JP5272144B2 - 細胞を分離する方法 - Google Patents

Description

本発明は、全血または血液生成物から細胞を分離する方法と、当該方法の実行に適したカートリッジと、遠心分離器と、に関する。

輸血医学において、いわゆる血液成分療法は９０年代初頭以来確立されている。これにより患者には、全血の保存血液の代わりにそれぞれが必要とする血液成分のみが投与される。個々の血液成分を別々に投与することによって、１つの保存血液を平均で１．８人の患者に最適に役立てることが可能になる。

基本的な血液成分は以下の通りである。
赤血球濃厚液における赤血球。この成分は、極度に失血した後に酸素供給を維持するために輸血される。
血小板濃厚液における血小板。この成分は、血液凝固障害（血友病）の場合に投与される。
血漿。この成分は、血液の凝固障害および欠乏の場合に投与される。それとは別に、血漿は、数多くの薬剤製造の基本的な成分である。

血液の個別成分への分離は細胞分離として定義され、遠心分離器内で血液を処理することによって行われることが知られている。遠心分離によって、血液の個別成分が分離され、さらに使用するために個々の容器に充填することができる。

かかる遠心分離器は、例えば特許文献１により知られている。この技術状況によると、遠心分離器のロータにあるハブの周りには、複数のカートリッジが配置される。このカートリッジは、血液バッグが直立位置で遠心分離されるように、ロータにしっかりと保持される。カートリッジはその内部に、全血を含んだ血液バッグと、血漿および赤血球濃厚液を収集する生成物バッグと、をそれぞれ収容するための収容装置を備える。個々の成分を分離した後に生成物の流れが継続して再び混じり合うのを防ぐために、カートリッジには、個々のチューブをクランプする様々なクランプ手段が設けられる。分離完了後、バッグをカートリッジから取り外す前に、バッグの個別の接続チューブは適切な手段で封止されなければならない。その後にカートリッジのクランプを開いてバッグを取り外すことができ、そのカートリッジにて新しいバッグのセットを収容する準備をすることができる。

血漿または赤血球を分離し抜き出した後には、「バフィーコート」と呼ばれる混合物が血液バッグ内に残る。この「バフィーコート」は主に血小板と、白血球および赤血球からなる。この「バフィーコート」から血小板を得るには、バフィーコートを添加液で希釈し、次いでその希釈された「バフィーコート」を再度、遠心分離によって各成分に分離する。

特許文献２により、上記目的のためのシステムおよび方法がすでに知られている。この文献には、「バフィーコート」と添加溶液の混合物を含んだ環状のバッグが単一のチャンバに挿入される遠心分離器が開示されている。この場合、遠心分離操作によって血液成分が分離され、分離された成分はチューブ管路を経由し、ハブの領域に設けられたフィルタを通過して、やはりハブの領域に設けられた収集容器へと移送される。

欧州特許第１３５１７７２Ｂ１号 国際公開第０３／０８９０２７号パンフレット

本発明の目的は、収量がより良好である細胞分離を可能にするとともに、より経済的な細胞分離を可能にする、血液または血液生成物から細胞を分離する改良された方法を提供することである。

本発明の目的は、請求項１に記載の細胞を分離する方法と、請求項１１に記載のカートリッジと、請求項１８に記載の遠心分離器と、によって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に従って実現される。

本発明による血液または血液生成物から細胞を分離する方法では、血液生成物を含んだ血液バッグが、カートリッジの血液バッグ区画に挿入される。次いで、血液バッグに接続されたチューブが、生成物移送経路に挿入される。この生成物移送経路により、血液バッグは生成物バッグに接続される。生成物移送経路に沿って、第１のセンサおよび第２のセンサが配置されている。次に、カートリッジが、遠心分離器のロータに挿入される。

次いで、個々の血液成分を分離するために、遠心分離器が回転する。このステップの後に、所定の量の血液成分が生成物移送経路に沿って第１の流速で移送される。次に、上記流速を低減させることができ、血液成分をさらに続けて移送することができる。遠心分離器の回転もそのまま作動状態にある。

