MXPA01002908A

MXPA01002908A - Metodos y aparatos para procesar materiales sensibles a la temperatura.

Info

Publication number: MXPA01002908A
Application number: MXPA01002908A
Authority: MX
Inventors: E Purdum Howard
Original assignee: E Purdum Howard
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2002-04-08
Also published as: US6808638B1; JP4216478B2; US20070138095A1; WO2000016872A1; US20050054839A1; CA2343826A1; DE69941157D1; JP2009040784A; JP2002526218A; EP1140312A4; CA2343826C; EP1140312B1; AU754779B2; AU6156299A; EP1140312A1

Abstract

Se describen un metodo y sistema para remover selectivamente un componente de un material concentrando de esta manera otros componentes del material. El material es enfriado debajo de la temperatura de fusion del material para formar una fase liquida superenfriada con la placa de transferencia termica con canales de enfriamiento. La energia ultrasonica desde los impulsores ultrasonicos es aplicada al material para formar los cristales de fase solida del componente que se va a remover. Esos cristales son removidos para dejar el producto concentrado. L a energia ultrasonica evita el crecimiento de dendritas sobre los cristales, resultando en la formacion y remocion de pequenos cristales del componente que se va a remover sin dano a o remocion de los componentes restantes. Se describen tambien los metodos y aparatos para la crioprecipitacion y cromatografia.

Description

MÉTODOS Y APARATOS PARA PROCESAR MATERIALES SENSIBLES A LA TEMPERATURA ANTECEDENTES DE LA I NVENCIÓN Esta solicitud reclama la prioridad de la solicitud de patente provisional de los Estados Unidos de Norteamérica de No. de Serie 60/101 ,307, presentada el 21 de septiembre de 1998.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere de manera general a un método y sistema para concentrar materiales líquidos. La invención se refiere a la manera más específica a un método de sistema para la remoción selectiva de uno o más componentes de un material multicomponente sensible a la temperatura para formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno o más de otros componentes del material. La presente invención se refiere además a métodos y aparatos para procesar materiales sensibles a la temperatura, tal como el plasma sanguíneo. En particular, la presente invención se refiere a métodos y aparatos para concentrar materiales sensibles a la temperatura, tales como plasma sanguíneo, y para procesar materiales sensibles a la temperatura, tales como el plasma sanguíneo mediante crioprecipitación y/o cromatografía .

ANTECEDENTES El plasma es un líquido color paja que permanece después de que se han retirado los demás componentes celulares de la sangre. Consta de agua, electrolitos, varios nutrientes, factores inmunes y proteínas coagulación, el plasma tiene muchas diferentes funciones del soporte de la vida. Por esta razón, el plasma es utilizado frecuentemente para transfusión directa, principalmente para casos que involucran pérdida sanguínea masiva. Muchos de los componentes individuales del plasma pueden separarse y utilizarse para tratar una variedad de enfermedades, con más de 100 productos que se elaboran actualmente mediante una industria mundial que suma miles de millones de dólares. Por tanto, existe una demanda inmensa del plasma y los productos del plasma . Sin embargo no es posible obtener el suficiente material para cubrir esas demandas. Aunque ha habido algún éxito en varias técnicas sintéticas, la principal fuente de plasma y productos de plasma sigue siendo el donador humano. El proceso de donación general empieza en un centro de recolección. En este punto , el plasma es separado de la donación sanguínea completa , o es obtenido mediante aféresis, un proceso que toma solamente el componente de plasma de la sangre del donador. Parte del plasma es utilizado después para transfusión directa y parte del plasma es congelado y después descongelado para obtener proteínas ¡n solu bles a temperatu ra fría llamadas crioprecipitados . La mayoría del plasma precipitado, es enviado a las instalaciones de procesamiento central, donde se combina en grandes depósitos a partir de los cuales los componentes individuales son separados. Se ha encontrado deseable por una amplia variedad de razones el concentrar uno o más de los componentes de los materiales multicomponentes. Por ejemplo, en el campo biomédico, frecuentemente se desea incrementar la concentración de materiales tales como componentes de la sangre, incluyendo el plasma, inmunoglobulinas, fribrinógenos y/o factores de coagulación, mediante la remoción de agua y/o demás componentes del material. En el campo farmacéutico, la concentración de los fármacos u otros materiales producidos en forma de líquido diluido o en solución frecuentemente requieren de la producción de un producto efectiva y comercialmente viable. Los productos alimenticios, como la leche condensada también son producidos a través de procesos de concentración de material . Los procesos de concentración de material también encuentran aplicación en la industria de procesamiento químico, por ejemplo, en la remoción de agua de las soluciones acuosas, la remoción de sorbentes orgánicos tales como alcoholes o alcanos a partir de soluciones orgánicas y la remoción de sorbentes inorgánicos tales como ácidos a partir de soluciones inorgánicas. Los materiales concentrados pueden ser reconstituidos para el uso mediante la adición de agua, solución salina , u otros materiales como pueden utilizarse o procesarse adicionalmente en forma concentrada .

