JPH10212237A - ポンプ給送濾過血液処理装置及び方法 - Google Patents

ポンプ給送濾過血液処理装置及び方法

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JPH10212237A
JPH10212237A JP10001533A JP153398A JPH10212237A JP H10212237 A JPH10212237 A JP H10212237A JP 10001533 A JP10001533 A JP 10001533A JP 153398 A JP153398 A JP 153398A JP H10212237 A JPH10212237 A JP H10212237A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全血又は血液成分の自動的な濾過を、フィル
タを介して一定の流量又は圧力特性を確保するような仕
方で達成することのできる装置及び方法の提供。 【解決手段】 フィードバック回路(153,155)がフィ
ルタ(140)の入口近傍において圧力を監視し、フィル
タに対して1つ又はより多くの未濾過の血液成分を送出
するための液体ポンプ(132)の動作を制御する。この
構成を用いることにより、流量、流れ圧力、及び所定容
積についての平均圧力といった、濾過効率に関連する種
々のパラメータを正確に制御することができる。このシ
ステムは、こうしたパラメータの1つが最大値となり又
はそれを越えた場合に、警告を発したり自動遮断を行っ
たりすることができる。このシステムはまた、複数の血
液製剤を単一のフィルタを介して順次濾過することがで
き、各々のそうした製剤に適合する種々の流量又は圧力
特性に対処することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は医用設備に関し、よ
り特定的には全血を成分に分離して採取するための装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】人の全血は、主として3種類の特定の細
胞、即ち赤血球、白血球、及び血小板を含んでいる。こ
れらの細胞は、蛋白質及びその他の化学物質からなる、
血漿と呼ばれる複合的な水溶液中に懸濁されている。過
去においては、輸血は全血を用いて行われていたが、特
定の患者に必要とされる血液成分のみを輸注するという
のが現在の流れである。この手法は利用可能な血液の供
給量を節約するものであり、また患者が不必要な血液成
分に暴露されないことから、多くの場合に患者にとって
も好ましい。個々の血液製剤(製品)を別々に取ってお
くことにより、貯蔵寿命もまた増大させることができ
る。
【0003】輸注に必要な血液成分は、アフェレーシス
と呼ばれるプロセスによってドナーから採取されうる。
このプロセスでは、血液処理装置により、全血のうち所
望とする1つの、又はより多くの特定の成分が分離さ
れ、収穫される。残りの成分はドナーに返血される。
(本明細書で用いられる用語「ドナー」は、採取又は処
理のために全血が採血される全ての者を包含しており、
従ってボランティアのドナー、売血によるドナー、或い
は採取された血液成分が返血される医療的な患者が含ま
れうる。) 従来、血液成分は重力によって濾過され、潜在的に有害
な汚染物質や、白血球の如き内因性の構成成分が除去さ
れている。白血球は宿主に対し、細菌やウィルスの感染
に対する保護をもたらすものではあるが、輸注の受容者
に対する白血球の導入は、他の血液製剤からは導出され
ることのない、非常に不利な反応を生じうる。例えば、
輸注された白血球は過度の免疫遺伝的な拒絶反応や、ウ
ィルス性疾患、及び器官の損傷を誘発しうる。従って、
血漿、血小板、或いは赤血球といった収穫された血液画
分は濾過して、白血球を除去することが望ましい。
【0004】一般的な構成例では、血液成分は、白血球
フィルタの上方に吊り下げられ、その白血球フィルタの
入口と流体的に連通している容器内に入れられる。流出
する濾液は、白血球フィルタの下側に配置され、その出
口と流体的に連通している容器に採取される。この場合
に血液成分と受け側の容器(バッグ)との間の垂直方向
の距離は、通常は20から60インチ(約50から150cm)で
ある。
【0005】濾過が行われる流量は、プロセスの進行に
つれてかなり変動しうる。これは基本的には、フィルタ
が徐々に目詰まりし、流れ抵抗を増大させることによ
る。従って多くの場合に、濾過の始まりにおける流量
は、終わりにおいて観察される流量の2倍程度になる。
この濾過流量はまた、ドナー相互間での血液特性の相違
の結果としても変動しうる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この変動は、濾液の品
質に対してかなりの影響を与えうる。なぜなら、濾過効
率は一般に、未濾過の血液成分とフィルタ材料との接触
時間に依存するからである。例えば、流量が増大すれば
接触時間は減少し、従って濾液中における除去されてい
ない白血球の濃度は上昇しうる。同時に、満足できる濾
液の純度を達成するのに必要な程度を越えて、プロセス
の長さを増大させてしまうような、不必要に低い流量は
回避するのが望ましい。
【0007】一般に、白血球フィルタはかなりの内部容
積を有し、最後にフィルタ中に残存する所定量の血液製
剤を流出させるためには、重力濾過は余り適切ではな
い。もちろん、補助的な流体を用いてフィルタをパージ
し、この残存量の流出と採取を行わせるようにすること
