DE69228695T2

DE69228695T2 - Gasplasma behandeltes, poröses medium und trennungsmethode unter verwendung des mediums

Info

Publication number: DE69228695T2
Application number: DE69228695T
Authority: DE
Inventors: Thomas Bormann; Thomas Gsell; Vlado Matkovich
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1991-09-11
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2012-09-11
Also published as: CA2118686C; EP0604590A4; JPH06510455A; DE69233634T2; CA2118686A1; DE69228695D1; EP0604590A1; WO1993004763A1; EP0604590B1; EP0887098A2; EP0887098B1; EP0887098A3; DE69233634D1

Description

Technischer Bereich

Diese Erfindung betrifft Anordnungen und Verfahren zum Entfernen von Leukozyten und anderen schädlichen Materialien aus einem biologischen Fluid.

Hintergrund der Erfindung

Viele Substanzen, insbesondere Fluide, werden durch poröse Medien durchtreten gelassen, um bestimmte Materialien abzutrennen oder zu entfernen. Insbesondere biologische Fluide, welche eine Anzahl von Komponenten und Bestandteilen enthalten, werden zu diesem Zweck typischerweise durch poröse Medien durchtreten gelassen. Beispielsweise ist es manchmal wünschenswert, Vollblut in eine oder mehrere Einzelbestandteile zu trennen und/oder einen Bestandteil wie etwa Leukozyten und/oder Komplement aus Vollblut oder Blutkomponenten abzutrennen. Daher sind verbesserte poröse Medien und Abtrennverfahren für das Abtrennen und/- oder Entfernen einer Komponente oder eines Bestandteils aus einem Fluid erwünscht.
Die Verarmung von unerwünschten Materialien aus biologischen Fluiden, welche einem Patienten aus therapeutischen Gründen verabreicht werden, ist von beträchtlicher Bedeutung zum Vermeiden von potentiell schädlichen Wirkungen auf den Empfänger des Fluids. Von besonderer Bedeutung ist die Verarmung von schädlichen Materialien, insbesondere Leukozyten, aus biologischen Fluiden wie etwa Blut und Blutprodukten, welche bei Transfusionen und außerhalb des Körpers befindlichen oder extrakorporalen Kreisläufen zum Verhindern oder Vermindern von Reperfusionsschäden sowie bei einer Anzahl anderer Erkrankungen und Zuständen verwendet werden.
Beispielsweise können hinsichtlich biologischer Fluide, welche bei Transfusionen verwendet werden, bei den gegenwärtig verwendeten Zentrifugierverfahren zum Trennen von Blut in Komponenten, welche Erythrozytenkonzentrat, Plasma und Blutplättchen enthaltende Fraktionen umfassen, Leukozyten enthalten sein. Es ist wünschenswert, den Leukozytengehalt dieser Blutkomponenten auf ein möglichst niedriges Niveau zu reduzieren. Es gibt zwar keinen festen Maßstab, doch wird anerkannt, daß viele der unerwünschten Auswirkungen einer Transfusion vermindert wären, wenn der Leukozytengehalt um einen Faktor von etwa 100 oder mehr vor der Verabreichung verringert würde. Es kann außerdem wünschenswert sein, den Gehalt an Komplement, genauer gesagt denjenigen von biologisch aktiven Komplementfragmenten, z. B. C3a, auf ein niedriges Niveau zu verringern.
Was die biologischen Fluide betrifft, welche in extrakorporalen Kreisläufen (z. B. dem extrakorporalen Kreislauf bei Herz- Bypass-Operationen) verwendet werden, können, da gegenwärtig verwendete Verfahren zu einer Leukozytenaktivierung führen können, wenn Leukozyten aktiviert sind, aber kein entsprechendes antigenes Ziel haben, diese Verfahren zu von Leukozyten bewirkten Schäden an inneren Organen, insbesondere ischämischem Gewebe führen, d. h. Geweben, beispielsweise Herz und Lungen, in welchen während bestimmter chirurgischer Verfahren kein Blut fließt.
Desweiteren werden immer öfter die am häufigsten vorkommenden Leukozyten, die neutrophilen Granulozyten, als der in gewebezerstörenden Vorgängen verwickelte Vermittler bei einer Vielfalt von Störungen betrachtet, einschließlich Reperfusionsschäden, Respiratory Distress Syndromen, rheumatoider Arthritis, Hautkrankheiten und Colitis ulcerosa. Die Gemeinsamkeit, welche bei all diesen Krankheitserscheinungen auftritt, ist die Fähigkeit des neutrophilen Leukozyten, eine Anzahl von Agenzien freizusetzen, welche die normale Zellfunktion stören und zerstören, verbindendes Gewebe zersetzen und Organschädigungen verursachen können.
Außerdem ist gezeigt worden, daß zirkulierende Leukozyten zu ischämischen und Reperfusionsschäden während der Konservierung von Organen beitragen oder diese vermitteln, insbesondere als Folge der längeren Konservierung des Herz-Lungen-Blocks, welche üblicherweise während Herz-Lungen-Bypass-Operationen (CPB) erforderlich sind. Leukozyten sind auch mit erhöhter Aktivität von Sauerstoffradikalen, Lungenödem und Vasokonstriktion in Verbindung gebracht worden.
JP-A-01 256971 offenbart ein Filter zum Entfernen von Leukozyten, welches in einem extrakorporalen Kreislauf verwendet werden kann. Das Filter verwendet ein nichtgewebtes Fasertextil. Die beispielhafte Durchflußrate beträgt 20 ml/min und der gesamte Durchfluß beträgt 20 ml. EP-A-0267286 offenbart die Entfernung von Leukozyten unter Verwendung eines Filtermediums, dessen Fasern aus einem Polymer gebildet sind, welches nichtionische hydrophile Gruppen und stickstoffhaltige basische funktionelle Gruppen enthält und einen Grundgehalt an Stickstoffatomen von 0,2 bis 4 Gewichtsprozent aufweist. Die beispielhafte Durchflußrate beträgt 2 ml/min. US-A-4572724 offenbart ein Blutfilter, das ein Siebfilter zum Entfernen von Aggregaten, welche weiße Blutkörperchen enthalten können, verwendet. Das Filter verwendet einen mit einer Entlüftungsvorrichtung in Verbindung stehenden Entgasungsmechanismus.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Leukozytenverarmungsfilteranordnung zum Entfernen von Leukozyten und anderen schädlichen Materialien aus einem biologischen Fluid zur Verfügung, wobei die Filteranordnung ein Gehäuse, welches einen Einlaß und einen Auslaß aufweist und einen Flüssigkeitsfließweg zwischen dem Einlaß und dem Auslaß definiert, und ein Tiefenfilter umfaßt, welches in dem Gehäuse quer zu dem Fluid-Fließweg angeordnet ist und ein poröses Fasermedium zum Vermindern des Leukozytengehalts des biologischen Fluids umfaßt, wobei die Oberfläche des porösen Fasermediums durch eine Gasplasmastrombehandlung modifiziert ist, wobei das poröse Fasermedium eine kritische Oberflächenbenetzungsspannung (CWST) von mindestens 53 mN/m (53 dyn/cm) aufweist und in der Lage ist, den Durchtritt von roten Blutkörperchen und Blutplättchen bei einer Durchflußrate von bis zu 6 Liter/Minute bei einem Differenzdruck von weniger als 10,57 · 10³ kg/m² (15 psi) während einer Zeitdauer von mindestens drei Stunden zu erlauben, und wobei das Gehäuse eine Entlüftungsvorrichtung umfaßt.
Die vorliegende Erfindung sieht außerdem ein Verfahren zum Entfernen von Leukozyten und anderem schädlichem Material aus einem biologischen Fluid vor, umfassend das Durchleiten eines biologischen Fluids durch ein Gehäuse, Durchlassen des biologischen Fluids durch ein Tiefenfilter, welches innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und ein poröses Fasermedium umfaßt, um den Gehalt an Leukozyten in dem biologischen Fluid zu vermindern, wobei die Oberfläche des porösen Fasermediums durch eine Gasplasmastrombehandlung modifiziert ist, worin das poröse Fasermedium eine kritische Oberflächenbenetzungsspannung (CWST) von mindestens 53 mN/m (53 dyn/cm) aufweist und in der Lage ist, den Durchgang von roten Blutkörperchen und Blutplättchen hierdurch bei einer Durchflußrate von bis zu 6 Liter/Minute bei einem Differenzdruck von weniger als 10,57 · 10³ kg/m² (15 psi) während einer Dauer von mindestens 3 Stunden zu erlauben, wobei Leukozyten aus dem biologischen Fluid entfernt werden, Gas aus dem biologischen Fluid abgetrennt und das Gas aus dem Gehäuse entlüftet wird.
Die von der vorliegenden Erfindung gebotenen Vorteile werden Fachleuten angesichts der folgenden ausführlichen Beschreibung klar werden.
