JP4383705B2 - 滅菌放射線を用いる治療的流体の病原体の不活性化のためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、ヒト血漿における種々の病原体（例えば、ウイルス）を不活性化するための、滅菌放射線を用いた生物学的流体の処理に関する。特に、本発明は、放射線量の均一性を示しながら、連続的なフローの配置で滅菌放射線を用いて治療用流体中の病原体を不活性化するためのデバイスおよび方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
輸血および輸液医学分野において、有益な流体が、治療目的で患者に導入される。これらの流体の多くは、生物起源の流体（例えば、血液、血漿、または血液もしくは血漿の種々のフラクション）である。例えば、血液の凝固を促進し生命を脅かす出血を防ぐ血漿タンパク質第ＶＩＩＩ因子が、この第ＶＩＩＩ因子を欠く血友病患者の止血を維持するために用いられる。別の例は、血漿由来免疫グロブリンである。これは、患者の免疫性防御を強化および補充するために用いられる。ドナーの血液が保有する病原体（例えば、ウイルスおよび他の微生物）によるこのような流体の汚染は、患者の健康にとって有害であり得、そして患者の死さえも引き起こし得る。従って、これらの流体が患者に導入される前に、これらの病原体を実質的に消滅させる方法が実施されなければならず、一方でこの病原体不活性化プロセスの間、有用な流体成分の変性を最小限に抑えなければならない。
【０００３】
病原体を不活性化するための既存の方法として、脂質で覆われているウイルスを不活性化するための界面活性剤処理、熱処理、および種々のウイルス性物質を無害にするための化学処理ならびに光化学処理が挙げられる。いくつかの光化学処理法は、米国特許第５,６８３,６６１号、同第５,８５４,９６７号、同第５,９７２,５９３号、およびそれらに引用されている参考文献に記載されている。しかし、これらの方法は、大容量で連続的な処理の適用（例えば、第ＶＩＩＩ因子または免疫グロブリンの製造用の生産ライン）の助けとほとんどならない傾向がある。これらの方法はまた、高価でもある。
【０００４】
短い紫外（ＵＶ）の波長の形態での滅菌放射線、γ線または電子線（β）照射は、広範な病原体の不活性化に有効であることが見出された。滅菌放射線プロセスの使用は、代表的に化学処理よりも経済的である。滅菌放射線は、病原体の遺伝的な核酸（ＤＮＡ）の結合を切断し得る電磁放射線と定義される。代表的に核酸は、処理されたタンパク質産物よりも滅菌放射線による損傷に対する感受性がずっと大きい。
【０００５】
米国特許第５,１３３,９３２号は、紫外線を用いた生物学的流体のバッチ処理のための装置について記載している。しかし、開示されたこのバッチ処理法は、空間的に不均等な様式での流体の照射を引き起こす。さらに開示された無作為で無秩序な攪拌プロセスが、種々の流体成分に対する広範な照射時間の原因となる。この不均等な照射は、一貫性のない放射線量の原因となり得、非効果的な病原体の除去（照射不足）または有益な生物学的物質に対する損傷（過剰照射）を引き起こし得る。
【０００６】
生物学的流体の照射のための連続的なフロープロセスは、バッチ処理よりも有効であり、そして大容量の生産の助けとなる。一貫した滅菌放射線照射場を伴う連続的なフロープロセスにおいて、流体の移行時間、滞留時間は、流体によって受け取られた放射線量に直接的に関連する。従って、連続的なフロー処理プロセスは、流体要素の滞留時間の分布が、可能な限り狭いことを必要とする。バッチプロセスとの類似性から、短い滞留時間の分布は、不充分な不活性化線量の放射の原因となり、そして長い滞留時間の分布は、有益な生物学的物質の効能の損傷および減少の原因となり得る。
【０００７】
現在の連続的なフロー法は、チャネルにおける流体フローに関する。このような流体フローに対して放物線状の速度プロフィールが存在する。このプロフィールにおいて、チャネルの中央の流体は、最大速度で移動し、そしてチャネル壁に近い流体は、ほとんど静止状態を維持する。従って、滞留時間は、中央での最大速度に対しては最も短く、そして中央から半径方向外側へ移動するフローのプロフィールの連続部分に対して増加する。乱流または機械的な攪拌の非存在下でにおいて、チャネル壁付近の流体量は、極めて長い滞留時間を有する。従って、このチャネル壁付近の体積流量は、放射線への過剰照射の危険を伴う。さらに、特定のチャネル壁が、放射線源の近位側にある場合、生物学的流体の極めて重篤な過剰照射が生じ得る。
【０００８】
滞留時間の分布に加えて、種々の生物学的流体への滅菌放射線の浸入度もまた、流体の一貫した放射線量を制御する因子である。特定の生物学的流体の光学密度に依存して、流体への滅菌放射線の透過は、極めて浅くなり得る。このことは、低度または中程度のエネルギーで加速された電子かまたは短い波長のＵＶ線の場合において、特にあてはまる。例えば、２００Ｋｅｖの電子の水への浸入度は、０．５ｍｍ（２０ｍｉｌｓ）よりも小さい。同様に２５０ｎｍの波長のＵＶ線は、約７５ミクロン（約３ｍｉｌｓ）の浸入度のヒト血漿において強度の半分を失う。従って、比較的薄い流体フロー通路が、流体に対するより均一な放射線量を提供することに関して有利であり得る。
