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Gerät zur reversiblen und irreversiblen Adsorption
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von Blut und Blutbestandteilen.
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Im Rahmen der "Bluttherapie nach Maß" wird angestrebt, einem Patienten
diejenigen Blutbestandteile oder Blutkomponenten zu verabreichen, die für die Therapie
einer bestimmten Krankhei benötigt werden.
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Andererseits ist die Gewinnung dieser Blutkomponenten eines Spenders
bereits bei der Spende erwünscht.
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Für eine andere Bluttherapie sollen bestimmte Salze, Substanzen, Eiweißmoleküle
oder Zellen aus dem Blutkreislauf entfernt werden.
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Bei den zellulären Blutbestandteilen sind neben den Erythrozyten und
den Thrombozyten die Leukozyten für die Therapie wichtig.
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Insbesondere werden die Granylozyten, die ca. 75% der Leukozyten ausmachen,
für die Therapie bakterieller Infektionen benötigt.
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Andererseits wird bei einer Reihe von Anwendungen, wie bei der Transplantation,
die Gabe von leukozytenarmen Erythrozytenkonzentrat notwendig. Bei der Hämodialyse
wird die Nierenfunktion, d.h. die Entfernung von harnpflichtigen Substanzen, durch
eine Dialysiereinrichtung ersetzt. Von Hämofiltration spricht man, wenn Blutbestandteile
selektiv aus dem Blut von einem Filtermedium absorbiert werden.
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Es wurde früllel- festgestellt, daß Granylozyten aufgrund ihrer phagozytären
Eiqcnschaften eine selektive Adsorption an bestimmten Oberflächen zeigen. Diese
P}#änomen ist von Djerassi u.a.
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in der Zeitsc]rift Transfusicn, 12 (72) 75 beschieben.
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Es wurde festgestellt, daß Granylozyten sich je nach Oberfläche auch
reversibel binden können. z.r. ist bekannt, daß Granylozyten unter Verwendung von
Heparin-stabilisiertem Vollblut reversibel an Nylonfaser adsorbiert werden. Das
heißt, sie können unter Verwendung bestimmter Elutionsmittel wieder eluiert werden.
Bei der kontinllierlichen Durchströmung von Spenderblut durch ein Gerät, das mit
diesen Fasern ausgestattet ist,und der Rückführung der nicht adsorbierten Blutbestandteile
zum Spender spricht man von der sog. reversiblen Filtrationsleukopherese.Die Vor-
und Nachteile dieser Leukopherese mit Nylonfaser-Geräten sind kürzlich von Djerassi
in Exp.Hemat. (1977) 5 Suppl 49 detailliert beschrieben worden.
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Andererseits gibt es Geräte, die mit Baumwoll-Fasern gefüllt sind
und bei denen Blut bzw. Erythrozytenkonzentrat meist unter Druck hindurchgepreßt
wird. Hierbei werden praktisch die gesamten Leukozyten und Thrombozyten herausadsorbiert
bzw. abfiltriert (Literatur: Diepenhorst et al, Vox Sang. 23 (1972) 308.) Für die
Hämoperfusion wird Blut über eine Filterpatrone geschickt, die aus Adsorptionsmittel,
wie oberflächenpräparierter Akt.iVkee#te u.ä. , je'.'#e1lt (Literatur s.z.B.Dentietal
Kidney Internat. 7(75)401; Walker et al, ibid 10 (76) 320).
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Auch hierfür sind bereits Geräte auf dem Markt erhältlich.
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Die im Handel. befindlichen Geräte für die reversible und irreversible
Leukozyten-Adsorption, Thrombozytenadsorption oder EXämoperfusion zeigen aber meist
den Nachteil, daß das Adsorptionsmittel,
z B. Fasern oder Faserwolle,derart
in ein Gehäuse gestopft wird, r daß die Packungsdichte der produzierten Patrone
häufig variabel ist. Dies führt zum Nachteil der unterschiedlichen Durchlaufgeschwindigkeit.
