JP6796664B2 - 血液処理のためのガス枯渇化およびガス添加デバイス - Google Patents
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Description
上述のように、機械的応力および循環の一定サイクル環境を避けて、RBCが血液貯蔵バッグ内で凍結点より上の温度(例えば、1〜6℃、標準的貯蔵条件)の冷蔵下で貯蔵された場合、老化過程が部分的に停止する。しかしながら、冷蔵貯蔵下で一定の栄養物補充および廃棄物除去がないと、RBCは徐々に悪化し、生理学的機能の低下がもたらされる。例として、長期貯蔵中に以下の問題が生じる。
− RBCが長期間貯蔵された場合、貯蔵損傷が蓄積してRBCを劣化させ、それにより貯蔵中にRBCの1%までが溶血し、25%までが輸血後すぐに除去される。
− 非生存RBCは、長期輸血患者において鉄過剰負荷を引き起こす。
− 輸血は、必ずしも、組織かん流の上昇の意図された転帰を達成するとは限らない。
− RBC中のヘモグロビンは、2,3−DPGの損失に起因して、組織で酸素を効率的に放出しない。
− RBCは、変形能の損失に起因して、毛細血管床に進入およびかん流することができない。
血液保存および活性化のための添加剤溶液は、当該技術分野において知られている。例えば、Rejuvesol(商標)(enCyte Corp.、Braintree、MAから入手可能)は、低温貯蔵(すなわち4℃)後、輸血直前に、または長期保存のための凍結(すなわちグリセロールと共に−80℃で)前に血液に添加される。Hessらに対する米国特許第6,447,987号は、ヒト赤血球の冷蔵貯蔵のための添加剤溶液に関する。
現在の技術に照らして、輸血に関連した疾病率を最小限化するために、貯蔵される赤血球の品質を改善し、輸血の前のそのような赤血球の貯蔵期限を延長することが必要とされている。
本開示は、筐体と、1つまたは複数の液体チャンバと、1つまたは複数のガス添加チャンバと、液体チャンバの少なくとも1つをガス添加チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、少なくとも1つの液体入口と、少なくとも1つの液体出口とを含むガス添加デバイスを含み、それを提供する。
本開示は、輸血用血液製剤を調製する方法であって、枯渇化デバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法をさらに含み、それを提供する。
さらに、本開示は、赤血球の長期貯蔵のための方法であって、全血を得るステップと、全血を枯渇化デバイスに通過させ、枯渇血液製剤を調製するステップと、枯渇血液製剤をガス不透過性貯蔵バッグ内にある期間貯蔵し、貯蔵された枯渇血液製剤を調製するステップと、貯蔵された枯渇血液製剤をガス添加デバイスに通過させ、輸血血液製剤を調製するステップとを含む方法を含み、それを提供する。
全血:全血は、血漿中に懸濁した赤血球、白血球、血小板を含有する血液細胞の懸濁液であり、電解質、ホルモン、ビタミン、および抗体を含む。
血液製剤:本明細書において使用される場合、「血液製剤」は、全血、赤血球、血漿、白血球、および血小板を指し、それらを含む。「血液製剤」はまた、濃厚赤血球、白血球低減赤血球、血小板低減赤血球を含む枯渇血液製剤も指す。血液製剤は、さらに、抗凝固剤、抗酸化剤、貯蔵添加剤、および緩衝剤を含むがこれらに限定されない1種または複数種の添加剤溶液を有する血液製剤を含む。枯渇血液製剤は、本明細書において使用される場合、特に本開示のデバイスによる処置またはそれへの通過後の、O2、CO2またはその両方が枯渇した血液製剤を指す。酸素再供給血液製剤は、通常は輸血に備えて、酸素レベルがin vivoレベル以上まで回復された枯渇血液製剤である。
白血球:白血球(white blood cellまたはleukocyte)は、本明細書において使用される場合、多形核白血球としても知られる顆粒球を含む。顆粒球は、好中球、好塩基球、および好酸球を含む。白血球はまた、単核白血球としても知られる無顆粒白血球を含み、また単球およびマクロファージを含む。本開示による血液製剤は、白血球低減および白血球枯渇血液を含む。
in vivoのヒト赤血球は、動的状態にある。全血中、白血球は、通常、4,300〜10,800細胞/μLの間の範囲で存在し、海水面における正常なRBC範囲は、男性で540万/μL(+0.8)、および女性で480万/μL(+0.6)である。赤血球は、体中に酸素を運搬し、赤血球にその色を提供する鉄含有タンパク質であるヘモグロビンを含有する。赤血球で構成される血液体積のパーセンテージは、ヘマトクリットと呼ばれる。濃厚赤血球は、当該技術分野において一般的に知られている遠心分離技術を使用して、全血から調製される。濃厚赤血球は、後の輸血のために本発明の独特の貯蔵システムにおいて貯蔵される血液成分である。
赤血球(RBC)の通常の寿命は、120日である。RBCの約0.875%は、脾臓により24時間毎に排除され、新たなRBCが骨髄により生成される。その結果、供血者から血液が採血される場合、ある割合の白血球および様々な異なる古さの細胞が存在する。
可撓性筐体の体積は、以下の式により説明され得る。
Vt=Vv+Vl+Vd+Vc
式中、Vtは、弾性または非弾性膨張による全膨張体積であり、Vvは、空隙体積を含む初期体積であり、Vlは、1つまたは複数の液体チャンバ内に含有される液体の体積であり、Vdは、1つもしくは複数のガス枯渇化チャンバ115または枯渇化チャンバ102内に含有される、枯渇化デバイスが完全に膨張したときの体積であり、Vcは、非充填ガス枯渇化チャンバ115および非充填液体チャンバ101を含むバッグの内部構成要素の体積である。Vcは、枯渇化デバイス内に含有される任意の枯渇化媒体106の体積を含む。本開示の未使用の膨張していない可撓性バッグは、初期体積Vi=Vv+Vcを有する。
ある特定の実施形態において、可撓性筐体は、死容積または空隙体積と呼ぶこともできる非膨張筐体体積に対応する初期体積(Vv)を封入してもよい。空隙体積Vvは、製造中に存在するいかなる空気も除去して減少した初期体積Viを提供するために真空を印加することにより最小限化され得る。他の実施形態において、製造中に存在する空気は、Vvを最小限化するために真空を印加する前に、洗浄ガスで洗浄されてもよい。いくつかの実施形態において、洗浄ガスは、製造プロセス中に存在する空気を置き換えるために使用されてもよい。洗浄ガスに好適ないくつかのガスは、アルゴン、ヘリウム、および窒素を含むが、これらに限定されない。洗浄ガスは、枯渇化デバイス内の酸素、二酸化炭素、またはその両方の量を減少させるために使用されてもよい。一実施形態において、洗浄ガスは、1Torr未満の酸素の分圧を有する。別の実施形態において、洗浄ガスは、1Torr未満の酸素および二酸化炭素の分圧を有する。
本開示によれば、液体経路133は、蛇行、波状、起伏、正弦曲線、螺旋、部分螺旋、およびジグザグからなる群から選択される長手方向経路を有してもよい。一実施形態において、液体経路133の経路長は、可撓性シェル129の長さの少なくとも10倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路133の経路長は、可撓性シェル129の長さの少なくとも15倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路133の経路長は、可撓性シェル129の長さの少なくとも20倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路133の経路長は、可撓性シェル129の長さの少なくとも30倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路133の経路長は、可撓性シェル129の長さの少なくとも40倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路133の経路長は、可撓性シェル129の長さの少なくとも50倍以上であってもよい。
CaO+H2O→Ca(OH)2
水酸化カルシウムは、二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムおよび水を形成する。
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
CO2捕捉剤の限定されない例は、Multisorb Technologies(Buffalo、NY)により提供されている酸素捕捉剤および二酸化炭素捕捉剤を含む。酸素捕捉剤は、二酸化炭素捕捉の二次機能性を示してもよい。本開示による実施形態において、O2枯渇化媒体およびCO2枯渇化媒体は、所望の結果を達成するために、所望の比までブレンドされ得る。
