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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen und/oder Verfahren
zum Mischen der Inhalte verschiedener Behälter oder Beutel, während die
Inhalte bestrahlt werden. Besonders erwähnenswert ist, dass diese Vorrichtungen
und Verfahren bei einer Prozedur zur pathogenen Reduktion verwendet werden.
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Eine
Verunreinigung des menschlichen Bluts oder von Blutkomponenten mit
Krankheitserregern, wie etwa der menschliche Immunschwäche-Virus (HIV),
der Hepatitis-Virus und/oder Bakterien, stellen eine ernsthafte
Gefahr für
Patienten dar, die über Bluttransfusionen
Blut oder Blutkomponenten erhalten.
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Um
das Problem der Verunreinigung mit Krankheitserregern in Blut und/oder
Blutkomponenten zu bewältigen,
kann ein Verfahren zum Reduzieren von Krankheitserregern in Blut
und biologisch nützlichen
Fluiden darin bestehen, Strahlung zu verwenden, um im Wesentlichen
alle Krankheitserreger, die in dem Fluid enthalten sind, zu zerstören. Strahlung
kann verwendet werden, um Krankheitserreger, die in Blut und/oder
Blutkomponenten enthalten sind, durch Erzeugen von erbgutschädigenden Änderungen
in ihrem genetischen Material zu deaktivieren. Über einer minimalen Strahlungsdosis
verlieren die Krankheitserreger ihre Fähigkeit zur Reproduktion. Strahlung
schädigt
die Nukleinsäuren
der Krankheitserreger, indem Einschnitte in dem Strang erzeugt werden
und eine Nukleotid-Fotodimerisation induziert wird, die beide die
Nukleinsäure-Replikation unterbrechen.
Durch diese Mechanismen kann eine Bestrahlung von Blut und Blutkomponenten
mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht (UV-Licht) ein wirkungsvolles
Mittel sein, um unerwünschte
Krankheitserreger in Blut oder anderen biologisch nützlichen
Fluiden zu verringern.
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Leider
kann die Energie des kurzwelligen UV-Lichts außerdem das Blut oder die Blutkomponenten,
die die gewünschten
Endprodukte der Bestrahlungsprozesse sind, schädigen. Deswegen besteht ein
inhärentes
Problem bei der Anwendung von Techniken der UV-Bestrahlung in der
Steuerung der Bestrahlung des Fluids, um eine ausreichende Strahlungsbelichtung
sicherzustellen, um unerwünschte Krankheitserreger
in einem Fluid zu reduzieren, während
gleichzeitig eine Schädigung
der biologisch nützlichen
Fluide minimal gemacht oder eliminiert wird. Eine Möglichkeit
zum Verhindern einer wesentlichen Schädigung an dem biologisch nützlichen
Fluid durch UV-Licht besteht darin, eine Vorrichtung zu entwerfen,
die das Fluid wirkungsvoll mischt, so dass das Fluid nicht übermäßig der
Strahlung ausgesetzt wird.
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Blut
und Blutkomponenten können
außerdem
bei Verwendung von pathogenen Reduktionsagenzien oder Photosensibilisatoren
dekontaminiert werden, die dann, wenn sie aktiviert werden, ebenfalls
Krankheitserreger, die in dem Blut oder anderen biologisch nützlichen
Fluiden enthalten sind, verringern, jedoch nicht die biologische
Aktivität
des Bluts oder des Produkts aus Blutkomponenten zerstören.
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Pathogene
Reduktionsagenzien, die bei dieser Erfindung verwendet werden können, enthalten die
Klasse von Photosensibilisatoren, von denen im Stand der Technik
bekannt ist, dass sie für
die Reduzierung von Krankheitserreger nützlich sind. Ein "Photosensibilisator", der hier definiert
ist, ist eine beliebige Zusammensetzung, die Strahlung mit einer oder
mehreren Wellenlängen
absorbiert und anschließend
die absorbierte Energie an einen Energieakzeptor überträgt. Daher
können
derartige Photosensibilisatoren durch die Anwendung von elektromagnetischen
Spektren (z. B. UV- und sichtbares Licht) aktiviert werden, um anschließend bestimmte Krankheitserreger,
mit denen sie in Wechselwirkung treten können, zu reduzieren.
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Es
sind verschiedene Photosensibilisatoren für die Verwendung als Blut-
oder Blutkomponentenzusätze
zum Deaktivieren von Krankheitserregern in Körperfluiden vorgeschlagen worden.
Beispiele von nicht endogenen Photosensibilisatoren, die zur Verwendung
als Blut- oder Blutkomponentenzusätze vorgeschlagen wurden, enthalten
Porphyrine, Coumarine, Quinoline, Quinone, Antiquinone und Farbstoffe,
wie etwa Neutral-Rot und Methylen-Blau.
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Weitere
Kategorien von Photosensibilisatoren sind endogene pathogene Reduktionsagenzien, wie
etwa 7,8,10-Trimethylisoalloxazin (Lumiflavin), 7,8-Dimethylalloxazin
(Lumichrom), Isoalloxazin-Adenin-Dinukleotid (Flavin Adenin Dinukleotid [FAD]),
Alloxazin-Mononukleotid (Flavin Mononukleotid [FMD] und Riboflavin-5-Phosphat), Vitamin
K und Vitamin L und ihre Metabolite und Vorstufenprodukte, Napththoquinone,
Naphthalene und Naphthole sowie ihre Derivate. Ein bevorzugtes Beispiel
eines endogenen Photosensibilisators, der zur Verwendung bei der
vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, ist Alloxazin, wie etwa 7,8-Dimethyl-10-Ribityl-Isoalloxazin,
das allgemein als Riboflavin bekannt ist. Ein Vorteil der Verwendung
von endogenen Photosensibilisatoren, um Blutverunreinigungen zu reduzieren,
besteht darin, dass endogene Photosensibilisatoren für die Blutzellen
nicht inhärent
giftig sind und dann, wenn sie photoaktiviert wurden, nach der Belichtung
mit Strahlung keine giftigen Photoprodukte ergeben. Deswegen ist
nach dem Dekontaminationsprozess kein Entfernungs- und Reinigungsschritt
erforderlich und das behandelte Produkt kann dann in der gleichen
Lösung,
die beim Prozess der pathogenen Reduktion verwendet wurde, aufbewahrt
werden, in einen Patienten übertragen
werden oder direkt an den Spender zurückgegeben werden.
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Ein
Verfahren zum Dekontaminieren von Blut oder Blutkomponenten unter
Verwendung eines Photosensibilisators enthält das schubweise Mischen einer
wirksamen Menge eines Photosensibilisators mit dem zu dekontaminierenden
Fluid, anschließend
das Belichten des Fluids mit einer Menge einer Photostrahlung bei
einer geeigneten Wellenlänge,
die ausreichend ist, um den Photosensibilisator zu aktivieren, und
ermöglicht,
dass das aktivierte Agens mit den in dem Fluid enthaltenen Krankheitserregern
in Wechselwirkung tritt, so dass die in dem Fluid enthaltenen Krankheitserreger
reduziert werden. Die Wellenlänge
des verwendeten Lichts hängt
von dem ausgewählten
photosensibilisierenden Agens sowie dem Typs der Blutkomponenten,
bei denen Krankheitserreger reduziert werden sollen, ab. Die Lichtquelle oder
die Lichtquellen können
Licht im sichtbaren Bereich, im ultravioletten Bereich oder eine
Mischung von Licht sowohl aus dem sichtbaren als auch dem ultravioletten
Bereich liefern. Systeme zur Dekontamination oder zur pathogenen
Reduktion können selbstständige Einheiten
sein, wie oben beschrieben wurde, oder können in vorhandene Vorrichtungen eingebaut
sein, die im Stand der Technik zum Trennen oder Behandeln von Blut
bekannt sind, das einem Patienten abgenommen oder ihm appliziert wird.
Derartige Blutbehandlungsvorrichtungen enthalten die Systeme COBE
SpectraTM oder TRIMA® Apheresis,
die von Gambro BCT Inc., Lakewood, Colorado zur Verfügung stehen,
sowie Apheresis-Systeme anderer Hersteller. Das Dekontaminationssystem kann
eingesetzt werden, bevor das gesammelte Blut in Komponenten getrennt
wird. Das Dekontaminationssystem kann alternativ nach dem Punkt
eingesetzt werden, an dem das Blut getrennt und/oder gesammelt wird
oder an jedem beliebigen Punkt nach der Trennung von Blutbestandteilen.
Es kann sogar unmittelbar vor der erneuten Infusion des Blutprodukts
in den Patienten eingesetzt werden. Es sollte ferner klar sein,
dass diskrete Strahlungsquellen stromaufwärtig von den Sammelpunkten
jeder getrennten Blutkomponente, wie etwa rote Blutkörperchen,
Blutplättchen
und Plasma, angeordnet sein können.
Die Verwendung von drei getrennten Blutdekontaminationssystemen,
jeweils eine für
eine Blutkomponente, kann gegenüber
der Anordnung eines einzelnen Blutdekontaminationssystems stromaufwärtig von
dem Bluttrenngefäß eines
Apheresis-Systems vorzuziehen sein, da die geringeren Strömungsraten
in den getrennten Komponentenleitungen eine einfachere Bestrahlung
ermöglichen
können.