は可能であるが、しかしその実施に必要な設備と手順は
厄介であり、しかも労働集約的なものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明はこの濾過プロセ
スを、フィルタを通る流量又は圧力特性が一貫したもの
となることを保証するような仕方によって自動化する。
第1の側面においては、本発明はフィードバック回路を
含み、これによってフィルタの入口近傍において圧力を
監視する。このフィードバック回路は流体ポンプの動作
を制御するものであり、このポンプは1又はより多くの
未濾過の血液成分をフィルタへと送る。この構成を用い
ることにより、濾過効率に関係する各種のパラメータを
正確に制御することができる。そうしたパラメータの1
つは流量である。ポンプによって置換(排水)される容
積がポンプの速度により直接的に決定されるものでない
場合には、流量を監視する代替物として圧力を用いて、
それに応じてポンプを制御することができる。
【0009】しかしながら好ましい実施態様において
は、ポンプは容積形ポンプであり、従って一定のポンプ
速度から直接的に一定の流量が得られる。こうしたシス
テムについては、制御されるパラメータは一般には、フ
ィルタ圧力である。一定の流量を達成するについては、
フィルタに対する過剰の圧力の負荷を回避することが重
要である。さらにまた、フィルタによっては流量よりも
圧力に敏感なものがあり、最適な挙動を得るためには一
定の圧力が必要とされる場合がある。前者の場合、即ち
フィルタに対する過剰の圧力を回避する場合には、フィ
ードバック回路にアラームを含め、一定の流量を実行す
ることがフィルタの入口において過剰の圧力を生じた場
合、それをオペレータに警告することができる。(フィ
ルタの入口における圧力はフィルタ全体にわたる圧力に
対応する。なぜなら流量が一定の場合、出口の圧力は実
質的に一定だからである。)加えて、フィードバック回
路は、圧力限界において流れを遮断するように構成する
ことができる。後者の場合、即ち一定の圧力が必要とさ
れる場合には、フィードバック回路は、フィルタの入口
における圧力が一定となるようにポンプを作動させるこ
とができる。圧力の警告を行う限界値は、フィルタが安
全に許容することのできる最大圧力とすることができる
が、しかしより一般的には、それを越えた場合には濾液
の品質が損なわれてしまうような値である。
【0010】フィルタによっては、ある所定期間にわた
る流れについての平均圧力が何らかの最大値を越えない
限り、断続的に生ずる圧力スパイクを許容するものがあ
る。この場合、フィードバック回路は所定期間にわたる
流量についての圧力の読み取り値を積分し、平均圧力が
最大限界値を越えた場合にはアラームの起動及び/又は
流れの遮断を生じさせることができる。
【0011】第2の側面においては、本発明は、濾過プ
ロセスの完了の後に、フィルタ内部にある量を都合よく
パージするのを容易にする。このシステムは、選択的に
接続された補助流体、例えば生理的食塩水や保存溶液の
源を含み、未濾過の血液製剤がなくなった後に、ポンプ
はこうした流体をフィルタを通じて送り出す。残存する
血液製剤の殆どを流出させるのに十分な量の補助流体が
フィルタを通され、所望ならば、さらにフィルタを洗い
流すことができる。
【0012】第3の側面においては、本発明は複数の血
液製剤を同じフィルタを通して濾過し、それぞれの濾液
を個別の容器に収集するのを容易にする。この場合にフ
ィードバック回路は、これら各種の血液製剤の濾過にと
って望ましい、それぞれに異なる流量又は圧力特性に対
処する。
【0013】第4の側面においては、本発明は、先行し
て行われる全血の濾過及び/又は後続して行われる分離
された画分の濾過及び収集を含む、血液の採取と分離の
ための完全なアフェレーシスシステムを提供する。この
システムは、ドナーから血液を採取するための静脈針
と、血液をその成分に分離するための遠心分離器と、フ
ィルタと、ポンプと、特にフィードバック回路として動
作するコントローラ及び圧力センサと、さらに十分に確
立されているプロトコルに従ってアフェレーシス手順を
実行するのに必要な各種の容器、配管、機械的及び電子
的な部品を含む。
【0014】かくして本発明は、上記の原理に従って作
動するよう構成された装置と、またそうした原理を具現
化するための方法とを含むものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以上の議論は、添付図面を参照し
て行われる以下の詳細な説明からより容易に理解され
る。なお図面全体を通じて、下2桁が同じ参照番号は同
様の部材を示している。
【0016】最初に図1を参照すると、全体的に100で
示された本発明による装置(システム)の基本的な構成
要素が示されている。この装置100は第1の入口115と第
2の入口120を含み、これらは一対のバルブ115V,120V
のそれぞれを介して、一対の分岐した血液適合性のチュ
ーブへと流体を受け入れる。これらの分岐したチューブ
はY形コネクタ122において接合され、このコネクタの
出口は別のY形コネクタ124の一方の入口へと流体連通
可能に結合されている。Y形コネクタ124の他方の入口
は、チェックバルブ126Vを介して、空気を入れた容器
(図示せず)又は抜気口へと、流体連通可能に結合され
ている。
【0017】Y形コネクタ124の出口からは、血液適合
性のある主たるチューブ130のラインが延びており、こ
のラインには制御可能な双方向蠕動ポンプ132が係合し
て動作する。ポンプ132は次いで、チューブ130及びそこ