Beispielsweise ist unerwarteterweise gefunden worden, daß ein mit Gasplasma behandeltes poröses Medium für das Entfernen von Leukozyten und/oder Komplement aus einem biologischen Fluid besonders vorteilhaft ist. Ein signifikantes und neuartiges Merkmal dieser Erfindung ist, daß ein solches poröses Medium eine sehr effiziente Abtrennung dieser Bestandteile erzielt, während es das biologische Fluid hierdurchtreten läßt.
Außerdem minimiert das poröse Medium den Verlust an Blutplättchen aus einem durch dieses durchtretenden plättchenhaltigen biologischen Fluid. Desweiteren minimiert das poröse Medium den Verlust an erwünschten Komponenten des biologischen Fluids wie etwa Faktor VIII. Ferner minimiert das poröse Medium die Auswirkungen auf erwünschte Eigenschaften des mit dem porösen Medium in Kontakt tretenden biologischen Fluids, z. B. die Gerinnungszeit.
Das poröse Medium ist aus mehreren Gründen vorteilhaft. Das Leukozytenverarmungsvermögen des mit Gasplasma behandelten porösen Mediums ist im Vergleich zu demjenigen von nicht mit Gasplasma behandelten Medien verbessert, desgleichen die Rate der Leukozytenentfernung im Vergleich zu der bei der Verwendung von nicht mit Gasplasma behandelten Medien erhaltenen Rate. Ferner ist die Fähigkeit des porösen Mediums, Plättchen hierdurchtreten zu lassen, verbessert, da die mit Gasplasma behandelten Fasern ein relativ geringes Adhäsionsvermögen für Plättchen aufweisen. Infolgedessen tritt ein größerer Anteil der Plättchen durch das poröse Medium, ein Merkmal, welches äußerst vorteilhaft ist, insbesondere während einer Operation, dem Sammeln und Behandeln von gespendetem Blut und anderen, ähnlichen Verfahrensweisen.
Neben den zusätzlichen Vorteilen weisen die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellten Produkte sehr geringe Mengen herauslösbarer Stoffe auf, welche die gerade filtrierte Flüssigkeit verunreinigen könnten. Außerdem ist die Herstellung der Fasern unter Verwendung des im folgenden beschriebenen Verfah ren in signifikantem Maß effizienter als die Herstellung von Fasern unter Verwendung anderer Verfahrensweisen der Oberflächenmodifizierung, da das im folgenden beschriebene Verfahren keine organischen Reagenzien bei der Herstellung der mittels Gasplasma modifizierten Fasern verwendet und keine Notwendigkeit besteht, die Fasern zu waschen oder zu trocknen, um extrahierbare Stoffe vor der Verwendung zu entfernen.
In der folgenden Beschreibung wird an verschiedenen Stellen auf eine Ausführungsform in Verbindung mit einem extrakorporalen Kreislauf Bezug genommen. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung dadurch zu beschränken.
Filteranordnungen, welche durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, umfassen ein poröses Medium, welches einer Gasplasmabehandlung unterworfen worden ist und welches eine kritische Oberflächenbenetzungsspannung (CWST) von mindestens 53 dyn pro Zentimeter oder mehr aufweist. In manchen Ausführungsformen, z. B. in einem extrakorporalen Kreislauf, kann die Filteranordnung auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen: eine hohle, im allgemeinen zylindrische Konfiguration; eine gesamte Faseroberfläche von mehr als ungefähr 1,5 Quadratmeter. Die Filteranordnungen können eine Faltenstruktur, ein gesamtes Rückhaltevolumen von bis zu 400 Kubikzentimetern aufweisen und können ferner ein poröses Entgasungselement zum Entfernen von Gas aus der Flüssigkeit und eine liquophobe Membran umfassen, welche das Entweichen von Gas, aber nicht von Flüssigkeit aus dem Gehäuse erlaubt. Die Anordnungen umfassen eine Entlüftungsvorrichtung zum Entfernen von Gas aus dem Gehäuse.
Filteranordnungen und Verfahren, welche von der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt werden, sind besonders vorteilhaft. Sie entfernen Leukozyten und Zellen vom Leukozytentyp sehr effektiv. Leukozyten werden nicht nur in den Zwischenräumen des Fasermediums gefangen, sondern sie haften auch an den Oberflächen der Fasern in dem Medium an. Das Fasermedium bietet eine ausgedehnte Oberfläche, an welcher die Leukozyten anhaften können. Ferner erlaubt das mit Gasplasma behandelte Fasermedium dem biologischen Fluid, das Fasermedium leicht zu benetzen, aktiv in alle Zwischenräume des Mediums hineinzusickern und vollständig mit der ausgedehnten Oberfläche in Kontakt zu kommen.
Von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Filteranordnungen zur Verwendung in einem extrakorporalen Kreislauf können Leukozyten entfernen, während ein großer Durchfluß von Flüssigkeit durch das Fasermedium über einen beträchtlichen Zeitraum ohne Verblocken oder Verstopfen aufrechterhalten wird. Herkömmliche Filter können Leukozyten bei geringen Durchflüssen, z. B. bis 10 Milliliter pro Minute, entfernen, doch von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Ausführungsformen weisen die Fähigkeit auf, Leukozyten bei viel höheren Durchflußraten, die sogar hundertemale höher sein können, zu entfernen. Außerdem wird durch das wie unten angeführt behandelte Fasermedium nicht nur das Durchtreten eines größeren Anteils an Plättchen, als bislang möglich war, gestattet, sondern auch der Prozentsatz an aus der Flüssigkeit entfernten neutrophilen Leukozyten selektiv erhöht. Wie zuvor erwähnt, fließt die Flüssigkeit durch das Medium bei minimalem widerstand und ist gegen Verstopfen oder Verblocken beständig. Dadurch sind durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Ausführungsformen, obwohl sie auch bei niedrigen Durchflußraten effektiv sind, in der Lage, Leukozyten bei sehr hohen Durchflußraten über lange Zeiträume hinweg zu entfernen. Leukozyten werden aus einer Flüssigkeit wie etwa Blut bei einer Durchflußrate von bis zu sechs Litern pro Minute über drei bis vier Stunden und in manchen Fällen bis zu zehn Stunden lang ohne Verblocken oder Verstopfen entfernt.
Eine durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Filteranordnung kann in einem extrakorporalen Kreislauf verwendet werden und/oder bei therapeutischen Anwendungen eingesetzt werden, welche Herz-Lungen-Bypass-Operationen oder dergleichen, die Eigenbluttransfusion, Leukopherese, Apherese oder Dialyse einschließen, jedoch nicht auf diese beschränkt sind. Daher findet die Vorrichtung Verwendung, wann immer ein biologisches Fluid wie etwa Blut oder eine Leukozyten enthaltende Flüssigkeit mit externen Kreisläufen in Kontakt gebracht und von dort aus wieder dem Körper oder spezifischen Organen zugeführt wird.
Eine durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Filteranordnung kann auch für eine Anzahl anderer therapeutischer oder chirurgischer Verfahrensweisen verwendet werden, welche Kardioplegie oder Koronarperfusion einschließen, aber nicht auf diese beschränkt sind, zum Durchströmen von und Aufrechterhalten von sicheren Niveaus der Stoffwechselaktivität in Geweben und Organen; für Herzinfarkt-Patienten zum Vermindern von nachfolgenden Schäden während der Reperfusion in dem betroffenen Bereich des Herzens; und zum Verringern oder Eliminieren von schädlichen Auswirkungen, welche einer großen Vielfalt von Verletzungen, Erkrankungen oder Zuständen zugeschrieben werden. Das Durchleiten des Blutes eines Patienten durch eine durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Vorrichtung kann bei klinischen oder therapeutischen Maßnahmen, bei welchen eine Leukozytenverarmung vorteilhaft ist, angewendet werden. Außerdem können die hier beschriebenen Medien klinisch oder therapeutisch zum Entfernen von Krebszellen und dergleichen, welche von ihrem Aufbau her den Leukozyten ähneln, verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer typischen extrakorporalen Filteranordnung, welche ein plissiertes, poröses, in einem Gehäuse angeordnetes Medium aufweist.
Fig. 2 ist eine Draufsicht der Filteranordnung von Fig. 1, einschließlich der Abdeckung und eines oberen Teils des Gehäusekörpers.

