JP2020523042A - 中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せで構成される体外循環回路を用いて血液から毒素を除去する方法 - Google Patents
中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せで構成される体外循環回路を用いて血液から毒素を除去する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020523042A JP2020523042A JP2019553521A JP2019553521A JP2020523042A JP 2020523042 A JP2020523042 A JP 2020523042A JP 2019553521 A JP2019553521 A JP 2019553521A JP 2019553521 A JP2019553521 A JP 2019553521A JP 2020523042 A JP2020523042 A JP 2020523042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- blood
- housing
- module
- permeate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 130
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 title claims abstract description 124
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000003053 toxin Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 title claims abstract description 29
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 title claims abstract description 29
- 230000004087 circulation Effects 0.000 title claims description 21
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 50
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 24
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 10
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 claims description 4
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 claims description 4
- 239000012503 blood component Substances 0.000 claims description 4
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 4
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 102000016267 Leptin Human genes 0.000 claims description 2
- 108010092277 Leptin Proteins 0.000 claims description 2
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 claims description 2
- NRYBAZVQPHGZNS-ZSOCWYAHSA-N leptin Chemical compound O=C([C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)CCSC)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CS)C(O)=O NRYBAZVQPHGZNS-ZSOCWYAHSA-N 0.000 claims description 2
- 229940039781 leptin Drugs 0.000 claims description 2
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 claims 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 24
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 18
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 12
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 8
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 6
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 3
- 231100000678 Mycotoxin Toxicity 0.000 description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002615 hemofiltration Methods 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000002636 mycotoxin Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 108091023037 Aptamer Proteins 0.000 description 1
- 208000002682 Hyperkalemia Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000036675 Myoglobin Human genes 0.000 description 1
- 108010062374 Myoglobin Proteins 0.000 description 1
- 206010039020 Rhabdomyolysis Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010836 blood and blood product Substances 0.000 description 1
- 210000000601 blood cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000009295 crossflow filtration Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000012500 ion exchange media Substances 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 244000052613 viral pathogen Species 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/34—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
- A61M1/3472—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate
- A61M1/3486—Biological, chemical treatment, e.g. chemical precipitation; treatment by absorbents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/34—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration
- A61M1/3472—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate
- A61M1/3475—Filtering material out of the blood by passing it through a membrane, i.e. hemofiltration or diafiltration with treatment of the filtrate with filtrate treatment agent in the same enclosure as the membrane
