DE60317561T2

DE60317561T2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von autologem thrombinserum

Info

Publication number: DE60317561T2
Application number: DE60317561T
Authority: DE
Inventors: Daniel Lakewood MCGINNIS; Cherylyn Arvada VOORHEES; Hubert Denver SMITH
Original assignee: Sorin Group USA Inc
Current assignee: Livanova Holding USA Inc
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: US20040120942A1; JP4886194B2; EP1576153B1; WO2004058943A2; JP2006515853A; EP1576153A4; ATE378402T1; EP1576153A2; DE60317561D1; WO2004058943A3; AU2003301200A8; AU2003301200A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erhöhung der Konzentration an Proteinen in der Koagulationskaskade im Blut und, sofern erwünscht, zur Aktivierung der Proteine. Genauer gesagt wird die Erfindung zur Umwandlung von im Plasma-Ausgangsmaterial vorhandenem Prothrombin zu Thrombin verwendet.
Vollblut kann einem Spender entnommen und zu verschiedenen Produkten verarbeitet werden. Blutplättchen-reiches Plasma (PRP) wird durch Trennen des Plasmas von den roten Blutkörperchen mittels einer langsamen Zentrifugierung produziert, um ein Pelletieren der Blutplättchen zu verhindern. Blutplättchen-armes Plasma (PPP) wird durch Trennen des Plasmas von den roten Blutkörperchen mittels einer schnellen Zentrifugierung produziert, um die Plättchen mit den roten Zellen zu Pelletieren. Blutplättchen-armes Plasma stellt das bevorzugte Ausgangsmaterial für Thrombin dar.
Blutplasmaproteine wie Thrombin werden vielfach in medizinischen, pharmazeutischen und industriellen Anwendungen eingesetzt. Zum Beispiel werden aktivierte Proteine der Gerinnungskaskade zur Herstellung biotechnologisch veränderter Materialien und zur Durchführung diagnostischer Tests an Blut verwendet. Außerdem kann die Wundheilung, Hämostase und Produkte der Gewebeadhäsion durch die Verwendung biotechnologisch hergestellter Materialien, die von Vollblut abgeleitet sind, erleichtert werden. Ein Beispiel eines biotechnologisch hergestellten Materials, das in der Wundheilung nützlich ist, ist ein Blutplättchengel. Das Blutplättchengel kann durch Mischen eines Citrat-antikoagulierten, Blutplättchen-reichen Plasmas mit Calcium und Thrombin hergestellt werden. Die Lösung wird auf eine Wunde oder rekonstruktive Operationsstelle aufgetragen, wo sie koaguliert. Die Koagulation besteht in der Bildung einer Fibrin-Matrix in dem Blutplättchen-reichen Plasma und tritt als einer Folge der Spaltung von Fibrinogen zu Fibrin aufgrund der enzymatischen Wirkung von Thrombin und seines Calcium-Kofaktors auf.
Diese Blut-basierten biotechnologisch hergestellten Materialien ziehen alle Nutzen aus dem Endstadium der Koagulation und können alle Thrombin nützen. Allerdings hat sich das Finden einer zuverlässigen und brauchbaren Quelle an Thrombin als ein Problem herausgestellt. Typischerweise ist das zur Herstellung der Fibrin-Matrix verwendete Thrombin-Enzym von bovinem Ursprung. Bovines Thrombin besitzt ein Potenzial zur Übertragung von Infektionserregern und kann allergische Reaktionen und Gerinnungsstörungen im Menschen, insbesondere auf erneute Exposition hin, hervorrufen. Daher ist es wünschenswert, autologes Thrombin zu verwenden, d. h. ein Thrombin, das von einem Patienten erhalten und dann anschließend dem Patienten zurückgegeben wird.
Allerdings sind bestimmte Probleme mit der Präparierung und Verwendung von autologem Thrombin in Verbindung gebracht worden, die erst überwunden werden müssen, damit autologes Thrombin für die klinische Anwendung verfügbar wird. Beispielsweise sollte das Verfahren in der Durchführung einfach sein, um Fehler auszuschließen, und sollte unter Verwendung einer medizinischen Einweg-Vorrichtung durchführbar sein, um eine Kontaminierung auszuschließen. Die Prozessdauer für die Aktivierung sollte relativ kurz sein (z. B. zehn bis dreißig Minuten). Außerdem ist es für die Aktivität des derart produzierten Thrombin-Serums wünschenswert, die Gerinnung relativ schnell hervorzurufen, nämlich typischerweise in weniger als fünf Sekunden, ohne eine übermäßige Verdünnung des Fibrinogen-Substrats, dem es zugegeben wird, zu bewirken. Außerdem sollte das Thrombin-Serum für die Dauer einer chirurgischen Prozedur, die sich auf bis zu zehn Stunden erstrecken kann, stabil sein. WO 00/74713 beschreibt einen Apparat zur Herstellung von Thrombin aus Plasma, bestehend aus einer Reaktionskammer, die mit einer Spritze verbunden ist, und einem Filter zwischen der Kammer und der Spritze.
Bis heute gibt es keine einfache oder schnelle Methode, die die Entnahme von Blut aus einem Patienten, Präparierung von autologem Thrombin und/oder Blutplättchen gel in einer zeitlich angemessenen Weise und dessen Rückgabe an den Patienten zuließe.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Präparierung von Thrombin-Serum aus dem Blut eines einzelnen menschlichen Spenders bereit. Das Thrombin-Serum kann zur Herstellung eines biotechnologisch veränderten Materials verwendet werden, das für eine Vielfalt von Zwecken nützlich ist, einschließlich diagnostischer Bluttests, als Blutplättchengel für die Wundheilung und als Fibrinkleber für die Hämostase und die Gewebeadhäsion. Außerdem kann Thrombin alleine als ein hämostatisches Mittel verwendet werden. Genauer gesagt stellt die Erfindung eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin oder anderen Blutprodukten aus Vollblut, Plasma oder einer Plasmafraktion gemäß Anspruch 1 bereit.