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In
weiteren Ausführungsformen
können
Dekontaminationssysteme zur Verwendung in und/oder mit der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, um zuvor gesammelte oder gespeicherte
Blutprodukte, Vollblut oder Komponenten schubweise zu verarbeiten,
wie oben erläutert
wurde und im Folgenden genauer beschrieben wird. Bei einigen Verfahren
mit Photosensibilisatoren wird bewirkt, dass das zu dekontaminierende
Blutprodukt durch einen Eingangsanschluss in einen lichtdurchlässigen Beutel
oder einen anderen Behälter
strömt.
Der Ausdruck "lichtdurchlässig" bedeutet, dass das
Material des Behälters
für eine
Lichtstrahlung ausreichend durchlässig ist.
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Polymerbeutel
und ähnliche
Beutel, die flexibel oder andersartig sind und gewöhnlich zum
Sammeln und Aufbewahren von Blut oder Blutkomponenten verwendet
werden, sind als die oben angegebenen lichtdurchlässigen Behälter nützlich.
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Nach
dem Prozess der pathogenen Reduktion kann bewirkt werden, dass das
durch eine pathogene Reduktion behandelte Fluid durch einen Ausgangsanschluss
aus dem lichtdurchlässigen
Behälter in
einen Aufbewahrungsbehälter
strömt,
oder es kann in dem gleichen lichtdurchlässigen Behälter, der bei dem Photodeaktivierungsprozess
verwendet wird, aufbewahrt werden, bis es in einen Patienten übertragen
wird.
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Wenn
Licht allein oder in Kombination mit einem Photosensibilisator verwendet
wird, um Krankheitserreger in Blut oder Blutkomponenten zu reduzieren,
besteht ein Problem darin, dass während des Prozesses der pathogenen
Reduktion ein Teil des Fluids, das einer pathogenen Reduktion unterzogen werden
soll, in Toträumen
oder undurchlässigen
Abschnitten des Beutels oder Behälters
eingeschlossen werden kann. Fluid, das in diesen Toträumen oder undurchlässigen Abschnitten
eingeschlossen ist, kann durch das Licht nicht erreicht werden und
kann deswegen noch Krankheitserreger enthalten, die das Fluid, das
zuvor einer pathogenen Reduktion unterzogen wurde, erneut infizieren.
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Ein
weiteres Problem bei der pathogenen Reduktion von Fluid unter Verwendung
von Licht ergibt sich aus der laminaren Natur der Fluidströmung in
einem Behälter.
In einem Durchflusssystem oder in einem System mit schubweiser Verarbeitung
ist ein parabolisches Geschwindigkeitsprofil für das Fluid vorhanden, das
entweder in dem Fluidströmungskanal
oder einem darin enthaltenen Beutel enthalten ist. Beim Rühren oder
bei Ausübung
einer Kraft bewegt sich das Fluid in der Mitte des Strömungskanals
oder des Beutels mit einer maximalen Geschwindigkeit, während das
Fluid nahe an den Wänden
an der Grenzfläche
Beutel-Fluid nahezu unbeweglich bleibt. Wegen dieses Strömungsprofils
ist bei Bestrahlung von Blut und Blutkomponenten die Belichtungszeit des
Bluts für
das Blut, das sich in der Mitte des Behälters mit maximaler Geschwindigkeit
bewegt, die kürzeste
und vergrößert sich
für aufeinander
folgende Abschnitte des Strömungsprofils,
die sich außerhalb
der Mitte bewegen. Deswegen wird nicht das gesamte Blut in dem Beutel
mit der gleichen Intensität und
während
der gleichen Zeitdauer bestrahlt. Zusätzlich zu dem Geschwindigkeitsprofil
neigt das Blut dazu, sich auf Grund von Oberflächenspannung und der Tendenz
von Blut, an der Oberfläche
des Beutels anzuhaften, in einem dünnen Film entlang der Oberfläche des
Beutels zu verteilen. Beim Fehlen eines kräftigen Rührens würde das Blut, das sich an den Wänden des
Behälters
befindet, eine äußerst lange Verweildauer
besitzen. Dadurch besteht bei dem Blut oder den Blutkomponenten,
die sich den Wänden
am nächsten
befinden (am nächsten
zur Bestrahlungsquelle), die Gefahr, dass sie mit Strahlung überbelichtet
werden, wodurch das Blut oder die Blutkomponenten stark geschädigt werden
können,
während bei
dem Fluid in der Mitte des Behälters
die Gefahr besteht, dass es unterbelichtet wird, so dass Krankheitserreger,
die sich in diesem Bereich befinden, wenig oder keine Strahlung
aufnehmen und das Fluid mit noch lebendigen Krankheitserregern erneut
kontaminieren.
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Im
Hinblick auf den oben genannten Hintergrund kann erkannt werden,
dass ein Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Ausführen einer
pathogenen Reduktion an einem Fluid besteht, die eine ausreichende
Belichtung des gesamten Fluids mit Strahlung sicherstellen, während gleichzeitig die
Schädigung
des Bluts oder der Blutkomponenten minimal gemacht wird.
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Das
Patent WO 99/43790 offenbart eine Vorrichtung, bei der ein flexibler
Behälter
mit einer Walze in Kontakt gelangt, in der sich eine Lichtquelle
befindet, um das Fluid gleichförmiger
zu bestrahlen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und die Verwendung
des Systems beim Mischen verschiedener Fluidelemente (oder anderer Substratselemente).
Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bei der Herstellung
einschließlich
des Mischens eines Produkts aus Blut oder Blutkomponenten bei einer
Prozedur der pathogenen Reduktion vorteilhaft angewendet. In einer
Ausführungsform umfasst
die Vorrichtung eine Tragstruktur, um einen flexiblen Polymerbehälter oder
einen Beutel darin oder daran aufzuhängen, und eine bewegliche "Klapp"-Struktur, die den
Beutel abwechselnd presst und freigibt, um seinen Inhalt zu mischen.
Eine klemmenähnliche
Struktur kann außerdem
vorgesehen sein, um in dem Beutel eine oder mehreren Einschnürungen zu
erzeugen, um Mischungsverwirbelungen in dem Beutel zu schaffen,
um die Belichtung des Beutelinhalts an oder angrenzend an der inneren Oberfläche des
Beutels und dadurch auch die Photostrahlung, die darauf auftrifft,
zu verbessern. Eine Photodeaktivierung wird dadurch insbesondere
für verhältnismäßig undurchsichtige
Fluide (z. B. RBCs) verbessert. Ein Photosensibilisator kann dem
Blut oder den Blutkomponenten, die pathogen inaktiviert werden sollen,
hinzugefügt
und anschließend
darin vollständig
gemischt werden. Dann können
außerdem
oder alternativ die Mischwirkung während der Belichtung des darin
enthaltenen Produkts aufrechterhalten werden.
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Die
Erfindung ist in ihren Ansprüchen
definiert.
