JP7419314B2 - 磁気濾過装置および方法 - Google Patents
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Description
本願は、概して、血液濾過システムに関し、より具体的には、磁気濾過システムに関する。
本願は、本願の譲受人に譲渡された2015年9月14日に出願された米国仮特許出願第62/218,211号に対する優先権を主張するものであり、その内容は、全体が参照により本明細書中に援用される。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
(項目1)
第1の表面、第2の表面、および1つまたはそれを上回る壁表面を有する、コンテナであって、前記第1の表面、前記第2の表面、および前記1つまたはそれを上回る壁表面は、コンテナ容積を画定する、コンテナと、
前記コンテナと流体連通する入力ポートと、
前記コンテナと流体連通する出力ポートと、
密接に並置して積み重ねられ、前記コンテナ容積内に位置付けられる、複数の平面磁気メッシュを備える、濾床と、
前記コンテナの第1の表面上に位置付けられる第1の永久磁石と、
前記入力ポートと流体連通する臨床体外血液回路の第1の入力導管と、
前記出力ポートと流体連通する臨床体外血液回路の第1の出力導管と、
を備え、前記第1の磁石は、前記平面磁気メッシュに対して配向される磁場を生成する、血液の臨床体外濾過のための血液濾過器システム。
(項目2)
前記入力導管の中にポンプをさらに備え、前記ポンプは、40~400ml/分の流速を生成する、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目3)
前記入力ポートと前記出力ポートとの間の流体流は、前記メッシュの平面と平行である、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目4)
前記入力ポートと前記出力ポートとの間の流体流は、前記メッシュの平面に対して傾斜している、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目5)
前記第1の表面と反対の前記コンテナの前記第2の表面上に位置付けられる第2の磁石をさらに備える、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目6)
第1の表面、第2の表面、および1つまたはそれを上回る壁表面を有する、コンテナであって、前記第1の表面、前記第2の表面、および前記1つまたはそれを上回る壁表面は、容積を画定する、コンテナと、
前記コンテナと流体連通する入力ポートと、
前記コンテナと流体連通する出力ポートと、
密接に並置して積み重ねられ、前記コンテナ容積内に位置付けられて、前記第1および第2の表面と同一平面上にある、複数の平面磁気メッシュを備える、濾床と、
前記コンテナの前記第1の表面上に位置付けられる第1の永久磁石と、
を備える、血液濾過器。
(項目7)
前記第1の永久磁石は、前記平面磁気メッシュと実質的に垂直に配向される磁場を生成する、項目6に記載の血液濾過器。
(項目8)
前記コンテナの前記第2の表面上に位置付けられる第2の永久磁石をさらに備える、請求項6に記載の血液濾過器。
(項目9)
前記フィルタを通過する各個々の赤血球のための迷路層流路を備え、
前記フィルタは、デッドスポットおよび渦を回避するよう、かつ全体的に十分な流速を維持するよう、ミリメートル規模長において一様な流量特性を生成するように設計される、
血液濾過器。
(項目10)
前記流路は、赤血球をその無妨害流から前記赤血球の直径の3倍を上回って逸脱させる、項目8に記載の血液濾過器。
(項目11)
前記流路は、赤血球をその無妨害流から約20ミクロンを上回って逸脱させる、項目8に記載の血液濾過器。
(項目12)
それを通って血液が流動する、第1の容積であって、前記容積の平均磁場に対して前記血液上で増加した磁気減退力を生成するよう、その内側で前記血液が磁場に暴露される、複数の副次的な第1の容積が存在する、第1の容積と、
それを通って血液が流動する、第2の容積であって、その内側で前記血液が前記容積の平均抗力と比較してより低い粘弾性抗力を受ける、複数の副次的な第2の容積が存在する、第2の容積と、
を備え、前記第1および第2の副容積は、空間内で実質的に一致する、
血液濾過器。
(項目13)
前記入力ポートは、前記コンテナ内の流体流の方向と直交し、前記出力ポートは、前記コンテナ内の流体流の方向と直交する、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目14)
前記平面磁気メッシュは、織物である、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目15)