本開示の一実施形態において、シリコーンエラストマーは、Sylgard(登録商標)184であってもよい。Dow Corning(登録商標)からの一般的なPDMSエラストマーキットであるSylgard(登録商標)184は、分散相として使用され得る。Sylgard(登録商標)184は、2種の流体、A液(基材、ビニル末端シロキサンオリゴマーからなる)およびB液(硬化剤、シロキサンオリゴマーおよび触媒からなる)で構成され、これらは、最終PDMSポリマーを形成するために、混合され熱硬化されなければならない。A液およびB液の比は、安定な液滴を生成するための粘度を低下させるように調節され得る。本開示による実施形態において、枯渇化媒体106は、PDMS前駆体溶液に直接添加され得る。
本開示による実施形態において、ガス透過性バリア107は、高いガス透過速度が可能な非多孔質材料であってもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア107は、高い酸素透過速度が可能であってもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア107は、高い二酸化炭素透過速度が可能であってもよい。さらなる実施形態において、ガス透過性バリア107は、高い酸素および二酸化炭素透過速度が可能であってもよい。
本開示による枯渇化デバイスは、少なくとも1つの入口104および少なくとも1つの出口105を含む。図には、上部に入口104および底部に出口105を有するように描写されているが、液体およびガスの流動は逆であってもよい。いくつかの実施形態において、流動は、向流を提供するように配置される。いくつかの実施形態において、出口105は、入口104、例えば図9A〜Cに示されるように、デバイス900に接続されてもよい。一実施形態において、液体チャンバ101は、並流を提供するように入口104および出口105を介して接続されてもよい。
本開示において、上述の図8A〜Cおよび9A〜Cに示されるものと同様の枯渇化デバイスの構造と同様の構造を有するガス添加デバイスが含まれ、提供される。ガス添加デバイスは、輸血前に、酸素または酸素および二酸化炭素枯渇血液製剤に1種または複数種のガスを供給し得る。本開示によるガス添加デバイスは、添加ガスの1つまたは複数のストリームを有してもよい。例えば、ガス添加デバイスは、図9A〜Cに示されるものと同様の単一ガス添加デバイスに別個に提供される、酸素添加ガスおよび酸化窒素添加ガスを有してもよい。
本開示の方法およびシステムに適合する貯蔵バッグは、酸素および二酸化炭素収着剤、または酸素および二酸化炭素収着剤を含有する二次的なバッグを有するラミネートバッグであってもよい。他の実施形態において、適合する貯蔵バッグは、RBCまたは血液製剤に接触したDEHP可塑化PVCを有する内側血液貯蔵バッグを備えてもよい。適合する貯蔵バッグは、外側表面内側血液バッグにラミネートされた外側透明酸素バリアフィルム(例えばナイロンポリマー)をさらに備えてもよい。他の適合する実施形態において、貯蔵バッグは、最も外側のバッグが酸素バリアフィルムを備えるバッグ内のバッグであってもよい。本開示による枯渇化デバイスにより生成される血液製剤に適合する貯蔵バッグは、酸素収着剤を含む1種または複数種の収着剤を含む貯蔵バッグを含む。
本開示による方法は、開示されたデバイスを使用した枯渇血液製剤の調製を提供する。一実施形態において、方法は、酸素枯渇全血製剤を調製するために、酸素枯渇化媒体106または枯渇化ガス114を含むデバイスを含んでもよい。一実施形態において、方法は、酸素および二酸化炭素枯渇全血製剤を調製するために、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106または枯渇化ガス114を含むデバイスを含んでもよい。
本開示は、本開示のデバイスを使用して、編集された赤血球集団を有する枯渇血液製剤を調製するための方法を提供し、それを含む。編集は、悪化している兆候を示すRBCを除去することを含み得る。RBCの編集は、輸血プロセスにおいて生存する可能性が低い、または輸血後すぐに死滅する可能性のある血液細胞を特定および除去するプロセスである。瀕死状態のRBC、または死滅したもしくは死滅しかかっている赤血球の編集は、本開示のデバイスを使用した血液製剤の処理前または処理後に行われてもよい。例えば、編集は、嫌気的貯蔵バッグ内での貯蔵後の輸血直前に行われてもよい。
赤血球を編集するために使用され得る技術はいくつかある。第1の技術は、新しいおよび古いRBCの特徴的な浮力に基づく、貯蔵前に古いおよび新しいRBCを分離するための遠心分離プロセスである。
第3の技術は、RBCの変形能に適用される。スタガ型ピラーを含有するバンプアレイマイクロ流体デバイスは(参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Huang, L.R., et al., 「Continuous particle separation through deterministic lateral displacement」, Science, 304(5673): 987-90 (2004))は、変形可能なRBCをピラーに通過させるが、変形可能なRBCは、ピラーを通過することができずに別個のチャネル内にはね返される。
RBCを編集するためのさらなる技術は、特定の表面マーカーを示すRBCを除去するためのフィルタシステムを使用する。ホスファチジルセリンまたは凝集タンパク質3等の既知の表面マーカーを示すRBCは、高親和性リガンド(例えば、アネキシンIVまたは特定の表面マーカータンパク質に対する抗体)で表面改質されたフィルタにより捕捉され得る。
ガンマ線照射は、直接的に、および反応性酸素種(ROS)、すなわち水のガンマ線分解中に生成されるヒドロキシル基を介してDNAを損傷することにより、Tリンパ球の増殖を無効化する。赤血球(RBC)はDNAを含有しないが、ガンマ線照射により生成されたROSは、RBCに対して著しい損傷を引き起こすことが示されている。観察される主要な損傷は、i)溶血の増加、ii)K+漏出の増加、iii)輸血後生存の低減、およびiv)変形能の低減を含む。そのような損傷は、貯蔵により誘発されるRBCの損傷に類似するが、その増大された形態である。RBCの悪化状態は、そのような悪化したRBCを投与する医者には周知である。FDAは、ガンマ線照射後の短縮された保存期間(14日)、および/または照射された単位の28日間の全保存期間に関し、そのようなRBCの使用の制限を命じている。
本開示の方法において、デバイスを使用して枯渇化された血液製剤は、照射された血液製剤を必要とする患者に輸血され得るように、照射されてもよい。一実施形態において、赤血球組成物は、説明された枯渇化デバイスを使用して、酸素または酸素および二酸化炭素が枯渇化され、次いでガス不透過性貯蔵バッグ内での貯蔵前に照射されてもよい。別の実施形態において、血液製剤は、説明された枯渇化デバイスを使用して、酸素または酸素および二酸化炭素が枯渇化され、嫌気的環境内で貯蔵され、輸血前に照射されてもよい。
本開示のデバイスを使用して血液製剤を調製する方法は、1つまたは複数の緩衝液交換ステップを含んでもよい。一実施形態において、緩衝液は、細胞を沈降させるための遠心分離、上澄みの除去および液体の緩衝液との置換により交換され得る。一実施形態において、緩衝液は、等張緩衝液であってもよい。さらに別の実施形態において、緩衝液置換は、細胞の濾過および置換緩衝液の添加により達成され得る。
本開示のデバイスは、図17に示されるように、例えば濃厚赤血球(pRBC)を含む血液製剤の調製、および供血者からの全血の受容から受容者への輸血までの長期貯蔵のためのシステムおよび方法に含まれてもよく、また統合されてもよい。
貯蔵段階B22は、嫌気的貯蔵期間であり、嫌気性RBC30が、嫌気的貯蔵環境27、例えば嫌気的貯蔵バッグ36内に貯蔵される。いくつかの実施形態において、嫌気的環境27は、本開示の枯渇化デバイス20を使用した酸素枯渇後に、嫌気的貯蔵バッグ36により維持される。
貯蔵後段階C23は、嫌気的貯蔵環境27内での貯蔵後であるが受容者50への輸血前に開始し、体積低減41、編集14、緩衝液交換40中の清浄化、酸化窒素48および酸素46の一方または両方の添加等の処理を含んでもよい。いくつかの実施形態において、酸化窒素48および酸素46の一方または両方の添加は、本開示のガス添加デバイス46を使用して達成され得る。