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Die
Erfindung wird lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher beschrieben,
in der:
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1 eine
schematische isometrische Ansicht einer Ausführungsform eines Mischungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
weitere isometrische Ansicht einer Ausführungsform eines Mischungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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3 eine
isometrische Ansicht eines flexiblen Behälters und einer Mischungsbaueinheit
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 im
Wesentlichen einen Aufriss eines flexiblen Behälters und einer Mischungsbaueinheit gemäß der Ausführungsform
von 3 zeigt;
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5 eine
Baueinheit aus einer extrakorporalen Leitung und einem Beutel veranschaulicht,
die mit und/oder in einem System der vorliegenden Erfindung verwendet
werden kann;
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6 eine
geschnittene Teilansicht einer Baueinheit aus Beutel und Klemme
zeigt;
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7 eine
geschnittene Teilansicht einer Baueinheit aus Beutel und Klemme
wie in 6 zeigt;
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8 eine
weitere geschnittene Teilansicht einer Baueinheit aus Beutel und
Klemme wie in 6 zeigt;
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9 einen
schematischen Aufriss einer Baueinheit aus flexiblem Behälter und
Klemme zeigt;
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10 eine
alternative Ansicht einer alternativen Mischungsbaueinheit zeigt;
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11 eine
Draufsicht der alternativen Ausführungsform
einer Mischungsstruktur gemäß 10 zeigt;
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12 einen
Aufriss eines Beispiels einer Mischungsstruktur und einer Klemme,
die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen, zeigt;
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13 eine
teilweise ausgeschnittene isometrische Ansicht einer Mischungsstruktur
mit einem flexiblen Behälter,
die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht, zeigt;
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14 einen
Aufriss eines alternativen Beispiels einer Mischungsstruktur zeigt,
die den Strukturen der 12 und 13 etwas ähnlich ist
und nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
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15 eine
isometrische Ansicht eines alternativen Beispiels einer Mischungsstruktur
zeigt, die nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
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16 einen
Seitenaufriss des alternativen Beispiels von 15 zeigt,
das nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
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17 einen
weiteren Seitenaufriss des Beispiels von 15 zeigt,
das nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
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18 eine
isometrische Rückansicht
des Beispiels von 15 zeigt, das nicht der vorliegenden
Erfindung entspricht;
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19 eine
Draufsicht eines Rahmens zur Verwendung bei den Beispielen der 15–18 ist,
die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen;
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20 eine
isometrische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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21 eine
Draufsicht der Ausführungsform von 20 ist;
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22 eine
isometrische Ansicht eines weiteren alternativen Beispiels zeigt,
das nicht der vorliegenden Erfindung entspricht;
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23 eine
isometrische Ansicht eines Teils des Beispiels von 22 ist;
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24 eine
teilweise Schnittansicht zeigt, die Fluidverwirbelungen enthält, die
in einem Beutel erzeugt werden, der in einem Beispiel wie das in 22 gezeigte
Beispiel verwendet wird, bei Ausübung
einer Kraft, die bewirkt, dass Fluid in die allgemeine Richtung
des seitlichen Richtungspfeils fließt;
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25 eine
teilweise Schnittansicht zeigt, die Fluidverwirbelungen enthält, die
in einem Beutel erzeugt werden, der in einem Beispiel wie das in 22 gezeigte
Beispiel verwendet wird, bei einer Drehung in Richtung der Pfeile;
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26 eine
Draufsicht eines alternativen Beutels zeigt, der zu mischendes Fluid
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
und
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27 eine
Draufsicht eines alternativen Beutels zeigt, der zu mischendes Fluid
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
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1 zeigt
ein Blut- oder Blutkomponenten-Mischungssystem 20 zum Mischen
von Blutkomponenten gemäß der vorliegenden
Erfindung. Vollblut wird einem Spender/Patienten (nicht gezeigt) entnommen
und kann durch die vorliegende Erfindung in Vollblutform behandelt
werden oder es kann an ein Apheresis-System oder einen anderen Typ von
Blutkomponententrennsystem (nicht gezeigt), das häufig vom
Zentrifugentyp ist, gegeben werden, wo das Blut in einen oder mehrere
Komponententypen getrennt werden kann, wobei wenigstens einer dieser
Blutkomponententypen dann als ein Produkt der Trennvorrichtung entnommen/gesammelt
werden kann. Das Blut- oder Blutkomponentenprodukt (z. B. Blutplättchen,
Plasma, weiße
Blutkörperchen oder
rote Blutkörperchen)
kann dann entweder ununterbrochen in Durchflussart in oder an der
Apheresis-Maschine (nicht gezeigt) oder schubweise in einem getrennten
Schritt einer pathogenen Reduktion unterzogen werden. Die mit einer
pathogenen Reduktion behandelten Blutkomponenten können dann für eine spätere Transfusion
in einen Patienten aufbewahrt werden.
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Das
System 20, das in 1 allgemein
gezeigt ist, enthält
eine Mischungsvorrichtung 22 (hier schematisch gezeigt),
die eine Tragstruktur aufweist, die allgemein mit dem Bezugszeichen 23 angegeben und
auf einer Basis 21 angeordnet ist. Ein bewegliches "Klapp"-Organ 24 ist
funktionsfähig
am Träger 23 angeordnet
und ist in der gezeigten Weise durch die Verbindung durch Stifte 25 (siehe
die Stifte 25a und 25b) dazu schwenkbar, wie in 1 gezeigt
ist. Wie in den 1 bis 4 gezeigt
ist, weist das bewegliche Element 24 Öffnungen oder Schlitze auf, die
darin angeordnet sind. Diese Öffnungen
oder Schlitze können
verwendet werden, um zuzulassen, dass Strahlung den Beutel 35 (siehe 3)
durchdringt, der darin enthalten sein kann, oder sie können verwendet
werden, um zuzulassen, dass Wärme,
die während
des Bestrahlungsprozesses erzeugt wird, entweicht, damit sie nicht
das Blut oder das Blutprodukt, das bestrahlt wird, schädigt. Die
Tragstruktur 23 kann außerdem, wie gezeigt ist, eine
oder mehrere Vorrichtungen aufweisen, um einen Behälter darin
zu halten, wie etwa die beiden Halteelemente 26, die, wie
hier gezeigt ist, Vorsprünge
oder Haken sein können,
an denen ein Beutel aufgehängt
werden kann (siehe unten). Außerdem
sind zwei klemmenähnliche Einschnürungselemente 27 schematisch
dargestellt, deren Verwendung zum Erzeugen von Mischungsverwirbelungen
später
beschrieben wird.
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Eine
beispielhafte Vorrichtung 22 ist in den 2 bis 4 genauer
dargestellt. Eine zusätzliche
Einzelheit, die hier wiedergegeben ist, ist ein Motor 28,
der über
eine Gelenkverbindung 29 mit dem beweglichen Element 24 verbunden
ist. Der Motor 28 stellt die Antriebskraft bereit, um das
bewegliche Element 24 zu bewegen, wie später beschrieben
wird. 3 zeigt außerdem
einen flexiblen Behälter
oder Beutel 35, der in/an der Vorrichtung 22 angeordnet ist,
wobei er durch Aufhängungselemente 26 getragen
wird.
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5 ist
lediglich ein Beispiel eines im Voraus angeschlossenen extrakorporalen
Leitungskreises 30, der verwendet werden kann, um ein Blutprodukt
gemäß bekannten
(oder zu entwickelnden) Verfahren zu erhalten. Eine Blutentnahme/Bluteinlassleitungs-Unterbaueinheit 31 enthält eine
Nadel 32, um einen Spender (nicht gezeigt) mit dem Rest
des Leitungskreises 30 zu verbinden. Eine Baueinheit 40 aus
Sammelleitung und -beutel für
Blutplättchen, eine
Baueinheit 42 aus Sammelleitung und -beutel für Plasma
und eine Baueinheit 44 aus Sammelleitung und -beutel für rote Blutkörperchen
können
außerdem
in dem Kreis 30 angeschlossen sein. Wie anerkannt wird,
ist dies lediglich ein Beispiel eines extrakorporalen Leitungskreises 30 und
weitere verschiedene Blutkomponenten-Baueinheiten (mehr oder weniger
als gezeigt) sind oder können
im Voraus miteinander verbunden werden, um gemeinsam eine geschlossene
im Voraus sterilisierte Einweg-Baueinheit zu erreichen, die für einen
einmaligen Gebrauch geeignet ist. Jeder dieser Beutel 35 und
jedes der weiteren Systeme, die im Folgenden beschrieben werden,
können
im System 20 verwendet werden.
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Die
meisten Abschnitte der Leitungsbaueinheiten 30, 40, 42 und 44 einschließlich der
Beutel 35 können
aus flexiblen Polymer- oder Kunststoffkomponenten hergestellt sein,
die z. B. Rohrleitungen und Beutel 35 aus Polyolefin oder
Polyvinylchlorid (PVC) enthalten, die vorzugsweise während des
Gebrauchs eine visuelle Beobachtung und Überwachung des darin befindlichen
Bluts/der Blutkomponenten ermöglichen
sowie für
Bestrahlungszwecke geeignet sind. Alle Rohrleitungen und Beutel
können vor
der Sterilisierung der gesamten Einweg-Baueinheit im Voraus verbunden
werden, um sicherzustellen, dass eine maximale Sterilität des Systems
gewährleistet
ist. Deswegen kann der Beutel 35 mit dem extrakorporalen
Leitungskreis 30 im Voraus und/oder nachträglich verbunden
werden, wie oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben
wurde, oder er kann getrennt als selbstständige Vorrichtung verwendet
werden, wobei jedoch keine der Alternativen vom Erfindungsgedanken
und Umfang der Erfindung abweicht. Es wird ferner angemerkt, dass
außerdem
alternative nachgiebige oder sogar starre Behälter in einigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
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Auf
jeden Fall zeigen die 3 und 4 einen
der flexiblen Polymer-Behälter
oder Beutel 35 von 5, der in
einer Mischungsstruktur 22 eines Systems 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet ist. Der Behälter oder Beutel 35 kann
aus einer flexiblen Lage des Polymertyps hergestellt sein, die während der
Herstellung entlang ihrer äußeren Grenzen
abgedichtet oder geschweißt
wurde, um vorgeformte Abdichtungen oder Schweißnähte zu bilden (siehe die Schweißnaht 36,
die den Umfang des Behälters
oder Beutels 35 bezeichnet). Die Abdichtungen oder Schweißnähte 36 erzeugen
einen fluiddicht abgedichteten Innenraum oder ein Hauptkörperabschnitt
(in den 3 und 4 nicht
separat gezeigt). Anschlüsse
oder Öffnungen 37 ermöglichen eine
Eingabe und/oder Ausgabe von Fluid in und/oder aus dem Behälteroder
Beutel 35. Wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, können
sich die Anschlüsse 37 an
der gleichen Seite des Behälters
oder Beutels 35 befinden. Ein derartiger Behälter oder Beutel 35 könnte einen,
zwei oder mehr Anschlüsse enthalten,
wie allgemein bekannt ist. Bekannte Typen von Anschlüssen können in
dieser Erfindung verwendet werden, einschließlich eines oder mehrerer Anschlüsse mit
einem (nicht gezeigten) Schließmechanismus
des zerbrechlichen Typs.