【０００９】
国際出願番号第ＰＣＴ／ＧＢ９７／０１４５４号は、円筒形の流体通路内に配置された、液体の混合を容易にするための静的なミキサーを利用するＵＶ照射装置を記載している。この装置はまた、流体温度を制御するための熱交換器を組み込み、照射時の局在化した加熱を防止する。この局在化した加熱は、その称するところでは、物質の不溶性粒子の形成の原因となる。これらの粒子は病原体をＵＶ線から遮蔽し得る。従って、’０１４５４号特許出願は、これらの粒子が形成する可能性を減少させるために、熱交換器を提供している。しかし、この装置は、流体の滞留時間分布の制御よりも流体温度の制御に焦点を合わせている。静的なミキサーの存在は流動抵抗を増加させ、そして流体の滞留時間の分布に対する深刻な逆効果を有し、また流体フローの圧力水頭を有意に増加させ、それによってこのデバイスが大容量のスループットの助けとほとんどならない。さらに、スクリューチャネル間で形成される深いチャネルが、流体の混合にも関わらず、流体の不均等な放射線量の助けとなる。この装置は、浅い浸入度に起因する不均等量の照射を扱うための制御された方法を提供しない。
【００１０】
従来技術のこれらの欠点は、特に、高い光学密度を有する流体の、連続フロー配置における均一な放射線暴露のためのより制御された方法を提供する必要性を生じた。
【００１１】
従って、本発明の目的は、低い放射透過性を有する高い光学密度の流体を均一に照射する際に非常に効果的な連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００１２】
本発明の目的はまた、高い光学密度を有する流体のより均一な放射線暴露を促進する薄い流体流路を使用する、滅菌放射線を用いる生物学的流体の病原体の不活性化のための、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００１３】
本発明の目的はまた、このデバイス内における流体の均一かつ狭い滞留時間分布を提供しつつ、薄い流体流路を使用し、それにより放射線暴露に対するさらに別の制御を提供する、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、制御された様式で、デバイスを通して液体を移動させる「運搬」機構を組み込むことによって、このデバイスを通って流れる流体の速度プロフィールの発展を実質的に排除することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、最小の空気／流体界面を有し、それによりこの流体中のタンパク質分解を最小化する、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、剪断応力および高タンパク質流体生成物の剪断誘導性分解を最小にしつつ、薄膜流体操作が可能な、連続フローデバイスならびに方法を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、拡大縮小可能であり、従って製造生産ラインにつながる高容量スループットが可能である、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、経済的かつ費用効果の良い、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、様々な異なる放射線源に適応可能な、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００２０】
本発明の別の目的は、洗浄が容易であるか、または使い捨て流体通路を提供し得る、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、効率、再現性および科学的原理による信頼度の確証、すなわち例示が可能な、連続フローデバイスおよび方法を提供することである。
【００２２】
これらおよび他の目的は、本明細書中の説明および図面を参照すると容易に明らかになる。
【００２３】
（発明の要旨）
本発明は、連続しかつ薄い流体流路において、滅菌放射線を用いて生物学的流体中の病原体を不活性化するためのデバイスおよび方法であり、これは、放射線量の均一性、およびこのデバイス内の流体の狭い滞留時間分布を示す。
【００２４】
第１の実施形態において、薄膜流路は、薄く比較的平坦な流体チャンバ配置を通して提供される。このデバイスにおいて、比較的平坦なベルトチャンバは、ベルトチャンバの一方の末端にある入口およびベルトチャンバの他方の末端にある出口を通して流体フローに連結される。このベルトチャンバは、使い捨てであるように設計される。外部ポンプまたは他の手段は、このデバイスに流体供給物を提供する。このベルトチャンバは、第１の比較的平坦な表面および第２の比較的平坦な表面を有する。放射線透過性プレートは、このベルトチャンバの１つの表面に隣接して配置され、そしてこのベルトチャンバと接触される。放射線源は、このベルトチャンバの反対にあるプレートの側面に隣接して設けられる。この放射線源は、滅菌放射線を、特定の流体に最適な波長で提供する。複数の可撓性ベーンを有するベルトは、このベルトチャンバの他方の表面に隣接して配置され、その結果、このベーンは、このベルトチャンバと接触する。このベルトは、流体フローの方向で、ローラー機構によって駆動される。この流体がこのベルトチャンバに導入される場合、この可撓性ベーンは、スクイジー様作用を提供して、この流体を、一対のベーンによって規定される別個のパケット内で、このベルトチャンバを通して移動させる。張力調整器は、ベルトチャンバおよびプレートに対するベーンの圧力を調整するために設けられ得る。流体のパケットがこのベルトチャンバを通って移動する場合、これらは高透明性プレートを通過する放射線に暴露される。