La concentración de un material puede ser deseable a fin de reducir al mínimo los requerimientos de costo y espacio relacionados con el almacenamiento y transportación del material. Por ejemplo, el almacenamiento y embarque de productos sanguíneos requiere típicamente de equipo de refrigeración costoso. La capacidad efectiva del equipo disponible puede incrementarse reduciendo al m ínimo el volumen de los productos embarcados o almacenados a través de la concentración del material. La disponibilidad incrementada de los productos sanguíneos puede salvar vidas en situaciones de emergencia tales como desastres naturales o guerras, y puede proporcionar ahorros económicos substanciales en las aplicaciones que no son de emergencia. La concentración del material puede ser deseable también para mejorar o alterar las propiedades o los efectos terapéuticos del material. Por ejemplo, el pegamento de fibrina formado mediante la concentración de fibrinógeno y otros componentes en el plasma sanguíneo a encontrado aplicación creciente en la reconstrucción del tejido biológico traumatizado. La concentración de un material puede ayudar también en o mejor la eficiencia del procesamiento adicional del material . Por ejemplo, la concentración del plasma sanguíneo reduce el volumen de material que se va a tratar en las etapas subsecuentes de descontaminación y fraccionamiento, traduciendo de esta manera el tiempo, costo y requerimientos de equipo para esos procesos. La concentración de material puede mejorar también la detección d e los contaminantes en un producto al i ncrementar la concentración de los contaminantes, haciéndolos de esta manera más fácilmente detectables. Los métodos de concentración previamente conocidos se han encontrado que son menos que totalmente exitosos para muchas aplicaciones. En particular, los materiales sensibles a la temperatura frecuentemente son dañados por métodos de concentración de material conocidos. Por ejemplo, los métodos de evaporación y destilación forzados de concentración, los cuales típicamente involucran la aplicación de calor al material que se va a concentrar, pueden desnaturalizar de manera irreversible las proteínas o de otra manera dañar el producto. Los métodos de crioprecipitación previamente conocidos, los cuales involucran típicamente la congelación de la cantidad completa de material que se va a concentrar, pueden de igual manera dañar los productos sensibles a la temperatura. Los métodos de filtración de concentración de material previamente conocidos tienen algunas ineficiencias debido al atascamiento de los medios de filtro, necesitando del reemplazo o limpieza frecuente del filtro. Los métodos y sistemas previamente conocidos para concentración tienen también bajos rendimientos e ineficiencias. Por ejemplo, las pérdidas de bomba y línea consumen frecuentemente una cantidad substancial de concentrado en métodos y sistemas conocidos. Por lo tanto puede observarse que existe la necesidad aún de un método de sistema para concentrar materiales sensibles a la temperatura, cuyo método reduce o elimina el daño a los materiales, deduce las ineficiencias e incrementa la producción. Se sabe también como separar las proteínas del plasma sangu íneo mediante crioprecipitación. El principio básico de la criopecipitación es aquel del aglomerado de proteínas de plasma cuando se congelan , y el aglomerado restante cuando se descongela si la temperatura se mantiene suficientemente baja, a no más de 5o C. Esta técnica puede por tanto, utilizarse para separar ciertas proteínas, tales como el von Willebrands fribrinógeno, y el factor de VI I I , del plasma completo. Sin embargo, las técnicas de crioprecipitación convencionales tienen tiempos de procesamiento prolongados y escasas producciones; esos límites de hecho son algunas de las principales motivaciones para el concentrador. Por lo tanto es deseable desarrollar una tecnología de crioprecipitación específicamente para el plasma concentrado. Se conoce también como separar y/o purificar materiales mediante cromatografía. El principio subyacente en la cromatografía es que diferentes materiales se difunden a través de diferentes medios en diferentes velocidades. Esas diferencias en velocidades proporcionan por tanto un medio de separación de los diversos componentes de las mezclas complicadas. Tales separaciones se utilizan comúnmente para identificar los componentes individuales , tales como toxina u otros desconocidos, y para preparar las fracciones comercialmente valiosas de las mezclas conocidas, tales como el plasma sanguíneo. La cromatografía convencional, los materiales de objetivo de interés son frecuentemente compuestos orgánicos, los cuales pueden estar en forma líquida o gaseosa. Los materiales de objetivo se disuelven usualmente en un solvente, tal como alcohol. El medio consta típicamente de materiales absorbentes, tal como papel o geles. Las cantidades de proceso generales para una progresión de los estados de equilibrio (K. Hostettmann et al., Preparative Chromatographic Techniques, Springer Verlag, 1998, la cual está incorporada a la presente mediante referencias), durante los cuales el material que se va a separar alcanza el equilibrio con el medio y el solvente. La situación ideal es aquella en la que las velocidades de flujo y las resistencias de absorción relativas están equilibradas lo suficiente para resolver los componentes. Sin embargo, existen cuatro factores principales que actúan contra esas condiciones ideales. Primero, la muestra puede ser demasiado grande de manera que las condiciones de inicio no están bien definidas, es decir parte de la muestra puede estar sujeta al movimiento de solvente en tanto que el resto de la muestra parece sin tratamiento. Segundo lugar, la difusión molecular del soluto bajo la acción del gradiente de concentración en incremento tiende a dispersar el material en todas direcciones. En tercer lugar, la difusión parasitaria debido a las regularidades en el medio puede también dispersar el soluto en todas direcciones. En cuarto lugar, la resistencia del medio a la transferencia de masa puede impedir el equilibrio local. El efecto total de estos y otros factores menores, es la dispersión de los componentes (es decir, los componentes migran a lo ancho, posiblemente traslapando las bandas que se oponen al sentido estrecho, de las bandas resueltas) , reduciendo de esta manera la resolución del sistema. Para superar esos problemas, están disponibles un número de alternativas. Esas técnicas, las cuales incluyen el uso de alta presión , rotación, intercambio iónico, afinidad , etc. , frecuentemente son muy exitosas, aunque costosas, complicadas y requieren tiempos de procesamiento prolongados. Esos problemas son particularmente severos para los componentes de alto peso molecular, tales como las proteínas del plasma sanguíneo. Sin embargo, la cromatografía es aún la técnica preferida para aislar las proteínas del plasma. Comparado con el procedimiento más antiguo pero aún practicado, el procedimiento de fraccionamiento de Cohn , o etanol frío, la cromatografía genera una mayor resolución y menos daño a la proteína. Por esas razones, nuevas instalaciones tales como la unidad nacional australiana, están diseñadas para la cromatografía. Incluso en esta instalación de la técnica actual , el proceso aún es muy prolongado y complicado. Por ejemplo, un lote dado de plasma requiere de aproximadamente tres meses para procesamiento completo. Este tiempo demasiado prolongado es de hecho el problema subyacente detrás de la s desventajas recientes de las diferentes inmunoglobulinas en los Estados Unidos de Norteamérica, desventajas que son tan severas que la FDA ha relajado algunos estándares de seguridad. Por tanto, existe una necesidad de técnicas de cromatografía mejoradas para la separación y/o purificación de materiales, en particular los materiales sensibles a la temperatura tales como el plasma sanguíneo.