Es sollte selbstverständlich sein, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche Beschreibung beispielhafter und erläuternder Natur sind und dazu vorgesehen sind, eine weitere Veranschaulichung der beanspruchten Erfindung zu liefern.
Die Erfindung wird lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen weiter beschrieben werden, worin:
1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung der Erfindung veranschaulicht; und
2 eine perspektivische Innenansicht einer Vorrichtung der Erfindung veranschaulicht.
Die Erfindung bietet mehrere Vorteile hinsichtlich der Technik der Präparierung eines autologen Thrombin-Serums. Das Thrombin-Serum wird in einer Spritze reagiert und gebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spritze wegwerfbar.
In einer Vorrichtung der Erfindung wird Vollblut, Plasma oder eine Plasmafraktion innerhalb einer Reaktionskammer an Komponenten exponiert. Diese Materialien wandeln das Vollblut, Plasma oder die Plasmafraktion zu dem gewünschten Thrombin-Serum um. Nach einer ausreichenden Prozessdauer wird ein Serum entweder in einer aktivierten oder inaktivierten Form produziert. Das Serum enthält Proteine der Gerinnungskaskade in höheren Konzentrationen als jenen, die unter normalen physiologischen Bedingungen vorkommen. Aktive oder inaktive Proteine können in bequemer Weise aus der Reaktionskammer entfernt und in anderen Prozessen und Produkten verwendet werden.
Eine Vorrichtung dieser Erfindung erleichtert die Umwandlung des im Plasma-Ausgangsmaterial vorhandenen Prothrombins zu Thrombin mittels eines Vorgangs, der einfach und schnell ist. Das resultierende konzentrierte autologe Thrombin-Serum kann durch einen Filter der Vorrichtung ausgepresst werden und kann zum Katalysieren der Bildung einzigartiger biotechnologisch erhaltener Materialien mit den gewünschten Eigenschaften verwendet werden.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin oder anderen Blutprodukten aus Vollblut, Plasma oder einer Plasmafraktion bereit, umfassend: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein festes Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein festes Absorbens, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Reaktionskammer außerdem eine Quelle von Calciumionen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Filter innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gesamtvolumen der Spritze weniger als 100 ml.
Bei Ausführungsformen der Erfindung sind das Aktivierungsmittel und das Absorbens in getrennten Regionen innerhalb des Spritzengehäuses der Spritze lokalisiert. Das Aktivierungsmittel und das Absorbens können aufeinander geschichtete Scheiben sein, die koaxial mit der Längsachse des Gehäuses der Spritze orientiert sind. Das Aktivierungsmittel kann sich angrenzend an den Filter und proximal zu dem Filter befinden, und das Absorbens kann sich angrenzend an das Aktivierungsmittel befinden. Alternativ können das Aktivierungsmittel und das Absorbens innerhalb des Gehäuses miteinander vermischt sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der Filter eine poröse Kunststoffscheibe, vorzugsweise mit einer Porengröße von etwa 15 Mikronen. Das Aktivierungsmittel ist ausgewählt aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik Kaolin und Kombinationen davon. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst das Aktivierungsmittel Borsilikat-Glaskügelchen. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Absorbens ein molekülausschließendes Gel, das Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Quelle der Calciumionen CaCl₂. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Quelle der Calciumionen ein Ionenaustauschharz, umfassend Calciumionen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Ethanol, Plasma und eine Quelle von Calciumionen in die Vorrichtung eingeführt worden.
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin oder anderen Blutprodukten aus Vollblut, Plasma oder einer Plasmafraktion bereit, umfassend: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein festes Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein anionisches molekülausschließendes Ionenaustauschharz, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Regi an der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Harz Calciumionen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Filter innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gesamtvolumen der Spritze weniger als 100 ml.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der Filter eine poröse Kunststoffscheibe, die vorzugsweise eine Porengröße von etwa 15 Mikronen aufweist. Das Harz schließt Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 aus. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind Ethanol und Plasma in die Vorrichtung eingeführt worden.
Die Vorrichtung kann ein starrer Behälter sein. Das Thrombin kann aus dem starren Behälter durch Pumpen aus dem Behälter, durch Anlegen einer mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Kraft an einen Körper, welcher das Thrombin aus dem Behälter herauspresst, oder durch Zentrifugieren des Behälters, um die Flüssigkeit aus dem Kügelchen-Packbett zu drängen, entfernt werden.
Die Erfindung stellt eine Methode zur Bildung von Thrombin bereit, umfassend: Einführen des Plasmas oder der Plasmafraktion, Ethanol und einer Quelle von Calciumionen in eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; Reagierenlassen des Plasmas oder der Plasmafraktion mit den Inhaltsstoffen der Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin zur Bildung von Thrombin; und Entfernen des Thrombins aus dem Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; wobei die Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin umfasst: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/-Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein festes Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein festes Absorbens, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Plasma von dem Patienten erhalten und ist das Plasma ein Blutplättchenarmes Plasma. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Filter innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert.
Die Erfindung stellt eine Methode zur Bildung von Thrombin, umfassend: Einführen des Plasmas oder der Plasmafraktion, Ethanol und einer Quelle von Calciumionen in eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; Reagierenlassen des Plasmas oder der Plasmafraktion mit den Inhaltsstoffen der Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin zur Bildung von Thrombin; und Entfernen des Thrombins aus der Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; wobei die Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin umfasst: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein festes Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein anionisches molekülausschließendes Ionenaustauschharz, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/-Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen stellt die Erfindung autologes Thrombin mit einer Aktivität von größer als 50 Internationale Einheiten/ml (gleichwertig zu 42 US- National Institutes of Health-Einheiten/ml), größer als 75 Internationale Einheiten/ml (gleichwertig zu 63 US-National Institutes of Health-Einheiten/ml) oder größer als 100 Internationale Einheiten/ml (gleichwertig zu 84 US-National Institutes of Health-Einheiten/ml) bereit. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wurde das autologe Thrombin von einem menschlichen Patienten erhalten. Die Aktivität des autologen Thrombins kann durch eine in vitro-Analyse unter Verwendung eines spektrophotometrisch gemessenen chromogenen Substrats bestimmt werden. Die Konzentrationen von Testproben werden durch Beobachten der Veränderungsrate der optischen Dichte und durch Vergleichen dieser Absorptionen zu jenen einer Standardkurve bestimmt.