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Wie
in 3 gezeigt ist, kann der Behälter oder Beutel 35 ein
Loch oder Löcher 38 aufweisen, die
z. B. in die obere oder untere Kante der vorgeformten werksseitigen
Abdichtung 36 gestanzt sind, um den Behälter oder Beutel 35 in
einer hängenden Position
anzubringen, wie später
beschrieben wird. Der Beutel kann alternativ keine Löcher aufweisen, die
in die vorgeformte werksseitige Abdichtung gestanzt sind (siehe 4)
und kann dann auf verschiedene andere Arten z. B. unter Verwendung
von Klammern (nicht gezeigt) aufgehängt werden. Der Behälter oder
Beutel 35 kann vor, während
oder nach dem Prozess des Kombinierens der Blutkomponente mit Zusatzlösungen,
falls diese verwendet werden, in dem Beutel 35 aufgehängt werden.
Die vorgeformte werksseitige Abdichtung 36 oder eine der
anderen vorgeformten Abdichtungen kann außerdem ausreichend breit hergestellt
sein, so dass ein Etikett, das den Inhalt des Beutels 35 beschreibt,
vorzugsweise an einem Bereich über
der Abdichtung (nicht gezeigt) angeordnet werden kann. Der Beutel 35 kann
außerdem
eine Verbindung mit einer Probenküvette über einen Anschluss (nicht
extra gezeigt) aufweisen, um eine Fluidentnahme und Probenprüfung oder
dergleichen zu ermöglichen.
Ein Anschluss, der eine Verbindung mit einer Nadelaufnahme (nicht
gezeigt) zulässt oder
das sterile Anschließen
eines weiteren Beutels oder einer weiteren Leitung für die Zugabe
eines Photo sensibilisators oder einer Blutkomponente ermöglicht,
kann außerdem
dem Behälter
oder Beutel 35 angefügt
werden. Eine Nadelverbindung (nicht gezeigt) kann außerdem vorzugsweise
einen sterilen Sperrfilter enthalten, wie in der Technik bekannt
ist.
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In
einer Ausführungsform
und wie oben eingeführt
wurde und im Folgenden beschrieben wird, kann ein externes Einschnürungselement
oder eine Klemmbaueinheit 27, die an der Vorrichtung 22 vorhanden
bzw. dieser auf andere Weise zugeordnet (oder nicht zugeordnet)
ist, eine Klemme, eine Klammer oder eine ähnliche Einrichtung sein, die
mit dem Behälter
lösbar
verbunden ist und dadurch einen einzelnen Behälter durch einen eingeschränkten Strömungsbereich
(durch den trotzdem eine Strömung hindurchgehen
kann) in mehrere wieder aufhebbare Unterabschnitte unterteilt und
die Fluidverbindung zwischen allen getrennten Unterabschnitten einschränkt. Eine
größere Anzahl
von Einschnürungselementen
als die speziell in den Figuren gezeigte Anzahl können ebenso
verwendet werden, um mehr als zwei allgemeine Unterabschnitte zu
erzeugen, die in einem einzelnen Behälter gezeigt sind. Alternativ können vorgeformte
Abdichtungen oder Schweißnähte (nicht
gezeigt) in dem Behälter 35 hergestellt werden,
um einen oder mehrere Unterabschnitte mit Bereichen eingeschränkter Strömung zu
erzeugen, wobei trotzdem eine Strömung zwischen den Abschnitten
möglich
ist. Beutel, die Unterabschnitte mit vorgeformten Abdichtungen oder
Schweißnähten enthalten,
können
selbstständig
oder in Kombination mit einer Klemmenbaueinheit 27 verwendet
werden. Die US-Patentanmeldung US 2002/0138066, die am 26. September
2002 veröffentlicht
wurde und hier in ihrer Gesamtheit durch Literaturhinweis in dem
Umfang, der nicht inkonsistent ist, eingefügt ist, offenbart Behälter mit
mehreren vorgeformten Unterabschnitten, die mit Abdichtungen oder
Schweißnähten hergestellt
sind und mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
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Die 1 bis 3 zeigen
isometrische Ansichten von Klemmenbaueinheiten 27 (in den 1 und 2 nicht
mit dem Behälter
oder Beutel 35 gezeigt, in 3 jedoch
mit diesen gezeigt) gemäß der vorliegenden
Erfindung. Jede Klemmenbaueinheit 27 enthält vorzugsweise
wenigstens einen Stab 271 (siehe 1) und wie
gezeigt vorzugsweise einen zweiten Stab 272. Wie beschrieben
wird, helfen diese Stäbe 271, 272 beim
Erzeugen eines verengten Strömungsdurchlasses
im Behälter 35 zwischen
den Unterabschnitten, die durch die Klemmenbaueinheiten 27 gebildet
sind.
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6 zeigt
eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht der Klemmenbaueinheit 27 (mit
gestrichelten Linien gezeigt), die in einem flexiblen Behälter oder
Beutel 35 getrennte Unterabschnitte 50 und 51 erzeugt.
Die Klemmenbaueinheit 27 erzeugt eine vorübergehende
und vorzugsweise entfernbare Einschnürung 55 entlang der
gesamten Breite oder eines Teils der Breite des Beutels, um zwei
unterschiedliche Unterabschnitte 50 und 51 zu
erzeugen. Die Klemmenbaueinheit 27 kann in einer Ausführungsform
von dem Behälter
oder Beutel 35 leicht entfernt werden (wie im Folgenden
beschrieben wird), um einen einzelnen Beutel mit lediglich einem Innenabschnitt
zu erzeugen. Dies kann erreicht werden, indem einfach die Stäbe 271, 272 an/von
der Vorrichtung gelöst
und/oder entfernt werden. Nachdem die Stäbe 271, 272 gelöst und/oder
entfernt wurden, kann der Beutel 35 von der Struktur 22 entnommen
werden, indem der Beutel 35 von den Haken 26 (falls
vorhanden) abgenommen wird. In einer alternativen Ausführungsform
muss die Klemmenbaueinheit 27 von der Vorrichtung 22 nicht
abnehmbar oder lösbar
sein. Die Klemmenbaueinheit 27 kann an der Vorrichtung 22 dauerhaft
angebracht sein und der Beutel 35 kann in die Klemmenbaueinheit 27 eingeschoben oder
aus dieser herausgeschoben werden.
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Ein
Verfahren zur Verwendung der oben beschriebenen Ausführungsformen
besteht in Folgendem, das in Bezug auf die Ausführungsform der 1 bis 4 beschrieben
wird, wie durch die 6, 7 und 8 gezeigt
ist. Obwohl dies nicht speziell beschrieben wird, kann das Verfahren außerdem allgemein
bei den alternativen Ausführungsformen,
die im Folgenden beschrieben werden, verwendet werden. Anfangs werden
Blut oder Blutkomponenten, die einer pathogenen Reduktion unterzogen
werden sollen, im Beutel 35 angeordnet. Alle weiteren Komponenten,
die für
die Prozedur der pathogenen Reduktion erwünscht sind, wie etwa ein Photosensibilisator,
können
des Weiteren im Beutel 35 angeordnet sein oder können in
einer zusätzlichen Beutelbaueinheit
(nicht gezeigt) vorverpackt sein. Eine beliebige Anzahl weiterer
Lösungen,
die andere erforderliche Komponenten für eine pathogene Reduktion
oder andere Zwecke, wie etwa das Aufbewahren von Blut, oder getrennte
Blutkomponenten enthalten, können
dem Beutel 35 durch den Anschluss 37 zu jedem
gewünschten
Zeitpunkt hinzugefügt
werden. Es wird angemerkt, dass die zusätzlichen Komponenten in einer
trockenen festen oder in einer flüssigen Form sein können.
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Bei
einer Verwendungsart der Erfindung können die Lösungen für die pathogene Reduktion und/oder
zur Aufbewahrung von Blut und/oder Blutkomponenten im Voraus miteinander
gemischt werden oder können
gleichzeitig mit dem Blutprodukt, das einer pathogenen Reduktion
unterzogen werden soll, gemischt werden. Nach der Kombination von Fluiden
vor oder nach dem Hinzufügen
des Bluts oder des Blutkomponentenprodukts, das einer pathogenen
Reduktion unterzogen werden soll, werden das Blut oder die Blutkomponente,
die einer pathogenen Reduktion unterzogen werden soll, und die Lösung, die
einen Photosensibilisator enthalten kann, unter Verwendung einer
Mischungsstruktur 22 gemäß der vorliegenden Erfindung
mechanisch miteinander gemischt. Die Mischung kann mit einer Lichtquelle
belichtet werden, während
der Mischungsprozess abläuft.