からの分岐内における流れの方向と圧力とを決定する。
チューブ130内の空気は、空気検出器134により検知され
る。チューブ130は第3のY形コネクタ136を経て分か
れ、このコネクタの一方の出口はフィルタ140の入口に
対して流体連通可能に結合されている。フィルタ140か
ら出てくる物質は、一対のバルブ145V,150Vの設定によ
り定められるところに従い、2つの採取バッグ145,150
の何れかへと導通される。フィルタ140の機能と構造
は、濾過されている物質の性質に依存し、そして恐らく
は、例えば白血球フィルタ(例えば米国ニューヨーク州
イーストヒルズ所在のPall Biomedical Corp.により市
販されているBPF4又はLRF6フィルタ、或いは東京のAsah
i Sepacell社から市販されているR200フィルタ)、ウィ
ルスの不活性化又は低減のためのウィルスフィルタ(例
えば米国マサチューセッツ州マールボロ所在のHemasure
Inc.により製造されているSTERIPATHフィルタ)、細菌
フィルタ、或いは血小板除去フィルタである。これらの
構成部品は在来のものであり、容易に入手可能である。
【0018】Y形コネクタ136の他方の出口は圧力セン
サ153に通じており、これはチューブ130のライン及びそ
の開放している分岐内の流体圧力を測定すると共に、測
定値を示す電子信号を発生する。圧力センサ153は好ま
しくは、外部の病原菌から装置100の無菌の内部環境を
隔絶するための疎水性フィルタを含み、またチューブ用
のスライドクランプ154により、装着の際にシステムか
ら流体的に分離されることができる。圧力センサ153の
出力信号はコントローラ155に供給され、このコントロ
ーラは適切な電気的接続と制御信号とを介して、ポンプ
132の状態を判定する。
【0019】動作にあたっては、このシステムは最初
に、バルブ115V及び120Vを閉じ、圧力センサ153により
測定される内部圧力が所望の値(例えば大気圧より75mm
Hg下)となるまでポンプ132を逆回転させることによっ
て、空気がパージされる。システムへの空気の流入は、
チェックバルブ126Vによって拒絶される。次いでバルブ
115Vが開放され、入口115を通じてシステム内へと1又
はより多くの血液成分(例えば全血、血漿、富血小板血
漿など)がシステムに入ることが許される。ポンプ132
はこうした物質を入口115を介して引き入れ、これを採
取バッグ145,150の一方へとフィルタ140を通して強制
的に流動させるように作動される。このプロセスの進行
につれて、フィルタ140の入口における圧力(圧力セン
サ153により測定された)は、フィルタ140が徐々に目詰
まりするにつれて増大する。流れ抵抗の増大に応じて、
本発明の能力と合致し且つオペレータが選択した手法に
より、コントローラ155はポンプ132を作動させる。より
具体的にはコントローラ155は、一定の流量を維持する
が最大圧力に達した場合にポンプ作用を終了させ、又は
流量を変化させることにより一定の内部圧力を維持し、
或いは目標流量と目標若しくは最大圧力の何らかの組み
合わせを維持する(例えばコントローラ155が所定の容
量若しくは期間にわたって、又はある圧力範囲内で一定
の流量を実行し、次いでサイクルの残りの期間にわたっ
て一定の圧力を実行する)ことができる。この場合に
も、ポンプ132は容積形ポンプであるから、流量dV/dtは
ポンプの回転(ポンプ給送)速度に直接に追従する。圧
力センサ153とコントローラ155はフィードバック回路を
形成し、プログラムされた圧力/流量制御方式を実行す
る。結果として、最適なフィルタ性能が確保されうる。
【0020】コントローラ155にはまた、測定された圧
力が最大限界を越えた場合にシステムのオペレータに警
告し(例えば光、メッセージ表示、又は可聴信号によ
り)、及び/又はポンプ132を遮断するためのアラーム
機能を備えることができる。例えば、流れの圧力がある
最大許容レベルを超えて上昇した場合には、血液細胞は
物理的に損傷を受ける可能性がある。このレベルをコン
トローラ155にプログラムし、アラーム限界として用い
ることができる。コントローラ155はそれ自体、例えば
プログラム可能なシングルチップのマイクロコンピュー
タを用いて実現することができる。これは圧力センサ15
3からの信号をマイクロコンピュータにより処理可能な
デジタル信号に変換するADコンバータを組み込んだも
のでよい。代替的に、この回路はカスタムメイドの集積
回路や個別の電子回路により実現することができる。コ
ントローラ100はまた、システムのオペレータからデー
タを受け取るための、キーパッド又はその他の入出力デ
バイスを含むことができる。
【0021】コントローラ155のための代表的なプログ
ラミングロジックは、図3に状態図として示されてい
る。コントローラ155は頻繁に又は連続的に、フィルタ1
40の入口における実際の圧力Pa(圧力センサ153により
測定された)と、ポンプ132からの実際の流量Fa(ポン
プ132が容積形ポンプの場合には一定であるが、そうで
ない場合にはPaから計算される)とを表すデータを受け
取る。オペレータはコントローラ155に対し、最大圧力P
max、目標圧力Ptarg、圧力許容度Ptol(即ち、例えばポ
ンプのローラに付随する小さな圧力変動又は測定誤差に
起因する予測された偏差。このPtolパラメータは、不適
当に細かくポンプを調節することを防止する閾値として
機能する)、目標流量Ftarg、及び最小流量Fminなどの
1つ又はより多くのものを表す値を提供する。例示され