【００２５】
上記の実施形態の変形において、可撓性ベーンを有するベルトは、複数の剛性の回転シリンダーを有するベルトと置き換えられる。このベルトは、このシリンダーがベルトチャンバと接触するように、ベルトチャンバと隣接して同様に配置される。このベルトは、流体フローの方向で、ローラー機構によって駆動される。この実施形態において、このベルトが移動する場合、この剛性のシリンダーの回転は、スクイジー様作用を提供して、一対のシリンダーにより規定される別個のパケット内で、ベルトチャンバを通してこの流体を移動させる。張力調整器は、このベルトチャンバおよびプレートに対する剛性のシリンダーの圧力を調整するために設けられ得る。流体のパケットがこのベルトチャンバを通って移動する場合、これらは、このプレートを通過する放射線に暴露される。
【００２６】
別の実施形態において、ローラー上に螺旋状に配置された可撓性ベーンを有する一連のローラーは、このベルトチャンバの表面に隣接して配置される。これらのローラーは、モーターおよび駆動機構によって同時に駆動される。これらのローラーが回転する場合、この螺旋状ベーンは、ベルトチャンバを通してこの流体を押す。張力調整器は、ベルトチャンバおよびプレートに対するベーンの圧力を調整するために設けられ得る。この流体がこのベルトチャンバを通って移動する場合、これらはこのプレートを通過する放射線に暴露される。
【００２７】
さらに別の実施形態において、狭いベルトチャンバは、ローラーの上に螺旋状に配置された複数の可撓性ベーンを有する大きなローラーに対して平行に配置される。このローラーは、ベルトチャンバの一面に隣接し、かつこれに接触して配置され、そして高透明性プレートは、このベルトチャンバの他方の面に隣接し、かつこれに接触して配置される。放射線源は、ベルトチャンバの反対のプレートの側面に設けられる。この構成において、この流体は、螺旋状に構成された可撓性ベーンにより、ベルトチャンバに沿ってこれを通って移動する。この流体が、このベルトチャンバを通って移動する場合、この流体は、プレートを通過する放射線に暴露される。
【００２８】
さらに別の実施形態において、内側シリンダーは、外面および内面を有する中空放射線透過性外側シリンダー内に同心円状に配置される。放射線源は、外側シリンダーの外面の周りに設けられる。モーターは、この内側シリンダーを回転式に駆動する。この内側シリンダーは、回転の方向と反対の方向に角度付けられた複数の可撓性ベーンを有する。流体入口および流体出口を有する可撓性でありかつ比較的平坦なベルトチャンバは、外側シリンダーの内面と内側シリンダーとの間に、これらと接触して配置される。ポンプは、このベルトチャンバに流体供給物を提供する。流体がベルトチャンバに導入される場合、この内側シリンダーは回転し、そして可撓性ベーンは、スクイジー様作用を提供して、一対のベーンによって規定される別個のパケット内に、このベルトチャンバを通してこの流体を移動させる。流体のパケットがこのベルトチャンバを通って移動する場合、これらは、外側シリンダーを通過する放射線に暴露される。
【００２９】
別の実施形態において、定置型細長Ｖ型デポジターは、内面および外面を有する回転式中空放射線透過性シリンダー内に配置される。モーターは、このシリンダーを回転式に駆動する。流体入口は、このデポジターと流体連絡している。このデポジターは、シリンダーが回転する場合に、流体の薄膜をこのシリンダーの内面に沈着する。この薄膜は、この薄膜がシリンダーの内面と接触する定置型スクイジーコントローラーに到達するまで、このシリンダーの内面に保持される。放射線源は、シリンダーの外面の周りに設けられ、そしてシリンダーの内面上に保持された流体の薄膜を照射する。スクイジーコントローラーは、流体出口と流体連絡している、照射された流体は、流体出口を通ってこのデバイスを出る。１つ以上のポンプは、流体入口へのおよび流体出口からの流体供給物を提供する。
【００３０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、特定の実施形態が示される添付の図面を参照して、本明細書中以下で十分に記載されるが、当業者は、本発明の所望の結果を達成しつつ、本明細書中に記載される本発明を改変し得ることが最初に理解されるべきである。従って、以下の説明は、適切な分野の当業者に対する広範な説明的な開示であり、本発明の限定であると理解されるべきではない。
【００３１】
