EP2032174A2 - Verfahren und vorrichtung zum inaktivieren von viren und/oder bakterien in flüssigen medien, insbesondere in blutplasmen und serumkonserven - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum inaktivieren von viren und/oder bakterien in flüssigen medien, insbesondere in blutplasmen und serumkonserven

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EP2032174A2
EP2032174A2 EP07764355A EP07764355A EP2032174A2 EP 2032174 A2 EP2032174 A2 EP 2032174A2 EP 07764355 A EP07764355 A EP 07764355A EP 07764355 A EP07764355 A EP 07764355A EP 2032174 A2 EP2032174 A2 EP 2032174A2
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EP
European Patent Office
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medium
ultrasound
gas
chamber
ultrasonic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07764355A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Esther Schellenberg
Erhard Seifried
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raschke Michael
SCHMIDMAIER, GERHARD
Stemberger Axel
Original Assignee
DRK-BLUTSPENDEDIENST BADEN-WUERTTEMBERG-HESSEN GmbH
Drk Blutspendedienst Bw
DRK Blutspendedienst Baden Wuerttermberg Hessen gGmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by DRK-BLUTSPENDEDIENST BADEN-WUERTTEMBERG-HESSEN GmbH, Drk Blutspendedienst Bw, DRK Blutspendedienst Baden Wuerttermberg Hessen gGmbH filed Critical DRK-BLUTSPENDEDIENST BADEN-WUERTTEMBERG-HESSEN GmbH
Publication of EP2032174A2 publication Critical patent/EP2032174A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
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    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for inactivating viruses and / or bacteria in liquid media, in particular in blood plasmas and serum conserves according to the preamble of the independent claims.
  • the mechanism of this inactivation is based on the interaction of methylene blue with the viral genome and subsequent irradiation with sodium (D) light.
  • methylene blue is mutagenic, the reagent must be completely separated after inactivation of single plasmas.
  • the inactivation with methylene blue is basically suitable for all viruses. In practice, however, it has been shown that some unencapsulated viruses can not be inactivated, especially the small porcine parvovirus (PPV).
  • PSV small porcine parvovirus
  • chemical methods such as the use of psoralens, eg amotosalen and radiation are known.
  • the medium is irradiated with such a frequency and power density of the ultrasound that hard cavitation occurs, in which cavitation bubbles generated in the medium implode, so that shock waves are generated which inactivate the viruses and / or bacteria.
  • the threshold at which hard cavitation occurs is, for example, for blood plasma at about 1 W / cm 2, preferably at frequencies between 27 kHz and 40 kHz. These numbers are exemplary ⁇ ; higher power densities for inactivating the viruses and / or bacteria from about 2.5 W / cm 2 to about 6 W / cm 2 and more are possible.
  • An advantage of the method according to the invention is also that in the preferably used hard cavitation enveloped and non-enveloped viruses and / or bacteria are inactivated, wherein the inactivation is supported in particular by small viruses by the additional UV irradiation.
  • An apparatus for carrying out the method according to the invention initially has a chamber, in particular a pressure chamber for receiving containers filled with blood plasma or a serum from a gas, but no liquid passing material, wherein the chamber has valves to a protective gas, in particular Introduce CO 2 in the pressure chamber.
  • the protective gas diffuses through the walls of the container into the medium. Other residual gases, in particular oxygen, are thereby removed from the containers and from the chamber.
  • the apparatus further comprises at least one ultrasound source for irradiating the containers with ultrasound.
  • an ultrasonic bath with a liquid, in particular water receiving basin and at least one ⁇ radiating into the liquid of the ultrasonic bath ultrasonic transmitter provided.
  • the vessel is designed so that essentially the same power density is registered at all points. It may have ⁇ it to be useful to use in cross section circular vessels.
  • At least one light source emitting ultraviolet light is additionally provided for irradiating the container receiving the medium.
  • the wavelengths of UV light lie between 50 nm and 400 nm, in particular between 250 nm and 320 nm.
  • Figure 2 shows a cross section through an ultrasonic bath with a plurality of ultrasound transmitters, are received in the blood bag, in addition, a plurality of UV light sources are provided to irradiate the blood bag with UV light.