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3621—Extra-corporeal blood circuits
- A61M1/3663—Flow rate transducers; Flow integrators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/18—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/034—Lumen open in more than two directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/06—Specific process operations in the permeate stream
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2626—Absorption or adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/40—Adsorbents within the flow path
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
本発明は、中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せを含む体外循環回路によって、血液中の外来性毒素、および／または異常レベルの生理学的分子を、血液から減少させる方法を開示する。【選択図】図１
Description
（関連出願の相互参照）
[0001]本願は、その開示の全体を本明細書に組み込む、２０１７年３月２７日出願の米国仮特許出願第６２／４７７０７５号の優先権を主張するものである。
[0001]本願は、その開示の全体を本明細書に組み込む、２０１７年３月２７日出願の米国仮特許出願第６２／４７７０７５号の優先権を主張するものである。
[0002]（政府の権利）本明細書に開示される主題は、米国陸軍医療研究および物資司令部（ＵＳＡＭＲＭＣ）との契約第Ｗ８１ＸＷＨ−１２−Ｃ−００３８号に基づく政府支援で行われたものである。政府は、本明細書に開示される主題において一定の権利を有する。
[0003]開示される発明は、血液濾過の分野の発明である。開示される発明は、また、血液中の外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を減少させる分野の発明でもある。
[0004]Ｍａｔｓｏｎ他による「Ｈｅｍｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｕｓｅｄ ｔｏ Ｔｒｅａｔ Ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ Ｍｅｄｉａｔｏｒ Ｄｉｓｅａｓｅ」と題する米国特許第６２８７５１６（Ｂ１）号には、血液濾過器および吸着デバイスで構成される血液濾過システムが記載されている。Ｋｅｎｌｅｙ他は、「Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する米国特許出願公開第２０１３／０２４８４５０（Ａ１）号に同様の概念を開示している。Ｋｅｎｌｅｙ他によって記載された発明は、より広範には、流体濾過システムと分類されるが、いくつかの実施形態では、血液から有害物質を除去するものとして規定される。両特許とも、血液濾過器および吸着デバイスを併用して血液から有害物質を除去する方法を記載しているが、両特許に記載される方法は、少なくとも２つの別個のポンプ、すなわち血液の循環用の１つのポンプ、および浸透液の循環用の少なくとも１つの追加のポンプを使用することに依拠している。
[0005]本発明は、中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤を含む体外循環回路によって、血液および血液製剤から外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を除去する方法を開示する。外来性毒素および／あるいは異常レベルの生理学的分子またはイオンは、特に、カリウムイオン、乳酸、ミオグロビン、サイトカイン、ウィルス病原体、エンドトキシン、マイコトキシン、β２ミクログロブリンを含む可能性があり、したがって、開示される方法は、高カリウム血症、全身性炎症、過剰レベルの炎症誘発性または抗炎症性の刺激または媒介物質、および横紋筋融解症の処置に有用である。開示される本発明は、ポンプを備えた体外循環回路において中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せを利用し、高分子収着剤を使用した血液の処理を可能にする。
[0006]血液が中空糸フィルタモジュールに入ると、血液細胞は、中空糸膜の内部チャネルを通過するが、それより小さい分子は、フィルタ膜を通って筐体の管腔外空間中へ浸透することができる。
[0007]本明細書ではいくつかの構成について説明するが、それらは全て、中空糸フィルタモジュールの浸透液が、外来性毒素ならびに／あるいは異常レベルの生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方と選択的に結合する高分子収着剤と接触することを含むものである。
[0008]標準的な透析手順と比較すると、開示される方法では、除去対象分子を対流させるための透析液を使用せず、このことが、標準的な透析機および透析手順に関連する複雑さを大幅に低減する助けになる。
[0009]同様の既存の技術と比較すると、本明細書に記載される方法は、対象分子を効果的に減少させるために必要となるポンプが１つだけであるという大きな利点を有する。通常、中空糸フィルタモジュールを高分子収着剤と組み合わせて利用する方法は、中空糸を通して血液を循環させるためのポンプが１つと、それとは別に、対象分子を十分に除去できるように浸透液の流れを生じるためのポンプが少なくとも１つ必要である。
[0010]本開示のさらなる理解をもたらすために含まれる添付の図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、本開示の態様を例示するものであり、詳細な説明と合わせて本開示の原理を説明するのに役立つ。本開示および本開示を実施することができる様々な方法の基本的な理解のために必要となり得る以上に詳細に本開示の構造的詳細を示すものではない。
[0019]本明細書では、必要に応じて、本発明の詳細な実施形態を開示するが、開示される実施形態は、様々な形態で実施される可能性がある本発明の単なる例示に過ぎないことを理解されたい。したがって、本明細書に開示される具体的な構造および機能的詳細は、限定として解釈すべきものではなく、単に当業者に本発明の利用の仕方を教示するための基礎として解釈すべきものである。以下の具体例により、本発明をより深く理解することができる。ただし、それらの具体例は、単に案内を目的として与えたものに過ぎず、いかなる限定も意味していない。
[0020]本発明は、以下の詳細な説明を、本開示の一部を構成する添付の図面および実施例と関連付けて参照すれば、より容易に理解することができる。本発明は、本明細書に記載および／または図示する具体的な材料、デバイス、方法、用途、条件、またはパラメータに限定されないこと、および本明細書で用いられる用語は、例示のみを目的として特定の実施形態について説明するためのものであり、請求対象の発明を限定することを意図したものではないことを理解されたい。本明細書で使用する「複数の」という用語は、１を超えていることを意味する。値の範囲が表現されているときには、別の実施形態は、一方の特定の値から、および／または他方の特定の値までを含む。同様に、値が「約」という先行詞を用いて近似値として表現されているときには、その特定の値が別の実施形態となることも理解されるであろう。全ての範囲は包含的であり、結合可能である。
[0021]本発明の特定の複数の特徴が、本明細書では分かりやすいように別個の実施形態の文脈で記載されていても、組み合わせて１つの実施形態で実施されることもあることを理解されたい。逆に、簡潔にするために１つの実施形態の文脈で記載されている本発明の様々な特徴が、別個に、または任意の部分的な組合せで実施されることもある。さらに、範囲として値に言及している場合、それは、その全ての値と、その範囲内の値の組合せとを含む。
[0022]以下の定義は、本発明の理解を支援するためのものである。
[0023]本明細書で使用される「収着剤」という用語は、吸着材、およびイオン交換媒体を含む。