Dadurch treten häufig stark schwankende Ausbeuten auf. Dies zeigt sich sowohl in
der Quantität als auch in der Qualität der Blutkomponenten. Andererseits besteht
die Gefahr, daß Teile des Adsorptionsmittels, z.B. Faserabschnitte oder Faserfragmente
oder Aktivkohlepartikel, durch Blut aus der Faserpatrone herausgeschwemmt werden
und in den Spenderkreislauf gelangen können.
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Aufgabe der Erfindung war es deshalb, ein neues Gerätekonzept zu entwickeln,
bei dem der Nachteil der variablen Packungsdichte und die Gefahr der Faserfragmentelution
weitgehend beseitigt werden können Diese Aufgabe konnte mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Gerätes zur reversiblen und irreversiblen Adsorption von Blut- und Bluthestandteilen
bzw. zur Blutkomponententrennung, bestehend aus einem Adsorptionsstumpf, der in
hängender oder stehender Ausführung durchströmt wird und der hermetisch bakterien-
und gasdicht mit einem Gehäuse (3) und einem Auslauf- oder Adaptionsteil (4) verbunden
ist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Adsorplionsstumpf (9) sich aus einem
Faserstumpf (1) in Form einer gewickelten Fadenrolle und einem sich im Zentrum befindlichen
hohlen Kern (2), der auf einer Seite verschlossen und auf der -:#nd.#ren Seite in
Richtung des Auslauf- oder Adaptionsteils (4) offen ist und dessen Mantel mit Öffnungen
(10) versehen ist, gelöst werden.
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Durch s Aufwickeln in Form einer Fadenrolle läßt sich zum einen eine
konstante Packung des Adsoriiosstumpfes erreichen.
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Bei der Anwendung von Fasern oder Adsorptionsnetzen können diese vorher
gewaschen, gespült oder mit einem Mittel oberflächenpräparis werden. Eine solche
Reinigung oder spezifische Behandlung kann jedoch auch erfolgen, nachdem der Adsorptionsstumpf
fertig fabriziert ist, bevor er mit dem Gehäuse fest verbunden wird.
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Durch die konstante Packung wird eine konstante und reduzierbare Durchlaufgeschwindigkeit
durch die Geräte erreicht. Außerdem wird erreicht, daß Fragmente des Adsorptionsmittels
bei der Anwendung nicht mehr herausgewaschen werden.
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Abb. 1 zeigt ein Gerät aus einem Adsorptionsstumpf (9) aus Faserstumpf
(1) und unten offenem Kern (2), mit Öffnungen (10), einem Gehäuse (3) mit Einstichdorn
(8) sowie Auslaufstutzen (4) und einer geschlossenen oberen Abdeckung (5) in Form
einer Deckplatte sowie einer offenen Endabdeckung (6) in Form einer Platte des Adsorptionsstumpfes
(9) und einem Dichtungsring (7).
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Der Kern ) besteht vorzugsweise aus einem durchlöcherten Kunststoffteii.
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Der Faserstumpf (1) ist in Form einer Fadenrolle aufgewickelt und
kann sowohl aus gewickelter Einzelfaser, aus Faserabschnitten oder aus einem Endiosfaden
bestehen. Er kann vorzugsweise aus einem Gewebe oder Netz bestehen oder einem Schaum,
die auf den Kern aufgerollt werden, wobei auch abwechselnd verschiedene Fasern als
auch Fasermischungen verwendet werden können. Der Adsorptionsstumpf kann für bestimmte
Anwendungszwecke oder zur Erreichung eines optimalen blutrheologischen Verhaltens,
z.B. auch eine kegelstumpfartige oder andersartige Form zeigen. Eine Ausführung
kann z.B.