薄膜流体照射デバイス２０は、図１および２に示される。このデバイスにおいて比較的平坦なベルトチャンバ２２は、図１の矢印ＡおよびＢにより示される流体フローと、ベルトチャンバ２２の一方の末端において流体入口２４を介して、およびベルトチャンバ２２の他方の末端において流体出口２６を介して連結される。ポンプ（図示せず）または他の手段は、流体供給物を、ベルトチャンバ２２に送達する。このベルトチャンバ２２は、上面２８および底面３０を有する。好ましくは、このベルトチャンバ２２は、使い捨てであるように設計される。プレート３２の形態である、放射線透過性形態は、このベルトチャンバ２２の上面２８上に配置され、そしてこのベルトチャンバ２２と接触している。このプレート３２は、流体を滅菌するために使用される特定の放射線に対して高度に透明性である。好ましくは、このプレート３２は、溶融石英またはポリ（メチルペンテン）から作製される。複数の可撓性ベーン３６を有するベルト３４は、ベルトチャンバ２２の底面に隣接して配置され、その結果、このベーン３６は、ベルトチャンバ２２と接触する。ベルトチャンバ２２の底面３０およびプレート３２に対するベーン３６の接触圧は、張力調整器（図示せず）を用いて調整され得、この調整器は、プレート３２に対するベルト３４の相対位置を調整する。このベルト３４は、モーター（図示せず）に機械的に連結されたローラー機構３８によって、流体フローの方向に駆動される。ベルト３４の可撓性ベーン３６は、好ましくは、流体入り口２４に向かった方向で角度付けされる。
【００３２】
流体がベルトチャンバ２２に導入される場合、この可撓性ベーン３６は、ベルトチャンバ２２およびプレート３２に対してスクイジー様作用を提供し、そして図１に示されるように、隣接するベーン３６の一対によって規定される別個のパケット４０内に、チャンバ２２を通してこの流体を移動させる。このスクイジー様作用は、ベルトチャンバ内の典型的な流体フローの速度プロフィールの形成を排除または最小化するのを助け、従って、流体の滞留時間に対してチャネルフロー速度プロフィールが有する影響を排除または最小化する。
【００３３】
放射線源４２は、一般的に、図１に示される。放射線源４２は、プレート３２に滅菌放射線（図１の矢印Ｃで示される）を提供する。この流体が、ベルトチャンバ２２を通って移動する場合、この流体は、プレート３２を通過する滅菌放射線に暴露される。このベルトチャンバ２２は、薄い流路を提供するように寸法決めされる。この薄い流路の寸法は、滅菌されている特定の流体の光学密度およびこの流体への滅菌放射線の効果的な透過を考慮することによって主に規定される。デバイスの必要とされる流体容量スループットもまた考慮される。
【００３４】
図３および４は、５０によって示される代替の実施形態のデバイスを示す。このデバイス５０は、デバイス５０が、複数の回転式剛性シリンダー５４を有するベルトを組み込んでいること以外は、デバイス２０と実質的に類似している。ベルト５２は、ベルトチャンバ２２の底面３０に隣接して配置される。従って、剛性シリンダー５４は、図１および２に示されるデバイス２０の可撓性ベーン３６の代わりに使用される。
【００３５】
ベルト５２は、シリンダー５４が、ベルトチャンバ２２の底面３０と接触するように位置決めされる。プレート３２は、ベルトチャンバ２２の上面２８上に配置され、そしてベルトチャンバ２２と接触している。このベルトチャンバ２２の底面３０およびプレート３２に対するシリンダー５４の接触圧は、張力調整器（図示せず）を用いて調整され得、この調整器は、プレート３２に対するベルト３４の相対位置を調整する。ベルト５２は、流体フロー（図３の矢印ＡおよびＢにより示される）の方向で、モーター（図示せず）に機械的に連結されたローラー機構５６により駆動される。
【００３６】
この実施形態において、ベルト５２がベルトチャンバ２２に対して移動する場合、剛性シリンダー５４の回転は、スクイジー様作用を提供して、シリンダー５４の隣接した対によって規定される別個のパケット４０内に、ベルトチャンバ２２を通して流体を移動させる。一般的に示される放射線源４２は、プレート３２に滅菌放射線（図３の矢印Ｃにより示される）を提供する。この流体がベルトチャンバ２２を通って移動する場合、この流体は、プレート３２を通過する滅菌放射線に暴露される。
【００３７】
さらに別の実施形態において、デバイス５０のベルト５２は、ローラー上の螺旋状に配置された複数の可撓性ベーン６４を有する一連の個々のローラー６２と置き換えられる。この実施形態の主な要素は、図５に示される。ローラー６２は、ベルトチャンバ２２の底面３０に隣接して配置される。これらのローラー６２は、フレーム６６によって流体フローに対して横方向である位置に保持され、そしてモーター（図示せず）および駆動機構（図示せず）によって同時に駆動される。ローラー６２が回転する場合、螺旋状のベーン６４は、ベルトチャンバ２２を通してこの流体を押す。張力調整器（図示せず）は、ベルトチャンバ２２およびプレート３２に対する螺旋状ベーン６４の圧力を調整するために使用される。上記の実施形態のように、この流体がベルトチャンバ２２を通って移動する場合、この流体はプレート３２を通過する滅菌放射線に暴露される。
【００３８】