[0024]本発明では、「収着する」という用語は、「吸収、吸着またはイオン交換による取り込みおよび結合」として定義される。
[0025]「浸透液」という用語は、中空糸膜を通って内腔から管腔外空間に出た血液の成分を意味している。「管腔外口」は、管腔外空間に出入りする浸透液流のための回路コネクタを意味する。「管腔口」は、中空糸モジュール内の中空糸を通って出入りする血液流のための回路コネクタを意味する。
[0026]本明細書で使用される本願の「１つのポンプ」という表現は、「１つのポンプチャネル」として解釈することができる。
[0027]本明細書に記載される処置方法は、主に３つの構成要素、すなわち高分子収着剤、中空糸フィルタモジュール、および体外循環回路を含む。
[0028]高分子収着剤は、適当な高分子を製造する当技術分野で既知の任意の手段によって準備することができる。高分子は、多孔性であっても非多孔性であってもよく、高分子収着剤は、所与の対象分子を除去する性質に基づいて選択され得る。例えば、本明細書に記載される方法に有用な高分子は、サイトカイン吸着器、イオン交換器、マイコトキシン吸着器、エンドトキシン吸着器、およびより具体的な分子標的結合のための配位子またはアプタマーで機能付与された高分子を含む可能性がある。高分子収着剤は、中空糸フィルタモジュールの管腔外空間内を満たしていることもあるし、別個のデバイスに収容されていることもある。
[0029]中空糸フィルタモジュールは、中空糸の開放端部のみがエンドキャップに触れるようにモジュールの全長に沿って延びる生体適合性の中空糸膜からなり、中空糸を適所に保持するシールは、モジュール筐体内に管腔外区画を作成する。タンジェンシャルフロー濾過を可能にする管腔外区画に続く管腔外口は２つある。全血がモジュールに進入すると、細胞およびそれより大きな分子は、中空糸を真っ直ぐに通り抜けるが、それより小さな分子は、半透膜を通過し、浸透液として管腔外空間に進入することができる。除去対象の分子に応じて、膜材料、膜面積、および膜の分画分子量など、様々な性質を有する中空糸を選択することができる。さらに、モジュール内の中空糸の構成を修正して、フィルタ性能効率を改変することもできる。本明細書に記載される方法に有用である可能性があるいくつかの市販の中空糸モジュールには、血液透析器、濃縮器、限外濾過器、およびバイオプロセシングに使用される中空糸モジュールが含まれる。
[0030]体外循環回路は、血液を患者から中空糸の内腔を通して患者に戻すように完全に循環させる最低限の血液管路セットおよび血液ポンプを含む。本明細書に記載される特定の実施形態では、効率、容量、選択性、またはそれらの組合せを改善するために、体外循環回路内で追加の機構を利用する。
[0031]いくつかの実施形態では、体外循環回路は、中空糸フィルタモジュールと高分子収着剤の組合せを利用し、高分子収着剤は、中空糸フィルタモジュールの筐体区画内の管腔外空間内に位置する。高分子収着剤は、両管腔外口でスクリーンによって保持される。血液は、中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子が、中空糸の半透膜を通過して浸透液に入り、高分子収着剤によって保持される。
[0032]いくつかの他の実施形態では、中空糸フィルタモジュール筐体の管腔外口の一方または両方を血液ポンプの入口側に接続する管路が、浸透液の循環を改善するために含まれる。ポンプによって発生する吸引力により、浸透液が、管腔外空間から引き込まれ、血液ポンプの入口側で血液に再導入される。この浸透液の循環により、血液中の外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を減少させる高分子収着剤の効率が向上する。
[0033]いくつかの実施形態では、中空糸フィルタモジュールの管腔外口の一方または両方を血液戻り管路に接続する管路が、浸透液の循環を改善するために含まれる。管腔外空間内の圧力を血液戻り管路と比較して高くすることにより、浸透液流を駆動する圧力勾配を生み出す。この浸透液の循環により、血液中の外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を減少させる高分子収着剤の効率が向上する。
[0034]他の実施形態では、浸透液を、第２のポンプによって、中空糸フィルタモジュールの管腔外空間内を再循環させる。この浸透液の循環により、血液中の外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を減少させる高分子収着剤の効率が向上する。
[0035]他の実施形態では、浸透液を、熱サイフォン回路によって、中空糸フィルタモジュールの管腔外空間内を再循環させる。管腔外空間出口から管腔外空間入口までの管路に、熱伝導性の高い管材セグメントが含まれる。空気にさらされることによって、熱伝導性管材セグメントの内部の浸透液の温度が低下して、筐体の管腔外空間内の暖かい浸透液に対し、熱勾配が生じる。この熱勾配が、浸透液の循環を引き起こし、より低温の流体が熱サイフォン回路内で降下する。この浸透液の循環により、血液中の外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を減少させる高分子収着剤の効率が向上する。
[0036]いくつかの実施形態では、体外循環回路は、中空糸フィルタモジュールと高分子収着剤の組合せを利用し、高分子収着剤は、中空糸フィルタモジュールとは別個のデバイス筐体内に位置する。この別個の高分子収着剤デバイスは、出口端部および入口端部の両方に設けられたビーズベッドを容器内に維持するためのリテーナスクリーン、または混合後にビーズを収集するための後置リテーナスクリーンのいずれかを備える流通容器内の、高分子ビーズの充填ビーズベッドからなる。管路が、中空糸フィルタモジュールの管腔外口の一方または両方をこの別個の高分子収着剤デバイス筐体の入口に接続し、別の管路が、この別個の高分子収着剤デバイス筐体の出口を血液ポンプの入口側に接続する。血液は、中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子が、中空糸の半透膜を通過して浸透液に入る。ポンプによって発生する吸引力によって、浸透液は、管腔外空間から引き込まれ、別個の高分子収着剤デバイス筐体内を通り吸引され、血液ポンプの入口側で血液に再導入される。浸透液が高分子収着剤デバイス筐体を通過するときに、外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子が、高分子収着剤によって保持される。
[0037]いくつかの実施形態では、体外循環回路は、中空糸フィルタモジュールと高分子収着剤の組合せを利用し、高分子収着剤は、中空糸フィルタモジュールとは別個のデバイス筐体内に位置する。この別個の高分子収着剤デバイスは、出口端部および入口端部の両方に設けられたビーズベッドを容器内に維持するためのリテーナスクリーン、または混合後にビーズを収集するための後置リテーナスクリーンのいずれかを備える流通容器内の、高分子ビーズの充填ビーズベッドからなる。血液は、中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子が、中空糸の半透膜を通過して浸透液に入る。同時に、第２のポンプが、浸透液を、管腔外空間から別個の高分子収着剤デバイスを通して管腔外空間に戻るように循環させる。
[0038]いくつかの実施形態では、筐体区画内の管腔外空間内に高分子収着剤を含む複数の中空糸フィルタモジュールを併用する。同じタイプの中空糸フィルタモジュールを複数使用すれば、外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を除去する能力を改善できる。さらに、大幅に異なる分子量の範囲を有する外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子の除去を実現するために、異なるタイプの複数の中空糸フィルタモジュールを戦略的に利用できる。これは、中空糸膜のタイプ、中空糸膜の分画分子量、筐体区画の管腔外空間内に含まれる高分子収着剤、またはそれらの任意の組合せを変更することによって実現することができる。例えば、１０ｋＤａより小さい分子を分離するための１０ｋＤａの分画分子量を有する中空糸を有する第１の中空糸のみのフィルタモジュールを使用し、その後に、高分子収着剤および２５ｋＤａの分画分子量を有する中空糸を有する第２のモジュールを使用すると、高分子収着剤による１０から２５ｋＤａの範囲の分子の処理が可能になり、１０ｋＤａより小さい分子は、別の種類の高分子収着剤によって処理する、または未処理のまま血液に戻すことができる。
[0039]高分子収着剤が中空糸フィルタモジュールとは別個のデバイス筐体内に位置するいくつかの他の実施形態では、複数の別個の高分子収着剤デバイスが併用される。同じタイプの高分子収着剤デバイスを複数使用すれば、外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を除去する能力を改善できる。さらに、大幅に異なる分子量の範囲を有する外来性毒素および／または異常レベルの生理学的分子を除去するために、異なるタイプの複数の高分子収着剤を戦略的に利用できる。
