JP2009525153A - 全血を分離する方法におけるpHの調整 - Google Patents
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Abstract
本発明は、全血を収集し成分に分離する方法に関する。方法は、全血を収集し且つ/または分離するためのバッグに酸性pHを有する抗凝血剤を加えることと、バッグに全血を収集することと、抗凝固処理された全血を含むバッグをロータに装填することと、ロータのバッグを回転して全血を少なくとも1つの成分に分離することと、ロータのバッグを圧搾して成分を分離バッグから少なくとも1つのサテライトバッグ内に入れることと、の各ステップを含む。
【選択図】 図1
【選択図】 図1
Description
(関連出願への相互参照)
本願は、2006年1月30日に出願された米国仮特許出願第60/766,586号の、35U.S.C.119(e)下の利益を請求する。
本願は、2006年1月30日に出願された米国仮特許出願第60/766,586号の、35U.S.C.119(e)下の利益を請求する。
血液および血液成分を注入するために、全血は典型的に、3つの成分、すなわち、血漿、赤血球および血小板に分離される。
従来、これらの血液成分を得るには2つのやり方がある。1つのやり方は、供血者/患者から全血を収集し、全血収集後幾分かの時間期間で手動でこれを成分に分離する。この方法を使用して、発熱物質がなく無菌であり収集されるべき血液の量に十分な抗凝血剤を含むFDA承認容器内に、全血が収集される。このようにして収集される全血は、技術者によって実験室で手動で成分に分離され、分離は典型的に、米国では収集後約2〜8時間の間に、欧州では約2〜24時間の間に、発生する。
全血を成分に分離する別のやり方は、アフェレーシスまたは自動細胞分離装置を使用することによる。アフェレーシス装置は、自動的に全血を成分に分離し、収集手順中に、収集されなかった血液成分を供血者に戻す。
上述のような全血の手動処理の代替は、ガンブロBCT社(Gambro BCT, Inc.)(米国、コロラド州、レイクウッド(Lakewood))が製造のアトレウス(Atreus)機械等の自動全血処理装置を使用して、前もって収集された全血を自動処理することである。
全血処理において、(手によってであれ、自動機械によってであれ)、且つ、アフェレーシスにおいて、抗凝血剤を血液に加えることは、凝血形成を防止するために必要である。手動全血処理において、血液は、凝血を防止し保存中の細胞の生存能力および機能を維持することの両方用に設計された承認された抗凝血剤保存溶液を含むバッグに、供血者/患者から直接、収集される。手動全血処理において、全血は、CPD(クエン酸−リン酸−デキストロース)抗凝血剤に収集される。
アフェレーシス処理において、抗凝血剤ACDA(クエン酸デキストロースフォームラA)が、収集手順の開始時に供血者/患者から抜かれた血液に加えられる。
本発明は、自動血液処理装置で処理された全血からの赤血球の最適な白血球除去および血小板の最適な収集に関する。
米国仮特許出願第60/766,586号
(発明の概要)
本発明は、全血を収集し成分に分離する方法に関する。方法は、全血を収集し且つ/または分離するためのバッグに酸性pHを有する抗凝血剤を加えることと、バッグに全血を収集することと、抗凝固処理された全血を含むバッグをロータに装填することと、ロータのバッグを回転して全血を所望の成分に分離することと、ロータのバッグを圧搾して所望の成分を分離バッグからサテライトバッグ内に入れることと、の各ステップを含む。
本発明は、全血を収集し成分に分離する方法に関する。方法は、全血を収集し且つ/または分離するためのバッグに酸性pHを有する抗凝血剤を加えることと、バッグに全血を収集することと、抗凝固処理された全血を含むバッグをロータに装填することと、ロータのバッグを回転して全血を所望の成分に分離することと、ロータのバッグを圧搾して所望の成分を分離バッグからサテライトバッグ内に入れることと、の各ステップを含む。
本発明はまた、前もって収集され保存された全血から分離された赤血球の白血球除去する方法も含む。ステップは、CPD抗凝血剤に全血を収集することと、抗凝固処理された全血を一晩保存することと、抗凝固処理された全血をロータに装填することと、ロータを回転して保存された全血を少なくとも赤血球成分に分離することと、ロータの血液を圧搾して少なくとも赤血球成分をサテライトバッグ内に入れることと、サテライトバッグの分離された赤血球成分のpHを上げることと、赤血球成分の白血球除去することと、を含む。
本発明は、収集された全血を成分に分離するための自動血液分離装置とともに使用されるものである。全血は、供血者から収集した直後に成分に分離されてもよく、または、供血者から前もって収集された全血から成分に分離されてもよい。前もって収集された、とは、血液が自動血液分離装置で分離される前の幾分の時間期間で全血を供血者から収集することを意味する。
図1は、全血を、本質的に血漿を備える血漿成分と、本質的に単核球および血小板を備える第1の血球成分と、本質的に赤血球を備える第2の血球成分と、に分離するのに適合されたバッグのセットの例を示す。このバッグセットは、可撓性のある分離バッグ1と、それに接続された3つの可撓性のある生成物バッグ2、3、4と、を備える。分離バッグ1は、実質的に円形の外側縁6と内側円形縁7とを有する環状分離チャンバ5を備える。分離チャンバ5の外側円形縁6および内側円形縁7は、実質的に同心である。分離バッグ1は、分離チャンバ5の内側縁7に接続されているセミフレキシブルディスク形状の接続要素9をさらに備える。ディスク形状の接続要素9は、これの中に包埋された分配チャネル10を備え、これは、通路11を通って環状チャンバ5に連通する。分配チャネル10は、実質的に円の弧に沿って延出する。ディスク形状の接続要素9は、分離バッグ1を遠心分離機のロータに固定するために一連の穴12を備える。
第1のサテライトバッグ2は、2つの目的を有し、血液収集バッグおよび単核球/血小板成分バッグの両方として連続して使用される。第1のサテライトバッグは、当初、分離プロセス前に供血者から一定容量の全血(通常、約450ml)を受け取り且つ分離プロセス中に単核球/血小板成分を受け取るように意図されている。第1のサテライトバッグ2は、平らであり実質的に矩形であり、バッグをかけるための穴13を有する2つの補強イヤをこれの上部隅に備える。これは、クランプ15が嵌められた第1の移送チューブ14によって、分離バッグ1に接続されている。第1の移送チューブ14は、第1のサテライトバッグ2の上部縁に接続された第1の端と、分配チャネル10の第1の端に接続された第2の端と、を有する。
抗凝血剤が第1のサテライトバッグ2に加えられる。典型的に、約63mlの抗凝血剤溶液が、約450mlの供血に加えられる。抗凝血剤は、血液が加えられる前に第1のサテライトバッグ2に加えられてもよく、または、血液が加えられた後に加えられてもよい。第1のサテライトバッグ2内から取り外すことができるプラグ16(たとえば、いわゆる「壊れやすいピン」)が、第1の移送チューブ14を通って液体が流れるのを阻止し、抗凝血剤溶液が第1のサテライトバッグ2から分離バッグ1内に流れるのを防止する。
収集チューブ17は、一方の端で第1のサテライトバッグ2の上部縁に接続され、他方の端に、シース18によって保護された針を備える。第1のサテライトバッグ2内から取り外すことができる壊れやすいピン19は、収集チューブ17の下流端をふさぎ、抗凝血剤溶液が第1のサテライトバッグ2から収集チューブ17を通って流れるのを防止する。
第2のサテライトバッグ3は、血漿成分を受け取るように意図されている。これは、平らであり実質的に矩形であり、バッグをかけるための穴13を有する2つの補強イヤをこれの上部隅に備える。これは、第2の移送チューブ20によって分離バッグ1に接続されている。第2の移送チューブ20は、クランプ15が嵌められており、第2のサテライトバッグ3の上部縁に接続された第1の端と、分配チャネル10の第2の端に接続された第2の端と、を有する。
第3のサテライトバッグ4は、赤血球成分を受け取るように意図されている。これは、平らであり実質的に矩形であり、バッグをかけるために穴13を有する2つの補強イヤをこれの上部隅に備える。これは、第3の移送チューブ21によって分離バッグ1に接続されている。第3の移送チューブ21は、第3のサテライトバッグ4の上部縁に接続された第1の端と、分配チャネル10に接続された第2の端と、を有し、分配チャネル10と分離チャンバ5との間の通路11に面するようにする。これは、白血球除去フィルタ22の入口および出口にそれぞれ接続された2つのセグメントを備える。分離バッグ1に接続されたチューブセグメントには、クランプ15が嵌められている。フィルタ22は、たとえば、ポール・コーポレーション(Pall Corporation)が製造したタイプRC2Dのフィルタであってもよい。そのようなフィルタは、ディスク形状のケーシングを備え、これに、半径方向の入口ポートおよび出口ポートが、直径対向で、接続されている。第3のサテライトバッグ4は、赤血球用に一定容量の保存溶液を含む。保存溶液は、細胞が加えられる前かまたは細胞が加えられた後かのいずれかで、第3のサテライトバッグ4に加えられてもよい。第3のサテライトバッグ4内から取り外すことができるプラグ23(たとえば、いわゆる「壊れやすいピン」)は、第3の移送チューブ21を通って液体が流れるのを阻止し、保存溶液が第3のサテライトバッグ4から分離バッグ1内に流れるのを防止する。