BREVE DESCRIPCIÓ N DE LA I NVENCIÓN Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar sistemas novedosos para procesamiento de los materiales sensibles a la temperatura . Es otro objeto de la presente invención proporcionar sistemas novedosos para procesar plasmas sanguíneos. Es otro objeto de la presente invención proporcionar sistemas novedosos para concentrar los materiales sensibles a la temperatura.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar sistemas novedosos para concentración del plasma sanguíneo. Es otro objeto de la presente invención proporcionar recipientes novedosos para concentrar los materiales sensibles a la temperatura . Es otro objeto de la presente invención proporcionar reci pientes novedosos para concentrar el plasma sangu í neo .

Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos novedosos para concentrar los materiales sensibles a la temperatura. Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos novedosos para concentrar el plasma sanguíneo. Es otro objeto de la presente invención proporcionar el aparato novedoso para separar y/o purificar materiales mediante crioprecipitación. Es otro objeto de la presente invención proporcionar aparato novedoso para separar y/o purificar plasma sanguíneo mediante crioprecipitación. Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos novedosos para separar y/o purificar materiales mediante crioprecipitación. Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos novedosos para separar y/o purificar plasma sanguíneo mediante crioprecipitación. Es otro objeto de la presente invención proporcionar un aparato novedoso para separar y/o purificar materiales mediante cromatografía. Es otro objeto de la presente invención proporcionar aparatos novedosos para separar y/o purificar plasma sanguíneo mediante cromatografía. Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos novedosos para separar y/o purificar materiales mediante cromatografía.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar métodos novedosos para separar y/o purificar plasma sanguíneo mediante cromatografía. Estos y otros objetos, los cuales se volverán evidentes mediante la siguiente descripción detallada, se han logrado mediante el descubrimiento de que los materiales, en particular los materiales sensibles a la temperatura tales como el plasma sanguíneo, que comprenden por lo menos un primer componente y un segundo componente pueden concentrarse para formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno del primero y segundo componentes mediante un método que comprende: (a) enfriar por lo menos una porción del material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión del material, dicha porción que contiene el primer componente en fase líquida; (b) aplicar energía ultrasónica, por lo menos la porción enfriada del material para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida en donde la frase sólida comprende el primer componente; y (c) recolectar dicha fase sólida. Se ha descubierto que los materiales, en particular los materiales sensibles a la temperatura tales como el plasma sanguíneo, que comprenden por lo menos un primer componente y un segundo componente pueden concentrarse para formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno del primero y segundo componentes mediante un sistema que comprende: (a) un dispositivo de transferencia térmica para enfriar por lo menos una porción del material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión del material, la porción que contiene el primer componente en fase líquida; (b) una fuente de energía ultrasónica para aplicar energ ía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del material para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida, en donde la fase sólida comprende el primer componente; y (c) medios para recolectar la fase sólida . Se ha descubierto también que los materiales, en particular los materiales sensibles a la temperatura tales como el plasma sanguíneo, que comprenden por lo menos un primer componente y un segundo componente, pueden concentrarse para forma un producto que tiene una concentración incrementada de primero y segundo componentes mediante un recipiente que comprende: (a) una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la transferencia térmica entre un dispositivo de transferencia térmica externa y el material, y permitir la transmisión de energía ultrasónica a partir de una fuente de energía externa dentro del material; (b) una cámara de recolección para recolectar una porción removida del primer componente; y (c) una cámara de producto para recolectar el producto . Se ha descu bierto también que los concentrados de plasma sa ng u íneo pueden procesarse med iante un proceso q ue com pre nde : (a) enfriar un concentrado de plasma sanguíneo a una temperatura suficiente para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida; y (b) recolectar dicha fase sólida. Se ha descubierto también que el plasma sanguíneo puede ser procesado mediante un proceso que comprende: (a) enfriar por lo menos una porción del plasma sanguíneo y aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del plasma sanguíneo, para formar un sistema que comprende la fase sólida y la fase líquida; y (b) recolectar la fase sólida. El inventor ha descubierto también que los concentrados del plasma sanguíneo pueden procesarse utilizando un recipiente que comprende: (a) una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la transferencia térmica entre un dispositivo de transferencia térmica externo, y el plasma sanguíneo, y permitir que la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material; (b) una cámara de recolección para recolectar la fase líquida; y (c) una cámara de producto para recolectar una fase sólida. Se ha descubierto también que los materiales, en particular los materiales sensibles a la temperatura tales como el plasma sanguíneo, que comprende por lo menos un primer componente y un segundo componente, puede separarse en sus componentes constitutivos y/o purificarse a través de un método de cromatografía, el cual comprende: (a) eluir el material a través de una fase estacionaria, en tanto que se suministra la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa al material. Se ha descubierto además que los materiales, en particular los materiales sensibles a la temperatura tales como el plasma sanguíneo, que comprende por lo un primer componente y un segundo componente, puede separarse en sus componentes constitutivos y/o purificarse mediante un aparato cromatográfico, el cual comprende: (a) un recipiente adecuado para eluir el material a través de una fase estacionaria y permiti r la transmisión de la energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material ; y (b) una fuente de energía ultrasónica externa. Descrito brevemente , en la forma preferida, la presente invención comprende un método de sistema para concentrar materiales. El método de sistema de la presente invención es particularmente adecuado para la concentración de materiales sensibles a la temperatura, o que pueden utilizarse para la concentración de materiales que no son sensibles a la temperatura. De acuerdo con las formas preferidas de la presente invención descritas con mayor detalle en la presente, el método de sistema de la i nvención se apl ican para concentrar un material que co m prende por lo menos un primer componente y un segundo componente. Por lo menos una porción del primer componente del material es removida para formar una productor que tiene una concentración incrementada del segundo componente, con relación a la concentración del segundo componente en el material inicial. El método de sistema de la presente invención es aplicable para concentración de materiales incluyendo, sin limitación : materiales biológicos tales como plasma, y/o otros componentes sanguíneos; farmacéuticos, químicos, diagnósticos de prueba de laboratorio; y productos alimenticios. U n aspecto de la invención proporciona un método de concentración de una solución u otro material que comprende por lo menos un primer componente y un segundo componente, para formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno de los componentes. El método preferiblemente comprende enfriar por lo menos una porción del material a una temperatura a o por debajo del punto de fusión de la solución, dicha porción que contiene el primer componente en fase líquida. El método comprende además de manera preferible aplicar energía ultrasónica a por lo menos a porción enfriada del material para formar cristales del primer componente en fase sólida. El método preferiblemente comprende también remover los cristales del material para formar el producto concentrado. El producto puede ser el material que permanece después de la remoción de los cristales y que tiene una con centración incrementada del segu ndo compo n e nte o , forma inversa, pueden ser los cristales removidos que tienen una concentración incrementada del segundo componente. En otro aspecto, la presente invención comprende un sistema para concentrar un material que comprende por lo menos un primer componente y un segundo componente, para formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno de los componentes. El sistema incluye preferiblemente un dispositivo de transferencia térmica para enfriar por lo menos una porción del material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión del material, dicha porción que contiene el primer componente en fase líquida. El sistema incluye preferiblemente también una fuente de energía ultrasónica para aplicar energ ía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del material para formar cristales del primer componente en fase sólida. El sistema también incluye preferiblemente medios para recolectar los cristales del material para formar el producto. El producto puede ser el material que permanece después de la remoción de los cristales y que tiene una concentración incrementada del segundo componente o, a la inversa puede ser los cristales removidos que tienen una concentración incrementada del segundo componente. En otro aspecto, la presente invención comprende un recipiente para contener una cantidad de material para la separación de un pri mer componente desde el material para formar un primer producto q ue tiene una concentración i ncrementada del primer componente y u n segundo producto que tiene u na concentración i ncrementada de un segundo componente del material. El recipiente comprende preferiblemente una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la transferencia térmica entre un dispositivo de transferencia térmica externa y el material , y permitir la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material . El recipiente comprende además de manera preferible una cámara de recolección para recolectar una porción removida del primer producto. El recipiente preferiblemente comprende también una cámara de producto para recolectar el seg undo producto. El sistema y método de la presente invención puede encontrar aplicación en número de campos, por ejemplo: concentración de materiales biológicos tales como plasma y otros componentes sangu íneos; concentración de productos farmacéuticos; concentración de productos químicos; concentración de muestras de prueba de laboratorio para incrementar el reconocimiento de componentes de baja concentración; y concentración de los productos alimenticios .