Die Methoden könnten mit irgendeiner der oben beschriebenen Vorrichtungen angewendet werden. Außerdem könnten andere Apparate mit den Methoden verwendet werden. Das Absorbens und das Aktivierungsmittel könnten in einen durchlässigen Beutel (ähnlich einem Teebeutel) eingebracht werden, und der durchlässige Beutel könnte in ein Plasma, Ethanol und Calciumquellen-Gemisch eingebracht werden. Nach der Reaktion kann der durchlässige Beutel entfernt und das Thrombin aus dem Beutel herausgepresst werden. Ein anionisches, molekülausschließendes Ionenaustauschharz kann bei diesem Typ von Apparat ebenfalls verwendet werden.
Die Ausgangsmaterialien könnten in einem Becher gemischt werden, miteinander umgesetzt werden und durch Filterpapier gepresst werden, um das Thrombin zu entfernen. Das Filtern kann mittels Schwerkraft oder mit Vakuum- oder Pumpenunterstützung erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Blutprobe von einem Patienten genommen. Das Plasma wird von den anderen Blutkomponenten mittels herkömmlicher Methoden getrennt. Die Spritze enthält Materialien, die zu der Produktion eines Thrombin-Serums führen, wenn Plasma (insbesondere Blutplättchen-armes Plasma) in sie angesaugt wird und mit diesen Materialien vermischt wird. Ein Filter, der in die Spritze integriert ist, hält diese Materialien und unerwünschte Präzipitate zurück, wenn das Thrombin-Serum herausgepresst wird. Diese Materialien umfassen vor zugsweise Calciumchlorid, ein Aktivierungsmittel, Ethanol und ein Molekülausschlussgel.
Vorzugsweise sind die reaktiven Komponenten und die Plasmaflüssigkeit in eine Spritze aufgenommen. Eine standardmäßige Spritze mit einem durch Ultraschall gebundenen integrierten Filter, der hinter der Düse lokalisiert ist, bietet eine sehr preiswerte Behältnispackung und Partikelbarriere. Anstelle der Ultraschallbindung könnten andere verbindende Mechanismen angewendet werden, z. B. Kleber, RF-Schweißung, Heißverprägung, lediglich Interferenz, etc. Der Spritzenkolben kann so manipuliert werden, dass er Flüssigkeiten in die Reaktionskammer der Vorrichtung ausstößt oder aufzieht. Der integrierte Filter hindert feste Komponenten am Verlassen der Reaktionskammer während des Vorgangs, der Sterilisation, des Transports und der Handhabung.
Eine Vorrichtung zur Präparierung von autologem Thrombin ist in 1 gezeigt. Die Vorrichtung 50 umfasst eine Reaktionskammer 52 mit einer Einlassöffnung 54 und einer Ablassöffnung 56. Ein Filter 58 ist innerhalb der Reaktionskammer 52 und angrenzend an die Ablassöffnung 56 lokalisiert. Ein Aktivierungsmittel 60 ist innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert. Das Aktivierungsmittel 60 stellt eine Oberfläche für die Reaktion bereit. Ein Absorbens 62 ist innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert.
Eine Vorrichtung für die Präparierung von autologem Thrombin ist als eine Ansicht im Schnitt in 2 gezeigt. Die Vorrichtung umfasst eine Spritze 5 mit einem Spritzenkolben 10 und einem Spritzengehäuse 20. In 2 ist der Spritzenkolben 10 aus dem Gehäuse 20 an seinem proximalen Ende 11 herausgezogen gezeigt. Ein distales Ende 13 des Gehäuses ist die Öffnung 22. Angrenzend an Öffnung 22 befindet sich der Filter 24. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Filter 24 einen gesinterten porösen Kunststofffilter, der an die Spritze Ultraschall-geschweißt ist, wodurch eine Shunt-freie Dichtung entsteht.
Das Spritzengehäuse 20 ist mit einem Glaskügelchen-Aktivator 30, dem Polyacrylamidgel 34 (dieses Gel weist einen Molekülausschluss von 1 bis 6 kd auf und ist kommerziell verfügbar unter der Handelsbezeichnung BIO-GEL P-6, beziehbar von Bio-Rad Laborstories, Hercules, CA) und pulverförmigem Calciumchlorid 36 beladen. Wünscht die ausführende Person die Herstellung einer Charge von autologem Thrombin, so wird Plasma 38 in die Spritze aufgezogen, unmittelbar gefolgt von der Zugabe von Ethanol 40. Eine Luftblase 42 wird in die Spritze aufgezogen, um einen ausreichenden Raum für das Mischen zu ermöglichen. Die ausführende Person schüttelt die Spritze kurz, um die Inhaltsstoffe zu vermischen und zu dispergieren. Eine Reaktionsperiode von etwa 15 Minuten ist erforderlich, um das Thrombin-Serum zu produzieren. Alternativ kann das Calciumchlorid in das Ethanol aufgenommen werden, oder es könnte in einer separaten, in die Spritze aufgezogenen Lösung enthalten sein.
Das autologe Thrombin-Serum kann in der Spritze gelagert und je nach Erfordernissen in gewünschten Teilmengen, die mit anderen Komponenten vermischt werden sollen, dispensiert werden. Wird das autologe Thrombin-Serum nicht sofort benötigt, so ist es bevorzugt, die Spritze und ihre Inhaltsstoffe zu kühlen. Dies ist wünschenswert, da das Thrombin dazu neigt, nach etwa einer Stunde bei Raumtemperatur das Einsetzen von Zersetzung zu zeigen.
