JP2555722C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】技術分野
本発明は全血およびそれに由来する製剤、特に輸血前にそれらの許容保存期間
に至るまでのいずれかの期間保存された血球を含めたパック状ヒト赤血球から白
血球含量を低下させる方法、およびそれを行うための装置に関する。発明の背景
1人または2人以上の供血者から他の者へ全血を輸血することは50年以上も実
施されているが、最近では血液成分を輸血することが行われている。時間の経過
ならびに研究および臨床データの蓄積によって、輸血法は大幅に改良された。現
在の実務の一観点では、全血が投与されることはまれであり;むしろ赤血球を必
要とする患者にはパック状赤血球(以下PRC)が投与され、血小板を必要とす
る患者には血小板濃縮物が投与される。これらの成分は全血から遠心分離によっ
て分離され、この方法は第3製品として血漿を提供し、これから他の各種の有用
な成分が得られる。
上記3成分のほかに全血は種々の型の白血球(合わせて白血球として知られる
)を含み、これらのうち最も重要なものは顆粒球およびリンパ球である。白血球
は細菌およびウィルスの感染に対する保護を与える。
1970年代中期から後期にかけて多くの研究者が、供血から顆粒球を分離して、
それらの欠如した患者、たとえば自身の血球
が感染によって壊滅している患者に輸血すべきであると提唱した。その結果行わ
れた研究において、この方法は一般に有害であることが明らかになった。この輸
血を受けた患者は高熱その他の不都合な反応を呈し、輸血された血球を一般に拒
絶したからである。さらに、供血者の白血球を含むパック状血球または全血の輸
血は受血者に他の様式で有害となる可能性がある。輸血療法により誘発されるあ
る種のウィルス性疾患、たとえば新生児および衰弱した成人にとって致命的感染
症であるサイトメガロウィルス封入体病は同種白血球の輸血によって媒介される
。免疫障害をもつ患者に対する他の致命的現象は移埴片−宿主反応(GVH)で
あり;これは輸血された白血球が受血者の皮膚、胃腸管および神経系を含めた器
官に実際に不可逆的損傷を起こす疾患である。通常の赤血球輸血も、大腸の悪性
疾患の手術を受ける患者の生存に不利な影響を与えるとして非難された。この不
利な影響は供血者の白血球を含めた、供血者の赤血球以外の物質の輸血によって
媒介されると考えられる。
特に比較的長期間保存されたものを含めてパック状赤血球において望ましくな
い反応を防ぐのに十分な程度に低い水準にまで白血球を除去することが本発明の
目的である。
血液を基本的な3画分(パック状赤血球、血小板濃縮物、および血漿)に分離
するために現在用いられている遠心分離法の場合、パック状赤血球および血小板
濃縮物の双方の画分に実質量の白血球が存在する。これらの血液成分は白血球濃
度を可能な限り低下させるのがきわめて望ましいことは、現在では一般に認めら
れている。明確な基準はないが、白血球含量を患者に
投与する前に約1/100に 低下させると輸血の望ましくない影響の多くは適
度に減少することが一般に認められている。これは一単位のPRC(1回の供血
により得られる量のPRC)における総白血球含量を0.1×109以下に低下させる
にほぼ匹敵する。1単位の血液、および1単位のパック状赤血球の定義:
米国内の血液銀行は一般に約450mlの血液を供血者から採血し、血液凝固を防
ぐために通常は抗凝結剤を入れたバッグに装入する。ここでこの供血に際して採
血された量を1単位の全血と定義する。
全血がそのまま用いられることはまれであり;大部分の単位が別個に遠心分離
または重力沈降法により処理されて、血漿中の赤血球濃縮物、ここではPRC(
パック状赤血球)1単位を与える。1単位のPRCの容積は採血時血液のヘマト
クリット(赤血球の容量%)−通常は37〜54%−;およびPRCのヘマトクリッ
ト−通常は70〜80%−にかなり依存する。大部分のPRC単位は250〜300mlであ
るが、これらの数値の上下への変動がまれではない。
あるいは採血した全血を血漿からの赤血球の分離によって処理し、これらを生
理的溶液に再懸濁することもできる。種々の生理的溶液が用いられる。このよう
に処理された赤血球は使用前により長期間保存することができ、ある種の患者に
とっては血漿を除去することに若干の利点があると思われる。“アドソル(Adsol
)”はこのような系の一例の商品名である。ヨーロッパおよび他の国においてこ
れと同様な製剤が用いられている。
ここで用いる“血液製剤”という語は抗凝血処理全血、これから得たパック状
赤血球、および血漿から分離して生理的液体に再懸濁された赤血球を含む。
米国以外の国では血液銀行および病院が約450ml以上または以下の血液を採血
するかも知れないが、ここでは“1単位”は米国の慣例によって定められ、1単
位のPRC、または生理的液体中の赤血球は1単位の全血に由来する量である。
ここで用いるPRCは前記の血液製剤、および他の手段により得られ、同様な
特性を備えた同様な血液製剤を意味する。PRCから白血球を除去するために 従来採用されている方法
白血球除去されたパック状赤血球を得るためのスピンフィルターシステムはパ
ラビシニ、ルブラ、アプゾ、ウェンツおよびシルヒア(Parravicini,Rebulla,A
puzzo,Wenz and Sirchia)、Transfusion 1984; 24:508-510に記載され、ウェッ
ツによる他の方法CRC Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences 198
6; 24:1-20 と対比される。この方法は簡便であり、実施するのに比較的費用を
要しないので依然として広く用いられている。しかし白血球除去効率は一般に90
%以上ではあるが、ある種の患者においては不都合な反応を防ぐのに十分なほど
高くはない。
赤血球中の白血球の水準をより低下させる遠心法があるが、これらは実験室的
方法であり、操作するのに著しい費用を要し、製剤の無菌性は24時間以内に使用
しなければならない程度のものである。
他の白血球除去法、たとえば凍結赤血球の食塩水洗浄または脱グリセリン法が
過去または現在用いられているが、これらは経済性、信頼性の高いサービスに関
して不利であり、ベッドサイドで採用できない。
微小凝集体および含有白血球の一部を除去するために、繊維を容器に充填し、
これに全血を導通する装置が多数提案された。これらの装置はすべて使用前もし
くは使用後のいずれか、または使用前と使用後の双方において食塩液を施す必要
がある。さらにこれらの装置はPRCに用いるのにさほど適切でなく、早期目詰
まりを示し、しばしばまたは常にPRCまたは全血の1単位当たり0.1×109個以
下にまで白血球を除去することができない。いずれもベッドサイドでの使用に理
想的でない。白血球除去装置に望ましい持性
白血球除去用として理想的な装置は安価であり、比較的小型であって、赤血球
バッグおよび患者の静脈へ接続したのち約30秒以内に血液を供給しうるものであ
る。その際装置は白血球含量が全体として1×109個を越えない程度にまで、好
ましくは0.1×109個の水準にまで低下した少なくとも1単位(1回の供血の製剤
)の赤血球を患者に供給しなければならない。白血球の除去に関して高い効率を
維持した状態で完全な2単位目のパック状赤血球を供給しうることも望ましい。
さらに、赤血球は高価であり、入手性が限られているのて、この理想的な装置は
バッグ内に当初存在していた赤血球を可能な限り最大限に供給するものであろう
。この装置は、有効寿命が尽きるまでの日付を含めたかなり長期間保存された血
液製剤にも有効であろう。
このような装置が本発明の目的である。
従来この目的を満たすために開発された装置は充填繊維の利用に基づくもので
あり、一般にフィルターと呼ばれる。しかし大きさによる分離に基づく濾過を採
用した方法が2つの理由から成功し得ないことが明らかであろう。第1に種々の
型の白血球は15μm以上の顆粒球および大赤血球から5〜7μmおよびそれ以上の
リンバ球にまで及ぶ。顆粒球およびリンパ球は合わせて正常血液中の白血球すべ
ての主要割合を占める。赤血球は直径約7μmであり、すなわち除去しなければ
ならない主要2成分の間の大きさである。第2に、これらの血球はすべて、それ
らの正常な大きさよりはるかに小さな開口を通過するために変形するであろう。
従って、また白血球が各種表面に吸着することは鏡検により観察しうるので、白
血球の除去が濾過よりむしろ吸着によって達成されることは広く認められている
。
血液中の白血球濃度を各種表面で処理することにより低下させる試みがなされ
、これにはポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂、セルロース系材料(たと
えば木綿)、酢酸セルロースおよびシリコナイズドグラスウールが含まれる。今
日得られる繊維系装置は下記の理由から、高々ごく部分的に成功しているにすぎ
ない。従来の装置に付随する問題を解説するのに伴って、本発明の装置および方
法が優れている様子が明らかになるであろう。血球成分の回収率
上記の章で、分離装置に供給されるパック状赤血球を高い割合で回収するのが
望ましいことにつき述べた。赤血球の回収率
の低下には幾つかの原因がある:
(a) 接続チューブおよび点滴チャンバー内における保留による損失;
(b) 輸血終了時に装置自体の内部に残留する液体による損失;および
(c) 装置表面への吸着または装置内への機械的閉じ込めによる損失。
(d) 1または2単位の血液の導通が完了する前にフィルターが目詰まりするこ
とによる損失。
(a)による損失は、ベッドサイドでの使用に際し、血液バッグへ接続する入口
および患者の静脈に接続する点滴チャンバーへの出口のみを備えた装置を使用し
、これによりたとえば始動のために食塩液を用いる場合に必要な側部接続の使用
を避けることによって最小限に抑えることができる。装置のデザインが比較的小
型の点滴チャンバーを使用しをるものであれば、損失をさらに減少させることが
できる。原因(b)による損失は一般に“保留容積(hold-up volume)”と呼ばれ(
ミリリットルで表わされる)ここでもそのように呼ぶ。原因(c)による損失があ
るとすれば、これは吸着によるものとして報告されるであろう。原因(d)による
損失に関しては、本発明の目的の1つはPRCがその許容保存寿命またはその付
近にあったとしても、2単位のPRCの投与中に目詰まりしないか、またはごく
まれにしか目詰まりしない装置である。より一般的には、本発明の目的は可能な
最高限度の赤血球回収率を備えた白血球除去装置である。
容量
現在の血球銀行の方法で全血から分離された場合、パック状赤血球は供血者か
ら採血されたままの血液中に存在する割合の白血球のみでなく、若干の血小板(
きわめて粘着性の傾向をもつ)、フィブリノゲン、フィブリンストランド、微小
な脂肪球、および普通少量存在する他の多数の成分をも含有する。また、採血時
に凝結を防ぐために添加された因子、および保存中に赤血球の保存を助成する栄
養素も含有される。
赤血球を濃縮し、それらを残りの成分から部分的に分離する遠心分離操作に際
して、PRC中に微小凝集体が生成する傾向がある。これらは若干の赤血球、と
共に白血球、血小板、フィブリノゲン、フィブリンおよび他の成分からなると思
われる。フィブリノゲンおよび/又はフィブリンにより形成されるゲルは血液銀
行により調製されるPRC中にしばしば存在する。
ゲルは若干粘稠であり、液状ではあるが血漿中で別個のゲル相を形成する。ゲ
ルは濾過によって分離されると、30〜50倍の倍率の顕微鏡下に操作した際にそれ
らがひも状に凝集する傾向を示すことによって使用済みフィルター中に識別され
る。
パック状赤血球は用いる添加剤系に応じて21〜42日間またはそれ以上の期間内
使用するために冷蔵保存することができる。CPDA−1抗凝血剤処理PRCに
ついては、米国における許容保存期間は35日間である。保存中に微小凝集体の数
および大きさは経時的に増大する。さらにゲル状体が一般に生成し、これはフィ
ブリノゲン、変性した蛋白質および変性した核酸からなると思われ、かつしばし
ば鏡検に際して白血球の凝集体と思
われるものを含む。場合により、採血時に血液中に存在した脂肪球が融合して、
より大きな球体を形成する。
白血球除去装置が多孔質構造体からなる場合、微小凝集体、ゲルおよび場合に
より脂肪球が細孔上または細孔内に集まって閉塞を生じ、これが流れを妨げる傾
向を示す。
病院での業務に際して、ベッドサイドでの輸血には保存バッグから白血球除去
装置を経て患者に達する流れを誘導するために、通常は0.1〜0.14kg/cm2を越え
ない重力を利用する。このため、分離装置の特に重要な特性は目詰まりに対する
抵抗性である。
目詰まり因子の組合わせが異例であり、かつきわめて多様であるため、フィル
ター設計の技術分野の専門家の経験は、PRCから上記の望ましくない成分を除
去するために応用した場合不適当であり、特にPRCが比較的長期間保存された
場合には効果的なプレフィルターを設計するために新規な発明性のある方法が必
要であった。
本発明の開発期間中に市販されていた最良の装置は、製造業者によってCPR
A−1抗凝血剤処理PRC 1単位に対する容量を備え、血液保留容積は約64cc
であると評価されていた。同じ装置が遠心分離したのち生理的溶液に再懸濁する
ことにより血漿を除去した血液製剤2単位用として評価されていた。同一業者に
よるそれ以前の装置は約52ccの血液保留容積を備えていたが、この装置は目詰ま
りの頻度が著しいためもはや市販されておらず、より大型の上記装置が交代して
いた。
本発明による装置は平均除去効率約99.5%以上、好ましくは
約99.9%以上を維持した状態で任意単位数のPRCを供給すべく設計することが
できる。しかしこのようなユニット、たとえば4単位のPRCを処理すべく評価
されたものは、1単位のPRCを処理するために用いられた場合、30〜50%に及
ぶ赤血球が装置内での保留によって失われる内容積をもつであろう。1または2
単位のPRCが患者に必要とされる場合が最も一般的である。従って1単位のP
RCを99.9%以上の効率で処理し、ただし2単位目を高い効率を維持した状態で
導通しうる大きさの装置が極めて有用でかつ経済的な大きさであると思われ、本
発明の主目的として選ばれた。以下に論じるように、特に指示しない限り述べる
ものはこの大きさの装置である(これを“成人”サイズと呼ぶ)。
ここに述べる装置は原則として上記の主目的に向けられたものであるが、寸法
を比例して変更することにより、これより大量または少量のPRC用として適し
た装置を製造することができる。“小児”サイズと表示され、約1/2の面積をも
ち、従って成人用装置の1/2の容量を備えた本発明装置の一形態が、本発明の開
発中は試験に用いる全血およびPRCの経済性の理由から、また病院での業務に
このような単位が求められているので、広く用いられた。
目詰まりを生じる微小凝集体は大きさが約200μm以下で変動し、量および大き
さの分布が年令と共に、またパック状赤血球の単位毎にランダムに変動する。ゲ
ルは固さおよび量の双方に関して変動する。大型の脂肪球は少量ではあるが、パ
ック状赤血球検体の有意割合で見られる。ヘマトクリット(赤血球の容
量%)および粘度はそれぞれ大幅に変動する。この特性の変動性が目詰まりの原
因および開始を血液単位毎に著しく変動させる。このような状況で、、プレフィ
ルターの開発は一部は濾過の分野における専門家に一般的な科学および経験に近
づくが、有効なプレフィルターを達成するためには運命および直感が大きな要素
となる。
新たに採血された血液または古い血液のいずれについても、1単位のパック状
赤血球においてはほとんど、または全く目詰まりせず、かつ大部分の場合は2単
位すべてを導通する、高い白血球除去効率の達成という目的に寄与する有効な小
容量ゲル用プレフィルターシステムの設計が本発明の目的である。
重要な一群の患者、すなわち生命を維持するために定期的な反復輸血に依存す
るサラセミア患者などについては、医師は高い効率の白血球除去および比較的新
鮮なPRC使用が特に必要であることを認識している。5日以下の古さのPRC
を輸血する場合、サラセミア患者は3週間毎に2または3単位のPRCを必要と
するが、古いPRCを用いるほどより頻繁な間隔での輸血が必要である。自分の
担当患者にサラセミア患者が含まれる若干の医師は5日より古い血液を使用しな
いであろう。このような用途にはフィルターのゲルおよび微小凝集体の除去性は
重要性が低く、フィルターはPRCの保留性がより小さく、より低価格で製造さ
れるように設計することができる。
きわめて高い割合のPRCが使用前に15〜35日以上保存されたものである、よ
り一般的な用途には、フィルターはその定められた容量をほぼ100%の頻度で、
高い効率および低い保留容
積を維持しながら信頼性をもって供給することが重要である。2単位目を完全に
導通することができないのはPRC損失という点で、また看護人−技術者および
医師の時間という点で経費がかかり、かつ患者にとって有害となる可能性がある
。
従って本発明方法は新鮮なPRCおよび古いPRC双方の使用を目的とする。始動の容易さおよび迅速性
使い易さはいかなる白血球除去システムにとっても重要な特性である。前記の
ように白血球除去装置には始動し易さが特に重要な要素である。“始動(priming
)”という語はPRCがバッグからフィルターを通って点滴チャンバーへの流入
が開始することを意味する。本発明の目的はこの時間を約30秒以下に保つことで
ある。始動期間が短いことは看護人/技術者の時間を保護するために常に望まし
いが、迅速な投与が要求される場合、たとえば手術中に予想外に著しい出血が生
じた場合には生命を救う可能性がある。始動前の白血球除去装置の予備調整
現在用いられている多数の装置が血液を導通する前に、通常は生理的食塩液の
導通−患者の静脈に供給されてもよく、供給されなくてもよい−からなる予備処
理を必要とする。
このような操作が必要であることは、上記の章に述べた理由から明らかにきわ
めて望ましくない。
このような予備処理を採用する理由は多様である。これらは酢酸セルロース繊
維を含む装置の水蒸気殺菌中に生じた酸加水分解物の除去、天然繊維中に存在す
る可能性のある異物の確実
な除去、および繊維が吸湿性である場合には溶血の防止(赤血球の一体性の喪失
、およびこれに付随してその内容物が外部環境へ失われること)が含まれる。
本発明の目的は、ベッドサイドでの使用前に予備調整を必要としない白血球除
去装置である。ポアー直径の定義
25μm以下の場合、“ポアー直径(pore diameter)”は実施例と題する章に記載
した改良OSU F2試験法によって測定される。25μmを越える場合、多孔質
媒体中に保持される球状粒子のおおよその直径を推定するために鏡検が採用され
た。素子および一体素子の定義
上記において、および一般にここで用いる“素子(element)”という語は、ア
センブリ−全体の一部であって、1または2以上の層(互いに接着されていても
、いなくてもよい)の形の多孔質ウェブからなり、ただしフィルターアセンブリ
ー内で定められた機能を果たすものを表わす。各層は通常は制御された密度およ
びポアーサイズに熱間圧縮することにより、単一層として、または他の1または
2以上の層と組合わせて予備成形される。
“一体素子(integral element)”という表現は、アセンブリー全体の一部であ
って、多孔質ウェブ1層または2層以上を含み、(2層以上を含む場合は)各層
が互いに接着されているものを表わす。一体素子はそれ自体一体性をもち、自蔵
されており、組立てられるまでは他の素子から独立した単一の完全な構造体であ
る。
繊維性基材のぬれ
液体を多孔質基材の上流表面と接触させ、わずかな圧力差を与えた場合、多孔
質基材への流入が起こるか、または起こらない。流入が起こらない条件は、多孔
質構造体を形成している材料をその液体がぬらさない状態である。
それぞれ先のものと比較して約3ダイン/cm高い表面張力を示す一連の液体を
調製する。次いで各1滴を多孔質表面に乗せ、それが速やかに吸収されるか、ま
たは表面に残留するかを観察判定する。たとえばこの方法を0.2μmの多孔性ポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)フィルターシートに施した場合、表面張力
26ダイン/cmの液体について速やかなぬれが観察された。しかし表面張力29ダイ
ン/cmの液体を施した場合、この構造体はぬれない状態を保った。
他の合成樹脂製の多孔質基材についても同様な挙動が観察され、その際めれー
非ぬれの数値は第1に多孔質基材を形成する材料の表面特性、第2に多孔質基材
のポアーサイズ特性に依存する。たとえば約20μm以下のポアー直径をもつ繊維
性ポリエステル(詳細にはポリブチレンテレフタレート(以下“PBT”)シー
ト)は表面張力50ダイン/cmの液体によってぬれたが、表面張力54ダイン/cmの
液体によってぬれなかった。
多孔質基材のこの挙動を解明するために、“臨界湿潤表面張力(critical wett
ing surface tension)”(CWST)を下記のとおり定義する。多孔質基材のC
WSTは、2〜4ダイン/cmずつ異なる表面張力をもつ一連の液体をその表面に
別個に、好ましくは液滴状で施し、各液体の吸収または非吸収を観察す
ることによって判定される。多孔質基材のCWST(単位ダイン/cm)は吸収さ
れる液体の表面張力と隣接する吸収さない液体の表面張力の平均値と定義される
。従って上記の2節において、CWSTはそれぞれ27.5および52ダイン/cmであ
った。
CWSTを測定する際には、表面張力が順次2〜4ダイン/cmずつ異なる一連
の試験用標準液を調製する。少なくとも2種の連続した表面張力をもつ標準液少
なくとも10滴を別個に、多孔質基材の典型的部分に乗せ、10分間放置する。10分
後に観察する。ぬれは10分以内に10滴のうち少なくとも9滴が多孔質基材に吸収
されるか、またはそれを明らかにぬらすものと定義される。非ぬれは10分以内に
10滴のうち少なくとも9滴が吸収されないか、またはぬらされないと定義される
。一方がぬれであり、他方が非ぬれである、最も近接した表面張力をもつ1対が
同定されるまで順次、より高いかまたは低い表面張力をもつ液体を用いて試験を
続ける。CWSTはこの範囲内にあり、便宜上これら2表面張力の平均がCWS
Tを表わす単一の数値として用いられる。
異なる表面張力をもつ適宜な溶液は種々の方法で調製することができるが、こ
こに記載する製品の開発に際して用いた方法は下記のものであった:
表面張力
溶液または流体 ダイン/cm
水中の水酸化ナトリウム 94-110
水中の塩化カルシウム 90-94
水中の硝酸ナトリウム 75-87
純水 72.4
水中の酢酸 38-69
水中のエタノール 22-35
n−ヘキサン 18.4
FC77(スリーエム社) 15
FC84(スリーエム社) 13血液による繊維性基材のぬれ
パック状赤血球においても全血においても赤血球は血漿に懸濁しており、血漿
は73ダイン/cmの表面張力をもつ。従ってパック状赤血球または全血が多孔質基
材と接触した際に、多孔質基材が73ダイン/cm以上のCWSTをもつ場合は自然
のぬれが起こるであろう
ヘマトクリットは赤血球が占める容量%である。パック状赤血球のヘマトクリ
ットは通常は70〜80%である。従ってパック状赤血球の容積の70〜80%は赤血球
自体からなり、このため赤血球の表面特性がPRCの湿潤挙動に影響を与える。
これは標準ヘマトクリットが37〜54%である全血についても言える。赤血球表面
の表面張力は文献中に64.5ダイン/cmと示される。
(“血球および蛋白質の表面張力の測定”、ノイマン(A.W.Neumann)Annals N
.Y.A.S.,1983,pp.276-297.)