Ausführliche Beschreibung

In der folgenden Beschreibung mögen zwar Vorrichtungen und Verfahren beschrieben sein, welche nicht im Einklang mit der vorliegenden Erfindung sind, doch wird klar sein, daß die Erfindung durch die Ansprüche definiert ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein poröses Medium zum Abtrennen oder Entfernen von Substanzen aus Fluiden und umfaßt ein mit Gasplasma behandeltes poröses Medium. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verwendung eines solchen mit Gasplasma behandelten Mediums zum Abtrennen oder Entfernen von Materialien aus Fluiden. Im einzelnen stellt die vorliegende Erfindung eine Filteranordnung und ein Verfahren zum Abtrennen oder Verarmen von unerwünschten Materialien wie etwa Leukozyten und/oder Komplement aus einem biologischen Fluid wie etwa Blut oder Blutprodukten zur Verfügung. Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Filteranordnung bereit, durch welche erwünschte Materialien wie etwa Blutplättchen oder Blutgerinnungsfaktoren, z. B. Faktor VIII, durchtreten können. Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch das effiziente Entfernen von Komplement, z. B. C3a. Das poröse Medium ermöglicht das Durchtreten des biologischen Fluids, ohne erwünschte Eigenschaften des Fluids, z. B. die Gerinnungszeit, in signifikantem Ausmaß zu beeinflussen.
Die erfindungsgemäße Filteranordnung kann auch während des Sammelns und Behandelns von biologischem Fluid, z. B. während des Trennens von Blut in einzelne Bestandteile, oder bei therapeutischen Anwendungen wie etwa dem wiederholten Zirkulierenlassen von Vollblut durch ein poröses Medium, z. B. in einem extrakorporalen Kreislauf, von Nutzen sein.
Das in dieser Erfindung verwendete poröse Fasermedium kann aus jedem geeigneten Material gebildet sein, welches durch eine Behandlung mit Gasplasma modifiziert wird. Beispielsweise kann das poröse Medium aus natürlichen oder synthetischen Fasern ge bildet sein. Betrachtungen bezüglich der Kosten, Zweckmäßigkeit, Flexibilität und der Leichtigkeit der Fertigung und Kontrolle weisen auf Fasern als bevorzugtes Ausgangsmaterial hin, insbesondere im Handel erhältliche Fasern und Harze, welche zur Herstellung von Fasern verwendet werden.
Synthetische Harze, aus welchen Fasern kommerziell hergestellt werden und welche für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Thermoplaste wie etwa Polyolefine, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen und Polymethylpenten; Polyamide wie etwa Nylon-6, Nylon-610, Nylon-10, Nylon-11, Nylon-12 und Nylon-66; Polyester wie etwa Polybutylenterephthalat (PBT) und Polyethylenterephthalat (PET); Polysulfone; Polyaramide; Acryle; Polyarylenoxide und -sulfide; Polymere und Copolymeride, welche aus halogenierten Olefinen hergestellt sind, wie etwa Polyvinylfluorid und Polyvinylidenfluorid; Polymere und Copolymere, welche aus ungesättigten Nitrilen hergestellt sind, wie etwa Polyacrylonitrile; und Celluloseacetat. Bevorzugte Polymere umfassen Polyolefine, Polyester und Polyamide. Das am meisten bevorzugte Polymer ist Polybutylenterephthalat (PBT).
Die vorliegende Erfindung verwendet ein poröses Fasermedium, welches mit einem Gasplasma behandelt ist, typischerweise einem Niedertemperaturgasplasma, mit oder ohne Abscheiden einer polymerischen Substanz, welche durch das Plasma gebildet oder in das Plasma eingeführt wird. Das poröse Medium kann zu jedem geeigneten Zeitpunkt während seiner Herstellung mit einem Gasplasma behandelt werden. Beispielsweise kann das poröse Medium mit Gasplasma behandelt werden, nachdem es in seiner erwünschten Gestalt ausgebildet worden ist, oder die Fasern, welche für die Herstellung des porösen Mediums verwendet werden, können vor der Formgebung des porösen Mediums mit Gasplasma behandelt werden. Die Behandlung eines Vorläufers der endgültigen Form des porösen Mediums mit Gasplasma ist gleichermaßen möglich, wie beispielsweise dann, wenn das poröse Medium zuerst als eine blattartige Struktur ausgebildet wird und dann die blattartige Struktur in Falten oder dergleichen geformt wird, um die endgültige Konfiguration des porösen Mediums, in welcher es in der Vorrichtung verwendet wird, auszubilden. Vorzugsweise werden die Faseroberflächen vor der Formgebung des porösen Mediums mit dem Gasplasma behandelt.
Beispielhafte poröse Medien, welche für eine Gasplasmabehandlung geeignet sind, umfassen die in den U.S.-Patenten Nr. 4,925,572; 4,880,548; und der Offenlegungsschrift Nr. WO 91/04088 offenbarten Typen von porösen Medien.
Der Begriff "Plasma" oder "Gasplasma" wird allgemein zum Beschreiben des Zustands eines ionisierten Gases verwendet. Die · Verwendung des Begriffs "Plasma" in diesem Zusammenhang sollte nicht mit "Plasma", welches sich auf ein biologisches Fluid bezieht, verwechselt werden. Ein Gasplasma besteht aus (positiv oder negativ) geladenen Ionen mit hoher Energie, Elektronen und neutralen Teilchen. Wie in der Technik bekannt ist, kann ein Plasma durch Verbrennen, Flammen, physikalischen Stoß oder vorzugsweise durch elektrische Entladung wie etwa eine Korona- oder Glimmentladung erzeugt werden. Die vorliegende Erfindung soll nicht durch das Verfahren der Plasmaerzeugung beschränkt werden. Bei einem beispielhaften Verfahren, der Hochfrequenzentladung (HF-Entladung), wird ein zu behandelndes Substrat in einer Vakuumkammer angeordnet und die Kammer wird evakuiert. Gas wird bei einem niedrigen Druck durch den Gaseinlaß in die Kammer einströmen gelassen, bis die erwünschte Druckdifferenz über der Leitung erreicht ist. Ein elektromagnetisches Feld wird dadurch erzeugt, daß das Gas einer kapazitiven oder induktiven elektrischen HF-Entladung unterworfen wird. Das Gas absorbiert Energie von dem elektromagnetischen Feld und wird ionisiert, wodurch Teilchen mit hoher Energie erzeugt werden. Das Gasplasma, wie es im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird auf die Fasern des porösen Mediums angewendet, wodurch die Eigenschaften der Fasern oder des porösen Mediums modifiziert werden, um ihnen Eigenschaften zu verleihen, welche von den unbehandelten Fasern oder porösen Medien nicht aufgewiesen werden, z. B. die Verbesserung ihrer Biokompatibilität und die Fähigkeit, verschiedene Zell-, Teilchen- und gelöste Materialien selektiv zu entfernen.
Das für die Behandlung der Oberfläche der Fasern oder des Mediums verwendete Gas kann anorganische und organische Gase umfassen, welche je nach Erfordernis allein oder in Kombinationen verwendet werden. Beispielhafte anorganische Gase umfassen Helium, Argon, Stickstoff, Neon, Stickstoffoxid, Stickstoffdioxid, Sauerstoff, Luft, Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff, Chlor, Wasserstoffchlorid, Bromcyanid, Schwefeldioxid, Wasserstoffsulfid, Xenon, Krypton und dergleichen. Beispielhafte organische Gase umfassen Acetylen, Pyridin, Gase aus Organosilanverbindungen und Organopolysiloxanverbindungen, Fluorkohlenstoffverbindungen und dergleichen. Außerdem kann das Gas ein verdampftes organisches Material sein, wie etwa ein zu plasmapolymerisierendes oder auf der Oberfläche der Faser abzuscheidendes ethylenisches Monomer. Das bevorzugte Gas, wie von der vorliegenden Erfindung vorgesehen, ist Sauerstoff.
Typische Parameter für die Behandlung mit einem Gasplasma kann Leistungsniveaus von ca. 10 bis ca. 3000 Watt, vorzugsweise ca. 500 bis ca. 2500 Watt, und am meisten bevorzugt von ca. 1500 bis ca. 2500 Watt umfassen. Die HF-Frequenz kann ungefähr 1 kHz bis ungefähr 100 MHz, vorzugsweise ungefähr 15 kHz bis ungefähr 60 MHz, am meisten bevorzugt ungefähr 30 kHz bis ungefähr 50 kHz umfassen. Die Behandlungszeit kann ca. 5 Sekunden bis ca. 12 Stunden, vorzugsweise ca. 1 Minute bis ungefähr 2 Stunden, noch bevorzugter ca. 10 bis ca. 30 Minuten umfassen. Die Gasdrücke können ca. 0,001 bis 100 Torr, vorzugsweise ca. 0,01 bis 1 Torr, und am meisten bevorzugt ca. 0,1 bis 0,5 Torr; und eine Gasfließrate von ungefähr 1 bis 2000 Kubikzentimeter pro Minute unter Normalbedingungen umfassen.
Das mit Gasplasma behandelte poröse Medium ist für das Abtrennen und Entfernen von Materialien in jedem Typ von gasförmigem oder flüssigem Fluid, welches für Verfahren zum Abtrennen oder Entfernen mittels Durchleiten durch ein poröses Medium geeignet ist, von Nutzen. Das poröse Medium ist für das Abtrennen und Entfernen von Substanzen in flüssigen Fluiden, insbesondere biologischen Fluiden, besonders geeignet. Biologische Fluide umfassen jedes behandelte oder unbehandelte Fluid, welches mit lebenden Organismen assoziiert ist, insbesondere Blut, einschließlich Vollblut, warmes oder kaltes Blut, and gelagertes oder frisches Blut; behandeltes Blut, wie etwa mit einer physiologischen Lösung verdünntes Blut, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Kochsalzlösung, Nährlösung und/oder gerinnungshemmenden Lösungen; eine oder mehrere Blutkomponenten wie etwa Plättchenkonzentrat (PC), an Plättchen reiches Plasma (PRP), plättchenfreies Plasma, an Plättchen armes Plasma (PPP), Plasma, Erythrozytenkonzentrat (PRC), oder Buffy Coat (HC); und ähnliche Blutprodukte, welche aus Blut oder einer Blutkomponente oder aus Knochenmark erhalten werden. Das biologische Fluid kann Leukozyten enthalten oder zum Entfernen von Leukozyten behandelt sein. In dieser Beschreibung beziehen sich die Begriffe Blutprodukt oder biologisches Fluid auf die zuvor beschriebenen Komponenten und auf ähnliche Blutprodukte oder biologische Fluide, welche durch andere Mittel erhalten werden und ähnliche Eigenschaften aufweisen.