前記織物メッシュは、畳織である、項目14に記載の血液濾過器システム。
(項目16)
前記システム内の全流体体積は、患者の血液量の8%未満である、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目17)
前記システム内の全流体体積は、100mlを上回り、かつ250ml未満である、請求項16に記載の血液濾過器システム。
(項目18)
前記システム内の全流体体積は、20mlを上回り、かつ35ml未満である、項目16に記載の血液濾過器システム。
(項目19)
前記入力および出力ポートは、前記1つまたはそれを上回る壁表面内にある、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目20)
第1の表面、第2の表面、および1つまたはそれを上回る壁表面を有する、コンテナであって、前記第1の表面、前記第2の表面、および前記1つまたはそれを上回る壁表面は、容積を画定する、コンテナと、
前記コンテナと流体連通する臨床体外血液回路への接続のための入力ポートと、
前記コンテナと流体連通する臨床体外血液回路への接続のための出力ポートと、
密接に並置して積み重ねられ、前記コンテナ容積内に位置付けられて、前記第1および第2の表面と同一平面上にある、複数の平面磁気メッシュを備える、濾床と、
を備える、血液の臨床体外濾過のための血液濾過器。
(項目21)
前記コンテナの前記第1の表面上に位置付けられる第1の磁石をさらに備え、前記第1の磁石は、前記平面磁気メッシュと実質的に垂直に配向される磁場を生成する、項目20に記載の血液濾過器。
(項目22)
前記コンテナの前記第2の表面上に位置付けられる第2の磁石をさらに備える、項目20に記載の血液濾過器。
(項目1)
第1の表面、第2の表面、および1つまたはそれを上回る壁表面を有する、コンテナであって、前記第1の表面、前記第2の表面、および前記1つまたはそれを上回る壁表面は、コンテナ容積を画定する、コンテナと、
前記コンテナと流体連通する入力ポートと、
前記コンテナと流体連通する出力ポートと、
密接に並置して積み重ねられ、前記コンテナ容積内に位置付けられる、複数の平面磁気メッシュを備える、濾床と、
前記コンテナの第1の表面上に位置付けられる第1の磁石と、
前記入力ポートと流体連通する第1の入力導管と、
前記出力ポートと流体連通する第1の出力導管と、
を備え、
前記第1の磁石は、前記平面磁気メッシュに対して配向される磁場を生成する、
血液濾過器システム。
(項目2) 前記入力導管の中にポンプをさらに備える、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目3)
前記入力導管と流体連通する生理食塩水点滴ユニットをさらに備える、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目4)
前記生理食塩水点滴ユニットは、生理食塩水リザーバと、T字接合部分を通して前記第1の導管と並列に流体連通して接続されるシリンジポンプとを備える、項目3に記載の血液濾過器システム。
(項目5)
前記出力導管と流体連通する空気検出器をさらに備える、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目6)
前記出力導管と流体連通する圧力センサをさらに備える、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目7)
前記入力ポートは、表面の中にある、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目8)
前記入力ポートは、壁の中にある、項目1に記載の血液濾過器システム。
(項目9)
前記入力ポートと前記出力ポートとの間の流体流は、前記メッシュの平面と垂直である、項目1に記載の血液濾過器。
(項目10)
前記入力ポートと前記出力ポートとの間の流体流は、前記メッシュの平面と平行である、項目1に記載の血液濾過器。
(項目11)
前記入力ポートと前記出力ポートとの間の流体流は、前記メッシュの平面に対して傾斜している、項目1に記載の血液濾過器。
(項目12)
前記コンテナの前記第2の表面上に位置付けられる第2の磁石をさらに備える、項目1に記載の血液濾過器。
(項目13)
第1の表面、第2の表面、および1つまたはそれを上回る壁表面を有する、コンテナであって、前記第1の表面、前記第2の表面、および前記1つまたはそれを上回る壁表面は、容積を画定する、コンテナと、
前記コンテナと流体連通する入力ポートと、
前記コンテナと流体連通する出力ポートと、
密接に並置して積み重ねられ、前記コンテナ容積内に位置付けられて、前記第1および第2の表面と同一平面上にある、複数の平面磁気メッシュを備える、濾床と、
前記コンテナの前記第1の表面上に位置付けられる第1の磁石と、
を備える、血液濾過器。