BR EVE DESCR I PCIÓN DE LOS DI B UJOS Estas y otras características y ventajas de las formas preferidas de la presente invención se descri ben en la presente con referencia a las figuras de los dibujos.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una modalidad preferida del sistema en la presente invención; La figura 2 muestra una primera modalidad de un recipiente para concentrar materiales de acuerdo con una forma preferida de la presente invención; La figura 3 muestra una segunda modalidad de recipiente para concentrar materiales de acuerdo con una forma preferida de la presente invención; La figura 4 muestra una modalidad de un aparato para separar y/o purificar materiales mediante crioprecipitación de acuerdo con una forma preferida de la presente invención; y La figura 5 muestra una modalidad de un aparato para separar y/o purificar materiales mediante cromatografía de acuerdo con una forma preferida de la presente invención .

DESCRI PCIÓN DETALLADA DE LAS MODA LI DADES PR EFE RI DAS Métodos de Concentración : Por tanto, en una primera modalidad , la presente invención proporciona un método de concentración de un material que comprende por lo menos un primer compon ente y un segundo com ponente , para formar un prod ucto que tien e un a concentración incrementada de uno del primero y segundo componentes, el método que comprende: (a) enfriar por lo menos una porción del material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión del material, dicha porción que contiene el primer componente en fase líquida; (b) aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del material para forma un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida, en donde la fase sólida comprende el primer componente; (c) recolectar la fase sólida. El método actual permite la concentración de soluciones y otros materiales, incluyendo materiales sensibles a la temperatura, de acuerdo con un método de congelación asistido por ultrasonido. El método de congelación asistido por ultrasonido de la presente invención comprende procesar un material que tiene por lo menos un primer componente y un segundo componente, mediante la remoción de por lo menos una parte del primer componente para formar un producto que tiene una concentración incrementada del segundo componente. El método comprende enfriar por lo menos una porción de un material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión de la solución, formando de esta manera una fase líquida superenfriada. Esta etapa de enfriamiento puede llevarse a cabo mediante la operación del dispositivo de transferencia técnica descrito con mayor detalle a continuación. La energía ultrasónica se aplica a por lo menos la porción enfriada del material para inducir la formación de una fase sólida (nucleación de cristales, en el caso de muchos materiales) del primer componente. La aplicación de energía ultrasónica a los líquidos superenfriados se ha encontrado que promueve la formación del cristal. La aplicación de energía ultrasónica puede llevarse a cabo mediante la operación de la fuente de energía ultrasónica descrita con mayor detalle a continuación. Estos cristales del primer componente son retirados después del material, formando un primer producto que tiene una concentración incrementada del primer componente, y dejando un segundo producto que tiene una concentración incrementada del segundo componente. La remoción de cristales puede llevarse a cabo mediante la operación de los medios de recolección descritos con mayor detalle a continuación. Aunque el método de concentración actual está descrito en términos de formación de una fase sólida, para muchos tipos de materiales la fase sólida existirá como cristales. En tanto que esto es verídico para el agua, algunos sólidos pueden precipitarse como forma amorfas (vitrificación) o como sólidos cristalinos escasamente definidos. Por tanto el método presente no está limitado a solamente a aquellos materiales que forman cristales fácilmente identificables, tales como el hielo. En consecuencia, el método de concentración actual incluye otros "sólidos" o "precipitados" que están formados como un resultado del descenso de la temperatura del material. La etapa de enfriamiento y la etapa de aplicación de energía ultrasónica pueden llevarse a cabo por separado utilizando equipos separados, pueden acoplarse mediante el montaje de transductores ultrasónicos sobre los medios de enfriamiento tales como las placas de enfriamiento 22 mostradas en la figura 1 par formar placas de enfriamiento sonificadas. Pasando el material que se va a 5 concentrar adyacente a una placa de enfriamiento sonificada, se logra el enfriamiento y aplicación de energía ultrasónica en forma simultánea. De manera aún más preferible, una capa de material que se va a concentrar puede colocarse entre primera y segunda placas de enfriamiento, por lo menos una de las cuales es una placa de 10 enfriamiento sonificada, para incrementar la transferencia térmica y la formación de cristal . El término "punto de fusión" como se usa en la presente, representa a la temperatura a la que el material cambia a su fase sólida a su fase líquida conforme absorbe calor mediante el material. 15 Esta temperatura variará dependiendo de la composición del material, y puede determinarse en forma experimental para materiales de terminados. Dado un tiempo infinito y un sitio de nucleación adecuado, el "punto de congelación" (las temperaturas a las cuales los materiales se transforman de l íquido a fase sólida 20 conforme se retira el calor del material) es igual al punto de fusión. Sin embargo, en la práctica actual , el punto de congelación de un material está casi siempre de aluna manera debajo de su punto de fusión . El material restante a la fase líquida a una temperatura por debajo su punto de fusión es denominado material "superenfriado" . 25 U na descripción del mecanismo de congelación se proporciona en la ^^A _ _. patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 5, 139,496 para Hed, la cual está incorporada mediante referencia de la presente. La temperatura a la cual se enfría el material que se va concentrar, variará dependiendo de la composición del material y sus componentes, y puede ser determinada a través de experimentación de rutina. Por ejemplo, si el material que se va a concentrar es un material acuoso y el componente que se va a remover es agua, el material puede enfriarse a 0°C o menos. De manera más preferible, el material acuoso puede enfriarse hasta entre -1 hasta -0.5° C, y de manera más preferible hasta aproximadamente -0.5° C. El plasma es concentrado preferiblemente enfriándolo inicialmente hasta alrededor de -1 ° C. Conforme a la concentración de un material se incrementa, su punto de fusión disminuirá, requiriendo enfriamiento progresivo a las temperaturas inferiores conforme el material es concentrada adicionalmente. De esta manera, el material se mantiene en un estado ligeramente superenfriado, solamente a unos cuantos grados debajo de su punto de fusión actual. Esto asegura que los cristales de hielo permanezcan pequeños y se rompan las incipientes dendritas, evitando por tanto que el volumen completo del material se congele. La habilidad del ultrasonido para provocar la nucleación y el crecimiento de cristal de hielo acelerado es muy independiente de la frecuencia. También es muy independiente de la energ ía en el rango de cavitación y por lo menos un 50% por debajo del inicio de la cavitación medible. (I . T. Sokolov, "Effects of U ltrasonics on Supercooled Water", Zh. Tekh . Fiz. , vol. 8, p. 901 (1938), la cual esta incorporada a la presente mediante referencia. Por tanto, con respeto a la frecuencia, el método actual puede emplear energía ultrasónica proporcionada por la tecnología existente. La tecnología comercial (Sonics and Materials, Inc. , Danbury, CT) hace énfasis en las unidades de 20 kHz y 40 kHz, donde los 20 kHz están ligeramente sobre el rango de la audición humana. Tales frecuencias son adecuadas para uso en el método actual . Para la energía, el objeto es que permanezca justo debajo en el nivel de cavitación . La cavitación se refiere a la presión local que se vuelve menor que la presión de vapor, provocando la formación de burbujas de gas. Se observa comúnmente detrás de los propulsores de los botes. En la práctica del ultrasonido, la cavitación se emplea para limpiadores de joyería, la aceleración de reacciones químicas y la destrucción de membranas celulares. Para el plasma sanguíneo, la cavitación elevada debe evitar debido a que dañará las proteínas del plasma. Por otra parte, la sonificación adecuada es necesaria para nucleación y el crecimiento de cristal. Además, el grado de cavitación depende de la viscosidad de líquido, con un límite superior de aproximadamente 8,000 a 10,000 cp (centipoise). Debido a que el plasma iniciará con una viscosidad mucho menor que este l ímite, después excede este l ímite conforme el plasma se concentra más , se utiliza un ci rcuito de retroali mentación para controlar el nivel de energ ía del g e nerador u ltrasón ico. Tales circu itos de retroalimentación son bien conocidos y están comercialmente disponibles a partir de Sonics and Materials, Inc. , Danbury, CT. Para materiales de baja viscosidad, tales como el plasma humano, la intensidad inicial debe ser preferiblemente que no exceda de 1 Watt/cm2. El ultrasonido tiene tres influencias sobre el crecimiento de cristal: inicia este crecimiento al proporcionar sitios de nucleación, acelera después su crecimiento e influye en la pureza de los cri stales resultantes. La teoría de la congelación está descrita en cualquier libro de texto de química introductorio (Leonard W. Fine, Chemistry, Appleton Century Crofts, New York, 1972). El concepto básico es que el calor puede ser retirado continuamente desde un l íquido, tal como agua pura, con una disminución correspondiente en la temperatura del líquido, hasta que se alcance el punto de congelación y el líquido empieza a convertirse en sólido. En este punto , la temperatura permanece constante en tanto que el líquido restante se solidifica conforme se retira el calor adicional. Este calor adicional es reconocido como el calor de fusión. A la terminación de la etapa de solidificación , cualquier remoción adicional de calor resulta en una disminución en la temperatura del sólido. A la inversa, la adición de calor aún sólido eleva la temperatura del sólido hasta que se alcance el punto de fusión . En este punto, la temperatura permanece constante hasta que el calor de fusión es agregado al sistema, convirtiendo todo el sólido restante en u n l íquido. Cualquier adición subsecuente de calor simplemente eleva la temperatura del líquido.