  • a pressure chamber 1 is shown schematically, which has a gas inlet 2 and a gas outlet 3, which open in each case with a valve 4 and 5 respectively Bezie ⁇ hung as pressure-tight manner can be closed.
  • the pressure chamber can through one or more partitions 9 to increase the number of blood bags accordingly.
  • the blood bags 6, which hold between 50 ml and 10,000 ml of blood plasma 7, are made of a material that is permeable to gas but does not allow fluid to pass through. In addition, this material is also permeable to ultraviolet light (UV light).
  • UV light ultraviolet light
  • a protective gas in particular CO 2 or NO 2 (laughing gas)
  • CO 2 or NO 2 insect gas
  • the pressure in the pressure chamber 1 was set to 10 bar, but pressures between 5 and 25 bar are also suitable.
  • the valve 4 was shut off in the gas inlet 2.
  • the pressure in the pressure chamber 1 was kept constant at the elevated pressure value of 10 bar for 60 minutes to 150 minutes. It was found that after this period of time, the oxygen previously contained in the blood plasma 7 was completely displaced by the inert gas that had diffused into the blood bag and the blood plasma was saturated with the protective gas.
  • control means 17 is provided, with which the functions of the piezo ⁇ electric vibrator 15 and the UV light sources 16 is controlled.
  • the piezoelectric oscillator 15 and the UV light sources 16 can be operated continuously or discontinuously, wherein preferably the ultrasound irradiation and the UV light irradiation take place simultaneously.
  • the treatment with ultrasound and UV light can take up to five hours.

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Abstract

Bei dem Verfahren zum Inaktivieren von Viren und/oder Bakterien in flüssigen Medien, insbesondere in Blutplasmen und Serumkonserven, wird das Medium unter einem Schutzgas mit niederfrequentem Ultraschall bestrahlt. Das Medium wird mit einer solchen Leistungsdichte des Ultraschalls bestrahlt, dass harte Kavitation auftritt, bei der im Medium erzeugte Kavitationsblasen implodieren, sodass Schockwellen erzeugt werden, die die Viren und/oder Bakterien inaktivieren. Die Frequenz des Ultraschalls wird zwischen 15 kHz und 40 kHz gewählt. Vorzugsweise wird das Medium in einen Behälter aus einem Material abgefüllt, das Gas, jedoch keine Flüssigkeit hindurch lässt. Eine zusätzliche Behandlung mit UV-Licht ist vorteilhaft.

Description

DRK - Blutspendedienst Baden-Württemberg-Hessen GmbH D-60528 Frankfurt a. Main
Verfahren und Vorrichtung zum Inaktivieren von Viren und/oder Bakterien in flüssigen Medien, insbesondere in Blutplasmen und
Serumkonserven
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Inaktivieren von Viren und/oder Bakterien in flüssigen Medien, insbesondere in Blutplasmen und Serumkonserven gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Der AIDS-Skandal Anfang der 90er Jahre hat die Öffentlichkeit aufgeschreckt. Damals infizierten sich allein in Deutschland mehr als 1000 Hämophile an HIV-verseuchten Blutprodukten; über die Hälfte ist inzwischen gestorben. Der AIDS-Skandal war Anlass, in Deutschland ein strenges Gesetz zur Regelung des Transfusionswesens zu erlassen. Das zugeordnete und 1998 in Kraft getretene Transfusionsgesetz bildet die entsprechende gesetzliche Grundlage, mit dem Ziel, eine größtmögliche Sicherheit für die Versorgung der Bevölkerung mit Blutkomponenten und Plasmaderivaten zu erreichen.