移送中、第１のセンサが血液成分の組成を検出する。ただし、この検出は、場合によってあり得る第１の流速の低減が行われてから実行されることが好ましい。

所定の血液成分組成に達すると、第１のセンサがその信号を出力する。第１のセンサが上記信号を出力完了してはじめて、第２のセンサが作動することが好ましい。次いで、第２のセンサは血液成分の組成を検出し、所定の組成を検出すると終了信号を出力する。これにより移送が終了する。第２のセンサによる終了のかわりに、第１のセンサが信号を出力してから所定時間経過後に、移送を終了してもよい。移送が終了すると、回転も終了する。

上記の所定の血液成分組成は、分離すべき血液生成物を表している。これは、所定の割合の不要な血液生成物を含む。上記センサの領域で不要な血液生成物が所定の割合に達したときに、その所定の割合は上記の所定の組成に対応する。

したがって、上記センサの有利な配置により、所望の血液生成物の一部分が移送に使用されるチューブ内に残留することなく、最適な量の所望の血液生成物を採取することが可能になる。

第１の流速で所定の量の血液成分を生成物移送経路に沿って移送する前に、低減された初速度で血液成分を移送できると有利である。これは、生成物移送経路の第１のセンサと第２のセンサの間に設けられたフィルタに通水する働きをする。初速度を低減する、すなわち、流速を低速にすることにより、気泡または第２のセンサに不正確な信号を出力させる可能性のあるその他の混入物が、フィルタに残留しないようにする。

血液成分（生成物）が、フィルタ内に径方向外側下から入ってくると有利である。したがって、フィルタ処理は遠心力に対向して行われる。

第１の流速で移送を行う前と低減された初速度で移送を行う前にそれぞれ、チューブに配設されたチューブ・クランプを、カートリッジに設けられた作動装置によって開くことができる。血液バッグの取り扱い中は、チューブ・クランプを閉じることにより、細胞分離が開始される前にその内容物がチューブに入らないようにする。

代替方法として、または追加で、第２のセンサと生成物バッグの間にチューブ・クランプを設けることができ、移送が終了したときにそれを閉じることができると有利である。これにより、最適なときに確実に移送を終了することができる。それぞれのチューブ・クランプは、作動装置によって、移送が開始されたときに開かれ、終了したときに閉じられる。

第１および第２のセンサを光センサとして設けることができると有利である。その場合、移送される血液成分の所定の組成は、赤血球の特定の割合を表すことができる。この割合は、上記センサによって検出される。

上記流速を調節するために、径方向外向きに作用する圧力を、ロータに設けられた押圧要素によって血液バッグに加えることができる。

本発明によるカートリッジおよび遠心分離器は、全血から細胞および血漿を分離するのに適している一方で、既知の遠心分離操作後に残る「バフィーコート」から、細胞を分離するためにも提供される。

このために、複数の血液バッグからの「バフィーコート」が、添加液を加えて新しい血液バッグに収集され、混合される。この新しい血液バッグは、本発明による血液バッグに対応する。新しい血液バッグは、チューブおよび／またはフィルタ、特に、白血球のフィルタ処理のために提供されるフィルタを装備できると有利である。

本発明によるカートリッジの上面図である。 上記カートリッジの斜視図である。 上記カートリッジの対称中心線に沿った断面斜視図である。 図４を補足する上記カートリッジの断面斜視図である。 上記カートリッジの他の断面斜視図である。 上記カートリッジのカバーの下部表面の図である。 収容ボックスの斜視図である。 細胞分離が見られる上記カートリッジの断面図である。 細胞分離が見られる上記カートリッジの断面図である。 細胞分離が見られる上記カートリッジの断面図である。 フィルタを通る血液生成物の流れを示す図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図を用いて説明する。

本発明の一実施形態について、図１〜９を用いて説明する。

カートリッジ１は、基本的に、仕切り壁３およびカバー９からなる。仕切り壁は、血液バッグ区画５と、生成物バッグ区画７と、を画成する。遠心分離器のロータのシステム・ボックス８９にカートリッジ１が挿入されると、血液バッグ区画５は仕切り壁３の径方向内側に配置され、生成物バッグ区画７は仕切り壁３の径方向外側に配置される。本発明による収容ボックス８９は、システム・ボックス８９として設計されている。