図2および3は、一定容量の複合液体を遠心分離によって分離するための機器の実施形態を示す。機器は、図面に示された分離バッグを受け取るように適合された遠心分離機と、分離された成分をサテライトバッグ内に移させるための成分移送手段と、を備える。
遠心分離機は、軸受アセンブリ30によって支持されるロータを備え、ロータが垂直中心軸31を中心にして回転するのを可能にする。ロータは、
−円筒形ロータシャフト32、33と、
−サテライトバッグを含むための中心コンパートメント34であって、これの上部端でロータシャフト32、33に接続されている中心コンパートメント34と、
−少なくとも1つのサテライトバッグを中心コンパートメント34内の決定された位置に支持するためのサポート部材87(図3および4には示されていない)と、
−分離バッグを支持するための円形ターンテーブル35であって、これの上部端でコンパートメント34に接続されており、ロータシャフト31、32、コンパートメント34およびターンテーブル35の中心軸が回転軸31に一致するターンテーブル35と、
を備える。
−円筒形ロータシャフト32、33と、
−サテライトバッグを含むための中心コンパートメント34であって、これの上部端でロータシャフト32、33に接続されている中心コンパートメント34と、
−少なくとも1つのサテライトバッグを中心コンパートメント34内の決定された位置に支持するためのサポート部材87(図3および4には示されていない)と、
−分離バッグを支持するための円形ターンテーブル35であって、これの上部端でコンパートメント34に接続されており、ロータシャフト31、32、コンパートメント34およびターンテーブル35の中心軸が回転軸31に一致するターンテーブル35と、
を備える。
ロータシャフトは、第1の上部部分32と第2の下部部分33とを備える。シャフトの上部部分32は、一部が、軸受アセンブリ30を通って延出する。プーリー36が、シャフトの上部部分32の下部端に接続されている。
遠心分離機は、プーリー36の溝に係合したベルト41によってロータに連結されたモータ40をさらに備え、中心垂直軸31を中心にしてロータを回転するようにする。
分離機器は、第1、第2および第3のピンチ弁部材42、43、44をさらに備え(図1参照)、これらは、液体が可撓性のあるプラスチックチューブを通って流れるのを選択的に阻止するかまたは可能にするために、且つ、プラスチックチューブを選択的に封止し切断するために、ロータに装着されている。各ピンチ弁部材42、43、44は、細長い円筒形本体と、静止上部ジョーおよび開位置と閉位置との間を動くことができる下部ジョーによって画成される溝を有する頭部と、を備え、溝は、下部ジョーが開位置にあるときに、図1に示されたバッグセットの移送チューブ14、20、21の1本が中に滑り係合することができるように、寸法づけられている。細長い本体は、下部ジョーを動かすための機構を含み、これは、プラスチックチューブを封止し切断するのに必要なエネルギを供給する高周波ジェネレータに接続されている。ピンチ弁部材42、43、44は、中心コンパートメント34の周囲に装着されており、そのため、それらの長手方向軸はロータの中心軸31に平行であり、それらの頭部は、コンパートメント34のへりより上に突出する。分離バッグ1がターンテーブル35に装着されたときに、分離バッグ1およびそれに接続された移送チューブ14、20に対するピンチ弁部材42、43、44の位置は、図1に点線で示されている。電力は、ロータシャフトの下部部分33のまわりに装着されているスリップリングアレイ45を通って、ピンチ弁部材42、43、44に供給される。
ターンテーブル35は、上部のより小さな縁がコンパートメント34のへりに接続されている中心円錐台部分46と、円錐台部分46の下部のより大きな縁に接続された環状の平らな部分47と、環状部分47の外側周囲から上方に突出する外側円筒形フランジ48と、を備える。ターンテーブル35は、開位置と閉位置との間を旋回するように、蝶番によってフランジ48に固定されているアーチ形の円形蓋49をさらに備える。蓋49には、ロック51が嵌められ、これによって、閉位置で封鎖されることができる。蓋49は、上部部分に大きなカットアウトを備え、これが、ロータの中心コンパートメント34へのアクセスを与える。蓋49は、環状内側表面を備え、これは、蓋49が閉位置にあるときには、ターンテーブル38の円錐台部分46および環状の平らな部分47とともに、実質的に平行四辺形の形状を有する半径方向断面を有する円錐台環状コンパートメント53を画成するように形状づけられている。円錐台環状コンパートメント53、後に「分離コンパートメント」は、分離バッグ1を含むように意図されている。
成分移送手段は、分離コンパートメント53内の分離バッグを圧搾し分離された成分をサテライトバッグ内に移させるための圧搾システムを備える。圧搾システムは、ターンテーブル35の円錐台部分46および環状の平らな部分47をライニングするように形状づけられている可撓性のある環状ダイヤフラム54を備え、これに対して、より小さな円形縁およびより大きな円形縁に沿って固定されている。圧搾システムは、ロータを通ってロータシャフトの下部部分33の下部端からターンテーブル35へ延出するダクト37を経由して、可撓性のあるダイヤフラム54とターンテーブル35との間に画成された膨張可能な油圧チャンバ55内に且つこれから油圧液体をポンプ注入出するための油圧ポンプステーション60をさらに備える。ポンプステーション60は、回転式流体カップリング38を経由してロータダクト37に流体的に接続された油圧シリンダ62内を動くことができるピストン61を有するピストンポンプを備える。ピストン61は、ピストンロッドに連結された親ねじ64を動かすステッピングモータ63によって作動される。油圧シリンダ62は、油圧シリンダ62、ロータダクト37および膨張可能な油圧チャンバ55を含む油圧回路内に油圧液体を導入するかまたはこれから油圧液体を回収するかを選択的に可能にするために、弁66によって制御されたアクセスを有する油圧液体溜65にも接続される。圧力ゲージ67は、中の油圧を測定するために油圧回路に接続されている。
分離機器は、機器が作動しているときに分離バッグ内で発生する分離プロセスの特徴を検出するために、3つのセンサ56、57、58をさらに備える。3つのセンサ56、57、58は、ロータの回転軸から異なる距離で蓋49に包埋されており、第1のセンサ56は回転軸にもっとも遠く、第3のセンサ58は回転軸にもっとも近く、第2のセンサ57は中間位置を占める。蓋49が閉じているときには、3つのセンサ56、57、58は、図1に示されるように分離バッグ1に面する。第1のセンサ56(後に「バッグセンサ」)は、分離チャンバ5上に位置決めされるように、内側縁6から分離チャンバの幅の約3分の1で蓋49に包埋され、これは、分離チャンバ5と分配チャネル10との間の通路11に対してずれている。バッグセンサ56は、分離チャンバ5に液体が存在するかしないかを検出することができ、且つ、液体内の赤血球を検出することができる。第2のセンサ57(後に「ベイセンサ」)は、分離チャンバ5と分配チャネル10との間の通路11上に位置決めされるように、蓋49に包埋される。ベイセンサ57は、分離チャンバ5から3つのサテライトバッグ2、3、4内に流れるいずれかの成分の経路にある。ベイセンサ57は、分配チャネル10に液体が存在するかしないかを検出することができ、且つ、液体内の赤血球を検出することができる。第3のセンサ58(後に「チャネルセンサ」)は、分配チャネル10上に位置決めされるように、蓋49に包埋される。チャネルセンサ58は、分離チャンバ5から第2のサテライトバッグ3内に流れるいずれかの成分の経路にある。チャネルセンサ58は、分配チャネル10に液体が存在するかしないかを検出することができ、且つ、液体内の赤血球を検出することができる。各センサ56、57、58は、赤外線LEDおよびフォトデテクタを含むフォトセルを備えることができる。電力は、スリップリングアレイ45を通って、センサ56、57、58に供給される。
分離機器は、制御ユニット(マイクロプロセッサ)と、様々な分離プロトコルに関する且つそのような分離プロトコルにしたがった機器の操作に関する情報およびプログラムされた指令をマイクロプロセッサに提供するメモリユニットと、を含むコントローラ70をさらに備える。特に、マイクロプロセッサは、分離プロセスの様々な段階中にロータが回転すべき遠心分離スピード(単/複)に関連する情報、および、分離された成分が分離バッグ1からサテライトバッグ2、3、4内に移されるべき様々な移送流量に関連する情報、を受け取るようにプログラムされている。様々な移送流量に関連する情報は、たとえば、油圧回路の油圧液体流量として、または、油圧ポンプステーション60のステッピングモータ63の回転スピードとして、表すことができる。マイクロプロセッサは、直接にまたはメモリを通して、圧力ゲージ67からおよびフォトセル56、57、58から、情報を受け取るために、且つ、選択された分離プロトコルに沿って分離機器を操作させるように、遠心分離機モータ40、ステッピングモータ63、および、ピンチ弁部材42、43、44を制御するために、さらにプログラムされている。