たロジックは、これらのパラメータ全てについて値を提
供する。
【0022】コントローラは、それが受信するデータ
(このデータは変化しうる)及びオペレータにより提供
されるデータ(このデータはサイクル中は一定のままで
ありうる)を、例示されたロジックに従って連続的に分
析し、システムの状態を判定する。始動時には、コント
ローラ155はシステムが状態305に入るようにするが、こ
の状態はポンプ132の速度をPa≧Ptarg又はFa≧Ftargと
なるまで増大させることに対応しており、そうなった時
点においてシステムは状態310に入る。そこではポンプ
の速度は一定に保たれる。しかしながら、何れかの時点
においてPaがPmaxを越えたならば、システムはアラーム
状態320に入り、そこではポンプ132は停止され及び/又
はアラームが起動される。
【0023】状態310は、次の3つの状態の何れかが検
出されるまで維持される。(1)Pa<Ptarg−Ptol及びF
a<Ftarg。この場合、コントローラ155はシステムを再
度状態305に入らせる。(2)Pa>Ptarg+Ptol及びFa>
Fmin。この場合コントローラ155は、システムを状態315
に入らせるが、この状態はポンプ132の速度を低減させ
ることに対応している。(3)もう一つは前と同様にPa
>Pmaxとなる状態であり、その場合にはシステムはアラ
ーム状態320に入る。またコントローラ155は、次の3つ
の状態の何れかが検出された場合には、システムが状態
315を出るようにする。即ち(1)Pa<Ptarg及びFa≦Ft
arg、(2)Fa≦Fmin、又は(3)Pa>Pmaxである。こ
の場合の状態(1)又は(2)はシステムを状態310に
復帰させるが、状態(3)はアラーム状態320に入る結
果となる。
【0024】アラーム状態320からは、オペレータのリ
セットによりシステムの再始動が可能である(状態30
5)。
【0025】このアラームの限界値は、単一の値をとる
圧力レベルよりも複雑である。例えば図4に示すよう
に、許容可能なフィルタ圧力は累積的な濾過済み容積の
関数でありうるものであり、与えられた濾過済み容積に
ついての平均圧力がある限界値LH内にある限り、小さな
圧力「スパイク」は受け入れることができる。実際に
は、最適な濾過効率は最小圧力LLをも必要としうるもの
であり、従って所定品質の濾液が保証されるのは、作動
中の圧力が境界値LHとLLの間に保持される場合だけであ
る。過度に高いか又は低い圧力はまた、基本的な誤動作
又は欠陥を示すものであり得る。例えば、流れ抵抗が不
十分であることは、フィルタが迂回されていること又は
漏れがあることを反映している場合があり、他方抵抗が
過大であることは、プライミングの失敗やフィルタの不
作動に起因することがある。何れの状態の場合にも、最
終的な製品の品質を検査する必要性がある。逆に、上記
した受け入れ可能な範囲内での適切な動作は、ある程度
の品質保証をもたらすことになる。所望ならば、通常は
閉じているバイパスループをフィルタ140と並列に設け
て、アラーム限界に達した場合にはフィルタ140を通過
する経路を閉じ、未濾過の血液成分を別の収集容器に差
し向けて、誤作動を生じているフィルタと接触した結果
としてこうした成分が失われたり、汚染されたりするの
を回避することができる。
【0026】入口120は、濾過及び採取の過程におい
て、種々の目的で各種の補助流体を導入するために用い
ることができる。例えば、入口115を通して血液成分が
入ってくる前に、生理的食塩水溶液を導入し、システム
のチューブ及び/又はフィルタ140をプライミングさせ
ることができる。加えて、入口115を通じての血液成分
の導入が完了した後に、入口120を介して流体を供給し
て、恐らくは30ミリリットル程度の内部容積を有しうる
フィルタ140に残存している物質を、収集バッグ内へと
置換(排出)させることができる。
【0027】図1の実施例に対しては、種々の変更を行
うことができる。例えば、ポンプ132をフィルタ140の下
流側(即ちフィルタ140と、バルブ145V,150Vにつなが
るY形コネクタとの間)に配置し、血液をフィルタ140
を介して押しやるのではなしに、このフィルタを介して
引き入れるようにすることができる。フィルタ140の下
流側にはまた、チェックバルブの付いた、空気を排除す
るための抜気口(後述)を追加して、空気のパージを容
易にすることができる。またサイクルの完了前に、少量
の濾液を採取するためのサンプルバッグを同様に設ける
こともできる。
【0028】一般的な用途では、血液成分の源は、ドナ
ーから血液を採取し、これを血漿、バフィコート、血小
板及び赤血球(RBC)のような画分、或いはこれらの
何らかの組み合わせへと分離する、アフェレーシス装置
である。図2は本発明のより複雑な実施形態を示してお
り、これは赤血球を採取するための独立型のアフェレー
シス装置として動作する。この装置200は在来の遠心分
離ボウル210(例えば米国特許第4,983,158号による)を
用いており、このボウルは好ましくは250ミリリットル
程度の内部流体容量を有すると共に、このボウルを回転
させるための手段(図示せず)と、入口ポートPT1及び
出口ポートPT2が設けられる。遠心分離ボウル210の出口
ポートPT2は、作動過程において血漿及び空気を収集す
るための容器212の入口ポートと流体的に連通してい
る。容器212は図示のように垂直に立てられており、取
り出しモードにおいて容器212から空気ではなく、収集
された液体が流出されるようになっている。出口ポート
PT2からの流体の経路には、システム内の圧力を監視す