繊維を合成繊維の自然のCWSTより高いCWST値に予備調整することによ
り得られる利点には以下のものが含まれる:
(a) 始動が何らかの理由でこの研究に用いた0.2kg/cm2より低い圧力、たとえ
ば重力によって行われる場合、始動させるための時間が有意に短縮される。ただ
し0.2kg/cm2においてはこの短縮は測定するのが困難なほど小さい。
(b) 本発明の重要な観点は、繊維表面を特定の範囲CWSTに変換すべく処理
された繊維性基材は始動に要する時間、効率、および目詰まりに対する抵抗性に
関して、この範囲外のCWST値をもつ繊維の場合より良好に作用するという知
見である。
(c) CWST値がグラフトによって高められた合成繊維系基材は優れた繊維−
対−繊維接着性を脩え、このため本発明に用いられる予備成形素子の製造用とし
て好ましい。
(d) 未改質フィルターの一部はぬれない状態を保ち、このためこれらの領域を
通る流れが妨害される。
(e) 未改質合成繊維を用いて作成した装置は使用前に食塩液でフラッシュする
ことが製造業者によって推奨されている。この操作は、必要とされる複雑を配音
内における保留のため血液損失を生じ、経費、操作時間、および操作の複雑さを
増し、細菌性が失われる確率を高める。
(f) 未改質合成繊維に暴露された場合、血液が凝固するのが観察される。発明の開示
本発明によれば、血液製剤の白血球含量を低下させるための装置および方法が
提供される。
本発明は、血液製剤の白血球含量を低下させる装置において、少なくとも第1
、第2および第3の予備成形された多孔質素子からなり、第2素子は第1素子と
第2素子の間に挿入され、逐次素子それぞれはそれに先行するものより小さなポ
アー直径を示し、第1素子はゲルを除去する手段を含み、第2素子は微小凝集体
を除去する手段を含み、第3素子は白血球を除去する手段を含む装置を提供する
。
この第1装置はポアー直径約4〜約8μmの第3素子を含むことができる。た
とえば第3素子は約4〜約5.5μmのポアー直径をもち、この場合第1装置は約2
日から約5〜10日経過した血液製剤を処理するのに好適であり、または第3素子
は約6〜約8μmのポアー直径をもち、この場合第1装置は約10日または15日以
上経過した血液製剤を処理するのに好適である。
第1装置はニードル繊維構造体からなる第1素子を含みうる。この第1素子は
制御された厚さに熱間圧縮することができる。第1素子の平均ポアー直径は、イ
ソプロビルアルコールで予備湿潤させた場合に第1素子を通る0.5Ccm/秒の速度
の空気流を誘導するために4〜7cm水柱の差圧を必要とするものであってよい。
第1装置は、ポアー直径がほぼ幾何学的に漸進する少なくとも3段階のスパン
で約25μmから約10μmにまで及ぶ多孔質基材からなる少なくとも2個の挿入素子
(介在素子)を含むことができる。
第1装置は、約25μmから約10μmまでの範囲に及ぶ段階的に漸減するポアー直
径を示す多孔質基材からなる少なくとも2個の挿入素子を含むことができる。
第1装置は単一の挿入素子を含むことができ、これはポアー直径が段階的に約
25μmからポアー直径約10〜約15μmにまで変化する。
第1装置は1個または2個以上の素子に添加された界面活性剤を含有しうる。
界面活性剤はそれに導通処理される血液製剤中で約55〜45ダイン/cmの表面張力
を誘導する特性をもつものであってよい。
第1装置は53ダイン/cm以上のCWSTに改質された少なくとも1個の素子を
含むことができる。たとえば素子のうち少なくとも1個は約59ダイン/cm以上の
CWSTに改質され、または素子のうち少なくとも1個は63ダイン/cm以上のC
WSTに改質されていてもよい。あるいは素子のうち少なくとも1個は約55〜約
75ダイン/cmのCWSTに改質されていてもよい。あるいはさらに素子のうち少
なくとも1個は、ヒドロキシル部分少なくとも1個およびエネルギー源によって
変化しうる部分1個を含むモノマー、ならびに疎水住部分少なくとも1個および
エネルギー源によって活性化しうる部分1個を含むモノマーと接触した状態で、
エネルギー源に暴露することにより表面改質することができる。
第1装置は、それぞれ54cm2以上の有効断面積をもつ第1、第2および第3素
子を含みうる。さらにすべての素子の全気孔容積は28ml以下であってよい。第1
装置の全内部気孔容積は37ml以下であってよい。
第1装置は白血球を除去する手段が濾過手段を含む第3素子を含みうる。
本発明は、血液製剤の白血球含量を低下させる装置において、第1、第2およ
び第3の多孔質素子からなり、第2素子は第1素子と第2素子の間に挿入され、
逐次素子それぞれはそれに先行するものより小さなポアー直径を示し、第1素子
はゲルを除去する手段を含み、第2素子は微小凝集体を除去する手段を含み、第
3素子は白血球を除去する手段を含み、かつこれらの素子のうち少なくとも1個
は53ダイン/cm以上のCWSTに改質されている装置を提供する。
この第2装置はすべての素子が組立て前に、抑制された厚さに圧縮されていて
もよい。
第2装置は目詰まり前に、人体用として許容しうる限度までのいずれかが経過
した血液製剤少なくとも2単位の容量を一貫して供給することができる。少なく
とも1個の構成素子が組立て前に、制御された厚さに圧縮されていてもよい。す
べての素子の全気孔容積が28ml以下であってもよく、第2装置の全内部気孔容積
が37ml以下であってもよい。多孔質素子が繊維性であり、すべての繊維の全表面
積が4m2以下であってもよい。すべての繊維の全表面積が4m2以下であって、第
3素子のポアー直径が4〜8μmであってもよい。あるいはすべての繊維の全表
面積が3.5m2以下であってもよい。すべての繊維の全表面積が3.5m2以下であって
、第3素子のポアー直径が約4〜約8μmであってもよい。
第2装置は少なくとも1個の素子が組立て前に、制御された厚さに圧縮されて
いてもよい。
本発明による装置は、上記第1および第2装置を含めて、ゲ
ルを除去するための2以上の手段を備えた第1素子を含んでいてもよい。
本発明はさらに、血液製剤の白血球含量を低下させる装置において、合成繊維
から予備成形された一体素子少なくとも1個からなり、それらの繊維の表面が53
ダイン/cm 以上の改質されたCWSTを有する装置を提供する。
この第3装置は、合成繊維がそれらのCWSTを2ダイン/cm以上高めるべく
表面改質されていてもよい。
第3装置は59ダイン/cm以上のCWSTであってもよい。たとえばCWSTが
63ダイン/cm以上であってもよい。
第3装置は、ヒドロキシル部分少なくとも1個およびエネルギー源によって活
性化しうる部分1個を含むモノマー、ならびに疎水性部分少なくとも1個および
エネルギー源によって活性化しうる部分1個を含むモノマーと接触した状態でエ
ネルギー源に暴露することにより表面改質された繊維を含んでいてもよい。
本発明はさらに、血液製剤から白血球を除去する装置において、繊維基材が53
ダイン/cm以上の臨界湿潤表面張力を得るべく放射線グラフトされ、次いで非脆
破性の凝結体を形成すべく熱間圧縮された素子少なくとも1個からなる装置を提
供する。
この第4装置は約55〜75ダイン/cmのCWSTに改質された素子を含んでいて
もよい。
第4装置は、ヒドロキシル部分少なくとも1個およびエネルギー源によって活
性化しうる部分1個を含むモノマー、ならびに疎水性部分少なくとも1個および
エネルギー源によって活性
化しうる部分1個を含むモノマーと接触した状態でエネルギー源に暴露すること
により表面改質された繊維を含みうる。
本発明はさらに、血液製剤の白血球含量を低下させる装置において、白血球を
除去する手段を含む、合成繊維の一体予備成形素子少なくとも1個からなる装置
を提供する。
この第5装置は約55〜75ダイン/cmのCWSTに改善された合成繊維を含みう
る。
この第5装置は、ヒドロキシル部分少なくとも1個およびエネルギー源によっ
て活性化しうる部分1個を含むモノマー、ならびに疎水性部分少なくとも1個お
よびエネルギー源によって活性化しうる部分1個を含むモノマーと接触した状態
でエネルギー源に暴露することにより表面改質された繊維を含みうる。
本発明は濾過前に液相のゲル含量を低下させ、これによりフィルターアセンブ
リーの容量を増大させる装置において、少なくとも第1および第2の多孔質素子
からなり、第1素子が少なくとも一部はニードルド繊維ウェブから構成され、第
2素子が第1素子より小さなポアーサイズを示す装置を提供する。
この第6装置は血液製剤である液相のゲル含量を低下させることができる。第
1素子の平均ポアー直径は、イソプロピルアルコールで予備湿潤させた場合に第
1素子を通る0.5cm/秒の速度の空気流を誘導するために4〜7cm水柱の差圧を
必要とするものであってよい。有効流路の一部は、組立て前に予備成形された、
それぞれ54cm2以上の流路断面積を備えた素子3個以上からなっていてもよい。
すべての素子の全気孔容積は28ml以下であり、全内部気孔容積は37ml以下であっ
てもよい。
第6装置は平面平行不織部品少なくとも1個からなる第2素子を含んでいても
よい。第3素子は第2素子が第1素子と第3素子の間に配置された状態で含まれ
、第2および第3素子のうち少なくとも一方が液相の表面張力の約2〜20ダイン
/cm以内のCWSTに改質されていてもよい。これによって、目詰まり前に、人
体用として許容しうる限定までのいずれかが経過した血液製剤少なくとも2単位
の容量が一貫して供給される。すべての素子の全気孔容積が28ml以下であり、装
置の全気孔容積が37ml以下であってもよい。第2および第3素子のうち少なくと
も一方は約55〜約75ダイン/cmのCWSTに改質されていてもよい。
第6装置は、少なくとも1個の構成素子が組立て前に、制御された厚さに圧縮
されていてもよい。たとえばすべての構成素子が組立て前に、制御された厚さに
圧縮されていてもよい。
第6装置は、ヒドロキシル部分少なくとも1個およびエネルギー源によって活
性化しうる部分1個を含むモノマー、ならびに疎水性部分少なくとも1個および
エネルギー源によって活性化しうる部分1個を含むモノマーと接触した状態でエ
ネルギー源に暴露することにより表面改質された第2素子を含みうる。
本発明は血液製剤の白血球含量を低下させる装置において、入口および出口を
含みかつこれらの入口と出口の間に流体流路を定めるハウジング、上流、多孔質
素子、少なくとも1個の中間多孔質素子、ならびに下流多孔質素子からなり、上
流素子はゲルを除去する手段を含み、中間素子は微小凝集体を除去する手段を含
み、下流素子は白血球を除去する手段を含み、上流、
中間および下流素子はハウジング内に締りはめによって固定されている装置を提
供する。
本発明はさらに、患者に投与すべき流体から1種または2種以上の物質を分離
する装置において、入口および出口を含みかつこれらの入口と出口の間に流体流
路を定めるハウジング、ならびにハウジング内に流体流路を横切って配置されか
つ下流表面を含む分離用素子からなり、入口はハウジング底部付近および分離用
手段から上流においてハウジングと連絡し、ハウジングはさらに流体から流体内
空気を分離する通路手段を含み、この通路手段は分離用素子から下流に配置され
かつハウジング頂部付近で出口と連絡している装置を提供する。
この第8装置は、分離用素子の下流面に面しかつプレナムを定める壁面を含む
ハウジングを含むことができ、またこの壁面に配置されかつプレナムと出口を連
絡するスロットを含む通路手段を含むことができ、このスロットはプレナムより
深い。上記壁面はスロットと連絡する複数の同心円状溝を含むことができる。こ
のスロットはハウジングの底部から頂部まで伸びていてもよく、スロットの深さ
はハウジングの底部から頂部へ増大していてもよい。スロットの長さがハウジン
グ内径の50〜80%であって、スロットがハウジングの頂部にまで伸びていてもよ
い。スロットの深さがハウジングの頂部へ向かって増大していてもよい。ハウジ
ングは一般に円形の形状を備え、スロットがハウジングの頂部からハウジングの
垂直内径の少なくとも一部に沿って伸びていてもよい。
本発明は患者に投与すべき流体から1種または2種以上の物
質を分離する装置において、装置が一般に、入口および出口を含みかつこれらの
入口と出口の間に流体流路を定めるハウジング、ならびにハウジング内に配置さ
れかつ上流表面および下流表面を備えたディスク状分離用素子からなり、ハウジ
ングがさらに下記のものを含む:分離用素子の上流表面に面し、入口プレナムを
定める入口セクション〔入口は入口セクションの外側に沿って垂直に伸びるリッ
ジ、およびこの入口リッジの頂部に開口し、入口リッジを通って伸び、そしてハ
ウジングの底部で入口プレナムと連絡する通路を含む〕ならびに分離用素子の下
流表面に面し、出口プレナムを定め、かつスロット(出口プレナムより深く、出
口プレナムと出口の間を連絡する)を含む出口セクション〔出口は出口セクショ
ンの外側に沿って垂直に伸びるリッジ、およびこの出口リッジの底部に開口し、
出口リッジを通って伸び、そしてハウジングの頂部付近でスロットと連絡する通
路を含む〕装置を提供する。
この第9装置は複数の同心円状溝、および入口通路と各円形溝との間に伸びる
アクセス(access)を備えた入口セクションを含むことができ、これらの同心円状
溝およびアクセスは集合的に入口プレナムを定め、入口プレナムはハウジング底
部の入口通路付近で最大の深さをもつ。
第9装置はスロットと連絡する複数の同心円状溝を備えた出口セクションを含
むことができ、このスロットはハウジング底部付近からハウジング頂部まで伸び
、ハウジング頂部において底部より深さが大きい。
第9装置はハウジングがさらにディスク状分離用素子の周囲
の周りに配置された円筒形カラーを備えていてもよく、ディスク状分離用素子は
円筒形カラーにそれらの間の締りはめによってシールされている。
本発明はさらに、血液製剤の白血球含量を低下させるための、液相のゲル含量
を低下させるための、または患者に投与すべき流体から1種または2種以上の物
質を分離するための方法において、血液製剤、液相または流体を上記の適宜な装
置に導通することよりなる方法を提供する。
本発明は液体のゲル含量を低下させる方法において、液体をニードルド繊維ウ
ェブに導通することよりなる方法をも提供する。この方法に好ましい液体は血液
製剤、特にPRCである。
本発明はさらに、多孔質基材の湿潤性を測定する方法において、異なるがただ
し近接した表面張力を示す少なくとも2種の液体それぞれ少なくとも1滴または
2滴以上を多孔質基材上の異なる位置に施し、そして隣接する表面張力を示す2
種の液体のうち一方が基材に吸収され、他方が吸収されない状態となるまで必要
に応じこの操作を反復することよりなる方法を提供する。
白血球除去に関して高い効率および容量を達成し、かつ装置内での血液損失を
最小限に抑えるのに寄与する本発明の著しい新規な特色は下記のとおりである:
(a) 従来示されている装置は流路に対し垂直に比較的小さな断面積を用い、従
ってフィルター基材中の液体流路は比較的長い。本発明による好ましい装置は流
路に対し垂直な断面積がより大きく、従ってフィルター基材中の流路がより短い
。こうし
て得られる上流表面におけるフィルター面積がより大きいことにより、比較的大
量のゲルおよび微小凝集体を含有するPRCまたは血液による目詰まりの防止が
助成される。
(b) このより大きな断面積を経済的かつ実用的に作成し、要求される程度の予
備濾過を行うために、本発明による好ましい装置の多孔質部品は組立て前に厳密
に制御された寸法および密度に予備成形されて、全体的または部分的に一体素子
を形成し、自蔵式であり、かつ本発明による装置内へ組込まれるまでは他の素子
から独立している。
従来用いられていた装置は充填繊維を用いた装置中に充填することにより生じ
た圧力のため、本発明の製品より小さな断面およびより大きな深さを備えていた
。予備成形によって充填繊維システムに固有の、ハウジングの入口面および出口
面における圧力が除かれ、予備成形によってある素子、たとえば組立てられた装
置の第1段階プレフィルターを多少とも圧縮性となし、なおかつその後続のもの
より低いか、または高い密度をもたせることもできる。この様式は有効寿命の延
長に寄与する。
組立て時にハウジングに充填された繊維ウェブを用いる装置と比較して、より
薄肉の射出成形ハウジングを用いることによって、より長い有効寿命をもち、同
時に同等か、通常はより良好な白血球除去効率、同等か、またはより良好な赤血
球回収率、およびより低い保留率を示す、より大きな断面積の白血球除去装置を
採用することが予備成形によって実用化された。予備成形は、フィルターアセン
ブリーの内容積を縮小してフィルターアセンブリー内での保留による血液損失を
減少させること、除
去効率の向上、および目詰まり以前により大量のPRCを処理する能力にも大幅
に寄与した。
各種市販織布または不織布からなるプレフィルターを、繊維状マットからなる
より微細な細孔の最終段階のフィルターと一緒に、すべてをプラスチック製ハウ
ジング内に充填して組み込んだ装置が報告され、製作された。
これらの装置は予備成形によって可能となる効果的な予備濾過および濾過を行
わない。これらはいずれも予備成形素子を用いず、また結果的に熱間予備成形と
均等の手段を用いてもいない。予備成形によってより高い密度において効果的な
ポアー直径が達成され、従って同等の結果につきより小さな容積を占め、かつ保
留される血液はより少ない。これは本発明の製品と最も近接した現在市販されて
いる装置の比較性能に反映される。その装置はその機械からはずれる形のもので
あり、従っていかなる方法によっても予備成形されていないことが容易に確認さ
れる容融ブロー繊維ウェブを用いたものである。その製品は、本発明の製品と比
較して約2倍の保留容積を示し、著しく低い効率を備え、米国では本発明の2単
位に対しわずか1単位のPRCを導通すると評価されている。
(c) 予備成形された繊維素子のアセンブリーの上流位に位置する予備成形素子
(以下“ゲル用プレフィルター”と呼ぶ)はその主要機能として、血液銀行によ
り供給されるPRC単位に実質割合で存在するゲルの除去である。この著しく有
効なゲル用プレフィルターによって、より小さな内容積をもち、内部保留による
血液損失がより少ない装置の採用が可能となる。
特定のPRC単位のゲル含量を定量することは困難であるが、
それにもかかわらず10〜15日以上保存されたPRCが5日以内保存されたPRC
の場合より実質的に多量のゲルを含量することは当業者には自明である。ゲル含
量が高いほど、ゲルを除去および内包するために備えられたゲル用プレフィルタ
ーの容積も大きくなければならない。本発明においては2種のゲル用プレフィル
ターを用意した。第1は比較的新鮮なPRCにつき用いるための単一層からなる
ものであり、第2は比較的古いPRCにつき用いるための2層以上からなるもの
である。単一層を設置したフィルターアセンブリーを新鮮なPRCにつき用いる
場合、常に1単位のPRCを供給し、目詰まり前に第2単位を供給し得ないこと
はごくまれである。多層ゲル用 プレフィルターは期限切れ間近かまた
はの当日の比較的古い血液についても同様な性能を示す。これらのゲル用プレフ
ィルターは本発明の重要な観点をなす。
(d) ゲル用プレフィルターはごくわずかな圧力低下の増大においてゲルの除去
にきわめて有効であり、ゲル中にしばしば懸濁状態で存在する微小凝集体も同様
に除去するが、ゲル内に包含されない微小凝集体については高々ごくわずかな部
分を除去するにすぎない。
これらの自由懸濁状微小凝集体の除去は順次小さなポアー直径のフィルター基
材を用いた1、2または3層の濾過によって達成され、これに続いてその主目的
が白血球除去である層(ここでは場合により“吸着素子”と記載する)がある。
この下流素子に供給された生成流体は実質的にゲルおよび微小凝集体が除去され
、白血球の一部が除去されている。
(e) 予想外の知見は、下流(吸着、または簡略化のため“最終”)素子は、双方
が同時に作動する2種の機構によって白血球を懸濁液から除去することであった
。第1の機構は繊維表面への白血球の吸着であり;第2は濾過によるものである
。この第1機構は繊維表面の量によって有効となる。第2機構は主とてて、フィ
ルター基材のポアー直径を特定の範囲内またはそれ以下に維持することに依存す
る。
(f) PRCによるめれやすさを促進するための繊維表面の改質。フィルターの
始動、すなわちそれを通るPRCの流れを誘導することは一見したものより複雑
かつ困難である。
繊維表面のCWSTが低すぎる場合(たとえば未改質合成繊維の場合)、PR
Cを貫流させるのに比較的高い圧力を必要とする。より著しい場合、フィルター
基材の面がめれない傾向を示し、これによりPRCの流れが妨げられる。さらに
、比較的細い、高表面積の繊維および比較的古い血液については特に、目詰まり
が起こる可能性がある。
理由は必ずしも十分に理解されていないが、約90ダイン/cm以上のCWSTを
もつある種のフィルターは比較的長い始動期間を示すことが認められている。フ
ィルター基材のCWSTが水の表面張力73ダイン/cm)を大幅に上回ることに対
する理論的理由はないと思われるので、CWSTを未処理ポリエステル繊維のC
WST(52ダイン/cm)より若干高く、約75ダイン/cm以下の範囲内に保持する
ことが望ましいように見える。それにもかかわらず、90ダイン/cmに達し、これ
を上回るCWSTを示すフィルターが良好に機能した。
(g) 素子アセンブリーを封入するハウジングは使い易さ、迅速な始動、および
効果的な空気排除を達成すべく特異に設計され、これが最終的に効率の改良、有
効寿命の延長、およびPRC保留のいっそうの減少をもたらす。
(h) 各素子の横方向寸法はそれらが組込まれるハウジングの対応する内径より
大きい。たとえばこれらの素子がディスク状である場合、ディスクの外径はハウ
ジング内径より0.1〜1%大きく作られる。これは、素子の有効面積の損失がな
い締りはめの形成によってきわめて効果的なシールを生じ、さらに圧縮領域にお
いて流れを妨げるフィルター素子アセンブリー周囲の周りの圧縮シールと比較し
て本発明アセンブリーと比較して本発明アセンブリーの血液保留容積の低下に寄
与する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTIONTechnical field
The present invention relates to whole blood and preparations derived therefrom, especially their allowed shelf-life before transfusion.
From packed human red blood cells, including blood cells stored for any period of time until
The present invention relates to a method for lowering blood cell content, and an apparatus for performing the same.Background of the Invention
Transfusing whole blood from one or more donors to another has been more than 50 years.
In recent years, blood components have been transfused. Passage of time
And with the accumulation of research and clinical data, transfusion techniques have improved significantly. Present
In view of current practice, whole blood is rarely administered; rather, red blood cells are required.
Patients in need are given packed red blood cells (PRC) and need platelets
Some patients receive platelet concentrates. These components are separated from whole blood by centrifugation.
This method provides plasma as a third product from which various other useful
Components are obtained.
In addition to the above three components, whole blood can be various types of white blood cells (collectively known as white blood cells).
), The most important of which are granulocytes and lymphocytes. White blood cells
Provides protection against bacterial and viral infections.
From the mid to late 1970s, many researchers separated granulocytes from blood donations,
Patients who lack them, for example their own blood cells
Suggested that patients transfused by infection should be transfused. Done as a result
In some studies, this method was found to be generally harmful. This transport
Patients who have blood develop high fever or other untoward reactions and generally reject transfused blood cells.
Because it was extinct. In addition, the transfer of packed or whole blood containing donor white blood cells
Blood can be harmful to recipients in other ways. Triggered by transfusion therapy
Certain viral diseases, such as fatal infections for newborns and debilitated adults
Cytomegalovirus inclusion body disease is mediated by allogeneic leukocyte transfusion
. Another lethal phenomenon for immunocompromised patients is the debris-host reaction (GVH).
Yes; this means that the transfused white blood cells are used in organs including the recipient's skin,
It is a disease that causes irreversible damage to government officials. Normal red blood cell transfusions also
He was accused of adversely affecting the survival of patients undergoing surgery for the disease. This
The beneficial effect is the transfusion of substances other than the donor's red blood cells, including the donor's white blood cells.
It is thought to be mediated.
Particularly desirable in packed erythrocytes, including those stored for relatively long periods.
It is an object of the present invention to remove leukocytes to a level low enough to prevent unwanted reactions.
Is the purpose.
Separates blood into three basic fractions (packed red blood cells, platelet concentrate, and plasma)
In the case of centrifugation methods currently used for
Substantial amounts of leukocytes are present in both fractions of the concentrate. These blood components are leukocyte concentrated
It is now generally accepted that it is highly desirable to reduce
Have been. There is no clear standard, but leukocyte content
Many of the undesirable effects of blood transfusion are reduced if they are reduced by about 1/100 before administration.
It is generally accepted that the temperature decreases. This is one unit of PRC (one blood donation
The total leukocyte content in the amount of PRC obtained by9Lower to
Almost comparable toDefinition of 1 unit of blood and 1 unit of packed red blood cells:
Blood banks in the United States typically collect approximately 450 ml of blood from donors to prevent blood clotting.
It is usually placed in a bag containing an anticoagulant for cleaning. Here, when collecting this blood donation,
The amount of blood drawn is defined as one unit of whole blood.
Whole blood is rarely used as is; most units are centrifuged separately
Alternatively, the erythrocyte concentrate in plasma, which is treated by gravity sedimentation, here PRC (
Give 1 unit of packed red blood cells). The volume of one unit of PRC is the hematoma of blood at the time of blood collection.
Crit (% erythrocyte volume)-usually 37-54%-; and PRC hematocrit
G, usually 70-80%. Most PRC units are 250-300 ml
However, fluctuations in these figures up and down are not uncommon.
Alternatively, the collected whole blood is processed by separating red blood cells from plasma,
It can also be resuspended in a physical solution. Various physiological solutions are used. like this
Processed red blood cells can be stored for longer periods of time before use,
It seems that removing plasma has some advantages. “Adsol
) "Is the trade name of an example of such a system. In Europe and other countries,
A similar formulation is used.
As used herein, the term "blood product" refers to anticoagulated whole blood, packed form obtained from it.
Red blood cells and red blood cells separated from plasma and resuspended in physiological fluid.
In countries other than the United States, blood banks and hospitals collect about 450 ml or less of blood
However, here, "one unit" is defined by U.S.
The red blood cells in the PRC, or physiological fluid, are quantities derived from one unit of whole blood.
The PRC used herein can be obtained by the above blood products, and other means,
A similar blood product with properties is meant.To remove leukocytes from PRC Conventional method
The spin filter system for obtaining packed red blood cells from which leukocytes have been
Labisini, Rubra, Apzo, Wentz and Shilhia (Parravicini, Rebulla, A
puzzo, Wenz and Sirchia), Transfusion 1984; 24: 508-510.
Other Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences 198
6; 24: 1-20. This method is simple and relatively inexpensive to implement.
It is still widely used because it is unnecessary. However, leukocyte removal efficiency is generally 90
% Or more, but in some patients is sufficient to prevent adverse reactions
Not high.
There are centrifugation methods that lower the level of white blood cells in red blood cells, but these are
Method, very expensive to operate, sterility of the formulation used within 24 hours
That's what you have to do.
Other leukocyte removal methods, such as saline washing of frozen red blood cells or deglycerin
They have been used in the past or now, but these are related to economical and reliable services.
It is disadvantageous and cannot be adopted at the bedside.
Fill the container with fibers to remove microaggregates and some of the contained leukocytes,
Many devices for conducting whole blood have been proposed. All of these devices must be
It is necessary to apply saline solution either before or after use, or both before and after use
There is. In addition, these devices are not very suitable for use in PRC,
0.1 × 10 5 per unit of PRC or whole blood, often or always9Less than
Inability to remove leukocytes down to the bottom. Both are suitable for bedside use
Not imaginative.Desirable durability for leukocyte depletion device
The ideal device for leukocyte removal is inexpensive, relatively small,
Blood can be supplied within about 30 seconds after being connected to the bag and the patient's vein.
You. At this time, the apparatus was used to obtain a leukocyte content of 1 × 109Good enough to not exceed
Preferably 0.1 × 109At least 1 unit reduced to the individual level (one blood donation formulation
) Red blood cells must be supplied to the patient. High efficiency for leukocyte removal
It is also desirable to be able to supply a complete second unit of packed red blood cells while maintaining it.
In addition, because red blood cells are expensive and have limited availability, this ideal device
Will supply as much of the red blood cells that were originally present in the bag as possible
. This device can be used to store blood for a very long time, including the date until the end of its useful life.
It will also work for liquid formulations.
Such an apparatus is the object of the present invention.
Conventionally, devices developed to meet this purpose are based on the use of filled fibers.
Yes, commonly called a filter. However, filtration based on separation by size is employed.
It will be clear that the method used cannot be successful for two reasons. First, various
Leukocytes of type 5 to 7 μm and above from granulocytes and large red blood cells of 15 μm and above
It extends to a limp ball. Granulocytes and lymphocytes are combined with all leukocytes in normal blood.
Occupy a major proportion. Red blood cells are about 7μm in diameter, ie
It is the size between the two major components that must be avoided. Second, all these blood cells
Will deform to pass through openings much smaller than their normal size.
Therefore, the adsorption of leukocytes to various surfaces can be observed by microscopy.
It is widely accepted that blood cell removal is achieved by adsorption rather than filtration
.
Attempts have been made to reduce leukocyte concentration in blood by treating it with various surfaces.
, Which include polyamides, polyesters, acrylics, and cellulosic materials (such as
For example, cotton), cellulose acetate and siliconized glass wool. now
The available fiber-based equipment is only partially successful at most for the following reasons:
Absent. In describing the problems associated with conventional devices, the devices and methods of the present invention are described.
It will be clear how the law is superior.Blood cell component recovery rate
In the above section, it is important to collect a high percentage of packed red blood cells supplied to the separation device.
He stated what was desirable. Red blood cell recovery rate
There are several causes for the decline:
(a) loss due to retention in the connecting tube and drip chamber;
(b) loss of fluid remaining inside the device itself at the end of the transfusion; and
(c) Loss due to adsorption on the device surface or mechanical confinement within the device.
(d) The filter may become clogged before one or two units of blood have passed.
And due to loss.
The loss due to (a) is due to the entrance to the blood bag for bedside use.
And a device with only an outlet to the drip chamber that connects to the patient's vein.
The use of side connections, which is necessary, for example, when using saline solution for starting
Can be minimized by avoiding Equipment design is relatively small
If a drip chamber is used, the loss can be further reduced.
it can. Loss due to cause (b) is commonly referred to as "hold-up volume" (
(Represented in milliliters). Loss due to cause (c)
If so, this would be reported as due to adsorption. Cause (d)
With respect to loss, one of the objects of the present invention is that the
Even if nearby, it is not clogged during administration of 2 units of PRC or
This device is rarely clogged. More generally, the object of the invention is possible
It is a leukocyte removal device with the highest red blood cell recovery rate.
capacity
If separated from whole blood by the current blood cell bank method, packed red blood cells are
Not only the percentage of leukocytes present in the blood as collected, but also some platelets (
Very prone to stickiness), fibrinogen, fibrin strand, microscopic
It also contains large fat globules, and a number of other components that are normally present in small amounts. Also, when collecting blood
Factors added to prevent coagulation during storage and nutrients that help preserve red blood cells during storage
Nutrients are also included.
During centrifugation to concentrate red blood cells and partially separate them from the remaining components
Thus, microaggregates tend to form in the PRC. These are some red blood cells, and
Both are thought to consist of leukocytes, platelets, fibrinogen, fibrin and other components.
Will be The gel formed by fibrinogen and / or fibrin is blood silver
Often found in PRCs prepared by rows.
The gel is slightly viscous and forms a separate gel phase in the plasma although it is liquid. Get
Once separated by filtration, it can be removed when operated under a microscope at 30-50x magnification.
They are identified in used filters by showing a tendency to aggregate in strings.
You.
Packed red blood cells within 21-42 days or longer, depending on additive system used
Can be refrigerated for use. CPDA-1 anticoagulant-treated PRC
Thus, the allowed shelf life in the United States is 35 days. Number of microaggregates during storage
And the size increases over time. In addition, gels generally form, which are
Likely consisting of brinogen, denatured protein and denatured nucleic acid, and often
It is thought to be an aggregate of leukocytes during microscopy.
Including what is done. In some cases, fat globules present in the blood at the time of blood collection fuse,
Form a larger sphere.
If the leukocyte removal device consists of a porous structure, microaggregates, gels and
More fat globules collect on or within the pores, causing blockages, which obstruct flow.
Indicates the direction.
Leukocyte removal from storage bags for bedside transfusions during hospital work
Usually 0.1 to 0.14 kg / cm to guide the flow through the device to the patientTwoBeyond
Utilize no gravity. For this reason, a particularly important property of the separation device is the
Be resistant.
Because the combination of clogging factors is unusual and very diverse,
Expert experience in the technical field of printer design has shown the removal of these undesirable components from PRC.
Unsuitable when applied to remove, especially when the PRC is stored for a relatively long time
In some cases, new and inventive methods are needed to design effective prefilters.
It was important.
The best equipment marketed during the development of the present invention was CPR by the manufacturer.
A-1 Anticoagulant-treated PRC With a capacity for 1 unit, blood holding volume is about 64cc
Was evaluated. The same device is centrifuged and then resuspended in a physiological solution
Thus, it was evaluated for use in two units of blood products from which plasma was removed. To the same trader
The earlier device had a blood holding volume of about 52 cc, but this device was clogged.
Is no longer on the market because of the frequency of
Was.
The device according to the invention has an average removal efficiency of about 99.5% or more, preferably
It can be designed to supply an arbitrary number of PRC while maintaining about 99.9% or more.
it can. But evaluated to process such units, for example 4 units of PRC
What is used can be 30-50% when used to process one unit of PRC.
Red blood cells will have an internal volume that is lost by retention in the device. 1 or 2
Most commonly, a unit of PRC is required for the patient. Therefore, one unit of P
Processes RC with efficiency of 99.9% or more, but with the second unit maintaining high efficiency
A device that can be conducted is considered to be extremely useful and economical in size.
Selected as the main object of the invention. As discussed below, unless stated otherwise
The thing is a device of this size (this is called the "adult" size).
The devices described here are intended in principle for the above main purpose,
Suitable for larger or smaller PRCs by changing
Device can be manufactured. "Child" size is displayed and about1/TwoThe area of
And therefore the adult device1/TwoAn embodiment of the device of the present invention having a capacity of
During the development, due to the economics of whole blood and PRC used for testing, and to work in hospitals
Because such units are required, they have been widely used.
Microaggregates that cause clogging vary in size below about 200 μm,
The distribution varies randomly with age and in units of packed red blood cells. Get
The level varies both in hardness and quantity. Large fat globules are small but
It is found in a significant percentage of erythrocyte samples. Hematocrit (red blood cell volume
%) And the viscosity each vary greatly. The variability of this characteristic is a source of clogging
Factors and onset vary significantly from blood unit to blood unit. In such a situation,
Luther development is in part close to the general science and experience of experts in the field of filtration.
But fate and intuition are key factors in achieving an effective pre-filter
Becomes
One pack of fresh or old blood
Little or no clogging in erythrocytes and in most cases 2
An effective small particle that conducts all the positions and contributes to the purpose of achieving high leukocyte removal efficiency
The design of a pre-filter system for volume gels is an object of the present invention.
An important group of patients, i.e. rely on regular repeated transfusions to sustain life
For patients with thalassemia, such as
We recognize that the use of fresh PRC is particularly necessary. PRC less than 5 days old
Transfusion requires thalassemia patients require 2 or 3 units of PRC every 3 weeks
However, older PRCs require more frequent transfusions. Own
Some doctors whose patients include thalassemia patients do not use blood older than 5 days.
Would be. For such applications, filter gel and micro-aggregate removal
Less important, the filter has less retention of the PRC and is manufactured at a lower price
Can be designed to be
A very high percentage of PRCs have been stored for more than 15-35 days before use.
For most common applications, the filter increases its defined capacity almost 100% of the time,
High efficiency and low holding capacity
It is important to supply products reliably while maintaining the product. Complete the second unit
The inability to conduct is in terms of PRC loss and also nurse-technical and
Expensive in terms of physician time and can be harmful to patients
.
The method of the invention is therefore intended for the use of both fresh and old PRCs.Easy and quick start-up
Ease of use is an important property for any leukocyte removal system. The above
As described above, the ease of starting is a particularly important factor in the leukocyte removal device. “Priming
) "Means that the PRC flows from the bag through the filter to the drip chamber
Means to start. The purpose of the present invention is to keep this time under about 30 seconds.
is there. A short start-up period is always desirable to save nurse / technician time.
However, when rapid dosing is required, for example, unexpectedly significant bleeding may occur during surgery, for example.
If it does, it could save lives.Pre-adjustment of the leukocyte removal device before starting
Before many of the devices currently in use conduct blood, they usually use saline solution.
Pretreatment consisting of continuity—may or may not be supplied to the patient's vein
Need management.
The necessity of such an operation is clearly apparent for the reasons described in the previous section.
It is not desirable.
There are various reasons for employing such a pretreatment. These are cellulose acetate fibers.
Removal of acid hydrolyzate generated during steam sterilization of equipment containing fibers, present in natural fibers
Of foreign matter that may
Removal and prevention of hemolysis if the fibers are hygroscopic (loss of red blood cell integrity)
And concomitant loss of its contents to the external environment).
It is an object of the present invention to provide a leukocyte depletion device that does not require pre-adjustment prior to bedside use.
It is a leaving device.Definition of pore diameter
For 25 μm or less, “pore diameter” is described in the section entitled Examples
Measured according to the modified OSU F2 test method. Porous if over 25μm
Microscopy is employed to estimate the approximate diameter of the spherical particles retained in the medium
Was.Definition of element and integrated element
In the above and generally as used herein, the term "element" refers to an element.
Part of the whole assembly, one or more layers (even if adhered to each other)
A porous web in the form of a filter assembly
-That fulfills the functions defined within. Each layer usually has a controlled density and
By hot pressing to a single layer or one or the other
Preformed in combination with two or more layers.
The expression “integral element” is part of the overall assembly.
Thus, one layer or two or more layers of the porous web are included, and each layer (when two or more layers are included)
Represents what is adhered to each other. The monolithic element has its own integrity and is self-contained
Is a single complete structure that is independent of other components until assembled.
You.
Wetting of fibrous base material
When a liquid is brought into contact with the upstream surface of a porous substrate and a slight pressure difference is applied,
Inflow to the quality substrate occurs or does not occur. Conditions that do not allow inflow are porous
The liquid does not wet the material forming the porous structure.
A series of liquids each exhibiting about 3 dynes / cm higher surface tension compared to the previous one
Prepare. Then each drop is placed on the porous surface and it is absorbed quickly or
Observationally determine whether it remains on the surface. For example, this method can be applied to a 0.2 μm porous poly
Surface tension when applied to tetrafluoroethylene (PTFE) filter sheet
Rapid wetting was observed for the 26 dynes / cm liquid. But surface tension 29 dies
When the liquid was applied at a pressure of 1 cm / cm, the structure was kept wet.
Similar behavior was observed for other synthetic resin porous substrates.
The non-wetting numerical values are, firstly, the surface characteristics of the material forming the porous substrate, and secondly, the porous substrate.
Depends on the pore size characteristics of the For example, a fiber with a pore diameter of about 20μm or less
Polyester (more specifically, polybutylene terephthalate (hereinafter “PBT”))
G) was wet by a liquid with a surface tension of 50 dynes / cm,
Not wet by liquid.
To elucidate this behavior of a porous substrate, a critical wett surface tension (critical wett
ing surface tension) ”(CWST) is defined as follows.
WST applies a series of liquids having different surface tensions by 2-4 dynes / cm on its surface.
Apply separately, preferably in droplet form, and observe the absorption or non-absorption of each liquid.
Is determined by CWST (unit dynes / cm) of porous substrate is absorbed
Defined as the average of the surface tension of the liquid to be absorbed and the surface tension of the adjacent unabsorbed liquid
. Therefore, in section 2 above, the CWSTs were 27.5 and 52 dynes / cm, respectively.
Was.
When measuring CWST, a series of 2 to 4 dynes / cm surface tension
Prepare a standard solution for the test. Standard solution with at least two continuous surface tensions
Place at least 10 drops separately on a typical portion of the porous substrate and let stand for 10 minutes. 10 minutes
Observe later. Wetting: at least 9 out of 10 drops are absorbed by the porous substrate within 10 minutes
Are defined as those that do or obviously wet it. Non-wetting within 10 minutes
Defined as at least 9 out of 10 drops are not absorbed or wet
. One pair with the closest surface tension, one wet and the other non-wet
Test sequentially with liquids of higher or lower surface tension until identified.
to continue. The CWST is within this range, and for convenience, the average of these two surface tensions is CWS
Used as a single numerical value representing T.