3つの血液成分、すなわち、血漿成分と、本質的に血小板を備えている第1の血球成分と、本質的に赤血球を備えている第2の血球成分と、を準備することを目的とする第1の分離プロトコルの例が、下記に説明される。この第1の分離プロトコルは、チャネルセンサ58の使用を必要としない。第1の分離プロトコルに沿った分離機器の操作は、下記の通りである。
第1分離段階において、サテライトバッグが一定容量の全血を含む、図1に示されたようなバッグセットが、遠心分離機のロータの適所に設定される(図2、3に示されるように)。
第1段階の開始時に、図1のバッグセットの第1のサテライトバッグ2は、一定容量の抗凝固処理された全血(通常、約500ml)を含む。収集チューブ17は、封止され、切断されている。サテライトバッグ2、3、4を分離バッグ1に接続する移送チューブ14、20、21のクランプ15は、閉じている。第1のサテライトバッグ2と分離バッグ1との間の連通を阻止する壊れやすいピン16が壊され、第3のサテライトバッグ4と分離バッグ1との間の連通を阻止する壊れやすいピン23も同様である。第1のサテライトバッグ2および第3のサテライトバッグ4は、バッグホルダ(図示せず)の第1の組のペグに係合し、第1のサテライトバッグ2は、最初に係合されている。第2のサテライトバッグ3は、第2の組のペグ(図示せず)に係合している。バッグホルダは、クレードル(図示せず)に装着され、その結果として、第1のサテライトバッグ2はクレードルの内側表面に隣接する。クレードルは、次いで、遠心分離機の中心コンパートメント34内に完全に挿入される。次いで、サテライトバッグ2、3、4は、実質的に、ロータの回転軸31を含む平面の一方の側部に位置する。収集バッグ1は、ターンテーブル35に置かれ、ロータライナーのフランジのピンが、分離バッグ1のディスク形状接続要素9の穴12に係合している。第1のサテライトバッグ2を分離バッグ1に接続する第1の移送チューブ14は第1のピンチ弁部材42に係合し、第2のサテライトバッグ3を分離バッグ1に接続する第2の移送チューブ20は第3のピンチ弁部材44に係合し、第3のサテライトバッグ4を分離バッグ1に接続する第3の移送チューブ21は第2のピンチ弁部材43に係合する。サテライトバッグ2、3、4を分離バッグ1に接続する移送チューブ14、20、21のクランプ15は、開いている。ロータの蓋49は、閉じている。
第2段階において、第1のサテライトバッグ2に含まれた抗凝固処理された全血は、分離バッグ1内に移される。
第2段階の開始時に、第1のピンチ弁部材42は開き、第2および第3のピンチ弁部材43、44は閉じている。ロータは遠心分離機モータ40によって動くように設定され、これの回転スピードは着実に増加し、ついには、
−遠心力下で、第1のサテライトバッグ2の内容物を分離バッグ1に移させるのに十分に高いように、
−より短い時間期間ですべての移送を起こさせるのに十分に高いように、
一方、同時に、
−第1のサテライトバッグ2内の圧力が、溶血が発生する決定された圧力閾値を実質的に超えさせないほど十分に低いように、
−分離バッグ1に入る血液の流れに、溶血を発生させる剪断力を生成させないほど十分に低いように、
選択される第1の遠心分離スピード(たとえば、約1500RPM)に到達する。
−遠心力下で、第1のサテライトバッグ2の内容物を分離バッグ1に移させるのに十分に高いように、
−より短い時間期間ですべての移送を起こさせるのに十分に高いように、
一方、同時に、
−第1のサテライトバッグ2内の圧力が、溶血が発生する決定された圧力閾値を実質的に超えさせないほど十分に低いように、
−分離バッグ1に入る血液の流れに、溶血を発生させる剪断力を生成させないほど十分に低いように、
選択される第1の遠心分離スピード(たとえば、約1500RPM)に到達する。
サテライトバッグ2内で溶血が発生する圧力閾値は約10PSIであり、且つ、そのような圧力閾値に到達せず且つ分離バッグに入る血液の流れの剪断力が溶血を発生させない最大回転スピードは、約1800RPMであると決定された。約1500RPMの回転スピードで、約500mlの抗凝固処理された全血をサテライトバッグ2から分離バッグ1内に移すのに、約1分かかる。
バッグセル56が、遠心分離プロセスの開始後の所定の時間期間内に赤血球を検出しなかった場合には、制御ユニット70がロータを停止させ、警告を発せさせる。これは、特に、壊れやすいピン16が壊れていない場合にまたは第1の移送チューブ14のクランプ15が開いていない場合に、発生する可能性がある。
第3段階において、分離チャンバ内の血液が、所望のレベルへ沈殿する。
この段階の開始時に、ピンチ弁部材42、43、44は、閉じている。ロータは、分離バッグ1に当初移された全血のヘマトクリットが何であれ、血液が、それの中に所定の期間の最後で、外側環状赤血球層のヘマトクリットが約90であり内側環状血漿層が実質的に細胞を含まない点へ沈殿するように選択される所定の時間期間の間(たとえば、約220秒)、第2の高い遠心分離スピード(たとえば、約3200RPM)で回転される。より詳細には、この沈殿段階の結果で、分離バッグ1は4つの層、すなわち、主に血漿を備える第1の内側層と、主に血小板を備える第2の中間層と、主に単核球(リンパ球および単球)を備える第3の中間層と、主に赤血球(顆粒球が赤血球のもっとも内側の層に包埋されたままである)を備える第4の外側層と、を呈する。
第4段において、血漿成分は、第1のサテライトバッグ2内に移される。
この段階の開始時に、ピンチ弁部材42、43、44は、閉じている。ロータは、沈殿段階と同一の高い遠心分離スピードで回転される。所定の沈殿期間の終了前に発生する可能性があるバッグセンサ56が赤血球を検出するのを停止した後の所定の時間期間後に、第2のサテライトバッグ3へのアクセスを制御する第3のピンチ弁部材44は開き、ポンプステーション60は作動され、一定の流量(たとえば、約220ml/分)で油圧液体を油圧チャンバ55内にポンプ注入するようにする。膨張する油圧チャンバ55は分離バッグ1を圧搾し、血漿を第2のサテライトバッグ3内に移させる。ベイセンサ57による赤血球の検出に続いて所定の時間期間が経過した後に、ポンプステーション60は停止され、第3のピンチ弁部材44は閉じられる。少量の血漿(たとえば、約5ml)が、分離バッグ1に残っている。
血漿成分の移送流量(これは直接、油圧流体の流量に関係する)は、血漿成分を血小板で汚染するのを避けるように血小板層を乱すことなく、できるだけ高く選択される。
第5段階において、血小板/単核球成分が、第1のサテライトバッグ2内に移される。
第5段階は、第3のピンチ弁部材44が第4段階の最後で閉じられるとすぐに開始することができる。この第5段階の開始時に、ピンチ弁部材42、43、44は閉じている。ロータは、先のものと同一の高い遠心分離スピードで回転される。第1のサテライトバッグ2へのアクセスを制御する第1のピンチ弁部材42は開き、ポンプステーション60は作動され、一定の流量(たとえば、約140ml/分)で油圧液体を油圧チャンバ55内にポンプ注入するようにする。膨張する油圧チャンバ55は分離バッグ1を圧搾し、残余容量の血漿、血小板、リンパ球、単球および少量の赤血球を備える血小板/単核球成分を第1のサテライトバッグ2内に移させる。所定容量が第1のサテライトバッグ2内に移された後に、これもまた、所与の油圧液体流量用に所定の時間量が経過した後に、ポンプステーション60は停止され、第1のピンチ弁部材42は閉じられる。血小板/単核球成分のこの所定容量は、部分的に、第4段階の最後における分離バッグ1内の残余量の血漿に依存する。たとえば、分離バッグ1内の残余容量の血漿がベイセンサ57によって決定されるときには、所定容量の血小板/単核球成分を、約5mlの血漿および約5mlの赤血球を含む約10〜15mlの間で設定することができる。
第6段階において、第3のサテライトバッグ4に含まれた赤血球用の保存溶液が、分離バッグ1内に移される。
第6段階は、第3のピンチ弁部材42が第5段階の最後で閉じられるとすぐに開始することができる。この第5段階の開始時に、ピンチ弁部材42、43、44は閉じている。ロータは、先のものと同一の高い遠心分離スピードで回転される。第3のサテライトバッグ4へのアクセスを制御する第2のピンチ弁部材43は開き、第3のサテライトバッグ4に含まれた保存溶液が、遠心力下で、フィルタ22を通って、第3のサテライトバッグ4から分離バッグ1内に流れるのを可能にする。第2のピンチ弁部材43を開いた後に所定の時間量が経過した後に、ロータは急にブレーキをかけられ、そのため、回転スピードが急激に第3の減少したスピード(たとえば、1500RPM)へ減少し、分離バッグに含まれた赤血球を保存溶液に浮遊させ、これの粘度を低下させるようにする。
第7段階において、赤血球成分が、第3のサテライトバッグ4内に移される。
