 aus dem Fraktionator 55.

Im in Fig. 1 gezeigten System ermöglicht der Fraktionator 55 die kontinuierliche Gewinnung einer Blutfraktion an dem Auslaß (220 gemäß Fi g. 2 und 4), während das Blut vom Spender 51 kontinuierlich an einem Blutgefäß 63 abgenommen und einem anderen Gefäß 73 wieder zugeführt wird, und zwar durchweg ohne die Notwendigkeit, das dem Spender abgenommene Blut mechanisch behandeln und dann rückführen und die da-

jo bei auftretenden Fehler- und Infektionsmöglichkeiten in Kauf nehmen zu müssen.

In F i g. 6 ist eine andere Lochplatte 250 mit gegenüberliegenden Flächen 261 und 262 gezeigt, durch welche sich eine Vielzahl von Öffnungen 270 erstreckt, die jeweils rechtwinklig zu den Oberflächen 261 und 262 verlaufen. Diese Lochplatte 250 erzeugt eine turbulente Blutströmung auf einer Membranfiäche.

In einem Beispiel bestanden die Elemente 105, 205 aus Methylacrylat und waren mit Standard-Armaturen 110, 220, 120 versehen. Die Elemente maßen 44,20 mm im Quadrat und hatten eine Gesamtdicke von 20,78 mm. Die Verteiler 130, 140, 230 waren je 7,52 mm tief und 1,59 mm breit. Die vertikalen Abmessungen der Verteiltrkammer 155 und der Fraktionssammelkammer 210 betrugen 0,38 mm. Die Lochplatte 150 bestand aus PoIymethylacrylat mit einer Dicke von 0,76 mm; sie wies 25 öffnungen 270 mit einem Durchmesser von jeweils 0,41 mm auf. Eine Nucleoporemembrari 180 mit einer Porengröße von 3 μπι bzw. — in einem anderen Beispiel — einer Porengrößc von 5 μπι wurde verwendet; die Dichtungen 175, 190 waren aus Silicongummi. Die Membranabstützung war ein röiyesiergewebe mit einer Dicke von 038 mm.

Anordnungen der beschriebenen Art sind zur Fraktionicrung unterschiedlicher Flüssigkeiten eingesetzt worden. Beispielsweise wurde künstliches Blut aus Hefezellen mit einem Durchmesser von 6 μιη in einer Zeichentuschelösung durch einen Fraktionator 55 der beschriebenen Art gepumpt und ergab ein zellfreies FiI-trat Durchsatzraten bis zu 450 ml/min ergaben Filtrat mit 30 ml/min; bei dem kontinuierlichen Einsatz nahmen weder die zeitliche Filtratgewinnung noch die Hefezellen im Filtrat ab.

Rinderblut wurde ebenfalls geprüft, und von roten Blutkörperchen freies Plasma ließ sich kontinuierlich mit dem Fraktionator 55 erzeugen Rinderblut enthält rote Blutkörperchen von etwa 3 bis 6 μπι — dies im Vergleich zu den roten Blutkörperchen des menschli-

chen Bluts, deren Größe etwa 7 bis 9 μιη beträgt. Du die Porengröße der Membran kleiner sein muß, wenn man Plasma aus Menschenblut erzeugen will, ist der Druckabfall über der Membran in diesem Fall natürlich höher. Aus diesem Grund sind die Betriebsparameter für die Gewinnung des Plasmas bei menschlichem Blut weniger streng als die für Rinderblut.

Bei einer Strömung von 100 ml/min beträgt die berechnete Lineargeschwindigkeit des Bluts in den öffnungen 170, 270 der Lochplatte 150 im Fraktionator etwa 510 mm/s, wobei die bevorzugte lineare Geschwindigkeit zur Gewinnung von Plasma im Bereich von etwa 400 mm/s bis etwa 800 m/s und die gewünschte Strömung für Menschenblut auf jeden Fall im Bereich zwischen 75 ml/min und 150 ml/min liegen. Mit dem Fraktionator 55 hergestellte Blutfraktionen können im Bereich zwischen etwa 20 und etwa 30 Vol.-% des Blutdurchsatzes durch den Fraktionator liegen. Für eine Blutströmung von 100 ml/min beträgt die Blutfraktion also zwischen etwa 20 und etwa 30 ml/min, so daß man in 20 min zwischen etwa 400 und etwa 600 ml Plasma erhält.