本明細書において引用される各定期刊行物、特許および他の文書または参考文献は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
ここで、本発明を概略的に説明してきたが、例示を目的として提供され、指定されない限り本発明の限定を意図しない以下の例を参照することにより、本発明がより容易に理解される。
剛性筐体、単一の液体チャンバ、2つの枯渇化チャンバのデバイス
図1A、1Bおよび1Cは、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を有する剛性筐体枯渇化デバイス100を示す。2つの枯渇化チャンバ102は、剛性筐体外側シェル103およびガス透過性バリア107により形成される。単一の液体チャンバ101は、内側シェル109およびガス透過性バリア107により形成され、入口104および出口105を有する。枯渇化チャンバ102は、枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を分離する。
剛性筐体、2つの液体チャンバ、3つの枯渇化チャンバのデバイス
図3A、3Bおよび3Cは、2つの液体チャンバ101および3つの枯渇化チャンバ102を有する剛性筐体枯渇化デバイス300を示す。2つの外側枯渇化チャンバ102は、ガスバリア筐体外側シェル103により形成される。内側枯渇化チャンバ102は、筐体シェル110により形成される。2つの液体チャンバ101は、外側筐体シェル109により形成され、入口104および出口105を有する。枯渇化チャンバ102は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、2つの液体チャンバ101および3つの枯渇化チャンバ102を分離する。液体は、入口104を通って液体チャンバ101に進入すると、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106により形成された酸素および二酸化炭素枯渇環境に曝露される。これによって、液体中の赤血球は、酸素および二酸化炭素枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素ガスは、ガス透過性バリア107を通って拡散する。ガス枯渇環境内での酸素および二酸化炭素の増加は、この添加されたガスを環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106との反応をもたらす。このプロセスは、細胞が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口105を通って出るまで、液体中の赤血球の曝露の間継続する。上部に入口104および出口105、ならびに底部に接続された入口104および出口105を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ101内外への流動を制御するために逆であってもよい。液体チャンバはまた、デバイスの同じ端部の両方の入口および両方の出口と平行に接続されてもよい。「スタック型」枯渇化デバイス300は、図1A、1Bおよび1Cに示される枯渇化デバイス100の全ての機構および能力を再現する。血液チャンバ109および制御機構108の内部機構および比の変更と組み合わせた設計のスタックは、酸素および二酸化炭素枯渇化プロセス要件に適合するために必要な数だけ層を形成するように続いてもよい。
可撓性筐体、剛性液体チャンバ、2つの枯渇化チャンバのデバイス
図4A〜Cは、単一の液体チャンバ101を有し、2つの枯渇化チャンバ102を有する可撓性筐体枯渇化デバイス400を示す。2つの枯渇化チャンバ102は、それぞれ、ガス透過性バリア107および可撓性シェル129により形成される。単一の液体チャンバ101は、剛性内側シェル109に入口104および出口105を有する。剛性内側シェル109は、流動制御機構108を含む。枯渇化チャンバ103は、枯渇化媒体106を含有する。
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、2つの枯渇化チャンバのデバイス
図5A、5Bおよび5Cは、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を有する可撓性筐体ガス枯渇化デバイス500を示す。図5Aに示されるように、可撓性筐体は、液体が液体チャンバ101を通って流動する際にデバイスの膨張またはインフレーションを提供し得るが、必須ではない。2つの枯渇化チャンバ102は、可撓性シェル129を形成するガスバリア外側フィルムにより形成される。単一の液体チャンバ101は、入口104および出口105を有する。枯渇化チャンバ102は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を分離する。
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、2つの枯渇化チャンバのデバイス
図6A〜Cは、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を有する可撓性筐体ガス枯渇化デバイス600を示す。2つの枯渇化チャンバ102は、可撓性シェル129を形成するガスバリア外側フィルムにより形成される。単一の液体チャンバ101は、液体入口104および液体出口105を有する。枯渇化チャンバ102は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を分離する。
可撓性筐体、2つの液体チャンバ、3つの枯渇化チャンバのデバイス
図7A、7Bおよび7Cは、2つの液体チャンバ101および3つの枯渇化チャンバ102を有する可撓性筐体枯渇化デバイス700を示す。2つの外側枯渇化チャンバ102は、可撓性シェル129を形成するガスバリア外側フィルムにより形成される。内側枯渇化チャンバ102は、中央の2つのガス透過性バリア107を端部でシールすることにより形成される。2つの液体チャンバ101は、外側の2つのガス透過性バリア107を内側の2つのガス透過性バリア107に入口104および出口105を有する外側端部でシールすることにより形成される。酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ102は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、2つの液体チャンバ101および3つの枯渇化チャンバ102を分離する。赤血球を有する液体は、入口104を通って液体チャンバ101に進入すると、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106により形成された酸素および二酸化炭素枯渇環境に曝露される。これによって、赤血球は、酸素および二酸化炭素枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素ガスは、ガス透過性バリア107を通って拡散する。ガス枯渇環境内での酸素および二酸化炭素の増加は、これらの添加されたガスを環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体106における反応を引き起こす。液体チャンバ101は、流動制御機構を有さないように描写されている。流動制御機構は、例えば図6A〜Cに示されるように、ガス透過性バリア107を結合することにより形成され得る。枯渇化プロセスは、細胞が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口105を通って出るまで、赤血球の曝露の間継続する。上部に入口104および出口105、ならびに底部に接続された入口104および出口105を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ101内外への流動を制御するために逆であってもよい。液体チャンバ101はまた、デバイスの同じ端部の両方の入口および両方の出口と平行に接続されてもよい。
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、2つの枯渇化チャンバのデバイス