第7段階は、ロータが第3の回転スピードで回転した後に所定の時間期間が経過した後に、開始することができる。この段階の開始時に、第3のサテライトバッグ4へのアクセスを制御する第2のピンチ弁部材43は開き、ピンチ弁部材42、44は閉じている。ロータは第3の回転スピードで回転する。ポンプステーション60は、第1の流量で油圧液体を油圧チャンバ55内にポンプ注入するように作動され、その後、分離バッグ1を圧搾して、赤血球成分を、フィルタ22を通って、第3のサテライトバッグ4内に移させる。赤血球成分の第1の移送流量(これは、油圧流体の流量に直接関係する)は、赤血球を損傷(溶血)せずにできるだけ高くなるように選択される。圧力ゲージ67によって測定された油圧流体の圧力が第1の高い圧力閾値に到達すると、油圧流体の流量は、第1の流量から第2の高い流量へ減少する。圧力ゲージ67によって測定された油圧流体の圧力が第2の高い圧力閾値に到達するときには、油圧流体の流量は、第2の流量から第3の流量へさらに減少する。赤血球成分の第2および第3の移送流量は、赤血球成分の最大部分が第3のサテライトバッグ4内に移されるように、選択される。白血球(顆粒球および残余の単球およびリンパ球)がフィルタ22によって捉えられ、そのため、第3のサテライトバッグ4内の究極濃厚赤血球成分は、実質的に白血球がない。
第8段階において、遠心分離プロセスが終了する。
油圧流体の圧力が第2の圧力閾値に到達した後に所定の時間期間(たとえば、約30秒)が経過した後に、ロータの回転スピードは、ロータが停止するまで減少し、ポンプステーション60は、油圧チャンバ55が空になるまで高い流量(たとえば、約800ml/分)で油圧液体を油圧チャンバ55からポンプ注出するように作動され、3つのピンチ弁部材42、43、44は、チューブ14、20、21を封止し切断するように作動される。
本発明がともに使用することができる別の自動全血処理システムが、図4〜7に示されている。
図4は、複合液体(たとえば、全血)を、第1の成分(たとえば、血漿成分)と、中間成分(たとえば、血小板成分)と、第2の成分(たとえば、赤血球成分)と、に分離するように適合されたバッグのセットの例を示す。このバッグセットは、可撓性のある分離バッグ1000と、それに接続された3つの可撓性のあるサテライトバッグ200、300、150と、を備える。
複合液体が全血であるときには、分離バッグ1000は、2つの目的を有し、収集バッグとして且つ分離バッグとして連続して使用される。これは、当初、供血者から個別容量の全血(通常、約450ml)を受け取るように意図され、後に、分離機器の分離チャンバとして使用されるべきものである。分離バッグ1000は、平らであり、略矩形である。これは、一緒に溶接される2枚のプラスチック材料の矩形シートから作られ、それらの間に、三角形頂部下流部分に接続された主要矩形部分を有する内部空間を画成するようにする。第1のチューブ400は、三角形部分の先端に接続され、第2および第3のチューブ500、600は、それぞれ、三角形部分のいずれかの側方向縁に接続されている。3本のチューブ400、500、600の近位端は、平行になるように、2枚のプラスチック材料のシートの間に包埋されている。分離バッグ1000は、3本のチューブ400、500、600に隣接するこれの隅の各々に、穴800をさらに備える。穴800は、後述されるように、分離バッグを分離セルに固定するために使用される。
一定容量の抗凝固溶液(典型的に、約450mlの供血用には約63ml)が、当初、分離バッグに加えられ、第1および第3のチューブ400、600には、近位端に、それぞれ、壊すことのできるストッパー90、100が嵌められ、これを通って液体が流れるのを阻止する。
第2のチューブ500は、遠位端に接続された針120を有する収集チューブである。供血の開始時に、針120は、供血者の血管内に挿入され、血液は、収集(分離)バッグ1000内に流れる。所望の容量の血液が収集(分離)バッグ1000に収集された後に、収集チューブ500は封止され切断される。
第1のサテライトバッグ200は、血漿成分を受け取るように意図されている。これは平らであり、実質的に矩形である。これは、第1のチューブ400の遠位端に接続されている。
第2のサテライトバッグ300は、赤血球成分を受け取るように意図されている。これは平らであり、実質的に矩形である。これは、第3のチューブ600の遠位端に接続されている。第3のチューブ600は、白血球除去フィルタ130の入口および出口にそれぞれ接続された2つのセグメントを備える。第2のサテライトバッグ300は、赤血球用に一定容量の保存溶液を含み、第3のチューブ600は、遠位端に、壊すことのできるストッパー140が嵌められ、これを通って液体が流れるのを阻止する。
第3のサテライトバッグ150は、血小板成分を受け取るように意図されている。第1および第2のサテライトバッグ200、300と同様に、第3のサテライトバッグ150は、平らであり、実質的に矩形である。
バッグセットはまた、第1のチューブ400によって分離バッグ1000に接続されたレッグと、第4のチューブ170によって第1のサテライトバッグ200(血漿成分バッグ)に接続された第1のアームと、第5のチューブ180によって第3のサテライトバッグ150(血小板成分バッグ)に接続された第2のアームと、を有するT字形3方向コネクタ160も含む。
図5、6、7は、遠心分離によって、4つの別々の容量の複合液体を同時に分離するための機器の第1の実施形態を示す。機器は、
−図4に示された4つのバッグセットを受け取るように適合された遠心分離機であって、複合液体の4つの別々の容量は4つの分離バッグに含まれる遠心分離機と、
−少なくとも1つの分離された成分を各分離バッグからそれに接続されたサテライトバッグ内に移すための成分移送手段と、
−4つの分離バッグの重量が異なるときに、最初にロータのバランスを取るための第1のバランス手段と、
−サテライトバッグ内に移された分離された成分の重量がロータのアンバランスを生じさせるときに、ロータのバランスを取るための第2のバランス手段と、
を備える。
−図4に示された4つのバッグセットを受け取るように適合された遠心分離機であって、複合液体の4つの別々の容量は4つの分離バッグに含まれる遠心分離機と、
−少なくとも1つの分離された成分を各分離バッグからそれに接続されたサテライトバッグ内に移すための成分移送手段と、
−4つの分離バッグの重量が異なるときに、最初にロータのバランスを取るための第1のバランス手段と、
−サテライトバッグ内に移された分離された成分の重量がロータのアンバランスを生じさせるときに、ロータのバランスを取るための第2のバランス手段と、
を備える。
遠心分離機は、軸受アセンブリ3000によって支持されるロータを備え、ロータが回転軸310を中心にして回転するのを可能にする。ロータは、
−プーリー330が接続されている円筒形ロータシャフト320と、
−サテライトバッグを含むために中心円筒形容器340を備える保管手段であって、これは、上部端でロータシャフト320に接続されており、そのため、ロータシャフト320の長手方向軸および容器340の長手方向軸が、回転軸310に一致する保管手段と、
−中心軸が回転軸310に一致するように中心容器340の上部部分に接続された円錐台ターンテーブル350と、
を備える。円錐台ターンテーブル350は、容器340の開口の下でフレア状になる。4つの同一の分離セル4000がターンテーブル350に装着され、回転軸310に対して対称配列を形成するようにする。
−プーリー330が接続されている円筒形ロータシャフト320と、
−サテライトバッグを含むために中心円筒形容器340を備える保管手段であって、これは、上部端でロータシャフト320に接続されており、そのため、ロータシャフト320の長手方向軸および容器340の長手方向軸が、回転軸310に一致する保管手段と、
−中心軸が回転軸310に一致するように中心容器340の上部部分に接続された円錐台ターンテーブル350と、
を備える。円錐台ターンテーブル350は、容器340の開口の下でフレア状になる。4つの同一の分離セル4000がターンテーブル350に装着され、回転軸310に対して対称配列を形成するようにする。
遠心分離機は、プーリー330の溝に係合したベルト370によってロータに連結されたモータ360をさらに備え、回転軸310を中心にしてロータを回転するようにする。
各分離セル4000は、直方体の略形状を有する容器410を備える。分離セル4000は、それぞれの中央長手方向軸420が回転軸310に交差するようにターンテーブル350に装着され、そのため、回転軸310から実質的に同一の距離に位置し、且つ、そのため、中央長手方向軸420の間の角度が実質的に同一(すなわち、90度)である。ターンテーブル350上の分離セル4000の正確な位置は、分離セル4000が空のときにはターンテーブル上の重量が等しく分布されるように、すなわち、ロータのバランスを取るように、調整される。ターンテーブル350上の分離セル4000の配列により、分離セル4000が回転軸310に対して、ターンテーブル350を幾何学的に画成する円錐の錐台の角度に等しい鋭角で傾斜する。