Excepto por las condiciones ideales y los períodos de tiempo infinitos, el punto de congelación y el punto de fusión no son los mismos. En vez de ello, el punto de congelación está típicamente muy por debajo del punto de fusión debido a dos procesos termodinámicos en competencia, la disminución de la energía libre en el sistema conforme el calor de fusión es liberado y el incremento de la energ ía libre en el sistema conforme la energía de superficie es absorbida. Esos procesos compiten en sitios de congelación aislados pequeños llamados núcleos. El resultado de esta competencia es que los núcleos sobre un tamaño mínimo crítico son estables y crecen en formas de cristales de hielo, en tanto que los núcleos más pequeños son reabsorbidos en la fusión debido a que son termodinámicamente inestables. Por tanto, para que un líquido se congele, la temperatura debe estar por debajo del punto de fusión y deben estar presentes núcleos de congelación estables. Sin esos núcleos, la remoción adicional del calor da como resultado un líquido superenfriado, el cual es un líquido que es más frío que su punto de fusión . Los líquidos superenfriados son por tanto muy inestables y se congelaran rápidamente si se proporcionan núcleos, los experimentos con agua pura indican un tiempo de congelación de aproximadamente 20 msec (D. R. et, al . , "Heterogeneous Reaction Kinetics of Importance to Stratospheric Chemistry", Aerodyne Research Report No. AR I-R R-61 3 , 1 998) . Debido a su inestabi lidad inherente, los líqu idos superenfriados pueden congelarse también sobre los núcleos proporcionados de manera externa. Este proceso, llamado nucleación heterogénea, se presenta típicamente en superficies de pared áspera o impurezas sólidas. De cualquier manera, aunque carezcan en núcleos como de líquidos superenfriado puede ser congelado a su punto de solidificación homogéneo, donde la congelación se presenta sin ninguna superficie de nucleación. Para el agua pura, el punto de congelación homogénea está aceptado como -40° C. La congelación de las soluciones acuosas, sin embargo, es significativamente más complicada que la congelación del agua pura. De manera específica, los solutos, tales como la sal u otros electrolitos, reducen el punto de congelación mediante el bloqueo de la formación de la red de cristal de hielo hasta que la temperatura se vuelve lo suficientemente baja de manera que el cristal pueda desplazar los solutos. El resultado neto es el crecimiento de cristales de hielo casi puros, junto con un incremento en la concentración de soluto. Esta concentración incrementada, a su vez, reduce de manera adicional el punto de congelación, produciendo concentraciones aun mayores de soluto. Con la remoción continua del calor, este proceso continúa hasta que no queda más l íquido, lo cual es referido como un punto eutético . A temperaturas debajo de este punto, se forman hidruros salinos o cristales de sal y hielo separados. Sin embargo, las condiciones descritas anteriormente, se mantienen solamente para procesos esencial mente en equilibrio , una condición que frecuentemente no se cumplen en la naturaleza . En vez de ello, el calentamiento y enfriamiento localizados pueden producir inestabilidades en el frente de congelación avanzado o la cara de crecimiento de cristal de hielo. Con estas inestabilidades, los frentes de congelación avanzan rápidamente y pueden traspasar concentraciones elevadas localmente de solutos para congelarse en zonas de diluto, atrapando de esa manera los solutos en recipientes concentrados (W. B. Ardí, Proc. Roy., Soc. Lond. A., vol. 112, p. 47 (1926)). Este fenómeno se observa comúnmente como inclusiones en las dendritas, o ramificaciones del frente de congelación de avance. Otro proceso sin equilibrio importante la vitrificación, en el cual, la curva de concentración de congelación se extiende de manera esencial debajo del punto eutético. En esta región, la solución inestable se vuelve altamente viscosa y la energía disponible no favorece la cristalización, produciendo por tanto un vidrio. Con la remoción de calor suficientemente rápida, incluso los estados intermedios de equilibrio son desviados en forma efectiva, siendo el resultado neto un sólido amorfo (G. S. H. Lock, The Growth and Decay of Ice, Cambridge University Press, Cambridge, 305-308, 1990). El ultrasonido puede acelerar el crecimiento de cristales mediante factores de 50 hasta 100 o incluso más. El mecanismo detrás de este efecto es que el ultrasonido reduce la viscosidad efectiva del fluido, mejora la difusión, separa las capas límite y mejora la transferencia térmica dentro del fluido. El ultrasonido separa también las ramificaciones de las dendritas de avance, proporcionando de esta manera nuevos sitios de nucleación en tanto que se evita la inclusión de bolsas de impurezas disueltas (A. P. Kapustin, The Effects of Ultrasound on the Kinetics of Crystallization, Consultants Bureau, New York, 1963). Finalmente, el ultrasonido separa también el hielo de pared, evitando de esta manera el crecimiento de una capa aislante entre las placas de enfriamiento y el líquido que se va a tratar. Esto es crítico para el rápido tratamiento del plasma. El principal uso del ultrasonido en los sistemas biológicos fríos es la criocirugía, principalmente destinada a la neurología, cardiología y dermatología. El mejor ejemplo de patente está proporcionado por Hed (A. Z. Hed, "Utrasonic Freeze Ablation Catheters and Probes", U. S. Patent No. 5,139,496). Los otros usos únicos son procesos de destrucción de pared celular en laboratorios simples. En el método actual, el sistema completo es superenfriado solo de manera ligera, para evitar el salto de zona antes descrito y el rápido crecimiento de dendrita que atrapa parte de las proteínas de plasma en la matriz de hielo