[0040]いくつかの実施形態では、ローラクランプなどの流量制限機器または調節器の使用が、体外循環回路に含まれ、中空糸フィルタモジュールの出口における血液の流量を制限し、それにより中空糸の内腔からの分子の浸透を増加させる。
[0041]いくつかの実施形態では、中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せを備える体外回路に１つまたは複数の別個の吸着フィルタを含めて、血液をさらに処理することができる。吸着フィルタは、活性炭、レプチン吸着フィルタ、サイトカインフィルタ、またはエンドトキシンフィルタを含む可能性がある。
[0042]いくつかの実施形態は、体外循環回路内の中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せを利用して、（ｉ）血液中に異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方、および／あるいは（ｉｉ）血液中の外来性毒素を減少させる方法であって、
中空糸モジュールが、（ａ）筐体区画内の管腔外空間、（ｂ）複数の中空糸、（ｃ）モジュール内の中空糸を通して血液を内外に移送するように構成された少なくとも２つの内腔口、および（ｄ）中空糸モジュールから浸透液を移送する少なくとも１つの管腔外口を有し、
中空糸が、半透膜を含み、
高分子収着剤が、浸透液流が通る入口および出口を備える別個のデバイス筐体内に位置し、
収着剤デバイスの入口が、中空糸フィルタモジュールの管腔外口に接続され、収着剤デバイスの出口が体外循環回路の血液ポンプの入口（吸引）側に接続され、血液が、中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方を含む血液成分が、中空糸の半透膜を通って浸透液に入り、浸透液が、高分子収着剤を含む別個のデバイスを通して、モジュールの１つまたは複数の管腔外口から引き出され、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方の少なくとも一部分が、高分子収着剤によって保持され、
収着剤デバイスを通過した浸透液が、管腔および浸透液回路を含む回路内で使用される唯一のポンプである血液ポンプの入口（吸引）側で体外循環回路に再導入される、方法に関する。
中空糸モジュールが、（ａ）筐体区画内の管腔外空間、（ｂ）複数の中空糸、（ｃ）モジュール内の中空糸を通して血液を内外に移送するように構成された少なくとも２つの内腔口、および（ｄ）中空糸モジュールから浸透液を移送する少なくとも１つの管腔外口を有し、
中空糸が、半透膜を含み、
高分子収着剤が、浸透液流が通る入口および出口を備える別個のデバイス筐体内に位置し、
収着剤デバイスの入口が、中空糸フィルタモジュールの管腔外口に接続され、収着剤デバイスの出口が体外循環回路の血液ポンプの入口（吸引）側に接続され、血液が、中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方を含む血液成分が、中空糸の半透膜を通って浸透液に入り、浸透液が、高分子収着剤を含む別個のデバイスを通して、モジュールの１つまたは複数の管腔外口から引き出され、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方の少なくとも一部分が、高分子収着剤によって保持され、
収着剤デバイスを通過した浸透液が、管腔および浸透液回路を含む回路内で使用される唯一のポンプである血液ポンプの入口（吸引）側で体外循環回路に再導入される、方法に関する。
[0043]以下の例は、例示のためのものであり、限定のためのものではない。
（実験番号２８）
[0044]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0044]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0045]中空糸フィルタモジュール（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｓ製Ｐ−ＣＹＴＯ０９−０６−Ｎ）を、約３１５ｍＬの高分子収着剤（ＣｙｔｏＳｏｒｂｅｎｔｓ製ＣＹ１６１９５）で充填して、高分子収着剤が中空糸の周囲の筐体空間を占め、管腔外口が両方とも閉鎖されるようにした。この組合せデバイスを、血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ製）および標準的な血液管材セット（Ｍｅｄｉｓｙｓｔｅｍ製ＳＬ２０００Ｍ２０９５）を備える単純な動的再循環システムに設置した。この実験装置の概略は、以下の図１に見ることができる。再循環ループ全体を、生理食塩水で準備し、次いで追加の１Ｌの生理食塩水で洗浄した。
[0046]４Ｌの牛全血（Ｌａｍｐｉｒｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、４．４ｍＥｑ／Ｌの初期カリウム（Ｋ＋）濃度を有すると判定された。１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から得られた１１．０ｍＥｑのＫ＋のボーラスを、血液に注入して混合して、８．０ｍＥｑ／Ｌの測定血液濃度を実現した。貯蔵バッグは、熱ブランケットを用いて３７℃に維持し、実験中を通じてオービタルミキサを用いて穏やかに混合した。
[0047]時点ｔ＝０で、血液ポンプを、３５０ｍＬ／分に設定した。同時に、別個の注入ポンプが、全体で３０．７ｍＥｑの追加のＫ＋が注入されるまで、１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から、組合せデバイスの出口と血液タンクの間の血液管路に、０．５ｍＥｑ／分でＫ＋の注入を開始した。
[0048]血液は、全体で６時間、組合せデバイスの中を再循環し続け、１時間おきにサンプルを採取した。結果を、以下の表Ｉに示す。６時間後には、２７．４ｍＥｑのＫ＋が、高分子収着剤によって除去された。これは、最終的な血中カリウム濃度８．８ｍＥｑ／Ｌに相当し、これに対して、処理を行わない場合に予想される理論値は、１４．８ｍＥｑ／Ｌである。再循環ループを生理食塩水で準備し、約４００ｍＬの生理食塩水を４Ｌの牛血液に付与した加工物として、ヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が、実験の実施期間全体を通じて約１０％低下した。
（実験番号３２）
[0049]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0049]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0050]中空糸フィルタモジュール（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｓ製Ｐ−ＣＹＴＯ０９−０５−Ｎ）を、約３７０ｍＬの高分子収着剤（ＣｙｔｏＳｏｒｂｅｎｔｓ製ＣＹ１６１９５）で充填して、高分子収着剤が中空糸の周囲の筐体空間を占めるようにした。この組合せデバイスを、血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ製）および標準的な血液管材セット（Ｍｅｄｉｓｙｓｔｅｍ製ＳＬ２０００Ｍ２０９５）を備える動的再循環システムに設置した。管腔外口のうちの一方は閉鎖し、他方はポンプの入口管路に接続した。この実験装置の概略は、以下の図２に見ることができる。再循環ループ全体を、生理食塩水で準備し、次いで追加の１Ｌの生理食塩水で洗浄した。
[0051]４Ｌの牛全血（Ｌａｍｐｉｒｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、４．０ｍＥｑ／Ｌの初期カリウム（Ｋ＋）濃度を有すると判定された。１１２３ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から得られた９．６ｍＥｑのＫ＋のボーラスを、血液に注入して混合して、８．０ｍＥｑ／Ｌの測定血液濃度を実現した。貯蔵バッグは、熱ブランケットを用いて３７℃に維持し、実験中を通じてオービタルミキサを用いて穏やかに混合した。
[0052]時点ｔ＝０で、血液ポンプを、３５０ｍＬ／分に設定した。同時に、別個の注入ポンプが、全体で３０．７ｍＥｑの追加のＫ＋が注入されるまで、１１２３ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から、組合せデバイスの出口と血液タンクの間の血液管路に、０．５ｍＥｑ／分でＫ＋の注入を開始した。