各容器410は、図4に示されたタイプの、液体でいっぱいの分離バッグ1000をゆるく収容するように形状づけられ寸法づけられているキャビティ430を備える。キャビティ430(後に「分離コンパートメント」とも称される)は、回転軸310にもっとも遠い底壁と、ターンテーブル350にもっとも近い下部壁と、下部壁に対向する上部壁と、2枚の側方向壁と、によって画成される。キャビティ430は、実質的に、丸みを帯びた角度を備えた直方体の形状を有する底壁から延出する主要部分と、実質的に、収束三角形基部を有する円柱の形状を有する上部部分と、を備える。言い換えると、キャビティ430の上部部分は、キャビティ430の中心中央軸420へ向けて収束する2組の対向する壁によって画成されている。
この設計の1つの利益は、遠心分離による分離後に複合流体の軽微な成分(たとえば、全血の血小板)の薄い層の半径方向拡張を生じさせ、分離バッグの上部部分内でこれをより容易に検出可能にすることである。図5に示されるように、分離セル4000の上部部分の2組の対向する壁は、3つの円筒形平行チャネル440、450、460へ向けて収束し、容器410の頂部で開口し、この中で、分離バッグ1000が容器410に設定されるときに、3本のチューブ400、500、600が延出する。
容器410はまた、蝶番側方向蓋470も備え(図7参照)、これは、容器410の外壁の上部部分から構成され、すなわち、ターンテーブル350に対向する壁である。蓋470は、開いたときには、液体でいっぱいの分離バッグ1000を分離セル4000内に容易に搭載するのを可能にするように寸法づけられている。容器410は、高速係止手段(図示せず)を備え、それによって、蓋470を、容器410の残りの部分に係止することができる。
容器410はまた、分離バッグ1000を分離セル400内に固定するための固定手段も備える。バッグ固定手段は、分離セル4000の頂部近くに、蓋470の内側表面に突出する2本のピン480と、容器410の上部部分に2つの対応する窪み490と、を備える。2本のピン480は、分離バッグ1000の上部隅の2つの穴800内に嵌るように離間され寸法づけられている。
分離機器は、少なくとも1つの分離された成分を各分離バッグからそれに接続されたサテライトバッグ内に移すための成分移送手段をさらに備える。成分移送手段は、分離コンパートメント430内の分離バッグ1000を圧搾し分離された成分をサテライトバッグ200、300、150内に移させるための圧搾システムを備える。
圧搾システムは、各容器410に固定されている可撓性のあるダイヤフラム500を備え、キャビティに膨張可能なチャンバ510を画成するようにする。より具体的には、ダイヤフラム500は、キャビティ430の底壁およびターンテーブル350にもっとも近いキャビティ430の下部壁の大部分をライニングするように寸法づけられている。
圧搾システムは、ターンテーブル350内に、ターンテーブル350の周囲近くへ延出するリングを形成する周囲円形マニホールド520をさらに備える。各膨張チャンバ510は、それぞれの容器410の壁を通ってこれの底近くへ延出する供給チャネル530によってマニホールド520に接続されている。
圧搾システムは、分離セル4000内の膨張可能チャンバ510に油圧液体をポンプ注入出するための油圧ポンプステーション6000をさらに備える。油圧液体は、分離すべき複合液体の成分のより密度が高いもの(たとえば、複合液体が血液であるときには、赤血球)の密度よりもわずかに高い密度を有するように選択される。結果として、遠心分離中に、膨張可能チャンバ510内の油圧液体は、容量が何であれ、一般に、分離セル4000のもっとも外側の部分にとどまる。ポンプステーション6000は、ダクト560によって、ロータリーシール690を通って膨張可能チャンバ510に接続され、ダクト560は、ロータシャフト320、中心容器340の底および側壁を通って、中心容器340のへりから半径方向に、マニホールド520に接続するターンテーブル350を通って延出する。
図5に示されるように、ポンプステーション6000は、回転式流体カップリングを経由してロータダクト540に流体的に接続された油圧シリンダ620内を動くことができるピストン610を有するピストンポンプを備える。ピストン610は、ピストンロッドに連結された親ねじ650を動かすステッピングモータ640によって作動される。油圧シリンダ620はまた、油圧シリンダ620、ロータダクト560および膨張可能油圧チャンバ510を含む油圧回路内に油圧液体を導入するかまたはこれから油圧液体を回収するのを選択的に可能にするために、弁670によって制御されるアクセスを有する油圧液体溜660にも接続される。圧力ゲージ680は、中の油圧を測定するために油圧回路に接続されている。
分離機器は、中心容器340の開口のまわりでロータに装着されている4対の第1および第2のピンチ弁部材700、710をさらに備える。ピンチ弁部材700、710の各対は、1つの分離セル4000に面し、これに連結されている。ピンチ弁部材700、710は、可撓性のあるプラスチックチューブを通って液体が流れるのを選択的に阻止するかまたは可能にし、且つ、プラスチックチューブを選択的に封止し切断するように設計されている。各ピンチ弁部材700、710は、細長い円筒形本体と、静止上部ジョーおよび開位置と閉位置との間を動くことができる下部ジョーによって画成される溝720を有する頭部と、を備える。溝720は、下部ジョーが開位置にあるときに、図4に示されたバッグセットのチューブ400、170、180の1本が中に滑り係合することができるように、寸法づけられている。細長い本体は、下部ジョーを動かすための機構を含み、プラスチックチューブを封止し切断するのに必要なエネルギを供給する高周波ジェネレータに接続されている。ピンチ弁部材700、710は、中心容器340の内部に、これの内部表面に隣接して装着されており、そのため、長手方向軸は回転軸310に平行であり、頭部は、容器340のへりより上に突出する。分離バッグ1000およびそれに接続されたチューブ400、170、180に対する1対のピンチ弁部材700、710の位置は、分離バッグ1000がこの対のピンチ弁部材700、710を連結した分離セル40に載置するときには、図4に点線で示されている。ロータシャフト320の下部部分のまわりに装着されているスリップリングアレイを通って電力がピンチ弁部材700、710に供給される。
分離機器は、分離機器が作動しているときに各分離バッグ内で発生する様々な成分の分離をモニタするために、4対のセンサ730、740をさらに備える(図6および7参照)。センサ730、740の各対は、容器410の中央長手方向軸420に沿って各分離セル4000の容器410の蓋470に包埋されており、第1のセンサ730は回転軸310にもっとも遠く位置し、第2のセンサ740は回転軸310にもっとも近くに位置する。分離バッグ1000が容器410に載置し蓋470が閉じているときには、第1のセンサ730(後にバッグセンサ)は分離バッグ1000の上部三角形部分に面し、第2のセンサ740(後にチューブセンサ)は第1のチューブ400の近位端に面する。バッグセンサ730は、液体の血球を検出することができる。チューブセンサ740は、チューブ400に液体のないことを検出することができ且つ液体の血球を検出することができる。各センサ730、740は、赤外線LEDおよびフォトデテクタを含むフォトセルを備えてもよい。ロータシャフト320の下部部分のまわりに装着されているスリップリングアレイを通って電力がセンサ730、740に供給される。
分離機器は、分離セル4000に含まれた4つの分離バッグ100の重量が異なるときに、最初にロータのバランスを取るための第1のバランス手段をさらに備える。第1のバランス手段は、実質的に、上述の成分移送手段の要素と同一の構造要素を備え、すなわち、周囲円形マニホールド520によって相互接続された4つの膨張可能な油圧チャンバ510と、円形マニホールド520に接続されている、ロータダクト560を通って油圧チャンバ510内に油圧液体をポンプ注入するための油圧液体ポンプステーション6000と、である。4つの分離セル4000が同一の重量を有さなくてもよい4つの別々の容量の複合液体を含む(4つの容量は等しくなくてもよく、且つ/または、液体の密度が容量によってわずかに異なってもよいため)ロータのバランスを最初に取るために、ポンプステーション6000は、分離プロセスの開始時に、もっともバランスの取れていない状況でロータのバランスを取るように選択される所定容量の油圧液体を、相互接続された油圧チャンバ510内にポンプ注入するように制御される。全血では、このバランスを取る容量の決定は、2つの供血の間の容量の最大差、および、2つの供血の間のヘマトクリット(すなわち、密度)の最大差を考慮に入れる。遠心力下で、油圧液体は、分離バッグ1000の重量の差に依存して4つの分離セル4000に不均一に分布し、ロータのバランスを取る。最初に最適にバランスを取るために、分離セル4000のキャビティ430の容量は、中に含まれた分離バッグ1000の容量が何であれ、相互接続された膨張チャンバ510内に決定された量の油圧液体がポンプ注入された後に、キャビティ430がいっぱいではないように、選択されなければならない。