Das mit Gasplasma behandelte poröse Medium ist besonders bei dem Abtrennen oder Entfernen von unerwünschtem Material aus biologischen Fluiden von Nutzen. Es ist beabsichtigt, die Erfindung nicht durch den Typ des entfernten oder abgetrennten unerwünschten Materials zu einzuschränken. Beispielhafte unerwünschte Materialien, welche von solchen biologischen Fluiden abgetrennt werden kann, umfassen schädliche Materialien wie etwa aktivierte und nichtaktivierte Leukozyten (einschließlich neutrophiler Leukozyten oder neutrophiler Granulozyten), Komplement (einschließlich biologisch aktiver Fragmente, z. B. C3a), Fettemboli, Mikroaggregaten, Lipide, Zellen, welche morphologisch Leukozyten ähneln, Zellkomponenten und -material, und andere Zelltrümmer. Andere Materialien, welche aus biologischen Fluiden abgetrennt werden können, umfassen Gas oder Luft, Krebszellen, Stammzellen und dergleichen. Das Durchtreten von roten Blutkörperchen durch das Medium kann verhindert werden. Beispielsweise kann ein keine roten Blutkörperchen enthaltendes Fluid durch ein poröses Medium treten, bis das poröse Medium verstopft ist, ohne daß rote Blutkörperchen durch dieses durchgelassen werden.
Das poröse Medium ist besonders nützlich für das Entfernen von schädlichen Materialien, insbesondere Leukozyten, aus biologischen Fluiden wie etwa Blut und Blutprodukten. Außerdem und unerwarteterweise weist das mit Gasplasma behandelte poröse Medium die Fähigkeit auf, Leukozyten aus Blut und Blutprodukten zu entfernen, während es das Durchtreten einer wesentlichen Menge der darin enthaltenen Plättchen durch das Medium erlaubt. Daher minimiert das mit Gasplasma behandelte Medium den Plättchenverlust. Beispielsweise sind die porösen Medien in der Lage, wenigstens 30% der Plättchen durchzulassen, typischerweise wenigstens 50% oder mehr der Plättchen. Das poröse Medium kann Komplement entfernen, ohne dabei eine signifikante Menge an Faktor VIII zu entfernen oder die Gerinnungszeit signifikant zu beeinflussen.
Zwar ist der genaue Mechanismus, durch welchen das Gasplasma die Eigenschaften des porösen Mediums verbessert, um es für das Abtrennen und Entfernen von Substanzen aus Fluiden, insbesondere biologischen Fluiden geeignet zu machen, gegenwärtig nicht bekannt, doch wird angenommen, daß das Gasplasma die Oberflächeneigenschaften des porösen Mediums modifiziert, wodurch die Wechselwirkung zwischen dem porösen Medium und den Komponenten des Fluids, z. B. in biologischen Fluiden suspendierte Plättchen und Leukozyten, beeinflußt wird. Die genaue Natur der Oberflächenmodifizierung ist gegenwärtig noch nicht vollkommen klar. Jedoch ist ganz überraschend und unerwartet beobachtet worden, daß ein aus mit Gasplasma behandelten Fasern hergestelltes poröses Medium eine verbesserte Verarmung von Leukozyten aus Blut und Blutprodukten zeigt und vorteilhafterweise das Zurückhalten von Plättchen hemmt.
Faktoren, welche die Leistungsfähigkeit des porösen Mediums zum Abtrennen oder Entfernen von Substanzen aus Fluiden, insbesondere zum Verarmen von schädlichen Materialien aus biologischen Fluiden, und seine Nützlichkeit für eine bestimmte Anwendung beeinflussen können, umfassen den Durchmesser der für die Herstellung des porösen Mediums verwendeten Fasern, die Porengröße des porösen Mediums, die Durchflußrate des biologischen Fluids durch das poröse Medium, die Durchflußfläche des porösen Mediums, die Dichte der für die Herstellung des porösen Mediums verwendeten Fasern, das Gewicht der Fasern und das Hohlraumvolumen des porösen Mediums, sind aber nicht auf diese beschränkt. Die verschiedenen Faktoren können einzeln oder in Kombination variiert werden, um ein mit Gasplasma behandeltes poröses Medium bereitzustellen, welches für den jeweils erwünschten Zweck geeignet ist.
Beispielsweise wird die Effizienz der Leukozytenentfernung im allgemeinen durch Erhöhen des Fasergewichts und Verringern des Hohlraumvolumens des porösen Mediums verbessert. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, daß kein Faserdurchmesser verwendet wird, der so klein ist, daß das poröse Medium unter normalem Arbeitsdifferenzdruck zusammenbricht. Gleichermaßen kann die Durchflußrate durch Vergrößern der Fläche des porösen Mediums bei einer gleichzeitigen Verringerung der Dicke des Mediums oder durch Erhöhen des Hohlraumvolumens des porösen Mediums erhöht werden. Typische Durchflußraten liegen im Bereich von ungefähr 1 cm³/min bis ungefähr 10000 cm³/min. Eine typische Durchflußfläche kann im Bereich von ungefähr 9,3 · 10&supmin;³ dm² - 93 dm² (0,001 bis ca. 10 Quadratfuß) liegen. Ein typisches Hohlraumvolumen kann im Bereich von ungefähr 55% bis ungefähr 95% liegen.
Zwar sind gegenwärtig synthetische Fasern, welche durch herkömmliche Spinndüsenextrusion und Verstrecken hergestellt sind, nur mit einem Durchmesser von ungefähr 6 Mikrometer oder mehr erhältlich, doch können durch Schmelzblasen, bei welchem ge schmolzenes Polymer durch einen Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit zu Fasern geformt und als Faservlies aufgefangen wird, Fasern der Größenordnung von einem Durchmesser eines Mikrometers hergestellt werden, wobei im wesentlichen die Untergrenze des Durchmessers von Fasern erreicht ist, aus welchen zusammenhängende Vliese gebildet werden können. Vliese mit einem Faserdurchmesser von ungefähr 1,5 bis ungefähr 2 Mikrometer oder weniger sind erzielt worden, obwohl Fasern mit sehr kleinem Durchmesser schwer als kontinuierliches Vlies gesammelt werden können und sich bei normalen Arbeitsdifferenzdrücken als weniger nützlich erweisen können.
Das poröse Medium kann auf vielfältige Weisen ausgebildet werden, um effektiv Materialien aus dem durch das Medium tretenden biologischen Fluid abzutrennen oder zu entfernen. Das poröse Medium kann ein jedes Medium oder jede Kombination von Medien sein, durch welche das Entfernen von Leukozyten aufrechterhalten wird. Die Struktur des porösen Mediums kann einzelne Schichten und/oder Mehrfachschichten umfassen. Das poröse Medium kann aus Fasern bestehen und die Fasern eines solchen Mediums können Mikrofasern, gewebt oder ungewebt, sein.
Die Schichten und/oder Fasern eines solchen porösen Mediums können komprimiert, verklebt, verschmolzen oder auf andere Weise miteinander verbunden sein, oder sie können einfach auf mechanische Weise miteinander verflochten sein. Das poröse Medium kann unter Erwärmen gepreßt werden. Das poröse Medium ist als ein Tiefenfilter ausgebildet. Ein plissiertes poröses Medium kann Falten aufweisen, welche sich in Längsrichtung erstrecken und Spitzen aufweisen. Der Faserdurchmesser und/oder die Hohlräume können stufenlos oder schrittweise variiert werden. Ein plissiertes poröses Fasermedium mit wenigstens zwei Schichten aus porösem Medium ist hinsichtlich eines extrakorporalen Kreislaufs von besonderem Nutzen.
Die Poren der porösen Medien können jeden Porendurchmesser aufweisen, welcher für die jeweils beabsichtigte Verwendung geeig net ist, wie beispielsweise für die Leukozytenverarmung aus zirkulierendem Blut, Buffy Coat, Erythrozytenkonzentrat, plättchenhaltigen Lösungen und Plasma. Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Porendurchmesser" wird durch den modifizierten OSU F2-Test bestimmt, welcher in U.S.-Patent 4,880, 548 ausführlich beschrieben ist. Im allgemeinen kann der Porendurchmesser des bei der Erfindung verwendeten porösen Mediums im Bereich von ungefähr 0,5 um bis ungefähr 50 um liegen. Typischerweise ist der Porendurchmesser für das Entfernen von Leukozyten aus Erythrozytenkonzentrat verhältnismäßig kleiner als der Porendurchmesser eines porösen Mediums, welches für die Leukozytenverarmung aus einem an Plättchen reichen Plasma und für zirkulierendes Blut in einem extrakorporalen Kreislauf verwendet wird. Eine größere Porengröße der Größenordnung von ungefähr 6 um oder so ähnlich kann verwendet werden, wobei eine erwünschte Effizienz durch eine befriedigende Oberflächenmodifizierung des porösen Mediums beibehalten wird. Die Optimierung der Porengröße des porösen Mediums für eine bestimmte Anwendung wird Fachleuten durchaus klar sein.
Im allgemeinen ist es wünschenswert, das poröse Medium in einem mit dem biologischen Fluid kompatiblen Gehäuse vorzusehen. Eine von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Filteranordnung umfaßt ein Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß und ein in dem Gehäuse angeordnetes poröses Medium zum Verringern des Leukozytengehalts und/oder Entfernen anderer unerwünschter Materialien aus einem biologischen Fluid.
Eine Filteranordnung für die Verwendung in einem extrakorporalen Kreislauf umfaßt ein Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß und ein in dem Gehäuse angeordnetes Fasermedium zum Verringern des Leukozytengehalts und Entfernen andere schädlicher Materialien aus einem Leukozyten enthaltenden Fluid. Die Filteranordnung kann auch einen Entgasungsmechanismus umfassen, welcher zusammenwirkend mit dem Gehäuse angeordnet ist, um gasförmige Emboli aus der Flüssigkeit zu entfernen.
Die Filteranordnung kann auf vielfältige Weise wie von der Erfindung vorgesehen konfiguriert sein. Beispielsweise kann eine Filteranordnung im Einklang mit einem extrakorporalen Kreislauf ein hohles poröses Medium umfassen, welches eine zylindrische Gestalt aufweisen und in dem Gehäuse angeordnet sein kann, um eine lateral oder radial durch das Medium fließende Flüssigkeit zu filtrieren. Beispielsweise würden der Einlaß und der Auslaß der Filteranordnung zum Filtrieren einer Flüssigkeit von innen nach außen durch das poröse Medium so angeordnet sein, daß sie mit der Innenseite beziehungsweise der Außenseite des hohlen porösen Mediums in Verbindung stehen.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Filteranordnung so angeordnet, daß sie eine von außen nach innen durch das poröse Medium fließende Flüssigkeit filtriert. Diese Anordnung wird allgemein in einer Ausführungsform zur Verwendung in einem extrakorporalen Kreislauf verwendet, weil sie ein poröses Medium mit einer großen Oberfläche in einem kompakten Gehäuse vorsieht.