de rápida formación. El ultrasonido siguiente se aplica para generar los sitios de nucleación a través de toda la zona de tratamiento entre las placas de transferencia térmica. Esta aplicación continua asegurará que cualquier líquido superenfriado empiece a congelarse casi en forma instantánea, asegurando de la pureza del producto al evitar ia inclusión de solutos. Esta sonificación continua también asegurará el mezclado uniforme del material, con enfriamiento uniforme. La acumulación de hielo sobre las paredes se evita, debido a la separación de la capa límite y la agitación continua. Finalmente, aquellos cristales que se forman rápidamente alcanzarán el tamaño crítico requerido para la estabilidad y después flotarán fácilmente fuera de la zona de tratamiento debido a la reducida viscosidad. De nuevo, este último crecimiento ocurrirá sin atrapamiento de la dendrita o salto de zona, produciendo por tanto una alta pureza. El l ímite de concentración está impuesto por el fenómeno eutético antes mencionado. Sin embargo, en el caso del plasma, el punto eutético no es un punto individual, sino un rango que extiende desde aproximadamente -5 hasta -30° C. Esto significa que el hielo será esencialmente puro, produciendo de esta manera la concentración ideal, a partir del punto de congelación del plasma de aproximadamente -0.5° C hasta aproximadamente -5° C. Este límite proporciona por tanto diversos factores de concentración antes de que los solutos sean incluidos en la matriz de hielo. Sin embargo, una mejora significativa es el uso de la diálisis para remover las sales de la solución progresivamente más concentrada . La remoción de sal se lleva a cabo debido a que las sales determinan el comportamiento de congelación general de la solución, con las proteínas, azúcares, grasas, etc. que ejercen mucho mayor influencia. As i mismo , a altas concentraciones las sales pueden envenenar realmente los sitios reactivos de las prote ínas e induci r entrelaza m ientos que des naturalizan las proteínas. La remoción de las sales durante el proceso de congelación permite por tanto que se remueva más agua sin exceder el l ímite eutético, en tanto que protege también las proteínas del plasma. Las concentraciones muy altas pueden alcanzarse de esta manera, y el l ímite es la habilidad del sistema para manejar un material con la consistencia de una pasta; obsérvese que la mayoría de los puntos de plasma son suministrados en forma de pasta. Las partículas cristalinas sólidas del primer componente pueden ser removidas del material mediante destilación primaria, filtración o recolectando y separando de otra manera los cristales del material. Alternativamente, es un recipiente de concentración como se describe en la presente está provisto, los cristales pueden ser recolectados en una cámara de recolección del recipiente de concentración para remoción. En modalidades alternas adicionales, los cristales pueden ser removidos mediante centrifugado u otros medios de separación mecánicos, procesos de separación qu ímicos, y/o procesos de separación electromagnéticos. El método de la presente invención puede comprender de manera opcional una variedad de etapas de muestreo y prueba. Por ejemplo , el método puede determinar la concentración de varios componentes del producto; medir la resistividad, viscosidad, transmisividad de luz, temperatura, pH y/o de más características del material procesado; y/o detectar la presencia de contaminantes en el material de procesado. Así mismo , debido a que se reducirá el punto de fu sión d e muchos materiales conforme se incremente la concentración, la concentración del material puede determinarse en base a la temperatura observada en la que se forman los cristales. El método de la presente invención puede comprender de manera opcional el tratamiento de producto, como por ejemplo, remoción de sales u otros componentes del producto concentrado durante o después de la concentración a través de una membrana de diálisis. El enfriamiento del material que se va a procesar en combinación con la aplicación de energía ultrasónica de acuerdo con la presente invención logra un número de resultado inesperados. Por ejemplo, la energía ultrasónica aplicada permite la formación de cristales en ubicaciones seleccionadas a través de todo el volumen de una cantidad del material, en vez de solamente en la superficie del material. La aplicación de energía ultrasónica también excita en forma vibratoria a los cristales para limitar el crecimiento de las dendritas a partir de los cristales, o separa cualesquiera dendritas incipientes que puedan formarse. La prevención o reducción al mínimo de la formación de dendrita ayuda a asegurar que solamente se remuevan cristales puros del primer componente desde el material, y que no estén atrapados otros componentes del material dentro de las dendritas que sean removidos con los cristales. La aplicación de energía ultrasónica al material también se considera que reduce la viscosidad del material, permitiendo de esta manera que los cristales del primer material floten más fácilmente hacia la superficie del material, o de otra manera se recolecta para remoción. Se considera que la aplicación de energía ultrasónica también mejora la velocidad de transferencia térmica dentro del material, proporcionando por tanto un enfriamiento más rápido y uniforme a través de todo el volumen de una cantidad de material. La colocación de los transductores ultrasónicos sobre las placas de enfriamiento para formar placas de enfriamiento sonificadas tiene la ventaja adicional de evitar la acumulación de hielo en el material adyacente a las placas de enfriamiento, cuya acumulación de hielo puede formar una capa aislante que resiste a la transferencia térmica desde el material hacia las placas de enfriamiento.