Die oben beschriebene Reaktionskammer für die Vorrichtung dieser Erfindung kann in einen größeren Apparat aufgenommen werden, um Protein-Verarbeitungsschritte zu ermöglichen, die zur Erzeugung anderer konzentrierter Blutprodukte angewendet werden, wie etwa von: Faktor XIII, Faktor VIII oder Fibrinogen für Fibrinkleber. Solch ein Apparat könnte den Spritzenkolben je nach Erfordernissen automatisch herausziehen oder hineindrücken.
Die Materialien, die in eine Vorrichtung zur Erzeugung des autologen Thrombins aufgenommen werden, sollen nun ausführlicher beschrieben werden.
Calciumionen
Vorzugsweise werden Calciumionen zur Umkehrung der Wirkung des im Plasma-Ausgangsmaterial vorhandenen Citrat-Antikoagulans bereitgestellt. Eine übliche Praxis in der Erzeugung eines autologen Thrombin-Serums besteht in der Umkehrung der Wirkung des Citrat-Antikoagulans durch Zugeben einer Menge an Ca⁺⁺ zu dem Plasma-Ausgangsmaterial für das Thrombin, die nicht nur zur Katalysierung von Prothrombin ausreichend ist, sondern auch einen Überschuss darstellen kann, sodass, wenn das Thrombin/Ca⁺⁺-Serum mit Blutplättchen-reichem Plasma (PRP) oder Fibrinogen-Konzentrat kombiniert wird, daraufhin eine Koagulation erfolgt. Diese "Bequemlichkeit" ermöglicht eine Zugabe von Ca⁺⁺ zu zu dem Ausgangsmaterial in einer Menge, die sogar bis zum 200-fachen größer sein kann als ihre normale physiologische Konzentration. Die hohe Konzentration an Ca⁺⁺ hemmt die Aktivierung von Prothrombin zu Thrombin. Eine effektivere Formulierung zur Herstellung eines autologen Thrombin-Serums verwendet nicht mehr Ca⁺⁺ als zur Zurücksetzung des Plasma-Ausgangsmaterials für das Thrombin zu einer normalen physiologischen Konzentration erforderlich ist. Es ist erkannt worden, dass bei einem Schritt im intrinsischen Koagulationsweg das Ca⁺⁺ mit Faktor VII stöchiometrisch kombiniert wird und daher nicht mehr für eine anschließende Anwendung als ein katalytischer Kofaktor zur Verfügung steht. Weiterhin muss in der praktischen Anwendung eine Angleichung für Fälle einer Über- und Unter-Antikoagulation des Vollblut-Aliquots vorgenommen werden. Experimente haben gezeigt, dass der optimale Ca⁺ ⁺-Konzentrationsbereich bei oder geringfügig unterhalb der normalen physiologischen Mengen liegt.
Ein Ionenaustauschharz mit einer negativen Ladung kann Calciumionen festhalten. Diese Ionen können anschließend auf Blutproteine freigesetzt werden, sodass die Koagulations-Kaskadenreaktion erfolgen kann. Dies kehrt die Antikoagulation, die das Vorhandensein von Citrat in Plasma bewirkt, um. Daher können Calciumionen, die an irgendein negativ geladenes organisches Polymerharz gebunden sind, in der Vorrichtung dieser Erfindung verwendet werden. Zu geeigneten organischen Harzen zählen Harze von Styrol, Acryl, Styroldivinylbenzol, Polyacrylamid, Nylon, Polyethylen, Stärke, Zellulose und ähnliches. Außerdem kann die auf dem Harz vorhandene negative Ladung auch die Blutproteine aktivieren, um die Koagulationsereignisse weiter voranzutreiben.
Jegliches nicht-toxische Calciumsalz kann in der Vorrichtung als einer Quelle für Calciumionen verwendet werden, um das Citrat-Antikoagulans umzukehren. Solche Salze können organisch oder anorganisch sein, solange sie Ca⁺⁺ zu den Serumpro teinen transportieren können. Ein Beispiel eines Wasser-unlöslichen Materials, das Ca⁺⁺ zu den Serum-Komponenten transportiert, ist BIO-REX 70 Ionenaustauschharz (Bio-Rad Laborstories, Hercules, CA) mit Calcium-Kationen. Zu geeigneten organischen Calciumsalzen zählen Calciumpropionat und Calciumacetat. Zu geeigneten anorganischen Salzen zählen Calciumhydroxid, Calciumammoniat, Calciumcarbid, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Calciumnitrat und Calciumpyrophosphat. Calciumchlorid ist die bevorzugte Quelle von Calcium für die Erfindung, da es in dem Serum sehr löslich, schnell wirkend und preiswert ist und den pH des Plasma-Serums nicht wesentlich verändert.
Aktivierungsmittel
Ein Aktivierungsmittel wird zur Bereitstellung einer Oberfläche für die Reaktion verwendet. Vorzugsweise bietet das Aktivierungsmittel eine negativ geladene katalytische Oberfläche, die die Exposition des Bluts an vaskuläres Kollagen simuliert. Der intrinsische Gerinnungskaskadenweg wird durch einen Prozess eingeleitet, der als Kontaktaktivierung bezeichnet wird, ein Oberflächen- und Ladungs-abhängiges Phänomen, das sich auf die Aktivierung von Faktor XII konzentriert. Faktor XII ist in hohem Maße für eine Proteolyse empfänglich, da er über eine Ladungs-Interaktion an Oberflächen gebunden ist. Der Vorläufer von Faktor XII weist Bereiche einer positiven Nettoladung auf, die mit Oberflächen mit einer negativen Nettoladung interagieren können. Diese Ladungsbindung induziert konformationelle Veränderungen, die die Fähigkeit des Moleküls verstärken, eine Aktivierung durch Plasma-Kallikrein und Faktor HK zu vollziehen.