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6 zeigt
die Erzeugung mehrerer Verwirbelungen in einem flexiblen Polymerbeutel,
der dem Typ ähnlich
ist, der in den 3, 4 und 5 beschrieben
wurde, wenn er in einer funktionalen Beziehung mit einer Klemmvorrichtung,
wie etwa die Vorrichtung 27, angeordnet ist. Wegen der
flexiblen Natur des Beutels 35 bewirkt die Klemme 27 eine
teilweise Einschnürung,
die etwa in der Mitte der Länge des
Beutels angeordnet sein kann, und wie in den 1 bis 4 gezeigt
ist, kann sich jede Klemme 27 von den Seiten des Behälters/Beutels 35 nach
innen erstrecken. Wie in den 6, 7 und 8 gezeigt
ist, wirkt der erzeugte verengte oder eingeschnürte Abschnitt 55 in
den Seiten des Behälters
in der folgenden Weise. Zunächst
zieht die Schwerkraft das Fluid von dem oberen Abschnitt 50 durch
die Einschnürung 55 nach
unten und anschließend
in den unteren Abschnitt 51. Das ist in den 6 und 7 allgemein
dargestellt. Die Wirkung der Strömungsverwirbelung
ist durch die Strömungspfeile 56 angegeben,
die dabei hilft, die inneren Oberflächen 54 des Beutels 35 zu
erreichen und daran zu "scheuern". Diese Mischungswirkung
hilft, das Fluid, das sich an der Grenzfläche 54 Fluid-Beutel
befindet, durch Fluid aus dem Innern des Beutels zu ersetzen. Ein
derartiger Fluidaustausch hilft, eine Überbelichtung des Fluids, das
sich der Beuteloberfläche 54 am
nächsten befindet
(und der Strahlungsquelle am nächsten
ist) durch Strahlung zu verhindern und hilft dabei, Fluid aus dem
Innenraum des Beutels 35 zu der zu bestrahlenden Oberfläche zu bringen.
Obwohl eine derartige "Scheuerwirkung" in Bezug auf die
Fluidverwirbelungen beschrieben wurde, die durch den Mischungsprozess
erzeugt werden, funktioniert eine Mischung durch willkürliche Strömung ebenfalls,
um den Fluidaustausch zu ermöglichen.
Wie in 8 gezeigt ist und bei Anwendung einer Kraft und
eines Drucks auf den Beutel, wie etwa durch Pressen des unteren
Beutelabschnitts 51 durch das bewegliche Element 24, kann
zweitens das Fluid in dem Behälter 35 gezwungen
werden, sich von dem unteren Abschnitt 51 des Behälters 35 durch
den verengten Abschnitt 55, der durch die Klemme(n) 27 erzeugt
wird, in den oberen Abschnitt 50 zu bewegen. Das bewegliche
Element 24 ist in 7 in der
geöffneten
Position relativ zur Rückwand 231 einer
Vorrichtung 22 gezeigt (siehe 1), wohingegen
das bewegliche Element 24 in 8 so gezeigt
ist, dass es in eine geschlossene Position an der Wand 231 bewegt
wurde, zwischen die der Beutel 35 gepresst wurde, wodurch die
Kraft erzeugt wurde, die das Fluid von dem unteren Abschnitt in
den oberen Abschnitt 50 bewegt. Diese Kraft bewirkt außerdem die
Strömungsverwirbelungen 57,
die an den oberen Innenwänden 54 des Beutels 35 scheuern.
Diese Bewegung erzeugt Verwirbelungen in dem Fluid, wie in 8 gezeigt
ist, was hilft, das Fluid weiter zu mischen. Obwohl die Kraftausübung und
die resultierenden Verwirbelungen, die in 8 gezeigt
sind, in der Weise gezeigt sind, dass sie jeweils zu dem oberen
Abschnitt des Beutels 35 gerichtet sind, könnten die
Kraftausübung und
die resultierenden Verwirbelungen in Abhängigkeit vom Pressen oder Freigeben
der Vorrichtung 22 zu dem oberen Abschnitt oder dem unteren
Abschnitt des Beutels 35 oder zu beiden gerichtet sein.
In einem im Wesentlichen vertikal angeordneten System 20,
kann das Fluid in dem Beutel 35 wiederholt gezwungen werden,
durch die Wirkung der Vorrichtung 22 zu dem oberen Abschnitt 50 des
Behälters
zu strömen,
wobei anschließend
zugelassen wird, dass durch die Schwerkraft an dem unteren Abschnitt
gezogen wird, um ein Durchmischen des Bluts oder des Blutkomponentenprodukts
und eines Photosensibilisators (falls zugefügt) sicherzustellen sowie ein Durchmischen
des Blutkomponentenprodukts sicherzustellen, um das gesamte Produkt
während
der Bestrahlung mit Licht zu belichten (Lichtstrahlen 65 sind in 6 gezeigt).
Dadurch kann eine im Wesentlichen vertikal angeordnete Vorrichtung 22 einen
Vorteil durch die Verwendung der Schwerkraft für einen wesentlichen Teil der
Fluidbewegung haben und kann lediglich ein Presselement des unteren
Abschnitts aufweisen.
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Ein
derartiger Fluidaustausch durch Mischung schafft einen Vorteil insbesondere
für eine pathogene
Reduktion von verhältnismäßig undurchlässigen Substanzen,
wie etwa Produkte aus RBC-Komponenten. Bei diesen Produkten kann
Licht nicht einfach sehr tief in das Komponentenprodukt eindringen
(z. B. nicht weit über
die Beutellage hinaus). Dadurch wird die Schicht des Blutprodukts,
die sich unmittelbar an der Innenwand des Beutels bestrahlt, sollte
jedoch dann "ausgetauscht" oder von dort entfernt
und durch eine neue Schicht des Blutprodukts ersetzt wer den, die
dann bestrahlt werden kann. Die hier beschriebene Mischung dient
dazu, diese Beutelwandschichten des Produkts in gewünschter
Weise zu "scheuern". Diese Aktion kann darüber hinaus
während
der Bestrahlung sehr intensiv ausgeführt werden und hilft, den Prozess
der pathogenen Reduktion zu verkürzen.
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Der
Beutel 35 ist in den 3 und 4 und insbesondere
in 9 gezeigt, wobei er durch Klemmen 27 lediglich
teilweise über
seine Breite eingeschnürt
ist, wobei die seitliche Erstreckung der Klemmen 27 eine
Begrenzung darstellt. Dies kann einen Vorteil darstellen, da es
zusätzliche
seitliche Strömungen
und Mischungsverwirbelungen schaffen kann, wie in 9 durch
Pfeile 58 gezeigt ist. Trotzdem und obwohl bisher lediglich
seitliche Einschnürungen
gezeigt und beschrieben wurden, die sich von den äußeren Grenzzonen
des Beutels 35 erstrecken, sollte angemerkt werden, dass
ein derartiger Beutel vollständiger
in zwei (oder mehrere) Unterabschnitte unterteilt werden könnte, indem
eine (oder mehrere) vollständige
Querstab-Klemmbaueinheiten über
den Beutel an einer gewünschten
Stelle ähnlich
wie die in den 3 und 4 gezeigten
Klemmbaueinheiten angeordnet werden, mit der Ausnahme, dass sie
die gesamte Breite des Beutels 35 überdecken könnten. Eine derartige Schließbaueinheit
könnte
darüber
hinaus eine äußere abnehmbare
zu öffnende
Baueinheit, eine innere zu öffnende
Baueinheit, eine Klemme, eine Klammer oder etwas Ähnliches
sein, was den einzelnen Behälter/Beutel
in mehrere Unterabschnitte unterteilen würde, wobei sie weiterhin nur eine
beschränkte
oder eingeschnürte
Verbindung zwischen den Fluidinhalten schaffen würde, die in allen getrennten
Unterabschnitten enthalten sind, so dass durch diese hindurch noch
eine Strömung
vorhanden ist, wie in den 7, 8 und 9 gezeigt
ist. Es wird ferner angemerkt, dass eine Anzahl von alternativen
Beutelausführungsformen,
die eine oder mehrere Teilabdichtungen oder Schweißnähte aufweisen,
oder andere Beutelformen als jene, die nachfolgend in den 26 und 27 gezeigt
sind (siehe die darin enthaltene Sanduhrform), als Beutel verwendet
werden könnten,
der alle hier beschriebene Beutel und Behälter einschließt. Dagegen
können andere
mechanische Schließbaueinheiten
(nicht gezeigt) oder nachgiebige oder sogar starre Behälter mit
eingebauten oder äußeren abnehmbaren
Baueinheiten oder anderen strukturellen Entsprechungen, wie etwa
eine Klemme, eine Klammer, eine Abdichtung aus Zunge und Nut, ein
Schnappverschluss, eine Spange, ein Griff oder eine Befestigungseinrichtungen,
verwendet werden, um einen verengten Abschnitt in dem Behälter zu
erzeugen. Diese können auf
Wunsch mit der Vorrichtung 22, 72, 92, 400, 500 verbunden
sein.
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Es
wird angemerkt, dass eine erste Ausführungsform, die eine Pressvorrichtung
wie die gezeigte Vorrichtung verwendet, ebenfalls Lichtquellen verwenden
könnte
(bisher nicht direkt gezeigt, siehe jedoch 10 und 11),
um den Beutel oder mehrere Beutel gleichzeitig zu beleuchten (siehe
die Lichtstrahlen 65, die in 6 schematisch
dargestellt sind). Eine derartige Ausführungsform mit einem im Wesentlichen
vertikal angeordneten Press- oder "Klapp"-Mechanismus ist in den 10 und 11 gezeigt.