Jedes Gehäuse mit geeigneter Gestalt zum Vorsehen eines Einlasses und eines Auslasses für eine Flüssigkeit und einem Raum für ein zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordnetes poröses Medium kann verwendet werden. Gehäuse können so gestaltet werden, daß sie eine Vielfalt an Formen von Filteranordnungen aufnehmen können. Beispielsweise wären ein viereckig oder achteckig ausgebildetes Gehäuse und andere mögliche Gestalten, welche so ausgebildet sind, daß sie ein ähnlich geformtes poröses Medium aufnehmen können, grundsätzlich alle funktional, vorausgesetzt, daß das poröse Medium eine ausreichende Durchflußfläche bietet. Diese Gestalten fallen unter den Rahmen der beanspruchten Erfindung. Eine Filteranordnung zur Verwendung in einem extrakorporalen Kreislauf umfaßt ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 10 mit einem Einlaß 11 und einem Auslaß 12, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt.
Jedes Gehäuse mit geeigneter Konfiguration zum zuverlässigen Aufnehmen der Flüssigkeit und Definieren eines Flüssigkeits- Fließwegs durch das poröse Medium kann verwendet werden. Eine Filteranordnung zur Verwendung in einem extrakorporalen Kreislauf umfaßt ein Gehäuse 10, welches im allgemeinen zwei Teile umfaßt, einen Körper 13 und eine Abdeckung 14, und obere und untere Kammern 15, 16 definiert. Die Abdeckung 14 weist eine flache, im allgemeinen zylindrische Konfiguration auf und umfaßt eine im allgemeinen flache obere Wand 20 und eine nach unten gebogene, im allgemeinen zylindrische Seitenwand 21.
In der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Abdeckung 14 den Einlaß 11, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Einlaß 11 kann auf verschiedene Weisen ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Einlaß 11 einen Nippel 23 umfassen, welcher einen Einlaßdurchgang 22 definiert und einstückig mit der Abdeckung 14 geformt sein kann. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Einlaß 11 so konfiguriert, daß er das Ende eines Schlauchs oder Rohrs (nicht gezeigt) aufnehmen kann. Bei einer typischen Ausführungsform ist der Einlaßdurchgang 22 horizontal angeordnet und mündet durch die Seitenwand der Abdeckung 14 in einer Richtung tangential zu der Seitenwand.
Die Abdeckung 14 kann auch mit einem zusätzlichen Anschluß 27 und einer ringförmigen Leitfläche versehen sein. Der zusätzliche Anschluß 27 kann zum Liefern von Druckmessungen oder von Proben der gerade filtrierten Flüssigkeit verwendet werden. Wenn er nicht in Betrieb ist, kann der zusätzliche Anschluß 27 mit einer Kappe verschlossen werden. Die ringförmige Leitfläche 24 ist vorzugsweise konzentrisch mit der Seitenwand 21 und von dieser nach innen beabstandet angeordnet. Die Leitfläche 24 kann einstückig mit der Abdeckung 14 ausgebildet sein, wobei sie sich von der oberen Wand 20 nach unten erstreckt, und kann sich im wesentlichen wie die Seitenwand 21 erstrecken, wodurch ein kreisförmiger Kanalbereich 25 in der oberen Kammer 15 gebildet wird. Eine Öffnung 26 in der Leitfläche 24 ermöglicht dem kreisförmigen Kanal 25, mit einer Entlüftungsvorrichtung in der Abdeckung 14 zu kommunizieren.
Die Entlüftungsvorrichtung erlaubt das Entweichen von Gas aus dem Gehäuse und kann auf vielfältige Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie einen Nippel mit einem manuell betätigbaren Ventil umfassen. Jedoch umfaßt in einer typischen Ausführungsform die Entlüftungsvorrichtung ein oder mehrere Löcher 30, welche um die obere Wand 20 der Abdeckung 14 herum beabstandet sind. Eine poröse, liquophobe Membran 31 kann die Löcher 30 bedecken und erlaubt, daß Gas, aber keine Flüssigkeit, aus dem Gehäuse entweicht. In einer Ausführungsform kann die liquophobe Membran an der Unterseite der oberen Wand 20 der Abdeckung 14 befestigt sein, um ein relativ freies Fließen von Gas aus dem Gehäuse zu erlauben. Die liquophobe Membran kann auf vielfältige Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie eine Polytetrafluoroethylenmembran mit einer absoluten Porengröße von ungefähr 0,2 um und einer rückseitigen Polypropylenschicht als einem Träger umfassen.
Das Gehäuse kann aus jedem ausreichend starren, unempfindlichen Material, welches mit dem biologischen Fluid kompatibel ist, gefertigt sein. Beispielsweise kann das Gehäuse aus einem Metall wie etwa Edelstahl oder aus einem Polymer gefertigt sein. Bei einer typischen Ausführungsform ist das Gehäuse aus einem Kunststoffmaterial wie etwa Polystyrol, Polycarbonat oder Polypropylen gefertigt. Außerdem sind alle Oberflächen des Gehäuses, welche mit der Flüssigkeit in Kontakt kommen, vorzugsweise liquophil, d. h. leicht durch das Fluid benetzbar. Beispielsweise können bei einer extrakorporealen Ausführungsform die inneren Oberflächen des Körpers 13 und der Abdeckung 14 behandelt werden, um einen hohen Grad der Benetzbarkeit zu erzielen, z. B. durch Oberflächenpfropfungs-Copolymerisation von funktionalen Hydroxylmonomeren oder durch Unterwerfen der innenliegenden Oberflächen einer Gasplasmabehandlung, wie zuvor erwähnt. Diese liquophilen innenliegenden Oberflächen erleichtern dann ohne weiteres die Freisetzung von Gasblasen während des Vorberei tungs- und Priming-Vorgangs. Ein Verfahren zum Verringern des Anhaftens von Blasen in medizinischen Geräten ist in U.S. - Patent 4,861,617 offenbart.
Das Gehäuse kann auch aus Materialien hergestellt sein, welche einer Gasplasmabehandlung auf ziemlich ähnliche Weise wie das poröse Medium unterworfen worden sind. Ein solches mit Gasplasma behandeltes Gehäuse könnte daher manche derselben verbesserten Eigenschaften wie das von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte poröse Medium zeigen, z. B. die minimierte Zurückhaltung von Plättchen während des Abtrennens oder Entfernens von Blutkomponenten.
Das Entgasungselement 50 kann aus jedem Material gebildet sein, welches bewirkt, daß kleine Gasbläschen in dem Fluid miteinander verschmelzen und sich von dem Fluid trennen. Bei einer typischen Ausführungsform ist das Entgasungselement eine poröse Struktur wie etwa ein poröses Schaum- oder Schwamm-Material und kann ein steifes poröses Element 51 umfassen, welches mit dem plissierten porösen Medium in Eingriff steht. Außerdem kann das Entgasungselement mit einem Mittel gegen Schaumbildung behandelt werden, um das Zersetzen des Films zwischen den Blasen zu unterstützen, zum Beispiel eine Verbindung aus Silikon und Siliciumdioxid, wie etwa das von Dow Corning Mfg. Co. erhältliche Medical Antifoam A.
Was eine extrakorporeale Ausführungsform betrifft, kann das poröse Medium, welches eine Faserstruktur umfassen kann, die aus jedem mit der Flüssigkeit kompatiblen Material hergestellt ist, auch Strukturen wie etwa Endabdeckungen, Kantenabdichtungen, einen Käfig, einen Kern oder eine Umhüllung umfassen. Das poröse Medium kann auch ein stromabwärtiges Sieb, vorzugsweise ein Sieb mit einer Maschengröße von ungefähr 40 Mikron, welches für das Entfernen von Trümmern mit einer Größe von mehr als ungefähr 40 Mikron geeignet ist, umfassen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die dargestellte Ausführungsform eine hohle, im allgemeinen zylindrische Konfiguration auf und umfaßt ein poröses Medium 36, welches ein plissiertes Medium 53, ein poröses Element oder Sieb 54, einen perforierten Kern 55, eine obere blinde Endabdeckung 56 und eine untere offene Endabdeckung 57 umfaßt. Das poröse Medium ist vorzugsweise in der unteren Kammer 16 in dem Gehäuse 10 angeordnet und weist einen kleineren Durchmesser auf als die Seitenwand des Körpers 13, so daß ein ringförmiger Raum 60 zwischen der Seitenwand und dem porösen Medium 36 verbleibt. Das Innere des porösen Mediums steht mit dem mittig angeordneten Auslaß 12 in Verbindung.
Das poröse Element oder Sieb 54, welches vorzugsweise eine Porengröße von nicht mehr als ungefähr 40 Mikron aufweist, ist koaxial benachbart zu der stromabwärtigen Oberfläche des plissierten Mediums, d. h. um die Innenseite des plissierten Mediums herum angeordnet. Das poröse Element 54 kann aus jedem kompatiblen porösen Membranmaterial oder aus gewebtem oder nichtgewebten Material einschließlich eines maschenförmigen oder eines Siebmaterials hergestellt sein. Das poröse Element 54 dient prinzipiell als ein letztes Filter zum Entfernen, zum Beispiel von Aggretaten, welche dem plissierten Medium entkommen oder sich am stromabwärtigen Teil des plissierten Mediums bilden.
Der perforierte Kern 55 ist innerhalb und benachbart zu der Innenseite des porösen Elements 54 angeordnet und dient prinzipiell zum Abstützen des plissierten Mediums 53 und des porösen Elements 54 gegen den auf das poröse Medium 36 einwirkende Differenzdruck. Daher kann der perforierte Kern 55 aus jedem geeigneten steifen Material gebildet werden, einschließlich einem Metall wie etwa Edelstahl oder einem Polymer wie etwa Polyolefin, Polyester oder Polyacrylat.
Die Endabdeckungen 56, 57 dienen dazu, die Flüssigkeit radial von außen nach innen durch das poröse Medium 36 zu leiten. Beide Endabdeckungen 56, 57 können aus einem geeigneten unempfindlichen Material hergestellt sein, beispielsweise einem metalli schen oder polymerischen Material, vorzugsweise einem Polymer wie etwa Polypropylen, welches mit dem zu filtrierenden Fluid kompatibel ist; die Endabdeckungen sind an den jeweiligen Enden des plissierten Mediums, des porösen Elements 54 und des perforierten Kerns 55 befestigt. Alternativ können die unteren Enden des plissierten Mediums, des porösen Elements und des perforierten Kerns direkt an der unteren Wand des Körpers befestigt sein, wodurch die Notwendigkeit einer unteren Endabdeckung eliminiert wird. Die Endabdeckungen 56 und 57 können an den Enden des porösen Mediums durch jedes geeignete Mittel einschließlich eines Bindemittels wie etwa eines Klebstoffs oder einer Vergußmasse sicher befestigt werden. Alternativ können die Endabdeckungen 56 und 57 mit den Enden des porösen Mediums durch Schmelzkleben verbunden oder mittels Rotationsreibschweißen oder Ultraschallschweißen verbunden werden. Die Enden des hohlen Kerns 55 können mit den beiden Endabdeckungen 56 und 57 durch ähnliche Mittel fest verbunden werden.