Zu Materialien, die häufig für die Kontaktaktivierung verwendet werden, zählen Borsilikatglas (d. h. Hämatologie-Glas), Diatomeenerde, Keramik und Kaolin. Ionenaustauschharze können ebenfalls geeignet sein. Ionenaustauschharze können drei separate Prozessfunktionen in einem einzigen Material bieten: die anionische Aktivierung der Plasmaproteine, eine Quelle von Calcium zur Neutralisierung des Citrats, und eine molekülausschließende Absorption zur Entfernung von Wasser und niedermolekularen Flüssigkeiten, und somit die Konzentrierung der hochmolekularen Bestandteile des fertiggestellten Serums.
Es ist festgestellt worden, dass Glaskügelchen mit einem Durchmesser, der gleich oder größer als der Leerraum der Packungsfraktion des Molekül-Größenausschlussgels ist, wie weiter unten beschrieben, einen strukturellen Träger innerhalb dieser Zwischenräume bieten, der die Porosität des hydrierten Gelbetts aufrecht erhält, wenn Druck zum Herauspressen des Thrombin-Serums angewendet wird. Ein größerer Oberflächenbereich des Aktivators wird die Reaktionsrate der Umwandlung von Prothrombin zu Thrombin erhöhen. Ein geringerer Oberflächenbereich des negativ geladenen Aktivierungsmaterials, das in der Vorrichtung enthalten ist, wird die Reaktionsrate herabsetzen. Ebenso wird eine geringere Dichte der Negativladung, die auf der Aktivatoroberfläche vorhanden ist, die Reaktionsrate herabsetzen. Umgekehrt wird eine höhere Dichte der Negativladung auf der Aktivatoroberfläche die Reaktionsrate heraufsetzen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Aktivierungsmittel einen großen Oberflächenbereich auf, um eine starke Reaktion zu ermöglichen, die die Prozessdauer vermindern wird und von einer Größe ist, die für die Filtrierung des Thrombin-Serums nicht abträglich ist. Es ist gezeigt worden, dass ein Borsilikatglas mit einer anionischen Oberflächenladung diese bevorzugten Merkmale aufweist und als ein wirksames Aktivierungsmittel eingesetzt werden kann.
Ethanol
Eine Fraktionierung mit Lösungsmittel vermindert die Löslichkeit der Koagulationsproteine und erniedrigt die dielektrische Konstante des Serums, das in der Vorrichtung prozessiert wird. Jegliche geringfügige Herabsetzung der Löslichkeit von Antithrombin III wird es zum Ausfällen bringen und damit die Reaktionsrate der Umwandlung von Prothrombin zu Thrombin erhöhen. Obschon die Verwendung von Ethanol bevorzugt ist, wird jegliches andere, relativ nicht-polare Lösungsmittel, wie etwa Methanol, Propanol, Aceton oder Methylisobutylketon, den Prozess fördern und zu einer erhöhten Reaktionsrate beitragen.
Ethanol (d. h. die Cohn-Oncley-Fraktionierung mit Ethanol) wird zum Zwecke der Herabsetzung der Löslichkeit bestimmter Koagulationsproteine und zur Erniedrigung der dielektrischen Konstante des Plasmamilieus aufgenommen. Die Fraktionierung mit Ethanol wird zur Ausfällung und Denaturierung von Fibrinogen und Antithrombin III angewendet. Die Beseitigung von Antithrombin III durch die Fraktionierung mit Ethanol umgeht seine hemmende Funktion an drei Punkten des intrinsischen Koagulationswegs zur Katalyse von Prothrombin zu Thrombin. Die Entfernung dieses regulierenden Faktors im intrinsischen Weg vermindert die Prozessdauer. Außerdem ist Ethanol relativ nicht-toxisch.
Die Fraktionierung mit Ethanol wird typischerweise bei niedriger Temperatur vorgenommen, um eine Denaturierung der Proteine von Interesse zu verhindern. Die Denaturierung von Fibrinogen und Antithrombin III stellt kein Problem für den autologen Thrombin-Prozess dar und ist tatsächlich eher ein vorzuziehendes Ergebnis. Das Thrombin-Serum kann bei Raumtemperatur prozessiert werden, um die Prozessdauer ohne Abbau der Aktivität des Serums zu vermindern.
Weiterhin setzt die Zugabe von Ethanol die dielektrische Konstante des Plasma-Mediums herab. Dies erleichtert die Interaktionen zwischen den Plasmaproteinen und dem umgebenden Ionenmilieu, was die Prozessdauer vermindert.
Absorbens
Ein Absorbens wird in die Reaktionskammer der Vorrichtung aufgenommen, um Wasser zu absorbieren. Jegliches Material, welches Wasser absorbiert und das Thrombin nicht denaturiert, kann als ein Absorbens verwendet werden. Ein Molekülausschlussgel ist ein bevorzugtes Absorbens. Molekülausschließende Gelkügelchen absorbieren Wasser und konzentrieren somit die Koagulationsproteine in dem Plasma-Ausgangsmaterial. Dieser Konzentrierungsschritt erzeugt ein Thrombin-Serum mit einem Aktivitätsniveau (National Institute of Health-Einheiten/ml), das größer als unter normalen physiologischen Niveaus erreichbar ist. Zu für die Anwendung geeigneten Materialien zählen typischerweise getrocknete und/oder hydrophile Chromatographiegele (z. B. Agarose, Dextrose, Kieselgel oder Polyacrylamid). Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Molekülausschlussgel ein Polyacrylamidgel, das Verbindungen mit einem größeren Molekulargewicht als 6000, 20.000 oder 30.000 ausschließt. Es ist jedoch erforderlich, ein optimales wässriges Prozessmilieu zugleich mit der Konzentrierung des Thrombin-Serums aufrecht zu erhalten. Enzymatische Prozesse sind gegenüber der Substratkonzentration, dem pH und der Ionenkonzentration empfindlich. Eine effiziente Plasma-Fraktionierung erfordert, dass das Ethanol bei einer Konzentration gehalten wird, die die Ausfällung von Fibrinogen und Antithrombin III maximiert und seine Auswirkung auf die Thrombin-Aktivierung minimiert. Die Entfernung von Wasser aus dem Plasma, um das Prothrombin-Substrat zu konzentrieren, wird die Ionen- und Ethanolkonzentrationen ungünstigerweise erhöhen. Daher sollte das zur Entfernung des Wassers verwendete Absorbens so gewählt werden, dass es eine optimale wässrige Umgebung für diese Proteine sichert und aufrecht erhält.