Die im Fraktionator 55 verwendeten linearen Geschwindigkeiten sind absichtlich hoch, um zu gewährleisten, daß die Blutströmung entlang der Fläche 181 der Membran 180 (d. h. im Blutkanal 185AJ turbulent ist. Vermutlich verhindert die turbulente schnelle Blutströmung entlang der Membran 180 das Anbacken des Blutes auf der Oberfläche 181, so dall die Erzeugungsrate der Blutfraktion bzw. des Filtrats verhältnismäßig konstant bleibt. Die von den Löchern bzw. öffnungen 170, 270 erzeugten Blutstrahlen bewirken eine Scherkraft entlang der Membranfläche 181. Es tritt ein zur Membran 180 senkrechter Vektor auf, der kinetische in Druckenergie umgewandelt und für die Funktion der Vorrichtung wichtig ist. Die Umwandlung der kinetischen in Druckenergie erhöht die Produktionsrate der Blutfraktion. Auf jeden Fall führen der Betrieb des Fraktionators 55 bei hohen Blutgeschwindigkeiten und hoher Lineargeschwindigkeit entlang der Membran 180 entgegen allen Vermutungen nicht zu einem Zusetzen der Membran. Vielmehr bleibt die Membran von Ablagerungen frei und die Produktionsrate des Plasmas (bzw. der Blutfraktion) bleibt erhalten. Dieses überraschende Ergebnis steht allen Erwartungen mit den Vorrichtungen des Standes der Technik entgegen, bei denen eine verhältnismäßig langsame und laminare Strömung entlang der Membranoberfläche gefordert wurde.

Wie bekannt, nimmt bei der Fraktionierung die Konzentration der roten Blutzellen vom Einlaß 110 zum Auslaß 120 ebenso wie die Blutviskosität zu. Für menschliches Blut ist eine Konzentration von 60% roter Zellen im den Fraktionator 55 verlassenden Blut die obere Grenze des Erwünschten. Bei einer zwischen etwa 20 und etwa 30 Vol.-% der Blutströmungsrate liegenden Blutfraktion sind die Blutströmungsgeschwindigkeiten für menschliche Spender begrenzt auf ein Minimum zwischen 75 und 100 ml/min, um zu verhindern, daß die Konzentration der roten Blutkörperchen die Grenze von 60% übersteigt Der Fraktionator kann mit einer Strömung von mehr als 450 ml/min arbeiten, wobei die Konzentration der roten Blutkörperchen am Auslaß des Fraktionators 55 entsprechend abnimmt

Für einen guten Wirkungsgrad ist es wichtig, den Blutströmungsweg 185Λ in seinen Abmessungen stabil und verhältnismäßig dünn zu halten. Beispielsweise hat der Strömungsweg 185.4 quer zur Membranoberfläche 181 eine Abmessung von etwa 0,41 mm, wobei bevorzugt ist, daß man die Tiefe des Strömungswegs auf weniger als etwa 0,5 mm hält. Ein tieferer Strömungskanal 185/4 ergibt einen geringeren Wirkungsgrad, da mehr Blut auf der Membranoberfläche 181 anbackt. ■> Ein weiieres wesentliches Merkmal ist der kurze Strömungsweg vom Bluteinlaß 110 zum Blutauslaß 120. Indem man den Strömungsweg kurz hält, d. h. in der Größenordnung von etwa 100 mm oder weniger, ist das Bluttrauma sicherlich schwächer als bei längeren Ströiü mungswegen. Bei einer Ausführungsform beträgt die Länge des Strömungsweges vom Einlaß 110 zum Auslaß 120 weniger als etwa 50 mm.

Da der Fraktionator 55 einen gleichmäßigen Strömungswiderstand darstellen soll, führt man den Bluteinlaßverteiler 130 und den Blutauslaßverteiler 140 vor zugsweise mit den gleichen Abmessungen aus. Bei bereits gebauten Vorrichtungen waren die Verteiler etwa 20-mal tiefer als die Blutverteilerkammer 155, obgleich auch Verteiler, die 10-mal tiefer als die Verteilerkammer sind, ausreichen würden. Ein zusätzlicher Grund dafür, daß man den Strömungsweg 185/1 für das Blut in seinen Abmessungen stabil hält, ist, daß man dabei gleichzeitig auch den Strömungswiderstand gleichmäßig hält.

Die semipermeable Membran 180 ist verhältnismäßig

dünn, beispielsweise 1 bis 10 μιη dick. Insbesondere ist keine Membranabstützung 195 erforderlich, wenn die

Querfestigkeit der Membran 180 ausreicht, um ein Durchbiegen in die Kammer 210 (und damit ein Reißen)

zu verhindern und gleichzeitig die Abmessungen des

Blutströmungskanals 185/4 konstant zu halten.