Eine blinde Endabdeckung 56 und eine offene Endabdeckung 57 können passend auf beiden Enden des porösen Mediums aufgesetzt werden, um Fluid durch das poröse Medium zu leiten. Alternativ können beide Endabdeckungen offen sein oder Verbindungsstücke für das Verbinden eines Stapels poröser Medien umfassen.
Alternativ kann das poröse Medium für die Verwendung in einer extrakorporealen Ausführungsform für den Fluß von innen nach außen gestaltet sein. Das poröse Element kann dann um die Aussenseite des porösen Fasermediums herum angeordnet sein, die obere Endabdeckung kann eine offene Endabdeckung sein und die untere Endabdeckung kann eine blinde Endabdeckung sein. Der Kern kann weggelassen werden, doch kann ein koaxial um das poröse Element herum angeordneter Käfig zum Abstützen des porösen Fasermediums und des porösen Elements gegen den Druckabfall hinzugefügt werden. Natürlich würde das Gehäuse neu angeordnet, um zu erlauben, daß der Einlaß mit dem Inneren des porösen Mediums und der Auslaß mit dem Äußeren des porösen Mediums in Verbindung steht.
Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die ringförmige Dicke der Faltenstruktur eines porösen Fasermediums vorzugsweise im Bereich von (0,1 bis ca. 3 Inch) 0,25 cm bis 7,62 cm, noch bevorzugter im Bereich von ungefähr (0,2 bis ca. 0,8 Inch) 0,51 bis 2,0 cm, und am meisten bevorzugt im Bereich von ungefähr (0,3 bis ca. 0,6 Inch) 0,76 bis 1,52 cm. Der äußere Durchmesser des Fasermediums beträgt vorzugsweise weniger als ungefähr (8,5 Inch) 21,6 cm, noch bevorzugter weniger als ungefähr (3 Inch) 7,62 cm. Die Höhe der Faltenstruktur beträgt vorzugsweise bis zu ungefähr (5,5 Inch) 14 cm, noch bevorzugter ungefähr (2,5 Inch) 14 cm. Das Rückhaltevolumen der Filteranordnung liegt vorzugsweise im Bereich von ca. 70 cm³ bis ca. 400 cm³ oder noch mehr, noch bevorzugter ca. 100 cm³ bis ca. 250 cm³.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform für die Verwendung in einem extrakorporalen Kreislauf kann das poröse Fasermedium als Bogen ausgebildet sein; mehrere Bögen können dann schichtweise aufeinandergelegt und unter Verwendung von herkömmlichen Geräten zur Faltenbildung plissiert werden. Die Faltenstruktur weist typischerweise 4 bis 16 Falten pro 2,54 cm, vorzugsweise ungefähr 10 Falten pro 2,54 cm auf. Die Höhe der Falten beträgt typischerweise ungefähr (0,2 bis ca. 0,6 Inch) 0,51 bis 1,52 cm, vorzugsweise ungefähr (0,4 Inch) 1,02 cm.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Entfernen von Leukozyten und anderen unerwünschten Materialien wie etwa Komplement aus biologischen Fluiden, beispielsweise Blut, zur Verfügung. Das Verfahren umfaßt im wesentlichen das Verarmen des Gehalts an unerwünschten Materialien aus biologischen Fluiden, indem das Fluid durch ein poröses Medium, welches mit Gasplasma behandelt worden ist, durchtreten gelassen wird.
Die Durchflußrate einer durch ein poröses Medium oder eine Filteranordnung, welche von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wurden, kann je nach der jeweiligen Verwendung variieren. Außerdem, insbesondere bezüglich eines extrakorporalen Kreislaufs, kann die Durchflußrate für jeden Patienten variieren. Jedoch sollte in jedem Fall die Durchflußrate auf einem Niveau aufrechterhalten werden, welches Erythrozyten oder Plättchen in der Flüssigkeit keinen Schaden zufügt oder diese zerstört. Was das Leiten des biologischen Fluids in einem extrakorporalen Kreislauf betrifft, können Ausführungsformen der Erfindung eine geringe Menge wie etwa nur ungefähr 25 Milliliter pro Minute filtrieren oder die Fähigkeit aufweisen, bis zu 6 Liter pro Minute zu filtrieren, ohne Verblocken (d. h. ohne den Druck über dem porösen Medium auf über ca. 21,3 · 10³ kg/m² (15 psi) zu erhöhen).
Ein Verfahren zum Entfernen von Leukozyten und anderen schädlichen Materialien aus einem biologischen Fluid in einem extrakorporalen Kreislauf kann das Leiten des biologischen Fluids durch ein Fasermedium bei einer Durchflußrate von mehr als 25 Millilitern pro Minute, wobei die Oberfläche des Fasermediums durch eine Behandlung mit einem Gasplasmastrom modifiziert worden ist, und das Entfernen von Leukozyten aus dem biologischen Fluid umfassen.
Typischerweise tritt bei einem extrakorporalen Kreislauf ein biologisches Fluid in eine von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Filteranordnung durch einen Einlaßdurchgang 22 und in den kreisförmigen Kanal 25 in der oberen Kammer 15 ein, wo ein im allgemeinen kreisförmiges Flüssigkeits-Fließmuster durch eine ringförmige Leitfläche 24 und die Seitenwand 21 der Abdeckung 14 aufrechterhalten wird. Dieses Fließmuster erzeugt eine Zentrifugalkraft, welche bewirkt, daß wenigstens einige der Gasbläschen in dem Fluid, einschließlich aller großen Gasblasen, von dem Fluid abgetrennt werden und sich nach innen und durch die Öffnung 26 in der Leitfläche 24 in den mittleren Teil der oberen Kammer 15 bewegen. Das Gas in dem Fluid wird dann aus der Filteranordnung durch die Löcher 30 in der Abdeckung 14 entlüftet. Typischerweise tritt das Gas durch eine liquophobe Membran 31, welche die Löcher 30 bedeckt und das Entweichen des Fluids aus dem Gehäuse 10 verhindert.
Typischerweise tritt das Fluid in Kanal 25 dann durch den ringförmigen Schwamm 50 und den perforierten Ring 51 in den Raum 60 in der unteren Kammer. Das Entgasungselement 50 bremst die Rotationsströmung des Fluids und dissipiert die Zentrifugalkräfte, welche andernfalls dazu neigen könnten, Gasbläschen zu dem porösen Medium 36 hinzudrängen. Außerdem, wenn das Fluid durch das Entgasungselement 50 tritt, verbinden sich alle in dem Fluid verbleibenden kleineren Gasbläschen zu größeren Blasen, welche, während das Fluid durch die Perforationen in dem perforierten Ring 51 fließt, zu dem mittigen Teil der oberen Kammer 15 aufsteigen und aus der Filteranordnung wie zuvor erwähnt entlüftet werden. Somit ist das Fluid, welches in den Raum 60 fließt, im wesentlichen entgast.
Bei der von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Ausführungsform, welche als "von außen nach innen" charakterisiert ist, tritt das entgaste Fluid dann aus dem Raum 60 durch das poröse Medium 36 und in das Innere des Mediums. Das filtrierte Fluid fließt dann aus dem Inneren des Mediums und verläßt das Gehäuse 10, indem es durch den Auslaß 12 tritt.
Zwar zielen manche der in dieser Beschreibung beschriebenen extrakorporealen Vorrichtungen prinzipiell auf eine Filteranordnung mit der Fähigkeit, bis zu 6 Litern/Minute durchtreten zu lassen, doch können auch Filteranordnungen mit einer größeren oder kleineren Kapazität hergestellt werden. Eine als "geringer Durchfluß"-Größe bezeichnete Filteranordnung mit einer Durchflußrate von ungefähr 3 Litern/Minute oder weniger weist annähernd ein Drittel der Faseroberfläche und ungefähr die Hälfte der Kapazität der "ausgewachsenen" Vorrichtung auf.
Eine extrakorporeale Filteranordnung, wie sie von der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, kann die Kapazität für ein kontinuierliches Entfernen einer klinisch oder therapeutisch signifikanten Menge an Leukozyten und anderen schädlichen Materialien aus einem biologischen Fluid über einen Zeitraum von bis zu zehn Stunden aufweisen. Jedoch erfordern viele der An wendungen, für welche diese Filteranordnungen geeignet sind, nicht eine zehnstündige Filtration. Beispielsweise erfordert eine Herz-Bypass-Operation vielleicht nur 6 bis 8 Stunden; Kardioplegie erfordert vielleicht nur eine über 2 bis 4 Minuten dauernde Filtration. Manche unter Notfallbedingungen durchgeführte therapeutische Verfahren erfordern nur eine 10 bis 20 Sekunden dauernde Filtration oder mehrere periodische oder wiederholte Filtrationen mit einer Dauer von ungefähr 10 bis 20 Sekunden.
Ein mit Gasplasma behandeltes poröses Medium kann den Leukozytengehalt eines biologischen Fluids bei jedem Verfahren, welche die die Behandlung des biologischen Fluids einschließt, verringern. Dies bedeutet im allgemeinen das Entfernen einer therapeutisch oder klinisch signifikanten Menge an Leukozyten aus einem biologischen Fluid. Eine "therapeutisch oder klinisch signifikante Menge" bedeutet eine Menge, welche zum Erzielen einer vorteilhaften Wirkung auf den Patienten oder das Tier, welche die leukozytenverarmte Flüssigkeit erhalten, erforderlich ist. Eine solche vorteilhafte Wirkung kann beispielsweise das Verringern von Reperfusionsschäden sein. Eine therapeutisch oder klinisch signifikante Menge kann je nach der beabsichtigten Verwendung und/oder von Patient zu Patient variieren. Beispielsweise kann eine therapeutisch oder klinisch signifikante Menge für ein Herz-Bypass-Verfahren größer sein als für Kardioplegie. Jedoch kann und wird die Entfernung einer therapeutisch oder klinisch signifikanten Menge routinemäßig von einem Arzt oder Techniker bestimmt, um einen bestimmten Zustand oder eine bestimmte Erkrankung zu behandeln, gemäß spezifischen Patienten oder spezifischen Tier oder gemäß der bestimmten Anwendung.
Ein poröses Medium oder eine Filteranordnung kann bei jedem Verfahren, jeder Therapie, Operation oder Umgebung, bei welcher das Entfernen von aktivierten Leukozyten und/oder anderen unerwünschten Materialien wünschenswert oder vorteilhaft ist, verwendet werden. Da Leukozyten das Potential aufweisen, aktiviert zu werden, wenn sie mit fast allem, was sich außerhalb des Kör pers befindet, in Kontakt kommen, gibt es viele Anwendungen für die Verwendung der porösen Medien und Filteranordnungen für die Verringerung der Anzahl aktivierter Leukozyten. Zwar ist die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Filteranordnung besonders zur Behandlung von durch Reperfusion verursachten Schäden und/oder zum Erzielen eines ausgewogenen Leukozytengehalts in einem extrakorporalen System geeignet ist, doch wird ein Fachmann andere Zusammenhänge erkennen, in welchen das Entfernen von Leukozyten und anderen schädlichen Materialien aus einer Flüssigkeit wünschenswert ist. Im folgenden werden Beispiele für solche Anwendungen dargestellt, wobei nicht beabsichtigt ist, die Erfindung durch diese einzuschränken.