Suitable solutions with different surface tensions can be prepared in various ways,
The methods used in the development of the products described here were:
surface tension
Solution or fluid Dyne / cm
Sodium hydroxide in water 94-110
Calcium chloride in water 90-94
Sodium nitrate in water 75-87
Pure water 72.4
Acetic acid 38-69 in water
Ethanol in water 22-35
n-hexane 18.4
FC77 (3M) 15
FC84 (3M) 13Wetting of fibrous substrates by blood
In both packed red blood cells and whole blood, red blood cells are suspended in plasma.
Has a surface tension of 73 dynes / cm. Therefore, packed red blood cells or whole blood
If the porous substrate has a CWST of 73 dynes / cm or more when it comes into contact with the material,
Wetting will occur
Hematocrit is the volume percent occupied by red blood cells. Hematocrit of packed red blood cells
The cost is usually 70-80%. Therefore, 70 to 80% of the volume of packed red blood cells
Consists of itself, so that the surface properties of the red blood cells influence the wetting behavior of the PRC.
This is also true for whole blood with a standard hematocrit of 37-54%. Red blood cell surface
Has a surface tension of 64.5 dynes / cm in the literature.
("Measurement of surface tension of blood cells and proteins", AW Neumann Annals N.
. Y. A. S., 1983, pp. 276-297.)
By preconditioning the fiber to a higher CWST value than the natural CWST of the synthetic fiber
The benefits obtained include:
(a) 0.2 kg / cm starting was used for this study for any reasonTwoLower pressure, even if
If done by gravity, the time to start is significantly reduced. However
0.2kg / cmTwoIn, this shortening is so small that it is difficult to measure.
(b) An important aspect of the present invention is that the fiber surface is treated to convert it to a specific area CWST.
Fibrous base material reduces start-up time, efficiency, and resistance to clogging
It is known that fibers having a CWST value outside this range perform better.
It is a look.
(c) Synthetic fiber base material whose CWST value has been increased by grafting is an excellent fiber.
It has improved fiber-to-fiber adhesion and is therefore intended for the manufacture of preformed elements used in the present invention.
Preferred.
(d) Some of the unmodified filters remain wet, thus eliminating these areas.
Flow through is obstructed.
(e) Devices made with unmodified synthetic fibers are flushed with saline before use
Is recommended by the manufacturer. This operation arranges the required complexity
Blood loss due to on-holding, cost, operating time, and operational complexity
Increase the probability of bacterial loss.
(f) Blood is observed to coagulate when exposed to unmodified synthetic fibers.Disclosure of the invention
According to the present invention, there is provided an apparatus and method for reducing the leukocyte content of a blood product.
Provided.
The present invention relates to an apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product, wherein at least the first
, A second and a third preformed porous element, wherein the second element is
Inserted between the second element, each successive element having a smaller point than the one preceding it.
The first element includes means for removing the gel, and the second element includes microaggregates.
Providing a device comprising means for removing leukocytes, wherein the third element comprises means for removing leukocytes.
.
The first device can include a third element having a pore diameter of about 4 to about 8 μm. Was
For example, the third element has a pore diameter of about 4 to about 5.5 μm, where the first device is about 2 μm.
Suitable for treating blood products about 5 to 10 days old, or a third element
Has a pore diameter of about 6 to about 8 μm, in which case the first device can be used for less than about 10 or 15 days.
Suitable for treating older blood products.
The first device may include a first element comprising a needle fiber structure. This first element
It can be hot pressed to a controlled thickness. The average pore diameter of the first element is
0.5 Ccm / sec velocity through the first element when pre-moistened with soprovir alcohol
May require a differential pressure of 4 to 7 cm water column to induce the air flow.
The first device has at least three stages of span in which the pore diameter is approximately geometrically progressive.
At least two insertion elements consisting of a porous substrate ranging from about 25 μm to about 10 μm
(Intervening element).
The first device has a gradually decreasing pore diameter ranging from about 25 μm to about 10 μm.
At least two insertion elements made of a porous substrate having a diameter can be included.
The first device can include a single insertion element, which has a stepped pore diameter of approximately
It varies from 25 μm to a pore diameter of about 10 to about 15 μm.
The first device may contain a surfactant added to one or more devices.
The surfactant has a surface tension of about 55-45 dynes / cm in the blood product to which it is conducted.
May be provided.
The first device has at least one device modified to a CWST of 53 dynes / cm or more.
Can be included. For example, at least one of the elements should be at least about 59 dynes / cm
Modified to CWST, or at least one of the elements has a C of 63 dynes / cm or more.
It may be modified to WST. Or at least one of the elements is from about 55 to about
It may be modified to 75 dynes / cm CWST. Or even fewer of the elements
At least one depends on at least one hydroxyl moiety and an energy source
A monomer comprising one variable moiety, and at least one hydrophobic resident moiety and
In contact with a monomer containing one moiety that can be activated by an energy source,
The surface can be modified by exposure to an energy source.
The first device is 54cm eachTwoFirst, second, and third elements having the above effective cross-sectional areas
May include children. Further, the total pore volume of all elements may be less than 28 ml. First
The total internal pore volume of the device may be less than 37 ml.
The first device may include a third element wherein the means for removing leukocytes includes a filtering means.
The present invention relates to an apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising:
And a third porous element, wherein the second element is inserted between the first and second elements,
Each successive element exhibits a smaller pore diameter than its predecessor, and the first element
Comprises means for removing gel, the second element comprises means for removing microaggregates,
The three elements include means for removing leukocytes and at least one of these elements
Provides a device that has been modified to a CWST of greater than 53 dynes / cm.
This second device has all components compressed to a reduced thickness before assembly.
Is also good.
Before the second device is clogged, one of the human body's acceptable limits has passed
At least 2 units of blood product can be supplied consistently. Less
Both components may be compressed to a controlled thickness before assembly. You
The total pore volume of all elements may be 28 ml or less, and the total internal pore volume of the second device.
May be 37 ml or less. The porous element is fibrous and the entire surface of all fibers
The product is 4mTwoIt may be as follows. Total surface area of all fibers is 4mTwoThe following
The pore diameter of the three elements may be 4 to 8 μm. Or a complete table of all fibers
Area is 3.5mTwoIt may be as follows. 3.5m total surface area of all fibersTwoBelow
, The pore diameter of the third element may be about 4 to about 8 μm.
The second device is such that at least one element is compressed to a controlled thickness before assembly.
May be.
The device according to the present invention includes the first and second devices described above.
May include a first element having two or more means for removing the tool.
The present invention further provides an apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising the steps of:
At least one integral element pre-formed from
An apparatus having a modified CWST of at least dynes / cm is provided.
This third device allows synthetic fibers to increase their CWST by more than 2 dynes / cm.
The surface may be modified.
The third device may be a CWST of 59 dynes / cm or more. For example, CWST
It may be 63 dynes / cm or more.
The third device is powered by at least one hydroxyl moiety and an energy source.
A monomer comprising one moiety capable of being converted, and at least one hydrophobic moiety and
In contact with a monomer containing one moiety that can be activated by an energy source,
It may include fibers that have been surface modified by exposure to a source of energy.
The present invention further provides an apparatus for removing leukocytes from a blood product, wherein the fibrous base material comprises
Radiation grafted to achieve a critical wetting surface tension of dyne / cm or greater, then non-brittle
An apparatus comprising at least one element that is hot-pressed to form a friable aggregate is provided.
Offer.
The fourth device includes a device modified to about 55-75 dynes / cm CWST.
Is also good.
The fourth device is powered by at least one hydroxyl moiety and an energy source.
A monomer comprising one moiety capable of being converted, and at least one hydrophobic moiety and
Active by energy source
Exposure to an energy source in contact with a monomer containing one susceptible moiety
May be included.
The present invention further provides a device for reducing the leukocyte content of a blood product, the method comprising:
Apparatus comprising at least one integral preformed element of synthetic fiber, including means for removing
I will provide a.
The fifth device may include a synthetic fiber that has been improved to a CWST of about 55-75 dynes / cm.
You.
This fifth device is powered by at least one hydroxyl moiety and an energy source.
A monomer containing one moiety that can be activated by
In contact with a monomer containing one moiety that can be activated by an energy source
May include fibers that have been surface modified by exposure to an energy source.
The present invention reduces the gel content of the liquid phase prior to filtration, thereby reducing the filter assembly.
At least a first and second porous element in an apparatus for increasing the capacity of a cell
Wherein the first element is at least partially comprised of a needled fiber web;
An apparatus is provided wherein two elements exhibit a smaller pore size than the first element.
This sixth device can reduce the gel content of the liquid phase which is a blood product. No.
The average pore diameter of one element is the average pore diameter when pre-wetted with isopropyl alcohol.
Differential pressure of 4-7cm water column to induce air flow at 0.5cm / sec velocity through one element
It may be what you need. Some of the effective channels are preformed before assembly,
54cm eachTwoIt may be composed of three or more elements having the above-mentioned flow path cross-sectional area.
The total pore volume of all elements was less than 28 ml and the total internal pore volume was less than 37 ml.
You may.
The sixth device may include a second element comprising at least one planar parallel nonwoven component.
Good. The third element is included with the second element disposed between the first element and the third element.
At least one of the second and third elements has a surface tension of the liquid phase of about 2 to 20 dynes.
/ CmW or less. This allows people to
At least 2 units of any blood product that has passed any of the limits acceptable for physical use
Capacity is supplied consistently. The total pore volume of all elements is 28 ml or less,
The total pore volume of the device may be 37 ml or less. At least one of the second and third elements
One may be modified to about 55 to about 75 dynes / cm CWST.
The sixth device compresses at least one component to a controlled thickness before assembly.
It may be. For example, all components can be controlled to a controlled thickness before assembly.
It may be compressed.
The sixth device is powered by at least one hydroxyl moiety and an energy source.
A monomer comprising one moiety capable of being converted, and at least one hydrophobic moiety and
In contact with a monomer containing one moiety that can be activated by an energy source,
A second element that has been surface modified by exposure to an energy source may be included.
The present invention relates to a device for reducing the leukocyte content of a blood product, wherein an inlet and an outlet are provided.
Housing, including, upstream and porous defining a fluid flow path between these inlets and outlets
An element, at least one intermediate porous element, and a downstream porous element;
The flow element includes means for removing the gel, and the intermediate element includes means for removing the microaggregates.
Only, the downstream element includes means for removing leukocytes,
The middle and downstream elements provide a device that is secured in the housing by interference fit.
Offer.
The invention further provides for separating one or more substances from a fluid to be administered to a patient.
Apparatus including an inlet and an outlet and a fluid flow between the inlet and the outlet.
A housing that defines a passageway, and whether it is located across the fluid flow path within the housing
With a separation element including one downstream surface, with an inlet near the bottom of the housing and for separation
Communicating upstream from the means with the housing, the housing being further fluid-to-fluid
A passage means for separating the air, the passage means being located downstream from the separating element.
And providing a device in communication with the outlet near the top of the housing.
The eighth device includes a wall facing the downstream surface of the separating element and defining a plenum.
A housing may be included and is located on this wall and connects the plenum to the outlet.
Can include a passage means including a tangling slot, which slot is defined by a plenum.
deep. The wall may include a plurality of concentric grooves communicating with the slots. This
Slot may extend from the bottom to the top of the housing and the depth of the slot
May increase from the bottom to the top of the housing. The length of the slot is housing
50% to 80% of the internal diameter of the housing and the slot may extend to the top of the housing
No. The depth of the slot may increase toward the top of the housing. House
The housing has a generally circular shape and the slot extends from the top of the housing to the housing.
It may extend along at least a portion of the vertical inner diameter.
The invention relates to one or more fluids to be administered to a patient.
In a device for separating quality, the device generally comprises an inlet and an outlet and
A housing defining a fluid flow path between an inlet and an outlet, and disposed within the housing;
And a disc-shaped separating element having an upstream surface and a downstream surface,
Further includes: facing the upstream surface of the separating element, forming an inlet plenum.
Entry section (the entrance is a lip that extends vertically along the outside of the entry section)
Opening at the top of the entrance ridge, extending through the entrance ridge, and
At the bottom of the housing communicating with the inlet plenum) and under the separating element
Facing the flow surface, defining an outlet plenum, and a slot (deeper than the outlet plenum,
An exit section (exiting between the exit plenum and the exit)
A ridge extending vertically along the outside of the ridge, and an opening at the bottom of this exit ridge,
A passage extending through the exit ridge and communicating with the slot near the top of the housing
Including a road).
The ninth device extends a plurality of concentric grooves, and between the inlet passage and each circular groove.
These concentric shapes can include an entrance section with access
Grooves and access collectively define an inlet plenum, which is located at the bottom of the housing
It has the maximum depth near the entrance passage.
The ninth device includes an outlet section with a plurality of concentric grooves communicating with the slots.
This slot extends from near the bottom of the housing to the top of the housing.
The depth is greater at the top of the housing than at the bottom.
In the ninth device, the housing further includes a disk-shaped separating element.
May be provided with a cylindrical collar arranged around the disc-shaped separating element.
The cylindrical collar is sealed by an interference fit between them.
The present invention further provides a gel content of a liquid phase for reducing the leukocyte content of a blood product.
One or more substances from the fluid to be reduced or to be administered to the patient
In a method for separating quality, a blood product, a liquid phase or a fluid is applied to a suitable device as described above.
Providing a method comprising conducting to a device.
The present invention relates to a method for reducing the gel content of a liquid, comprising the steps of:
There is also provided a method comprising conducting to the web. The preferred liquid for this method is blood
Formulations, especially PRC.
The present invention further provides a method for measuring the wettability of a porous
At least one drop of at least two liquids each exhibiting close surface tension or
Two or more drops are applied at different locations on the porous substrate and exhibit adjacent surface tension.
Required until one of the seed liquids is absorbed by the substrate and the other is not.
A method consisting of repeating this operation in accordance with
Achieve high efficiency and volume for leukocyte removal and reduce blood loss in the device
Significant novel features of the present invention that contribute to minimization are:
(a) The conventional device uses a relatively small cross-sectional area perpendicular to the flow path,
Thus, the liquid flow path in the filter substrate is relatively long. A preferred device according to the invention is
Larger cross-sectional area perpendicular to the channel, and therefore shorter channels in the filter substrate
. Like this
Relatively large due to the large filter area on the upstream surface
Prevent clogging by PRC or blood containing small amounts of gels and microaggregates
Granted.
(b) Make this larger cross-section economically and practically, and
In order to carry out the filtration, the porous parts of the preferred device according to the invention must be rigorously assembled before assembly.
Preformed to a controlled size and density, fully or partially integrated
And other elements until self-contained and incorporated into the device according to the invention.
Independent from.
Previously used equipment was created by filling into equipment using filled fibers.
The product of the present invention had a smaller cross-section and greater depth
. Housing inlet face and outlet, unique to filled fiber systems by preforming
The pressure at the surface is relieved and the preform is used to remove certain elements, for example, assembled equipment.
The first stage pre-filter is somewhat compressible, and the subsequent
Lower or higher densities can also be provided. This style extends the useful life.
Contribute to the length.
Compared to devices that use a fibrous web filled in the housing during assembly,
The use of a thin-walled injection-molded housing results in a longer service life and the same
Sometimes equivalent or usually better leukocyte removal efficiency, equivalent or better red blood
Larger cross-section leukocyte depletion devices with higher cell recovery and lower retention
The adoption was made practical by preforming. Pre-forming is filter assembly
Reduces brie volume to reduce blood loss due to retention in the filter assembly
Reducing, excluding
Greater removal efficiency and greater ability to handle larger volumes of PRC before clogging
Contributed.
Pre-filter made of various commercially available woven or non-woven fabrics, made of fibrous mat
All together with the final filter of finer pores, the plastic
A device that was filled and incorporated into the jing was reported and manufactured.
These devices provide effective pre-filtration and filtration enabled by pre-forming.
I don't know. None of these use preformed elements, and consequently hot preforming and
Nor did they use equivalent means. Effective at higher densities by preforming
A pore diameter is achieved, thus occupying less space and retaining equivalent results.
Less blood is retained. This is the closest commercially available product to the product of the present invention.
Is reflected in the comparative performance of the existing devices. The device is out of the machine
And therefore easily confirmed that they have not been preformed in any way.
Using a melt-blown fiber web. The product is compared with the product of the present invention.
About twice the holding volume, with significantly lower efficiency,
It is estimated to conduct only one unit of PRC per position.
(c) a preformed element located upstream of the preformed fiber element assembly
(Hereinafter referred to as “gel pre-filter”) has its main function as
The gel present in a substantial proportion of the supplied PRC units. This markedly
Effective gel pre-filter with smaller internal volume and internal retention
It is possible to employ a device with less blood loss.
Although it is difficult to quantify the gel content of a particular PRC unit,
Nevertheless, PRC stored for more than 10-15 days, PRC stored for less than 5 days
It will be obvious to those skilled in the art that the gel content will be substantially higher than in the case of. Gel included
Higher volume, gel pre-filter provided to remove and enclose the gel
The volume of the key must also be large. In the present invention, two kinds of gel prefills
Was prepared. The first consists of a single layer for use with relatively fresh PRC
The second being composed of two or more layers for use with relatively old PRCs
It is. Use filter assembly with a single layer per fresh PRC
If not, always supply one unit of PRC and not supply the second unit before clogging
Is very rare. Prefilters for multi-layer gels are about to expire
Shows similar performance with relatively old blood of the day. Pref for these gels
Filters form an important aspect of the present invention.
(d) Gel pre-filter removes gel at very slight increase in pressure drop
Micro-aggregates, which are often in suspension in gels
But only a small fraction of microaggregates not included in the gel
It only removes minutes.
Removal of these free-suspended microaggregates is accomplished by sequentially removing smaller pore diameter filter bases.
This is achieved by one, two or three layers of filtration through the material, followed by its main purpose.
Is a leukocyte removal layer (herein, sometimes described as "adsorption element").