デバイス５０の概念に基づくさらに別の実施形態の主な要素は、図６に示される。この実施形態において、狭いベルトチャンバ７２が使用され、これは、ベルトチャンバ２２より狭い。好ましくは、ベルトチャンバ７２は、使い捨てであるように設計される。この狭いベルトチャンバ７２は、上面７４および底面７６を有し、そしてローラー上に螺旋状に配置された複数の可撓性ベーン８０を有する大きなローラー７８に対して平行に位置決めされる。このローラー７８は、狭いベルトチャンバ７２の底面７６に隣接し、かつこれに接触して配置される。プレート３２は、ベルト７２の上面７４に隣接し、かつこれに接触して配置される。このローラーは、モーター（図示せず）および駆動機構（図示せず）によって駆動される。
【００３９】
この構成において、流体は、このローラー７８が回転する場合、螺旋状に構成されたベーン８０のスクリュー様直線作用によって、ベルトチャンバ７２にそってこれを通って移動する。この実施形態は、狭いベルトチャンバ７２を使用し、その結果、１つのローラー７８のベーン８０は、ベルトチャンバ７２の幅の実質的に全体を横切ってベルトチャンバ７２と接触する。上記の実施形態と同様に、流体がベルトチャンバ７２を通って移動する場合、この流体は、プレート３２を通過する滅菌放射線に暴露される。
【００４０】
図７は、デバイス９０を示し、ここで、ベルトチャンバ９１が、放射線透過性形態内に、中空放射線透過性外側シリンダー９２（外側表面９４および内側表面９６を有する）の形態で配置される。内側シリンダー９８は、外側シリンダー内９２に同心的に配置される。モーター（図示しない）は、内側シリンダー９８を回転するように駆動する。内側シリンダー９８は、その内側シリンダー９８に取り付けられ、回転の方向（図７の矢印Ｄで示される）とは反対の方向に傾いた複数の可撓性ベーン１００を有する。ベルトチャンバ９１は、外側シリンダー９２の内側表面９６と内側シリンダー９８との間に配置され、これらと接触する。好ましくは、ベルトチャンバ９１は、使い捨て可能なように設計される。
【００４１】
ポンプ（図示しない）または他の手段が、ベルトチャンバ９１に流体供給物を送達し、この流体供給物は、流体入口１０２を通って導入され、そして流体出口１０４を通ってベルトチャンバから出る。流体がベルトチャンバ９１に導入されるとき、内側チャンバ９８が回転し、可撓性ベーン１００が、ベルトチャンバ９１の内側表面１０５に対して圧搾様機構を提供して、一対のベーン１００によって規定される、個別の薄い流体のパケット１０６内にベルトチャンバ９１を介して流体を動かす。この圧搾様作用は、ベルトチャンバ内の代表的な流体流れ速度プロフィールの形成を排除するかまたは有意に最小化するのに役立ち、従って、チャネル流れ速度プロフィールが流体の滞留時間に対して有する効果を排除するかまたは減少する。流体は、流体がベルトチャンバ２２を通って流れるとき、この流体は、外側シリンダー９２を通る滅菌放射線に曝露される（矢印Ｃによって示される）。滅菌放射線は、放射源（図示しない）によって提供される。
【００４２】
図８に示される別の実施形態において、薄膜流体照射デバイス１４０は、ベルトチャンバを使用することなく、円筒形形態で提供される。この構成において、定置型細長Ｖ字型デポジター１４２は、放射線透過形態内に、内側表面１４６および外側表面１４８を有する回転中空シリンダー１４４の形態で、配置される。シリンダー１４４は、流体を滅菌するために使用される特定の放射線に対して高い透過性がある。モーター（図示しない）は、シリンダー１４４を回転するように駆動する。流体入口１５０は、デポジター１４２と流体連絡する。デポジター１４２は、流体開口部（図示しない）をその基部に有し、これは、シリンダー１４４が図８の矢印Ｄによって示される方向に回転するとき、シリンダー１４４の内側表面１４６に流体の薄膜を堆積する。薄膜は、シリンダー１４４の内側表面１４６と接触する定置型圧搾コレクター１５２に到達するまで、回転シリンダー１４４の内側表面１４６に保持される。
【００４３】
シリンダー１４４の外側表面１４８に隣接する放射源（図示しない）は、滅菌放射線（図８において矢印Ｃによって示される）を提供し、そしてシリンダー１４４の内側表面１４６上に保持された流体の薄膜を照射する。圧搾コレクター１５２は、流体出口１５４と流体連絡する。照射流体は、流体出口１５４を通ってデバイス１５０を出る。１つ以上のポンプが、流体供給物を流体入り口１５０に送達し、流体出口１５４から受ける。
【００４４】
流体を滅菌するために使用される放射源は、好ましくは、紫外（ＵＶ）放射源（例えば、ＵＶレーザーまたはパルスレーザー）である。しかし、γ放射線または電子ビーム（β）放射線がまた使用される。滅菌放射線のタイプは、滅菌される特定の流体に従って変化し得る。これらのタイプの滅菌放射線の全てが、広い範囲の病原体に対して効果的であることが見出されている。図９に示されるグラフは、ある範囲の波長にわたる４２倍希釈でのヒト血漿の吸収能を示す。好ましくは、２４０ｎｍと２５０ｎｍとの間の波長を有するＵＶ放射線は、ヒト血漿を処置するために使用される。プレート３２、外側シリンダー９２、およびシリンダー１４４は、全て好ましくは、溶融石英から作製され、これはＵＶ放射に対して実質的に透明である。
【００４５】