血液バッグ区画５の上方には、カバー９が設けられる。カバー９は基本的に矩形の形状を有し、閉じた状態において、その長手方向壁の一方が仕切り壁３と接触する。カバーは、あるコーナ点では仕切り壁に旋回式に取付けられ、第２のコーナ点ではボルト１０で仕切り壁３と係合する。カバーを開くには、ボルト１０に圧力をかけてから、カバーを側方に旋回させる。これによって、血液バッグ区画５は自在にアクセス可能になり、血液バッグ３５を入れることができる。

この簡易な旋回機構を用いることによって、カバー９を閉じるときに、かなり容易にチューブ３６および血液バッグ３５を所望の位置に保持することができ、カバー９を閉じることによって、その所定の位置に固定することができる。

カバー９を閉じた後は、カバー９の上部表面に形成された陥凹部１５、１９に、チューブ３６を挿入することができる。陥凹部１５には、第１の光センサ２５が設けられる。

血液バッグに付属するとともに、チューブ（例えば「ハルキー・ロバーツ（Ｈａｌｋｅｙ Ｒｏｂｅｒｔｓ）」社製のものなど）に配設される、閉じた状態のチューブ・クランプ３４は、カバー９の上部表面に形成された陥凹部１７に収容される。

チューブ３６の、血液バッグ３５に対して遠い方の端部は、生成物バッグ区画７に達し、そこで固定具２９に保持された白血球フィルタ３１に連結される。チューブ３６は、白血球フィルタ３１に径方向外側下から挿入される。フィルタ３１およびチューブ３６の挿入は、固定具２９の外壁７１にあるスロット７３により可能となる。フィルタを固定具に挿入する際には、チューブ３６がフィルタ３１に径方向外側を通って下から通じるように、フィルタ３１に連結されたチューブ３６をスロット７３を介して上から下へと移動させることができる。

フィルタ３１の後ろで、チューブ３６は、陥凹部１５、１７、１９に対して略鏡像的に配置されるとともにカバー９に設けられた第２の陥凹部７５、７９、８１、８３を介して、生成物バッグ３３に至る。生成物バッグ３３は、固定具２９の径方向外側に配置されている。

陥凹部８１には、第２のチューブ・クランプ３４が設けられる。陥凹部７９には、第２の光センサ８５が配置される。

カバー９の内側では、クランプ３４を作動させるための作動手段としての２本のロッド２１、２３がカバーを通って延び、それぞれの一方の端部は仕切り壁３とは反対側に位置するカバー９の側部表面８からわずかに突出し、もう一方の端部はクランプ３４を収容する陥凹部１７の領域に配置されるようになっている。側部表面８から突出している一方の端部に圧力をかけることによって、クランプ３４を開閉することができる。この実施形態によると、チューブ・クランプ３４は、空圧でだけでなく個別に操作することもできる。

カートリッジ１の装入後、カートリッジ１を遠心分離器のロータのシステム・ボックス８９に挿入することができる。その完了後、仕切り壁３とは反対側に位置するカバー９の側部表面８が、遠心分離器のハブの領域に設けられた、システム・ボックス８９の支持部５７上に載置される。さらに、支持部５７のところには、径方向外側に突出部５６を有するロッド形のロック要素５５が設けられる。カートリッジ１を挿入することによりカバー９の側部表面８が摺動して突出部５６を覆い、ロック要素５５を径方向内向きに移動させて、側部表面８が突出部５６の下へ配置されるようにするとともに、ロック要素５５のばねが元の位置に跳ね戻ることによってカートリッジ１の上向きの移動を妨げるようにする。これで、カートリッジ１はシステム・ボックス８９の外壁と支持部の間に確実に位置決めされる。