(項目14)
前記第1の磁石は、前記平面磁気メッシュと実質的に垂直に配向される磁場を生成する、項目13に記載の血液濾過器。
(項目15)
前記コンテナの前記第2の表面上に位置付けられる第2の磁石をさらに備える、項目13に記載の血液濾過器。
(項目16)
前記フィルタを通過する各個々の赤血球のための迷路層流路を備え、
前記フィルタは、デッドスポットおよび渦を回避するよう、かつ全体的に十分な流速を維持するよう、ミリメートル規模長において一様な流量特性を生成するように設計される、
血液濾過器。
(項目17)
前記流路は、赤血球をその無妨害流から前記赤血球の直径の3倍を上回って逸脱させる、項目15に記載の血液濾過器。
(項目18)
前記流路は、赤血球をその無妨害流から約20ミクロンを上回って逸脱させる、項目15に記載の血液濾過器。
(項目19)
それを通って血液が流動する、第1の容積であって、前記容積の平均磁場に対して前記血液上で増加した磁気減退力を生成するよう、その内側で前記血液が磁場に暴露される、複数の副次的な第1の容積が存在する、第1の容積と、
それを通って血液が流動する、第2の容積であって、その内側で前記血液が前記容積の平均抗力と比較してより低い粘弾性抗力を受ける、複数の副次的な第2の容積が存在する、第2の容積と、
を備え、前記第1および第2の副容積は、空間内で実質的に一致する、
血液濾過器。
Claims (19)
- 血液濾過器アセンブリであって、
第1の磁石と、
取り外し可能なフィルタ筐体であって、前記フィルタ筐体は、入力ポートと、出力ポートと、前記フィルタ筐体内の1つ以上の容積とを画定し、前記入力ポートは、1つ以上の流速での血液を受け取るように構成されている、フィルタ筐体と、
複数のメッシュのスタックであって、前記複数のメッシュは、第1のメッシュを含み、前記複数のメッシュのうちの各メッシュは、複数のワイヤを含み、前記複数のメッシュのスタックは、前記フィルタ筐体内に配置されており、前記第1のメッシュは、前記入力ポートと流体連通し、前記複数のワイヤは、磁化可能な材料を含む、複数のメッシュのスタックと
を備え、
前記第1の磁石は、前記複数のメッシュのスタックに実質的に垂直であり、かつ、前記磁化可能な材料内に磁場を誘起するように十分に強い磁場を生成し、これにより、前記複数のワイヤの各ワイヤの表面の近くの1つ以上の領域内に高磁場勾配が生成され、血液由来の磁性標的は、前記高磁場勾配を有する1つ以上の領域内で捕捉される、血液濾過器アセンブリ。 - 前記1つ以上の流速に応答して、前記血液は、前記複数のメッシュのスタックを通過し、前記複数のメッシュのスタックを通過する前記血液の流れの方向は、磁場の方向に平行であり、これにより、前記1つ以上の領域は、磁気的に標識された生体分子を捕捉するように構成されている静止捕捉ゾーンを画定し、前記1つ以上の流速は、ヒトの動脈または静脈への血液の流速およびヒトの動脈または静脈からの血液の流速の両方に相応である、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記複数のメッシュのスタックは、前記1つ以上の容積のうちの少なくとも1つを通る層流経路を画定するように前記1つ以上の容積に対して配列されており、前記スタックを通る血液の流れは、前記1つ以上の流速で流れるときに層流である、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記第1の磁石は、前記複数のワイヤのうちの1つ以上のワイヤの近くに不均質な磁場を生成するように配列されている、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記複数のメッシュは、ランダムで整合されていない構成で配列されている、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記入力ポートのサイズおよび前記出力ポートのサイズおよび前記1つ以上の容積のサイズは、前記入力ポートと前記出力ポートとの間で約40ml/分から約400ml/分までの範囲の流速をサポートするように選択される、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記第1のメッシュは、前記複数のワイヤの織物を画定し、前記織物は、実質的に最大の磁気減退力の面積が実質的に最小の粘弾性抗力の面積と重複するように構成されている、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記複数のメッシュは、前記複数のメッシュを通過する血液が1つ以上の層流に分離するように配列されており、前記1つ以上の層流は、前記1つ以上の層流が前記複数のメッシュのうちの1つ以上を通って移動するにつれて分割および再結合する、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