ベルトチャンバ２２、７２、および９１は、好ましくは、以下の性質、低い弾性率、高い可撓性、利用される放射線のタイプに対する高い透明性、靱性および摩耗抵抗性、１つの処理工程において蓄積される線量に対する放射線抵抗性、通常の方法による洗浄および滅菌可能性を有する材料から作製される。この材料はまた、ベルト形状に形成され得なければならない。さらに、この処理デバイスおよび方法が病原体を含む生物学的流体を含むので、ベルトチャンバ２２、７２、および９１はまた、使い捨て可能であるように設計され得る。いくつかの適切な材料としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンコポリマー（ＤｕＰｏｎｔにより商品名ＦＥＰ（登録商標）で販売される）、シリコーンゴム、脂肪族ポリウレタンゴムおよびテトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンビニリデンフルオリドターポリマー（ＤｕＰｏｎｔによる商品名（ＶＩＴＯＮ（登録商標）およびＤｙｎｅｏｎによるＴＨＶ（登録商標）で販売される）が挙げられる。
【００４６】
上記実施形態の全てにおける可撓性ベーンのための材料は、好ましくは、ベルトチャンバと相互作用するのに適切な剛性および可撓性を有するエラストマー材料である。可撓性ベーンに適切な材料としては、ポリエーテルエステルエラストマー（ＤｕＰｏｎｔによる商品名ＨＹＴＲＥＬ（登録商標）で販売される）、天然ゴム、合成ポリイソプレン、オレフィン熱可塑性エラストマー（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓにより商品名ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（登録商標）で販売される）、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍによって商品名ＰＥＢＡＸ（登録商標）で販売される）、熱可塑性ポリエステルエラストマー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌによって商品名ＥＣＤＥＬ（登録商標）で販売される）、およびスチレンベースの熱可塑性ブロックコポリマー（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌにより商品名ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）で販売される）が挙げられる。潤滑物質（例えば、シリコーンオイル）は、ベルトチャンバの長期の潤滑および低い摩擦を確実にするために、エラストマーに配合され得る。
【００４７】
多くの生物学的流体への滅菌放射線の透過は、非常に浅い。図１０は、２０、４０、および１００の吸光度における透過深さの関数としての光強度を示すグラフを示す。２５０ｎｍでの波長における紫外（ＵＶ）放射は、約７５ミクロン（約３ミル）の透過において、ヒト血漿において強度の半分を失う。これは、流体内の（特に、大きなサイズの流体経路において）放射線の不均一な線量分布を導き得る。ベルトチャンバ２２、７２、９１、およびデバイス１５０のシリンダー１４４内の薄膜流体経路は、この効果を実質的に最小化し、従って、流体のより均一な放射線曝露を提供する。ベルトチャンバ２２の底面３０、狭いベルトチャンバ７２の底面７６、およびベルトチャンバ９１の内側面１０５はまた、ＵＶ反射性材料（例えば、酸化金属）を含む物質から作製されて、さらに流体の均一な放射線曝露を提供するのに役立つ。反射性材料はまた、これらの表面にプリントされ得る。好ましくは、コーティングは、酸化マグネシウムまたは酸化チタンである。
【００４８】
全ての実施形態が、圧力推進（ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ ｆｏｒｃｅｄ）流体流れよりも、圧搾様機構のような流体の「運搬」機構を利用する。これは、ベルトチャンバ２２、７２、９１およびデバイス１４０のシリンダー１４４内の代表的な速度プロフィールの発展を除去する。代表的なチャネル流れ速度プロフィールにおいて、チャネルの中心の流体は、最大速度で進んでおり、そしてチャネル壁近くの流体は、ほとんど停止したままである。従って、滞留時間は、中心において最大速度について最小であり、そして流れプロフィールの連続的な部分について増加する。加圧された流れシステムでは、チャネル壁近くの流れ容積は、放射線に対して過剰曝露の危険がある。従って、本発明の「運搬」機構は、チャネル流れ速度プロフィールが流体の滞留時間に対して有する効果を除去するかまたは大きく減少する。これらの機構はまた、狭いチャネルを通る加圧された流体によって引き起こされる非常に高い圧力低下およびせん断応力を除去する。この圧力および応力は、流体中のタンパク質に損傷を引き起こし、これは望ましくない。
【００４９】
使い捨て可能で分離滅菌可能なベルトチャンバを提供する多くの利点がある。本発明のベルトチャンバは、運搬機構から分離される。運搬機構は、潜在的にウイルスが混入した生物学的流体と決して接触しない。従って、処理装置は、生成実施の間、最小の分解、洗浄および再滅菌化を必要とする。さらに、本明細書中に記載されるデバイスの全てが、閉鎖システムに組み込まれ、従って空気と接触する流体を最小化し、そして流体の分解を最小化する。最後に、デバイスの機能がデバイスの異なる成分において分離されるので、デバイスの確証（ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ）、効力、再現性および信頼性を確立することがずっと容易になる。