この実施形態によると、それぞれカートリッジ１を１つ有する６個のシステム・ボックス８９のための遠心分離器のロータが設計される。遠心分離器は、全てのカートリッジ１が挿入された後で始動される。所望の血液成分の分離は遠心力によって行われる。血液バッグ３５内には添加液によって希釈された「バフィーコート」が入っており、より軽い成分が径方向内側に留まるとともに、より重い成分、すなわち赤血球は外側に集まる。

所望の血液成分（この実施形態によると、血小板である）を高品質に、すなわち他の血液細胞の混合物を含むことなしに血液バッグから移送するために、この成分分離の後に、既知の圧力パッド６１によってわずかな圧力が血液バッグにかけられる。これにより、クランプ３４が開いた後、血小板濃度の高い液が、上向きかつ径方向内向きに延びるチューブ３６を上昇し始める。血小板濃度の高い液は、径方向外側下から入ってくるチューブ３６を経由して、白血球フィルタ３１内に導かれる。

白血球フィルタ３１において、不要な白血球、すなわち白血球が除去される。チューブ３６がフィルタ３１を含む本発明による配置によって、遠心力に対抗して濾過が行われる。したがって、意図せずに送られた赤血球などのより重い血液成分は、径方向外側に配置されたフィルタの前置チャンバにトラップされる。

白血球フィルタ３１を通過した後、血小板濃度の高い液は、チューブ３６を介して生成物バッグ３３へと流れ続け、そこで収集される。生成物バッグ３３は、生成物の最終的な保存バッグとしてすでに形成されていると好ましい。全体的なプロセスは、図８ａ〜８ｃに略図で示されている。

フィルタ内に存在する可能性のある空気を取り除くために、生成物移送の初めは所定量の流速が低く保たれる。これにより、確実かつ完全にフィルタを血液生成物で充填することができる。この所定量の移送の後、圧力パッドの適切な制御によって、特定の第２の量を送るための移送速度を上昇させる。この第２の量が移送される間、赤血球が血液生成物（ここでは、血小板濃厚液）を汚染する恐れはほとんど存在しない。それにもかかわらず赤血球が混入した場合、わずかに混入した赤血球は、チューブが径方向外側下からフィルタ内に送られ、遠心力が作用していることから、フィルタの下側および外側の領域に集められる。

第２の量の移送完了後、第１の光センサが作動し、チューブ３６内の血液生成物の流速が低減される。

第１の光センサ２５は、血小板濃度の高い液で赤血球の所定の割合を検出すると、流速を再び低下させる信号を出力する。さらに、フィルタ３１の後ろに配置された第２の光センサ８５が作動する。

この段階中、第２の光センサ８５が血液生成物内における赤血球の所定の割合を検出し、細胞分離プロセスを終了させるための信号を出力するまでは、やはりかなりの赤血球がフィルタ３１に入って通過する可能性がある。上記プロセス終了信号により、ロッド２３が作動することによってチューブ・クランプ３４が閉じられる結果、フィルタ内の赤血球は生成物バッグ内の血小板濃厚液から確実に切り離される。ロッドの操作は、システム・ボックス８９内に設けられた作動機構によって行われる。

第２の光センサ８５によって終了する代わりに、第２の光センサ８５の作動後一定時間が経過した後に、細胞分離プロセスを終了してもよい。

この実施形態では、計６個のカートリッジが遠心分離器に設けられる。カートリッジ１における圧力パッド６１による細胞分離プロセスと、チューブ・クランプ３４の開閉と、２つの光センサ２５、８５によるプロセス制御からなる上記の制御により、残りのシステム・ボックス８９のカートリッジで連続した細胞分離を行うことが可能になる。これは、上記のプロセス制御が、カートリッジとシステム・ボックスの組合せごとに個別に動作するためである。

制御信号およびその他の電気信号を伝送するために、個別の接点５９の形をした電気接点パッドが、システム・ボックス８９の支持部５７に設けられる。カバー９の下部表面には接点５９に割り当てられる接触表面２７が設けられ、カートリッジ１がシステム・ボックスに挿入されたときに接触表面２７が接点５９と接触する。このため、接点５９にはばねが取付けられている。