The product fluid supplied to this downstream element is substantially free of gels and micro-aggregates
, Some of the white blood cells have been removed.
(e) The unexpected finding is that downstream (adsorption, or “final” for simplicity) elements
Was to remove leukocytes from suspension by two mechanisms operating simultaneously
. The first mechanism is the adsorption of leukocytes to the fiber surface; the second is by filtration
. This first mechanism is effective depending on the amount of the fiber surface. The second mechanism is mainly
Relies on maintaining the pore diameter of the luter substrate within or below a certain range
You.
(f) Modification of fiber surface to promote friability by PRC. Of the filter
Starting, that is, guiding the flow of the PRC through it, is more complicated than it seems at first glance
And difficult.
If the CWST on the fiber surface is too low (eg, for unmodified synthetic fibers), the PR
A relatively high pressure is required to allow C to flow through. If more pronounced, filter
The surface of the substrate tends to be uneven, which impedes the flow of the PRC. further
Clogging, especially for relatively thin, high surface area fibers and relatively old blood
Can happen.
Although the reason is not always fully understood, a CWST of about 90 dynes / cm or more
Certain filters have been found to exhibit relatively long start-up periods. H
The CWST of the filter substrate greatly exceeds the surface tension of water (73 dynes / cm).
It seems that there is no theoretical reason to do so,
Slightly higher than WST (52 dynes / cm) and kept within about 75 dynes / cm or less
That seems desirable. Nevertheless, reaching 90 dynes / cm, this
The filter showing a CWST of more than 0.2 worked well.
(g) The housing enclosing the element assembly is easy to use, quick start-up, and
Uniquely designed to achieve effective air exclusion, which ultimately improves efficiency,
This results in an extended useful life and a further reduction in PRC retention.
(h) The lateral dimensions of each element shall be greater than the corresponding inside diameter of the housing in which they are incorporated.
large. For example, if these elements are in the form of a disk, the outer diameter of the disk
It is made 0.1-1% larger than the jing inner diameter. This means that there is no loss in the effective area of the device.
The formation of an interference fit results in a very effective seal and also in the compression area.
Compared to the compression seal around the perimeter of the filter element assembly
Of the blood retention volume of the assembly of the present invention as compared with the assembly of the present invention.
Give.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を表わす除去装置の一例の断面図である。
第2図は第1図に示す除去装置の入口セクションの内表の立面図である。
第3図は第1図に示す除去装置の出口セクションの内表の立面図である。
第4図は第3図に示す出口セクションの断面図である。発明を実施るための最良の形態
:白血球除去装置の構成に用いる材料
繊維以外の各種原料も考慮され;たとえば多孔質基材は樹脂溶液から多孔膜状
に注型することができ、または焼結粉末基材を用いることができる。しかし価格
、簡便さ、柔軟性、ならびに加工および制御の容易さを考慮すると、繊維が好ま
しい原料
であることが指摘される。
血液製剤の表面張力を低下させるために故意に添加される界面活性剤の不存在
下で、十分にぬれる繊維基材による良好な始動を達成するためには、関連の物理
化学による基礎的考慮から一見すると血液成分用装置は水の表面張力にほぼ等し
い、たとえば70〜75ダイン/cm以上の範囲の表面張力をもつ材料で作成すべきで
あると思われる。実際的な考察から市販繊維の使用が指示される。繊維が製造さ
れる合成樹脂には、市販のものとしてはポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、酢酸セルロース、ナイロン6および66、ポリエステル、ポリア
クリロニトリルならびにポリアラミドが含まれる。樹脂の重要な特性はそれらの
臨界表面張力である(ジスマン(Ziaman)、“接触角、湿潤性および付着性”、A
dv.Chem.Ser.43,1-51,1964). これらの樹脂は25ダイン/cm以下から45ダ
イン/cmに及ぶ範囲の臨界表面張力(γc)をもつ。経験的に、本発明の製品に
必要とされるポアーサイズ範囲のフィルター基材のCWSTは、固体プラスチッ
クのγc値より約10ダイン/cm以下高いことが予想される。たとえばポリテトラ
フルオロエチレンについては、γcは18であり、CWSTは27.5である。一方ポ
リエステルPBT繊維マットについてはγcは45であり、CWSTは52である。
約52ダイン/cm 以上のCWSTをもつ適切な市販合成繊維は見当らない。
米国での実際のベッドサイド輸血に際しては、PRCは2単位を1.5〜4時間
にわたって輸血する速度で投与される。本発明者らは、未改質の溶融ブローポリ
エステルをフィルターとし
て用いる場合、2〜3時間以内にPRCの凝固が起こり、フィルターを完全に閉
塞させることを認めた。
若干の天然繊維は52以上のCWSTをもつが、直径約15μm以下の天然繊維は
一般に市販されていない。直径約5μm以下の合成繊維は溶融ブロー法により製
造することができ、天然繊維と比べてこの種の繊維は白血球吸着のための等しい
繊維表面積を得るのに必要な質量が3分の1以下であり、従って一定のポアー直
径のフィルターに加工した場合、より小さな容積を占める。この理由から天然繊
維は適切な低い保留容積の白血球除去装置を製造するために好適ではない。たと
えば白血球除去に現在用いられている市販の充填本綿繊維装置は75ml以上の始動
容量を示し、これは本発明に述べる好ましい成人用装置の同容量の2倍以上であ
る。さらにこの装置の製造業者はPRC導通の前および後に食塩液を導通するこ
とを要望し、この装置はベッドサイド用として不適当である。さらにこうして処
理された血液は24時間以内に使用されなければならない。
表面グラフト技術は25年以上にも及ぶ広範な研究の対象であった。科学文献中
の多数の報文および多数の特許明細書にこの手段で表面改質を行うための多様な
方法および操作が記載されている。この種の一方法はアクリル部分と共に、親水
性基(たとえば-COOH または-OH)から疎水性基(たとえば飽和鎖、たとえば-CH2C
H2CH3)に及ぶものから選ばれる第2の基を含む各種モノマーを用いており、こ
れらが本発明方法に用いられる。反応を開始および完結させるために熱、紫外線
その他の反応開始法を採用しうる。しかしコバルト源照射グラフト法が最も簡便
なものとして選ばれ、本発明において繊維マットのCWSTを改質するために用
いられる。実験による選択によって、CWSTが52から上記方法により測定しう
る程度の希望するいかなる値にまでも高められたポリブチレンテレフタレートの
繊維マットを与えるモノマー混合物またはモノマーを見出すことができる。上限
は室温で約110ダイン/cm以上の表面張力をもつ少数の液体によって設定される
。
本発明の開発中に、エチレン性不飽和基、たとえばアクリル部分をヒドロキシ
ル基と共に含む化合物(たとえば2−ヒドロキシエチルメタクリレート、すなわ
ち“HEMA”)によりグラフトを行った基材を用いて装置を製造した。第2のアク
リル系モノマー、たとえばメチルアクリレート(MA)またはメチルメタクリレート
(MMA)など、グラフトした多孔質ウェブのCWSTを低下させる傾向を示すも
のをHEMAと併用し、割合を変えることによって、35〜45ないし110ダイン/c
m以上のいかなるCWSTをも得ることができる。こうして製造された装置は界
面活性剤で処理した成分を用いて製造された装置と下記の点で区別される。すな
わち界面活性剤は装置に液体を導通することにより除去されるが、グラフトによ
り得られた表面特性は永久的であり、装置にいかなる量の液体を導通しても、ま
た液体の物理的特性を変えても除去または変化することはなく、特に表面張力は
変化しない。
多孔質基材のCWSTより低い表面張力をもつ液体はその基材をぬらし、その
基材が貫通細孔を含む場合は基材を容易に貫流するであろう。このCWSTより
高い表面張力をもつ液体は
低い差圧においては全く貫流しないが、圧力を十分に高めると貫流するであろう
。液体の表面張力がCWSTよりごくわずかに高い場合、必要な圧力は小さいで
あろう。逆にCWSTと液体の表面張力との差が大きい場合、貫流を誘導するの
に必要な圧力は高くなるであろう。
液体の表面張力より15〜20ダイン/cm低いCWSTをもつ繊維マットにその液
体を加圧下に強制的に導通すると、不均一な様式で貫流が起こる傾向を示し、従
ってマットの若干の領域は乾燥したままとなることが見出された。これは白血球
除去装置においては下記の理由からきわめて望ましくない。第1に圧力降下がよ
り大きく、これによって早期目詰まりを生じ、第2にすべての流れが有効面積の
ごく一部を通過し、これによっても目詰まりの確率が高まり、第3図に白血球の
吸着または濾過による保持に有効なフィルター表面積の一部のみがその目的に用
いられ、その結果白血球の除去効率が低下する。合成繊維の湿潤性の乏しさおよび結果的な始動の遅れの問題に対する解決策
繊維表面特性は多数の方法により、たとえば湿式または乾式酸化を含めた化学
反応により、それにポリマーを沈着させることによる表面被覆により、およびエ
ネルギー源、たとえば熱、ファンデグラフ起電機、紫外線または他の形の放射線
(それらのうちγ線が特に有用である)に暴露することにより改質することがで
きる。
これらの種々の方法の例として、ステンレス綱繊維の、空気中、約370℃にお
ける酸化によって薄い酸化物の表面皮膜を形
成することにより水湿潤性となすこと、すなわち72ダイン/cm以上のγcを付与
することができる。合成有機繊維およびガラス繊維を、一端またはその付近に反
応性(たとえばエポキシド)部分を含み、他方に親水基を含むポリマーで被覆す
ることができる。これらの方法および表面改質法の専門家に既知の他の方法を採
用することはできるが、放射グラフト法は適切な条件下で行った場合、改質しう
る表面の種類、、改質に用いられる反応体の範囲の広さ、および必要な反応を活
性化するために用いられるシステムにおいてかなりの柔軟性が得られるという点
で有利である。本発明においてはγ線グラフト法が50ダイン/cmから75ダイン/
cmを大幅に上回る広範囲にわたるCWSTをもつ合成有機基材を製造しうるため
、注目される。生成物はきわめて安定であり、水抽出性成分の水準が検出不可能
なほど低く、さらに予備成形された予備濾過用または吸着用素子に用いた場合、
改良された繊維間付着性が得られる。
合成繊維が湿潤性に乏しいことに対処する他の手段には、赤血球が懸濁してい
る血漿の表面張力を変化させること、または赤血球の表面特性を変化させること
が含まれる。これはたとえば白血球除去装置の赤血球懸濁液の表面張力を低下さ
せる界面活性剤または可溶性物質を供給することにより達成される。
実施例1〜106の試験装置を製造するために用いたゲル用プレフィルター素子
には非イオン界面活性剤溶液を含浸させ、これはそれを貫流するPRCに48.5〜
51.5ダイン/cmの表面張力を誘導した。実施例107以下は界面活性剤を用いずに
行われた。白血球除去装置に用いる繊維直径の選択
“白血球除去装置に望まれる特性”と題する章に述べたように、繊維表面への
白血球の吸着は白血球除去の機構として広く受入れられている。一定重量の繊維
の表面積は繊維の直径に反比例し、繊維表面への吸着による白血球の除去は白血
球除去に重要な機溝であるので、細い繊維ほど高い容量を備え、目的とする効率
を達成するのに必要な繊維の量(重量により測定)は用いる繊維の直径が小さい
ほど少ないであろう。
この理由から、白血球除去にはより細い繊維を用いる傾向があった。歴史的に
みて、より細い直径の繊維を製造する技術が進歩するのに伴って、それがその直
後にハウジングに充填され、および/または白血球除去に用いることが提案され
た。白血球除去装置に用いる繊維材料の選択
ポリエステル、ポリアミドおよびアクリル樹脂を含めて慣用される多数の繊維
は放射線グラフトに適している。それらはグラフトに必要な水準のγ線による分
解に対して適切な抵抗性をもち、かつそれらは照射中または照射後に有効モノマ
ーが反応しうる基を含むからである。
前記のように、繊維直径は可能な限り小さくなければならない。通常の紡糸口
金押出しおよび延伸によって製造される繊維は、現在では直径約6μmより小さ
いものは得られない。
溶融樹脂を高速気流により繊細化して繊維となし、不織ウェブとして集める溶
融ブロー法は1960年代および1970年代に生産に入り、年毎にウェブを形成する繊
維直径の下限が次第に広がっていった。ここ数年以内に3μm以下の繊維直径の
ウェブが達成され、比較的最近では2μm以下の平均繊維直径をもつ良質の
ウェブが製造された。
ある種の樹脂は細い繊維の溶融ブローに他のものより好適である。好適な樹脂
にはポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ナイロン6、ポリエステルPET(
ポリエチレンテレフタレート)、およびポリエステルPBT(ポリブチレンテレ
フタレート)が含まれる。まだ試験されていない他のものが見出される可能性が
ある。上記樹脂のうちではポリエステルPBTが放射線グラフトおよび後続の熱
間圧縮による制御されたポアーサイズの予備成形素子への転換にも適しているの
で、好ましい材料である。
ポリエステルPBTは本発明の製品の開発に用いられた主な樹脂であり、ゲル
用プレフィルターを除いて具体例に用いた樹脂である。しかし、繊維化して直径
1.5 μm程度の細い繊維を含むマットまたはウェブとして集めることかできる他
の樹脂が見出されるむ可能性があること、および必要な場合にはそれらのCWS
Tを最適範囲に調整された製品が同等に有効な、しかもいっそう小型の白血球除
去装置の製造に好適な可能性があることを留意すべきである。同様に、適宜処理
されたガラス繊維も血液保留性がきわめて低い装置を製造する可能性がある。
PBTの臨界表面張力(γc)は45ダイン/cmであると報告され、微細繊維マ
ットの形におけるそのCWSTは52ダイン/cmと測定されている。ゲル用プレフィルターにおけるニードルドウェブの使用
不織ウェブは種々の手段で製造される。繊維を溶融プラスチックから押出され
たまま空気中に浮遊させ、空気浮遊物から移
動ベルトまたはドラム上へなお柔軟な状態で、または繊維が硬化したのちに集め
る。他の方式では繊維を押出し、そして連続フィラメントとして延伸し、次いで
これを約2〜6cmの長さに切断し、または引裂いたのち空気に浮遊させ、そして
移動ベルトまたはドラム上に集める。繊維を集める表面は縦方向に一般に約10〜
1000m/分の速度で移動しており;この線運動の結果、ウェブ内の繊維は多少と
も互いに平行に配列する傾向を示し、ごく一般的にウェブの平面にも平行であり
;従ってこれらは“平面平行(planar parallel)”と分類される。
“ニードルド(needled)”ウェブは“ニードルパンチ”ウェブとしても知られ
、平面平行ウェブを多数の急速往復する多層有刺ニードルが設置された機械に導
通することによりさらに処理することによって製造され、これは繊維をランダム
にからみ合わせ、それらをウェブの厚さ全体に引込みまたは押込み、これによっ
て繊維は一方の面から他方側の面まで引込まれ、そこでそれらはその面の繊維と
からみ合う。
繊維をウェブの厚さ全体に交錯させるために多重噴射水も用いられ、これら(
および他の方法がある場合、または開発された場合にはそれら)の製品は以下“
ニードルド”と呼ばれる。
ニードルドウェブはきわめて低密度に作られているので嵩高であり(しばしば
気孔率約95〜約99%に及ぶ)、比較的厚い(しばしば約3〜5mmを越える)。そ
れらの構造は鏡検によればランダムな直径のコイルの組合わせの外観を示し、そ
れらの多くはコイル軸がウェブに平行な状態で配向しており、球状の傾向を示す
血液ゲルがウェブ内部へ容易に到達しうると思われ
る。これは平面平行不織ウェブの配向と著しく対照的であり、後者の場合繊維は
ウェブの平面に平行であり、きわめて粗い場合ですら球状ゲルをウェブの表面ま
たはその付近に保持する傾向を示す。
従って血液ゲルはニードルド不織布のコイルのきわめて開放的な表面内へは容
易に進入することができるが、繊維がウェブに平行に配向した不織布への進入は
より困難であると思われる。さらに、いったんゲルがニードルドウェブに進入す
ると、それらは比較的小さな細孔に効果的に保持されると思われ、これは顕微鏡
によって存在が容易に認められる。実際に、カールした繊維構造体には容易に進
入し、良好に保持されるが、比較的直線状の繊維には容易に進入することができ
ず、従ってゲルがそれらの上流表面に集まるのに伴って急速に目詰まりする。
ゲルを含む血液がニードルドフィルター基材を貫流するのに伴って小さい方の
細孔にランダムに遭遇し、これらの数はゲルをすべて、またはほとんどすべて基
材内に集める網目効果を示すのに十分である。これに伴って起こる圧力降下の増
大はごくわずかである。比較的大きな細孔は開放されたままであり、血漿中に懸
濁した赤血球が流動するための自由通路を提供する。
これらの濾過機構の概念が有効であるか否かに関係なく、ニードルド不織布は
ゲルを進入させ、次いでそれらを保持する独特の(かつ予想外の)効果を示し、
一方血液またはPRCはごくわずかな、または無視しうる程度の圧力降下増大に
おいてそれらを貫流しうることが実験的に見出された。
本発明の開発に際して、本発明の実施例にニードルドウェブ
を初めて用いる前に、実施例の場合に匹敵する血液保留容積において2単位のP
RCを一貫して達成するという目的で何百回もの試験を行った。これらの試験に
は50μm以上から5〜10μmまでの7〜10段階で異なる段階的ポアーサイズの別個
の基材層15以上を用いた。これらの試験には平面平行不織基材を用い、いずれも
成功しなかった。
ニードルドウェブの使用によって本発明のフィルターの開発が可能となり、こ
れらは比較的古い血液を高い効率で、目詰まりなしに、30〜35cc以下の保留容積
において一貫して処理することができる。
ニードリング以外にも鏡検に際して本発明に用いられるニードルド基材と同様
な基材を製造する方法が存在するか、または従来開発されるかも知れないが、そ
れらの基材を用いて製造した製品も本発明の範囲に含まれると解すべきである。
パンチウェブを製造するためには広範な繊維、繊維の組合わせ、および/また
は結合剤を用いることができる。これらはいずれも(a)これらが熱間圧縮または
他の手段による後続の制御された圧縮処理を施しやすく、かつ(b)それらが人血
処理装置に用いるのに適した材料および条件下で製造される場合には使用しうる
。
本発明の実施例においてゲル用プレフィルターに用いたウェブは、非イオン滑
剤仕上げ処理したニードルパンチ繊維(フロインデンベルク・ノン−ウブン社、
パートナーズ・グレードP14、公称重量80g/m2)を用いて形成され、その結果
、脱イオン水300mlに32cm2のディスクを浸漬した場合、48ダイン/cmの
表面張力が測定された。これらの繊維から製造されたゲル用プレフィルターを用
いてPRCを処理すると、装置からのPRC流出液の血漿の表面張力は約73ダイ
ン/cmから48.5〜51.5ダイン/cmに低下した。同様な表面張力データが、ICI
社のツウィーン(Tween)80、BASF−ワイアンドッテ社のプルロニック(Pluron
ic)L101 およびプルロニックF68を含めた他の界面活性剤によっても得られた
。これらはすべて非経口用として用いるために生理学的に受容される。実施例10
7以下に使用する前に、ニードルパンチ基材中に存在する界面活性剤は洗剤によ
る洗浄および水によるすすぎによって除去された。微小凝集体用素子
ゲル用プレフィルターに続く素子の主な機能は微小凝集体の除去である。補助
的な機能は吸着による白血球の一部の除去である。
これらの目的のために、これは好ましくは2、3またはそれ以上の層の溶融ブ
ローウェブを組合わせる。この素子を構成する各層は別個に予備成形されて互い
に隣接配置されてもよく、またはそれらは単一素子に予備成形されてもよく、ま
たはそれらを吸着素子と組合わせて単一の一体素子を形成してもよい。吸着素子
この素子の主な機能は白血球を吸着により除去する最大部分の繊維表面を与え
ることである。これは比較的小径の繊維ウェブの層を多数予備成形して一体素子
を形成することにより製造するのがきわめて簡便であるが、前記のようにこれを
微小凝集体用素子と組合わせて、吸着素子と微小凝集体用素子からなる
単一の一体素子を形成してもよい。フィルター−吸着体アセンブリー
ゲル用プレフィルターを適正な順序で微小凝集体用素子および吸着素子と共に
組立てると、“フィルター−吸着体アセンブリー”が得られる。各部品をすべて
別個に予備成形するか、またはそれらをいずれか好都合な組合わせで一体サブア
センブリーに形成することもできる。除去装置の例の説明
第1〜4図に示すように、例示した除去装置10は一般にハウジング11およびフ
ィルター−吸着体アセンブリー12からなる。ハウジング11は入口13および出口14
を備え、入口13と出口14の間に流体流路を定める。フィルター−吸着体アセンブ
リー12はハウジング11内に流体流路を横切って配置され、ハウジング11を貫流す
る流体、たとえばパック状赤血球の懸濁液から望ましくない物質、たとえばゲル
、脂肪球、凝集体および白血球を分離する作用をする。
パック状赤血球懸濁液が通過する面積に関してのみ異なる2種のサイズの除去
装置につき試験した。小児サイズと定められる小型の方は有効な面積32cm2をも
ち、成人サイズと定められる大型の方は有効面積62cm2を示した。双方とも、デ
ィスク状フィルター−吸着体アセンブリー12は円筒形ハウジングに収容された。
ハウジングは各種形状のフィルター−吸着体アセンブリーを収容すべく設計さ
れる。その1つはたとえば角形である。適切な流動面積が得られる限り、これら
および他の可能な形状は原
則としてすべて機能を果たす。
角形のフィルター−吸着体アセンブリーは理論的には材料をより経済的に利用
することができるが、ディスク形フィルター−吸着体アセンブリー−に適合した
ハウジングにつき下記に述べるように締りはめシールを採用する場合、信頼性が
低いであろう。シーリングが周囲の周りのエッジ圧縮によって得られる場合、著
しい有効面積がシール箇所で失われる。これらの理由から、締りはめシールによ
り組立てられたディスク状フィルター−吸着体アセンブリーを備えた円筒形ハウ
ジングが好ましいが、他の形状も採用しうる。有効断面積32および62cm2の円形
ハウジングが本発明の開発に際して用いられた。
ハウジングは適度に不透質の材料から作成することができ、これには不透性の
熱可塑性材料が含まれる。たとえばハウジングは透明または半透明のポリマー、
たとえばアクリル樹脂またはポリカーボネート樹脂から、射出成形によって製造
することが好ましい。この種のハウジングは容易に、かつ経済的に加工されるだ
けでなく、流体がハウジングを通過するのを観察することができる。ハウジング
は使用中の普通の酷使、および約0.2kg /cm2(3psi)までの内圧に耐えるべく設
計される。これは軽量構造が可能であり、これは予備成形フィルター−吸着体ア
センブリーの採用により可能となった本発明の望ましい特色である。繊維をハウ
ジング内に充填することによって有効に設計されたフィルター−吸着体アセンブ
リーの繊維を圧縮するのに必要な力は62cm2のディスクにつき68kg、すなわち約1
.1kg /cm2であり、より重質の、より嵩高な、かつより高価なハウジ
ング構造が必要となる。
ハウジングは種々の形状に形成しうるが、例示した分離装置10のハウジング11
は、好ましくは2個のセクション、すなわち入口セクション15および出口セクシ
ョン16として形成される。入口セクション15は円形の入口プレート20を含み、円
形プレート20の内面はフィルター−吸着体アセンブリー12の上流表面に面した壁
面21を定める。
入口13は流体を壁面21とフィルター−吸着体アセンブリー12の上流面の間の入
口プレナム22に送入する。本発明の一観点によれば、第1および2図に示すよう
に入口13は流体をハウジング11の底部またはその付近において入口プレナム22に
送入する。
入口は種々の形状に形成しうる。しかし例示した分離装置10の入口13は縦方向
入口リッジ23を含む。入口リッジ23はハウジング11の直径軸Aに平行な円形の入
口プレート20の外表に沿って伸び、これは使用に際し直径軸Aを一般に垂直に向
けて配置される。入口リッジ23の上流は流体を入れたバッグ、たとえば血液バッ
グの底を剌し貫くために用いられる中空スパイク24を受容するためのソケットと
して形成されていてもよい。入口13はさらに入口通路25を含み、これは中空スパ
イク24の上端に開き、中空スパイク24および入口ロッジ23を通って伸び、入口セ
クション15の底で入口プレナム22と連絡する。
円形の入口プレート20の壁面21は複数の一般に同心円状リッジ26を含み、これ
は同心円状溝27を定める。これらのリッジ26はフィルター−吸着体アセンブリー
12の上流表面に隣接する。第2図に示すように、リッジ26は入口セクション15の
下部にお
いて終結し、通路またはアクセス30を定める。アクセス30は入口通路25と各円形
溝27の間に伸びており、流体を入口通路25から円筒溝27へ流動させる。円形溝27
とアクセス30が集合して入口プレナム22を定め、これが入口通路25により送入さ
れた流体をフィルター−吸着体アセンブリー12の上流表面全体に分配する。凝集
体その他の大型障害物が入口通路25と入口プレナム22の接点またはその付近で流
れを遮断するのを防止し、同時にハウジング11内での保留容積を最小限に抑える
ために、入口プレナム22の深さはハウジング11の底部で最大であり、垂直軸Aに
沿って減少し、ハウジング11の水平中心線において最小値となる。
ハウジング11の出口セクション16には円形出口プレート31および円筒形カラー
32が含まれ、後者は円形出口プレート31の周囲から円形入口プレート20の周囲ま
で伸びている。円筒形のカラー32は好ましくは円形の出口プレート31と一体成形
され、いずれかの適切な様式で、たとえば接着剤により、または音波溶接により
円形の入口プレート20と結合している。
円形出口プレート31の内表はフィルター−吸着体アセンブリー12の下流表面に
面した壁面33を定める。壁面33は複数の一般に同心円状リッジ34を含み、これは
同心円状溝35を定める。これらのリッジ34はフィルター−吸着体アセンブリー12
の下流表面に隣接する。円形溝35は集合して出口プレナム36を定め、これがフィ
ルター−吸着体アセンブリーを通過した流体を集める。出口プレナム36の深さは
流体の流れを不当に制限することなくハウジング11内の保留容積を最小限に抑え
るために、可能を限
り小さくされる。
本発明の他の観点によれば、壁面33はさらに出口セクション16の頂部またはそ
の付近において出口14と連絡する通路、たとえばスロット40を含む。円形溝35そ
れぞれから流体を集めて流体を出口14へ運ぶスロット40は一般に垂直軸Aに沿っ
て出口セクション16の底部から頂部へ伸びていることが好ましい。例示した分離
装置10においては、スロット40の幅は一定であるが、出口プレナム36の深さより
深いスロット40の深さは垂直軸Aに沿って出口セクションの底部から頂部へ増大
している。あるいは高さがハウジングの直径より小さいか、幅が変化するか、ま
たは深さが一定であってもよい。たとえばスコットはハウジングの頂部から垂直
軸Aに沿って、ハウジングの内径の約80%の範囲の距離に伸びていてもよい。
出口14は種々の形状をとりうる。しかし例示した除去装置10は垂直軸Aに平行
な出口プレート31の外表に沿って伸びる縦方向出口リッジ41を含む。出口リッジ
41の下端はチューブコネクターとして、またはチューブコネクターまたは他の装
置を受容するためのソケットとして形成されていてもよい。出口14はさらに、ハ
ウジング11の頂部またはその付近でスロット40と連絡し、出口リッジ41を通って
伸び、出口リッジ41の下端に開く出口通路42を含む。
血液がこの装置を貫流し、これを底から充填し、頂部から排出されるのに伴っ
て、空気は排除されて出口通路42へ向かって流れ、ここから排出される。例示し
た装置を慎重に設計することにより、すべての空気がハウジングアセンブリーの
内部から
掃去される前に出口通路42に隣接した領域43に若干の液体が到達する状況を低減
させることが可能ではあったが、完全に除くことはできなかった。スロット40が
無い場合、この遅滞した空気流は若干の赤血球含有懸濁液を出口チューブ42内へ
運び込むであろう。スロット40はこのようにして運ばれた血液をスロット内へ流
入させ、ここで空気は支障なく懸濁液から分離される。次いで空気はスロット40
内の上昇液面より先に支障なく出口14へ上昇し、液面が出口プレナム36および出
口通路42の頂部に達する前にほぼ完全に押出される。従って本発明による例示さ
れた除去装置10のハウジング11からきわめて効果的に空気が排除される。たとえ
ば内径8.9cm 、初期空気容積36ccであり、高さ8cm、幅0.73cm、底部の深さ0.2c
mおよび頂部の深さ0.33cmのスロットを備えた除去装置において、1または2cc
の血液が出口を通過したのち、出口を通過する空気の残留容積は0.1cc以下であ
ると推定される。
スロットおよび流路の形状の重要性を理解するために、同等な通常の白血球除
去ユニットの操作について記載する。
通常のユニットの場合、流体はハウジングの頂部において進入し、底部におい
て排出される。この種のユニットのハウジングは一般に通常のハウジングの上方
にある血液バッグと通常のハウジングの下流にある透明な点滴チャンバーの間に
プラスチックチューブにより接続され、ここから患者に接続される。始動期間中
はハウジングを点滴チャンバーと共に逆転させ、そしてこの通常のハウジングを
通って点滴チャンバー内へ血液を強制的に導通する。これは圧力水頭が若干失わ
れるという欠点を
もつが、より著しい場合は1〜2ccまたはそれ以上の空気がなお通常のハウジン
グ内に閉じ込められた状態で流体が通常のハウジングの出口に達し、点滴チャン
バーに入る。3〜4ccの流体が点滴チャンバー内に集まった時点でこれおよびハ
ウジングをそれらの正常な位置に戻す。その際点滴チーンバーの底に流体溜め、
そして流体溜めの上方に空間が残される。
透明な点滴チャンバーは空間を通る液滴の観察を可能にし、従って流量調整の
指針を与える役務を果たす。これは通常のハウジングから進入する遅滞した空気
が患者に達するのを防止するという点で第2の役務をも果たす。代わりに遅滞空
気は点滴チャンバーの溜めの等容積の流体を排除する。ただし溜めは遅滞空気が
流体をすべて排除しないのを保証するのに十分なほど大きくなければならない。
さもなければ空気が患者の静脈に進入する可能性がある。
著しい量、たとえば1〜2ccの空気が点滴チャンバーをもとの位置に戻したの
ちそこに達する可能性のあるシステムは、これを再現性なしに行う傾向を示す。
従って遅滞空気の容積が大きいほど、点滴チャンバーの溜めに集めなければなら
ない流体の容積は大きくなる。投与終了時にこの容積の大部分は点滴チャンバー
内に残され、従って廃棄される。患者に投与される流体の多く、たとえば赤血球
などの血液成分を含有する流体はしばしば入手困難であり、著しく高価であるの
で、廃棄される流体はきわめて高価な可能性がある。空気の排除量を最大限に高
め、これによって点滴チャンバー内でより小規模の溜めを用いるのを可能にする
ことによって、本発明による除去装置は投与
に際し廃棄される流体の量を著しく減少させる。
フィルター−吸着体アセンブリー12は下記に繊維素子の製造という表題で記載
するように別個に予備成形された複数の層からなる。開発段階で、前記の基本的
内部構造を採用しているが、フィルター−吸着体アセンブリーの厚さに関してさ
らに異なるハウジングを構成した。この方法で、全厚が異なるフィルター−吸着
体アセンブリーを試験することができた。それぞれの場合、入口セクションおよ
び出口セクションのリッジ26,34の先端間の距離がフィルター−吸着体アセンブ
リーの公称全厚に等しくなるように調整した。
ハウジング11内においてフィルター−吸着体アセンブリー12の締りはめを得る
ために、フィルター−吸着体素子を大型の予備圧縮スラブから円筒形カラー32の
内径より0.1〜1%大きな直径に切取った。フィルター−吸着体素子はそれらの
外縁が真の正円筒形を維持するように切取られた。これとわずかなオーバーサイ
ズが連係して、種々のフィルター−吸着体素子から構成されるフィルター−吸着
体アセンブリー12の外縁と、ハウジング11の内縁との聞に良好な端封、すなわち
締りはめが得られ、フィルター−吸着体アセンブリー12の面積および容積全体が
100%利用され、これによって保留容積が最小限に抑えられる。
締りはめによって得られる端封はそれ自体で適切であることが示されたが、ユ
ニット生産に際して高い信頼性を値えることが重要であるので、補助シールが望
ましいと思われる。このシールは幅1〜1.5mm の内側に面した1対のフランジか
らなっていてもよく、これらはフィルター基材をこれらの周囲フランジ
間で20〜60%圧縮する寸法をもつ。この補助シールを含むアセンブリーおよび含
まないアセンブリーを本発明の開発に際して用いた。繊維素子の製造
上記ハウジング内へ組込まれる繊維素子は複数の独立した別個の素子からなり
、それらがそれぞれ1または2以上の機能を果たす。本発明の白血球除去装置の
好ましい形状においては、流体が流れる順にこれらの層は下記のものからなる:
1.第1素子はゲル用プレフィルターと呼ばれる。高割合の全血およびPRC
検体がゲルを含み、これはフィルター基材を目詰まりさせる作用が著しい。これ
らのゲルはそれらが懸濁している血漿と別個の相を形成し、これと混和せず、視
覚的にはより高い粘度をもつように見える。フィルターの目詰まりに対処するた
めの技術水準における方法はフィルターの上流面の細孔を大きくし、続いて連続
的または段階的に細孔を漸減させるものである。しかしこの方法は理由は十分に
は分かっていないが、本発明のゲル用プレフィルターが開発される以前は採用し
ても効果がなかった。
本発明者らは、平均繊維、直径10〜40μm、好ましくは15〜30μm、より好まし
くは20〜25μmの、ニードルパンチング法により製造された不織ウェブを原料と
して用いることによってきわめて有効なゲル除去フィルターを製造しうることを
見出した。ニードルドウェブは多数の多重有刺ニドルを用いて製造され、これら
のとげは上下両方向に向いており、これによって繊維は不規則なループ、円およ
びらせんの形状をとり、他の種々の不規則
な形状がこれに散在する。一般に大部分の繊維が不規則な形状をとり、直線部分
はごくわずかである。試験後の鏡検によって認められるように、ゲルはこの型の
ウェブ内へ容易に浸入し、ウェブ内に効果的に保持されると思われる。
これらの特性を備えたニードルウェブは一般にゲル除去に望まれるより厚く作
られ、最適な結果を得るためにはこれより小さい制御された厚さに圧縮されなけ
ればならない。こうして製造された布帛はゲルを保持するのに特に有効であるだ
けでなく、フィルターハウジング内で比較的小さな空間を占めた状態でこれを行
うことが見出された。こうして達成されたより小型のハウジングは通常の予備濾
過に適したフィルターと比較して保留する血液が少なく、PRC損失が約50%低
下する。
ゲル用プレフィルターは微小凝集体を濾過によって直接に捕取するのではない
が、それが保持するゲルにはしばしば多様な大きさの微小凝集体が実質的に多数
含まれ、これらがゲルと共に効果的に保持される。
ゲル用プレフィルターはきわめて高い気孔率を備えるために低密度に製造され
、直径30〜50μm以下の繊維を用いて製造された場合、これは容易に圧縮される
。10〜20μmより大幅に細い繊維を用いて製造したウェブは、血液の流動中に数
インチの圧力水頭が部分的にゲルで満たされたウェブを圧縮させ、これによって
そのポアー直径を無効な範囲にまで低下させる状態にまで過度に圧縮性となる可
能性がある。30〜50μmより大幅に太い繊維を用いて製造した場合、等しいポア
ーサイズにおける開放面積はより細い繊維を用いて製造したウェブと比較してよ
り小さ
い。
ゲル用プレフィルターの製造に用いる好ましい材料はポリエチレンテレフタレ
ート(PET)およびポリブチレンテレフタレート(PBT)である。PETは
重量7〜9mg/cm2において平均繊維直径23μmのウェブの形で用いられ、一方後
者(PBTウェブ)は繊維直径20μmおよび重量約8mg/cm2の溶融ブローウェブ
であった。
PET基材は購入したままでは密度が低すぎ、ポアー直径は目的とするものよ
り大きかった。これを改善するために、ウェブを熱間圧縮して、より小さな厚さ
にした。ウェブはきわめて圧縮性であるので、厚さの制御は下記の“落下試験(f
all-out test)”と呼ばれる測定法によりなされた:
直径6.41cmのディスクをノギスのジョーに保持し、ジョーを下方へ垂直に向け
た。次いでジョーを徐々に開いた。ディスクが落下したノギスの位置がディスク
の“落下”厚である。
たとえば例1〜106においては、界面活性剤−滑剤が繊維に保有された状態で
PET基材の単層を用いた。これを落下試験により0.18〜0.22cmの値にまで熱間
圧縮した。フィルターハウジングに挿入されるアセンブリーに、0.9mmのクリア
ランスが充てられた。例107〜168はこれと同様であるが、ただし熱間圧縮前に界
面活性剤が除去された。
例169以下は下記のものを用いて製造された。
(a) 上流、1層のPET、公称落下値0.075cmに熱間圧縮。
(b) 下流、下記の順で、1層のPETと1層のPBT基材、両者は互いに熱間
圧縮されて、公称落下値0.10cmの一体
層を形成。
(c) フィルターハウジング内への組込みに際し、(a)と(b)のアセンブリーに充
てられたスペースは0.15cmであった。
2.第2素子は微小凝集体除去素子であり、その機能は特に比較的古いPRC
中に生じる凝集体を除去することである。
この素子を製造するために好ましい材料は溶融ブローPETウェブである。
指示されたものを除いて例1〜168に用いるためには、この素子は流れの順に
挙げた下記のものからなっていた。
平均繊維直径がそれぞれ15,10および7μmの3層のウェブを用いて製造した
予備成形層。
平均繊維直径4.5μmのウェブの単一予備成形層。
先行層を上回る密度の平均繊維直径4.5μmの単一予備成形層。
例169以下に用いられる場合、微小凝集体除去素子は流れの順に下記のものか
らなっていた。
平均繊維値がそれぞれ3.5,3.0および2.6μmの第1、第2および第3層、組立
て時に下記の吸着素子と熱間圧縮して一体素子となしたもの。圧縮後の密度は例
1〜168と比べて小さい。
3.第3(吸着)素子がもつ主機能は主として吸着による、かつ二次的に濾過
による白血球の除去である。
例1〜168については、この素子は熱間圧縮により一体結合された2.6または4.
5μmの繊維の多層を用いて製造された。例169以下については、この素子は2.4μ
mの繊維ウェブを微小凝集体除去層と互いに結合させて7層の一体アセンブリー
を形成したものを用いて製造された。
上記および例中の数値は本発明の目的に適合する限り、一定範囲内で変更する
ことができる。いずれか特定の変化によって完全に均等な製品が得られるか否か
を判定するためには試験が必要である。従って、層の厳密な繊維直径、重量、密
度、厚さおよび数を若干変更しても同等か、または恐らくより良好な結果すら達
成することができるが、ここに示したものは本発明の前記目的に適合する設計に
対する指針としてのものであり、このような変更により製造された装置は本発明
の範囲に含まれると解すべきである。
ゲル用プレフィルターを除いてすべての素子は、好ましくは約55ダイン/cm以
上、ただし75〜80ダイン/cmを越えないCWSTに表面処理される。熱間圧縮中のグラフトによる付着性の改良
CWST値を5ダイン/cm以上高めるべく表面処理された溶融ブロー繊維マッ
トを用いて製造された熱間圧縮素子プレフォームは、熱間圧縮したのち放射線グ
ラフトすることにより製造されたディスクと比較して堅牢性およびほつれに対す
る抵抗性に関して明らかにより良好である。この理由から熱間圧縮前にグラフト
することは好ましい;しかし実用的な素子は熱間圧縮ののちグラフトすることに
よって製造しうる。
本発明の例では予備濾過、ゲル除去および吸着を組合わせた一体素子を形成す
るために熱間圧縮を採用したが、他の手段、たとえば樹脂接着によって一体素子
を形成することもでき、これまたはこれに類する別法を採用した装置も本発明の
範囲内にある。
これらの装置の第1層以外のすべてにおいて溶融ブロー繊維を用いることが好
ましい。より細い溶融ブロー繊維または他の細い繊維(たとえば、より大径を繊
維を機械的にフィブリル化することにより製造した繊維)が将来得られるように
なった場合、白血球除去装置の素子にそれらを用いることも本発明の範囲内であ
る。ハウジング内への予備成形素子の端封
ハウジングは一般にディスク状、より厳密に述べると一部は正円筒形素子の形
であることが好ましい。予備成形素子もハウジングの内表の寸法より0.1〜1%
大きな正円筒形に形成される。組立てると良好なシールが得られ、使用中に検出
しうるほどのバイパス形成は生じない。素子のCWST
ゲル用プレフィルター(第1)素子は低いCWSTを備えていても支障はなく
、事実その条件の方が良好に機能するであろう。目詰まり、または目詰まりに近
いものを生じるのに十分なPRCを装置に導通し、次いで切断し、各層の圧力降
下を調べる試験の結果、この層のCWSTの増大によってほとんど改良が得られ
ないことが示される。微小凝集体用フィルターおよび吸着セクションは好ましく
はCWST55〜80ダイン/cm、より好ましくは59〜73ダイン/cm、よりいっそう
好ましくは62〜68ダイン/cmに改質される。赤血球の回収
バッグ内のPRCについてのヘマトクリットを本発明による装置からの流出液
と比較した場合、ヘマトクリットに有意の変
化は認められなかった。
進入する血液またはPRCの若干は除去装置内への保留のため失われる。この
損失は保留容積として報告される。物理的特性による多孔質基材の特性判定
ポアー直径を予測するための方程式が提示されている。これらの式は一般に繊
維直径、嵩(見掛け)密度および繊維密度を用いる。たとえばその1つは繊維間
の平均距離を算出する。しかし繊維間の平均距離は性能を予測するための重要な
因子ではない。いかなる液体流路においても性能を制御するのは存在する最大の
細孔(1または2以上)であり、これは変形しうる“粒子”、たとえば白血球に
ついては特にそうだからである。溶融ブロー法などにより製造された繊維マット
の場合、繊維は表面の平面に平行であるが、他の点ではランダムに配置され、ポ
アーサイズの分布はきわめて広い。繊維マットを製造するための他の手段、たと
えば空気堆積、またはフォードリニエスクリーン上での形成も広範なポアーサイ
ズ分布を生じる。これらの状況では繊維間の平均距離は明らかに、性能の予測性
に乏しい因子である。繊維直径、繊維密度および嵩密度に関するデータからポア
ー直径を算出しうる他の種々の式が提案されたが、本出願人はフィルター基材を
製造および使用する手段を考案するためのこの40年以上において、液体供給用フ
ィルターの有効ポアー直径を演繹的に算出するのに有用な式を全く見出さなかっ
た。
たとえば気体吸着による繊維表面積の測定−俗に“BET”測定と呼ばれる−
は有用な手法である。表面積は吸着により白
血球を除去するために有効な繊維表面の量を直接的指標だからである。溶融ブロ
ーPBTウェブの表面積を用いて平均繊維直径を算出することができる:
(式中の1。38はPBTの繊維密度、g/cc)
繊維の面積はπdL=Af(2 式中のL=1g当たりの繊維の全長、
d=平均繊維直径、cm、
およびAf=繊維表面積、cm2/g。
dの単位がμmである場合、Afの単位はM2/g(平方メートル/グラム)で
あり、以下これを用いる。
多孔質基材を再現しうるためにこれを適切に表わすのに必要な第2の特性はポ
アー直径(Dp)である。このために本発明者らは改良OSU−F2試験法を用い
た;この試験法およびその使用法は後記の実施例と題する章に記載する。
多孔質基材を表わす他の特性には見掛け(嵩)密度(ρ)、(g/cc)、繊維密
度(同様にg/cc)、基材の素子の厚さ(t)cm、フィルター素子の貫流に有効
な断面積(Ac)、cm2〔すべて、
の例につき32または62cm2〕ならびにCWST、ダイン/cmが含まれる。これら
のパラメータを明記することにより、白血球除去に用いた場合に予測しうる挙動
を示すフィルター−吸着体素子のフィルターが規定される:
(a) Af(繊維表面積/g)にフィルターの重量(Ac ×t×ρ)を掛けると
、フィルター内で吸着により白血球を除去するのに有効な繊維表面積となる。
(b) 本発明の目的は2単位のPRCを目詰まりなしに通過させるフィルターで
ある。断面積Ac が増大するのに伴って、単位面積当たりの流量は減少する。従
って目詰まりの傾向が少なくなる。
(b) Dp およびtは白血球が濾過により除去される効率を規定する。
白血球除去に用いる繊維フィルター−吸着体素子は、それを作成する繊維の密
度、ならびにAc,Af Dp,ρ,tおよびCWSTを各部品、または部品のサ
ブアセンブリーにつき明記することにより規定される。
本発明者らは、白血球除去用繊維フィルターにおいて白血球の除去が一部は吸
着により、また一部は濾過により達成されることを見出した。本発明の重要な観
点は、Dp を慎重に定めかつ制御し、新規なかつ十分に定められた様式で予備濾
過を行うことにより、主として吸着に依存するフィルターと比較して、実質的に
より低い容積のフィルターが得られることである。これによってPRCまたは血
液の保留容積が減少し、(これはPRC使用に際し経済的に重要である)、同時
に従来用いられて
いた最良の類似装置と比較してより高い効率およびより良好な容量が得られる。
従来用いられていた装置はほぼ完全に、または大幅に吸着に依存しており、比
較的大型であったが、本発明の装置はDp を基本的な設計指針として採用し、か
なり実質的に濾過への依存度がより多く、従ってより小型である。
以下の実施例は説明のために提示される。実施例
これらの例に用いたPRCおよび全血は米国血液銀行協会基準に適合する血液
銀行から入手した。CPDA−1抗凝血薬を用いたものはグレイター・ニュー・
ヨーク・ブラッド・プログラム(ニューヨーク州メルビレ)からのものであり、
アドソル(Adsol)抗凝血剤系を用いて生理的食塩液に懸濁した赤血球はアメリカ
ン・レッド・クロス・ブランド・サービス、ロチェスター部門(ニューヨーク州
ロチェスター)から入手した。特に指示しない限り、実施例の試験は,PRCを
用いて行われた。
PRCを含めて血液製剤は採血後2日以内に血液銀行から入手されなかった。
これが感染原因物質の存在を調べるのに必要な最小期間である。
白血球計数はすべて通常のチャンバー計数法によって、熟練した技術者により
行われ、報告されたデータは異なる技術者による少なくとも2回の平均である。
成人サイズの装置を試験する場合、PRCまたは全血のバッグを2個連続して用
い;血液の重量(または容積)は2個についての合計として報告されるが、処理
前および後の白血球数は各バッグにつき別個に報告さ
れる。小児サイズの単位についてはPRCまたは全血のバッグを1個用い、処理
前および後の白血球数はバッグ内容物の最初の半分、およびバッグの後半分を表
わす第2試料について別個に報告される。
白血球除去されたフィルター流出液について自動計数器を用いた場合、不正確
な結果が得られた。これは自動計数器は全血および正常なPRCの正常な白血球
含量範囲内で操作すべく設計されているためである。従って自動計数器の正常な
作動範囲はここに示す例で達成した水準の10〜1000倍である。従ってこれらの低
い水準における自動計数器のデータは信頼性がない。従って計数は普通のチャン
バー計数法により手動で行われた。
バッグ(すなわち流入液)カウントはZM型クールター計数器を用いて測定さ
れた。ヘマトクリットの測定には通常の遠心分離法を採用した。
本発明の例では、始動時間は血液またはPRCのバッグに約0.2kg /cm2の圧
力を手動で、または加圧カフにより与えた状態で測定された。約0.2kg /cm2の
圧力は、3人の無作為に選ばれた実験技術者が血液バッグを手で圧迫した際に生
じる圧力の範囲であると判定された。
始動時間は、被験ハウジングに流体で充填し、逆転した点滴チャンバーに流体
を1/3(約3ml)充填するのに必要な時間であると定義される。
例1〜168については、試験中の圧力水頭は成人用(62cm2)装置については4
cc/分、小児用(32cm2)装置については2cc/分の流量を維持するのに必要なも
のに調整された。試験中に
この4または2cc/分の流量を維持するのに必要な圧力が流体圧力水頭100cm、
すなわち約0.1kg/cm2に達した場合、流量がそれぞれ1または0.5c/分以下に低
下するまでこの圧力に保持し、この時点で試験を終了した。従って、成人用フィ
ルターの最終流量が1cc/分を越え、または小児サイズのユニットについては0.