【００５０】
特定の実施形態が例示され、記載されたが、本発明の精神から有意に外れることなく多くの改変が思い浮かび、保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、滅菌放射線に暴露されているチャンバを通して流体を移動させるための可撓性ベーンを有するベルト機構を使用する、本発明の第１の実施形態の側面図である。
【図２】 図２は、図１で示される第１の実施形態の基本要素の組み立て図である。
【図３】 図３は、滅菌放射線に暴露されているチャンバを通して流体を移動させるための回転式剛性シリンダーを有するベルト機構を使用する、本発明の第２の実施形態の側面図である。
【図４】 図４は、図３で示される第２の実施形態の基本要素の組み立て図である。
【図５】 図５は、滅菌放射線に暴露されているチャンバを通して流体を移動させるための螺旋状に構成された可撓性ベーンを有する一連のローラーを使用する、本発明の第３の実施形態の基本要素の組み立て図である。
【図６】 図６は、チャンバを通して流体を移動させるために、滅菌放射線に暴露されている薄いチャンバに対して平行に位置決めされた螺旋状に構成された可撓性ベーンを有する１つのローラーを使用する、本発明の第４の実施形態の基本要素の組み立て図である。
【図７】 図７は、滅菌放射線に暴露されている薄いチャンバを通して流体を移動させるための、中空外側シリンダー内に配置された可撓性ベーンを有する内側シリンダーを使用する、本発明の第５の実施形態の斜視図である。
【図８】 図８は、滅菌放射線に暴露されている間に、薄膜を移動するための回転式シリンダーの内面上に、流体の薄膜を沈着する、本発明の第６の実施形態の斜視図である。
【図９】 図９は、２００ｎｍと３５０ｎｍとの間のＵＶ波長、４２倍希釈における、ヒト血漿の紫外線吸光率を示すグラフである。
【図１０】 図１０は、２０、４０および１００の吸光度において、浸透深度の関数として、光強度を示すグラフである。

Claims (25)

1. 流体中の病原体を不活性化するためのデバイスであって、該デバイスは、以下：
   流体入口、流体出口、第１表面および第２表面を有する、可撓性の放射線透過性チャンバであって、該流体入口および該流体出口は、流体の流れと流体連絡している、チャンバであって、該チャンバは比較的平坦な形状である、チャンバ；
   該流体を該チャンバを通して機械的に移動させるための手段であって、該チャンバの該第１表面に隣接し、かつ該第１表面に接触して配置された剛性の放射線透過性形態、および該チャンバの該第２表面に隣接し、かつ該第２表面に接触して配置された複数の形態を備え、該複数の形態は、該剛性の放射線透過性形態に力を及ぼし、該チャンバに関して、該流体の流れの方向に移動可能であり、その結果、該流体は、該形態が移動する場合に該チャンバ内で移動する、手段；ならびに
   該チャンバから一定の距離で配置された放射線源であって、該チャンバを通って移動する該流体の照射を提供する、放射線源、
   を備える、デバイス。
2. 前記放射線源は、紫外線レーザーである、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記紫外線レーザーは、パルスレーザーである、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記チャンバは、取り外し可能かつ使い捨て可能である、請求項１に記載のデバイス。
5. 請求項１に記載のデバイスであって、前記流体を機械的に移動させるための手段が、前記チャンバの前記第１表面に隣接し、かつ該第１表面に接触して配置された剛性の放射線透過性形態、および前記チャンバの前記第２表面に隣接し、かつ該第２表面に接触して配置された複数の可撓性ベーンを備え、該可撓性ベーンは、該剛性の放射線透過性形態に力を及ぼし、該チャンバに関して、前記流体の流れの方向に移動可能であり、その結果、該流体は、該ベーンが移動する場合に該チャンバ内で移動する、デバイス。
6. 請求項５に記載のデバイスであって、前記可撓性ベーンは、すぐ隣のベーンの対の間で形成された別個の流体のパケットに、前記可撓性チャンバ内の流体を移動させる、デバイス。
7. 請求項５に記載のデバイスであって、前記可撓性ベーンが、駆動メカニズムに機械的に連結されたコンベアー型ベルト上に配置される、デバイス。
8. 前記剛性の放射線透過性形態が、プレートである、請求項５に記載のデバイス。
9. 前記プレートは、溶融石英プレートである、請求項８に記載のデバイス。
10. 請求項１に記載のデバイスであって、前記流体を機械的に移動させるための手段が、前記チャンバの前記第１表面に隣接し、かつ該第１表面に接触して配置された剛性の放射線透過性形態、および複数の回転可能な剛性のシリンダーを備え、該シリンダーの各々は、回転軸を有し、そして前記チャンバの第２表面に隣接し、かつ前記第２表面と接触して配置され、該剛性のシリンダーは、該剛性の放射線透過性形態に力を及ぼし、そして該チャンバに関して、前記流体の流れの方向に移動可能であり、その結果、該流体は、該シリンダーが移動し、そしてそれらの回転軸の周りで回転する場合に、該チャンバ内で移動する、デバイス。