扱いを容易にする一方、バッグ３３、３５、チューブ３６またはフィルタ３１の損傷により血液成分が漏れた場合のために、カートリッジ１は径方向内向きの方向から収集タンク８７に挿入される。損傷があった場合には、システム・ボックス８９またはロータ自体の汚染が少しで済むように、漏れた血液成分は収集タンク８７に大部分収集される。これによれば、システム・ボックス８９をロータから簡単に取り外すことができる。

細胞分離が終了した後、ロック要素５５にわずかな圧力をかけて径方向内側に移動させることによって、各カートリッジ１が取り外される。

それと同時に、カートリッジ１を収集タンク８７の指穴８８のところでつかみ、遠心分離器のシステム・ボックス８９から上向きに持ち上げ、新たに装入する新しいカートリッジ１とすぐに置き換える。その後の細胞分離中に、この交換したカートリッジ１から血液バッグ３５および生成物バッグ３３が取り外され、再装入することができる。

血液または血液生成物から細胞分離する方法であって、上記方法は、
（ｉ）血液生成物を含んだ血液バッグ（３５）をカートリッジ（１）の血液バッグ区画（５）に挿入するステップと、
（ｉｉ）上記血液バッグ（３５）に接続されたチューブ（３６）を、第１のセンサ（２５）および第２のセンサ（８５）が配置されるとともに上記血液バッグ（３５）を生成物バッグ（３３）に接続する生成物移送経路（３６）に挿入するステップと、
（ｉｉｉ）上記カートリッジ（１）を遠心分離器のロータに挿入するステップと、
（ｉｖ）個々の血液成分を分離するために上記遠心分離器を回転させるステップと、
（ｖ）所定の量の血液成分を上記生成物移送経路（３６）に沿って第１の流速で移送するステップと、
（ｖｉ）上記移送される血液成分の組成を第１のセンサ（２５）で検出するステップと、を含む。上記第１のセンサ（２５）が上記血液成分の所定の組成に対応する信号を出力した後に、上記第２のセンサ（８５）も上記移送される血液成分の組成を検出する。上記第２のセンサ（８５）が上記所定の組成を検出し、その終了信号を出力したとき、または所定の期間が経過したときに、上記移送ステップおよび上記回転ステップが終了する。

Claims (18)