Sistema de Concentración: En una segunda modalidad, la presente invención proporciona un sistema para concentrar un material que comprende por lo menos un primer componente y un segundo componente, para formar un productor que tiene una concentración incrementada de uno del primero y segundo componentes, el sistema que comprende: (a) un dispositivo de transferencia térmica para enfriar por lo menos una porción del material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión del material , dicha porción que contiene el componente en fase l íquida ; (b) una fuente de energ ía ultrasónica para aplicar energ ía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del material para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida , en donde la fase sólida com prende el primer com ponente; y (c) medios para recolectar la fase sólida. El sistema de concentración se describirá con mayor detalle haciendo referencia a las figuras de los dibujos, en donde los números de referencia similares representan partes similares a través de los mismos. La figura 1 muestra un sistema 10 para concentrar un componente de un material de acuerdo con una forma preferida de acuerdo con la presente invención. El sistema 10 comprende generalmente uno o más dispositivos de transferencia térmica 20 para enfriar el material que se va a concentrar, una o más fuentes de energía ultrasónica 40 para aplicar energía ultrasónica al material que se va a concentrar y medios para recolectar las partículas cristalizadas de un componente del material . Es sistema diez puede comprender opcionalmente medios de transferencia para transportar el material para procesamiento dentro del sistema 10. Esta y otras características del sistema 10 de la presente invención se describen con mayor detalle a continuación. El o los dispositivos de transferencia térmica 20 están colocados en contacto térmico con el material que se va a concentrar y absorben calor desde el material para el mismo. Las temperaturas de operación y la capacidad de los dispositivos de transferencia térmica 20 variarán dependiendo del tipo y cantidad de material que se va a concentrar. Los dispositivos de tran sferencia térmica 20 enfrían el material que se va a concentrar a una temperatura en o por debajo del punto de fusión de la solución en la concentración actual .

El o los dispositivos de transferencia térmica 20 preferiblemente comprenden por lo menos una placa de enfriamiento 22 para absorber el calor desde el material que se va a concentrar.