[0053]血液は、全体で６時間、組合せデバイスの中を再循環し続け、１時間おきにサンプルを採取した。結果を、以下の表ＩＩに示す。６時間後には、３２．１ｍＥｑのＫ＋が、高分子収着剤によって除去された。これは、最終的な血中カリウム濃度７．５ｍＥｑ／Ｌに相当し、これに対して、処理を行わない場合に予想される理論値は、１４．６ｍＥｑ／Ｌである。再循環ループを生理食塩水で準備し、約４００ｍＬの生理食塩水を４Ｌの牛血液に付与した加工物として、ヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が、実験の実施期間全体を通じて約１０％低下した。
（実験番号２３）
[0054]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0054]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0055]中空糸フィルタモジュール（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｓ製Ｐ−ＣＹＴＯ０９−０５−Ｎ）を、約３４５ｍＬの高分子収着剤（ＣｙｔｏＳｏｒｂｅｎｔｓ製ＣＹ１６１９５）で充填して、高分子収着剤が中空糸の周囲の筐体空間を占めるようにした。この組合せデバイスを、血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ製）および標準的な血液管材セット（Ｍｅｄｉｓｙｓｔｅｍ製ＳＬ２０００Ｍ２０９５）を備える動的再循環システムに設置した。筐体内で膜透過流体を再循環させるために、第２のポンプ、および追加の管路を設置した。この実験装置の概略は、以下の図３に見ることができる。血液および膜透過流体の両再循環ループを、生理食塩水で準備し、次いで追加の１Ｌの生理食塩水で洗浄した。
[0056]４Ｌの牛全血（Ｌａｍｐｉｒｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、４．０ｍＥｑ／Ｌの初期カリウム（Ｋ＋）濃度を有すると判定された。１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から得られた１１．４ｍＥｑのＫ＋のボーラスを、血液に注入して混合して、７．８ｍＥｑ／Ｌの測定血液濃度を実現した。貯蔵バッグは、熱ブランケットを用いて３７℃に維持し、実験中を通じてオービタルミキサを用いて穏やかに混合した。
[0057]時点ｔ＝０で、血液ポンプを、３５０ｍＬ／分に設定した。同時に、別個の注入ポンプが、全体で３１．２ｍＥｑの追加のＫ＋が注入されるまで、１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から、組合せデバイスの出口と血液タンクの間の血液管路に、０．５ｍＥｑ／分でＫ＋の注入を開始した。
[0058]血液は、全体で６時間、組合せデバイスの中を再循環し続け、１時間おきにサンプルを採取した。結果を、以下の表ＩＩＩに示す。６時間後には、３６．４ｍＥｑのＫ＋が、高分子収着剤によって除去された。これは、最終的な血中カリウム濃度４．９ｍＥｑ／Ｌに相当し、これに対して、処理を行わない場合に予想される理論値は、１４．６ｍＥｑ／Ｌである。再循環ループを生理食塩水で準備し、約４００ｍＬの生理食塩水を４Ｌの牛血液に付与した加工物として、ヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が、実験の実施期間全体を通じて約１０％低下した。
（実験番号２０）
[0059]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0059]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0060]中空糸フィルタモジュール（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｓ製Ｐ−ＣＹＴＯ０９−０５−Ｎ）を、約３７５ｍＬの高分子収着剤（ＣｙｔｏＳｏｒｂｅｎｔｓ製ＣＹ１６１９５）で充填して、高分子収着剤が中空糸の周囲の筐体空間を占めるようにした。この組合せデバイスを、血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ製）および標準的な血液管材セット（Ｍｅｄｉｓｙｓｔｅｍ製ＳＬ２０００Ｍ２０９５）を備える動的再循環システムに設置した。熱伝導性の高い管材のセグメントを含む追加の管路を、筐体の出口から筐体の入口まで接続した。この熱伝導性の高い管材は、筐体内で膜透過流体を再循環させる助けとなる熱サイフォンを構成する。この実験装置の概略は、以下の図４に見ることができる。血液および熱サイフォン管路の両再循環ループを、生理食塩水で準備し、次いで追加の１Ｌの生理食塩水で洗浄した。
[0061]４Ｌの牛全血（Ｌａｍｐｉｒｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、４．５ｍＥｑ／Ｌの初期カリウム（Ｋ＋）濃度を有すると判定された。１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から得られた９．６ｍＥｑのＫ＋のボーラスを、血液に注入して混合して、７．７ｍＥｑ／Ｌの測定血液濃度を実現した。貯蔵バッグは、熱ブランケットを用いて３７℃に維持し、実験中を通じてオービタルミキサを用いて穏やかに混合した。
[0062]時点ｔ＝０で、血液ポンプを、６９０ｍＬ／分に設定した。同時に、別個の注入ポンプが、全体で３３．０ｍＥｑの追加のＫ＋が注入されるまで、１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から、組合せデバイスの出口と血液タンクの間の血液管路に、０．５ｍＥｑ／分でＫ＋の注入を開始した。
[0063]血液は、全体で６時間、組合せデバイスの中を再循環し続け、１時間おきにサンプルを採取した。結果を、以下の表ＩＶに示す。６時間後には、２８．９ｍＥｑのＫ＋が、高分子収着剤によって除去された。これは、最終的な血中カリウム濃度８．２ｍＥｑ／Ｌに相当し、これに対して、処理を行わない場合に予想される理論値は、１５．１ｍＥｑ／Ｌである。再循環ループを生理食塩水で準備し、約４００ｍＬの生理食塩水を４Ｌの牛血液に付与した加工物として、ヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が、実験の実施期間全体を通じて約１０％低下した。
（実験番号４０）
[0064]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0064]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0065]中空糸フィルタモジュール（Ｂａｘｔｅｒ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ製ＸＰＨ−１７０）、および別個の高分子収着剤デバイスを、約４７０ｍＬの高分子収着剤（ＣｙｔｏＳｏｒｂｅｎｔｓ製ＣＹ１６１９５）で充填し、血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ製）および標準的な血液管材セット（Ｍｅｄｉｓｙｓｔｅｍ製ＳＬ２０００Ｍ２０９５）を備える動的再循環システムに設置した。２つの管腔外口のうちの一方は閉鎖し、他方は高分子収着剤デバイスの入口に接続し、高分子収着剤デバイスの出口を血液ポンプの入口管路に接続するために、追加の管路を設置した。この実験装置の概略は、以下の図５に見ることができる。再循環ループ全体を、生理食塩水で準備し、次いで追加の２Ｌの生理食塩水で洗浄した。
[0066]４Ｌの牛全血（Ｌａｍｐｉｒｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、４．０ｍＥｑ／Ｌの初期カリウム（Ｋ＋）濃度を有すると判定された。１１２３ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から得られた１１．４ｍＥｑのＫ＋のボーラスを、血液に注入して混合して、７．８ｍＥｑ／Ｌの測定血液濃度を実現した。貯蔵バッグは、熱ブランケットを用いて３７℃に維持し、実験中を通じてオービタルミキサを用いて穏やかに混合した。
[0067]時点ｔ＝０で、血液ポンプを、３５０ｍＬ／分に設定した。同時に、別個の注入ポンプが、全体で３１．４ｍＥｑの追加のＫ＋が注入されるまで、１１２３ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から、組合せデバイスの出口と血液タンクの間の血液管路に、０．５ｍＥｑ／分でＫ＋の注入を開始した。