るための圧力センサ214も含まれる。容器212の出口ポー
トからの流体の経路は、バルブ218Vを介して、システム
の機能の多くを実行する主たる蠕動ポンプ232a,232bへ
と戻り、その後一対のバルブ220V,222Vを介してフィル
タ240の入口ポートに達する。フィルタ240の出口ポート
からの流体経路には疎水性の抜気口(ベント)225が含
まれ、この経路はバルブ245V,250Vを介して、第1及び
第2の採取バッグ245,250へと導かれる。これらは、ド
ナーから得られ濾過された赤血球を貯蔵するために用い
られる。
【0029】また容器212の出口ポートからの戻り経路
に同様に接続されているものとして、一対の容器260
(生理的食塩水用)及び容器262(保存剤用)があり、
これらは一対のバルブ260V,262Vを介してこの流体経路
に結合されている。保存剤はRBCの貯蔵寿命を延長さ
せるための添加剤であり、その適切な例としては商品名
SAGM,ADSOL,NUTRICELL,PAGGsM,MAP及びグリセロー
ルなどがある。
【0030】遠心分離ボウル210の入口ポートPT1は、バ
ルブ220V,222V及びY形コネクタ268を介して、スライ
ドクランプ269によりシステムに接続された静脈針266と
選択的に結合される。静脈針266はまた、抗凝固剤のた
めの容器270と流体的に連通している。抗凝固剤ポンプ2
72が抗凝固剤溶液を、容器270から引き出すようになっ
ている。この溶液はシステムに入り、Y形コネクタ268
を介して、採取された血液と混合される。これらの容器
は一般的には全て、血液適合性のある材料から作成され
たバッグである。図示された流体の流れ経路は、所定の
長さの血液適合性のあるチューブ(集合的に参照番号23
0で示す)により確立される。
【0031】一連の空気検出器D1,D2,D3,D4が、この
流体回路内の種々の個所において、流体の存在又は不存
在を検出する。粗フィルタ275(典型的には170μmの孔
径を有する)は、ドナーに返血される血液中から、潜在
的な微小凝集物を除去する。一対の細菌フィルタ277,2
80は、容器260,262及び270から取り出された溶液から
細菌を除去する。
【0032】動作に際しては、コントローラ255は、バ
ルブ260V及び220Vを開き、バルブ222V及び262Vを閉じ、
ポンプ232a及び232bを作動させることにより、まず容器
260からの保存剤溶液によりチューブ230をプライミング
する。(コントローラ255は蠕動ポンプのみに関して作
動するように示されているが、これは表示上の便宜のた
めだけである。実際には、コントローラ255はここで記
述されたシステムの全ての構成要素の動作を支配す
る。)ポンプ232a,232bは保存剤溶液を、それが空気検
出器D2に達するまで引き入れ、この検出器は液体の存在
が検出されたならば直ちに、コントローラ255に対して
信号を送る。コントローラはこれに応じて、バルブ260V
を閉じることにより、保存剤溶液によるプライミング動
作を終了させる。プライミングの間、バルブ245Vと250V
は開かれたままであり、パージされた空気はフィルタ24
0へと送られて容器245,250に蓄積される。
【0033】上記の手順は次いで、容器262からの生理
的食塩水でチューブ230をプライミングするように繰り
返される。この動作の間、バルブ262V及び220Vは開放さ
れており、バルブ222V及び260Vは閉じられている。この
場合にも、検出器D2により液体が検出された場合にプラ
イミングは終了され、パージされた空気はフィルタ240
に送られる。
【0034】次に、コントローラ255はポンプ272を作動
させて、チューブ230及び静脈針266を、容器270からの
抗凝固剤でプライミングさせる。抗凝固剤は検出器D4に
達するまでチューブ230を介して通され、この検出器は
抗凝固剤の存在を検知したならば直ちに、コントローラ
255に対して信号を送る。コントローラ255はこれに応じ
て、抗凝固剤によるプライミング動作を終了させる。
【0035】プライミングが完了したならば、コントロ
ーラ255はポンプ232bを逆回転させて、フィルタ240及び
容器245,250内にある空気をボウル210と容器212に排出
する。これを達成するために、バルブ220V,245V及び25
0Vが開かれ、バルブ218V,222V,260V及び262Vが閉じら
れる。ポンプ動作は、大気圧より75mmHg低い圧力が圧力
センサ253により検出されるまで続けられる。
【0036】次いで静脈針266がドナーに挿通され、コ
ントローラ255ははポンプ232bと272を作動させることに
より、採取される全血が抗凝固剤と混合されるようにす
る。ポンプ272は容器270からの抗凝固剤を採取された全
血に対し、抗凝固剤と全血が目標とする比率(一般には
1:16)を維持するようにして混合する。バルブ222Vは
開かれ、バルブ220Vは閉じられており、抗凝固処理され
た全血は入口ポートPT1を介してボウル210内へと押し進
められる。
【0037】コントローラ255は次いで、ボウル210の回
転を開始させ、遠心力によって高密度成分(主としてR
BC)が低密度成分(白血球、血小板及び血漿)から分
離される。特に、遠心分離ボウルの回転により、RBC
はボウルの外壁に向けて濃縮されてくる。より軽い血液
成分、抗凝固剤及び破片物からなる上清は、ボウル内で
同心円状の層を形成し、血液が継続して流入してくる
と、ボウルの中心部分(コア)に向けて接近し、ついに
は出口ポートPT2から流出する。血漿はラインセンサ282