5cc/分を越えたと報告されている場合、血液はすべてバッグから取出され、装
置は目詰まりしなかった。試験中の流量が上記限度以下に低下した場合、装置は
目詰まりしたとみなされ、バッグ内の残留量が報告される。
例169〜210については、試験中の圧力水頭は6cc/分の流量を維持するのに必
要なものに調整された。試験中に6cc/分の流量を維持するのに必要な圧力が流
体圧力水頭115cm、すなわち約0.11kg/cm2に達した場合、これを1cc/分以下に
流量が低下するまでこの圧力に保持し、この時点で試験を終了した。バッグ内に
残されたPRCの容積が30cc以下である場合、フィルターはそのPRC単位を有
効に導通したと考えた。試験によってこれがベッドサイドでの使用に際して起こ
りうる結果であると判定されたからである。
約5mlの最小試料を血液またはPRCの各バッグから取出し、流入液特性の測
定に用いた。2単位以上の血液またはPRCを用いる場合、それらを順次送入し
、別個にサンプリングしてアッセイした。
白血球(WBC)数は流体のμl(1μl=1mm3)当たりとして報告される。計
数のための希釈は、比較的新鮮な血液についての1カウント=100WBCから10
〜14日目の血液を用いる試験
については1カウント=50WBCまでに及んだ。
各例で用いた素子は特に指示しない限り、ディスク状であり、小児サイズの装
置に用いるためには直径64.1mm、成人サイズの装置に用いるためには組立て時に
直径88.9mmであった。全厚teの積層素子を前記ハウジング内へ組込み、その際
第1図に示すように2プレナムの表面間の、すなわち入口プレート20のリッジ26
の先端と出口プレート31のリッジ34の先端との間のクリアランスはthであった
。血液バッグに穿孔したのちバッグに手で与えた圧力により、または約0.2kg/c
m2に加圧した血液加圧カフにより、フィルターを始動させた。その後、全血また
はパック状赤血球は重力により導通され、生成物のアッセイはこの章の上記部分
に記載した方法で行われた。
吸着による赤血球の損失は特に指摘しない限り少なすぎて検出されなかった。
例169-210については、保留による損失は(47th+ 12)cc と計算された。
フィルター基材のポアー直径は改良OSU F2法により測定され、進入粒子
の99.9%が除去された硬質粒子の直径として報告される。ポアーサイズ測定に用
いたF2試験は1970年代にオクラホマ州立大学(OSU)において開発されたF
2試験の改良法である。OSU試験においては適宜な試験液中の人工混入物質の
懸濁液を被験フィルターに導通し、その間に被験フィルターの上流および下流の
流体を連続的にサンプリングする。試料は自動粒子計数器により、あらかじめ選
ばれた5種以上の粒子直径の含量につき測定され、上流−対−下流のカウントの
比が自動的に記録される。この比はフィルター工業界でベータ
比として知られている。
調べた5種以上の直径のそれぞれに対するベータ比を縦軸として、横軸として
の粒径に対して、通常は縦軸が対数目盛であり、横軸がlog2目盛りであるグラフ
にプロットする。次いで各点の間に滑らかな曲線を引く。次いで試験した範囲内
のいかなる直径についてもベータ比をこの曲線から読取ることができる。特定の
粒子直径におるけ効率はベータ比から次式により算出することができる。
効率(%)=100(1−1/ベータ)
たとえばベータ=1000である場合、効率=99.9%である。
特に指示しない限り、ここに示した実施例に引用した除去率はベータ=1,000
である粒子直径であり、従って引用した除去率における効率は99.9%である。
改良F2試験には1から20〜25μmまでの範囲の効率がAC微細試験用ダスト
、すなわちAC・スパーク・プラグ・カンパニーにより供給される天然のケイ質
ダストの水性懸濁液を被験体混入物質として用いて測定された。水中のダスト懸
濁液は使用前に分散液が安定になるまで混合された。試験流量約474〜1076l/
分/m2(フィルター面積)(44〜100l/分/ft2)、すなわち結果に影響を与えな
い範囲であった。
実施例1〜168に適用されるテータは以下のとおり示される:
a) その例の製法ならびに吸収能および濾過能に閏するデータは第A表に示さ
れる。
b) フィルターにより血液製剤を処理する際に観察される挙動は第1〜16表に
示される。
表Aのデータは下記のとおり示される:
A欄には例番号および血液データが示される表番号を挙げる。
B欄には被験アセンブリーそれぞれに用いた複数の個々の濾過素子の順序を挙
げる。上流のゲル用プレフィルター素子(番号1)は例1〜168においては指示
しない限りアクリル接着したニードルパンチPETからなる。残りの素子はすべ
て溶融ブローPBT製である。微小凝集体除去素子は層2a,2b,2c,3および4
からなり、2a,2bおよび2cは互いに熱間圧縮されてサブアセンブリーを形成し、
層3および4は別個に熱間圧縮されている。層5は熱間圧縮により単一層として
形成された吸着素子である。
C欄には繊維表面積(m2/gの単位)を挙げる。D欄には見掛け(嵩)密度(
g/ccの単位)を挙げる。E欄には素子の厚さ(cm)を挙げる。F欄には各素子
につき繊維表面積(m2)を挙げる(At=Af×ρ×t ×62).G欄には表面積のBE
T測定値から算出された繊維直径(繊維直径=(0.345 Af)-1μm)を挙げる。た
だし鏡検により推定されたゲル用プレフィルターを除く。H欄にはOSU F2
試験により測定したポアーサイズ(μm)を挙げる。この場合も鏡検により推定
されたゲル用プレフィルターのポアー直径を除く。I欄には各層についてのCW
ST値を挙げる。
例1〜18は表Aの指示に従って製造された。挙げられたCWST値は表面を変
化させていない基材のものである。
第2表に示す例19〜34も5層を用いて実施された。これらのうち第1のものは
例1〜18と等しく;微小凝集体フィルターは
例1〜18のものと等しいが、ただし放射線グラフトされて59ダイン/cmのCWS
Tにされていた。第5のプレフォームは例1〜18のものと等しいが、ただしこれ
は放射線グラフトされて65ダイン/cmのCWSTにされていた。
第3表に示す例35〜38−例19〜34と同様にして製造され、ただし第3層および
4層は放射線グラフトされて59ではなく75のCWSTにされた−はCPDA−1
添加物を含む全血を用いて試験された。第2単位に対する平均効率は例19〜34で
得た結果と比べて実質的に低下していた(全血は希釈さた形のPRCであるから
全血を用いて得た結果とPRCを用いて得たものを比較する意味がある)。
第4表に示した例39〜42はパック状赤血球を用いて試験を行い、例19〜34の素
子のCWSTを高めた効果を示す。微小凝集体除去素子は81ダイン/cmのCWS
Tを示し、一方吸着素子は75ダイン/cmのCWSTを示した。例19〜34と比較し
て、容量および効率が共に低下した。
第5表に示す例43および44は例19〜34の装置の微小凝集体除去素子および吸着
素子のCWSTを高めた効果をさらに示す。例43および44は例19〜34と等しいが
、ただし第2層のCWSTは81ダイン/cmであり、第3および第4層は77ダイン
/cmのCWSTを示し、吸着素子は81ダイン/cmのCWSTを示す。2単位目の
PRCに関する効率が大幅に低下したことを示す。
第6表に示す例45〜48は例19〜34の構造を用いて実施されたが、ただし第2,
3、4および5層の繊維表面が94ダイン/cm以上のCWSTに改質されていた。
これらのデータは、例19〜
34に関して第2表に報告したものより効率および容量ともに低下したことを示す
。
第1表の例1〜18、第2表の例19〜34、第3表の例35〜38、第4表の例39〜42
、第5表の例43〜44、および第6表の例45〜48はすべて同じ基本構造であるがC
WSTが52ダイン/cm(未改質)から94ダイン/cm以上に及ぶものを用いて製造
された。
得られた結果は52ダイン/cmおける最適以下から、59〜65ダイン/cmにおける
最適なもの、65〜75から95ダイン/cm以上の範囲におけるCWST値に対する、
効率および容量双方に関して若干効力が低いものまで変化する。例19〜34は本発
明の好ましい形状を示す。
それにもかかわらずこれらの例はすべて赤血球のベッドサイド投与用として現
在入手されるすべての装置より優れていることを留意すべきである。
第7表に示した例49〜52は下記の点を除いて、小児サイズの例19〜34と同様に
製造された: 例49ではゲル用プレフィルター素子を省いた。例50では第2層をも
省いた。例51では上記2層のほか第3層をも省いた。例52では吸着素子のみを用
いた。第7表に見られるように、目詰まりする前に通過した容積は各層を除くの
に伴って平均308mlからそれぞれ116,46,35および34mlに減少した。従って本発
明の段階的ポアー予備濾過システムの卓越性が明らかに示される。
第8表に示した例53〜56はゲル用プレフィルター素子の好ましい厚さの範囲を
判定する研究の一部であり、この素子の機能はゲルおよびきわめて大型の凝集体
を、ゲル中に懸濁している
小型の凝集体と共に除去することである。これらの例では約23μmの繊維を用い
て製造された高バルギー性のニードルパンチ不織布を使用し、これは相対的に小
さな厚さに予備圧縮され、次いで組立て時にさらに明記した厚さにまで圧縮され
た。第8表のデータはプレフィルター素子の厚さに関する以外は同じ方法で製造
された例19〜34と対比することができる。これらのデータは厚さ0.56mm以下では
容量の低下を示す。
例19〜34はゲル用プレフィルター素子の厚さ0.90mmを示す。0.65mmおよび1.14
mmで行われた多数の試験がきわめて近接した結果を示す。これらのデータに基づ
いて、好ましい範囲は約0.6mm以上である。
1.14mmでの試験以上には範囲の上限を調べなかった。試験後の鏡検に基づいて
、2〜3mmに及ぶかなり厚い第1層を用いても良好な結果が得られるであろうと
確信する。しかしこのように比較的大きな厚さは結果的に保留量を増加させると
思われるので望ましくはない。たとえばこれらの試験に用いた成人サイズのハウ
ジング(有効面積62cm2)の場合、厚さが1mm増大すると保留容積が6.2ccずつ増加
する。増加はいずれも望ましくない。
例19〜34の構成を採用し、ゲル用プレフィルター素子を同一密度であるが、開
始時重量11mg/cm2のものを用いて製造し、次いで8.8mg/cm2の素子と試験後鏡
検により比較した。11mgの素子(25%厚い)はゲル捕集用として必要以上の空間
を与えると思われ、これに基づいて23μmのPET繊維を用いた好ましい重量は8
.8mg /cm2である。これより少ない重量を用いるこ
とはできるが、本発明の目的である、2単位のPRCを目詰まりせずに通過させ
る容量を提供しない恐れがある。
平均ポアー直径が目的範囲内に維持される限り、23μm以外の繊維直径をゲル
用プレフィルターに用いることができる。約23μmとは異なる平均直径の繊維を
用いる場合、ほぼ等しいポアー直径を与える単位面積当たりの重量Wは直径dの
繊維について次式によって適度な精度において算出することができる。
および20 < d < 26
ゲル用プレフィルターが有効である範囲のポアー直径を測定する手段は容易に
は得られない。厚さ0.9mmに圧縮された特定の材料が本発明によるゲル用プレフ
ィルターの好ましい範囲内のポアー直径を備えていることを証明するための満足
すべき手段は下記の操作を用いるものである。
重量8.8mg/cm2に製造された被験材料をイソプロピルアルコールの溶液に浸漬
することにより湿潤させ、次いでこの材料を試験厚が0.075cmであり、空気流を
監視しながら空気圧を施すことができホルダーに挿入する。上記パラメータ内で
機能するためには、空気流速0.5cm/秒で生じた圧力が約3.5〜約8.5cm水柱、好
ましくは約4〜約6.5cm水柱の範囲に含まれなけれならない。
例57は、本発明による装置の目詰まりに対する抵抗性をさらに高める手段を目
的とする。これは微小体凝集除去素子のポアーサイズを、段階的にではなく連続
的に変化させることにより達成される。
例58〜65は表Aに示したとおり製造され、PRC処理に際してのそれらの挙動
は第9表に示される。最初の4層は例19〜34の最初の4層と等しい。吸着素子は
4.5μmのPBT繊維5層からなり、これは放射線グラフトされて59ダイン/cmの
CWSTとなり、次いで熱間予備圧縮されて密度0.252g/cc、厚さ0.251cmの単
一プレフォームを形成し、成人サイズの場合BET繊維表面積が1.77m2、F2ポ
アーサイズまたは平均ポアー直径6.9μmのものであった。5層の全繊維表面は4.
07m2であった。5層の全容積は33.3ccであった。
同様に第9表に示す例66〜73は例53〜65と同様であるが、ただし第3の予備成
形層は厚さ0.069cmおよび密度0.18/ccに圧縮された4.5μmの繊維を用いて製造
され、F2ポアー直径値は15μmであると推定され、第4層は厚さ0.061cmおよび
密度0.21g/ccに予備圧縮された4.5μmの繊維を用いて製造され、推定F2ポア
ー直径値12μmのものであった。放射線グラフトされて59ダイン/cmのCWST
となった直径4.5μmのウェブ5層からなる吸着素子は、圧縮されて厚さ0.277cm
、密度0.229g/ccおよびF2ポアー直径値7.4μmの単一プレフォームとされた。
得られたデータを第9表に示す。
例58〜65、および66〜73に関するデータを第10表の例19〜34および96〜97のデ
ータと比較する。例19〜34の白血球除去効率に関する性能は明らかに例58〜65の
ものより優れており、後者は例66−73のものより優れている。例58〜65群と66〜
73群において吸着による白血球除去に有効な表面積は等しく、すなわち双方とも
繊維表面積4.07m2であるので、これは予想外である。
これら両群の例間の有意差は、例58〜65の第5素子のポアー直径(6.9μm)が例6
6〜73のものより(7.4μm)より小さいことである。従ってポアー直径が小さいほ
ど効率は改善されると思われる。この結論は例19〜34群を例58〜65群と比較した
場合確認される。例19〜34群の表面積はBET表面積測定法によれば3.29m2であ
り、すなわち例58〜65群のものより小さい(4.07m2)。しかも例19〜34の方が良好
な効率をもつ。この場合も例19〜34群の下流素子のポアーサイズ(6.1μm)は例66
〜73群のもの(6.9μm)より小さい。従って例19〜34群の吸着素子のポアーサイズ
が小さいことがより大きなポアー直径の素子と比べて優れた性能に寄与する因子
であるという結論を導くことができる。
第10および15表双方に示す例96および97はさらに、下流素子のポアーサイズの
効果に対する証明を提示する。表Aおよび第10表、ならびに第15表に向けた説明
の節に記載されるように、例96および97の構造は下記の点においてのみ例58〜65
の場合と異なる:
(a) 吸着素子はより少量の繊維を含み、素子アセンブリーは全表面積3.13m2を
備えている。
(b) 吸着素子の平均ポアー直径は6.6μmである。
例96および97は吸着に有効な繊維表面積が実質的により小さく、それらの厚さ
がより小さい(0.145〜0.251cm)にもかかわらず、例58〜65より有意に良好な性能
を示す。この改良は例96および97のポアー直径がより小さいことのみに起因する
と思われる。
第13表に示した例103〜106は第2表の例19〜34と同様にして
製造され、ただし吸着素子がより大きな密度および小さなDp (ポアー直径)に
圧縮された。試験の2〜4日前に採血された血液に由来するPRCを用いて、こ
の群の各密度の試験4種を実施した。この比較的新鮮なPRCがより古い血液、
たとえば他の箇所に報告した試験に少なくとも一部は用いられたものより目詰ま
りを生じる傾向は少ない。
第13表のデータは、新鮮な血液に用いる場合は約4μm程度の小さなポアーサ
イズを用いることができ、その際目詰まり前に2単位のPRCを通過させるとい
う目的を達成することができる。なお、この一連の試験は100%の白血球回収率
を示した。
輸血に用いる約4日前以内 採血された血液に由来するPRCに用
いるためには、従って4μmの下限が好ましく、4.2μmの下限がより好ましい。
このようにポアー直径は白血球除去効率に強い影響を与える可能性がある。こ
れは繊維基材による白血球の除去は表面積のみの関数であるという考えと相対す
るので、予想外の知見であった。前記のように顆粒球は赤血球より大きいが、正
常な全血中で白血球の20〜40%を占めるリンバ球はサイズが赤血球に匹敵する。
この知見を利用して、血液保留容積を例58〜65に比べて約8%、例66〜73に比
べて16%減少をさせることができた。これは著しい減少であり、実際に現在の病
院経費および血液銀行価格に基づけば1単位を輸血する経費を約3〜6米国ドル
減少させる。
第11表に示す例74〜78はPRCの流量4cc/分において、有
効流動面積32cm2−この点では小児サイズの装置に等しい−のハウジング内で、
ただし例19〜34(好ましい形状)の成人サイズユニットの場合に等しい流量およ
びそれに含まれるものに等しい全量の繊維基材を用いて実施された、これは下記
のとおり8層の使用を伴うものであった: 第1および第2層はそれぞれ例19〜34
群の第1層と等しかった。第3層は例19〜34群の第2層と同様であったが、繊維
直径15,10および7μmの基材をそれぞれ15mg/cm2使用し,これらが堆積し、熱
間圧縮されて厚ささ0.15cmのディスクを形成していた。第4,5,6および7層
例19〜34の番号3および4の層と同様であり、ただしそれらが圧縮されてそれぞ
れ密度0.18,0.20,0.22および0.23g/ccのプレフォームを形成していた。第8
層および最終層は繊維直径および密度は例19〜34の場合と等しかったが、2倍重
量の繊維を圧縮して2倍の厚さ、すなわち0.304cmに及ぶプレフォームとされた
。これらのアセンブリーの試験により得たデータを第11表に示す。容量は新鮮な
血液については周辺とはいえ適切であるが、数日以上を経た血液には全く不適当
である。これらのデータを例19〜34のものと比較すると、同じ全量および種類の
各繊維基材をより大きな断面積の装置に用いる利点が明らかになる。
第12表に示した例79〜85は“アドソル血液”を用いた場合に得られたデータを
示す。この群の例以外はすべて、例中で用いた全血およびパック状赤血球はすべ
てCPDA−1の処理血液を用いて実施された。CPDA−1は患者に輸血され
た際に赤血球が有効に維持れれる期間を延長すべく考案された抗凝固薬
と栄養素の祖合わせである。COPA−1全血またはCPDA−1 PRCにお
いては赤血球は血漿に懸濁されており;PRC赤血球濃度の方が高いので(ヘマ
トクリットは一般に70〜80%の範囲)、その粘度がきわめて高く、このためPR
Cに対する容量は、ヘマトクリットがより低くかつ粘度が大幅に低い全血に対す
る容量より低い傾向にある。
この数年に新たな一群の血液製剤が開発され、これらにおいては遠心分離して
赤血球をほぼ100%に濃縮したのち、CPDA−1系と比較して約7日間、赤血
球の有効寿命を延長する防腐薬を含有する食塩液にそれらを再懸濁する。これら
の一群の血液製剤は“赤血球が生理的流体媒質に懸濁された製品”と定義される
。アドソル系は現在米国である程度用いられているこの種の系の1つであり、米
国、ヨーローパおよび日本において他のものの代表であると考えられる。
この型の血液製剤はもとの血漿をごくわずかな割合しか含有せず、赤血球は低
粘度の生理的流体に再懸濁されているので、粘度は全血の場合よりいっそう低い
。例79〜85は例66〜73に用いた形状の装置を用い、すべて小児サイズの装置につ
いて実施された。例79〜85および66〜73の装置は本発明のきわめて好ましい形態
ではないという事実にもかかわらず、これらのデータはアドソル血液に対しては
支障のない性能を示す。
例19〜34,58〜65,66〜73その他の形状の装置は、CPDA−1抗凝血薬を含
む全血を用いて操作された。容量および効率に関する挙動は一般にアドソル製剤
に関して報告されたデータと同様である。
例86〜95は第14表に示される。例90は実際には実施されなかった; 挿入したデ
ータは例19〜34の平均である。例86〜89および91〜95は実施され、例90と同様で
あるが、ただし吸着素子の密度および厚さは重量を一定に保持した状態で変化さ
せた。第14表に見られるように、ポアー直径が重要な効率決定因子であり、これ
は1単位目のPRCについてはポアー直径7μmにおける87%から、6.2μmにお
ける99.2%、および6.1μmにおるけ100%まで変動する。2単位目のPRCにつ
いての白血球除去効率も平行して変化し、6.7〜7μmにおける約70%から、6.1
μmにおける99.6%、および6.0μmにおける100%まで変化する。これらのデータ
から、直径2.6μmの繊維25mg/cm2を用いて製造された吸着素子について、ポア
ー直径に関する好ましい上限は約6.7μmであり、より好ましい上限は6.3μmであ
ることが認められる。
約6.1μm以下のポアー直径ではこの群の例すべてが2単位のPRCについて本
質的に100%の白血球除去効率を示し、5.5μm程度の低さまでは若干の目詰まり
はあるが満足すべきデータが認められる。従って好ましいポアー直径の範囲は約
5.5〜6.7μmであり、より好ましい範囲は約5.8〜6.3μmである。
例96〜101は第15表に示され、表Aに記載される。これらの例は例58〜73と同
様に製造され、ただし下流層は5層ではなく3層の4.5μmの繊維を指示した厚さ
および密度に熱間予備圧縮したものを用いて作成された。用いた小児サイズの5
素子の全表面積は1.51m2であり、これを比較のため(第10表参照)成人サイズの
3.13m2に換算する。第15表に見られるように、約6.6μm以下のポアーサイズにお
いて1単位目および2単位目の双方
につき100%の除去効率が得られた;これは第10表中で、例58〜65に関する密度0
.255g/ccおよびポアー直径6.9μmにおいてより低い効率が生じたこと、ならび
に例66〜73の密度0.229g/ccおよびポアー直径7.4μmにおいてさらに低い効率
が生じたことと対比される。これらのデータから、ポアー直径の上限についての
好ましい値は約7.5〜8μmであり、より好ましい値は6.6μmであると思われる。
6.6μm未満では効率は100%に維持されるが、目詰まりの頻度が高まると思われ
、その結果好ましい下限は約5〜5.5μmであり、より好ましい下限は6〜6.5μm
である。
例19〜34,58〜65,66〜73.86〜95,および96〜101を合わせると、好ましい
F2ポアー直径範囲5.0〜8μm、より好ましい範囲6〜6.7μmが示される。これ
らの好ましい範囲について以下に詳述する。ポアー直径の好ましい範囲
例1〜107のデータを考察するのに伴い、ポアー直径の好ましい範囲を決定す
るための多数の結論が導き出される。
(a) 新鮮なPRCのみを用いて試験した第13表の例102〜106に基づけば、4μ
mの下限が好ましく、4.2μmがより好ましかった。
(b) 第14表の例86〜95に基づけば、6.7μmの上限が好ましく、6.3μmがより好
ましいと思われた。下限については5.5μmが好ましく、5.8μmがより好ましかっ
た。
(c) 第10表に示したデータはきわめて好ましいものとして6.1〜6.6μmより狭
くない範囲を示唆し;さらに第9表の例66〜73についての結果はこの明細書に関
して得られるいかなる製品よ
りはるかに良好であるので、これよりは好ましさの程度が低い上限7.4μmが正当
化される。
(d) 最後に、例19〜34,58〜65,66〜73,86〜95、および96〜100の考察を合
わせると、好ましい範囲5〜8μm、より好ましい範囲6〜6.7μmが示される。
下限に関しては若干の医師はサラセミアなどの廃疾を伴う患者については新鮮
血のみを用いるのを好むので、細孔直径の好ましい下限は4μmとすべきである
。
上記の他の考察を合わせると、好ましい範囲は4〜8μmである。最近採血し
たPRCに用いるにはこの範囲の下方部分が好ましく、上方部分は比較的古いP
RCに用いるのに好ましい。
例107〜168(第16表参照)に用いた装置は例19〜34と同様に製造され、ただし
ゲル用プレフィルターの製造に用いた基材はこすられ、すすがれたので、界面活
性剤を含有しなかった。例107〜119は表面改質せずに製造され、52ダイン/cmの
CWSTを備えていた。例120〜168は、ゲル用プレフィルター以外を放射線グラ
フトし(HEMAおよびMAならびにぬれを助成するt−ブチル アルコー
ル少量の混合物を用いて)、それらのCWST値を63〜109ダイン/cmにわたっ
て改質した素子からなる。ゲル用プレフィルターに界面活性剤が存在せず、それ
らのCWST値が変動する点以外は、例120〜168は例19〜34の構造と等しかった
。
例107〜168はすべて、導通した最初のPRC単位については100%の白血球除
去率を示し、2単位目については第16表に挙げた各群における平均効率は96%を
越えた。
第16表において、フィルター基材のCWSTが75ダイン/cm以下である場合、
2単位を導通する前に比較的高い頻度で目詰まりが起こる。これはPRCの表面
張力に関連し、これは上記のように血漿については73ダイン/cm、赤血球につい
ては64.5ダイン/cmであると報告されている。
第16表のデータに基づけば、フィルター基材のCWSTについて好ましい値は
63ダイン/cm以上であり;より好ましい値は70ダイン/cm以上であり;さらに好
ましい値は75ダイン/cm以上である。しかしすべての例についてのデータが現在
市販されているいずれの製品の場合より良好であることを留意すべきである。
例1〜210の製造に際して、CWST54ダイン/cmのフィルターアセンブリー
を製造し、満足すべき結果を得た; しかし未処理PBT織維からわずか2単位異
なるCWST値が一貫した性能の維持に閏して限界であると考えられ、従って54
ダイン/cmは好ましさの程度がより低いCWST値である。
例169以下で用いたニードルドウェブは繊維滑剤を除去するために使用前にこ
すられ、水ですすがれ、次いで乾燥された。使用した溶融ブローウェブは特に指
示しない限り放射線グラフトされ、64ダイン/cmのCWSTを得た。
プレフォーム厚は直径7.7cmのアンビルを用いて、付加圧力4.3g/cm2において
測定された。
例169〜186に用いたフィルターアセンブリーは3層のプレフォームからなって
いた。
第1プレフォームについては、前記の23μmのニードル不織ウ
ェブを熱間カレンダー掛けして、.076cmの厚さにした。第2プレフォームについ
ては、23μmの平均繊維直径、.0077g/cm2のニードルド不織ウェブの層を、20μ
mの平均繊維直径、.0081g/cm2の非グラフト溶融ブローウェブ上に乗せ、両者を
アセンブリーとして熱間カレンダー掛けし、0.102cmの厚さにした。上記2種の
プレフォームを上記の順で組合わせ、イソプロピルアルコールで予備湿潤させ、
0.5cm/秒で通風した。これらのアセンブリー10個についての圧力降下は5〜7c
m水柱であった。
第3プレフォームについては7層の溶融ブローウェブを用いた。これらは順に
以下のものであった:1層の直径3.5μmの繊維、.0069g/cm2;1層の直径3.0μm
の繊維、.0052g/cm2; 1層の直径2.6μmの繊維、.0063g/cm2; および4層の直
径2.4μmの層、各層につき.0061g/cm2、7層すべてがアセンブリーとしてカレ
ンダー掛けされ、厚さ0.296cm、平均密度0.145g/ccにされている。
上記の構造において第1および第2プレフォームが一緒に第1素子を構成し、
ゲル用プレフィルター素子と表わされる。第3プレフォームの最初の3層は微小
凝集体除去素子を構成し、ただしこの素子は吸着による白血球除去にも寄与する
。第3プレフォームの最後の4層は吸着素子を構成する。
微小凝集体用素子を構成する3層のポアー直径、および吸着素子のポアー直径
の測定を可能にするために、微小凝集体用の3層それぞれの下に熱間圧縮前に開
放ポアー性の非グラフト分離ディスクの層を配置した。厚さ.004cmのこれらの分
離ディスクは約100μm以上の平均ポアー直径をもち、従って厚さの増大
3×.004=.012cm以外にはアセンブリーの性能に有意の影響を及ぼさない。こう
して製造されたフィルターアセンブリーを例169〜210すべてに用いた。この方法
で、各層はポアー直径をOSU−F2試験により測定するために容易に分離され
た。第3プレフォームの層番号1,2および3はそれぞれ約19,16および13μm
のポアー直径をもち、残り4層の群は6群の試料間でポアー直径が6.5μmから8.