Beispiele

Beispiel 1

Eine Filteranordnung, wie von der vorliegenden Erfindung vorgesehen, wurde wie folgt hergestellt: Fasern aus Polybutylenterephthalat (PBT) wurden durch Schmelzblasen gebildet, d. h. dadurch, daß geschmolzenes PBT-Harz einem Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit ausgesetzt wurde, bis (7,5 g/Quadratfuß) 80,7 g/m² Fasern mit einem mittleren Durchmesser von 2,0 Mikron erhalten wurden. Vier Schichten wurden über einer Schicht aus gewebter Polyestermaschenware mit einer Porengröße von 40 Mikron gebildet. Diese fünf Schichten wurden zusammen mit einer Maschenware aus extrudiertem Polypropylen mit einer Dicke von (0,2 Inch) 0,05 cm und Öffnungen von ungefähr (0,6 Inch) 0,15 cm · (0,6 Inch) 0,15 cm plissiert. Die Falten wurden unter Verwendung einer herkömmlichen Faltenbildungsvorrichtung mit erwärmten Druckplatten zum Beibehalten der Faltenstruktur für die Ausbildung einer Struktur mit 10 Falten pro (Inch) 2,54 cm und einer Höhe von ungefähr (0,4 Inch) 1,02 cm gebildet.
Die aus plissierten Medien bestehende Anordnung wurde auf eine Länge von (2,5 Inch) 6,35 cm und eine Breite von (4 Inch) 10,16 cm, d. h. ungefähr 40 Falten, zugeschnitten. Die Anordnung wurde zu einer zylindrischen Struktur geformt und die Enden wurden unter Verwendung einer herkömmlichen Heißsiegelvorrichtung verschlossen. Die Abmessungen der zylindrischen Faltenstruktur umfaßten einen Innendurchmesser von ungefähr (1,4 Inch) 3,56 cm und einen Außendurchmesser von (2,2 Inch) 5,59 cm auf eine Länge von (2,5 Inch) 6,35 cm. Ein Polypropylenkern mit einem Außendurchmesser von (1,3 Inch) 3,30 cm auf eine Länge von (2,5 Inch) 6,35 cm wurde in den plissierten Zylinder gesetzt und Endabdeckungen aus Polypropylen wurden mit den Enden des Zylinders durch Warmschweißen verbunden.
Die Filteranordnung wurde dann einer Gasplasmabehandlung unterworfen, indem die Anordnung in einem von Advanced Plasma Systems, Inc. erhaltenen Gasplasmaerzeuger der B-Serie einem O&sub2;- Plasma unter den folgenden Bedingungen ausgesetzt wurde: 2,0 Kilowatt, 40 Kilohertz über einen Zeitraum von 20 Minuten und 150 mtorr O&sub2;. Die Filteranordnung wurde dann in ein Gehäuse eingebaut zur Vorbereitung eines Tests bezüglich dem Entfernen von Leukozyten aus Blut.

Beispiel 2

Dieses Beispiel liegt nicht im Rahmen der Verfahrensansprüche und erläutert die Verwendung des mit Gasplasma behandelten porösen Mediums aus Beispiel 1 in einem extrakorporalen Kreislauf für das Entfernen von Leukozyten aus Blut. Dieser Test war so vorgesehen, daß zirkulierendes Blut den Bedingungen ausgesetzt wurde, wie sie für diejenigen typisch sind, welche bei einer Herz-Lungen-Bypass-Operation vorherrschen: ein extrakorporaler Kreislauf mit einer Pumpe, einem Filter, einer Druckmeßvorrichtung und einem Reservoir; eine Blutdurchflußrate von 3 bis 6 Litern pro Minute wurde während des gesamten Tests aufrechterhalten; und das Blut wurde ungefähr drei Stunden lang zirkulieren gelassen. Blutproben wurden entnommen und der Differenz druck über dem Filter wurde zu unterschiedlichen Zeitpunkten während des Tests gemessen.
Sechs Einheiten Erythrozytenkonzentrat desselben Typs, welchen das gerinnungshemmende Mittel AdsolTM zugegeben worden war, wurden in das Reservoir gegeben. Nach dem Priming des Filters und des Kreislaufs wurde das Blut in dem Reservoir bei einer Durchflußrate von 3 bis 6 Litern pro Minute durch das System zirkulieren gelassen.
Anhand der zu verschiedenen Zeitpunkten während des Tests entnommenen Blutproben wurde gefunden, daß der Gesamtanteil der entfernten Leukozyten (neutrophilen Leukozyten und Lymphozyten) unter Verwendung eines mit Gasplasma behandelten porösen Mediums, welches wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt worden war, nach einstündigem Zirkulieren 39% und nach drei Stunden am Ende des Tests 59% betrug. Die Druckdifferenz betrug weniger als (2 psi) 1,41 · 10³ kg/m² während des gesamten Tests.
Im Vergleich hierzu betrug bei einem porösen Medium, welches aus strahlenchemisch gepropften Fasern hergestellt war und dieselbe Konstruktion aufwies wie das mit Gasplasma behandelte poröse Medium, der Anteil der entfernten Leukozyten nach einer Stunde 29% und nach drei Stunden 36%. Diese Ergebnisse veranschaulichen die Fähigkeit des von der vorliegenden Erfindung bereitgestellten, mit Gasplasma behandelten porösen Mediums zum effektiven Entfernen von Leukozyten, während ein erwünschtes geringes Druckgefälle aufrechterhalten wurde.

Beispiel 3

Ein Vlies aus schmelzgeblasenen PBT-Mikrofasern mit einem mittleren Faserdurchmesser von ungefähr 2,4 Mikron wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Das PBT-Vlies wurde als mehrschichtige Struktur mit insgesamt (52 g/Quadratfuß) 4,83 g/m² der obengenannten Medien ausgebildet. Ein PBT-Medium (unbehandelt) mit einer Enddicke von ungefähr (0,08 Inch) 0,203 cm wurde gebildet, indem die mehrschichtige Struktur auf eine Temperatur von ca. 170ºC erwärmt und Druck auf sie angewendet wurde.
Ein Teil des porösen PBT-Mediums (unbehandelt) wurde einer Gasplasmabehandlung mit Sauerstoff unter Verwendung der folgenden Bedingungen unterworfen: 40 kHz Hochfrequenz bei 2000 Watt über einen Zeitraum von 15 Minuten. Der Sauerstoff- (O&sub2;) Gasdruck betrug 115 mtorr. Das mit Gasplasma behandelte poröse Medium wird hier als das "poröse GPT-Medium" bezeichnet. Der Rest des porösen PBT-Mediums (unbehandelt) wurde für vergleichende Tests verwendet.
Das poröse GPT-Medium wurde dann bezüglich des Plättchenverlusts sowohl aus sowohl Erythrozytenkonzentrat als auch aus Plättchenkonzentrat getestet. Zum Ausführen des Tests wurden Proben des porösen GPT-Mediums in Scheiben mit einem Durchmesser von (0,94 Inch) 2,39 cm zugeschnitten und in einem wiederverwendbaren Kunststoffgehäuse eingesiegelt. Das Gehäuse umfaßte einen Einlaßanschluß und einen Auslaßanschluß und definierte einen Flüssigkeitsfließweg zwischen dem Einlaß und dem Auslaß durch das poröse GPT-Medium.