1. （ｉ）血液生成物を含む血液バッグ（３５）を、カートリッジ（１）の血液バッグ区画（５）に挿入するステップと、
   （ｉｉ）前記血液バッグ（３５）に接続されたチューブ（３６）を、第１のセンサ（２５）および第２のセンサ（８５）が配置されるとともに前記血液バッグ（３５）を生成物バッグ（３３）に接続する生成物移送経路（３６）に挿入するステップと、
   （ｉｉｉ）前記カートリッジ（１）を遠心分離器のロータに挿入するステップと、
   （ｉｖ）個々の血液成分を分離するために前記遠心分離器を回転させるステップと、
   （ｖ）前記生成物移送経路（３６）に沿って所定の量の血液成分を第１の流速で移送するステップと、
   （ｖｉ）移送される血液成分の組成を前記第１のセンサ（２５）により検出するステップと、を含む、血液または血液生成物から細胞を分離する方法であって、
   前記第１のセンサ（２５）が前記血液成分の所定の組成に対応する信号を出力した後に、前記第２のセンサ（８５）も移送される血液成分の組成を検出し、
   前記第２のセンサ（８５）が前記所定の組成を検出して対応する終了信号を出力したとき、または所定の期間が経過したときに、前記移送するステップおよび前記回転させるステップが終了することを特徴とする細胞を分離する方法。
2. 前記血液成分は、前記ステップ（ｖ）の前には低減された初速度で移送され、前記生成物移送経路（３６）の前記第１のセンサ（２５）と前記第２のセンサ（８５）の間に設けられたフィルタ（３１）に通水する、請求項１に記載の細胞を分離する方法。
3. 前記生成物が径方向外側下から前記フィルタ（３１）に移送され、このフィルタ処理が遠心力に対向して行われる、請求項２に記載の細胞を分離する方法。
4. 前記チューブ（３６）に配設されたチューブ・クランプ（３４）が、前記第１の流速で移送が行われる前および前記低減された初速度で移送が行われる前のそれぞれに、前記カートリッジ（１）に設けられた作動装置（２１、２３）によって開かれる、請求項１〜３に記載の細胞を分離する方法。
5. 前記第１のセンサ（２５）と前記フィルタ（３１）との間に第１のチューブ・クランプ（３４）が設けられ、ならびに／または、前記第２のセンサ（８５）と前記生成物バッグ（３３）との間に第２のチューブ・クランプ（３４）が設けられる、請求項１〜４に記載の細胞を分離する方法。
6. 前記第１のチューブ・クランプ（３４）および／または前記第２のチューブ・クランプ（３４）が、前記作動装置（２１、２３）によって、移送が開始されたときに開かれ、移送が終了したときに閉じられる、請求項５に記載の細胞を分離する方法。
7. 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサ（２５、２６）が光センサであり、移送される血液成分の前記所定の組成が特定の割合の赤血球を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の細胞を分離する方法。
8. 前記流速を調節するために、前記ロータに設けられた押圧要素（６１）によって前記血液バッグ（３５）に径方向外向きに作用する圧力が加えられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の細胞を分離する方法。
9. 前記第１のセンサ（２５）が前記所定の組成を示す信号を出力した後に、前記第２のセンサ（８５）が作動する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 所定時間経過後、または所定の移送量に達したときに前記第１の流速が低減され、前記流速が低減された後に、この低減された流速で前記血液成分がさらに移送されるとともに前記第１のセンサが前記血液成分の組成を検出する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 血液バッグを挿入するための血液バッグ区画（５）と、
    前記血液バッグ（３５）を生成物バッグ（３３）に接続する生成物移送経路（３６）と、を備え、
    前記生成物移送経路（３６）に沿って第１のセンサ（２５）および第２のセンサ（８５）が配置されている、血液または血液生成物から細胞を分離するための遠心分離器に挿入されるカートリッジであって、
    前記第１のセンサ（２５）および前記第２のセンサ（８５）が直列に設けられ、前記第１のセンサ（２５）が前記生成物移送経路内に移送される血液成分の所定の組成を示す信号を出力した後に、前記移送される血液成分の組成を検出するために前記第２のセンサ（８５）を作動させることができ、
    前記第２のセンサ（８５）が前記所定の組成を検出して対応する終了信号を出力すると、または所定時間が経過したときに、移送が終了することを特徴とするカートリッジ。
12. 前記第１のセンサ（２５）と前記第２のセンサ（８５）との間にフィルタ（３１）が設けられる、請求項１１に記載のカートリッジ。
13. 前記生成物移送経路が、径方向外側下から前記フィルタ（３１）に通じている、請求項１２に記載のカートリッジ。
14. チューブ・クランプ（３４）が配設されたチューブ（３６）が、前記生成物移送経路に設けられ、前記チューブ・クランプが、前記カートリッジ（１）に設けられた作動装置（２１、２３）によって操作可能である、請求項１１〜１３に記載のカートリッジ。
15. 前記第１のセンサ（２５）と前記フィルタ（３１）との間に第１のチューブ・クランプ（３４）が配設され、ならびに／または、前記第２のセンサ（８５）と前記生成物バッグ（３３）との間に第２のチューブ・クランプ（３４）が配設される、請求項１１〜１４に記載のカートリッジ。
16. 前記第１のチューブ・クランプ（３４）および／または前記第２のチューブ・クランプ（３４）が、前記作動装置（２１、２３）によって、移送が開始されたときに開かれ、移送が終了したときに閉じられる、請求項１５に記載のカートリッジ。
17. 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサ（２５、２６）が光センサである、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
18. 前記流速を調節するため、前記ロータに配置される押圧要素（６１）が、前記血液バッグ（３５）に径方向外向きに作用する圧力を加えるように設けられる、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載のカートリッジ（１）を有する遠心分離器。

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