2μmまで変化した。3種のプレフォームを組立てると全厚te0.474cmを持ち、こ
れらをハウジング内へリッジ−リッジ−クリアランスth0.444cmにおいて組込み
、これにより素子アセンブリーは0.444cmに圧縮された。
第17表に示す例169〜174は24日目のPRCを用いて行われた。6回の試験のす
べてが前記の基準に適合していた(すなわわち圧力水頭115cm水柱、および流量
<1cc/分において30cc以下の残留)。
例175〜180は平均34.5日目のPRCを用いて行われ;6回の試験のうぢ5回が
完了時基準に適合した。
2日目のPRCを用いて行われた例181〜186は完了時基準に適合し、より重要
なことに、1単位目については100%の白血球除去効率、2単位目については平
均効率98.8%を示す。
例1〜168はPRCから白血球を除去する際に用いる装置を記載するが、これ
らの例は主として比較的新鮮な(最近採血された)PRCに用いることを目的と
して、新鮮なPRCを用いる用途にいっそう好適である。例1〜168に用いたも
のとして挙げられた100単位以上のうち、20日目以上のものわずか6種を本発明
の対象である種類のフィルターについて用いた。これ
ら6種のうち29および30日目のPRCを用いた2種は2単位を完全に供給する前
に目詰まりした。
米国病院業務においては、CPDA−1で抗凝固処理したPRCは35日間保存
後まで使用が許可されている。米国病院業務を知る者は、15〜20日目以後のCP
DA−1 PRCの使用割合に疑問を感じていた;彼らの推定は平均40%であっ
た。同じ専門家が輸血全体のうち80%が2単位のPRCを用い、残りは1単位の
みを用いると推定していた。大部分の病院にとって比較的新鮮なPRC用の1種
類、および比較的古いPRC用の他種類と2種の白血球除去装置を保有するのは
実際的でない。従って実際上いっそう有用であるためには、病院でベッドサイド
使用に用いるための装置は、輸血に用いることができる期限日またはその付近の
ものであっても2単位の血液全部を供給する前に装置が目詰まりするのを経験す
る例は、高々ごくわずかな割合でなければならない。この装置はあらゆる日数の
PRCにつき高い除去効率、好ましくは導通された1単位目につき99.5〜99.9%
以上、導通された2単位目については95〜99%以上を備えていなければならない
。
例1〜168に用いた被験品は、同一の繊維直径および重量のニードルド不織布
をゲル用プレフィルターの製造に用い、かつ溶融ブロー部品はポアーサイズ範囲
およびCWSTに関しては一般に同様であるが、それらの部品の使用様式に関し
て異なるという点で、例169〜210の被験品と類似していた。
例1〜168のプレフィルターは1層のニードルド不繊布を用いるが、例169〜21
0によるゲル用プレフィルターの部品は2
層のニードルド不織布を第3府の溶融ブローウェブのほかに用いる。さらに、例
169〜210によるゲル用プレフィルターの密度は例1〜168のものより実質的に大
きく、ポアー直径はより小さい。
第18表に示す例187〜199においては、例1〜168のゲル用プレフィルターを例1
69〜186の微小凝集体用プレフィルターおよび吸着素子と組合わせて試験した。
この組合わせをth=0.372cmのハウジング内へ組込むことにより、ゲル用プレフ
ィルター素子は例1〜168の場合と同様に.09cmに圧縮された。
従って例187〜198は微小凝集体用プレフィルター素子および吸着素子の構造に
関しては例169〜186と等しく、それらのゲル用プレフィルターに関してのみ異な
る。試験に用いたPRCの平均日数は両者に関して本質的に等しく、それぞれ29
.2日および29.3日である。例169〜186のゲル用プレフィルターは12例中1例のみ
が目詰まりを示し、92%の成功率であった。例1〜168のゲル用プレフィルター
と組合わせた例187〜198は12例中5例が目詰まりを示し、58%の成功率であった
。従って、古いPRCの使用については例169〜186のゲル用プレフィルターの卓
越性が明らかに証明される。
例1〜168と比べて例169〜198の吸着素子のポアー直径の方が大きく、6.5μm
以上の好ましいポアー直径を示す; 例1〜168はそれぞれ4,5および5.5μm以
上の好ましい範囲のポアー直径を示す。
より小さなポアー直径の吸着素子の使用が、2単位の比較的古いPRCの効果
的な導通に及ぼす影響は、第19表に示される
例199〜210により表わされる。これらは例169〜186と同じ方法で製造され、ただ
し微小凝集体および吸着素子からなるプレフォームは平均密度0.192g/ccに熱間
圧縮され、吸着素子は3回の試験において5.1,5.2および5.2μmのポアー直径を
示し、これは例1〜168から導かれた比較的新しいPRC用として好ましい範囲
内にある。
例199〜210に用いたハウジングのth設定は、ゲル用プレフィルター素子が組
立て時に例169〜186の場合と同一厚になるように圧縮された。
例199〜210に用いたPRCの平均日数は29.2日であった。これらのデータは12
例中9例が目詰まりし、成功率25%であったことを示す。これは例169〜186につ
いての92%の率と対比され、これはより大きな例169〜186のポアー直径の方が望
ましいことを示す。結論として本発明の好ましいポアー直径範囲は5.2μm以上で
ある。
この範囲の上限に関しては、吸着素子のポアー直径は10μmを大幅に上回って
も実質的に等しい効率が維持されると考えられる;しかし、きわめて古い血液に
ついても目詰まりの例がいっそう減少するという利点(があるとすれば)の代わ
りに、保留容積が増大するという不都合があるのて、本発明者らは8.2μmを越え
る範囲の直径は選択しなかった。それにもかかわらず、8.2μm以上、または10μ
m以上のポアー開口を含む装置も本発明の範囲に包含されると解すべきである。
人血は体内および体外双方においてある種の条件下では“連銭(rouleaux)”を
形成するであろう。これは直径7.5μm×厚さ
2〜3μmの赤血球が互いに付着して、一連のコインに似た幾何学的形状を示す
状態に付与された語である。連銭は人体内においてはウィルス感染、たとえばイ
ンフルエンザ、または感冒の結果として形成される傾向があり、連銭が循環系の
比較的細い毛細管を通過し得ないことがこれらの感染に伴う筋肉の不快感に関与
するという考えが若干ある。人体においては正常な状態では直径7.5μm以下の毛
細管が赤血球を自由に通過させる。個々の血球が容易に変形するからである。比
較的古い血液が連銭を形成する傾向を示すとすれば、この現象は古い血液が本発
明の吸着素子を目詰まりさせるのを防止するためにより大きなポアー直径を必要
とするのに関与すると思われる。
本明細書の最初に“白血球の除去は濾過よりむしろ吸着により達成されると広
く受取られている”と述べた。
本発明の開示により白血球は吸着により除去されることが確認されたが、以下
の知見も得られた。すなわち特に比較的最近採血されたPRCついては、装置の
最終素子のポアーサイズが好ましい直径範囲内にあり、かつPRCを血液銀行か
ら入手した際にPRC中に存在するゲル、微小凝集体および他の成分が最終素子
に達するのを防ぐのに適した予備濾過がなされる限り、白血球は同等またはより
高い効率で、かつ保留による血液損失が少ない状態て、吸着と濾過の組合わせに
よって白血球を除去することができる。
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an example of a removing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an elevational view of the inside of the inlet section of the removal apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an elevational view of the inside of the outlet section of the removal apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the outlet section shown in FIG.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
:Materials used for construction of leukocyte removal equipment
Various raw materials other than fibers are also considered; for example, a porous substrate is formed from a resin solution into a porous film.
Or a sintered powder substrate can be used. But price
Fiber is preferred because of its simplicity, flexibility, and ease of processing and control.
New raw materials
It is pointed out that
Absence of surfactants deliberately added to reduce surface tension of blood products
In order to achieve good start-up with a sufficiently wet fiber substrate underneath, the relevant physical
At first glance, from the basic considerations of chemistry, the blood component device is almost equal to the surface tension of water.
Should be made of a material with a surface tension in the range of 70-75 dynes / cm or more, for example.
It appears to be. Practical considerations dictate the use of commercial fibers. Fiber is manufactured
The synthetic resins that can be used include commercially available polyvinylidene fluoride, polyethylene,
Polypropylene, cellulose acetate, nylon 6 and 66, polyester, polya
Includes acrylonitrile as well as polyaramid. The important properties of resins are their
Critical surface tension (Ziaman, "contact angle, wettability and adhesion",A
dv. Chem. Ser.43, 1-51, 1964). These resins range from less than 25 dynes / cm to 45 dynes.
Critical surface tension (γc). Empirically, the products of the invention
The CWST of the filter substrate in the required pore size range should be a solid plastic.
ΓcIt is expected to be about 10 dynes / cm or less higher than the value. For example, polytetra
For fluoroethylene, γcIs 18 and CWST is 27.5. On the other hand
Γ for polyester PBT fiber matcIs 45 and CWST is 52.
No suitable commercially available synthetic fiber with a CWST of about 52 dynes / cm or higher is found.
For actual bedside transfusions in the United States, the PRC is 2 units for 1.5 to 4 hours
It is administered at a rate that transfuses blood. The present inventors have developed an unmodified melt blown poly
Use ester as a filter
When used, PRC coagulation occurs within 2-3 hours and the filter is completely closed.
Admitted to block.
Some natural fibers have a CWST of 52 or more, but natural fibers with a diameter of about 15 μm or less
Generally not commercially available. Synthetic fibers less than 5μm in diameter
Can be made, this kind of fiber is equal for leukocyte adsorption compared to natural fiber
The mass required to obtain the fiber surface area is less than one-third, and
When processed into a diameter filter, it occupies a smaller volume. For this reason, natural fibers
Weir is not suitable for producing a suitable low retention volume leukocyte depletion device. And
For example, the commercially available filled cotton fiber device currently used for leukocyte removal is started with 75 ml or more.
Capacity, which is more than twice the same capacity of the preferred adult device described in the present invention.
You. In addition, the manufacturer of the device may conduct saline solution before and after PRC conduction.
This device is unsuitable for bedside use. Further processing
The processed blood must be used within 24 hours.
Surface grafting technology has been the subject of extensive research for over 25 years. In scientific literature
Numerous reports and numerous patent specifications have described various ways to perform surface modification by this means.
Methods and procedures are described. One method of this kind, together with the acrylic part, is hydrophilic
Groups (eg, -COOH or -OH) to hydrophobic groups (eg, saturated chains, eg, -CHTwoC
HTwoCHThree), And various monomers containing a second group selected from
These are used in the method of the present invention. Heat, UV light to initiate and complete the reaction
Other reaction initiation methods may be employed. However, cobalt source irradiation grafting is the simplest method
For improving the CWST of the fiber mat in the present invention.
Can be. By experimental selection, CWST will be measured from 52 by the above method
Of polybutylene terephthalate enhanced to any desired value
It is possible to find monomer mixtures or monomers that give the fiber mat. upper limit
Is set by a small number of liquids with a surface tension of more than about 110 dynes / cm at room temperature
.
During the development of this invention, ethylenically unsaturated groups, such as acrylic moieties
(Eg, 2-hydroxyethyl methacrylate, ie,
An apparatus was manufactured using a substrate grafted by “HEMA”). The second action
Ryl monomers such as methyl acrylate (MA) or methyl methacrylate
(MMA), which tend to lower the CWST of the grafted porous web
In combination with HEMA and varying the ratio, from 35 to 45 to 110 dynes / c
Any CWST of m or more can be obtained. Devices manufactured in this way are
A distinction is made between devices manufactured using components treated with surfactants in the following respects. sand
That is, the surfactant is removed by passing a liquid through the device, but is removed by grafting.
The resulting surface properties are permanent, no matter how much liquid is passed through the device.
Changing the physical properties of the liquid does not remove or change it, especially the surface tension
It does not change.
A liquid having a surface tension lower than the CWST of a porous substrate wets the substrate,
If the substrate contains through pores, it will easily flow through the substrate. From this CWST
Liquids with high surface tension
Does not flow at all at low pressure differentials, but will flow at sufficiently high pressures
. If the surface tension of the liquid is only slightly higher than the CWST, the required pressure is small.
There will be. Conversely, when the difference between CWST and the surface tension of the liquid is large,
The required pressure will be higher.
A liquid mat having a CWST of 15 to 20 dynes / cm lower than the surface tension of the liquid
Forcing the body under pressure tends to cause flow through in an uneven manner,
It was found that some areas of the mat remained dry. This is a white blood cell
It is highly undesirable in a removal apparatus for the following reasons. First is the pressure drop
And this causes premature clogging and, secondly, that all flows are
Passing only a small part, this also increases the probability of clogging, and FIG.
Only a portion of the filter surface area available for adsorption or filtration retention is used for that purpose
As a result, the efficiency of leukocyte removal decreases.Solutions to the problem of poor wettability of synthetic fibers and consequent start-up delays
Fiber surface properties can be measured in a number of ways, for example by chemical, including wet or dry oxidation.
Reaction, by surface coating by depositing a polymer on it, and
Energy sources such as heat, van der Graaff, ultraviolet light or other forms of radiation
(Of which γ-rays are particularly useful).
Wear.
Examples of these various methods include the use of stainless steel fibers at about 370 ° C in air.
Oxidation forms a thin oxide surface film
Water wettability, that is, γ of 72 dyne / cm or more.cGrant
can do. Synthetic organic fiber and glass fiber at one end or near
Coated with a polymer containing a reactive (eg, epoxide) moiety and the other containing a hydrophilic group.
Can be Use these and other methods known to surface modification experts.
Can be used, but radiation grafting can be modified if performed under appropriate conditions.
Surface type, the range of reactants used for modification, and the required reactions
Considerable flexibility in the system used to
Is advantageous. In the present invention, the γ-ray grafting method is performed from 50 dynes / cm to 75 dynes / cm.
to produce synthetic organic substrates with a wide range of CWSTs, much larger than
It is noticed. The product is extremely stable, with no detectable levels of water-extractable components
So low, when used in a preformed pre-filtration or adsorption element,
Improved interfiber adhesion is obtained.
Another means of addressing the poor wettability of synthetic fibers is the suspension of red blood cells.
Altering the surface tension of plasma or altering the surface properties of red blood cells
Is included. This reduces, for example, the surface tension of the red blood cell suspension in the leukocyte depletion device.
This is achieved by providing a surfactant or soluble substance to be applied.
Prefilter element for gel used for manufacturing test devices of Examples 1 to 106
Is impregnated with a non-ionic surfactant solution, which allows the PRC flowing through it to
A surface tension of 51.5 dynes / cm was induced. Example 107 and below without using a surfactant
It was conducted.Selection of fiber diameter used for leukocyte removal device
As mentioned in the section entitled “Desirable properties of leukocyte depletion device”,
Leukocyte adsorption is widely accepted as a leukocyte removal mechanism. Constant weight fiber
Surface area is inversely proportional to the fiber diameter, and leukocyte removal by adsorption to the fiber surface is
Since it is an important groove for ball removal, the thinner fiber has higher capacity and the desired efficiency
The amount of fiber (measured by weight) required to achieve
It will be less.
For this reason, there has been a tendency to use finer fibers for leukocyte removal. Historically
Indeed, as technology for producing finer diameter fibers advances,
It has been proposed that the housing be later filled and / or used for leukocyte depletion.
Was.Selection of fiber material used for leukocyte removal device
Numerous commonly used fibers including polyester, polyamide and acrylic
Are suitable for radiation grafting. They are separated by gamma radiation at the level required for grafting.
Have adequate resistance to the solution and they are effective monomers during or after irradiation.
Is a group containing a reactive group.
As mentioned above, the fiber diameter must be as small as possible. Normal spinneret
Fibers produced by gold extrusion and drawing are now smaller than about 6 μm in diameter.
I can't get anything.
The molten resin is made finer by high-speed airflow into fibers, and the molten resin is collected as a nonwoven web.
The melt-blowing process entered production in the 1960s and 1970s, producing fibers that form a web every year
The lower limit of the diameter was gradually widening. Within the last few years, fiber diameters of 3 μm or less
Webs have been achieved, and more recently, of good quality with an average fiber diameter of 2 μm or less.
The web was manufactured.
Certain resins are more suitable than others for melt blowing fine fibers. Suitable resin
Are polypropylene, polymethylpentene, nylon 6, polyester PET (
Polyethylene terephthalate) and polyester PBT (polybutylene terephthalate)
Phthalate). The possibility of finding something that has not been tested yet
is there. Among the above resins, polyester PBT is useful for radiation grafting and subsequent heat transfer.
It is also suitable for converting controlled pore size into preformed elements by cold compression
Is a preferred material.
Polyester PBT is the main resin used in the development of the product of the present invention,
It is a resin used for the specific example except the pre-filter for use. However, the fiberized diameter
Others that can be collected as a mat or web containing fine fibers of about 1.5 μm
May be found, and their CWS if necessary
Products with T adjusted to the optimal range are equally effective and smaller leukocyte depletion
It should be noted that it may be suitable for the manufacture of a removing device. Similarly, process appropriately
Glass fibers that have been used may also produce devices with very low blood retention.
Critical surface tension of PBT (γc) Is reported to be 45 dynes / cm
Its CWST in cut form has been measured at 52 dynes / cm.Use of Needled Web in Gel Prefilter
Nonwoven webs are manufactured by various means. Fiber extruded from molten plastic
Float in air as it is
Collected in a still flexible state on a moving belt or drum or after the fibers have hardened
You. In another mode, the fibers are extruded and drawn as continuous filaments, then
Cut or cut into pieces about 2-6 cm long, float in air,
Collect on moving belt or drum. The surface for collecting fibers is generally about 10 ~
Moving at a speed of 1000 m / min; as a result of this linear motion, the fibers in the web
Also tend to be parallel to each other, very generally parallel to the plane of the web.
They are therefore classified as "planar parallel".
"Needled" webs are also known as "needle punched" webs.
Introduces a plane parallel web to a machine equipped with a large number of rapidly reciprocating multi-layer barbed needles.
Manufactured by further processing by passing through, which randomizes the fibers
And pull or push them through the entire thickness of the web, thereby
Fibers are drawn from one side to the other, where they are combined with the fibers on that side.
Entangle.
Multiple jets are also used to interlace the fibers throughout the thickness of the web,
And if there are other methods, or if they have been developed)
It is called "needleed."
Needle webs are made of very low density and are therefore bulky (often
Porosity ranges from about 95 to about 99%) and is relatively thick (often greater than about 3-5 mm). So
These structures show, by microscopic examination, the appearance of a combination of coils of random diameter.
Many of them are oriented with the coil axis parallel to the web and tend to be spherical
Blood gel seems to be able to easily reach inside the web
You. This is in stark contrast to the orientation of a plane parallel nonwoven web, in which the fibers are
A spherical gel parallel to the plane of the web and even in very rough
Or tend to be held near it.
Therefore, the blood gel will not enter into the extremely open surface of the needled nonwoven coil.
Although it can be easily penetrated, the penetration into the nonwoven fabric in which the fiber is oriented parallel to the web is
Seems more difficult. In addition, once the gel enters the needled web
It seems that they are effectively retained in relatively small pores,
The presence is easily recognized by In fact, curled fibrous structures can easily progress.
And is well retained, but can enter relatively straight fibers easily.
And thus rapidly clog as the gels collect on their upstream surfaces.
As the blood containing the gel flows through the needled filter substrate, the smaller
The pores are randomly encountered, and these numbers are based on all or almost all gels.
Sufficient to show the mesh effect collected in the wood. The resulting increase in pressure drop
The size is very small. Relatively large pores remain open and suspended in plasma.
It provides a free passage for turbid red blood cells to flow.
Regardless of whether these filtration concept concepts are effective, needled nonwovens
Exhibiting a unique (and unexpected) effect of allowing gels to enter and then retaining them,
Blood or PRC, on the other hand, causes negligible or negligible pressure drop.
Has been found experimentally to be able to flow through them.
In the development of the present invention, the needled web
Before using for the first time, 2 units of P at a blood holding volume comparable to that of the example
Hundreds of tests were performed with the goal of consistently achieving RC. For these tests
Is different in graded pore size in 7 to 10 steps from 50 μm or more to 5 to 10 μm
The base material layer 15 or more was used. For these tests, a plane-parallel nonwoven substrate was used.
Did not succeed.
The use of a needled web allows the development of the filter of the invention,
They hold relatively old blood with high efficiency and without clogging, with a holding volume of 30-35cc or less.
Can be consistently processed.
Same as the needled base material used in the present invention at the time of microscopy other than needling
Although there may be or may be developed methods for producing
It should be understood that products manufactured using these substrates are also included in the scope of the present invention.
A wide variety of fibers, fiber combinations, and / or
Can use a binder. These are all (a) they are hot pressed or
Facilitates subsequent controlled compression by other means, and (b) they are human blood
Can be used if manufactured under materials and conditions suitable for use in processing equipment
.
The web used for the gel pre-filter in the examples of the present invention is a non-ionic lubricant.
Needle-punched fiber (Freindenberg Non-Ubun)
Partners grade P14, nominal weight 80g / mTwo), Resulting in
32cm in 300ml of deionized waterTwo48 dynes / cm
The surface tension was measured. Use a gel pre-filter made from these fibers
And processing the PRC, the surface tension of the plasma in the PRC effluent from the device is approximately 73 dynes.
/ Cm to 48.5-51.5 dynes / cm. Similar surface tension data is
Tween 80 and BASF-Pluronic
ic) also obtained with other surfactants including L101 and Pluronic F68
. These are all physiologically acceptable for use as parenteral. Example 10
7 Before use, detergents present in the needlepunched substrate must be
Rinsing and rinsing with water.Element for micro-aggregate
The primary function of the device following the gel prefilter is to remove microaggregates. auxiliary
A typical function is to remove a part of leukocytes by adsorption.
For these purposes, this is preferably a melting block of two, three or more layers.
Combine raw web. The layers that make up the device are separately pre-formed and
Or they may be preformed into a single element,
Alternatively, they may be combined with an adsorption element to form a single integrated element.Suction element
The main function of this device is to provide the largest fiber surface to remove leukocytes by adsorption.
Is Rukoto. This is a method of preforming a large number of relatively small diameter fiber web layers into an integrated element.
It is very simple to produce by forming
Combined with a micro-aggregate element, it consists of an adsorption element and a micro-aggregate element
A single integral element may be formed.Filter-adsorbent assembly
Gel pre-filter in the proper order with micro-aggregate element and adsorption element
When assembled, a "filter-adsorber assembly" is obtained. All parts
Preform separately or combine them in any convenient combination
It can also be formed in an assembly.Description of an example of the removal device
As shown in FIGS. 1-4, the illustrated removal device 10 generally comprises a housing 11 and a fan.
Consists of a filter-adsorber assembly 12. Housing 11 has inlet 13 and outlet 14
And a fluid flow path is defined between the inlet 13 and the outlet 14. Filter-adsorber assembly
The lee 12 is disposed across the fluid flow path within the housing 11 and flows through the housing 11
Undesired substances, such as gels, from fluids such as suspensions of packed red blood cells
Acts to separate fat globules, aggregates and leukocytes.
Removal of two different sizes that differ only in the area through which the packed red blood cell suspension passes
The device was tested. Smaller child size is effective area 32cmTwoAlso
In addition, large person defined as adult size is effective area 62cmTwoshowed that. Both are de
The disk-shaped filter-adsorber assembly 12 was housed in a cylindrical housing.
The housing is designed to accommodate various shapes of filter-adsorber assemblies.
It is. One is, for example, square. As long as the appropriate flow area is obtained,
And other possible shapes are original
As a rule, they all function.
Square filter-adsorber assembly theoretically uses material more economically
But compatible with disc-shaped filter-adsorbent assembly-
If the housing uses a tight fit seal as described below,
Will be low. If sealing is obtained by edge compression around the perimeter,
New effective area is lost at the seal. For these reasons, interference seals
Cylindrical housing with preassembled disk-shaped filter-adsorber assembly
Zing is preferred, but other shapes may be employed. Effective area 32 and 62cmTwoRound
A housing was used in the development of the present invention.
The housing can be made from a reasonably impermeable material,
Thermoplastic materials are included. For example, the housing may be a transparent or translucent polymer,
Manufactured by injection molding, for example, from acrylic or polycarbonate resin
Is preferred. This kind of housing is easy and economical to process
Instead, fluid can be observed to pass through the housing. housing
Is normal overuse in use, and about 0.2kg / cmTwo(3 psi)
Measured. This allows for a lightweight construction, which is a pre-formed filter-adsorber
This is a desirable feature of the present invention made possible by the use of assemblies. How to fiber
Filter-Adsorber Assemblies Effectively Designed by Filling Into Zing
The force required to compress Lee's fibers is 62cmTwo68kg per disc, or about 1
.1kg / cmTwoHeavier, bulkier and more expensive housing
Requires a switching structure.
Although the housing may be formed in various shapes, the housing 11 of the illustrated separation device 10
Preferably has two sections, an inlet section 15 and an outlet section.
16 are formed. The inlet section 15 includes a circular inlet plate 20,
The inner surface of the shaped plate 20 is a wall facing the upstream surface of the filter-adsorber assembly 12.
Surface 21 is defined.
Inlet 13 allows fluid to enter between wall 21 and the upstream surface of filter-adsorber assembly 12.
Send to mouth plenum 22. According to one aspect of the present invention, as shown in FIGS.
The inlet 13 directs fluid to an inlet plenum 22 at or near the bottom of the housing 11.
Send in.
The inlet can be formed in various shapes. However, the inlet 13 of the separation device 10 illustrated is
Includes entrance ridge 23. The entrance ridge 23 has a circular entrance parallel to the diameter axis A of the housing 11.
It extends along the outer surface of the mouth plate 20, which in use has its diameter axis A generally oriented vertically.
Placed. Upstream of the inlet ridge 23 is a bag containing fluid, such as a blood bag.
Socket for receiving a hollow spike 24 used to pierce the bottom of the
It may be formed as follows. The inlet 13 further includes an inlet passage 25, which is a hollow spa
Opening at the upper end of the inlet 24, extending through the hollow spike 24 and the inlet
It communicates with the inlet plenum 22 at the bottom of section 15.
The wall 21 of the circular entrance plate 20 includes a plurality of generally concentric ridges 26,
Defines a concentric groove 27. These ridges 26 are a filter-adsorber assembly
Adjacent to 12 upstream surfaces. As shown in FIG. 2, the ridge 26 is
At the bottom
Terminate and define a passage or access 30. Access 30 has entrance passage 25 and each circle
It extends between the grooves 27 and allows fluid to flow from the inlet passage 25 into the cylindrical groove 27. Circular groove 27
And access 30 assemble to define an inlet plenum 22, which is fed through an inlet passage 25.
The collected fluid is distributed over the entire upstream surface of the filter-adsorber assembly 12. Aggregation
Body or other large obstacles may flow at or near the junction of the entrance passage 25 and the entrance plenum 22.
Blockage and at the same time minimize the holding volume in the housing 11
For this reason, the depth of the inlet plenum 22 is greatest at the bottom of the housing 11 and on the vertical axis A
Along the horizontal axis of the housing 11 and has a minimum value.
The outlet section 16 of the housing 11 has a circular outlet plate 31 and a cylindrical collar
32, the latter ranging from around the circular exit plate 31 to around the circular entrance plate 20.
It is growing. The cylindrical collar 32 is preferably integrally formed with the circular outlet plate 31
And in any suitable manner, for example by glue or by sonic welding
It is connected to a circular entrance plate 20.
The inner surface of the circular outlet plate 31 is located on the downstream surface of the filter-adsorbent assembly 12.
The facing wall surface 33 is defined. The wall 33 includes a plurality of generally concentric ridges 34, which
A concentric groove 35 is defined. These ridges 34 are attached to the filter-adsorber assembly 12
Adjacent to the downstream surface of The circular grooves 35 collectively define an exit plenum 36, which is
Collect the fluid that has passed through the Luter-Adsorber assembly. The depth of exit plenum 36 is
Minimal retention volume in housing 11 without unduly restricting fluid flow
To limit the possibilities
Smaller.
According to another aspect of the invention, the wall 33 may further be at the top or at the exit section 16.
Include a passage, eg, slot 40, in communication with the outlet 14 near. 35 circular grooves
Slots 40 that collect fluid from each and carry fluid to outlet 14 generally have a vertical axis A
Preferably, the outlet section 16 extends from the bottom to the top. Illustrated separation
In the device 10, the width of the slot 40 is constant, but is greater than the depth of the exit plenum 36.
The depth of the deep slot 40 increases along the vertical axis A from the bottom to the top of the exit section
doing. Or if the height is less than the diameter of the housing, the width varies, or
Alternatively, the depth may be constant. For example, Scott is vertical from the top of the housing
Along axis A, it may extend a distance in the range of about 80% of the inside diameter of the housing.
The outlet 14 can take various shapes. However, the illustrated removal device 10 is parallel to the vertical axis A.
A longitudinal exit ridge 41 extending along the outer surface of the exit plate 31. Exit ridge
The lower end of 41 is used as a tube connector or as a tube connector or other device.
It may be formed as a socket for receiving the device. Exit 14
Communicates with slot 40 at or near the top of the housing 11 and through exit ridge 41
Includes an outlet passage 42 that extends and opens at the lower end of the outlet ridge 41.
As blood flows through the device, filling it from the bottom and draining from the top
Thus, the air is removed and flows toward the outlet passage 42, from which it is discharged. Illustrate
Careful design of the installed equipment ensures that all air is
From inside
Reduces the situation where some liquid reaches the area 43 adjacent to the exit passage 42 before being scavenged
It was possible, but not completely eliminated. Slot 40
In the absence of this delayed air flow, some erythrocyte-containing suspension may enter the outlet tube 42.
Will carry in. Slot 40 allows blood carried in this manner to flow into the slot.
Where the air is safely separated from the suspension. Then the air is slot 40
Rises to the outlet 14 without any trouble before the rising liquid level in the
It is almost completely extruded before reaching the top of the mouth passage. Thus an example according to the present invention
The air is removed very effectively from the housing 11 of the removed removal device 10. for example
It has an inner diameter of 8.9cm, an initial air volume of 36cc, a height of 8cm, a width of 0.73cm, and a depth of 0.2c at the bottom.
1 or 2 cc in a stripper with a slot of 0.33 cm deep and 0.33 cm deep
After the blood has passed through the outlet, the residual volume of air passing through the outlet should be 0.1 cc or less.
It is estimated that.
To understand the importance of slot and channel geometry, an equivalent regular leukocyte depletion
The operation of the previous unit will be described.
In a typical unit, fluid enters at the top of the housing and at the bottom
Is discharged. The housing of this type of unit is generally above the normal housing
Between the blood bag and the clear drip chamber downstream of the normal housing
It is connected by a plastic tube and from here to the patient. During the starting period
Reverses the housing with the drip chamber and replaces this normal housing
Forcing blood through the drip chamber through the drip chamber. It loses some pressure head
Disadvantage
But in more severe cases 1-2 cc or more of air is still normal
With the fluid trapped in the housing, the fluid reaches the normal housing outlet and
Enter the bar. Once 3-4 cc of fluid has collected in the drip chamber,
Return the housing to their normal position. At that time, the fluid is stored at the bottom of the drip chamber,
And a space is left above the fluid reservoir.
The transparent drip chamber allows the observation of droplets through the space and thus the flow regulation
Performs the task of providing guidance. This is the delayed air entering from the normal housing
Also plays a second role in preventing the patient from reaching the patient. Sky instead
Qi displaces an equal volume of fluid in the reservoir of the drip chamber. However, the reservoir is slow air
Must be large enough to ensure that all fluids are not excluded.
Otherwise, air can enter the patient's veins.
Significant amounts of air, for example 1-2 cc of air, returned the drip chamber to its original position
Systems that can reach there tend to do this without reproducibility.
Therefore, the larger the volume of delayed air, the more it must be collected in the drip chamber reservoir.
No fluid volume will be large. At the end of dosing, the bulk of this volume is
And is therefore discarded. Many of the fluids administered to the patient, such as red blood cells
Fluids containing blood components such as are often difficult to obtain and are extremely expensive
Thus, the fluid that is discarded can be very expensive. Highest air displacement
This allows the use of smaller reservoirs in the drip chamber
Thereby, the removal device according to the invention can be administered
This significantly reduces the amount of fluid that is discarded.
The filter-adsorber assembly 12 is described below under the heading Fabrication of fiber elements.
Consisting of a plurality of separately preformed layers. At the development stage,
Although an internal structure is employed, the thickness of the filter-adsorber assembly is
A different housing was constructed. In this way, filters with different total thickness-adsorption
The body assembly could be tested. In each case, the entrance section and
The distance between the tips of the ridges 26 and 34 in the outlet and outlet sections is determined by the filter-adsorbent assembly
Adjusted to be equal to Lee's nominal total thickness.