図8A、8Bおよび8Cは、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ115を有する剛性筐体枯渇化デバイス800を示す。2つの枯渇化チャンバ115は、ガス不透過性である剛性筐体外側シェル103により形成される。単一の液体チャンバ101は、内側シェル109により形成され、入口104および出口105を有する。酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ115は、枯渇化ガス114がそこを通ってデバイスに進入およびデバイスを出る、ガス入口111およびガス出口112を有するガスバリア外側筐体シェル103、ならびにガス透過性バリア107により形成される。ガス透過性バリア107は、単一の液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ115を分離する。
剛性筐体、2つの液体チャンバ、3つのガス枯渇化チャンバのデバイス
図9A、9Bおよび9Cは、2つの液体チャンバ101およびガス枯渇化チャンバ115を有する剛性筐体枯渇化デバイス900を示す。2つのガス枯渇化チャンバ115は、ガスバリア外側シェル103により形成される。2つの液体チャンバ101は、内側シェル109により形成され、入口104および出口105を有する。ガスバリア外側シェル103により形成された2つの外側ガス枯渇化チャンバ115は、ガス入口111およびガス出口112を有する。内側枯渇化チャンバ115は、ガスバリア筐体シェル110により形成される。ガス透過性バリア107は、2つの液体チャンバ101および3つの枯渇化チャンバ115を分離する。
ガス枯渇化プロセスは、細胞が所望のレベルまでガスを枯渇化され、出口105を通って出るまで、液体チャンバ101内の赤血球の曝露の間継続する。ガス枯渇化の程度は、デバイスの高さおよび長さ、液体がチャンバ内にある時間またはチャンバを通る流量、ならびに液体チャンバの幅により制御される。
剛性筐体、2つの液体チャンバ、3つのガス枯渇化チャンバのデバイス
図10A、10Bおよび10Cは、赤血球含有流体が直列ではなく並列で流動する以外上記枯渇化デバイス900と同様である、2つの液体チャンバ101およびガス枯渇化チャンバ115を有する剛性筐体枯渇化デバイス1000を示す。2つのガス枯渇化チャンバ115は、ガスバリア外側シェル103により形成される。2つの液体チャンバ101は、内側シェル109により形成され、入口104および出口105を有する。デバイス1000において、液体の流動は、分流器130により2つ以上の入口104に分配され、枯渇液体の流動は、出口105から出た後に合流器131により合流する。デバイスの動作は、例8において上述された通りである。
剛性筐体、単一の液体チャンバ、単一の枯渇化チャンバの血漿分離デバイス
図12A、12Bおよび12Cは、単一の液体チャンバ101、枯渇化チャンバ102、および血漿/血小板チャンバ127を有する剛性筐体枯渇化デバイス1200を示す。枯渇化チャンバ102は、剛性筐体外側シェル103およびガス透過性バリア107により形成される。単一の液体チャンバ101は、内側シェル109およびガス透過性バリア107および血漿多孔質疎水性膜124により形成される。枯渇化デバイス1200は、入口104および出口105を有する。枯渇化チャンバ102は、枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、単一の液体チャンバ101および枯渇化チャンバ102を分離する。枯渇化デバイス1200はまた、血漿外側シェル119および血漿多孔質親水性膜124および嫌気性血漿ポート116から形成された血漿チャンバ127を有する。
剛性筐体、単一の液体チャンバ、2つの枯渇化チャンバの血漿分離デバイス
図13A、13Bおよび13Cは、単一の液体チャンバ101ならびに2つの枯渇化チャンバ102および122を有する剛性筐体枯渇化デバイス1300を示す。第1の枯渇化チャンバ102は、剛性筐体外側シェル103およびガス透過性バリア107により形成される。第2の枯渇化チャンバ122は、外側シェル103およびガス透過性バリア107により形成される。単一の液体チャンバ101は、内側シェル109、ガス透過性バリア107、および血漿多孔質疎水性膜124により形成される。枯渇化デバイス1300は、入口104および出口105を有する。枯渇化チャンバ102および枯渇化チャンバ122は、枯渇化媒体106を含有する。ガス透過性バリア107は、単一の液体チャンバ101および枯渇化チャンバ102を分離し、ガス透過性バリア107は、血漿チャンバ117を枯渇化チャンバ122から分離する。枯渇化デバイス1300はまた、血漿外側シェル119、血漿多孔質親水性膜124、およびガス透過性バリア107から形成された血漿チャンバ117を有する。血漿チャンバ117は、嫌気性血漿ポート116を有する。
液体チャンバ101は、液体チャンバ101を血漿チャンバ117から分離する血漿多孔質親水性膜124をさらに含有する。ガス枯渇血漿は、血漿多孔質親水性膜124を通過して嫌気性血漿チャンバ117内に入り、嫌気性血漿120は、嫌気性血漿ポート116を通って出る。血漿チャンバ117内の血漿は、(枯渇化媒体106に依存して)O2およびCO2のさらなる除去を提供する第2の枯渇化チャンバ122から分離される。血漿多孔質親水性膜124を通り嫌気性血漿チャンバ117内に入る嫌気性血漿の流動は、液体チャンバ101と血漿チャンバ117との間の圧力差により制御される。血漿チャンバ117の圧力に対する液体チャンバ101内の増加した圧力は、血漿多孔質親水性膜124を通り嫌気性血漿チャンバ117内に入る血漿の流動の増加をもたらす。
白血球低減およびガス枯渇化を組み合わせたデバイス
図14A、14Bおよび14Cは、白血球低減媒体123、白血球低減チャンバ125、白血球低減流体チャンバ132、液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を有する組合せ枯渇化デバイス1400を示す。組合せ枯渇化デバイス1400は、液体入口104および液体出口105を含む。上記の例において記載されるように、枯渇化チャンバ102は、酸素不含および二酸化炭素不含環境を提供するために枯渇化媒体106を有する。
血漿低減血液が液体入口104を通って進入すると、流体は、血液中に存在する白血球に結合またはそれを吸着する白血球低減媒体123を通過する。白血球低減媒体123を通過した後、流体は白血球低減チャンバ125に進入して、流動制御機構108を有する枯渇化チャンバ102に流動する。上記の例において記載されたように、血液は、酸素および二酸化炭素を枯渇化され、液体出口105を通って流出する。
白血球低減、ガス枯渇化、および血漿分離を組み合わせたデバイス
図15A、15Bおよび15Cは、白血球低減媒体123、白血球低減チャンバ125、血漿分離チャンバ126、液体チャンバ101および2つの枯渇化チャンバ102を有する組合せ枯渇化デバイス1500を示す。組合せ枯渇化デバイス1500は、液体入口104ならびに液体出口105および106を含む。枯渇化媒体106および流動制御機構108を有する枯渇化チャンバ102は、上記の例において記載された通りである。
全血が液体入口104を通って進入すると、流体は、血液中に存在する白血球に結合またはそれを吸着する白血球低減媒体123を通過する。白血球低減媒体123を通過した後、流体は血漿分離チャンバ126に進入する。上に記載されたように、白血球低減媒体123は、膜または白血球低減媒体のマトリックスとして提供され得る。血漿および血小板は、血漿多孔質疎水性膜124を通って血漿/血小板チャンバ127内に流動する。血漿および血小板は、チャンバから116を通って血漿および血小板採取バッグ(図示せず)に流動する。ここで白血球/血漿/血小板が枯渇した赤血球を有する流体は、枯渇化チャンバ102内に流動し、上述の様式で酸素および二酸化炭素を枯渇化される。嫌気性赤血球は、液体出口105を通って流出し、嫌気的貯蔵バッグ内に採取および貯蔵される。
酸素再供給デバイス
図16A、16Bおよび16Cは、ガス透過性バリア107により分離されたガス添加チャンバ134、および2つのガス透過性バリア107により形成された液体チャンバ101を有する、本開示による酸素再供給デバイス1600を示す。
酸素(または酸素および二酸化炭素)枯渇血液製剤は、液体入口104を通って進入し、液体チャンバ102を通過し、そこでガス透過性バリア107を通して酸素を供給される。示されるように、ガス添加ポート128を通して周囲空気が提供される。酸素はガス添加チャンバ134からガス透過性バリア107を通って拡散し、赤血球中のヘモグロビンにより吸収される。いくつかの実施形態において、添加ポート128は、ガス添加チャンバ134内に流動する酸素富化ガス源を提供する。周囲空気、純酸素、ならびに酸素および二酸化炭素の混合物を含む任意の好適なガスが、添加ポート128を通してガス添加デバイスに提供されてもよく、O2と共に、または別個に提供されるNOをさらに含んでもよい。