を通過し、血漿容器212に収集されるが、この容器は大
体400−600ミリリットルの血漿を保持する。分離された
血漿の殆ど全部が容器212に送られた時点(例えば出力
がコントローラ255に接続されているラインセンサ282に
より、液体中の曇りの増大が検出されることにより示さ
れる)で、遠心分離ボウルの回転を停止させることによ
り、分離プロセスは終了される。コントローラ255は次
いで、バルブ218Vと262Vを開き、バルブ260Vを閉じるこ
とにより、所定の比率で生理的食塩水と混合させて、容
器212内の血漿をドナーへと戻すようにする(この場合
も、容器212の垂直配向により、漂遊する空気が入り込
むことが防止される)。この動作の間、ポンプ232a,23
2bは同じ速度で回転し、血漿は入口ポートPT1を通過す
ることなしに、Y形コネクタ290を介して通される。こ
うした成分はドナーに対し、迅速な速度で、例えば120m
l/分で戻されることが好ましい。この戻り速度におい
ては、生理的食塩水溶液はポンプ232aにより、約60ml/
分の速度で導入される。(生理的食塩水を添加すること
は、ドナーが蒙りうるクエン酸塩の影響を低減し、また
抽出された成分により占められていた容量を補償す
る。)実際には、バルブ218Vと222Vを開き、バルブ220V
を閉じ、ポンプ232aをポンプ232bよりも僅かに早い速度
で運転することにより、サイクルが完了する前に(即ち
ボウル210が作動している間でさえも)血漿をドナーに
戻すことが可能である。このようにして、容器212から
取り出された血漿の幾らかはドナーに戻され、残りはY
形コネクタ290からボウル210へと戻されて再循環され、
分離プロセスが継続される。戻される血漿と再循環され
る血漿の比率は、ポンプ232a,232bの相対速度によって
決定される。
【0038】ボウル210内に残っている血液成分は、バ
ルブ222Vを閉じバルブ220Vを開いた状態で、ポンプ232b
によりフィルタ240を介して、入口ポートPT1を通じて取
り出される。最初は、フィルタ240をプライミングする
ためにバルブ245Vと250Vは閉じられたままであり、ポン
プ232aはボウル210の内容物を保存剤溶液と混合するよ
うに作動される。バルブ260Vは開いており、バルブ262V
は閉じられている。ポンプ232a,232bのそれぞれの回転
速度は、保存溶液が所望の濃度で(通常は1/3であ
り、従ってポンプ232aはポンプ232bの1/3の速度で回
転する)混合されるように選択される。好ましくは一定
の流量で実行されるこの動作の間に、空気は疎水性抜気
口225を介して、フィルタ240からパージされる。センサ
253により測定された圧力が所定の限度(例えば150mmH
g)に達した場合に、プライミング動作はバルブ245V,2
50Vの一方を開くことによって終了される。ボウル210に
残っている内容物は次いで、検出器D2により液体の不存
在が検出されるまで、或いは所定の容量が処理されるま
で、フィルタ240を通じて取り出される。好ましくは、
このプロセスの間に、コントローラ255はバルブ245V,2
50Vの一方を、他方は閉じた状態として交互に開き、濾
過された製品を容器245,250へと分配する。
【0039】ボウルが空になった時点で、或いは所定の
容量の製品が処理された時点で、装置200は、上述した
のと同様の第2の採血サイクルを開始する。全血が再度
ドナーから取得され、抗凝固剤と混合され、RBCがボ
ウル210に蓄積され、そして血漿がドナーに戻される。
この第2のサイクルは次いで終了され(この場合もライ
ンセンサ282からの信号により)、静脈針266はドナーか
ら外される。しかしながら今度は、フィルタのプライミ
ング動作は行われない。コントローラ255は単に、ポン
プ232a,232bを定まった回転速度比で作動させ、保存剤
溶液と血液製剤との目標とする混合物を得て、容器24
5,250を交互に充填する。ボウル210が空になった時点
で、フィルタ240の内部容積は、依然として血液製剤と
保存剤溶液の混合物により満たされている。この容量分
を容器245,250に移し替えるために、コントローラ255
はポンプ232aを作動させて、追加の保存剤溶液を容器26
0からフィルタ240へと移送する。所望ならば、この動作
は移し替えのために厳密に必要な限度を越えて継続し、
さらなる保存剤溶液をフィルタ240を介して送り込ん
で、このフィルタを洗い流すことができる。この場合、
血液製剤と保存剤溶液の混合比は、移し替えに続けてこ
の付加的な量を導入することを許容するように選択され
ている。
【0040】濾過の過程においては、コントローラ255
は圧力センサ253により検出された圧力に基づき、ポン
プ232bを本発明の原理に従って作動させる。具体的に
は、フィルタ240の特性に基づいて、コントローラ255は
一定の流量又は一定の圧力を保証することができ、過度
の又は不十分な圧力(瞬時値又は累積容積についての平
均値)となった場合にはアラームを起動させることがで
き、及び/又は過度の又は不十分な圧力に応答して流れ
を終了させることができる(ポンプ232bをディセーブル
し及び/又はバルブ220Vを閉じることにより)。
【0041】或いはまた装置200は、複数の血液製剤を
収集するように構成し、動作させることができる。例え
ば図2に示す構成は、次のようにして血漿画分とRBC
画分を収集するために用いることができる。即ち採取と
分離の後に、バルブ222Vを閉じ、バルブ220Vを開いたま
まとすることにより、容器212からの血漿は静脈針266に