Der intrinsische Koagulationsweg wendet eine vierstufige Topologie der Enzym/-Substrat-Kaskadenamplifikation zur Katalysierung des Prothrombins an. Die Enzymkatalysierten Reaktionsraten sind maximiert, wenn die Substratkonzentration den verfügbaren enzymatischen Faktor sättigt. Die Verwendung eines Trocknungsmittels zum Absorbieren von Wasser aus dem Plasma-Ausgangsmaterial wird die Koagulationsfaktor-Substrate konzentrieren, die Reaktionsraten maximieren und die Prozessdauer minimieren.
Ein anionisches, Molekül ausschließendes Ionenaustauschharz kann drei Prozessfunktionen erfüllen, wenn Calciumionen die kationische Spezies des Ladungsgleichgewichts darstellen: den Molekülausschluss zur Entfernung von Wasser und Konzentrierung der Serumproteine, eine Quelle von Calcium zur Umkehrung der Antikoagulation und eine negative Ladung zur Aktivierung der Gerinnungskaskade.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Chromatographiegel mit den entsprechenden Eigenschaften der Entsalzung und des Molekulargewicht-Ausschluss verwendet (wie etwa ein BIO-GEL P-6-Gel mit einem Bereich der Ausschlussgrenze von 1000–6000 M. G.), da die Ionen- und Ethanolkonzentrationen auf Höhen gehalten werden können, die für die wässrige Prozessumgebung zugleich mit der Konzentrierung des Thrombin-Serums optimal sind. Zum Beispiel entfernt ein Polyacrylamidgel mit einem Molekülausschluss von 1 bis 6 kd (wie etwa BIO-GEL P-6) Wasser in ausreichenden Mengen, um die Serumproteinkonzentration wirksam zu erhöhen. Eine größere Menge an in der Vorrichtung enthaltenem Gelmaterial wird mehr Was ser entfernen und somit die Reaktionsrate der Umwandlung von Prothrombin zu Thrombin heraufsetzen, als auch ein Serum mit einer höheren Thrombinkonzentration als dem ergeben, das durch eine Vorrichtung erzeugt wird, die geringere Mengen an Molekülausschlussgel enthält.
Eine Vorrichtung dieser Erfindung sorgt auch für eine längere Haltbarkeit des Thrombin-Serums. Thrombin autokatalysiert bei einer Rate proportional zu seiner Konzentration. Die Kühlung des Thrombin-Serums auf eine Temperatur von 1,5°C bis 4°C kann seine Zersetzung minimieren, kann aber den Verlust an Thrombin-Aktivität (U/ml) nicht umkehren. Die Hydrierungseigenschaft des Chromatographiegels können durch eine Zeitkonstante von etwa 0,5 bis 1 Stunde beschrieben werden, wobei eine im wesentlichen vollständige Hydrierung des Gels in einem Zeitraum von vier Zeitkonstanten erfolgen wird. Ein gekühltes Thrombin-Serum, wenn in Kontakt mit dem Gel gehalten, wird zunehmend konzentrierter werden und wird daher keinen Verlust an Aktivität über einen Zeitraum von drei bis vier Zeitkonstanten erfahren.
In die Vorrichtung integrierter Filter
Die Reaktionskammer der Vorrichtung enthält partikuläre Materialien, die mit dem Plasma interagieren und so die chemische Reaktion erleichtern. Diese festen Materialien sollten nicht übertragen werden und dadurch das Endserum kontaminieren. Daher sollte die Vorrichtung eine Rückhaltebarriere an Ort und Stelle aufweisen, sodass die Flüssigkeit leicht angesaugt, aber auch ausgestoßen werden kann. Eine einlagige poröse Kunststoffscheibe kann an der Öffnung der Behältniskammer für das Reagens befestigt werden, wie z. B. durch Ultraschall-Schweißen. Ein lagenweiser Kombinationsfilter, der sich aus mehreren Schichten aus unterschiedlichen Materialien mit verschiedenen Eigenschaften der Filtrationsleistung zusammensetzt, kann an Ort und Stelle mittels eines einstufigen Prozesses angeschweißt werden. Die Kombinationsfilter-Anordnung kann eine O-Ringstruktur enthalten, um zusätzliches Kunststoffmaterial für die Schweißschmelze zu liefern und dadurch die Unversehrtheit und Dichtfähigkeit des Filters zu unterstützen. Der O-Ring kann eine Querträgerstruktur aufweisen, um ein zusätzliches Stützelement zu erhalten, das darin hilfreich ist, die darunter liegenden dünnen Filterschichten an Ort und Stelle zu halten. Der bevorzugte Filter besteht jedoch aus einer einzelnen Scheibe aus gesintertem porösem Polyethylen mit einer Porengröße von 15 Mikronen (wie etwa kommerziell verfügbar unter der Handelsbezeichnung POREX, beziehbar von Porex Corporation, Fairburn, GA). Dieser Filter ist bevorzugt, da er preiswert und leicht zusammensetzbar ist.
Beispiel
Eine standardmäßige 30 ml-Polypropylen-Spritze wurde durch Ultraschall-Schweißen eines 1/8 Inch (0,32 cm) dicken, gesinterten porösen Polyethylen-Kunststofffilters mit einer Porengröße von 15 μm an die Spitze der Spritze hergestellt. Die Spritze wurde mit 8 g Borsilikat-Glaskügelchen mit 80 μm Durchmesser, 2,2 g Polyacrylamidgel (BIO-GEL P-6, beziehbar von Bio-Rad Laborstories, Hercules, CA) und 0,20 mM an CaCl₂-Pulver beladen.