単一カセット構成を使用した赤血球懸濁液中の酸素の枯渇化
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、および2つの枯渇化チャンバを有するデバイス(単一カセット構成)を使用して、赤血球懸濁液中の酸素が枯渇化される。図6A、6B、および6Cに記載の波状経路プロファイル設計を有するように機械加工されたアクリルブロックから構築された本開示のデバイスを用いて、赤血球懸濁液の脱酸素を試験する。ガス透過性バリア107は、疎水性膜(GVSP22205、Millipore、Billerica、MA)により提供される。膜は、Arrow AP10−4多目的ホットメルト接着剤(Arrow Fastener Co.、Saddle Brook、NJ)を使用して波状経路に取り付けられる。枯渇化媒体106は、洗浄ガス(100%N2)により提供される。表1は、試験された3つの試作デバイスの経路構造を要約している。全てのデバイスは、2235mmの同じ経路長および90cm2の曝露表面積を有する。
直列に接続された複数のデバイスを使用した赤血球懸濁液中の酸素の枯渇化
表1に記載の経路構造を有するデバイスを、例15に記載のように構築する。同じ経路の深さを有する3つのデバイスを直列で接続し、試験セットを形成する。表3は、各試験セットの全体的経路構造を要約している。デバイスの各セットは、全体で6705mmの同じ経路長および269cm2の曝露表面積を有する。
2つの液浸プローブ酸素センサ(「プローブ」)が、一連の第1のデバイスの可撓性シェル129の内側の液体チャンバ101と直列に、1つは入口104のすぐ下流側、もう1つは出口105のすぐ上流側に提供される。プローブセンサは、例15において上述された通りである。さらに、2つの液浸プローブ酸素センサ(「プローブ」)が、一連の第3のデバイスの可撓性シェル129の内側の液体チャンバ101と直列に、1つは入口104のすぐ下流側、もう1つは出口105のすぐ上流側に提供される。これらのセンサは、流路に沿った異なる位置での血液中の酸素の分圧を監視する。
また、赤血球懸濁液中の酸素飽和レベルおよび酸素の分圧を、処理の前および後の両方において試験する。処理の前および後に赤血球懸濁液のアリコートをシリンジにより採取し、酸素分析計(「Nova COOX」;Nova Analytical Systems、Niagara Falls、NY)において分析する。
単一のデバイスにおける再循環による赤血球懸濁液中の酸素の枯渇化
この例では、試作デバイスBのみを試験する。デバイスは、例15に記載のように構築される。デバイスの経路構造は、表1に要約されている。センサは、例15に記載のように配置される。酸素飽和レベルは、実施例16に記載のように測定される。
この例において、赤血球懸濁液は、少なくとも3通過分、センサ−液体チャンバアセンブリを通して再循環される。これらのデバイスはまた、複数の配向および重力送り法で試験される。表6は、異なる流量および再循環サイクルでの脱酸素プロセスの結果を要約している。全ての試験は、23.6〜25.0℃の間の温度で行われる。単一の通過中に入口センサにより測定された血液中の酸素の平均分圧は、pO2 inである。単一の通過中に出口センサにより測定された血液中の酸素の平均分圧は、pO2 outである。単一の通過における酸素レベルの変化(ΔpO2)は、各種類のセンサに対して測定された同じ通過からのpO2 inとpO2 outとの間の計算された差である。単一の通過における酸素低減のパーセンテージ(%O2低減(1回の通過))は、各種類のセンサに対して、ΔpO2を同じ通過からのpO2 inで除すことにより計算される。全体的な酸素低減のパーセンテージ(全体的%O2低減(開始から))は、各種類のセンサに対して、第1の通過のpO2 inと現在の通過におけるpO2 outとの間の差を第1の通過からのpO2 inで除すことにより計算される。脱酸素の前および後の赤血球懸濁液の酸素飽和度は、それぞれ、37℃での%SO2 inおよび37℃での%SO2 outである。
1. 液体からガスを除去するための枯渇化デバイスであって、
a.筐体と、
b.1つまたは複数の液体チャンバと、
c.1つまたは複数の枯渇化チャンバと、
d.前記1つまたは複数の液体チャンバの少なくとも1つを、前記1つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、
e.少なくとも1つの液体入口と、
f.少なくとも1つの液体出口と
を備える枯渇化デバイス。
2. 前記ガス透過性バリアが、酸素、二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスに対し透過性である、上記1に記載の枯渇化デバイス。
3. 前記ガスが、酸素および二酸化炭素である、上記0に記載の枯渇化デバイス。
4. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
5. 前記少なくとも1つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド(PVDF)、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、上記1に記載の枯渇化デバイス。
6. 前記少なくとも1つのガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、上記5に記載の枯渇化デバイス。
7. 前記ガス透過性バリアが、少なくとも1つの血液適合性表面を備える、上記5に記載の枯渇化デバイス。
8. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、2つ以上のガス透過性バリアにより前記1つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、上記1に記載の枯渇化デバイス。
9. 前記1つまたは複数の流動制御機構が、前記少なくとも1つの液体入口を通って進入し、前記1つまたは複数の液体チャンバを通って流動し、前記少なくとも1つの液体出口を通って出る液体を混合する、上記1に記載の枯渇化デバイス。
10. 前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、および血漿からなる群から選択される血液製剤である、上記1に記載の枯渇化デバイス。
11. 前記筐体が、高さ、長さおよび幅を有する直方体であり、前記1つまたは複数の液体チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、上記1に記載の枯渇化デバイス。
12. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記11に記載の枯渇化デバイス。
13. 前記1つまたは複数の流動制御機構が、前記1つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記1つまたは複数の液体チャンバの幅である、上記12に記載の枯渇化デバイス。
14. 前記1つまたは複数の枯渇化チャンバが、前記1つまたは複数の枯渇化チャンバと流体連通した少なくとも1つのガス入口および少なくとも1つのガス出口をさらに備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
15. 前記枯渇化チャンバが、1つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、上記14に記載の枯渇化デバイス。
16. 前記1つまたは複数の枯渇チャンバが、長さ、幅および高さを有する、上記1に記載の枯渇化デバイス。
17. 枯渇化ガスが、前記少なくとも1つのガス入口内に流動し、前記1つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記1つまたは複数のガス出口を通って出る、上記14に記載の枯渇化デバイス。
18. 前記枯渇化ガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素、アルゴン/二酸化炭素、窒素/二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記17に記載の枯渇化デバイス。
19. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つの液体チャンバ、2つの液体チャンバ、3つの液体チャンバ、4つの液体チャンバおよび5つの液体チャンバからなる群から選択される、上記1に記載の枯渇化デバイス。