Um die notwendige Virussicherheit von Blutprodukten, ins¬ besondere gefrorenem Frischplasma (GFP oder FFP für „Fresh Frozen Plasma") zu gewährleisten, sind neben der Auswahl der Spender und der umfangreichen Testverfahren vor allem vali- dierte Inaktivierungsverfahren bekannt. Als physikalische Me¬ thoden der Inaktivierung sind unter anderem die Pasteurisie¬ rung, die Dampfbehandlung und Trockenerhitzung zu nennen. Zur Virusabreicherung ist zum Beispiel eine Nanofiltration, die Chromatographie oder die Präzipitation durch Alkohol oder Ammoniumsulfat bekannt. Darüber hinaus werden chemische Methoden zur Virusinaktivierung verwendet, so zum Beispiel das Solvent- Detergent-Verfahren (SD-Verfahren) , bei dem die Lipidhülle der Viren mit organischen Detergentien zerstört wird. Bekannt ist auch die Methylenblau-Inaktivierung, ein Verfahren, das in Deutschland noch nicht zugelassen ist, aber bereits im europäischen Ausland angewendet wird. Der Mechanismus dieser Inakti- vierung beruht auf der Interaktion von Methylenblau mit dem Virusgenom und anschließender Bestrahlung mit Natrium- (D)- Licht. Da Methylenblau jedoch mutagen wirkt, muss das Reagens nach erfolgter Inaktivierung von Einzelplasmen vollständig abgetrennt werden. Die Inaktivierung mit Methylenblau ist grundsätzlich für alle Viren geeignet. In der Praxis zeigte sich jedoch, dass einige nicht umhüllte Viren nicht inaktiviert werden können, so insbesondere das kleine porcine Parvovirus (PPV). Darüber hinaus sind chemische Verfahren wie die Anwendung von Psoralenen, z.B. Amotosalen und Bestrahlung bekannt.
Die derzeit gebräuchlichen Verfahren beruhen auf komplexen physikalischen und/oder chemischen Technologien, die aufwendige Anlagen benötigen und mit Ausnahme der Methylenblau- Inaktivierung und der Inaktivierung mit Psoralen nur für Pool- Plasmen angewendet werden können. Da aber der Bildung von Plasmapools, die in der Regel aus mehreren 1000 Spenden beste¬ hen, solch ein Pool bereits durch nur eine kontaminierte Spen¬ de verunreinigt werden kann, ist die Entwicklung eines physikalischen Verfahrens, das auf der Ebene der Einzelplasmen eingesetzt werden kann, von großer Bedeutung. Insbesondere bei chemischen Verfahren stellt die Entfernung der zugesetzten Chemikalien und Schutzstoffe, einen zusätzlichen Arbeitsschritt dar.
In der DE 10104558 Cl wird ein Verfahren zum Inaktivieren von Bakterien und Viren in flüssigen Medien, insbesondere in Blutplasma vorgeschlagen, wobei das Medium mit niederfrequen¬ tem Ultraschall unter einem Schutzgas bestrahlt wird. Als Schutzgas wird bevorzugt Kohlendioxid (CO2) , verwendet, wobei jedoch andere Schutzgase, wie NO2 (Lachgas) , inerte Gase, Edelgase wie Argon, verwendet werden können. Das zu behandelnde Blutplasma wird vor dem eigentlichen Inaktivieren der Viren mit dem Schutzgas gesättigt, um den in dem Blutplasma vorhandenen Sauerstoff aus dem Plasma weitestgehend zu verdrängen. Dieses erfolgt in offenen Becken, wobei der Nachteil auftritt, dass durch das Hindurchleiten des Schutzgases durch das Medium dieses teilweise stark aufschäumt.
Dieses bekannte Verfahren gemäß der DE 10104588 Cl wird mit Ultraschallfrequenzen zwischen 40 kHz und 500 kHz insbesondere mit Frequenzen zwischen 250 und 400 kHz betrieben, wobei die gesamte in das Medium eingestrahlte Ultraschalldosis, also der Energieinhalt pro kg des Mediums im Bereich zwischen 0,5 und 2 kJkg~x, bevorzugt bei etwa 0,8 kJkg"1 liegt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass dieses Verfahren nur eine unvollständige Inaktivierung der Viren und Bakterien ergibt und zudem noch nicht wirtschaftlich angewendet werden kann. Blutplasma wird aus Vollblut gewonnen. Die Gewinnung des Blutplasmas erfolgt in einem geschlossenen System. Aus GMP-Gründen kann eine Inaktivierung daher nur in einem Gefäß, vorzugsweise Blutbeutel erfolgen, der entweder schon in dem Vollblutentnahmesystem enthalten ist bzw. durch sterile Konnektion an dieses angebracht werden kann.