[0068]血液は、全体で６時間、中空糸フィルタモジュールの中を再循環し続け、１時間おきにサンプルを採取した。結果を、以下の表Ｖに示す。６時間後には、４０．７ｍＥｑのＫ＋が、高分子収着剤によって除去された。これは、最終的な血中カリウム濃度４．０ｍＥｑ／Ｌに相当し、これに対して、処理を行わない場合に予想される理論値は、１４．７ｍＥｑ／Ｌである。再循環ループを生理食塩水で準備し、約４００ｍＬの生理食塩水を４Ｌの牛血液に付与した加工物として、ヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が、実験の実施期間全体を通じて約１０％低下した。
（実験番号２５）
[0069]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0069]上記の概略的な説明および以下の詳細な説明は、例示および解説に過ぎず、添付の特許請求の範囲に定義される本発明を制限するものではない。本発明の他の態様は、本明細書に提供される本発明の詳細な説明に鑑みれば当業者には明らかになるであろう。
[0070]２つの中空糸フィルタモジュール（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｌａｂｓ製Ｐ−ＣＹＴＯ０９−０６−Ｎ）を、それぞれ約３３０ｍＬの高分子収着剤（ＣｙｔｏＳｏｒｂｅｎｔｓ製ＣＹ１６１９５）で充填して、高分子収着剤が中空糸の周囲の筐体空間を占めるようにした。これらの組合せデバイスを、血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ製）および標準的な血液管材セット（Ｍｅｄｉｓｙｓｔｅｍ製ＳＬ２０００Ｍ２０９５）を備える単純な動的再循環システム内に直列に設置した。追加の管路を使用して、デバイス１の筐体出口をデバイス２の筐体入口に接続した。デバイス１の筐体入口およびデバイス２の筐体出口の両方を閉鎖した。この実験装置の概略は、以下の図６に見ることができる。再循環ループの全体を、生理食塩水で準備し、次いで追加の１Ｌの生理食塩水で洗浄した。
[0071]４Ｌの牛全血（Ｌａｍｐｉｒｅ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、３．７ｍＥｑ／Ｌの初期カリウム（Ｋ＋）濃度を有すると判定された。１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から得られた１３．３ｍＥｑのＫ＋のボーラスを、血液に注入して混合して、８．４ｍＥｑ／Ｌの測定血液濃度を実現した。貯蔵バッグは、熱ブランケットを用いて３７℃に維持し、実験中を通じてオービタルミキサを用いて穏やかに混合した。
[0072]時点ｔ＝０で、血液ポンプを、３５０ｍＬ／分に設定した。同時に、別個の注入ポンプが、全体で３０．０ｍＥｑの追加のＫ＋が注入されるまで、１１２６ｍＥｑ／Ｌの濃度を有する水溶液から、組合せデバイスの出口と血液タンクの間の血液管路に、０．５ｍＥｑ／分でＫ＋の注入を開始した。
[0073]血液は、全体で６時間、中空糸フィルタモジュールの中を再循環し続け、１時間おきにサンプルを採取した。結果を、以下の表ＶＩに示す。６時間後には、３８．８ｍＥｑのＫ＋が、高分子収着剤によって除去された。これは、最終的な血中カリウム濃度５．０ｍＥｑ／Ｌに相当し、これに対して、処理を行わない場合に予想される理論値は、１４．５ｍＥｑ／Ｌである。再循環ループを生理食塩水で準備し、約４００ｍＬの生理食塩水を４Ｌの牛血液に付与した加工物として、ヘモグロビン（Ｈｂ）濃度が、実験の実施期間全体を通じて約１０％低下した。
Claims (20)
- 体外循環回路内の中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せを利用して、（ｉ）血液中に異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方、および／あるいは（ｉｉ）血液中の外来性毒素を減少させる方法であって、
前記中空糸モジュールが、（ａ）筐体区画内の管腔外空間、（ｂ）複数の中空糸、および（ｃ）前記モジュール内の前記中空糸を通して血液を内外に移送するように構成された少なくとも２つの内腔口を有し、
前記中空糸が、半透膜を含み、
前記高分子収着剤が、前記中空糸フィルタモジュールの前記筐体区画内の前記管腔外空間内に位置し、前記高分子収着剤が、前記中空糸モジュールの前記管腔外口にあるスクリーンによって前記管腔外空間内に保持され、
前記血液が、前記中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの前記一方または両方を含む血液成分が、前記中空糸の前記半透膜を通過して、前記管腔外空間内の浸透液に入り、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの前記一方または両方の少なくとも一部分が、前記高分子収着剤によって保持される、方法。 - 前記浸透液が、前記筐体の一方または両方の管腔外口から引き出され、血液ポンプの入口（吸引）側を介して前記体外循環回路中に再導入される、請求項１に記載の方法。
- 前記血液が、１つのポンプを用いて前記中空糸を通して圧送される、請求項１または２に記載の方法。
- 前記浸透液が、第２のポンプによって前記筐体の前記管腔外空間を通して再循環される、請求項１に記載の方法。
- 前記浸透液が、熱伝導性管材セグメントが前記モジュールの前記２つの管腔外口を接続する管材管路に組み込まれた熱サイフォン回路によって、前記筐体の前記管腔外空間を通して再循環され、
前記伝導性管材セグメントが、空気にさらされることにより、その内部の浸透液の温度を低下させ、前記筐体の前記管腔外空間内の暖かい浸透液による熱勾配を生じる、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。 - 前記浸透液が、第２のポンプによって、前記筐体の前記管腔外空間の出口から、前記高分子収着剤を含む前記別個のデバイスの筐体を通って、前記中空糸フィルタモジュールの筐体の前記管腔外空間の入口に戻るように再循環される、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 複数の中空糸モジュールを利用する、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
- 各中空糸フィルタモジュールにおいて異なる高分子収着剤および／または異なる中空糸を使用して、分子量範囲の異なる分子、または異なる官能基を含む分子を除去する可能性がある、請求項７に記載の方法。
- 前記体外循環回路中の複数の別個の高分子収着剤を含むデバイスが、分子量範囲の異なる分子、または化学的もしくは構造的に異なる種類の分子を除去するために使用され得る異なる高分子収着剤を含む、請求項７に記載の方法。
- 前記中空糸フィルタモジュールの筐体の一方または両方の管腔外口から、前記体外循環回路内の血液戻り管路までの追加の管材管路を利用して、浸透液の循環を改善する、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
- 前記体外循環回路で流量制限機器または調整器を使用して、前記中空糸フィルタモジュールの出口における血液の流量を制限することにより、前記中空糸の内腔からの分子の浸透を増加させる、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
- 前記流量制限機器が、ローラクランプである、請求項１１に記載の方法。
- １つまたは複数の別個の吸着フィルタが、体外循環回路とともに使用され、別個の吸着フィルタが、活性炭、レプチン吸着フィルタ、エンドトキシン吸着フィルタ、またはサイトカイン吸着フィルタを含む可能性がある、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
- 中空糸の構成が、特定のパターンに分散したもしくは無作為に分散した１つの束もしくは複数の束、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の方法。
- 透析およびバイオプロセシングで一般に使用される少なくとも１つの膜を含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
- 体外循環回路内の中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せを利用して、（ｉ）血液中に異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方、および／あるいは（ｉｉ）血液中の外来性毒素を減少させる方法であって、
前記中空糸モジュールが、（ａ）筐体区画内の管腔外空間、（ｂ）複数の中空糸、（ｃ）前記モジュール内の前記中空糸を通して血液を内外に移送するように構成された少なくとも２つの内腔口、および（ｄ）前記中空糸モジュールから浸透液を移送するための少なくとも１つの管腔外口を有し、
前記中空糸が、半透膜を含み、
前記高分子収着剤が、浸透液流が通る入口および出口を備える別個のデバイス筐体内に位置し、