Ein solches System 20a ist in der Weise gezeigt, dass es
eine Kapazität
für zwei
Beutel aufweist, obwohl nur ein Beutel 35 gezeigt ist.
In dieser Ausführungsform
könnten
zwei Stäbe
mit voller Länge
(in 10 nicht gezeigt), die sich über die gesamte Breite der
beiden Beutel erstrecken, verwendet werden, wobei sich jeweils einer
an der Vorderseite und der Rückseite
der Beutel befindet, um die Klemmbaugruppe 27 und eine
zugehörige
Mischung zu bilden, die oben genau beschrieben wurde. Hier ist jedoch wenigstens
eine Gruppe von Lichtquellen 60 gezeigt, die verwendet
werden können,
um den (die) Beutel 35 und deren Inhalt zu bestrahlen,
während
die Inhalte unter Verwendung der Bewegungen und Verwirbelungen,
die oben beschrieben wurden, gemischt werden. Die Inhalte können einer
Photostrahlung vollständig
ausgesetzt werden oder wenn ein Photosensibilisator verwendet wird,
würde eine
derartige Mischung eine richtige Belichtung des photoaktivierbaren
Agens (z. B. Riboflavin oder Psoralen) mit der Photostrahlung sowie
einen Fluidaustausch sicherstellen. Es wird angemerkt, dass obwohl
nur eine Gruppe von Lichtquellen 60 in den 10 und 11 gezeigt
ist, eine weitere Gruppe an der gegenüberliegenden Seite des Beutels 35 (der
Beutel) angeordnet sein kann. Lichtstrahlungspfeile 65 sind in 6 gezeigt.
Eine reflektierende Oberfläche,
um das Licht durch die gesamte Kammer zu reflektieren, könnte außerdem verwendet
werden. Die mit gestrichelten Linien schematisch dargestellten Lichtstrahlen
von 6 sollen diese Optionen wiedergeben (getrennte
Lichtquellen oder reflektierende Oberfläche). Es kann in jedem Fall
zu bevorzugen sein, dass bewirkt wird, dass Licht von beiden Seiten
auf den Beutel 35 (die Beutel) auftrifft (wenn z. B. UV-Licht verwendet
wird, kann es erforderlich sein, dass es von beiden Seiten geliefert
wird). Es wird außerdem angemerkt,
dass es alle oder die meisten physikalischen Elemente, die den Beutel
(die Beutel) berühren
oder ihm nahe kommen, z. B. die Klappstruktur 24 (siehe 11)
und die Rückwand 231 für Lichtstrahlung
durchlässig
sind, wobei sie deswegen aus einem transparenten Polycarbonat, Plexiglas,
Quarzglas oder einem anderen stabilen im Wesentlichen transparenten
Material hergestellt sind, um eine Lichtdurchlässigkeit zu schaffen. Dies
kann in einigen oder allen Ausführungsformen,
die hier beschrieben wurden, vorteilhaft sein.
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Die 12 bis 19 und 22 bis 25 zeigen
Beispiele, die zum Verständnis
der Erfindung beitragen.
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Eine
alternative, nicht beanspruchte Mischungsstruktur kann eine drehbare
Vorrichtung oder ein Rad enthalten, in der bzw. in dem ein Beutel
angeordnet werden kann. In den 12 und 13 ist ein
Rad 400 eines Systems gezeigt, dass allgemein mit dem Bezugszeichen 200 angegeben
ist. Das Rad 400 hat einen Ausschnitt oder eine Öffnung 401,
die darin definiert ist, in der ein Beutel, wie etwa der Beutel 35 (3 bis 5),
angeordnet werden kann. Der Ausschnitt 401, in dem der
Beutel 35 angeordnet werden kann, kann für Strahlung
im Wesentlichen durchlässig
sein. Es ist außerdem
vorgesehen, dass der Ausschnitt 401 kein Ausschnitt sein
muss, sondern eine Vertiefung oder eine Senke in dem Rad 400 zum
Halten des zu bestrahlenden Beutels 35 sein kann. Dabei
kann der Ausschnitt 401 aus einem Material hergestellt
sein, das für
Strahlung durchlässig ist,
und kann deswegen aus einem transparenten Polycarbonat, Plexiglas,
Quarzglas oder einem anderen stabilen im Wesentlichen transparenten
Material hergestellt sein, um eine Lichtdurchlässigkeit zu schaffen. Es ist
außerdem
vorgesehen, dass die Vertiefung oder Senke 401 aus einem
Material hergestellt ist, das für
Strahlung nicht durchlässig
ist. Der Beutel 35 kann festgeklemmt sein oder auf andere
Weise an vier Ecken und/oder entlang der Seiten an einer oder an
mehreren Stellen mit einer von zahlreichen alternativen Vorrichtungen
(nicht besonders gezeigt) an der Verwendungsstelle gehalten werden.
Es wird jedoch vorzugsweise wenigstens ein Stab oder eine Klemmvorrichtung 470 verwendet,
um die verengten Strömungseinschnürungen,
die oben beschrieben wurden, für
eine verbesserte Mischung zu schaffen.
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Wie
in 13 gezeigt ist, ist ein Beutel 35 vorzugsweise
in dem Rad 400 angeordnet und wird zwischen zwei Querstab-Klemmorganen 471, 472 gehalten,
um die Abmessung zwischen ihnen zu pressen oder zu verengen. Diese
können
angeordnet sein, um die Kammer des Behälters in etwa halbgroße Abschnitte
oder Abschnitte mit anderen Abmessungen zu unterteilen. Das Rad 400 wird
vorzugsweise funktionsfähig
drehbar in einer (nicht gezeigten) Vorrichtung angeordnet, die die
Drehkraft zum Drehen des Rads 400 um seine Mittelachse 480 bereitstellt
(13). In einer Ausführungsform erfolgt die Drehung
um ±360°, wobei das
Licht von beiden Seiten des Beutels/Rads auf den Beutel scheint.
In einem Beispiel kann das Rad abwechselnd während einer Zeitperiode in
eine Richtung und dann für
eine Zeitperiode in die andere Richtung gedreht werden. Die Schwerkraft
wird genutzt, um zunächst
den Inhalt des Beutels 35 nach unten in den unteren Abschnitt des
Beutels 35 zu ziehen, und wenn der Beutel gedreht und auf
den Kopf gestellt wird, zieht die Schwerkraft den Inhalt nach unten
in den Abschnitt, der zuvor der obere Abschnitt war, nun umgedreht wurde
und unterhalb des zuvor unteren Abschnitts angeordnet ist (6).
Bei der weiteren Drehung wird der Beutel erneut umgedreht, so dass
der ursprünglich
obere Abschnitt wieder oberhalb des ursprünglich unteren Abschnitts angeordnet
ist, und die Schwerkraft zieht den Inhalt wieder nach unten in diesen
unteren Abschnitt (6). Wie in 6 gezeigt ist,
bewegt sich der Inhalt bei jeder Umkehrung durch eine Einschnürung 55 zwischen
Klemmorganen 471, 472 u. a. und erzeugt in der
dargestellten Weise eine Mischung. Diese Mischung bewirkt wiederum
ein Scheuern an der inneren Beuteloberfläche, um hiervon ein Entfernen
von bereits bestrahltem Material sicherzustellen, und gewährleistet,
dass neues Material, das noch nicht bestrahlt wurde, dort angelagert wird,
so dass das neu angelagerte Material dem Licht ausgesetzt werden
kann.
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Eine
weitere Version 200a eines Rads 410 ist in 14 gezeigt,
in der mehrere (in diesem Fall vier (4)) Beutel 35 gezeigt
sind, die daran für
eine Drehung mit dem Rad 410 angeordnet sind. Klammern oder
Klemmen 471, 472 sind außerdem gezeigt, um die Beutel
zu halten und/oder die Strömungseinschnürungen zum
Durchmischen in der beschriebenen Weise zu schaffen. Walzen 499 sind
als eine Alternative schematisch dargestellt, um die Bewegung zum
Drehen des Rads 410 (oder 400, siehe 12, 13)
zu schaffen. Deswegen könnten
diese Walzen in einer Vorrichtung (nicht gezeigt, jedoch der in den 10, 11 gezeigten
Vorrichtung nicht unähnlich)
angeordnet sein und mechanisch angetrieben werden, damit sie sich
in einer Richtung ähnlich der
in 14 gezeigten Richtung drehen, um eine Drehbewegung
an dem Rad 410 zu bewirken, die in 14 durch
den Pfeil 411 angegeben ist, und dadurch können das
Rad und der Beutel (die Beutel) gedreht und deren Inhalt, während er
außerdem
einer Photostrahlung ausgesetzt ist, gemischt werden. Obwohl in
diesen Ausführungsformen
mit rotierendem Rad nicht gezeigt, sollte angemerkt werden, dass
Lichtquellen verwendet werden können,
um Licht auf die eine oder die andere Seite oder in einigen Beispielen
auf beide Seiten eines rotierenden Beutels für eine Photoaktivierung der
Photosensibilisator-Chemikalien in dem Beutel, falls diese verwendet
werden, zu strahlen.