Die Erfindung geht aus von dem in der genannten DE 10104558 Cl angegebenen Verfahren, mit dem Ziel, dieses Ver¬ fahren so zu verbessern, dass es auch in großindustriellem Ausmaß eingesetzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Inaktivieren von Viren und/oder Bak¬ terien in flüssigen Medien, insbesondere in Blutplasma an- zugeben, die eine relativ einfache Inaktivierung der Viren und/oder Bakterien ermöglichen und die auch großindustriell einsetzbar sind. Insbesondere sollen die erwähnten Probleme, nämlich das Aufschäumen des Mediums bei dessen Sättigung mit dem Schutzgas und etwaig mögliche Kontamination vermieden werden. Ferner sollen auch schwierig zu behandelnde Viren wie das kleine Parvovirus wirksam inaktiviert werden.
Diese Aufgaben sind gemäß der Erfindung für ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
Demgemäß wird das Medium mit einer solchen Frequenz und Leistungsdichte des Ultraschalls bestrahlt, dass harte Kavitation auftritt, bei der im Medium erzeugte Kavitationsblasen implodieren, sodass Schockwellen erzeugt werden, die die Viren und/oder Bakterien inaktivieren.
Insbesondere werden niedrige Ultraschallfrequenzen zwischen 15 kHz und 40 kHz verwendet, da bei diesen niedrigen Frequenzen die Kavitationsblasen deutlich größer sind als bei höheren Ultraschallfrequenzen, sodass die bei der Implosion erzeugten Schockwellen auch intensiver sind.
Die für eine harte Kavitation erforderliche Leistungsdich¬ te der Ultraschallstrahlung hängt vom jeweiligen Medium ab. Die Schwelle, bei der harte Kavitation auftritt, liegt zum Beispiel für Blutplasma bei etwa 1 W/cm2 vorzugsweise bei Frequenzen zwischen 27 kHz und 40 kHz. Diese Zahlen sind bei¬ spielhaft; höhere Leistungsdichten zum Inaktivieren der Viren und/oder Bakterien von etwa 2,5 W/cm2 bis etwa 6 W/cm2 und mehr sind möglich.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn das Medium, zum Beispiel Blutplasma, in Behälter, sogenannte Blutbeutel abgefüllt wird, dxe aus einem Material sind, das Gas jedoch keine Flüssigkeit hindurch lasst. Die Behalter sind vorzugsweise vollständig mit dem zu behandelnden Medium gefüllt. Diese Behalter werden in eine Schutzgasatmosphare eingebracht, sodass das Schutzgas durch die Behalterwand in das Medium diffundieren kann, und in der Schutzatmosphare so lange gehalten, bis etwaiges im Medium enthaltenes Restgas, insbesondere Sauerstoff, durch das Schutzgas aus dem Behalter weitgehend verdrangt ist. Die so vorbehandelten Behalter werden anschließend mit Ultraschall bestrahlt, sodass harte Kavitation auftritt.
Für die Diffusion des Schutzgases in die Behalter kann Druck erforderlich sein, wozu zum Beispiel die Behalter in eine Druckkammer eingeführt werden, in der das Schutzgas eingeführt und auf höheren Druck gebracht wird.
Dieses Verfahren hat unter anderem den Vorteil, dass das Medium mit Schutzgas gesattigt wird, ohne dass sich dabei Schaum bildet. Damit sind die Anforderungen an die Sterilität erfüllt.
Vorzugsweise werden die Behalter für die Bestrahlung mit Ultraschall in ein Flussigkeitsbad, insbesondere ein Wasserbad eingeführt, wobei der Ultraschall in dieses Flussigkeitsbad z. B. mit Hilfe von piezoelektrischen Schwingern eingebracht wird. Es ist jedoch auch möglich, die Behalter direkt auf Ultraschallschwinger, z. B. Titanschwinger, aufzulegen, wobei dann das Medium m den Behaltern direkt als Energieubertrager dient.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird für die Behalter, das heißt die Blutbeutel, ein Material gewählt, das zusätzlich durchlassig für ultraviolettes Licht (UV-Licht) ist, wobei die Behalter mit UV-Licht durchstrahlt werden. Diese zusätzliche UV-Behandlung kann vor der oder nach der, jedoch bevorzugt gleichzeitig mit der Ultraschallbehandlung stattfinden.