分離機器は、中心容器340のサテライトバッグ200、300、150内に移された成分の重量が異なるときに、ロータのバランスを取るために、第2のバランス手段をさらに備える。たとえば、2つの供血が同一のヘマトクリットを有し異なる容量を有するときには、各供血から抽出された血漿の容量は異なり、2つの供血が同一の容量を有し異なるヘマトクリットを有するときも同様である。図5および6に示されるように、第2のバランス手段は、4つの可撓性のある矩形パウチ810、820、830、840を備え、これらは、4つのチューブセクション(図示せず)によって相互接続されており、各チューブセクションは、2つの隣接するパウチをこれの底部によって接続する。パウチ810、820、830、840は、複合液体の密度に近い密度を有する一定容量のバランス液体を含む。バランス液体の容量は、もっともバランスの取れていない状況でロータのバランスを取るように選択される。4つのパウチ810、820、830、840は、中心容器340の内側表面をライニングするように且つバランス液体の容量よりも大きい内部体積を有するように寸法づけられ、そのため、バランス液体は、パウチ810、820、830、840のいずれかで自由に膨張することができる。操作において、たとえば、4つのパウチ810、820、830、840にそれぞれ隣接する4つのサテライトバッグ200が異なる容量の血漿成分を受け取る場合には、4つのサテライトバッグ200は、遠心力下で、4つのパウチ810、820、830、840に対して不均一に押圧し、これは、結果として、バランス液体が4つのパウチ810、820、830、840に不均一に分布され、サテライトバッグ200の重量の差を補正することになる。
分離機器は、様々な分離プロトコル(たとえば、血漿成分および赤血球成分を分離するためのプロトコル、または、血漿成分、血小板成分および赤血球成分を分離するためのプロトコル)に関連する、および、そのような分離プロトコルにしたがった機器の操作に関連する、情報およびプログラムされた指令をマイクロプロセッサに提供するために、制御ユニット(たとえば、マイクロプロセッサ)およびメモリユニットを含むコントローラ900をさらに備える。特に、マイクロプロセッサは、分離プロセスの様々な段階(たとえば、成分分離の段階、血漿成分発現の段階、血漿画分に血小板が浮遊する段階、血小板成分発現の段階、等)中にロータが回転すべき遠心分離スピード(単/複)に関連する情報、および、分離された成分が分離バッグ1000からサテライトバッグ200、300、150内に移されるべき様々な移送流量に関連する情報を受け取るようにプログラムされている。様々な移送流量に関連する情報は、たとえば、油圧回路の油圧液体流量として、または、油圧ポンプステーション6000のステッピングモータ640の回転スピードとして、表すことができる。マイクロプロセッサは、圧力ゲージ680からおよび4対のフォトセル730、740から、直接にまたはメモリを通って、情報を受け取るように、且つ、選択された分離プロトコルに沿って分離機器を操作させるように、遠心分離機モータ360、ポンプステーション6000のステッピングモータ640、および4対のピンチ弁部材700、710を制御するように、さらにプログラムされている。
第1の分離プロトコルにしたがって、4つの別々の容量の血液が、血漿成分と、血小板、白血球、幾分の赤血球、および、少量の血漿を含む第1の細胞成分(後に「軟膜」成分)と、主に赤血球を含む第2の細胞成分と、に分離される。各容量の血液は、図4に表されたバッグセットの分離バッグ1000に含まれ、これは、前もって、収集チューブ500を使用して供血者から収集された。血液収集後に、収集チューブ500は、分離バッグ近くで封止され、切断された。典型的に、血液の容量は、4つの分離バッグ1000で同一ではなく、ヘマトクリットは、分離バッグ1000によって変動する。結果として、分離バッグ1000は、わずかに異なる重量を有する。
第1段階は、4つのバッグセットを4つの分離セル4000に装填することによって、開始する。蓋470は、閉じられ係止され、それによって、分離バッグ1000は、上部縁によって容器410に固定される(固定手段のピン480が、次いで、分離バッグ1000の上部隅の穴800を通って進み、窪み490または固定手段に係合する)。
Tコネクタ160を通って、分離バッグ1000を血漿成分バッグ200に接続するチューブ170は、第1のピンチ弁部材700の溝720に挿入される。Tコネクタ160を通って、分離バッグ1000を軟膜成分バッグ150に接続するチューブ180は、第2のピンチ弁部材710の溝720に挿入される。4つの血漿成分バッグ200、4つの軟膜成分バッグ150、4つの赤血球成分バッグ300、および、4つの白血球除去フィルタ130が、ロータの中心コンパートメント340に挿入される。4つの血漿成分バッグ200は、それぞれ、第2のバランス手段のパウチ810〜840に直接接触して置かれる。ピンチ弁部材700、710は閉じられ、分離バッグ1000をTコネクタ100に接続するチューブ400の壊すことのできるストッパー90は、手で壊される。
第2段階において、分離バッグの重量の差を補正するために、ロータのバランスが取られる。
第2段階の開始時に、すべてのピンチ弁部材700、710は、閉じられる。ロータは、遠心分離機モータ360によって動くように設定され、回転スピードは、第1の遠心分離スピードで回転するまで着実に増加する。ポンプステーション6000は作動され、一定の流量で、所定の全容量の油圧液体を4つの油圧チャンバ510内にポンプ注入するようにする。この全容量の液体は、供血の間の重量の最大変化を考慮に入れて予め決定され、そのため、分離セル4000に搭載される分離バッグ1000の特定の重量が何であれ、第2段階の最後で、様々な分離セル400の重量は実質的に等しく、ロータは実質的にバランスを取られる。これは、分離セル4000の内部キャビティ430がバランスを取る段階の最後で満たされなければならないことを意味しないことに注意されたい。ロータのバランスを取る目的のために、中の重量を均等化するために分離セル4000に十分な油圧液体があることで十分であり、空の空間が各分離セル4000に残っていることは重要ではない(この空の空間のサイズは本質的に、分離セル4000の内部キャビティ430の容量および供血の平均容量に依存する)。油圧チャンバ510が相互接続されているため、分離チャンバ4000の間に油圧液体の全容量を分布することは、単に、ロータの回転から生じる。分離バッグ1000の重量が同一であるときには、油圧液体の分布は均一である。同一ではないときには、油圧液体の分布は不均一であり、特定の分離バッグ1000の重量が小さければ小さいほど、連結された油圧チャンバ510の油圧液体の容量は大きくなる。
第3段階において、分離バッグ1000内の血液は、所望のレベルへ沈殿される。
この段階の開始時に、すべてのピンチ弁部材700、710は、閉じられる。ロータは、分離バッグ1000の血液のヘマトクリットが何であれ、血液が、選択された期間の最後に、分離バッグ1000の各々で、外側赤血球層のヘマトクリットが約90であり内側血漿層が実質的にもはや細胞を含まない点へ沈殿するように選択された所定の期間の間、第2の遠心分離スピード(高沈殿スピードまたは「ハードスピン」)で回転され、次いで血小板および白血球は赤血球層と血漿層との間で中間層を形成する。
第4段階において、血漿成分は血漿成分バッグ200内に移される。
この段階の開始時に、回転スピードは、第3の遠心分離スピードへ減少され、血漿成分バッグ200へのアクセスを制御する4つの第1のピンチ弁部材700が開けられ、ポンプステーション6000が作動され、油圧液体を第1の一定の流量で油圧チャンバ510内にポンプ注入し、その結果として、分離バッグ1000を圧搾して、血漿を血漿成分バッグ200内に移させるようにする。
血球が分離セル4000のバッグセンサ730によって検出されこの検出が最初に発生するときには、即座にか、または、次の段階で表されるべき軟膜成分に望ましい血漿の容量を考慮して選択された所定の量の時間後にか、のいずれかで、ポンプステーション6000は停止され、対応する第1のピンチ弁部材700が閉じられる。
閉じるべき第1の(第1の)ピンチ弁部材700(すなわち、第1のピンチ弁部材700のグループの第1のピンチ弁)の閉鎖に続いて、ポンプステーション6000は新たに作動され、油圧液体を、第2のより低い流量で油圧チャンバ510内にポンプ注入し、その結果として、対応する第1のピンチ弁部材700によって出口が閉じられていない3つの分離バッグ1000を圧搾するようにする。
血球が分離セル4000のバッグセンサ730によって検出されこの検出が2番目に発生するときには、ポンプステーション6000は停止され、対応する第1のピンチ弁部材70は閉じられる(閉じるべき第1の(第1の)ピンチ弁部材の閉鎖と同一のタイミング)。
閉じるべき第2の(第1の)ピンチ弁部材700の閉鎖に続いて、ポンプステーション6000は新たに作動され、油圧液体を、第2の流量で油圧チャンバ510内にポンプ注入し、その結果として、対応する第1のピンチ弁部材700によって出口が閉じられていない2つの分離バッグ1000を圧搾するようにする。