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auch aus einem aufgerollten Netz bestehen, wobei die Trennung von
der nächsten Lage über ein zweites mit aufgerolltem Sieb erfolgen kann. Für bestimmte
Anwendungszwecke, z.B. Hämoperfusion und @@@@@@@@@@@ Irrinn die PaLr#,ne z.B. aus
angepreßtem, aufgehärtetem, gesintertem, carbonisiertem,geschmolzenem oder geschäumtern
Adsorptionsmittel bestehen, wobei eine Kombination mit den obengenannten Ausführungen
möglich ist.
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Auf der einen Seite ist der Adsorptionsstumpf mit einer Endabdekkung
(6) so verbunden,daß das Blut seitlich am Stumpf nicht austreten kann, die öffnungen
des Kernes (2) aber erhalten bleibt.
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die Endabdeckung dient gleichzeitig zur Abdichtung von Gehäuse und
Auslauf. Gehäuse, Adsorptionsstumpf sowie Auslaufstutzen sind hermetisch gas- und
bakteriendicht miteinander über einen Preßsitz, Verschweißung, Verklebung oder Umspritzen
verbunden. Abb. 1 zeigt z.B. die Ausführung eines Umspritzringes.
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Das Gehäuse besitzt gleichzeitig einen Einstichdorn (8), so daß das
Gerät direkt mit einem entsprechenden Adapter oder dem Einstechstutzen eines Elutbeutels
verbunden werden kann.
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Das gesamte Gerät kann durch Gas- oder Strahlensterilisation oder
andere Sterilisationsmethoden sterilisiert werden.
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Das Gerät kann sowohl von (8) nach (4) als auch von (4) nach (8) durchstrtjmt
werden, wobei es bei der Anwendung durch eine umgekehrte Füllung luftfrei gefüllt
wird. Der Abstand von Gehäuse zum Adsorptionsstumpf muß so ausgeführt sein, daß
ein optimaler Blutfluß erreicht wird. Er sollte möglichst klein sein, damit das
Füllvolumen des Gerätes minimal ist, darf jedoch nicht zu klein sein, da sonst die
Gefahr des Einschlusses von Luftblasen besteht.
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Die Anwendung dieses Gerätekonzeptes beschränkt sich nicht allein
auf die reversible und irreversible Adsorption von Leukozyten, sondern je nach Art
und Natur bzw. Präparation des Adsorptionsstumpfes auf sämtliche zelluläre oder
plasmatische Blutbestandteile, einschliesslich der Immunadsorption von Eiweißmolekülen
bei geeigneter Präparation der Faseroberfläche.
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Durch Verwendung selektiver Adsorptionsmittel kann das Gerät z.B.
auch als Ionenaustauscher für Substanzen im Blut (Salze, Moleküle, Eiweiße) eingesetzt
werden.
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Andererseits ist die Anwendung als Hämoperfusionsfilter möglich, wenn
das Adsorptionsmittel selektiv toxische Substanzen, z.B.
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Barbiturate etc., adsorbiert.
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Bei Verwendung von Netzen, Sieben, Vliesen oder Membranen bestimmter
Maschen- oder Porenweiten ist der Einsatz auch alsHämodiafilter zur Entfernung von
Mittelmolekülen (Molekulargewicht ca.
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10.000) möglich.
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Abb. 2 und 3 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsformen des
Gerätes, die je nach Anforderung eine bestimmte Geometrie des Adsorptionskegels
zeigt.
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Ein typisches Gerät dieser Ausführung zur selektiven Adsorption von
Granylozyten zeigt z.B. eine 70 - 100%ige Adsorption von Granylozyten bei 600 ml
einer Heparin Frischblut-Konserve bei Verwendung eines Faserstumpfes aus einem gewebten
Nylonsieb mit dem Fadendurchmesser von 30 y, einer Fadenzahl von 120 Fäden/cm, einer
Höhe von 7 cm und einer Länge von 14 m. Hierbei wird das Gerät mit ca. 50 bis 100
ml Blut/Min. durchströmt.
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Das Füllvolumen des Gerätes beträgt ca 30 ml.