前記収着剤デバイスの前記入口が、前記中空糸フィルタモジュールの管腔外口に接続され、前記収着剤デバイスの前記出口が前記体外循環回路の血液ポンプの入口（吸引）側に接続され、前記血液が、前記中空糸を通して圧送され、その間に、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの前記一方または両方を含む血液成分が、前記中空糸の前記半透膜を通って浸透液に入り、前記浸透液が、前記高分子収着剤を含む前記別個のデバイスを通して、前記モジュールの１つまたは複数の管腔外口から引き出され、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの前記一方または両方の少なくとも一部分が、前記高分子収着剤によって保持され、
前記収着剤デバイスを通過した前記浸透液が、管腔および浸透液回路を含む回路内で使用される唯一のポンプである前記血液ポンプの前記入口（吸引）側で前記体外循環回路に再導入される、方法。 - （ｉ）血液中に異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの一方または両方、および／あるいは（ｉｉ）血液中の外来性毒素を減少させる中空糸モジュールであり、（ａ）筐体区画内の管腔外空間、（ｂ）複数の中空糸、および（ｃ）前記モジュール内の前記中空糸を通して血液を内外に移送するように構成された少なくとも２つの内腔口を有する中空糸モジュールであって、
前記中空糸が、半透膜を含み、
前記高分子収着剤が、前記中空糸フィルタモジュールの前記筐体区画内の前記管腔外空間内に位置し、前記高分子収着剤が、前記中空糸モジュールの前記筐体口にあるスクリーンによって前記管腔外空間内に保持され、
前記モジュールが、血液を前記中空糸を通して圧送し、その間に、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの前記一方または両方を含む血液成分が、前記中空糸の前記半透膜を通過して、前記管腔外空間内の浸透液に入ることができるようにする第１のポンプを備えて構成され、外来性毒素、ならびに／あるいは異常なレベルで存在する生理学的分子および生理学的イオンの前記一方または両方の少なくとも一部分が、前記高分子収着剤によって保持される、中空糸モジュール。 - 前記血液が、１つのポンプを用いて前記中空糸を通して圧送される、請求項１７に記載の中空糸モジュール。
- 前記浸透液を前記筐体の前記管腔外空間を通して循環させる第２のポンプをさらに含む、請求項１７に記載の中空糸モジュール。
- 前記浸透液を、前記筐体の前記管腔外空間を通して再循環させることを可能にする熱サイフォン回路をさらに含み、
熱伝導性管材セグメントが、前記筐体の前記管腔外空間の入口と出口を接続する管材管路に組み込まれ、
前記伝導性管材セグメントが、空気にさらされることにより、その内部の浸透液の温度を低下させ、前記筐体の前記管腔外空間内の暖かい浸透液による熱勾配を生じる、請求項１７または１８に記載の中空糸モジュール。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762477075P | 2017-03-27 | 2017-03-27 | |
| US62/477,075 | 2017-03-27 | ||
| PCT/US2018/023705 WO2018183072A1 (en) | 2017-03-27 | 2018-03-22 | Methods for removal of toxins from blood using an extracorporeal circuit comprised of a hollow-fiber filter module and polymer sorbent in combination |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020523042A true JP2020523042A (ja) | 2020-08-06 |
Family
ID=63678210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019553521A Pending JP2020523042A (ja) | 2017-03-27 | 2018-03-22 | 中空糸フィルタモジュールおよび高分子収着剤の組合せで構成される体外循環回路を用いて血液から毒素を除去する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11202855B2 (ja) |
| EP (1) | EP3600485A4 (ja) |
| JP (1) | JP2020523042A (ja) |
| CN (1) | CN111315424A (ja) |
| AU (1) | AU2018246007C1 (ja) |
| CA (1) | CA3057632A1 (ja) |
| WO (1) | WO2018183072A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3952643A4 (en) * | 2019-04-12 | 2023-01-11 | UGLX Research AB | ORGAN RECONDITIONING METHOD AND APPARATUS |
| WO2020209787A1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | Uglk Science Ab | Method and apparatus for reconditioning kidneys |
| JP2022542517A (ja) * | 2019-08-01 | 2022-10-04 | シギュン セラピューティクス，インコーポレーテッド | 血液中の炎症促進性サイトカインの広範囲にわたる減少のためのデバイス、システム及び方法 |
| WO2022112603A1 (en) | 2020-11-30 | 2022-06-02 | Alteco Medical Ab | Device for binding and separation of at least one component from a body fluid |
| WO2023097334A1 (en) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | Cytosorbents Corporation | Improved cancer immunotherapy treatments |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000167044A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-20 | Saitekku Kk | 血液浄化器とこれを含む血液浄化装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4013564A (en) | 1975-03-17 | 1977-03-22 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Multipurpose metabolic assist system |
| EP0073888B1 (en) | 1981-06-29 | 1986-04-23 | Clara M. Ambrus | Apparatus for removing heavy metal ions from blood |
| US5536412A (en) * | 1992-02-06 | 1996-07-16 | Hemocleanse, Inc. | Hemofiltration and plasmafiltration devices and methods |
| ATA159993A (de) | 1993-08-10 | 1995-09-15 | Dieter Dr Falkenhagen | Anordnung zur elimination von substanzen aus flüssigkeiten |
| US6287516B1 (en) * | 1998-07-10 | 2001-09-11 | Immunocept, L.L.C. | Hemofiltration systems, methods, and devices used to treat inflammatory mediator related disease |
| DE102004037475A1 (de) | 2004-07-30 | 2006-03-23 | Heinrich, Hans-Werner, Prof. Dr. | Filtersystem zur membrangetrennten, adsorptiven Behandlung partikelhaltiger Flüssigkeiten |