20. 前記1つまたは複数の枯渇化チャンバが、1つの枯渇化チャンバ、2つの枯渇化チャンバ、3つの枯渇化チャンバ、4つの枯渇化チャンバ、および5つの枯渇化チャンバからなる群から選択される、上記1に記載の枯渇化デバイス。
21. 前記1つまたは複数の液体チャンバおよび前記1つまたは複数の枯渇化チャンバが、スタック構成で交互し、前記液体チャンバが、互いに流体連通している、上記1に記載の枯渇化デバイス。
22. 前記1つまたは複数の枯渇化チャンバが、酸素枯渇化媒体、二酸化炭素枯渇化媒体、およびそれらの組合せからなる群から選択される枯渇化材料を含有する、上記1に記載の枯渇化デバイス。
23. 前記枯渇化材料が、1つまたは複数のパケットに保持される、上記22に記載の枯渇化デバイス。
24. 前記枯渇化材料が、ゲル、固体、ガス、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記22に記載の枯渇化デバイス。
25. 前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記1に記載の枯渇化デバイス。
26. 前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスバリア材料で作製される、上記1に記載の枯渇化デバイス。
27. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、少なくとも1つのガス透過性バリアを備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
28. 前記枯渇化チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記1に記載の枯渇化デバイス。
29. 前記枯渇化チャンバが、前記液体チャンバと接触している少なくとも1つのガス透過性材料を含む、上記1に記載の枯渇化デバイス。
30. 白血球低減デバイスをさらに備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
31. 血小板分離デバイスをさらに備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
32. 赤血球編集デバイスをさらに備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
33. 前記液体出口に接続された酸素および二酸化炭素不透過性血液貯蔵デバイスをさらに備える、上記1に記載の枯渇化デバイス。
34. 前記酸素および二酸化炭素不透過性血液貯蔵デバイスが、酸素および二酸化炭素捕捉剤をさらに備える、上記33に記載の枯渇化デバイス。
35. a.筐体と、
b.1つまたは複数の液体チャンバと、
c.1つまたは複数のガス添加チャンバと、
d.前記1つまたは複数の液体チャンバの少なくとも1つを、前記1つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、
e.少なくとも1つの液体入口と、
f.少なくとも1つの液体出口と
を備えるガス添加デバイス。
36. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記35に記載のガス添加デバイス。
37. 前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド(PVDF)、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、上記35に記載のガス添加デバイス。
38. 前記ガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、上記37に記載のガス添加デバイス。
39. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、2つ以上のガス透過性バリアにより前記1つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、上記35に記載のガス添加デバイス。
40. 前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記35に記載のガス添加デバイス。
41. 前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記35に記載のガス添加デバイス。
42. 前記ガス添加チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記35に記載のガス添加デバイス。
43. 前記1つまたは複数の流動制御機構が、前記少なくとも1つの液体入口を通って進入し、前記1つまたは複数の液体チャンバを通って流動し、前記少なくとも1つの液体出口を通って出る液体を混合する、上記35に記載のガス添加デバイス。
44. 前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される血液製剤である、上記35に記載のガス添加デバイス。
45. 前記筐体が、長さ、幅および高さを有する直方体であり、前記1つまたは複数の液体チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、上記35に記載のガス添加デバイス。
46. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記45に記載のガス添加デバイス。
47. 前記1つまたは複数の流動制御機構が、前記1つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記1つまたは複数の液体チャンバの幅である、上記46に記載のガス添加デバイス。
48. 前記1つまたは複数のガス添加チャンバが、前記1つまたは複数のガス添加チャンバと流体連通した少なくとも1つのガス入口および少なくとも1つのガス出口をさらに備える、上記35に記載のガス添加デバイス。
49. 前記ガス添加チャンバが、1つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、上記48に記載のガス添加デバイス。
50. 前記1つまたは複数のガス添加チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、上記35に記載のガス添加デバイス。
51. 添加ガスが、前記少なくとも1つのガス入口内に流動し、前記1つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記1つまたは複数のガス出口を通って出る、上記48に記載のガス添加枯渇化デバイス。
52. 前記添加ガスが、純酸素、空気、二酸化炭素、亜酸化窒素およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記51に記載のガス添加デバイス。
53. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つの液体チャンバ、2つの液体チャンバ、3つの液体チャンバ、4つの液体チャンバ、5つの液体チャンバおよび6つ以上の液体チャンバからなる群から選択される、上記35に記載のガス添加デバイス。
54. 前記1つまたは複数のガス添加チャンバが、1つのガス添加チャンバ、2つのガス添加チャンバ、3つのガス添加チャンバ、4つのガス添加チャンバ、5つのガス添加チャンバおよび6つ以上のガス添加チャンバからなる群から選択される、上記35に記載のガス添加デバイス。
55. 前記1つまたは複数の液体チャンバおよび前記1つまたは複数のガス添加チャンバが、スタック構成で交互し、前記液体チャンバが、互いに流体連通している、上記35に記載のガス添加デバイス。
56. 液体からガスを枯渇化する方法であって、上記1に記載のデバイスを通して液体を流動させ、ガス枯渇液体を調製するステップを含む方法。
57. 前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、および血漿からなる群から選択される血液製剤である、上記56に記載の方法。
58. 前記ガスが、酸素、二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記56に記載の方法。
59. 前記ガスが、酸素および二酸化炭素である、上記58に記載の方法。
60. 白血球低減デバイスを通して前記血液製剤を流動させ、ガス枯渇および白血球低減血液製剤を調製するステップをさらに含む、上記57に記載の方法。