記第1のメッシュは、前記スタックを通過する血液のレイノルズ数が2300未満または約2300であるように選択される、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記複数のメッシュの配列および前記1つ以上の容積のサイズおよび形状は、前記スタックを通って流れる血液に対するデッドスポットを回避するように選択される、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記1つ以上の流速に応答して、前記スタックは、前記複数のメッシュの1つ以上のワイヤの近くを流れる血液から1つ以上の標的を保持するために、前記複数のメッシュのうちの1つ以上のメッシュの1つ以上のワイヤに隣接する1つ以上の静止捕捉ゾーンを画定する、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記第1の磁石は、複数の磁石のうちの1つ、または、一対の磁石のうちの1つである、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記第1のメッシュは、前記複数のワイヤから織られており、前記第1のメッシュは、約10ミクロンから約1000ミクロンまでの範囲の開口間隔を有している、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記血液濾過器アセンブリは、第2の磁石をさらに備え、前記第1の磁石および前記第2の磁石は、前記フィルタ筐体の反対側に配列されている、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記フィルタ筐体は、第1の内側表面と第2の内側表面とをさらに含み、前記第1の内側表面は、前記第2の内側表面の反対側にあり、前記第1の内側表面の表面積は、前記第2の内側表面の表面積によりも大きく、これにより、前記フィルタ筐体内の前記1つ以上の容積を通る流速が増大される、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記筐体は、前記筐体によって画定される他の表面に比較してより大きな表面積を有する一対の表面を画定し、前記入力ポートに入る血液は、前記血液が前記より大きな表面積にわたって広がるように前記筐体によって方向転換される、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 前記入力ポートは、ヒトの動脈または静脈への血液の流速およびヒトの動脈または静脈からの血液の流速から選択される1つ以上の流速での血液を受け取るように構成されている、請求項1に記載の血液濾過器アセンブリ。
- 血液濾過器アセンブリであって、
第1の永久磁石と、
取り外し可能なフィルタ筐体であって、前記フィルタ筐体は、第1の内側表面と第2の内側表面とを含み、前記第1の内側表面は、前記第2の内側表面の反対側にあり、前記第1の内側表面の表面積は、前記第2の内側表面の表面積によりも大きく、前記フィルタ筐体は、入力ポートと、出力ポートと、前記フィルタ筐体内の1つ以上の容積とを画定し、前記入力ポートは、ヒトの動脈または静脈への血液の流速およびヒトの動脈または静脈からの血液の流速から選択される1つ以上の流速での血液を受け取るように構成されている、フィルタ筐体と、
抗凝固剤コーティングであって、前記コーティングは、前記取り外し可能なフィルタ筐体の1つ以上の内側表面に適用される、抗凝固剤コーティングと、
複数のメッシュのスタックであって、前記複数のメッシュは、第1のメッシュを含み、前記複数のメッシュのうちの各メッシュは、複数のワイヤを含み、前記複数のメッシュのスタックは、前記フィルタ筐体内に配置されており、前記第1のメッシュは、前記入力ポートと流体連通し、前記複数のワイヤは、磁化可能な材料を含む、複数のメッシュのスタックと
を備え、
前記第1の永久磁石は、前記複数のメッシュのスタックに実質的に垂直であり、かつ、前記磁化可能な材料内に磁場を誘起するように十分に強い磁場を生成し、これにより、前記複数のワイヤの各ワイヤの表面の近くの1つ以上の領域内に高磁場勾配が生成され、
前記第1の永久磁石は、前記フィルタ筐体内の前記1つ以上の容積を通る流体の流れに実質的に平行に配向された磁場を生成し、
血液由来の磁性標的は、前記高磁場勾配を有する1つ以上の領域内で捕捉される、血液濾過器アセンブリ。 - 前記取り外し可能なフィルタ筐体は、前記筐体によって画定される他の表面に比較してより大きな表面積を有する一対の表面を画定し、前記入力ポートに入る血液は、前記血液が前記より大きな表面積にわたって広がるように前記筐体によって方向転換される、請求項18に記載の血液濾過器アセンブリ。
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