Der für das Gehäuse 100 verwendete Werkstoff war Polymethylmethacrylat; der gleiche Werkstoff wurde für die Lochplatte 150 verwendet. Akzeptable Alternativwerkstoffe sind Polycarbonate, Polypropylene, PoIyethylene und andere Werkstoffe. Das im Fraktionator 55 eingesetzte Dichtungsmaterial war Silicongummi. Bei der Membranabstützung 195 handelt es sich um kreuzgewebtes Polyester.

Es läßt sich nicht nur Plasma, sondern auch Serum gewinnen. Serum ließt sich nicht ohne teure und zeitraubende Behandlung des gewonnenen Plasmas erzeugen. Mit dem beschriebenen System ist es möglich, entweder Plasma (mit einem Gerinnungshemmer im Auffangbeutel 65) oder Serum (ohne Gerinnungshemmer im Beutel) zu gewinnen.

Es lassen sich auch andere Blutfraktionen gewinnen, beispielsweise Uhrafiltrate von Salz und Wasser sowie verschiedene Proteine wie Immunglobuline.

Während weiterhin der Fraktionator 55 in situ an

einem Spender 51 gezeigt ist, so daß ein kontinuierlicher

Strömungsweg zwischen den Blutgefäßen 63, 73 des Spenders entsteht, kann er auch zur Gewinnung von Plasma oder anderen Blutfraktionen aus Blut eingesetzt

werden, das man zuvor chargenweise anderswo gesam melt hat

Es ergibt sich, daß sich Blut sehr schnell fraktionieren läßt, so daß man die Blutfraktion mit hoher Geschwindigkeit erhält In der Anwendung am menschlichen Spender reduziert das beschriebene System die Gefahr von Infektionen und einer Blutverwechslung im Vergleich zu bekannten Plasmagewinnungssystemen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Fraktionieren von Blut, bei dem man Blut über die Oberfläche einer semipermeabler! Membran strömen läßt, um die durch die Oberfläche der Membran hindurchtretende Blutfraktion und die verbliebenen Blutbestandteile aufzufangen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Blut als schnelle Strahlen zur Membran hin und im wesentlichen entlang deren gesamter Oberfläche strömen läßt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Membranoberfläche gebildete Strömungsweg eine von dieser aus gemessene vertikale Tiefe von weniger als 0,5 mm aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch ', oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes auf dem Strömungsweg im Bereich von 40 bis 80 cm/sec liegt

4. Vorrichtung zum Fraktionieren von Blut mit einem Gehäuse, das einen mit einer Blutquelle verbindbaren Bluteinlaß, einen in Strömungsverbindung mit letzterem stehenden Blutauslaß und einen Blutfraktion-Auslaß aufweist, mit einer semipermeabler! Membran, welche den Blutfrakticn-Auslaß von dem Bluteinlaß und dem Blutauslaß trennt und den Durchgang einer Blutfraktion dazwischen gestattet, wobei beim Durchströmen des Blutes von dem Bluteinlaß zum Blutauslaß die Blutfraktion sich kontinuierlich durch die Membran und aus dem Blutfraktion-Auslaß bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Vielzahl von schnellen Blutstrahlen zur Membran und im wesentlichen längs der gesamten Oberfläche der Membran (180) schaffende Einrichtung eine Lochplatte (150) umfaßt welche in dem Gehäuse (100) im Strömungsweg zwischen dem Bluteinlaß (UO) und dem Blutauslaß (120) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (150) eine zur Membran (180) weisende Oberfläche (161) und eine gegenüberliegende Oberfläche (162) aufweist, welche mit einer Oberfläche (135) des Gehäuses (100) einen schmalen Hohlraum mit einer Tiefe von weniger als 0,5 mm bildet, und daß der Hohlraum (155) in Strömungsverbindung mit dem Bluteinlaß (UO) steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (170) in der Lochplatte (150), welche das Blut zu der Membran hin verteilen, einen Durchmesser von weniger als 0,5 mm aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Lochplatte (150) kleiner als 0,76 mm ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die semipermeable Membran (180) eine Porengröße aufweist, die im Bereich von 0,1 bis 6 μιη liegt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Länge des Strömungsweges des Blutes vom Bluteinlaß (110) zu dem Blutauslaß (120) 5 bis 10 cm beträgt.