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Diese
Lichtquellen können
an Halterungen auf beiden Seiten des entsprechenden Beutels angeordnet
sein. Diese Halterungen können
somit relativ zu dem rotierenden/beweglichen Beutel (siehe 10)
und/oder zu der Radvorrichtung, wie etwa das Rad 400 (oder 410 u.
a.) feststehend sein, oder die Lichtquellenhalterungen können so
hergestellt sein, dass sie sich mit dem Beutel drehen. Als Beispiel
hierfür
siehe das weitere alternative Beispiel eines Rads, das in den Beispielen
der 15 bis 18 gezeigt
ist.
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In
dem Beispiel der 15 bis 18 ist
ein System 2000 mit einer Vorrichtung 500 gezeigt,
die eine Basis 501, einen Tragarm 503 und ein
drehbares Element 504 enthält, das eine vordere und eine hintere
Lichtquellenhalterung 505, 506 enthält, die dadurch
drehbar sind. Ein Motor 508 mit einem Zahnradantriebsmechanismus 509 des
Kettentyps ist in den 15 bis 18 (insbesondere
in 18) gezeigt. Ein Rahmen 510, der so beschaffen
ist, dass er einen Beutel 35 hält (wie in 19 gezeigt
ist, siehe unten) ist in den 15, 17 und 18 so
gezeigt, dass er in der Vorrichtung 500 angeordnet ist (16 zeigt
die Vorrichtung 500 ohne Rahmen 510). Deswegen
kann dann, wenn ein Beutel 35 in einem Rahmen angeordnet
ist (siehe 19) und der Rahmen 510 in
der Vorrichtung 500 angeordnet ist, der Motor 508 aktiviert
werden, um die Zahnradbaueinheit 509 zu drehen, die das
drehbare Element 504 mit den Lichtquellenhalterungen 505, 506 und
den Rahmen 510 dreht. Dann erfolgt eine Mischungswirkung
des Inhalts im Beutel 35 wie jene, die in Bezug auf 6 gezeigt
und beschrieben ist.
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Wie
in 19 genauer gezeigt ist, kann ein Beutel 35 (mit
gestrichelten Linien gezeigt), der durch Klammern/Klemmen/Haken 511 an
der Verwendungsstelle gehalten wird, von einer Querstab-Klemmbaueinheit 570 gekreuzt
werden, die ein Querstabelement 572 enthält, das
eine Strömungseinschnürung zum
Mischen wie die in 6 gezeigte Strömungseinschnürung schafft.
Es sollte angemerkt werden, dass sich das Einschnürungselement 570 über die
gesamte Länge
des Beutels erstreckt, das Einschnürungselement 570 kann
sich jedoch auch wie das in den 3 und 13 gezeigte
Einschnürungselement
teilweise über
den Beutel erstrecken. Ein entsprechender Stab 571 ist
in den 15, 17 und 18 an
der gegenüberliegenden
Seite des Rahmens 510 gezeigt.
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Dadurch
kann dann, wenn eine Drehung und Belichtung erfolgt, ein Prozess
der pathogenen Reduktion erreicht werden. In diesem Beispiel ist
die Bestrahlungsquelle als LEDs (lichtemittierende Dioden) gezeigt.
Ein Vorteil bei der Verwendung von LEDs ist ihre Fähigkeit,
in enger Nähe
zu dem Beutel, der Fluid enthält,
das einer pathogenen Reduktion unterzogen werden soll, angeordnet
zu werden, ohne dass sie eine große Wärmemenge ausstrahlen, die das Blut
oder die Blutkomponenten, die bestrahlt werden, schädigen könnte. LEDs
sind in dieser Erfindung außerdem
nützlich,
da sie Licht in sehr engen Bandbreiten ausstrahlen. Licht in einem
engen Spektrum kann für
das bestrahlte Blutprodukt vorteilhaft sein, da alle nutzlosen Wellenlängen des
Lichts, die das Blut oder die Blutkomponenten schädigen könnten, eliminiert sind.
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Fluoreszenzkolben
können
außerdem
als Bestrahlungsquelle verwendet werden (siehe 10 und 22).
Sichtbares oder ultraviolettes Licht kann in Abhängigkeit vom Typ des Bluts
oder des Blutprodukts, an dem eine pathogene Reduktion ausgeführt werden
soll, sowie vom Typ des Photosensibilisators, der möglicherweise
verwendet wird, verwendet werden.
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Es
wird angemerkt, dass in den drehbaren Beispielen in stärkerem Maße nachgiebige
oder sogar starre Behälter
verwendet werden können.
Einschnürungselemente,
die eingebaut sind oder vollständig
abnehmbar sind, können
in diesen Ausführungsformen
ebenfalls verwendet werden.
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Weitere
Ausführungsformen
können
andere als die im Wesentlichen vertikalen Ausführungsformen (in denen die
Schwerkraft als ein Element zur Strömungserzeugung verwendet wird),
die bisher beschrieben wurden, enthalten. Es können z. B. im Wesentlichen
horizontale Mischungsstrukturen ebenfalls verwendet werden. Eine
erste derartige Ausführungsform
ist in den 20, 21 gezeigt.
Das System 70 der 20, 21 enthält eine
Mischungsvorrichtung 72, die einen Grundrahmen 71 enthalten
kann, an dem und/oder in dem ein siebähnlicher Träger 73 vorhanden sein
kann, an dem ein Beutel 35 angeordnet sein kann (es wird
angemerkt, dass ein Metall oder transparente Kunststoffe verwendet
werden können).
Eine drehbare Press- oder Klappbaueinheit 74 kann dann
in einer funktionsfähigen
Beziehung hiermit angeordnet sein. Die Baueinheit 74 ist über eine
Schwenkbaueinheit 75 mit der Rahmenbaueinheit 71 in
einer relativen mittigen Position verbunden und besitzt vorzugsweise
eine oder zwei Klappen 76, die nach unten auf den Beutel 35 bewegt
werden und diesen pressen können,
wenn er darin angeordnet ist. Ein Motor 78 kann verwendet werden,
um die hin und her gehende Drehbewegung über eine Motorverbindung 79 an
der drehbaren Baueinheit 74 zu bewirken. Deren hin und
her gehende Drehbewegung ist allge mein durch die Pfeile 69 angegeben
(20). Ein Einschnürungs- oder Klemmelement 77 kann
ebenfalls damit verwendet werden. Das Einschnürungselement 77 kann
tatsächlich ein
Teil der Drehverbindungsbaueinheit sein, wie z. B. eine Achse, die
sich ebenfalls an einer im Wesentlichen mittigen Stelle über den
Beutel 35 erstreckt. Ein entsprechender erhabener Abschnitt
oder ein erhabenes Element (nicht direkt gezeigt) kann an der Unterseite
des Beutels 35 angeordnet sein, möglicherweise ein Abschnitt
eines Elements, das mit der Tragstruktur 73 verbunden ist.
Eine weitere Alternative bei dieser oder einer der Ausführungsformen
in dieser Spezifikation besteht darin, eine separate Klemmbaueinheit
(nicht getrennt gezeigt) zu verwenden, die an der Vorrichtung 72 nicht
direkt befestigt ist. Es kann in jedem Fall bevorzugt sein (obwohl nicht
notwendig), eine Einschnürungsvorrichtung
zu haben, um die Mischungswirkung zu schaffen, die oben gezeigt
und in Bezug auf 6 beschrieben wurde.
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Wie
oben einleitend angemerkt wurde, kann diese System 70 im
Wesentlichen horizontal angeordnet sein, solange ein Zugang auf
Lichtquellen möglich
ist, falls dieser erwünscht
ist, und ein einer Ausführungsform
könnten
diese sowohl von der Oberseite als auch der Unterseite beleuchten
(obwohl die Beleuchtung einer Seite oder der anderen Seite auch
funktionsfähig
sein würde).
Deswegen könnte
das System außerdem
vertikal oder in zahlreichen anderen Anordnungen im dreidimensionalen Raum
angeordnet sein.
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Ein
weiteres, nicht beanspruchtes, im Wesentlichen horizontal angeordnetes
Beispiel ist in den 22, 23, 24 und 25 gezeigt
(wobei dieses außerdem
in einer beliebigen Anzahl weiteren Anordnungen im dreidimensionalen
Raum angeordnet sein könnte).
In der ersten Ausführungsform,
die in 22 gezeigt ist, ist das System 90 gezeigt,
das eine Bestrahlungseinheit 91 enthält, die in einer Mischungsvorrichtung 92 angeordnet
ist. Die Vorrichtung 92 enthält eine bewegliche Aufnahme
oder einen beweglichen Rahmen 93 mit einem Siebträger oder
einem anderem Träger 94.
Wie in 23 genauer gezeigt ist, kann
die bewegliche Aufnahme 93 durch eine Schwenkanordnung 95 mit
einem Motor 98 verbunden sein, der die Bewegung zum Mischen des
Inhalts des Beutels 35 erzeugen kann, der darauf angeordnet
sein kann (siehe die 24 und 25, die
im Folgenden beschrieben werden). In einem Beispiel kann außerdem eine
Klemmvorrichtung 97 (siehe die 24 und 25)
enthalten sein, um Verwirbelungen zur Strömungsmischung zu schaffen,
wie sowohl oben als auch im Folgenden gezeigt und beschrieben ist.