11. 請求項１０に記載のデバイスであって、前記剛性のシリンダーは、すぐ隣のシリンダーの対の間で形成された別個の流体のパケットに、前記可撓性チャンバの流体を移動させる、デバイス。
12. 請求項１０に記載のデバイスであって、前記剛性のシリンダーは、駆動機構に機械的に連結されたコンベアー型ベルト上に、回転可能に配置される、デバイス。
13. 請求項１０に記載のデバイスであって、前記剛性の放射線透過性形態が、プレートである。デバイス。
14. 前記プレートは、溶融石英プレートである、請求項１３に記載のデバイス。
15. 請求項１に記載のデバイスであって、前記流体を機械的に移動させるための手段が、前記チャンバの前記第１表面に隣接し、かつ該第１表面に接触して配置された剛性の放射線透過性形態、およびローラー上に配置された螺旋状に構成された可撓性ベーンを有する複数のローラーを備え、該ローラーは、前記チャンバの第２表面に隣接して配置され、その結果、該可撓性ベーンは、該チャンバの第２表面と接触し、そして該剛性の放射線透過性形態に力を及ぼし、該ローラーは前記流体の流れの方向に回転可能であり、その結果、該流体は、該ローラーが回転した場合に該ベーンによって該チャンバ内で移動する、デバイス。
16. 請求項１５に記載のデバイスであって、前記ローラーが、モーターによって駆動される駆動メカニズムに機械的に連結される、デバイス。
17. 請求項１に記載のデバイスであって、前記流体を機械的に移動させるための手段が、前記チャンバの前記第１表面に隣接し、かつ該第１表面に接触して配置された剛性の放射性透過性形態、およびローラー上に配置された螺旋状に構成された可撓性ベーンを有するローラーを備え、該ローラーは、前記流体の流れに対して平行であり、かつ前記チャンバの前記第２表面に隣接して配置され、その結果、該可撓性ベーンは、該チャンバの該第２表面と接触し、そして該剛性の放射線透過性形態に力を及ぼし、該ローラーは、該流体の流れに対して横方向に回転可能であり、その結果、該流体は、該ローラーが回転する場合に、該ベーンによって該チャンバ内で移動する、デバイス。
18. 前記ローラーが、モーターにより駆動される駆動機構に機械的に連結されている、請求項１７に記載のデバイス。
19. 請求項１に記載のデバイスであって、前記流体を機械的に移動させるための手段は、内部表面を有する剛性の放射線透過性外側シリンダー、および複数の可撓性ベーンを有する内側回転式シリンダーを備え、該内側シリンダーは、該外側シリンダー内に同心円状に配置され、その結果、前記チャンバは、該外側シリンダーと該内側シリンダーとの間に同心円状に配置され、そして該複数の可撓性ベーンは、該チャンバと接触し、該複数の可撓性ベーンは、該外側シリンダーの内面に力を及ぼし、その結果該内側シ
    リンダーが回転する場合に、該ベーンが該チャンバ内の流体を移動させる、デバイス。
20. 流体中の病原体を不活性化するためのデバイスであって、該デバイスは、以下：
    流体入口、流体出口、第１表面および第２表面を有する放射線透過性チャンバであって、該流体入口および該流体出口は、流体の流れと流体連絡している、チャンバ；
    該チャンバの該第１表面と接触して配置された剛性の放射線透過性形態；
    該チャンバの第２表面と接触して配置された複数の移動可能な形態であって、該形態は、該放射線透過性形態に力を及ぼし、その結果、該移動可能な形態が該チャンバに関して移動する場合、該流体は該チャンバを通って移動する、形態；ならびに
    該チャンバから一定の距離で配置された放射線源であって、該放射線源は、該チャンバを通って移動する該流体の照射を提供する、放射線源、
    を備える、デバイス。
21. 前記放射線透過性形態は、平坦なプレートである、請求項２０に記載のデバイス。
22. 前記放射線透過性形態は、中空シリンダーである、請求項２０に記載のデバイス。
23. 前記放射線源は、滅菌紫外線を提供する、請求項２０に記載のデバイス。
24. 請求項２３に記載のデバイスであって、前記滅菌紫外線は、約２４０ｎｍと２６０ｎｍとの間の波長を有する、デバイス。
25. 流体中の病原体を、連続フロー配置で滅菌放射線を用いて不活性化するための方法であって、該方法は、以下：
    連続した流体の流れの流体のために、比較的平坦な形状の放射線透過性チャンバ内に薄い流体通路を形成する工程；
    該チャンバの該第１表面に隣接し、かつ該第１表面に接触して配置された剛性の放射線透過性形態を提供する工程；
    該流体を、該チャンバを通して、該チャンバの該第２表面に隣接し、かつ該第２表面に接触して配置された複数の形態を使用して移動させる工程であって、ここで、該複数の形態は、該剛性の放射線透過性形態に力を及ぼし、該チャンバに関して、該流体の流れの方向に移動可能であり、その結果、該流体は、該形態が移動する場合に該チャンバ内で移動する、工程；および
    該チャンバ内で該流体を照射する工程、
    を包含する、方法。

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