Es hat sich für die Ultraschallbehandlung als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn Leistungsdichten zum Erreichen einer harten Kavitation im niedrigen Frequenzbereich zwischen 18 und 40 kHz verwendet werden. Dieser Frequenzbereich liegt somit unterhalb des in der erwähnten DE 10104558 Cl gewählten Frequenzbereiches, der dort mit 40 kHz bis 500 kHz und insbesondere 250 bis 400 kHz angegeben ist. Durch Ultraschall werden in dem Medium, das heißt in dem Blutplasma, Kavitationsblasen erzeugt, die mit der Ultraschallfrequenz zur Oszillation angeregt werden. Bei weicher (stabiler) Kavitation schwingen die Kavitationsblasen um einen konstanten mittleren Blasenradius. Dabei treten im Wesentlichen lediglich mechanische Effekte in Form von MikroStrömungen (microstreaming) auf, sodass Kavitationsblasen bei weicher Kavitation nicht implo- dieren können. Für das Auftreten harter Kavitation ist eine ausreichende Leistungsdichte des Ultraschallfeldes notwendig, um das Wachstum der Kavitationsblasen bis hin zu einer spezifischen kritischen Größe zu ermöglichen. Bei dieser kritischen Größe trifft die Eigenfrequenz • einer Blase die Frequenz des anregenden Ultraschallfeldes und tritt somit mit diesem in Re¬ sonanz, wodurch eine Implosion nach einer letzten Expansions¬ phase der Kavitationsblase stattfindet. Durch die Implosion der Kavitationsblasen bei harter Kavitation werden mechanische Effekte in Form von Mikrojets und Schockwellen hervorgerufen. Des Weiteren treten bei der Implosion lokal Drücke von mehre¬ ren 100 bar und Temperaturen von mehreren 1000 K auf.
Die Implosion größerer Kavitationsblasen (erzeugt bei niedri¬ gen Frequenzen) führt hierbei zu stärkeren hydrodynamischen Schockwellen und Mikrojets als die Implosion kleinerer Kavita¬ tionsblasen bei höheren Frequenzen. Die Leistungsdichte der Ultraschallstrahlung liegt im Bereich harter Kavitation, wobei Frequenzen zwischen etwa 15 kHz und 40 kHz verwendet werden.
Ein Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist auch, dass bei der bevorzugt verwendeten harten Kavitation umhüllte und nicht umhüllte Viren und/oder Bakterien inaktiviert werden, wobei die Inaktivierung insbesondere von kleinen Viren durch die zusätzliche UV-Bestrahlung unterstützt wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung weist zunächst eine Kammer, insbesondere eine Druckkammer zur Aufnahme von mit Blutplasma oder einem Serum gefüllten Behältern aus einem Gas, jedoch keine Flüssigkeit hindurch lassenden Material auf, wobei die Kammer Ventile aufweist, um ein Schutzgas, insbesondere CO2 in die Druckkammer einzuleiten. Das Schutzgas diffundiert durch die Wände der Behälter in das Medium. Andere Restgase, insbesondere Sauerstoff, werden dabei aus den Behältern und aus der Kammer entfernt. Die Vorrichtung weist ferner zumindest eine Ultraschallquelle zum Durchstrahlen der Behälter mit Ultraschall auf. Vorzugsweise ist ein Ultraschallbad mit einem eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aufnehmenden Becken und zumin¬ dest einem in die Flüssigkeit des Ultraschallbades Ultraschall abstrahlenden Sender vorgesehen. Das Gefäß ist so konzipiert, dass an allen Stellen im Wesentlichen die gleiche Leistungsdichte eingetragen wird. Dabei kann es sich als sinnvoll er¬ weisen, im Querschnitt kreisförmige Gefäße zu verwenden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich zumindest eine ultraviolettes Licht (UV-Licht) abstrahlende Lichtquelle zum Durchstrahlen der das Medium auf¬ nehmenden Behälter vorgesehen. Die Wellenlängen des UV-Lichtes liegen zwischen 50 nm und 400 nm, insbesondere zwischen 250 nm und 320 nm.