| US20110218512A1 (en) * | 2008-06-03 | 2011-09-08 | Aethlon Medical, Inc. | Enhanced antiviral therapy methods and devices |
| WO2012142180A1 (en) | 2011-04-12 | 2012-10-18 | Tianxin Wang | Methods to detect and treat diseases |
| US9345826B2 (en) * | 2011-09-15 | 2016-05-24 | Deka Products Limited Partnership | Recirculating fluid filtration system |
| SE1200356A1 (sv) * | 2011-10-30 | 2013-05-01 | Kurt Nilsson | Polymerbaserad produkt och användning |
| CN102600521A (zh) * | 2012-03-19 | 2012-07-25 | 王天欣 | 一种清除血液中病原体的装置和方法 |
| EP2735360B1 (en) * | 2012-11-26 | 2017-04-12 | Gambro Lundia AB | Adsorber device combining beads and hollow fiber membranes |
| KR101638280B1 (ko) * | 2014-04-02 | 2016-07-20 | 조태범 | 혈액정화 장치 |
-
2018
- 2018-03-22 CN CN201880021581.3A patent/CN111315424A/zh active Pending
- 2018-03-22 CA CA3057632A patent/CA3057632A1/en active Pending
- 2018-03-22 EP EP18777490.6A patent/EP3600485A4/en not_active Withdrawn
- 2018-03-22 AU AU2018246007A patent/AU2018246007C1/en not_active Expired - Fee Related
- 2018-03-22 US US16/497,982 patent/US11202855B2/en active Active
- 2018-03-22 JP JP2019553521A patent/JP2020523042A/ja active Pending
- 2018-03-22 WO PCT/US2018/023705 patent/WO2018183072A1/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000167044A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-20 | Saitekku Kk | 血液浄化器とこれを含む血液浄化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018183072A1 (en) | 2018-10-04 |
| CN111315424A (zh) | 2020-06-19 |
| US11202855B2 (en) | 2021-12-21 |
| AU2018246007A1 (en) | 2019-10-03 |
| CA3057632A1 (en) | 2018-10-04 |
| EP3600485A1 (en) | 2020-02-05 |
| AU2018246007B2 (en) | 2022-03-17 |
| US20210106743A1 (en) | 2021-04-15 |
| AU2018246007C1 (en) | 2022-06-23 |
| EP3600485A4 (en) | 2021-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11202855B2 (en) | Methods for removal of toxins from blood using an extracorporeal circuit comprised of a hollow-fiber filter module and polymer sorbent in combination | |
| US11478757B2 (en) | High cut-off hemodialysis membrane for use in liver dialysis | |
| US9713668B2 (en) | Multi-staged filtration system for blood fluid removal | |
| AU2013349977A1 (en) | Liver support system | |
| AU2013349975B2 (en) | Integrated device for liver support system | |
| US8827087B2 (en) | Membranes having improved performance | |
| Tijink et al. | Mixed matrix membranes: a new asset for blood purification therapies | |
| JP2001524839A (ja) | 選択的膜／吸着手法による自己血液の回収 | |
| KR20090029791A (ko) | 의료용 지지체를 처리하기 위한 양이온 중합체의 콜로이드 현탁액의 용도 | |
| WO2009040123A1 (en) | Hydrophilic membranes with a non-ionic surfactant | |
| Roy et al. | State-of-the-art materials and spinning technology for hemodialyzer membranes | |
| Sakai | Dialysis membranes for blood purification | |
| Ronco et al. | Dialysis membranes in convective treatments | |
| JP5671528B2 (ja) | 透析装置 | |
| CN109689124B (zh) | 肝支持系统 | |
| JP5227271B2 (ja) | 血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム | |
| JPH10118472A (ja) | 中空糸膜及びその製造方法 | |
| WO2020151228A1 (zh) | 一种用于血液净化的抗菌中空纤维膜的制备方法 | |
| CN106659834B (zh) | 用于去除血液中的促炎介质以及粒细胞和单核细胞的系统 | |
| CN115461100A (zh) | 流体处理方法及循环处理设备、系统 | |
| Vienken et al. | New developments in hemodialyzers | |
| JP2010136803A (ja) | 血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム | |
| CN115697430A (zh) | 流体处理方法及流体处理装置 | |
| EP2363196B1 (en) | Diffusion and/or filtration device | |
| Bernardo et al. | Evolution of dialyzer designs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A529 | Written submission of copy of amendment under article 34 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A529 Effective date: 20191125 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210315 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220225 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220524 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220930 |