戻るのではなしに、フィルタ240を通して送られる。こ
の場合にも、コントローラ255は圧力センサ253に応答
し、本発明に従ってポンプ232bを作動させる。そしてバ
ルブ245V,250Vの一方のみが開いたままとされ、血漿を
1つの収集容器に保持させる。
【0042】容器212からの血漿の移送が完了(検出器D
2における空気の検出又は容器212の測定重量により示さ
れる)したならば、バルブ218Vが閉じられる。バルブ24
5V,250Vのうち、その時に開いている方が閉じられ、他
方が開かれる。次いでポンプ232a,232bが作動されて、
ボウル210からRBCを、容器260から保存剤溶液を一定
の混合比で引き入れ、これらをフィルタ240を介して
(この場合にも本発明に従って)強制的に通し、容器24
5,250のうち未充填の方に送る。コントローラ255はプ
ログラム可能であるから、その動作は種々の血液製剤に
ついて異なる、フィルタの取り扱い条件の相違を斟酌す
ることができる。例えば、血漿についての最大濾過圧力
は、RBCについての最大圧力とは恐らく異なる。また
ボウル210から物質を引き入れるに先立っては、容器26
0,262の一方から取り出される少量の生理的食塩水又は
保存剤溶液により、フィルタ240を洗い流す(リンスす
る)ことが望ましい。
【0043】この場合にも、上記した構成に対しては種
々の変更が可能である。例えば容器212から延びるライ
ンを、ポンプ232aへとつながるラインではなく、入口ポ
ートPT1につながるラインへとバルブ218Vを介して接続
することにより、ドナーに血漿を戻するためにポンプ23
2a,232bの双方(同一の速度で回転する)を使用しなけ
ればならないという必要性を排除することができる。代
わりに、ポンプ232bのみによって血漿の戻しを処理する
ことができる。この構成変更の1つの利点は、細菌フィ
ルタ280をポンプ232aの下流(例えばポンプ232aとY形
コネクタ290の間)に配置し、それにより細菌フィルタ
がポンプ232aの効率を妨げないようにすることができる
点にある。
【0044】また、フィルタ240を越えたところで容器2
45,250と並列に、通常はシステムから切り離されてお
り(例えばチューブのスライドクランプにより)、手順
が完了した後に容器245,250から蓄積された空気を収集
するために用いられるポーチを追加することにより、抜
気口225を省略することもできる。このことは、容器24
5,250を垂直配向で吊り下げ、空気を手作業でポーチへ
と押しやることによって達成することができる。この構
成は手作業による介入を必要とするが、上述した構成と
は異なり、これによれば、他の場合には抜気口225を越
えたところにあり、パージに際してアクセスが不能なま
まである空気をパージすることが可能になる。
【0045】
【発明の効果】かくして以上見てきたように、本発明に
よれば、血液のアフェレーシスに対する便利な、安全で
しかも効率的な手法が提供される。本明細書において用
いられた用語及び表現は、説明のための用語であって限
定のために用いられたものではなく、こうした用語及び
表現の使用に際しては、本明細書に記述され図面に示さ
れた特徴、或いはその一部に均等な何らかのものを排除
する意図はない。むしろ、特許請求の範囲に記載された
本発明の範囲内において、種々の変更が可能であること
が理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の鍵となる特徴を具現化したアフェレー
シス装置の単純化した概略図である。
【図2】本発明のより複雑な実施例の概略図である。
【図3】本発明のコントローラの動作を示す状態図であ
る。
【図4】本発明の動作を統括するのに用いることのでき
る、代表的なフィルタ品質のプロファイルを示すグラフ
である。
【符号の説明】
100 アフェレーシス装置 115,120 入口 115V,120V,145V,150V,218V,220V,222V,245V,25
0V,260V,262V バルブ 122,124,136,236,290 Y形コネクタ 126V チェックバルブ 130,230 チューブ 132,232a,232b,272 ポンプ 134 空気検出器 140,240 フィルタ 145,150,212,245,250 容器(バッグ) 153,253 圧力センサ 155,255 コントローラ 210 遠心分離ボウル 260,262,270 容器(バッグ) 280 細菌フィルタ 282 ラインセンサ PT1 入口ポート PT2 出口ポート D1,D2,D3,D4 空気検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 594202615 400 Wood Road,Braint ree,Massachusetts 02184,United Statesof America (72)発明者 イエール・イゴジィ アメリカ合衆国マサチューセッツ州02173, レキシントン,ブラッサムクレスト・ロー ド・58 (72)発明者 イヴ・バラテリ スイス国1132ルリー,リュ・ドゥ・シャト ー・16

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つの血液成分を処理するた
    めの装置であって、 a.少なくとも1つの血液成分の源と、 b.前記少なくとも1つの血液成分を収集するための収
    集手段と、 c.前記少なくとも1つの血液成分を前記源から前記収
    集手段へと取り込む制御可能なポンプと、 d.前記少なくとも1つの血液成分を収集に先立って濾