Des Weiteren ist eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebes des Senders für den Ultraschall und der UV-Lichtquelle vorgesehen. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt so ausgelegt, dass, wie oben erläutert, der Sender für Ultraschall und die UV-Lichtquelle gleichzeitig betrieben werden. Der Ultraschall und das UV-Licht können kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Druckkammer zum Behandeln von Blutplasma, das in einzelnen Blutbeuteln aufgenommen ist, um im Blutplasma vorhandene Viren und/oder Bakterien zu inaktivieren; und
Figur 2 einen Querschnitt durch ein Ultraschallbad mit mehreren Ultraschallsendern, in dem Blutbeutel aufgenommen sind, wobei zusätzlich mehrere UV-Lichtquellen vorgesehen sind, um die Blutbeutel mit UV-Licht zu durchstrahlen.
In Figur 1 ist schematisch eine Druckkammer 1 gezeigt, die einen Gaseinlass 2 und einen Gasauslass 3 aufweist, die jeweils mit einem Ventil 4 beziehungsweise 5 geöffnet bezie¬ hungsweise druckdicht verschlossen werden können. In der Druckkammer 1 sind eine Vielzahl von Blutbeuteln 6, in denen von zellulären Bestandteilen freies Blutplasma 7 mit einem gewissen Gehalt an Sauerstoff aufgenommen ist, an Haken 8 aufge¬ hängt. Die Druckkammer kann durch eine oder mehrere Trennwände 9 unterteilt sein, um die Anzahl der Blutbeutel entsprechend zu erhöhen. Die Blutbeutel 6, die zwischen 50 ml und 10.000 ml Blutplasma 7 aufnehmen, sind aus einem Material, das gasdurchlässig ist, jedoch Flüssigkeit nicht hindurch lässt. Außerdem ist dieses Material für ultraviolettes Licht (UV-Licht) ebenfalls durchlässig. Die Anordnung der Blutbeutel in der Druckkammer ist beispielhaft und kann durch eine andere geeignete Anordnung ersetzt werden.
In die Druckkammer 1 wird bei geöffnetem Einlass 2 und Auslass 3 ein Schutzgas, insbesondere CO2 beziehungsweise NO2 (Lachgas) eingefüllt, wonach nach Verschließen des Ventils 5 im Auslass 3 der Druck des Schutzgases in der Druckkammer 1 auf mehrere bar erhöht wurde. Bei Testversuchen wurde der Druck in der Druckkammer 1 auf 10 bar eingestellt, wobei jedoch Drücke zwischen 5 und 25 bar ebenfalls geeignet sind. Anschließend wurde auch das Ventil 4 im Gaseinlass 2 abgesperrt. Der Druck in der Druckkammer 1 wurde 60 Minuten bis 150 Minuten konstant auf dem erhöhten Druckwert von 10 bar gehalten. Es wurde festgestellt, dass nach dieser Zeitspanne der bisher im Blutplasma 7 enthaltene Sauerstoff vollständig durch das in die Blutbeutel eindiffundierte Schutzgas verdrängt und das Blutplasma mit dem Schutzgas gesättigt war.
Anschließend wurde die Druckkammer 1 belüftet und geöffnet, wonach die Blutbeutel 6 aus der Druckkammer entnommen wurden.
Die Blutbeutel 6 wurden dann in einen Korb 11 eingelegt und zum Beispiel durch eine perforierte Abdeckplatte 12 am Platz gehalten. Auch hier ist jede andere geeignete Anordnung möglich.
Der Korb 11 mit den Blutbeuteln 6 wurde in ein in Figur 2 schematisch gezeigtes Ultraschallbad eingetaucht. Dieses UIt- raschallbad besteht aus einem Becken 13, das mit einer Flüssigkeit 14, insbesondere Wasser gefüllt ist. In dem Becken 13 sind mehrere, in der Figur 2 vier schematisch angedeutete piezoelektrische Schwinger 15 vorgesehen, mit denen Ultraschallenergie in das Ultraschallbad mit Frequenzen zwischen 15 kHz und etwa 40 kHz, abgestrahlt wird. Bei den Versuchen wurden Ultraschallfrequehzen von 27 kHz und 40 kHz verwendet.