血球が分離セル4000のバッグセンサ730によって検出されこの検出が3番目に発生するときには、ポンプステーション6000は停止され、対応する第1のピンチ弁部材700は閉じられる(閉じるべき第1の(第1の)ピンチ弁部材の閉鎖と同一のタイミング)。
閉じるべき第3の(第1の)ピンチ弁部材700の閉鎖に続いて、ポンプステーション600は新たに作動され、油圧液体を、第2の流量で油圧チャンバ510内にポンプ注入し、その結果として、対応する第1のピンチ弁部材700によって出口がまだ閉じられていない分離バッグ1000を圧搾するようにする。
血球が分離セル4000のバッグセンサ730によって検出されこの検出が最後に発生するときには、ポンプステーション6000は停止され、対応する第1のピンチ弁部材700は閉じられる(閉じるべき第1のピンチ弁部材の閉鎖と同一のタイミング)。
上述の血漿成分移送プロセスにおいて、4つの血漿成分の移送は同一時に開始し、ある程度同時に行われ、各分離バッグにおける特定の事象の発生(バッグセンサによる血球の検出)時に、互いとは無関係に、停止する。
第4段階は、4つの第1のピンチ弁部材700が閉じたときに、終了する。
第5段階において、軟膜成分が軟膜成分バッグ150内に移される。
制御ユニット900は、4つの第1のピンチ弁部材700が閉じた後に、血球を検出すべき最後のバッグセンサ730から情報を受け取ったときに、第5段階を開始するようにプログラムされている。
この段階の開始時に、回転スピードは、同一(第3の遠心分離スピード)のままであり、軟膜成分バッグ150へのアクセスを制御する4つの第2のピンチ弁部材710の第1のものが開けられ、ポンプステーション6000は作動され、油圧液体を第3の一定の流量で油圧チャンバ510内にポンプ注入し、その結果として、開いた第2のピンチ弁部材710に連結された分離セル4000の分離バッグ1000を圧搾して、この分離バッグ1000に接続された軟膜成分バッグ200内に軟膜成分を移させるようにする。
開いた第2のピンチ弁部材710に連結された分離セル4000のチューブセンサ740によって血球が検出された後の所定の時間期間後に、ポンプステーション6000は停止され、第2のピンチ弁部材710は閉じられる。
第1の(第2の)ピンチ弁部材710(すなわち、第2のピンチ弁部材710のグループの第1のピンチ弁)が閉じた後に、第2の(第2の)ピンチ弁部材710が開き、上述と同一なやり方で、第2の軟膜成分が軟膜成分バッグ200内に移される。
同一のプロセスが連続して行われて、軟膜成分を2つの残っている分離バッグ1000からそれに接続された軟膜成分バッグ200内に移す。
上述の軟膜成分移送プロセスにおいて、4つの軟膜成分の移送は連続しており、連続の順序は予め決定されている。しかし、第2、第3および第4の移送の各々は、先の移送の最後で特定の事象の発生に続いて開始する(チューブセンサ740による血球の検出または第2の弁部材710の閉鎖)。
第5段階は、4つの第2のピンチ弁部材710が閉じたときに、終了する。
第6段階において、遠心分離プロセスが終了する。
制御ユニット900は、4つの(第2の)ピンチ弁部材710が閉じた後に、血球を検出すべき最後のチューブセンサ740から情報を受け取ったときに、第6段階を開始するようにプログラムされている。
ロータの回転スピードは、ロータが停止するまで減少し、ポンプステーション6000は、油圧チャンバ510が空になるまで高流量で油圧チャンバ510から油圧液体をポンプ注出するように作動され、第1および第2のピンチ弁部材700、710は、チューブ170、180を封止し切断するように作動される。赤血球は、分離バッグ1000にあるままである。
第5段階が完了したときには、4つのバッグセットは分離機器から取り外され、各バッグセットは、別個に手で取り扱われる。
分離バッグ1000とそれに接続されたチューブ600との間の連通を阻止する壊すことのできるストッパー100が壊され、第2のサテライトバッグ300とチューブ600との間の連通を阻止する壊すことのできるストッパー140も同様である。第2のサテライトバッグ300に含まれた保存溶液は、重力によって、白血球除去フィルタ130を通って分離バッグ1000内に流れることができ、そこで、赤血球と混合され、粘度を下げるようにする。分離バッグ1000の内容物は、次いで、重力によってフィルタ130を通って第2のサテライトバッグ300内に流れることができる。白血球はフィルタ130によって捉えられ、そのため、実質的に、赤血球のみが第2のサテライトバッグ300内に収集される。
上述のようなもの等のいずれかの全血処理装置を使用しながら、全血が収集された同日に処理される場合には、血小板は凝集するかまたは一体になり、血液分離バッグを塗布することが観察されている。これは、血小板産出の有意な減少を招き、血小板成分の品質を低下する。全血が収集された同日に処理されずに保存され、収集された翌日に処理される場合には、血小板凝集/一体化は発生しないことがさらに観察されている。
自動全血処理装置を使用して血液を成分に分離するときに、白血球を赤血球から除去する白血球除去手順は、古い血液よりも新しく収集した血液でより効率的であることがさらに観察されている。
これらの観察から、自動全血処理装置を使用して血液成分を全血から分離する手順において、最適な血小板収集および最適な赤血球の白血球除去は、異なる要件を有すると思われる。
上述の機械を使用して、前もって収集された全血を成分に分離する。前もって収集された全血は、収集された同日または収集された翌日のいずれかで、成分に分離することができる。しかし、前もって収集された全血をいかに効率的に分離するかは、数要因に依存し、たとえば、全血収集中に初期に使用された抗凝血剤のタイプ、および、分離されるべき全血の開始pHである。上記に検討されたように、血液が収集された同日に全血から血小板を分離することは、以前に収集された血液から血小板を分離することほど効率的ではない。「同日」血液は、供血者から収集された同日に成分に分離された血液として定義される。「翌日」血液は、収集した次の日に成分に分離された血液として定義される。
同日血液では、翌日血液に比較して、血小板は、分離プロセス中に、より一体になりやすく且つ/またはバッグにくっつきやすい。しかし、白血球除去を経由して赤血球における一定量の白血球の除去は、前もって収集され冷却され保存された血液に比較して、同日血液では、より効率的である。さらに、市場に出ている多くの市販の白血球除去フィルタは、室温で使用するように示されており、これは、同日血液の温度である。フィルタは、翌日の冷却された血液では、白血球濾過中に詰まりやすい。
同日血液は、約7.1〜7.2の平均pHを有する。翌日血液は、37°Cで約6.8〜6.9の平均pHを有する。
血小板収集および赤血球の白血球除去の一見対立した要件に対処するために、新たに収集された全血のpHは、所望の成分、特に血小板に即座に分離するのを可能にするために、修正されてもよい。これは、全血収集に使用される抗凝血剤のpHを変えてより酸性にすることによって、行うことができる。酸性pHという用語は、抗凝血剤が十分に緩衝されて、結果として得られた全血および抗凝血剤の混合物がおよそ6.8のpHを有するようにすることを意味する。
実施例
本発明を一般的に説明してきたが、本発明は、例として提供され限定を意図するのではない下記の実施例を参照することによって、より容易に理解される。
本発明を一般的に説明してきたが、本発明は、例として提供され限定を意図するのではない下記の実施例を参照することによって、より容易に理解される。
実施例1
上記に検討されたように、CPDは、現在、全血収集に使用されている抗凝血剤である。CPDは、およそ7.0の平均pHを有する。CPDのpHは、血小板が凝集しバッグにくっつくのを防止するために低くすることができる。クエン酸等の酸をCPDに加えて、血液+CPDの結果として得られるpHをおよそ6.8に下げることができる。これは、血液を一晩保存するのと同一の効果であり、これは、上述のように、血液のpHも下げる。しかし、効果は即座であり、それによって、収集と同日に、新たに収集された全血を分離することができ且つ赤血球を白血球除去することができ、これは、血小板が凝集し且つ/またはバッグにくっつくのを防止する。
上記に検討されたように、CPDは、現在、全血収集に使用されている抗凝血剤である。CPDは、およそ7.0の平均pHを有する。CPDのpHは、血小板が凝集しバッグにくっつくのを防止するために低くすることができる。クエン酸等の酸をCPDに加えて、血液+CPDの結果として得られるpHをおよそ6.8に下げることができる。これは、血液を一晩保存するのと同一の効果であり、これは、上述のように、血液のpHも下げる。しかし、効果は即座であり、それによって、収集と同日に、新たに収集された全血を分離することができ且つ赤血球を白血球除去することができ、これは、血小板が凝集し且つ/またはバッグにくっつくのを防止する。
全血およびCPDは、60gの等張クエン酸を1000mLの水に加えることによって、酸性にされた。4〜5gのこの溶液が、63mLのCPDに収集された450mLの全血に加えられた。
酸性化溶液を、直接、バッグ2(図1参照)またはバッグ1000(図4参照)に含まれた全血および抗凝血剤に加えることができたか、または、分離バッグ5(図1参照)の全血および抗凝血剤に加えることができた。酸性化溶液はまた、収集された全血と混合される前に抗凝血剤に加えることもできた。