    過するためのフィルタと、 e.前記フィルタ内の圧力を測定するための手段と、及
    び f.測定された圧力に基づいて前記ポンプを制御するた
    めのフィードバック手段とからなる装置。
  2. 【請求項2】 ドナーから全血を採取する手段をさらに
    含み、この手段が静脈針を含む、請求項1の装置。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも1つの血液成分の源が、
    採取された全血を複数の成分に分離するための手段を含
    む、請求項2の装置。
  4. 【請求項4】 少なくとも1つの分離された成分が、前
    記分離手段から前記フィルタを通り前記収集手段に入る
    流れ経路を辿り、前記フィードバック手段がプログラム
    された、a)前記フィルタを通る流量、又はb)前記フ
    ィルタ内の圧力を維持するように前記ポンプを制御す
    る、請求項3の装置。
  5. 【請求項5】 前記測定された圧力が最大限界を越えた
    場合に前記フィードバック手段により起動されるアラー
    ム手段をさらに含む、請求項1の装置。
  6. 【請求項6】 前記測定された圧力が最大限界を越えた
    場合に前記フィードバック手段が前記ポンプを停止させ
    る、請求項5の装置。
  7. 【請求項7】 所定の流れ容積について平均された、前
    記測定された圧力が所定範囲外となった場合に、前記フ
    ィードバック手段により起動されるアラーム手段をさら
    に含む、請求項1の装置。
  8. 【請求項8】 前記収集手段が、それぞれ異なる血液成
    分について専用の第1及び第2の個別の容器からなり、
    さらに a.第1の血液成分を前記フィルタを通して前記第1の
    容器に差し向ける手段と、及び b.第2の血液成分を前記フィルタを通して前記第2の
    容器に差し向ける手段とを含む、請求項1の装置。
  9. 【請求項9】 前記第1の血液成分が血漿であり、前記
    第2の血液成分が赤血球である、請求項8の装置。
  10. 【請求項10】 前記フィルタが所定の内部容積を有
    し、少なくとも1つの分離された成分が、前記分離手段
    から前記フィルタを通り前記収集手段に入る流れ経路を
    辿り、さらに a.液体を収容する手段と、及び b.前記流れ経路に選択的に結合され、前記液体を通過
    させて前記少なくとも1つの血液成分を前記フィルタの
    前記内部容積から実質的に排出させるための手段とを含
    む、請求項3の装置。
  11. 【請求項11】 前記フィルタが、a)白血球フィル
    タ、b)細菌フィルタ、c)血小板除去フィルタ、又は
    d)ウィルスフィルタの何れか1つである、請求項1の
    装置。
  12. 【請求項12】 前記フィルタが、a)前記ポンプの下
    流、又はb)前記ポンプの上流の何れかに配置されてい
    る、請求項4の装置。
  13. 【請求項13】 少なくとも1つの血液成分を処理する
    ための方法であって、 a.前記少なくとも1つの血液成分の源及びそのための
    フィルタを準備するステップと、 b.前記少なくとも1つの血液成分を前記源から前記フ
    ィルタへと引き込むステップと、 c.前記少なくとも1つの血液成分を濾過し、この濾過
    の間に前記フィルタ内の圧力を測定するステップと、及
    び d.測定された圧力に基づいて前記引き込みを制御する
    ステップとからなる方法。
  14. 【請求項14】 前記引き込みが、前記フィルタを通し
    てのプログラムされた流量を維持するように制御され
    る、請求項13の方法。
  15. 【請求項15】 前記測定された圧力が最大限界を越え
    た場合にアラームを起動するステップをさらに含む、請
    求項13の方法。
  16. 【請求項16】 前記測定された圧力が前記最大限界を
    越えた場合に前記引き込みを停止させるステップをさら
    に含む、請求項15の方法。
  17. 【請求項17】 所定の流れ容積について平均された、
    前記測定された圧力が所定範囲外となった場合にアラー
    ムを起動するステップをさらに含む、請求項13の方法。
  18. 【請求項18】 前記引き込みが、前記フィルタを通し
    てのプログラムされた圧力を維持するように制御され
    る、請求項13の方法。
  19. 【請求項19】 少なくとも2つの血液成分が個別に濾
    過され、これら少なくとも2つの血液成分の各々を個別
    に収集するステップをさらに含む、請求項13の方法。
  20. 【請求項20】 第1の血液成分が血漿であり、第2の
    血液成分が赤血球である、請求項19の方法。
  21. 【請求項21】 前記フィルタが所定の内部容積を有
    し、液体を前記フィルタを通してポンプ給送し、前記少
    なくとも1つの血液成分を前記フィルタの前記内部容積
    から実質的に排出させるステップをさらに含む、請求項
    13の方法。
  22. 【請求項22】 前記フィルタが、a)白血球フィル
    タ、b)細菌フィルタ、c)血小板除去フィルタ、又は
    d)ウィルスフィルタの何れか1つである、請求項13の
    方法。
  23. 【請求項23】 前記少なくとも1つの血液成分が全血
    である、請求項13の方法。
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