Zwölf ml an Citrat-antikoaguliertem Blutplättchen-armem Plasma (PPP), das 24 Stunden zuvor entnommen worden war, wurden in die Spritze angesaugt. Unmittelbar danach wurden 2,5 ml an 195 Proof Ethanol in die Spritze aspiriert. Eine Vermischungsblase durfte geschaffen, und die Vorrichtung wurde kurz handgeschüttelt, um die Inhaltsstoffe zu vermischen und zu dispergieren. Die Spritze wurde vertikal auf die Endkappe des Spritzenkolbens gesetzt und durfte für 14 Minuten inkubieren. Nach etwa 12 bis 13 Minuten wurde die Viskosität des Plasmagemischs als signifikant zunehmend beobachtet. Nach 14 Minuten wurden 5,5 ml eines autologen Thrombin-Serums aus der Vorrichtung herausgepresst und auf etwa 4,5°C gekühlt.
Das Thrombin-Serum wurde analysiert und als eine Aktivität von 93 National Institutes of Health-Einheiten/ml (111 Internationale Einheiten/ml) aufweisend befunden. Ein Volumenverhältnis von 10:1 von Blutplättchen-reichem Plasma (PRP) zu Thrombin-Serum-Blutplättchengel wurde als in weniger als 5 Sekunde koagulierend beobachtet. Ein Volumenverhältnis von 40:1 von PRP zu Thrombin-Serum-Blutplättchengel wurde als in etwa 35 Sekunden koagulierend beobachtet.
Dieses Beispiel veranschaulicht eine bequeme Methode zur Erzeugung von autologem Thrombin mit einer Aktivität, die für klinische Anwendungen nützlich ist, wie et wa die Bildung von Blutplättchengel. Das Gel enthält keinerlei bovines Thrombin, welches herkömmlicherweise als ein Gel-Katalysator verwendet wird. Dies ist erwünscht, da der Patient, der das Gel erhält, keinen potenziellen Gefahren in Verbindung mit bovinem Thrombin, wie etwa der Rinderwahn-Krankheit oder einer Immunreaktion, ausgesetzt wird. Die Prozessdauer von 14 Minuten ist schnell genug, um in den Zeitrahmen einer klinischen Prozedur unter Verwendung von Blutplättchengel oder andere klinischen Prozeduren zu passen. Die Vorrichtung ist einfach anzuwenden, da sie keine komplizierte Gerätschaft erforderlich macht, um die Umwandlungsreaktion zu erleichtern. Die Vorrichtung ist einfach zu bedienen, da sie lediglich drei Prozessschritte erfordert: (1) Befüllen der Spritze mit Ethanol und Plasma, (2) Schütteln der Inhaltsstoffe und (3) Reagieren lassen der Inhaltsstoffe bei Raumtemperatur für vierzehn Minuten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Reaktionskammer der Thrombin-Vorrichtung zwei Trockenpulver-Komponenten: Borsilikat-Glaskügelchen mit Durchmessern von 80 bis 120 Mikronen, und Polyacrylamidgel-Kügelchen mit Durchmessern von 40 bis 90 Mikronen. Ethylenoxid-Gas, das häufig zur Sterilisierung von medizinischen Vorrichtungen verwendet wird, tötet Bakterien, die zwischen und auf den Oberflächen der Pulverkomponenten der Vorrichtung vorhanden sind, nicht wirksam ab. Ethylenoxid tötet Bakterien lediglich in der Gegenwart von Wasser ab. Dieser Sterilisationsprozess nützt einen primären konditionierenden Dampfinjektionsschritt vor der Einführung des Ethylengases aus. Der Dampf kondensiert und rehydriert die Gelkügelchen, die innerhalb der Vorrichtung enthalten sind. Die resultierende hydrierte Gelschicht ist für die Eindringung von Ethylenoxidgas undurchlässig und bildet eine Schutzschicht, die die dazwischen befindlichen Bakterien einkapselt, sodass sie nicht zerstört werden können. Daher wird eine andere Methode zur Sterilisierung der Vorrichtung angewendet.
Elektronenstrahl- und Gamma-Bestrahlung stellen zwei Arten von Energie dar, die häufig zur Sterilisierung von medizinischen Vorrichtungen verwendet werden. Beide Energieformen töten durch Aufbrechen der chemischen Bindungen ab, die für das Lebendmaterial innerhalb von Bakterien wesentlich sind. Die bei Sterilisationsprozessen angewendete Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl ist etwa 1000-mal stärker als die Gamma-Energie und weist außerdem eine negative Ladung auf. Gamma-Energie besteht aus Photonen, die keine Ladung aufweisen.
Die Glaskügelchen der Thrombin-Vorrichtung weisen eine anionische Oberflächenladung auf, die die intrinsische Koagulation von Blutplasma (in der Gegenwart von Calcium) stimuliert. Die Bestrahlung mit Elektronenstrahl denaturiert die anonische Oberflächenladung von Glas, sodass die Koagulation von Plasma, das in der Reaktionskammer der Vorrichtung gehalten wird, nicht zügig erfolgt. Eine Gamma-Bestrahlung mit niedriger Energie ist ausreichend, um die in der Thrombin-Vorrichtung (mit akzeptablen Grenzen der Biobelastung) vorhandenen Bakterien wirksam abzutöten und dennoch nicht die anionische Oberflächenladung des Glases zu denaturieren. Die Gamma-Bestrahlung verändert jedoch das Gelmaterial der Vorrichtung durch Auflösen der Vernetzung des polymeren Netzwerks. Dies vermindert die Fähigkeit des Gels, das Wasser des Blutplasmas in der Reaktionskammer zu absorbieren. Daher muss die Menge an Gel, die in der Vorrichtung enthalten ist, erhöht werden, um eine Verminderung des Absorptionsvermögens des Gels nach der Gamma-Sterilisierung zu kompensieren.