Das runde Becken 13 ist außerdem für UV-Licht durchlässig, wobei an der Außenwand des Beckens 13 mehrere, in Figur 2 nur drei schematisch angedeutete UV-Lichtquellen 16 angeordnet sind. Die UV-Lichtquellen 16 können natürlich auch im Inneren des Beckens 13 gelegen sein. Sie strahlen ultraviolettes Licht in das Flüssigkeitsbad, das aufgrund des Materiales für die Blutbeutel 6 auch in diese eindringt, sodass das in den Blutbeuteln 6 enthaltene Blutplasma 7 durchstrahlt wird. Die Wellenlänge des UV-Lichtes betrug bei dem Versuch 254 nm, wobei jedoch ein Bereich zwischen 50 nm und 400 nm ebenfalls gewählt werden kann.
Für die piezoelektrischen Schwinger 15 und die UV- Lichtquellen 16 ist eine nur schematisch angedeutete Steuereinrichtung 17 vorgesehen, mit der die Funktionen der piezo¬ elektrischen Schwinger 15 und der UV-Lichtquellen 16 gesteuert wird. Die piezoelektrischen Schwinger 15 und die UV- Lichtquellen 16 können kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden, wobei bevorzugt die Ultraschalleinstrahlung und die UV-Lichteinstrahlung gleichzeitig erfolgen. Die Be¬ handlung mit Ultraschall und UV-Licht kann bis zu fünf Stunden dauern.
Nach dieser Behandlung wurde festgestellt, dass in dem Blutplasma sämtliche Viren und/oder Bakterien inaktiviert be¬ ziehungsweise abgetötet sind. Durch die Bestrahlung mit UV- Licht wird insbesondere die Inaktivierung kleiner Viren, zum Beispiel des Parvovirus, deutlich unterstützt.
Durch das beschriebene Verfahren wurden die Gerinnungsfaktoren des Blutplasmas im Wesentlichen nicht beeinträchtigt; mechanische Beschädigungen der Bestandteile des Blutplasmas traten nach bisherigen Erkenntnissen nicht auf.
Bei der Inaktivierung von Viren ist die Leistungsdichte der Haupteinflussparameter. Die Leistungsdichte sollte möglichst hoch sein, um durch die Effekte harter Kavitation eine maximale Virusabreicherung/Virusinaktivierung zu erzielen. Bei der Schädigung der Plasmaproteine ist im bisher betrachteten Leistungsbereich (≤ 1,6 W/cm2) die Ultraschallfrequenz ein Haupteinflussfaktor. Die Ultraschallfrequenz sollte soweit wie möglich reduziert werden, um den Abstand zwischen den Knotenpunkten des stehenden Wellenfeldes und somit den Orten der Proteinansammlung zu maximieren. Dadurch kann die bei Erhöhung der Leistungsdichte verstärkte Tendenz der Ansammlung an Knotenpunkten kompensiert werden. Theoretisch könnte hier auch im Bereich des hörbaren Schalls gearbeitet werden. Um die Ausbildung der Knotenpunkte zu unterbinden, die sich nur in einem stehenden Wellenfeld bilden, sollte auch mit diskontinuierli¬ chem Ultraschall gearbeitet werden. Die Leistungsdichte sollte in jedem Fall so gewählt werden, dass harte Kavitation, mit den Effekten Mikroströmung ( „microstreaming") , Mikrojets, Schockwellen) im Blutplasma auftritt. Die Frequenz sollte so gewählt werden, das die Abstände zwischen den Orten der Proteinansammlung maximal sind.