61. 前記血液製剤または前記ガス枯渇血液製剤から血小板を除去するステップをさらに含む、上記57に記載の方法。
62. 前記全血が、抗凝固剤および添加剤溶液をさらに含む、上記57に記載の方法。
63. 前記ガス枯渇血液製剤が、10%未満、5%未満、2.5%未満、または1%未満のヘモグロビン酸素飽和度を有する、上記57に記載の方法。
64. 輸血用血液製剤を調製する方法であって、上記35に記載のデバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法。
65. 前記血液製剤が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、上記64に記載の方法。
66. 前記添加ガスが、酸素、二酸化炭素、酸化窒素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記64に記載の方法。
67. 前記増加したレベルのガスが、ヘモグロビンに結合した生理学的レベルの酸素である、上記64に記載の方法。
68. 緩衝液交換デバイスを通して前記液体を流動させるステップをさらに含む、上記64に記載の方法。
69. 前記血液製剤が、赤血球編集デバイスを通って流動する、上記64に記載の方法。
70. 前記血液製剤が、赤血球懸濁液および濃厚赤血球からなる群から選択される、上記69に記載の方法。
71. 赤血球の長期貯蔵のための方法であって、
a.全血を得るステップと、
b.前記全血を枯渇化デバイスに通過させ、枯渇血液製剤を調製するステップと、
c.前記枯渇血液製剤をガス不透過性貯蔵バッグ内にある期間貯蔵し、貯蔵された枯渇血液製剤を調製するステップと、
d.前記貯蔵された枯渇血液製剤をガス添加デバイスに通過させ、輸血血液製剤を調製するステップと
を含む方法。
72. 前記枯渇化デバイスが、
a.筐体と、
b.1つまたは複数の液体チャンバと、
c.1つまたは複数の枯渇化チャンバと、
d.前記1つまたは複数の液体チャンバの少なくとも1つを、前記1つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、
e.少なくとも1つの液体入口と、
f.少なくとも1つの液体出口と
を備える、上記71に記載の方法。
73. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記72に記載の方法。
74. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、2つ以上のガス透過性バリアにより前記1つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、上記72に記載の方法。
75. 前記少なくとも1つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド(PVDF)、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、上記74に記載の方法。
76. 前記ガス添加デバイスが、
a.筐体と、
b.1つまたは複数の液体チャンバと、
c.1つまたは複数のガス添加チャンバと、
d.前記1つまたは複数の液体チャンバの少なくとも1つを、前記1つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、
e.少なくとも1つの液体入口と、
f.少なくとも1つの液体出口と
を備える、上記71に記載の方法。
77. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記76に記載の方法。
78. 前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド(PVDF)、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、上記76に記載の方法。
79. 前記ガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、上記76に記載の方法。
80. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、2つ以上のガス透過性バリアにより前記1つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、上記76に記載の方法。
81. 前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記76に記載の方法。
82. 前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記76に記載の方法。
83. 前記輸血血液製剤を編集するステップ、
前記輸血血液製剤に照射するステップ、
前記輸血血液製剤の緩衝液交換を行うステップ、および
前記ガス回復血液製剤を輸血バッグ内に収集するステップ
からなる群から選択される1つまたは複数のステップをさらに含む、上記71に記載の方法。
84. 前記ガス不透過性貯蔵バッグが、バリアフィルムを有する外側バッグと、前記枯渇血液製剤と接触した内側バッグとを備える、上記71に記載の方法。
85. 前記ガス不透過性貯蔵バッグが、前記内側バッグと前記外側バッグとの間に配置された収着剤をさらに備える、上記84に記載の方法。
86. 赤血球の長期貯蔵のためのシステムであって、
瀉血針と、
血液採取バッグと、
添加剤溶液と、
枯渇化デバイスと、
白血球低減のためのデバイスと、
赤血球を編集するためのデバイスと、
病原体を不活性化するためのデバイスと、
血液製剤の体積を低減するためのデバイスと、
血液製剤の緩衝液を交換するためのデバイスと、
血液製剤を貯蔵するためのガス不透過性貯蔵バッグと、
輸血前に貯蔵された血液製剤にガスを添加するためのデバイスと、
前記デバイス、前記採取バッグ、および前記貯蔵バッグを接続する配管と
を備えるシステム。
87. 前記枯渇化デバイスが、
a.筐体と、
b.1つまたは複数の液体チャンバと、
c.1つまたは複数の枯渇化チャンバと、
d.前記1つまたは複数の液体チャンバの少なくとも1つを、前記1つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、
e.少なくとも1つの液体入口と、
f.少なくとも1つの液体出口と
を備える、上記86に記載のシステム。
88. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記87に記載のシステム。
89. 前記1つまたは複数の液体チャンバが、2つ以上のガス透過性バリアにより前記1つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、上記87に記載の枯渇化デバイス。
90. 前記少なくとも1つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド(PVDF)、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル、ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、上記89に記載の枯渇化デバイス。
91. 筐体と、
液体入口と、
液体出口と、
1つまたは複数の枯渇化ユニットであって、
他の枯渇化ユニット、前記液体入口、または前記液体出口との流体連通のための少なくとも2つのコネクタと、
酸素または酸素および二酸化炭素枯渇ガスに対して曝露可能なガス透過性膜と、
前記液体入口および前記液体出口と流体連通した1つまたは複数のチャネルと
を備える枯渇化ユニットとを備え、
前記ガス透過性膜と接触した少なくとも1つの曝露長手方向側面を有する前記1つまたは複数のチャネルは、血液製剤を受容および運搬するように構成される、枯渇化デバイス。
92. 前記1つまたは複数のチャネルが、マイクロチャネルである、上記91に記載の枯渇化デバイス。
93. 前記1つまたは複数のチャネルが、長方形、円形および不規則形状からなる群から選択される断面形状を有する、上記91に記載の枯渇化デバイス。
94. 前記1つまたは複数のチャネルが、その長手方向経路に沿って変化する断面積を有する、上記93に記載の枯渇化デバイス。
95. 前記1つまたは複数のチャネルが、その長手方向経路に沿って、長方形、円形、および不規則形状からなる群の1つまたは複数から選択される2つ以上の断面形状を有する、上記91に記載の枯渇化デバイス。