Eine niedrigere Konzentration an Prothrombin, die aus dem Vorhandensein von vermehrt Wasser in der Reaktionskammer der Vorrichtung resultiert, führt dazu, dass ein längerer Zeitraum für die Umwandlung von Prothrombin zu Thrombin erforderlich ist, als auch zu einem verdünnteren fertigen Serum. Daher umfasst ein optimales Gamma-sterilisiertes Vorrichtungs-Design die Erhöhung des Gelkügelchen-Gewichts von einer unsterilisierten Spezifikation von 2,10 +/– 0,10 Gramm auf sterilisierte 2,25 +/– 0,10 Gramm.
Demgemäß stellt die Erfindung eine Methode zum Kompensieren des Abbaus eines Molekülausschlussgels hinsichtlich seines Absorptionsvermögens aufgrund der Sterilisation durch energiearme Gamma-Bestrahlung bereit, welche umfasst: Bestimmen des Absorptionsvermögens des unsterilisierten und sterilisierten Molekülausschlussgels; und Zugeben einer zusätzlichen Menge an Molekülausschlussgel, um den Abbau im Absorptionsvermögen zu kompensieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Molekülausschlussgel ein Polyacrylamidgel.
Die obige Beschreibung und die Zeichnungen sind zum Zwecke der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt und sind nicht dazu gedacht, den Rahmen der Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken. Es wird für Fachleute des Gebiets offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geiste oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung, vorausgesetzt, dass sie innerhalb des Rahmens der Ansprüche im Anhang liegen, mit abdeckt.

Claims

Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin oder anderen Blutprodukten aus Vollblut, Plasma oder einer Plasmafraktion, umfassend: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein Absorbens, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Absorbens ein Molekül-ausschließendes Gel ist, das Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reaktionskammer außerdem eine Quelle von Calciumionen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Aktivierungsmittel und das Absorbens in getrennten Regionen innerhalb des Gehäuses der Spritze lokalisiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Aktivierungsmittel und das Absorbens aufeinander geschichtete Scheiben sind, die koaxial mit der Längsachse des Gehäuses der Spritze orientiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, worin sich das Aktivierungsmittel angrenzend an den Filter und proximal zu dem Filter befindet und sich das Absorbens angrenzend an das Aktivierungsmittel befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Aktivierungsmittel und das Absorbens miteinander vermischt sind.
Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin oder anderen Blutprodukten aus Vollblut, Plasma oder einer Plasmafraktion, umfassend: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein anionisches molekülausschließendes Ionenaustauschharz, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, wobei der Filter innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, wobei der Filter eine poröse Kunststoffscheibe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, wobei der Filter eine Scheibe aus porösem Kunststoff mit einer Porengröße von etwa 15 Mikronen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei Ethanol, Plasma und eine Quelle von Calciumionen in die Vorrichtung eingeführt worden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei Ethanol und Plasma in die Vorrichtung eingeführt worden sind.
Methode zur Bildung von Thrombin, umfassend: Einführen eines Plasmas oder einer Plasmafraktion, Ethanol und einer Quelle von Calciumionen in eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; Reagierenlassen des Plasmas oder der Plasmafraktion mit den Inhaltsstoffen der Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin zur Bildung von Thrombin; und Entfernen des Thrombins aus dem Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; wobei die Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin umfasst: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein Absorbens, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und ei nen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeenerde, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Absorbens ein Molekül-ausschließendes Gel ist, das Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt.
Methode zur Bildung von Thrombin, umfassend: Einführen eines Plasmas oder einer Plasmafraktion, Ethanol und einer Quelle von Calciumionen in eine Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; Reagierenlassen des Plasmas oder der Plasmafraktion mit den Inhaltsstoffen der Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin zur Bildung von Thrombin; und Entfernen des Thrombins aus der Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin; wobei die Vorrichtung für die Präparierung von Thrombin umfasst: eine Reaktionskammer mit einer Einlass/Ablassöffnung; einen Filter, der angrenzend an die Einlass/Ablassöffnung lokalisiert ist; ein Aktivierungsmittel, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei das Aktivierungsmittel eine Oberfläche für die Reaktion bereitstellt; und ein anionisches molekülausschließendes Ionenaustauschharz, das innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist, wobei die Vorrichtung eine Spritze ist, die eine distale Region aufweist und einen Spritzenkolben und ein Spritzengehäuse umfasst und die die Einlass/Ablassöffnung in der distalen Region der Spritze aufweist, wobei die Spritze eine Reaktionskammer bildet, wenn der Spritzenkolben proximal aus dem Spritzengehäuse gezogen ist; wobei das Aktivierungsmittel ausgewählt ist aus Glaskügelchen, Diatomeener de, Keramik, Kaolin und Kombinationen davon; und wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 6000 ausschließt.
Methode nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Filter innerhalb der Reaktionskammer lokalisiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7 oder Methode nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Aktivierungsmittel Glaskügelchen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7 oder Methode nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Aktivierungsmittel Borsilikat-Glaskügelchen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Methode nach Anspruch 13, wobei das Absorbens ein Molekül-ausschließendes Gel ist, das Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 20.000 ausschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Methode nach Anspruch 13, wobei das Absorbens ein Molekül-ausschließendes Gel ist, das Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 30.000 ausschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 11 oder Methode nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Quelle der Calciumionen CaCl₂ ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Methode nach Anspruch 13, wobei die Quelle der Calciumionen ein Ionenaustauschharz, umfassend Calciumionen, ist.
Methode nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Plasma ein Blutplättchen-armes Plasma ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Harz Calciumionen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Methode nach Anspruch 14, wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 20.000 ausschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Methode nach Anspruch 14, wobei das Harz Verbindungen mit einem Molekulargewicht von größer als 30.000 ausschließt.