Obtain an interference fit of the filter-adsorber assembly 12 within the housing 11
For this purpose, the filter-adsorber element is moved from a large pre-compressed slab
It was cut to a diameter of 0.1-1% larger than the inner diameter. Filter-adsorber elements are
The outer edge was cut off to maintain a true right cylindrical shape. This and a slight oversizing
The filter is composed of various filter-adsorbent elements
A good seal between the outer edge of the body assembly 12 and the inner edge of the housing 11, i.e.
A tight fit is obtained and the entire area and volume of the filter-adsorber assembly 12 is reduced.
100% utilization, which minimizes the holding volume.
The end seal obtained by interference fit has been shown to be adequate by itself, but
Since it is important to have high reliability in knit production,
Sounds good. This seal is a pair of inward facing flanges 1-1.5 mm wide.
These can be used to connect the filter substrate to these peripheral flanges.
Has dimensions to compress between 20-60% between. Assemblies and assemblies that include this auxiliary seal
The same assembly was used in the development of the present invention.Manufacture of fiber elements
The fiber element incorporated into the housing consists of a number of independent individual elements.
, Each perform one or more functions. The leukocyte removal device of the present invention
In a preferred form, these layers consist of the following in the order in which the fluids flow:
1. The first element is called a gel prefilter. High percentage of whole blood and PRC
The specimen contains a gel, which has a significant effect of clogging the filter substrate. this
These gels form a separate phase with the plasma in which they are suspended, are immiscible, and
Perceived to have a higher viscosity. To deal with filter clogging
State-of-the-art methods of increasing the size of the pores upstream of the filter and subsequently
The pores are gradually or gradually reduced. But this method is good enough
Although it is not known, it was used before the gel prefilter of the present invention was developed.
Had no effect.
We have average fibers, 10-40 μm in diameter, preferably 15-30 μm, more preferred.
The raw material is a non-woven web produced by the needle punching method,
That a very effective gel removal filter can be produced by using
I found it. Needled webs are manufactured using a number of multiple barbed needles,
The thorns are oriented both up and down, causing the fibers to become irregular loops, circles and
Take the shape of a spiral, various other irregular
Various shapes are scattered in this. In general, most fibers have irregular shapes,
Is negligible. The gel was of this type, as evidenced by post-test microscopy.
It appears to easily penetrate into the web and be effectively retained within the web.
Needle webs with these properties are generally thicker than desired for gel removal.
Must be compressed to a smaller controlled thickness for optimal results.
I have to. Fabrics made in this way are particularly effective at retaining gels
This is done in a relatively small space within the filter housing.
Was found. The smaller housing achieved in this way is not
Less blood retention and less than 50% reduction in PRC compared to overly suitable filters
Down.
Gel prefilters do not capture microaggregates directly by filtration
However, the gels that they carry often have substantially large numbers of microaggregates of varying sizes.
Included, which are effectively retained with the gel.
Gel prefilters are manufactured at low density to provide extremely high porosity.
It is easily compressed when manufactured with fibers up to 30-50 μm in diameter
. Webs made with fibers much smaller than 10-20 μm have
An inch pressure head compresses the partially gel-filled web, thereby
Can be overly compressible to a state that reduces its pore diameter to an invalid range
There is a potential. Equal pores when manufactured with fibers significantly larger than 30-50 μm
-Open area in size is better than webs made with finer fibers.
Small
No.
The preferred material used to make the gel prefilter is polyethylene terephthalate.
(PET) and polybutylene terephthalate (PBT). PET is
Weight 7-9mg / cmTwoUsed in the form of a web with an average fiber diameter of 23 μm, while
(PBT web) has a fiber diameter of 20 μm and a weight of about 8 mg / cmTwoMelt blown web
Met.
The PET substrate is too low in density as purchased and the pore diameter is the target
It was big. To improve this, the web is hot-pressed to a smaller thickness
I made it. Since the web is extremely compressible, the thickness control is controlled by the drop test (f
all-out test) ”:
Hold a 6.41 cm diameter disc on the caliper jaws and point the jaws vertically down
Was. The jaws were then gradually opened. The position of the caliper where the disc fell
Is the "falling" thickness.
For example, in Examples 1-106, the surfactant-lubricant was retained on the fibers.
A single layer of a PET substrate was used. This is hot-tested to a value of 0.18 to 0.22 cm by drop test.
Compressed. 0.9mm clear on assembly inserted into filter housing
Lance was allocated. Examples 107-168 are similar, but before hot pressing.
The surfactant was removed.
Example 169 et seq. Were prepared using the following.
(a) One layer of PET upstream, hot compressed to a nominal drop of 0.075 cm.
(b) Downstream, in the following order, one layer of PET and one layer of PBT substrate, both of which are hot
Compressed, with a nominal drop of 0.10cm
Form a layer.
(c) When assembled into the filter housing, fill the assembly (a) and (b)
The space allocated was 0.15 cm.
2. The second element is a micro-aggregate removing element, the function of which is particularly a relatively old PRC.
The purpose is to remove aggregates formed therein.
The preferred material for making this device is a melt blown PET web.
To be used in Examples 1 to 168 except where indicated, this element is
It consisted of the following:
Produced using three layers of web with average fiber diameters of 15, 10, and 7 μm respectively
Preformed layer.
Single preformed layer of web with an average fiber diameter of 4.5 μm.
Single preformed layer with an average fiber diameter of 4.5 μm with a higher density than the preceding layer.
Example 169 When used below, do the microaggregate removal elements in the order of flow:
Had become.
First, second and third layers with average fiber values of 3.5, 3.0 and 2.6 μm respectively, assembled
Sometimes, it is hot-pressed with the following adsorption element to form an integrated element. Example of density after compression
Smaller than 1 to 168.
3. The main function of the third (adsorption) element is mainly by adsorption and secondary filtration
Is the removal of white blood cells.
For Examples 1 to 168, the elements were bonded together by hot compression 2.6 or 4.
Manufactured using multiple layers of 5 μm fibers. For example 169 and below, this device is 2.4μ
m fibrous web bonded together with a micro-agglomerate removal layer to form a seven-layer integrated assembly
It was manufactured using what formed.
The numerical values in the above and examples are changed within a certain range as long as they conform to the purpose of the present invention.
be able to. Whether any particular change will result in a completely equal product
A test is required to determine Therefore, the exact fiber diameter, weight and density of the layer
Equal, or perhaps even better, results with minor changes in degrees, thicknesses and numbers
However, what is shown here is a design that meets the objectives of the present invention.
The device manufactured by such a change is a guideline for the present invention.
Should be understood to be included in the range.
All elements, except the gel prefilter, are preferably about 55 dynes / cm or less.
Above, but surface treated to CWST not exceeding 75-80 dynes / cm.Improving adhesion by grafting during hot pressing
A melt-blown fiber mat that has been surface treated to increase the CWST value by 5 dynes / cm or more.
The hot-pressed element preform manufactured using the
For robustness and fraying compared to discs manufactured by raft
It is clearly better with respect to resistance. For this reason, graft before hot pressing
It is preferable to use a hot-pressing device after grafting.
Therefore, it can be manufactured.
In the example of the present invention, an integrated element combining pre-filtration, gel removal and adsorption is formed.
Although hot compression was adopted for this purpose, other means such as resin bonding
It is also possible to form an apparatus using this or a similar method.
In range.
It is preferred to use meltblown fibers in all but the first layer of these devices.
Good. Finer meltblown fibers or other finer fibers (for example,
Fiber produced by mechanically fibrillating fibers)
If they do, it is within the scope of the present invention to use them for the elements of the leukocyte removal device.
You.Sealing the preformed element into the housing
The housing is generally disc-shaped, or more precisely partly in the form of a cylindrical element
It is preferred that Preformed element is also 0.1 to 1% of the dimensions shown in the inner table of the housing.
It is formed in a large regular cylindrical shape. Good seal is obtained when assembled and detected during use
There is no appreciable bypass formation.CWST of device
Pre-filter element for gel (1st) has no problem even if it has low CWST
In fact, that condition will work better. Clogged or near clogged
Conduct sufficient PRC to the device to produce the material, then cut and reduce the pressure drop of each layer.
Examination of the results below showed that increasing the CWST of this layer resulted in little improvement.
Not shown. Microaggregate filters and adsorption sections are preferred
Is CWST 55-80 dynes / cm, more preferably 59-73 dynes / cm, even more
Preferably it is modified to 62-68 dynes / cm.Red blood cell collection
Hematocrit for PRC in bag effluent from device according to the invention
Significant change in hematocrit when compared to
No conversion was observed.
Some of the incoming blood or PRC is lost due to retention in the removal device. this
Losses are reported as retained volumes.Judgment of characteristics of porous substrate by physical characteristics
An equation for predicting the pore diameter is provided. These equations are generally
The fiber diameter, bulk (apparent) density and fiber density are used. For example, one is between fibers
Is calculated. But the average distance between fibers is important for predicting performance
Not a factor. Controlling performance in any liquid flow path is the largest that exists
Pores (one or more) that can be deformed into "particles" such as leukocytes
This is especially true for Fiber mat manufactured by melt blow method
In this case, the fibers are parallel to the plane of the surface, but are otherwise randomly arranged and
The distribution of the earth size is extremely wide. Other means for producing fiber mats,
For example, air deposition or formation on a Ford Linier screen
Produces a noise distribution. In these situations, the average distance between fibers is clearly predictable for performance.
Is a poor factor. Pore from data on fiber diameter, fiber density and bulk density
-Various other formulas that can calculate the diameter have been proposed, but the applicant has
For more than 40 years to devise means of manufacture and use,
Find no useful formula for calculating a priori the effective pore diameter of a filter
Was.
For example, measurement of fiber surface area by gas adsorption-commonly called "BET" measurement-
Is a useful technique. Surface area is white by adsorption
This is because the amount of fiber surface effective for removing blood cells is a direct indicator. Melting blow
-The average fiber diameter can be calculated using the surface area of the PBT web:
(1.38 in the formula is the fiber density of PBT, g / cc)
The area of the fiber is πdL = Af(2 L in the formula, the total length of the fiber per 1 g,
d = average fiber diameter, cm,
And Af= Fiber surface area, cmTwo/ G.
When the unit of d is μm, AfIs in MTwo/ G (square meter / gram)
Yes, hereafter.
The second property required to properly represent a porous substrate so that it can be reproduced is po
Arc diameter (Dp). To this end we used the improved OSU-F2 test method.
This test method and its use are described in the section entitled Examples below.
Other properties that describe the porous substrate include apparent (bulk) density (ρ), (g / cc), fiber density
Degree (same as g / cc), base element thickness (t) cm, effective for filter element flow through
Cross section (Ac), cmTwo〔all,
32 or 62cm per exampleTwo] And CWST, dyne / cm. these
Behavior can be predicted when used for leukocyte depletion by specifying the parameters of
The filter of the adsorbent element is defined as:
(a) Af(Fiber surface area / g) multiplied by filter weight (Ac × t × ρ)
The fiber surface area is effective for removing leukocytes by adsorption in the filter.
(b) An object of the present invention is to provide a filter that allows two units of PRC to pass through without clogging.
is there. As the cross-sectional area Ac increases, the flow rate per unit area decreases. Obedience
Therefore, the tendency of clogging is reduced.
(b) Dp and t define the efficiency with which leukocytes are removed by filtration.
The fiber filter-adsorbent element used for leukocyte depletion depends on the density of the fibers that make it.
Degree, and Ac, Af Dp, ρ, t and CWST are assigned to each part or part
It is specified by specifying the subassembly.
The present inventors have found that leukocyte removal is partially absorbed by the leukocyte removal fiber filter.
It has been found that this is achieved by dressing and in part by filtration. Important views of the invention
The point is to carefully define and control Dp and to pre-filter in a new and well-defined manner.
By performing the filtration, substantially compared with the filter which mainly depends on the adsorption,
A lower volume filter is obtained. This allows PRC or blood
The liquid holding volume is reduced (which is economically important when using PRC),
Conventionally used for
Higher efficiency and better capacity are obtained compared to the best similar devices that have been.
Previously used equipment relied almost entirely or largely on adsorption,
Although relatively large, the device of the present invention employs Dp as a basic design guide,
It is substantially more dependent on filtration and therefore smaller.
The following examples are provided for illustration.Example
The PRC and whole blood used in these examples are blood that meets American Blood Bank Association standards.
Obtained from a bank. Those using CPDA-1 anticoagulants are Greater New
From the York Blood Program (Melville, NY)
Red blood cells suspended in saline using the Adsol anticoagulant system
Red Cross Brand Services, Rochester, New York
Rochester). Unless otherwise indicated, the tests in the Examples
Made with
Blood products, including PRC, were not obtained from the blood bank within two days after blood collection.
This is the minimum time required to check for the presence of an infectious agent.
All white blood cell counts should be performed by a
Performed and reported data is an average of at least two times by different technicians.
When testing adult-sized devices, use two consecutive bags of PRC or whole blood.
Blood weight (or volume) is reported as the sum of two
Pre and post leukocyte counts are reported separately for each bag.
It is. For child size units, use one PRC or whole blood bag and process
Pre and post leukocyte counts represent the first half of the bag contents and the back half of the bag.
Reported separately for a second sample.
Inaccurate when using automatic counter on leukocyte-depleted filter effluent
Results were obtained. This is because the auto-counter is normal blood and normal white blood cells of normal PRC.
This is because it is designed to operate within the content range. Therefore the normal of the automatic counter
The operating range is 10 to 1000 times the level achieved in the example shown here. Therefore these low
Automatic counter data at high levels is not reliable. Therefore, counting is a normal
Performed manually by bar counting.
Bag (ie, influent) counts were measured using a ZM Coulter counter.
Was. The usual centrifugation method was used for the measurement of hematocrit.
In the example of the present invention, the start-up time is about 0.2 kg / cm for a bag of blood or PRC.TwoPressure
The force was measured manually or with a pressure cuff applied. About 0.2kg / cmTwoof
Pressure is generated when three randomly selected laboratory technicians press the blood bag by hand.
It was determined that it was within the range of the fogging pressure.
The start-up time is such that the test housing is filled with fluid and the inverted drip chamber is filled with fluid.
To1/Three(Approximately 3 ml) is defined as the time required to fill.
For Examples 1-168, the pressure head during the test was for adults (62 cmTwo4) For equipment
cc / min, for children (32cmTwo) Equipment required to maintain 2 cc / min flow rate
Was adjusted. During the test
The pressure required to maintain this flow rate of 4 or 2 cc / min is a fluid pressure head of 100 cm,
That is, about 0.1 kg / cmTwoThe flow rate is below 1 or 0.5 c / min respectively
The pressure was maintained until lowered, at which point the test was terminated. Therefore, adult
Luter final flow exceeds 1 cc / min or 0 for child sized units.
If more than 5 cc / min is reported, all blood is removed from the bag and repacked.
The installation did not clog. If the flow rate during the test drops below the above limit, the device
It is considered clogged and the amount remaining in the bag is reported.
For Examples 169-210, the pressure head during the test was required to maintain a flow rate of 6 cc / min.
It has been adjusted to the essential ones. The pressure required to maintain a flow rate of 6 cc / min during the test
Body pressure head 115cm, ie about 0.11kg / cmTwoIf it reaches to 1cc / min
This pressure was maintained until the flow decreased, at which point the test was terminated. In the bag
If the volume of the remaining PRC is less than 30 cc, the filter has that PRC unit.
We thought that it had effectively conducted. Testing has shown that this can occur during bedside use.
This is because it was determined that the result was possible.
Approximately 5 ml of a minimum sample is taken from each bag of blood or PRC and measured for influent characteristics.
Used for determination. If two or more units of blood or PRC are used, send them sequentially
, Sampled separately and assayed.
The white blood cell (WBC) count is expressed in μl of fluid (1 μl = 1 mmThree) Reported as per hit. Total
Dilution for the number is from 1 count for relatively fresh blood = 100 WBC to 10
Test using blood from day 14
About 1 count = 50 WBC.
Unless otherwise indicated, the elements used in each example were disc-shaped and child-sized devices.
64.1 mm in diameter for use in devices, and during assembly for use in adult-size devices.
The diameter was 88.9 mm. A laminated element with a total thickness of te is assembled into the housing,
As shown in FIG. 1, the ridges 26 of the two plenums,
Between the tip of the ridge 34 of the exit plate 31 and the tip of the ridge 34 of the exit plate 31 is thMet
. After puncturing the blood bag, by hand pressure applied to the bag, or about 0.2 kg / c
mTwoThe filter was started by a blood pressure cuff pressurized to. After that, whole blood
Indicates that packed red blood cells are conducted by gravity and product assays are described above in this chapter.
Was performed in the manner described in (1).
Red blood cell loss due to adsorption was too small to be detected unless otherwise indicated.
For Examples 169-210, the loss on hold is (47th+ Calculated as 12) cc.
The pore diameter of the filter substrate was measured by the modified OSU F2 method and the
99.9% are reported as the diameter of the hard particles removed. For pore size measurement
The F2 test was developed at Oklahoma State University (OSU) in the 1970s.
This is an improved method for two tests. In the OSU test, artificial contaminants in the appropriate test solution
The suspension is passed through the test filter, during which the upstream and downstream
Sample fluid continuously. The sample is selected in advance by an automatic particle counter.
Measured for the content of five or more particle diameters, and
The ratio is automatically recorded. This ratio is beta in the filter industry
Also known as the ratio.
The beta ratio for each of the five or more diameters examined is the vertical axis, and the horizontal axis is
Usually, the vertical axis is a logarithmic scale, and the horizontal axis is logTwoA graph that is a scale
To plot. Then a smooth curve is drawn between each point. Then within the range tested
The beta ratio can be read from this curve for any diameter of. specific
The efficiency at the particle diameter can be calculated from the beta ratio by the following equation.
Efficiency (%) = 100 (1-1 / beta)
For example, if beta = 1000, then efficiency = 99.9%.
Unless otherwise indicated, the removal rates quoted in the examples shown here are beta = 1,000
And therefore the efficiency at the quoted rejection is 99.9%.
Efficiency in the range from 1 to 20 to 25 μm is required for the improved F2 test, and the AC fine test dust
A natural siliceous material supplied by AC Spark Plug Company
Aqueous suspensions of dust were measured using as subject contaminants. Underwater dust suspension
The suspension was mixed until the dispersion was stable before use. Test flow rate about 474-1076 l /
Min / mTwo(Filter area) (44-100 l / min / ftTwo), That is, do not affect the result.
Range.
The data applied to Examples 1 to 168 are shown below:
a) The formulas for the examples and the data on the absorption capacity and filtration capacity are shown in Table A.
It is.
b) The behavior observed when processing blood products with filters is shown in Tables 1-16.
Is shown.
The data in Table A is shown below:
Column A lists example numbers and table numbers where blood data is shown.
Column B lists the order of the individual filtration elements used for each of the assemblies tested.
I can. An upstream gel pre-filter element (number 1) is indicated in Examples 1-168
Unless otherwise described, it is made of needle-punched PET bonded with acrylic. All other elements are
It is made of melt blown PBT. The micro-aggregate removing element is composed of layers 2a, 2b, 2c, 3 and 4
And 2a, 2b and 2c are hot pressed together to form a subassembly,
Layers 3 and 4 are separately hot pressed. Layer 5 is formed as a single layer by hot pressing
It is the formed adsorption element.
Column C shows the fiber surface area (mTwo/ G unit). In column D, the apparent (bulk) density (
g / cc unit). Column E lists the thickness (cm) of the element. Each element in the F column
Per fiber surface area (mTwo) (At= Af× ρ × t × 62). G is the surface area BE
Fiber diameter calculated from T measurement value (fiber diameter = (0.345 Af)-1μm). Was
Exclude the gel prefilter estimated by microscopy. OSU F2 in the H column
List the pore size (μm) measured by the test. In this case, it is estimated by microscopy.
Exclude the pore diameter of the gel prefilter. Column I shows the CW for each layer.
The ST value is listed.
Examples 1-18 were prepared according to the instructions in Table A. The listed CWST values change the surface.
It is a base material that has not been converted.
Examples 19 to 34 shown in Table 2 were also performed using five layers. The first of these is
Equivalent to Examples 1 to 18;
Equivalent to that of Examples 1-18 except that radiation grafted CWS of 59 dynes / cm
Had been T. The fifth preform is equal to that of Examples 1-18, except that
Had been radiation grafted to a 65 dynes / cm CWST.
Prepared in a manner similar to Examples 35-38-Examples 19-34 shown in Table 3, except that the third layer and
The four layers were radiation grafted to a CWST of 75 instead of 59-CPDA-1
Tested with whole blood containing additives. The average efficiency for the second unit is in Examples 19-34
Substantially lower than the results obtained (since whole blood is a diluted form of PRC)
It is meaningful to compare the results obtained with whole blood with those obtained with PRC).
Examples 39 to 42 shown in Table 4 were tested using packed erythrocytes.
This shows the effect of increasing the CWST of the child. The micro-aggregate removal element is 81 dynes / cm CWS
T, while the adsorption element exhibited a CWST of 75 dynes / cm. Compare with Examples 19-34
As a result, both capacity and efficiency were reduced.
Examples 43 and 44 shown in Table 5 correspond to the microaggregate removing element and the adsorption of the apparatus of Examples 19 to 34.
The effect of increasing the CWST of the device is further shown. Examples 43 and 44 are equal to Examples 19-34 but
However, the CWST of the second layer is 81 dynes / cm, and the third and fourth layers are 77 dynes.
/ CWST, and the adsorption element shows a CWST of 81 dynes / cm. Second unit
This shows that the efficiency for PRC is greatly reduced.
Examples 45-48 shown in Table 6 were performed using the structures of Examples 19-34, except that
3, 4, and 5 layers of the fiber surface had been modified to a CWST of 94 dynes / cm or more.
These data are from Examples 19 to
Indicates that both efficiency and capacity were lower than those reported in Table 2 for 34
.
Examples 1 to 18 in Table 1, Examples 19 to 34 in Table 2, Examples 35 to 38 in Table 3, Examples 39 to 42 in Table 4
Examples 43 to 44 in Table 5 and Examples 45 to 48 in Table 6 all have the same basic structure,
Manufactured using WST ranging from 52 dynes / cm (unmodified) to 94 dynes / cm or more
Was done.
The results obtained range from suboptimal at 52 dynes / cm to 59-65 dynes / cm.
Optimal, for CWST values in the range of 65-75 to 95 dyne / cm or more,
It varies to a slightly lower potency in both efficiency and capacity. Examples 19 to 34
Shows a light preferred shape.
Nevertheless, all of these examples are now available for bedside red blood cell administration.
It should be noted that it is superior to all devices available.
Examples 49 to 52 shown in Table 7 are the same as Examples 19 to 34 for child size, except for the following:
Manufactured: In Example 49, the gel pre-filter element was omitted. Example 50 also has a second layer
Omitted. In Example 51, the third layer was omitted in addition to the above two layers. Example 52 uses only the adsorption element
Was. As can be seen in Table 7, the volume passed before clogging
The average was reduced from 308 ml to 116, 46, 35 and 34 ml, respectively. Therefore
The excellence of the light step-pore pre-filtration system is clearly shown.
Examples 53 to 56 shown in Table 8 show the preferred thickness range of the gel pre-filter element.
This device is part of a study to determine the function of gels and very large aggregates.
Is suspended in the gel
Removal together with small aggregates. These examples use about 23μm fibers
Needle-punched nonwoven fabric of high bulkiness manufactured by
Pre-compressed to a small thickness, and then further compressed to the specified thickness during assembly.
Was. The data in Table 8 are produced in the same way except for the thickness of the pre-filter element
This can be compared with Examples 19 to 34 described above. These data are less than 0.56mm thick
Indicates a decrease in capacity.
Examples 19-34 show a gel pre-filter element thickness of 0.90 mm. 0.65mm and 1.14
Numerous tests performed in mm show very close results. Based on these data
And the preferred range is about 0.6 mm or more.
The upper end of the range was not examined beyond the 1.14mm test. Based on post-test microscopy
Good results would be obtained with a rather thick first layer, ranging from 2 to 3 mm.
Believe. However, such a relatively large thickness results in an increase in the amount of storage.
It is not desirable because it seems. For example, the adult-sized Howe used in these studies
Jing (effective area 62cmTwoIn the case of), when the thickness increases by 1 mm, the reserved volume increases by 6.2 cc.
I do. Any increase is undesirable.
The configurations of Examples 19 to 34 were adopted, and the gel pre-filter elements
Initial weight 11mg / cmTwoAnd then 8.8 mg / cmTwoElement and mirror after test
The test was compared. 11mg element (25% thick) is more space than necessary for collecting gel
And based on this, the preferred weight with 23 μm PET fiber is 8
.8mg / cmTwoIt is. Use less weight
However, the object of the present invention is to pass two units of PRC without clogging.
May not provide sufficient capacity.
As long as the average pore diameter is within the target range, gel diameters other than 23 μm
Can be used for pre-filters. Fiber with average diameter different from about 23μm
When used, the weight per unit area W, which gives approximately equal pore diameters, is
The fiber can be calculated with appropriate accuracy by the following equation.
And 20 <d <26
It is easy to measure the pore diameter in the area where the gel pre-filter is effective.
Cannot be obtained. The specific material compressed to 0.9 mm thickness is a gel preform according to the invention.
Satisfaction to prove that the filter has a pore diameter within the preferred range
The means to be performed is to use the following operation.
Weight 8.8mg / cmTwoTest material manufactured in immersion in isopropyl alcohol solution
The material is then tested to a thickness of 0.075 cm,
While monitoring, air pressure can be applied and inserted into the holder. Within the above parameters
To function, the pressure generated at an air flow rate of 0.5 cm / sec should be about 3.5 to about 8.5 cm water column,
More preferably, it must be within the range of about 4 to about 6.5 cm water column.
Example 57 describes a means of further increasing the resistance of the device according to the invention to clogging.
Target. This means that the pore size of the microparticle agglomeration
It is achieved by changing the target.
Examples 58-65 were prepared as shown in Table A and their behavior during PRC processing
Are shown in Table 9. The first four layers are equal to the first four layers of Examples 19-34. The adsorption element
Consists of 5 layers of 4.5 μm PBT fibers, which were radiation grafted to 59 dynes / cm
CWST and then hot pre-compressed to a single density of 0.252 g / cc, 0.251 cm thick
Form one preform, BET fiber surface area is 1.77m for adult sizeTwo, F2 Po
The average pore size or average pore diameter was 6.9 μm. The total fiber surface of the five layers is 4.
07mTwoMet. The total volume of the five layers was 33.3 cc.
Similarly, Examples 66 to 73 shown in Table 9 are the same as Examples 53 to 65, except that the third preliminary
Shaped layer made from 4.5μm fibers compressed to 0.069cm thickness and 0.18 / cc density
The F2 pore diameter value was estimated to be 15 μm, the fourth layer was 0.061 cm thick and
Manufactured using 4.5 μm fiber pre-compressed to a density of 0.21 g / cc and estimated F2 pore
-It had a diameter of 12 μm. Radiation grafted 59 dynes / cm CWST
The adsorbing element consisting of 5 layers of 4.5 μm diameter web was compressed to a thickness of 0.277 cm.
, A single preform with a density of 0.229 g / cc and an F2 pore diameter of 7.4 μm.
Table 9 shows the obtained data.
The data for Examples 58-65 and 66-73 are given in Table 10 for Examples 19-34 and 96-97.
Data. The performance with respect to leukocyte removal efficiency of Examples 19-34 is clearly
Better than that of Examples 66-73. Example 58-65 group and 66-
The effective surface area for leukocyte removal by adsorption in group 73 is equal, i.e. both
Fiber surface area 4.07mTwoThis is unexpected because
The significant difference between the examples of these two groups is that the pore diameter (6.9 μm) of the fifth element of Examples 58 to 65 is equal to that of Example 6.
6 to 73 (7.4 μm). Therefore, the smaller the pore diameter,
Efficiency is expected to improve. This conclusion compared the groups of Examples 19-34 with the groups of Examples 58-65
If confirmed. The surface area of Examples 19-34 was 3.29 m according to the BET surface area measurement method.TwoIn
, I.e. smaller than those of groups 58-65 (4.07 mTwo). Moreover, Examples 19 to 34 are better
With high efficiency. Also in this case, the pore size (6.1 μm) of the downstream elements of Examples 19 to 34 was set to Example 66.
It is smaller than that of the 7373 group (6.9 μm). Therefore the pore size of the adsorption elements of Examples 19-34
Factors That Smaller Contributes to Superior Performance Compared to Larger Pore Diameter Devices
Can be drawn.
Examples 96 and 97, shown in both Tables 10 and 15, further illustrate the pore size of the downstream element.
Prove the effect. Explanation for Tables A and 10 and Table 15
As described in the section below, the structures of Examples 96 and 97 differ from Examples 58-65 only in the following respects:
Is different from:
(a) The adsorption element contains less fiber and the element assembly has a total surface area of 3.13mTwoTo
Have.
(b) The average pore diameter of the adsorption element is 6.6 μm.
Examples 96 and 97 show that the effective fiber surface area for adsorption is substantially smaller and their thickness
Is significantly better than Examples 58-65 despite the smaller (0.145-0.251 cm)
Is shown. This improvement is due solely to the smaller pore diameter of Examples 96 and 97
I think that the.
Examples 103 to 106 shown in Table 13 are the same as Examples 19 to 34 in Table 2.
Manufactured, but with adsorber elements of higher density and smaller Dp (pore diameter)
Compressed. Using PRC derived from blood collected two to four days before the test,
, Four tests of each density were performed. This relatively fresh PRC is older blood,
For example, they are more clogged than those used at least in part in tests reported elsewhere.
Is less likely to occur.
The data in Table 13 shows that when used for fresh blood, a small pore
Can be used, passing 2 units of PRC before clogging
The goal can be achieved. In addition, this series of tests is 100% leukocyte recovery rate.
showed that.
Within 4 days before blood transfusion Use for PRC derived from collected blood
Therefore, a lower limit of 4 μm is preferred, and a lower limit of 4.2 μm is more preferred.
Thus, the pore diameter may have a strong effect on leukocyte removal efficiency. This
This is in contrast to the idea that leukocyte removal by fiber substrates is a function of surface area only.
Therefore, it was unexpected knowledge. As mentioned earlier, granulocytes are larger than red blood cells,
Limbocytes, which make up 20-40% of white blood cells in normal whole blood, are comparable in size to red blood cells.
Utilizing this finding, the blood retention volume was about 8% compared to Examples 58 to 65, and compared to Examples 66 to 73.
A total reduction of 16% was achieved. This is a significant decrease, and in fact
Approximately US $ 3-6 for transfusion of 1 unit based on hospital and blood bank prices
Decrease.
Examples 74 to 78 shown in Table 11 show that the PRC flow rate was 4 cc / min.
Effective flow area 32cmTwoIn the housing of -equivalent to a child-sized device in this respect-
However, the flow rate and flow rate are the same as in the case of adult size units of Examples 19 to 34 (preferred shape).
And a total amount of fibrous substrate equal to that contained in it, this was
With the use of eight layers as follows: the first and second layers were Examples 19-34, respectively.
Equal to the first tier of the group. The third layer was similar to the second layer in Examples 19-34, except that the fibers
Substrates with diameters of 15, 10 and 7 μm are each 15 mg / cmTwoUse, these are deposited, heat
During compression to form a 0.15 cm thick disk. 4th, 5th, 6th and 7th layers
Similar to layers 3 and 4 of Examples 19-34, except that they are compressed and
Preforms having densities of 0.18, 0.20, 0.22 and 0.23 g / cc were formed. 8th
The layers and final layers had fiber diameters and densities equal to those of Examples 19-34, but double weight
Amount of fiber was compressed into a preform that doubled in thickness, or 0.304 cm
. The data obtained from testing these assemblies is shown in Table 11. Capacity is fresh
Appropriate for surrounding blood, but unsuitable for blood older than several days
It is. Comparing these data with those of Examples 19-34, the same total amount and type of
The advantage of using each fiber substrate for larger cross-section devices becomes apparent.