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Wie
in 24 gezeigt ist, kann die bewegliche Aufnahme 93 in
einer seitlichen und/oder longitudinalen Bewegung hin und her bewegt
werden. Diese ist durch die seitlichen Pfeile 101 angegeben.
Diese kann dann die Verwirbelungen der Fluidströmung schaffen, die durch die
Strömungspfeile 102 in
dem Beutel 35 angegeben sind.
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Wie
in 25 gezeigt ist, kann die Aufnahme gleichfalls
geringfügig
gedreht werden, um eine Fluidbewegung in dem Beutel 35 zu
bewirken. Diese Drehung ist durch Pfeile 103 gezeigt und
die Verwirbelungen der Fluidströmung,
die dadurch erzeugt werden, sind durch Pfeile 104 in dem
Beutel 35 angegeben. Es wird angemerkt, dass die Aufnahme 93 sich
in seitlichen und/oder longitudinalen Drehungen drehen kann (z.
B. Drehungen um eine seitliche oder longitudinale Achse). Seitliche
Drehungen sind durch Pfeile 105 gezeigt (23).
Die Bewegungen, wie etwa die hin und her gehenden seitlichen und
longitudinalen Bewegungen (die in 24 gezeigt
sind), können
mit Drehungen in anderen Richtungen kombiniert sein (wie bei den
seitlichen und/oder longitudinalen Drehungen, die in 25 gezeigt
sind) und können
entweder geordnete oder willkürliche
Kombinationen sein. Deswegen können
Taumelbewegungen und/oder Nutatorbewegungen (wie bei Wobbeleinrichtungen
und Nutatoren, die bekannt sind) weitere Alternativen sein, die
hier ebenfalls eingeschlossen sind. Weitere Drehungen können kreisförmig oder
elliptisch oder andere umlaufende Bewegungen sein, wie allgemein
durch die Pfeile 107 in 23 abgegeben
ist. Derartige umlaufende Bewegungen können an Stelle von den zuvor
beschriebenen Bewegungen und zusätzlich
zu diesen verwendet werden. Umrühren,
wellenförmiges
Bewegen, schwingende Bewegungen, kreisende Bewegungen, Schütteln und/oder
Rühren
sind nur einige von einer Vielzahl weiterer Bewegungen, die hier
in einer, zwei oder drei Dimensionen, allein oder in Kombination verwendet
werden können,
um ein Mischen gemäß dieser
Erfindung zu bewirken.
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26 zeigt
eine weitere Ausführungsform eines
flexiblen Behälters,
der in/mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann (Pressen
oder Drehen oder eine reine Bewegung), wobei die Baueinheit zur
Strömungseinschnürung Teil
des Beutels/Behälters 350 ist.
Der Behälter 350 kann
aus einem Lagenmaterial des Polymertyps hergestellt sein, das in
eine Röhrenform
extrudiert ist. Der Hauptkörperabschnitt
des Behälters 350 weist
zwei Teilabdichtungen oder Schweißnähte 370 auf, die sich
etwa in der Mitte der Länge
des Hauptkörperabschnitts von
den Seiten des Behälters 350 einwärts erstrecken.
Die Teilabdichtungen oder Schweißnähte 370 unterteilen
den Hauptkörperabschnitt
in zwei teilweise Unterabschnitte 351 bzw. 352.
Obwohl sie so gezeigt sind, dass sie sich von den Seiten des Behälters 350 einwärts erstrecken,
können
sich eine oder mehrere Teilabdichtungen oder Schweißnähte 370 von einer
der vier Seiten des Beutels 350 erstrecken, ohne vom Erfindungsgedanken
und Umfang der Erfindung abzuweichen. Diese Teilabdichtungen oder Schweißnähte 370 sind
vorgesehen, um in dem Fluid während
des Mischungsprozesses Verwirbelungen 58 zu schaffen.
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27 zeigt
eine Draufsicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines weiteren Polymer-Behälters 3500,
der in/mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Dieser
Behälter 3500 kann
aus einer Lage des Polymertyps hergestellt sein, wie etwa PVC oder
Polyolefin (möglicherweise
flexibel). Der Behälter
kann während
der Herstellung um seine äußeren Begrenzungszonen
abgedichtet oder geschweißt
werden. Die Abdichtungen oder Schweißnähte erzeugen einen fluiddicht
abgedichteten Innenraum. Der Behälter
ist im Wesentlichen in Form der Zahl acht oder einer Sanduhr gebildet,
wie gezeigt ist (und oben einleitend erwähnt wurde). Der Behälter 3500 weist
einen oberen erweiterten Innenabschnitt oder Unterabschnitt 3510 auf
und einen unteren erweiterten Innenabschnitt oder Unterabschnitt 3520 auf.
Der obere erweiterte Unterabschnitt 3510 und der untere
erweiterte Unterabschnitt 3520 sind miteinander durch eine
Fluidverbindung durch einen verengten Abschnitt 3555 verbunden, der
durch die eingedrückten
Seiten des Behälters
definiert ist. Sowohl der obere erweiterte Unterabschnitt 3510 als
auch der untere erweiterte Unterabschnitt 3520 können außerdem in
mehrere Unterabschnitte (nicht gezeigt) weiter unterteilt sein,
ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Wie in 27 gezeigt ist, ist eine Einschnürung 3700 durch
die Form der Zahl acht oder einer Sanduhr in der Weise gebildet,
dass der Beutel 3500 in zwei getrennt vorhandene fluiddicht
oder fluidmäßig getrennte
Unterabschnitte 3510, 3520 unterteilt ist. Der
Unterabschnitt 3510 ist über dem Unterabschnitt 3520 angeordnet.
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Wie
in 27 gezeigt ist, kann die Konfiguration in Form
der Zahl acht oder einer Sanduhr das Mischen der Lösung in
dem Beutel 3500 unterstützen.
Das Fluid in dem Beutel kann in einer im Wesentlichen vertikalen
Weise oder in einer im Wesentlichen horizontalen Weise und/oder
unter einem beliebigen Winkel dazwischen gemischt werden (wobei bei
einer vertikalen Anordnung eine Unterstützung durch die Schwerkraft
vorhanden ist). Eine Kraft, die auf den Beutel in einer bestimmten
Lage ausgeübt wird,
erzeugt die Bewegung des Fluids in dem Beutel. Wenn das Fluid gezwungen
wird, sich durch die verengten Abschnitte 3555 im Form
der Sanduhr bzw. der Zahl acht zu bewegen, werden Verwirbelungen 58a in
dem Fluid erzeugt, die helfen, das Fluid weiter zu mischen. Eine
Klemme (nicht gezeigt) wie jene, die hier beschrieben wurde, kann
außerdem verwendet
werden, um in dem Beutel verengte Abschnitte zu erzeugen. Eine Abdichtung
oder Schweißnaht ähnlich einer
Klemmstruktur könnte
außerdem
verwendet werden, um einen Abschnitt weiter in zwei kleinere Unterabschnitte
zu unterteilen, und könnte
somit ebenfalls helfen, weitere Verwirbelungen in dem Fluid zu erzeugen.
Der verengte Abschnitt bzw. die verengten Abschnitte erzeugen Verwirbelungen
in dem Fluid, wenn das Fluid gezwungen wird, durch die verengten
Abschnitte zu strömen, wie
immer beschrieben wurde.
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27 zeigt
den Beutel 3500 in der Konfiguration der Zahl acht oder
einer Sanduhr, wobei das Mischen durch Klappen oder Drehen entweder
in einer im Wesentlichen vertikalen und/oder einer im Wesentlichen
horizontalen Weise erfolgt. Wenn eine Drehung erfolgt, kann der
Beutel um seinen Mittelpunkt (nicht gezeigt) zwischen etwa 150° und etwa 360° ununterbrochen
gedreht werden. Eine Kraft (von der eigentlichen Drehung und/oder
infolge der Schwerkraft, wenn eine vertikal angeordnete Ausführungsform
vorliegt) kann infolge der Drehung des Beutels auf den Beutel ausgeübt werden,
um die anfängliche
Bewegung des Fluids in dem Beutel zu erzeugen. Wenn das Fluid gezwungen
wird, sich um die Form der Zahl acht oder der Sanduhr zu bewegen,
werden in dem Fluid Verwirbelungen erzeugt, die helfen, das Fluid
weiter zu mischen. Der Beutel kann ununterbrochen gedreht werden
oder kann in unterschiedlichem Maß zwischen etwa 0° und etwa 360° hin und
her bewegt werden, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung
abzuweichen. Der Beutel kann außerdem
entweder einmalig oder wiederholt gedreht werden.
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Die
Beispiele der oben beschriebenen Systeme, Verfahren und Vorrichtungen
und Beutel dienen lediglich Erläuterungszwecken.
Da einem Fachmann Variationen erscheinen werden, soll die vorliegende
Erfindung nicht auf die oben beschriebenen speziellen Ausführungsformen
beschränkt
sein. Alle derartigen Variationen und Modifikationen oder Änderungen
sind im Umfang der beigefügten
Ansprüche
enthalten.