96. 前記不規則形状断面を有する前記1つまたは複数のチャネルが、前記筐体の側面と、前記ガス透過性膜の粗面との間の空間により画定される、上記93に記載の枯渇化デバイス。
97. 前記1つまたは複数のチャネルが、それぞれ、前記筐体の長さの少なくとも10倍の長さを有するが、前記筐体内に完全に収納される、上記91に記載の枯渇化デバイス。
98. 前記1つまたは複数のチャネルが、前記血液製剤の混合を生成するように構成される、上記91に記載の枯渇化デバイス。
99. 前記1つまたは複数のチャネルが、前記混合を生成するために、蛇行、波状、起伏、正弦曲線、螺旋、部分螺旋、およびジグザグからなる群から選択される長手方向経路を有する、上記98に記載の枯渇化デバイス。
100. 前記筐体が、前記ガス透過性膜と接触したガスチャンバをさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
101. 前記ガスチャンバが、洗浄ガスを受容および排出するように構成されるガス入口およびガス出口をさらに備える、上記100に記載の枯渇化デバイス。
102. 前記ガスチャンバが、ある体積のガスを受容および保持するように構成される、上記100に記載の枯渇化デバイス。
103. 前記筐体が、第2のガス透過性膜および第2のガスチャンバをさらに備える、上記100に記載の枯渇化デバイス。
104. 前記1つまたは複数のチャネルが、ガス透過性膜と接触した第2の曝露長手方向側面を有する、上記103に記載の枯渇化デバイス。
105. 前記第1および第2のガスチャンバが、洗浄ガスを受容および排出するように構成されるガス入口およびガス出口に接続される、上記103に記載の枯渇化デバイス。
106. 前記第1および第2のガスチャンバが、ある体積のガスを受容および保持するように構成される、上記103に記載の枯渇化デバイス。
107. 前記第1および第2のガスチャンバが、プレナムチャンバである、上記103に記載の枯渇化デバイス。
108. 1つまたは複数の液体流動制御デバイスをさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
109. 1つまたは複数のガスセンサをさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
110. 前記1つまたは複数の枯渇化ユニットが、1つの枯渇化ユニット、2つの枯渇化ユニット、3つの枯渇化ユニット、4つの枯渇化ユニット、および5つの枯渇化ユニット、またはそれ以上からなる群から選択される、上記91に記載の枯渇化デバイス。
111. 前記1つまたは複数の枯渇化ユニットが、並列に接続されて、前記流体入口から前記流体出口に前記赤血球の並流を伝達する、上記110に記載の枯渇化デバイス。
112. 前記1つまたは複数の枯渇化ユニットが、直列に接続されて、前記流体入口から前記流体出口に前記赤血球の連続流を伝達する、上記110に記載の枯渇化デバイス。
113. 前記1つまたは複数のチャネルが、1つのチャネル、2つのチャネル、3つのチャネル、4つのチャネル、5つのチャネル、6つのチャネル、7つのチャネル、8つのチャネル、9つのチャネル、および10個のチャネル、またはそれ以上からなる群から選択される、上記91に記載の枯渇化デバイス。
114. 前記1つまたは複数の枯渇化ユニットが、ガス枯渇化媒体をさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
115. 前記ガス枯渇化媒体が、ガス収着剤である、上記114に記載の枯渇化デバイス。
116. 前記ガス枯渇化媒体が、ゲル、固体、ガス、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記114に記載の枯渇化デバイス。
117. 前記枯渇化媒体が、1つまたは複数のパケットに保持される、上記114に記載の枯渇化デバイス。
118. 白血球低減デバイスをさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
119. 血小板分離デバイスをさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
120. 赤血球編集デバイスをさらに備える、上記91に記載の枯渇化デバイス。
Claims (20)
- 血液製剤にガスを添加するためのガス添加デバイスであって、
a.筐体と、
b.1つまたは複数の液体チャンバと、
c.1つまたは複数のガス添加チャンバと、
d.前記1つまたは複数の液体チャンバの少なくとも1つを、前記1つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも1つのガス透過性バリアと、
e.少なくとも1つの液体入口と、
f.少なくとも1つの液体出口と
を備え、
前記1つまたは複数の液体チャンバは、層流を妨害する1つまたは複数の流動制御機構を更に有している、ガス添加デバイス。 - 前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド(PVDF)、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記少なくとも1つのガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、請求項2に記載のガス添加デバイス。
- 前記1つまたは複数の液体チャンバが、2つ以上のガス透過性バリアにより前記1つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記血液製剤は、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記1つまたは複数の流動制御機構が、前記1つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記1つまたは複数の液体チャンバの幅である、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記1つまたは複数のガス添加チャンバが、前記1つまたは複数のガス添加チャンバと流体連通した少なくとも1つのガス入口および少なくとも1つのガス出口をさらに備える、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記ガス添加チャンバが、1つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、請求項9に記載のガス添加デバイス。
- 添加ガスが、前記少なくとも1つのガス入口内に流動し、前記1つまたは複数のガス添加チャンバを通過して前記少なくとも1つのガス出口を通って出る、請求項9に記載のガス添加デバイス。
- 前記添加ガスが、純酸素、空気、二酸化炭素、亜酸化窒素およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項11に記載のガス添加デバイス。
- 前記1つまたは複数の液体チャンバが、1つの液体チャンバ、2つの液体チャンバ、3つの液体チャンバ、4つの液体チャンバ、5つの液体チャンバおよび6つ以上の液体チャンバからなる群から選択される、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 前記1つまたは複数のガス添加チャンバが、1つのガス添加チャンバ、2つのガス添加チャンバ、3つのガス添加チャンバ、4つのガス添加チャンバ、5つのガス添加チャンバおよび6つ以上のガス添加チャンバからなる群から選択される、請求項1に記載のガス添加デバイス。
- 輸血用血液製剤を調製する方法であって、請求項1に記載のデバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法。
- 前記血液製剤が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、請求項15に記載の方法。
- 前記添加ガスが、酸素、二酸化炭素、酸化窒素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項15に記載の方法。
- 前記増加したレベルのガスが、ヘモグロビンに結合した生理学的レベルの酸素である、請求項15に記載の方法。
- 前記血液製剤が、赤血球編集デバイスを通って流動する、請求項15に記載の方法。
- 前記血液製剤が、赤血球懸濁液および濃厚赤血球からなる群から選択される、請求項19に記載の方法。
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