Examples 79 to 85 shown in Table 12 show the data obtained when "Adsol blood" was used.
Show. Except for the examples in this group, all whole blood and packed red blood cells
Was performed using CPDA-1 treated blood. CPDA-1 is transfused into the patient
Anticoagulants designed to extend the time period during which red blood cells are effectively maintained
And nutrients. COPA-1 whole blood or CPDA-1 PRC
Red blood cells are suspended in the plasma; the PRC red blood cell concentration is higher (hema
Tocrit is generally in the range of 70-80%) and its viscosity is very high,
The volume for C is for whole blood with lower hematocrit and much lower viscosity
Capacity tends to be lower.
In recent years, a new group of blood products has been developed, in which centrifugation
After concentrating erythrocytes to almost 100%, compared to CPDA-1 system, erythrocytes
Resuspend them in saline solution containing preservatives to extend the useful life of the spheres. these
Family of blood products is defined as "a product in which red blood cells are suspended in a physiological fluid medium"
. The Adsol system is one of this type of system currently used to some extent in the United States.
It is considered to be representative of others in the country, Europe and Japan.
This type of blood product contains only a small percentage of the original plasma and low red blood cells.
Viscosity is lower than that of whole blood because it is resuspended in a viscous physiological fluid
. Examples 79-85 use devices of the shapes used in Examples 66-73, and all devices are child-sized.
It was carried out. The devices of Examples 79-85 and 66-73 are highly preferred forms of the invention
Despite the fact that these data are not
Shows performance without any hindrance.
Examples 19-34, 58-65, 66-73 Other configurations of the device include CPDA-1 anticoagulant.
Was manipulated using whole blood. Behavior with respect to capacity and efficiency is generally
Similar to the data reported for
Examples 86-95 are shown in Table 14. Example 90 was not actually performed;
The data is the average of Examples 19-34. Examples 86-89 and 91-95 were performed and were similar to Example 90.
However, the density and thickness of the adsorption element change with the weight kept constant.
I let you. As can be seen in Table 14, pore diameter is an important efficiency determinant,
For the PRC of the first unit, from 87% at a pore diameter of 7 μm to 6.2 μm.
At 99.2%, and at 100% at 6.1 μm. About the 2nd unit PRC
The leukocyte removal efficiency also varied in parallel, from about 70% at 6.7-7 μm to 6.1%.
It varies up to 99.6% at μm and 100% at 6.0 μm. These data
From, 25mg / cm of 2.6μm diameter fiberTwoAbout the adsorption element manufactured using
-A preferred upper limit for the diameter is about 6.7 μm, and a more preferred upper limit is 6.3 μm.
Is allowed.
For pore diameters of about 6.1 μm or less, all examples in this group are based on 2 units of PRC.
100% leukocyte removal efficiency qualitatively, with slight clogging at a low level of about 5.5 μm
There are some satisfactory data. Thus, the preferred pore diameter range is about
It is 5.5-6.7 μm, and a more preferred range is about 5.8-6.3 μm.
Examples 96-101 are shown in Table 15 and described in Table A. These examples are the same as Examples 58-73.
Except that the downstream layer has 3 layers of 4.5μm fiber instead of 5 layers
And densified using hot pre-compression. Child size 5 used
The total surface area of the element is 1.51mTwoFor comparison (see Table 10)
3.13mTwoConvert to As can be seen in Table 15, the pore size is about 6.6 μm or less.
And both the first and second units
A removal efficiency of 100% was obtained for each of Examples 58-65 in Table 10
Lower efficiency occurred at .255 g / cc and pore diameter of 6.9 μm, and
Even lower efficiency at a density of 0.229 g / cc and a pore diameter of 7.4 μm for Examples 66-73
Is compared to the occurrence of From these data, the upper limit of the pore diameter
A preferred value is about 7.5-8 μm, with a more preferred value appearing to be 6.6 μm.
If it is less than 6.6 μm, the efficiency is maintained at 100%, but the frequency of clogging will increase.
As a result, a preferred lower limit is about 5 to 5.5 μm, and a more preferred lower limit is 6 to 6.5 μm.
It is.
Examples 19-34, 58-65, 66-73. 86-95, and 96-101 together, preferred
An F2 pore diameter range of 5.0-8 μm, more preferably 6-6.7 μm, is shown. this
These preferred ranges will be described in detail below.Preferred range of pore diameter
As we consider the data of Examples 1-107, we determine the preferred range of pore diameters.
A number of conclusions are drawn.
(a) Based on Examples 102-106 in Table 13 tested using only fresh PRC, 4 μm
The lower limit of m was preferred, and 4.2 μm was more preferred.
(b) Based on Examples 86 to 95 in Table 14, the upper limit is preferably 6.7 μm, more preferably 6.3 μm.
I thought it was good. The lower limit is preferably 5.5 μm, more preferably 5.8 μm.
Was.
(c) The data shown in Table 10 is very preferred and is narrower than 6.1-6.6 μm.
The results for Examples 66-73 in Table 9 are also relevant to this specification.
Whatever product you get
Is much better, so a lower limit of 7.4μm is justified.
Be transformed into
(d) Finally, consider the discussion of Examples 19-34, 58-65, 66-73, 86-95, and 96-100.
In this case, a preferable range of 5 to 8 μm and a more preferable range of 6 to 6.7 μm are shown.
Regarding the lower limit, some doctors are fresh for patients with disability, such as thalassemia.
The preferred lower limit of pore diameter should be 4 μm, as we prefer to use only blood
.
In consideration of the above other considerations, a preferable range is 4 to 8 μm. Recently collected blood
The lower part of this range is preferred for use in mixed PRC, while the upper part
Preferred for use in RC.
The devices used for Examples 107-168 (see Table 16) were prepared analogously to Examples 19-34, except that
The substrate used in the production of the gel prefilter was rubbed and rinsed,
No sexual agent was included. Examples 107-119 were made without surface modification and had a 52 dynes / cm
It had a CWST. In Examples 120 to 168, radiation
(HEMA and MA and t-butyl alcohol to aid wetting)
(Using a small amount of mixture), their CWST values ranged from 63 to 109 dynes / cm.
It is composed of a modified element. No surfactant present in gel prefilter
Except that their CWST values fluctuated, Examples 120-168 were equivalent to the structures of Examples 19-34
.
Examples 107-168 are all 100% leukocyte depletion for the first PRC unit conducted.
In the second unit, the average efficiency in each group listed in Table 16 is 96%.
Crossed.
In Table 16, when the CWST of the filter substrate is 75 dynes / cm or less,
Clogging occurs relatively frequently before conducting the two units. This is the surface of PRC
It is related to tension, which is 73 dynes / cm for plasma and for red blood cells as described above.
It is reported to be 64.5 dynes / cm.
Based on the data in Table 16, the preferred values for the CWST of the filter substrate are
63 dynes / cm or more; more preferred value is 70 dynes / cm or more;
A good value is 75 dynes / cm or more. But data on all examples is currently
It should be noted that it is better than any of the products on the market.
CWST54 dynes / cm filter assembly for the manufacture of Examples 1-210
Produced satisfactory results; however, only 2 units differed from untreated PBT fibers.
CWST values are considered to be marginal for maintaining consistent performance, and
Dyne / cm is a less preferred CWST value.
The needled web used in Example 169 and below was removed before use to remove fiber lubricant.
Rinsed, rinsed with water, and then dried. The melt blown web used is especially
Radiation grafting was performed unless otherwise indicated to give a CWST of 64 dynes / cm.
Preform thickness is 4.3 g / cm using an anvil with a diameter of 7.7 cm.TwoAt
Measured.
The filter assembly used in Examples 169-186 consisted of three layers of preforms
Was.
For the first preform, the aforementioned 23 μm needle non-woven fabric
The web was hot calendered to a thickness of .076 cm. About the second preform
Average fiber diameter of 23 μm, 0.0077 g / cmTwoA layer of needled nonwoven web
Average fiber diameter of m, 0.0081 g / cmTwoOn a non-grafted melt-blown web of
The assembly was hot calendered to a thickness of 0.102 cm. The above two types
Combine the preforms in the above order, pre-wet with isopropyl alcohol,
It ventilated at 0.5 cm / sec. The pressure drop for 10 of these assemblies is 5-7 c
m water column.
For the third preform, seven layers of melt blown web were used. These are in order
The following were: one layer of 3.5 μm diameter fibers, .0069 g / cmTwo; One layer diameter 3.0μm
Fiber, .0052g / cmTwoOne layer of 2.6 μm diameter fibers, 0.0063 g / cmTwo; And 4 layers straight
2.4 μm diameter layers, .0061 g / cm for each layerTwo, All seven layers are curled as an assembly
It has a thickness of 0.296 cm and an average density of 0.145 g / cc.
In the above structure, the first and second preforms together form a first element;
Represented as a gel pre-filter element. The first three layers of the third preform are microscopic
Constructs an aggregate removal element, which also contributes to leukocyte removal by adsorption
. The last four layers of the third preform constitute the adsorption element.
The pore diameter of the three layers constituting the element for micro-aggregate and the pore diameter of the adsorption element
Open before hot pressing under each of the three layers for microaggregates to allow measurement of
A layer of non-grafting release disc with release pores was placed. These minutes of thickness .004cm
The release disk has an average pore diameter of about 100 μm or more, thus increasing the thickness
Other than 3 × .004 = .012 cm does not significantly affect the performance of the assembly. like this
The filter assembly produced was used for all of Examples 169-210. This way
And each layer is easily separated for measuring pore diameter by OSU-F2 test
Was. Layer numbers 1, 2, and 3 of the third preform are about 19, 16, and 13 μm, respectively.
The remaining four layers have a pore diameter of 6.5 μm to 8.
It changed to 2 μm. Assembling three types of preforms gives a total thickness of teHold 0.474cm
Put them into the housing ridge-ridge-clearance thBuilt in at 0.444cm
As a result, the element assembly was compressed to 0.444 cm.
Examples 169-174 shown in Table 17 were performed using day 24 PRC. 6 tests
All conformed to the above criteria (ie, a pressure head of 115 cm water column and flow rate
<30 cc residue at 1 cc / min).
Examples 175-180 were performed using an average 34.5 day PRC; 5 out of 6 trials
Meets completion criteria.
Examples 181-186 performed using day 2 PRC meet the completion criteria and are more important
In particular, 100% leukocyte removal efficiency for the first unit and
The average efficiency is 98.8%.
Examples 1 to 168 describe devices used in removing leukocytes from PRC,
These examples are primarily intended for use with relatively fresh (recently collected) PRCs.
Thus, it is more suitable for applications using fresh PRC. Also used in Examples 1-168
Of the 100 units or more listed above, only 6 of the 20th day or more of the present invention
Was used for the type of filter that was the subject of. this
Two of the six using PRC on days 29 and 30 before the complete supply of two units
Was clogged.
In US hospital practice, PRC anticoagulated with CPDA-1 is stored for 35 days
Use is allowed until later. For those who know the US hospital business, CP after 15-20 days
They questioned the proportion of DA-1 PRC used; their estimates averaged 40%.
Was. The same expert uses 2 units of PRC for 80% of all transfusions and 1 unit for the rest
It was estimated that only A relatively fresh PRC for most hospitals
Owns two types of leukocyte depletion devices, and other types for relatively old PRCs
Impractical. So in order to be practically more useful, bedside at the hospital
The device for use should be at or near the expiration date that can be used for transfusion.
Experience clogging of the device before supplying even 2 units of whole blood
Examples must be at most negligible. This device can be used for any number of days
High removal efficiency per PRC, preferably 99.5-99.9% per first unit conducted
As mentioned above, the second unit conducted must have 95-99% or more.
.
The test articles used in Examples 1 to 168 were needled nonwoven fabrics having the same fiber diameter and weight.
Is used for the production of pre-filters for gels, and the melt blown parts have a pore size range
And CWST are generally the same, but
And similar to the test articles of Examples 169-210.
The prefilters of Examples 1 to 168 use a single layer of needled nonwoven fabric,
The parts of the gel prefilter according to 0 are 2
A layer of needled nonwoven is used in addition to the third blown melt web. Further examples
The density of the gel prefilter according to 169-210 is substantially greater than that of Examples 1-168.
Crisp, the pore diameter is smaller.
In Examples 187 to 199 shown in Table 18, the gel prefilters of Examples 1 to 168
It was tested in combination with 69-186 microaggregate prefilters and adsorption elements.
This combination is called th= 0.372 cm housing for gel pref
The filter element was compressed to .09 cm as in Examples 1-168.
Therefore, Examples 187 to 198 show the structure of the pre-filter element and the adsorption element for micro-aggregates.
As in Examples 169-186, differing only in their gel pre-filters.
You. The average number of days of PRC used in the study was essentially equal for both, 29
.2 days and 29.3 days. The gel prefilters of Examples 169 to 186 are only 1 out of 12 cases.
Showed clogging with a 92% success rate. Prefilter for gel of Examples 1 to 168
Examples 187 to 198 combined with 5 showed clogging in 5 out of 12 cases, with a 58% success rate
. Thus, for the use of old PRCs, the gel prefilter table of Examples 169-186 was used.
Transcendence is clearly proven.
The pore diameter of the adsorption element of Examples 169 to 198 is larger than that of Examples 1 to 168, and 6.5 μm
The preferred pore diameters above are shown; Examples 1 to 168 are 4, 5 and 5.5 μm or less, respectively.
The above preferred range of pore diameters is shown.
The use of adsorption elements with smaller pore diameters has the effect of two units of older PRC
The effect on electrical conduction is shown in Table 19
Represented by examples 199-210. These are made in the same way as Examples 169-186, but only
The preform consisting of micro-aggregates and adsorption elements is hot to an average density of 0.192 g / cc
Compressed, the adsorber has pore diameters of 5.1, 5.2 and 5.2 μm in three tests.
Shown, this is the preferred range for relatively new PRCs derived from Examples 1-168
Is within.
T of the housing used in Examples 199-210hThe setting is made with a pre-filter element for gel.
It was compressed to the same thickness as in Examples 169 to 186 when standing.
The average number of days of PRC used in Examples 199-210 was 29.2 days. These data are 12
Nine of the examples were clogged, indicating a 25% success rate. This is in Examples 169-186
Compared to the 92% rate, which is greater for the larger example 169-186 pore diameter.
Show good things. In conclusion, the preferred pore diameter range of the present invention is at least 5.2 μm.
is there.
Regarding the upper limit of this range, the pore diameter of the adsorption element is significantly larger than 10 μm.
Is expected to maintain substantially the same efficiency; however, for very old blood
In addition, instead of the advantage (if any) that the cases of clogging are further reduced
In addition, because of the disadvantage that the storage volume increases, the present inventors
A range of diameters was not selected. Nevertheless, 8.2μm or more, or 10μ
It is to be understood that devices including pore openings of m or more are also within the scope of the present invention.
Human blood, under certain conditions, both inside and outside the body, "roleaux"
Will form. This is 7.5μm diameter x thickness
2-3 μm red blood cells adhere to each other and exhibit a geometric shape resembling a series of coins
It is a word given to a state. Renny is a virus in the human body.
Tend to form as a result of flu or cold
Lack of passage through relatively thin capillaries contributes to muscle discomfort associated with these infections
There are some ideas to do it. Hair with a diameter of 7.5 μm or less under normal conditions in the human body
The tubules allow red blood cells to pass freely. This is because individual blood cells are easily deformed. ratio
If relatively old blood shows a tendency to form coins, this phenomenon is due to old blood
Requires larger pore diameter to prevent clogging of bright adsorption element
And seems to be involved in
At the beginning of this document, it is widely accepted that "leukocyte removal is achieved by adsorption rather than filtration.
It has been well received. "
According to the disclosure of the present invention, it has been confirmed that leukocytes are removed by adsorption.
Was also obtained. That is, especially for the relatively recently collected PRC,
The pore size of the final element is within the preferred diameter range and the PRC is
Gels, microaggregates and other components present in the PRC as obtained from
Leukocytes are equal or better as long as appropriate pre-filtration is performed to prevent
High efficiency and low blood loss due to retention, combined with adsorption and filtration
Therefore, leukocytes can be removed.
Claims (1)
及び第3の合成ポリマー製多孔質素子を含み、第2素子は第1素子と第3素子と
の間に介在しており、それぞれの連続する素子は先行するものよりも小さい孔径
(ポアー直径)を有しており、第1素子はゲルを除去する手段を含み、第2素子
は微小凝集体を除去する手段を含み、第3素子は白血球を除去する手段を含み、
少なくとも一つの素子は53ダイン/cm以上、90ダイン/cm未満のCWSTを示す
ように変性されていることを特徴とする上記装置。 2.第3素子が約4〜約8μmの範囲の孔径を有する請求の範囲第1項に記載
の装置。 3.単一の介在素子の孔径が約25μmから約9〜約15μmの範囲の孔径まで段
階的に漸次変化する請求の範囲第1項または第2項に記載の装置。 4.装置が、目詰まりする前に、少なくとも2単位の容量の血液製剤を一貫し
て供給する請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の装置。 5.多孔質素子が繊維性であり、全繊維の合計表面積が4m2未満である請求の
範囲第4項に記載の装置。 6.少なくとも一つの素子が、組み立てられる前に制御された厚さに予備成形
されている請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記載の装置。 7.入口及び出口を含みかつこの入口と出口との間に流体流路を定めるハウジ
ング、上流多孔質素子、少なくとも一つの中間多孔質素子、及び下流多孔質素子
を含み、上流素子は第1の素子を含み、中間素子は第2の素子を含み、下流素子
は第3の素子を含み、上流、中間及び下流素子はハウジング内に締まり嵌めによ
って固定されていることを特徴とする、請求の範囲第1項ないし第6項のいずれ
かに記載の血液製剤の白血球含量を低下させる装置。 8.患者に投与すべき血液製剤から白血球含量を低下させる装置において、頂
部および底部を有し、入口及び出口を含みかつこの入口と出口の間に流体流路を
定めるハウジング、並びに、このハウジング内に前記流体流路を横切って配置さ
れ、上流表面およびかつ下流表面を含む多孔質基材からなる白血球除去用素子を
含み、前記入口はハウジングの底部付近で白血球除去用素子から上流側において ハウジングと連絡しており、ハウジングは、白血球除去用素子の下流表面に面し
かつプレナムを定める壁面、並びに、該壁面に配置されかつプレナムと出口との
間を連絡して血液製剤中の空気を血液製剤から分離するためのスロットを含み、
出口はハウジングの頂部付近に配置されており、そしてスロットの深さがプレナ
ムの深さよりも大きいことを特徴とする上記装置。 9.ハウジングが概して円形の形状を有し、スロットがハウジングの頂部から
ハウジングの垂直内径の少なくとも一部に沿って伸長している請求の範囲第8項
に記載の装置。 10.白血球除去用素子がハウジング内に配置されかつ上流表面及び下流表面を
有しているディスク状素子であり、ハウジングが更に、該素子の上流表面に面し
入口プレナムを定める入口セクション、及び該素子の下流表面に面する壁部及び
スロットを含む出口セクションを含んでおり、入口は入口セクションの外側に沿
って垂直に伸長するリッジ、及び、この入口リッジの頂部において開口し、入口
リッジを通って伸長し、ハウジングの底部において入口プレナムと連絡する通路
を含み、出口は出口セクションの外側に沿って垂直に伸長するリッジ、及び、こ
の出口リッジの底部において開口し、出口リッジを通って伸長し、ハウジングの
頂部付近においてスロットと連絡する通路を含む、請求の範囲第8項または第9
項に記載の装置。 11.入口セクションが複数の同心円状溝、及び入口通路と各円状溝との間に伸
長するアクセスを含み、これらの円状溝及びアクセスが集合的に入口プレナムを
定め、該入口プレナムはハウジングの底部の入口通路付近において最大の深さを
有している請求の範囲第10項に記載の装置。12.出口セクションがスロットと連絡する複数の同心円状溝を含み、スロット
が、ハウジングの底部からハウジング頂部まで伸長し、ハウジングの頂部におい
て底部よりも大きな深さを有している請求の範囲第10項または第11項に記載の装
置。 13.ハウジングが更に、ディスク状白血球除去用素子の周囲に配置された円筒
形のカラーを含み、ディスク状白血球除去用素子が、円筒形カラーに、それらの
間に締まり嵌めされることによってシールされている請求の範囲第10項ないし第 12 項のいずれかに記載の装置。 14.合成ポリマー繊維から予備成形された少なくとも一つの素子を含み、該繊
維の表面が53ダイン/cm以上、90ダイン/cm未満のCWSTを有することを特徴
とする血液製剤の白血球含量を低下させる装置。 15.血液製剤の白血球含量を低下させる装置において、少なくとも第1、第2
及び第3の合成ポリマー製多孔質素子を含み、これらの素子は厳密に制御された
寸法、密度及び孔径に予備成形されており、第2の素子は第1及び第3の素子の
間に介在しており、それぞれの連続する素子はそれに先行するものよりも小さな
孔径を有し、第1の素子はゲルを除去する手段を含み、第2の素子は微小凝集体
を除去する手段を含み、第3の素子は白血球を除去する手段を含むことを特徴と
する上記装置。 16.ハウジング内に配置され、この配置前に、厳密に制御された物理的寸法、
密度及び孔径に予備成形されている少なくとも一つの合成ポリマー製不織繊維素
子を含み、この少なくとも一つの合成ポリマー製不織繊維素子が53ダイン/cm以
上、90ダイン/cm未満のCWSTを示すことを特徴とする血液製剤の白血球含量
を低下させる装置。 17.該予備成形を熱圧縮によって行う請求の範囲第14項ないし第16項のいずれ
かに記載の装置。 19.少なくとも一つの素子が、少なくとも一つのヒドロキシル部分及びエネル
ギー源によって活性化し得る一つの部分を有する第1のモノマー、並びに、少な
くとも一つの疎水性部分及びエネルギー源によって活性化し得る一つの部分を有
する第2のモノマーと接触した状態でエネルギー源に曝露することにより表面変
性されている請求の範囲第1項、第14項または第16項に記載の装置。 19.53ダイン/cm以上、90ダイン/cm未満のCWSTが、CWSTを増大させ
る第1のモノマーである2−ヒドロキシエチルメタクリレートと、CWSTを低
下させる第2のモノマーであるメチルアクリレートまたはメチルメタクリレート
との割合により作られる、請求の範囲第18項に記載の装置。 20.CWSTが55〜80ダイン/cmの範囲内である、請求の範囲第1項ないし第
7項、第14項ならびに第16項ないし第19項のいずれかに記載の装置。 21.CWSTが59〜73ダイン/cmの範囲内である、請求の範囲第20項に記載の
装置。 22.CWSTが、血液製剤の懸濁媒流体の表面張力から15ダイン/cmを差し引
いた値より大きい、請求の範囲第20項に記載の装置。 23.入口及び出口を含みかつこの入口と出口の間に流体流路を定めるハウジン
グをさらに備え、白血球除去用素子がこのハウジング内に前記流体流路を横切っ
て配置されている、請求の範囲第14項または第16項に記載の装置。 24.素子の外縁が正円筒形であり、この素子が締まり嵌めによってハウジング
内に固定されている、請求の範囲第23項記載の装置。 25.保留容積が37 cm3以下である請求の範囲第1項ないし第24項のいずれかに
記載の装置。 26.保留容積が20 cm3以下である請求の範囲第25項記載の装置。 27.血液製剤を、少なくとも一つの予備成形された白血球除去用手段を含み、
53ダイン/cm以上、90ダイン/cm未満のCWSTを有する合成ポリマー製素子を
通して通過させることを特徴とする血液製剤の白血球含量を低下させる方法。 28.血液製剤を、多孔質素子を含む装置を通して通過させて血液製剤の白血球
含量を低下させ、次に該素子の下流表面と該装置の頂部付近に配置した出口とを
連絡するスロットを通過させて、このスロット中において血液製剤から空気を分
離することから成り、多孔質素子が53ダイン/cm以上、90ダイン/cm未満のCW
STを有することを特徴とする、血液製剤の白血球含量を低下させる方法。29.53ダイン/cm以上、90ダイン/cm未満のCWSTが、CWSTを増大させ
る第1のモノマーである2−ヒドロキシエチルメタクリレートと、CWSTを低
下させる第2のモノマーであるメチルアクリレートまたはメチルメタクリレート
との割合により制御される、請求の範囲第27項または第28項に記載の方法。 30.請求の範囲第1項〜第26項のいずれかに記載の装置を通して血液製剤を通
過させることを特徴とする、血液製剤の白血球含量を低下させる方法。 [Claims] [1. An apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising at least a first and a second
And a third synthetic polymer porous element, wherein the second element is interposed between the first and third elements, each successive element having a smaller pore diameter (pore diameter) than the preceding one. Wherein the first element comprises means for removing gels, the second element comprises means for removing microaggregates, the third element comprises means for removing leukocytes,
The above device, wherein at least one element is modified to exhibit a CWST of greater than or equal to 53 dynes / cm and less than 90 dynes / cm. 2. The apparatus of claim 1, wherein the third element has a pore size in a range from about 4 to about 8 microns. 3. 3. Apparatus according to claim 1 or claim 2 wherein the pore size of the single interposer gradually changes from about 25 µm to a pore size in the range of about 9 to about 15 µm. 4. Apparatus according to any of claims 1 to 3, wherein the apparatus consistently supplies at least 2 units of volume of blood product before clogging. 5. The porous element is the fibrous Apparatus according to claim 4 total surface of all the fibers is less than 4m 2. 6. Apparatus according to any of claims 1 to 5, wherein at least one element is preformed to a controlled thickness before being assembled. 7. A housing including an inlet and an outlet and defining a fluid flow path between the inlet and the outlet, an upstream porous element, at least one intermediate porous element, and a downstream porous element, wherein the upstream element replaces the first element. Claim 1 wherein the intermediate element includes a second element, the downstream element includes a third element, and the upstream, intermediate and downstream elements are secured within the housing by an interference fit. Item 7. An apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product according to any one of Items 6 to 6. 8. An apparatus for reducing the leukocyte content from blood products to be administered to a patient, the top
A housing having a bottom and a bottom , including an inlet and an outlet and defining a fluid flow path between the inlet and the outlet, and disposed within the housing across the fluid flow path and having an upstream surface and a downstream surface. A leukocyte-removing element comprising a porous substrate, the inlet communicating with the housing upstream from the leukocyte-removing element near the bottom of the housing, the housing facing the downstream surface of the leukocyte-removing element. And a wall defining the plenum, and a slot disposed on the wall and communicating between the plenum and the outlet to separate air in the blood product from the blood product,
The outlet is located near the top of the housing and the slot depth is
The apparatus as described above , wherein the depth is greater than the depth of the system. 9 . 9. The apparatus of claim 8 , wherein the housing has a generally circular shape and the slot extends from a top of the housing along at least a portion of a vertical inner diameter of the housing. 10 . A disk-like element having a leukocyte removal element disposed within the housing and having an upstream surface and a downstream surface, the housing further comprising an inlet section facing the upstream surface of the element and defining an inlet plenum; and An inlet section including a wall facing the downstream surface and an outlet section including a slot, the inlet extending vertically along the outside of the inlet section, and opening at the top of the inlet ridge and extending through the inlet ridge. A ridge extending vertically along the outside of the exit section and including a passage communicating with the inlet plenum at the bottom of the housing, and a ridge opening at the bottom of the exit ridge and extending through the outlet ridge, Claim 9 or Claim 9 including a passage communicating with the slot near the top of the
The device according to item . 11 . The inlet section includes a plurality of concentric grooves and an access extending between the inlet passage and each of the circular grooves, the circular grooves and the access collectively defining an inlet plenum, wherein the inlet plenum is located at the bottom of the housing. 11. The device according to claim 10 , wherein the device has a maximum depth near the entrance passage. 12 . Includes a plurality of concentric grooves outlet section communicates with the slot, slots, extending from the bottom of the housing to the housing top, the range 10 of claims having a depth greater than the bottom at the top of the housing or Item 12. The apparatus according to Item 11 . 13 . Housing further includes a cylindrical collar disposed about the disk-shaped leukocyte removal device, the sealing disc-shaped leukocyte removal device, the cylindrical collar, by being clamped or Ri fit fit between them The apparatus according to any one of claims 10 to 12, wherein : 14 . An apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising at least one element preformed from synthetic polymer fibers, wherein the surface of the fibers has a CWST of at least 53 dynes / cm and less than 90 dynes / cm. 15 . An apparatus for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising at least a first and a second
And a third synthetic polymer porous element, wherein the element is preformed to tightly controlled dimensions, density and pore size, with a second element interposed between the first and third elements. Wherein each successive element has a smaller pore size than that preceding it, the first element comprises means for removing gel, the second element comprises means for removing microaggregates, The above device wherein the third element comprises means for removing leukocytes. 16 . Placed in the housing, prior to this placement, tightly controlled physical dimensions,
Density and saw including at least one synthetic polymeric nonwoven fibrous elements are preformed hole diameter, the at least one synthetic polymeric nonwoven fibrous element 53 dynes / cm or less
A device for reducing the leukocyte content of a blood product, wherein the device exhibits a CWST of less than 90 dynes / cm . 17 . Apparatus according to any one of claims 14, wherein to paragraph 16 according performing the preformed by thermocompression. 19 . At least one device has a first monomer having at least one hydroxyl moiety and one moiety that can be activated by an energy source, and a second monomer having at least one hydrophobic moiety and one moiety that can be activated by an energy source. ranging first term in contact with a monomer claims are surface modified by exposure to an energy source, according to Section 14 or Section 16. 19 . A CWST of 53 dynes / cm or more and less than 90 dynes / cm has a ratio of 2-hydroxyethyl methacrylate which is a first monomer which increases CWST to methyl acrylate or methyl methacrylate which is a second monomer which lowers CWST. 19. The device according to claim 18 , wherein the device is made by: 20 . 20. Apparatus according to any of claims 1 to 7, 14 and 16 to 19 , wherein the CWST is in the range of 55 to 80 dynes / cm. 21 . 21. The device of claim 20 , wherein the CWST is in the range of 59-73 dynes / cm. 22 . 21. The device of claim 20 , wherein the CWST is greater than the surface tension of the blood product suspension medium fluid minus 15 dynes / cm. 23 . 15. The apparatus of claim 14 , further comprising a housing including an inlet and an outlet and defining a fluid flow path between the inlet and the outlet, wherein a leukocyte removal element is disposed in the housing across the fluid flow path. Or the apparatus according to paragraph 16 . 24 . 24. The device of claim 23 , wherein the outer edge of the element is cylindrical and the element is secured within the housing by an interference fit. 25 . Apparatus according to any pending volume 37 cm 3 paragraph 1 range of less that according to paragraph 24. 26 . Pending volume 20 cm 3 or less devices range 25 claim of claim is. 27 . The blood product comprising at least one preformed leukocyte removal means,
A method for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising passing through a synthetic polymer element having a CWST of at least 53 dynes / cm and less than 90 dynes / cm. 28 . Passing the blood product through a device containing the porous element to reduce the leukocyte content of the blood product, and then passing a slot connecting the downstream surface of the device to an outlet located near the top of the device; In this slot, separating the air from the blood product , the porous element has a CW of not less than 53 dynes / cm and less than 90 dynes / cm.
A method for reducing leukocyte content of a blood product, the method comprising having ST . 29 . A CWST of 53 dynes / cm or more and less than 90 dynes / cm has a ratio of 2-hydroxyethyl methacrylate which is a first monomer which increases CWST to methyl acrylate or methyl methacrylate which is a second monomer which lowers CWST. 29. The method according to claim 27 or claim 28 , wherein the method is controlled by: 30 . 27. A method for reducing the leukocyte content of a blood product, comprising passing the blood product through a device according to any of claims 1 to 26 .
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