別の実施形態において、抗凝血剤のpHは、CO2を抗凝血剤に加えられることによって、下げることができた。CO2は、抗凝血剤を全血に加える前に加えることができ、または、全血を抗凝血剤と混合した後に加えることができた。CO2は、いずれかの市販の手段を使用して、流体を通してバブル形成することができた(could be bubbled)。
実施例2
あるいは、CPDよりも低い初期pHを有する(より酸性である)抗凝血剤を使用することができる。そのような抗凝血剤の1つは、ACDAであり、これは、およそ6.8の平均pHを有する。ACDAをCPDの代わりに使うことができる。
あるいは、CPDよりも低い初期pHを有する(より酸性である)抗凝血剤を使用することができる。そのような抗凝血剤の1つは、ACDAであり、これは、およそ6.8の平均pHを有する。ACDAをCPDの代わりに使うことができる。
実施例2は、上述の全血分離機器のいずれかを使用して収集と同日に分離された全血のユニットから得られた血小板収集結果を示す。全血ユニットは、ACDAかまたはCPDに収集された。血小板は、収集後0時間(T=0)、収集後1時間(T=1時間)および24時間(T=24時間)に、数えられた。表から見ることができるように、ACDAに初期に収集されたユニットは、CPD初期に収集されたユニットよりも、優良な血小板産出(または細胞数)およびはるかに少ない凝集(血小板回復)を生成した。
実施例1および2から見ることができるように、使用される抗凝血剤のpHを変えることによって、より高いpHを有する抗凝血剤を使用する場合よりも、血小板が凝集し且つ/またはバッグにくっつくのが、かなり少なくなる。このデータから、収集された同日に全血が成分に分離されるため、白血球除去がより効率的になることを推定することができる。この原則は、下記実施例3に示される。
実施例3
実施例3において、全血はACDAに収集され、一晩冷却保存後に翌日分離された。分離された赤血球は、次いで、白血球除去された(下記表のO/N後保存として示されている)。これらの結果は、ACDAに収集され収集と同日に分離され白血球除去された全血(O/N前保存として示されている)と比較された。下記に見られるように、ACDAに収集された翌日血液の白血球除去は、落ちなかった。示されたデータは、6サンプルの平均である。
実施例3において、全血はACDAに収集され、一晩冷却保存後に翌日分離された。分離された赤血球は、次いで、白血球除去された(下記表のO/N後保存として示されている)。これらの結果は、ACDAに収集され収集と同日に分離され白血球除去された全血(O/N前保存として示されている)と比較された。下記に見られるように、ACDAに収集された翌日血液の白血球除去は、落ちなかった。示されたデータは、6サンプルの平均である。
実施例4
翌日血液が分離され白血球除去されるべき場合には、別の実施形態では、より効率的な濾過を可能にするために白血球除去前に、分離された赤血球のpHを上げるための緩衝液溶液が、分離された赤血球に加えられてもよい。
翌日血液が分離され白血球除去されるべき場合には、別の実施形態では、より効率的な濾過を可能にするために白血球除去前に、分離された赤血球のpHを上げるための緩衝液溶液が、分離された赤血球に加えられてもよい。
翌日血液から分離された赤血球のpHを上げることができる溶液を、分離バッグ5(図1参照)またはバッグ1000(図4参照)に加えることができる。ひとたび分離された赤血球のpHがおよそ6.8のpHに到達すると、次いで、赤血球が、白血球除去されることができる。pHを上げる溶液の例は、溶液のpHをおよそ6.7〜7.0の間に上げるリン酸緩衝液等の緩衝液を含む。
別の実施形態において、赤血球を保存するために一般に使用されるいずれかの溶液のpHを上げて、赤血球の白血球除去用に、より最適なpHを提供することができる。上げられたpHを有する保存溶液は、およそ6.7〜7.0のpHを有することができる。上げられたpHを有する保存溶液は、バッグ4(図1参照)またはバッグ300(図4参照)にあることができる。
本開示の目的のために、本発明の範囲内である様々な変更および修正を行ってもよいことが理解される。当業者に容易に提案され且つここに開示された方法の精神に包含される様々な他の変更がなされてもよい。
Claims (23)
- 全血を収集し少なくとも1つの成分に分離する方法であって、
全血を収集し且つ/または分離するためのバッグに酸性pHを有する抗凝血剤を加えることと、
前記バッグに全血を収集することと、
抗凝固処理された全血を含む前記バッグをロータに装填することと、
前記ロータの前記バッグを回転して前記全血を少なくとも1つの成分に分離することと、
前記ロータの前記バッグを圧搾して前記少なくとも1つの成分を前記分離バッグからサテライトバッグ内に入れることと、
の各ステップを備える方法。 - 抗凝血剤を加える前記ステップは、ACDAを加えることをさらに備える請求項1記載の方法。
- 抗凝血剤を加える前記ステップは、クエン酸で酸性にされたCPDを加えることをさらに備える請求項1記載の方法。
- 抗凝血剤を加える前記ステップは、二酸化炭素で酸性にされたCPDを加えることをさらに備える請求項1記載の方法。
- 前記抗凝固処理された全血は、6.7〜7.0の間の平均pHを有する請求項1記載の方法。
- 前記抗凝固処理された全血は、およそ6.8の平均pHを有する請求項1記載の方法。
- 前記全血を少なくとも1つの成分に分離する前記ステップは、赤血球成分を分離することをさらに備える請求項1記載の方法。
- 前記分離ステップは、前記分離された赤血球成分を白血球除去することをさらに備える請求項7記載の方法。
- 前記分離ステップは、前記血液が収集された同日に前記全血を分離することをさらに備える請求項1記載の方法。
- 前記分離ステップは、前記血液が収集された翌日に前記全血を分離することをさらに備える請求項1記載の方法。
- 前もって収集され保存された全血から赤血球を分離する方法であって、
CPD抗凝血剤に全血を収集することと、
前記抗凝固処理された全血を一晩保存することと、
前記抗凝固処理された全血をロータに装填することと、
前記ロータを回転して前記全血を少なくとも赤血球成分に分離することと、
前記ロータの前記血液を圧搾して少なくとも前記赤血球成分をサテライトバッグ内に移すことと、
前記サテライトバッグの前記分離された赤血球成分のpHを上げることと、
の各ステップを含む方法。 - 上げられたpHを有する前記赤血球成分を白血球除去するステップをさらに備える請求項11記載の方法。
- 前記分離された赤血球成分のpHを上げる前記ステップは、リン酸緩衝液を加えることをさらに備える請求項11記載の方法。
- 前記分離された赤血球成分のpHを上げる前記ステップは、上げられたpHを有する赤血球保存溶液を加えることをさらに備える請求項11記載の方法。
- 全血を成分に分離する方法であって、
酸性pHを有する抗凝血剤を含むバッグに全血を収集することと、
前記抗凝血剤および全血を含む前記バッグをロータに装填することと、
前記ロータを回転して前記全血を、血漿成分、血小板成分および赤血球成分に分離することと、
前記ロータの前記バッグを圧搾して前記血漿成分を第1のサテライトバッグ内に移すことと、
前記ロータの前記バッグを圧搾して前記血小板成分を第2のサテライトバッグ内に移すことと、
前記ロータの前記バッグを圧搾して前記赤血球成分を第3のサテライトバッグ内に移すことと、
の各ステップを備える方法。 - 前記赤血球成分のpHを上げるステップをさらに備える請求項15記載の方法。
- 前記赤血球成分のpHを上げる前記ステップは、前記赤血球のpHを上げるために、上げられたpHを有する赤血球保存溶液を加えることをさらに備える請求項16記載の方法。
- 前記赤血球成分を、白血球除去フィルタを通して流すステップをさらに備える請求項15記載の方法。
- 前記分離ステップ前に、前記収集された全血および抗凝血剤を一晩保存するステップをさらに備える請求項15記載の方法。
- 予め接続されたバッグおよび溶液セットであって、
酸性pHを有する抗凝血剤溶液を含む収集バッグと、
前記収集バッグへ移送チューブを経由して予め接続された分離バッグと、
前記分離バッグへ移送チューブを経由して予め接続された少なくとも1つのサテライトバッグバッグと、
を備える予め接続されたバッグおよび溶液セット。 - 移送チューブを経由して前記分離バッグへ予め接続された複数のサテライトバッグバッグをさらに備える請求項20記載の予め接続されたバッグおよび収集セット。
- 予め接続されたバッグおよび溶液セットであって、
酸性pHを有する抗凝血剤溶液を含む分離バッグと、
前記分離バッグへチューブを経由して予め接続された少なくとも1つのサテライトバッグバッグと、
を備える予め接続されたバッグおよび溶液セット。 - 前記分離バッグへチューブを経由して予め接続された複数のサテライトバッグバッグをさらに備える請求項22記載の予め接続されたバッグおよび分離セット。
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