Test mit Plättchenkonzentrat

Zusammengeführtes Plättchenkonzentrat von zufällig ausgewählten Spendern wurde durch das in dem oben beschriebenen Testgehäuse befindliche poröse GPT-Medium bei einer anfänglichen Durchflußrate von 1 cm³ pro Minute durchtreten gelassen. Die Konzentration von Plättchen und Leukozyten in dem Filtrat wurde gemessen und mit dem nicht-filtrierten Fluid verglichen. Die Ergebnisse zeigten, daß 99,9% der Leukozyten entfernt und 85% der Plättchen gewonnen worden waren (d. h. nur 15% verblieben in dem nicht-filtrierten Fluid.) Zum Vergleich wurde ein gleichartiger Test mit Plättchenkonzentrat und einer Probe des unbehandelten porösen PBT-Mediums durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, daß der Plättchenverlust bei dem unbehandelten porösen Medium ungefähr 50 bis 80% betrug. Der Test veranschaulicht die Fähigkeit des porösen GPT-Mediums zum Durchlassen eines hohen Anteils der Plättchen während der Leukozytenverarmung von Plättchenkonzentrat.

Test mit Erythrozytenkonzentrat

Erythrozytenkonzentrat (CPD, welches mit einer AS-1 Zusatzlösung gerinnungshemmend gemacht war) wurde durch übliche Behandlungsmittel erhalten. Das PRC war drei Tage alt. PRC wurde durch das poröse GPT-Medium in dem oben beschriebenen Testgehäuse unter einem durch die Schwerkraft erzeugten Druck bei einer anfänglichen Durchflußrate von 1 cm³/min durchtreten gelassen. Die Konzentration von Leukozyten und Plättchen in dem Filtrat wurde gemessen und mit dem nicht-filtrierten PRC verglichen. Die Ergebnisse zeigten einen durchschnittlichen Gehalt an abgetrennten Leukozyten von 99,7% und einen mittleren Plättchenverlust von 22%.
Zum Vergleich wurde ein gleichartiger Test mit PRC und einer Probe eines unbehandelten porösen PBT-Mediums durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten einen Plättchenverlust von 99% für dasselbe poröse PBT-Medium ohne GPT-Oberflächenmodifizierung. Der Test veranschaulicht die überraschende Fähigkeit des porösen GPT-Mediums zum Durchlassen eines hohen Anteils von in Erythrozytenkonzentrat enthaltenen Plättchen.

Test mit Plasma

Frisches gefrorenes menschliches Plasma wurde gemäß üblichen Verfahren aufgetaut. Eine Standardeinheit war in einem herkömmlichen Kunststoffbeutel enthalten. Ein Testfilter, welches aus einer Scheibe mit einem Durchmesser von 2,5 Inch (6,35 cm) aus dem mit Gasplasma behandelten Medium bestand, hergestellt wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde mit dem Plasmabeutel verbun den. Das Filter wurde unter Verwendung eines herkömmlichen Verabreichungssets vorbehandelt und der Fluß wurde während des gesamten Tests bei ungefähr 6 ml/min aufrechterhalten. Die Gesamtmenge des Durchsatzes betrug ungefähr 160 ml.
Dem Fluid wurden vor und nach der Filtration Proben entnommen und die Konzentration von Faktor VIII, die Konzentration von C3a (Komplement), die Konzentration der Leukozyten (WBC) und die Gerinnungszeit wurden unter Verwendung von herkömmlichen Testverfahren für jeden dieser Parameter getestet.
Die folgenden Ergebnisse wurden gefunden:
* D. L. = detektierbarer Grenzwert
Die zuvor genannten Ergebnisse zeigen, daß ein mit Gasplasma behandeltes poröses Medium Leukozyten effektiv entfernen kann, ohne mehrere der kritischen Bestandteile im menschlichen Plasma zu entfernen. Die Tests zeigen außerdem, daß auch C3a effektiv entfernt werden kann.
Die Erfindung ist zwar in einigen Einzelheiten mittels Zeichnung und Beispielen beschrieben worden, doch sollte klar sein, daß die Erfindung verschiedenen Modifizierungen unterworfen und in alternativen Formen ausgeführt werden kann und nicht auf die angeführten spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

1. Leukozytenverarmungsfilteranordnung zum Entfernen von Leukozyten und anderem schädlichem Material aus einem biologischen Fluid, wobei die Filteranordnung ein Gehäuse (10), welches einen Einlaß (11) und einen Auslaß (12) aufweist und einen Flüssigkeitsfließweg zwischen dem Einlaß (11) und dem Auslaß (12) definiert, und ein Tiefenfilter umfaßt, welches in dem Gehäuse quer zu dem Fluid-Fließweg angeordnet ist und ein poröses Fasermedium (53) zum Vermindern des Leukozytengehalts des biologischen Fluids umfaßt, wobei die Oberfläche des porösen Fasermediums (53) durch eine Gasplasmastrombehandlung modifiziert ist, wobei das poröse Fasermedium (53) eine kritische Oberflächenbenetzungsspannung (CWST) von mindestens 53 mN/m (53 dyn/cm) aufweist und in der Lage ist, den Durchtritt von roten Blutkörperchen und -plättchen bei einer Fließrate von bis zu 6 l/min. bei einem Differenzdruck von weniger als 10,57 · 10³ kg/m² (15 psi) während einer Zeitdauer von mindestens drei Stunden zu erlauben, und wobei das Gehäuse eine Entlüftung (30) umfaßt.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, worin das poröse Medium (53) mit einem Gasplasma behandelt wurde, ohne daß eine polymere Substanz in das Plasma eingetragen wird.

3. Filteranordnung nach Anspruch 1, worin das poröse Medium (53) mit einem Gasplasma behandelt wurde, ohne daß polymere Substanz auf dem porösen Medium abgelagert wird.

4. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das poröse Medium (53) mit einem Niedertemperaturgasplasma behandelt wurde.

5. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Gasplasma Ammoniak enthält.

6. Filteranordnung nach Anspruch 1, worin das poröse Medium (53) mit einem Gasplasma bei ca. 10 bis ca. 300 W, ca. 1 kHz bis ca. 100 MHz und ca. 0,001 bis 100 Torr für ca. 5 s bis ca. 12 h behandelt wurde.

7. Filteranordnung nach Anspruch 1 mit einem Rückhaltevolumen im Bereich von 70 cm³ bis 400 cm³.

8. Filteranordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Oberfläche des porösen Fasermediums (53) mittels einer Gasplasmastrombehandlung modifiziert ist, bei der Plasmastrom aus einer Kombination von Gasen gebildet ist.

9. Filteranordnung nach Anspruch 8, worin die Kombination von Gasen Ammoniak und mindestens eines der Gase Helium, Argon, Stickstoff, Neon, Kohlendioxid, Xenon und Krypton umfaßt.

10. Filteranordnung nach Anspruch 9, worin die Kombination von Gasen Ammoniak und Argon umfaßt.

11. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welche ferner einen Entgasungsmechanismus umfaßt, welcher mit der Entlüftung in Verbindung steht, um Gase aus dem Fluid zu entfernen.

12. Verfahren zum Entfernen von Leukozyten und anderem schädlichem Material aus einem biologischen Fluid, umfassend das Durchleiten eines biologischen Fluids durch ein Gehäuse (10), Durchlassen des biologischen Fluids durch ein Tie fenfilter, welches innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und ein poröses Fasermedium (53) umfaßt, um den Gehalt an Leukozyten in dem biologischen Fluid zu vermindern, wobei die Oberfläche des porösen Fasermediums (53) durch eine Gasplasmastrombehandlung modifiziert ist, worin das poröse Fasermedium (53) eine kritische Oberflächenbenetzungsspannung (CWST) von mindestens 53 mN/m (53 dyn/cm) aufweist und in der Lage ist, den Durchgang von roten Blutkörperchen und -plättchen hierdurch zuzulassen bei einer Fließrate von bis zu 6 l/min. bei einem Differenzdruck von weniger als 10,57 · 10³ kg/m² (15 psi) während einer Dauer von mindestens 3 h, Entfernen von Leukozyten aus dem biologischen Fluid, Abtrennen von Gas aus dem biologischen Fluid und Entlüften des Gases aus dem Gehäuse (10).

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin das poröse Medium (53) mit einem Gasplasma behandelt wurde, ohne daß eine polymere Substanz in das Plasma eingeführt wurde.

14. Verfahren nach Anspruch 12, worin das poröse Medium (53) mit einem Gasplasma behandelt wurde, ohne eine polymere Substanz auf dem porösen Medium (53) abzulagern.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, umfassend das Entfernen des Komplements aus dem biologischen Fluid.

16. Verfahren nach Anspruch 12, worin das Durchleiten des biologischen Fluids durch das Medium (53) ferner das wiederholte Zirkulierenlassen des Fluids durch das Medium (53) umfaßt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, worin der Schritt des Durchlassens des biologischen Fluids durch ein Tiefenfilter das Durchlassen des biologischen Fluids durch ein Tiefenfilter umfaßt, welches ein poröses Fasermedium (53) umfaßt, welches durch eine Behandlung mit einem Gas plasmastrom modifiziert wurde, welcher aus einer Kombination von Gasen gebildet wurde.

18. Verfahren nach Anspruch 17, worin die Kombination von Gasen Ammoniak und mindestens eines der Gase aus Helium, Argon, Stickstoff, Neon, Kohlendioxid, Xenon und Krypton umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, worin die Kombination von Gasen Ammoniak und Argon umfaßt.