In Versuchen konnte gezeigt werden, dass das BVD-Virus, das SF-Virus oder das PR-Virus allein mit Ultraschall inakti¬ viert werden. Verwendet wurden bei 27 kHz eine Leistungsdichte von 1,60 W/cm2 und bei 40 kHz eine Leistungsdichte von eben- falls 1,60 W/cm2. Das kleine Parvovirus konnte durch zusätzliche UV-Bestrahlung ebenfalls inaktiviert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Inaktivieren von Viren und/oder Bakterien in flüssigen Medien, insbesondere in Blutplasmen und Serumkonserven, wobei das Medium unter einem Schutzgas mit niederfrequen- tem Ultraschall bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium mit einer solchen Leistungsdichte des Ultraschalls bestrahlt wird, dass harte Kavitation auftritt, bei der im Medium erzeugte Kavitationsblasen implodieren, sodass Schockwellen erzeugt werden, die die Viren und/oder Bakterien inaktivieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freguenz des Ultraschalls zwischen 15 kHz und 40 kHz gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit Ultraschall kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- das Medium wird in einen Behälter aus einem Material abgefüllt, das Gas, jedoch keine Flüssigkeit hindurch lässt;
- die Behälter werden in eine Schutzgasatmosphäre ein¬ gebracht, sodass das Schutzgas durch den Behälter in das Medium diffundieren kann, und werden in der Schutzgasatmosphäre so lange gehalten, bis etwaiges im Medium enthaltenes Restgas, insbesondere Sauer-
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter kontinuierlich oder diskontinuierlich mit dem UV- Licht durchstrahlt werden.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Kammer (1) zur Aufnahme von Behältern (6), die aus einem Material bestehen, das Gas, jedoch keine Flüssigkeit hindurch lässt und mit dem Medium, insbesondere Blutplasma oder einem Serum gefüllt sind, wobei die Kammer (1) zumindest einen Gaseinlass (2) und einen Gasauslass (3) aufweist, in denen Ventile (4, 5) zum Öffnen bzw. Schließen gelegen sind, um ein Schutzgas, insbesondere CO2, in die Kammer einzuleiten und andere Restgase aus der Kammer zu entfernen, wobei die Behälter (6) in der Kammer (1) so lange gehalten werden, bis die Restgase weitestgehend aus den Behältern (6) entfernt und das Medium (7) durch das Schutzgas gesättigt ist;
eine Ultraschallquelle (15) zum Einbringen von Ultraschallenergie in das Medium.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschallbad (13, 14, 15) mit einem eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser (14) aufnehmenden Becken (13) und mit zu¬ mindest einem in die Flüssigkeit des Ultraschallbades Ultra¬ schall abstrahlenden Sender (15) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer eine Druckkammer (1) ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Ultraschallsender (15) in dem Becken (13) so platziert und eingestellt sind, dass in dem Becken an allen Punkten der durchstrahlten Fläche im Wesentlichen die gleiche Leistungsdichte herrscht.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine ultraviolettes Licht abstrahlende Lichtguelle (16) zum Durchstrahlen der des Medium aufnehmenden Behälter (6) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (17) zum Steuern der Funktion des zumindest einen Ultraschallsenders (15) und bei zusätzlicher Durchstrahlung der Behälter (6) für das Medium (7) mit UV-Licht zum Steuern der zumindest einen UV- Lichtquelle (16) vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) ausgelegt ist, um den zumindest einen Ultraschallsender (15) und die zumindest eine UV- Lichtquelle (16) im Wesentlichen gleichzeitig kontinuierlich oder diskontinuierlich zu betätigen.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1039050C2 (en) * 2011-09-19 2013-03-21 Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology Device and method for a uv disinfection reactor.
WO2013067041A1 (en) 2011-11-01 2013-05-10 Indrani Deo Dispensing nozzle with an ultrasound activator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1264688B (de) * 1961-05-01 1968-03-28 Bendix Corp Verfahren zur Reinigung und Sterilisation von bakterienverseuchten Gegenstaenden
DE3943590C2 (de) * 1989-02-08 1995-05-24 Bran & Luebbe Anlage zur Inaktivierung von in Flüssigkeiten befindlichen Viren
US5370740A (en) * 1993-10-01 1994-12-06 Hughes Aircraft Company Chemical decomposition by sonication in liquid carbon dioxide
DE10104558C1 (de) * 2001-02-01 2002-06-06 Axel Stemberger Verfahren zur Inaktivierung von Bakterien und Viren
AU2002306757B2 (en) 2002-04-12 2009-07-02 Throwleigh Technologies, L.L.C. Methods and apparatus for decontaminating fluids
DE60311135T2 (de) * 2002-11-04 2008-01-31 Ashland Licensing And Intellectual Property Llc. Vorrichtung und verfahren zur behandlung eines flüssigen mediums mittels ultraschall zur verhinderung des wachstums von hyperproliferativen oder infizierten zellen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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