En una forma preferida, el o los dispositivos de transferencia térmica 20 comprende una primera placa de enfriamiento 22a, y una segunda placa de enfriamiento 22b, permitiendo que el material que se va a concentrar sea intercalado en una capa delgada entre la primera y segunda placas de enfriamiento 22a, 22b para transferencia térmica más rápida. Las placas de enfriamiento 22a, 22b están fabricadas preferiblemente de un material que tiene una alta conductividad térmica, tal como el aluminio, cobre o acero inoxidable. El o los dispositivos de transferencia térmica 20 preferiblemente comprenden además una unidad de refrigeración (no mostradas) de diseño estándar, y conductos refrigerantes 26 para indicar el refrigerante entre la unidad de refrigeración y las placas de enfriamiento 22a, 22b. El o los dispositivos de transferencia térmica 20 en la presente invención están seleccionados para permitir el superenfriamiento de por lo menos aquellos componentes del material que se van a remover del sistema 10 para formar el producto concentrado. El sistema 20 de la presente invención comprende además una o más fuentes de energía ultrasónica (no mostradas), para aplicar energía ultrasónica a por lo menos aquella porción que se va concentrar la cual es enfriada por el dispositivo de transferencia térmica 20. La fuente de energía ultrasónica preferiblemente comprende un transductor ultrasónico 42, como un transductor piezoeléctrico para generar energía ultrasónica. Una o más fuentes de energía ultrasónica 40 preferiblemente aplican energía ultrasónica al material que se va a concentrar a la misma frecuencia y densidad de energía antes descritas en el contexto de los métodos de concentración. En una modalidad preferida, un traductor 42 está montado sobre una placa de enfriamiento 22 del dispositivo de transferencia térmica 20, para proporcionar una placa de enfriamiento sonificada que permite el enfriamiento simultáneo y la aplicación de energía ultrasónica a por lo menos una porción del material que se va concentrar. En una forma aún más preferida , un primer transductor ultrasónico 42a está montado sobre la primera placa de enfriamiento 22a , y un segundo transductor ultrasónico 42b está montado sobre la segunda placa de enfriamiento 22b, permitiendo el enfriamiento simultáneo y la aplicación de energía ultrasónica a las superficies opuestas del material que se va a concentrar. El sistema 10 de la presente invención comprende preferiblemente además medios para recolectar un componente cristalizado a partir del material para formar un producto concentrado de acuerdo con el método descrito en la presente. Los medios para recolección pueden tomar cualquiera de un número de formas. Por ejemplo, un destilador primario o separador puede recolectar las partículas crista linas sólidas desde la parte superior o inferior del material . Alternativamente , si se proporcion a u n recipiente de concentración como se describe en la presente, los medios para recolección comprenden una cámara de recolección del recipiente de concentración. En modalidades alternas adicionales, los medios para recolección pueden comprender un elemento de filtro, medios de separaciones centrífugos u otros de separación mecánica, medios de separación química y/o procesos de separación electromagnéticos. El sistema 10 de la presente invención debe comprender además medios de transferencia para transportar el material para procesamiento dentro del sistema 10. Si se proporcionan , los medios de transferencia pueden servir para pasar por lo menos una porción del material que se va a concentrar a lo largo de la superficie de una o más placas de enfriamiento 22 dentro de la posición de transferencia térmica, y/o dentro de posición para aplicación de la energía ultrasónica desde una o más fuentes de energía ultrasónica. Por ejemplo , en una modalidad preferida, los medios de transferencia pasan el material que se va a procesar entre la primera y segunda placa de enfriamiento 22a, 22b que comprende primera y segundo transductores ultrasónicos 42a, 42 b. Alternativa o adicionalmente, los medios de transferencia pueden adquirir recipientes individuales de material que se va a consultar, tal como el recipiente de concentración descrito en la presente, y alimentar en forma secuencial los recipientes a través del sistema para procesamiento. Los medios de transferencia pueden comprender una bomba , sistemas de alimentación por gravedad u otro mecanismo de transferencia continuo; y/o pueden comprender uno o más accionadores mecánicos tales como sujetadores al vacío o de fricción, transportadores o brazos de transferencia robóticos para transferir recipientes individuales del material. El sistema 10 de la presente invención puede comprender opcionalmente, una variedad de dispositivos de muestreo y prueba. Por ejemplo, el sistema puede comprender uno o más censores para determinar la concentración de varios componentes del producto. Por ejemplo, los censores pueden estar provistos para medir la resistividad, viscosidad , transmisividad de la luz, temperatura, pH, y/o de más características del material procesado. El sistema puede comprender además medios para detectar la presencia de contaminantes en el material procesados. Los contaminantes que se van a detectar pueden incluir organismos biológicos tales como virus o bacterias, otros vectores de transmisión de enfermedad tales como priones, formadores de partículas extrañas tales como polvo desechos, etc. El sistema 10 de la presente invención opcionalmente puede comprender además medios de tratamiento de producto. Los medios de tratamiento de producto pueden comprender, por ejemplo, una membrana de diálisis para remover las sales u otros componentes del producto concentrado durante o después de la concentración .

Recipiente de Concentración : En una tercera modalidad , la presente i nvención proporciona un recipiente para contener un material durante la separación de un primer componente del material para formar un producto que tiene una concentración incrementada de un segundo componente del material, el recipiente que comprende: (a) una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la transferencia térmica a un dispositivo de transferencia térmica externo y el material, y permitir la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material; (b) una cámara de recolección para recolectar una porción removida del primer componente; y (c) una cámara de producto para recolectar el producto. El método y sistema de la presente invención se facilitan enormemente a través del uso de un recipiente de concentración para contener una cantidad individual del material que se va a concentrar y procesar esa cantidad de material dentro del recipiente de concentración utilizando el método y sistema descritos en la presente. Las modalidades del recipiente de concentración de la presente se muestran en las figuras 2 y 3. Como se muestra en la figura 2, el recipiente de concentración 100 de la presente invención comprende preferiblemente un recipiente flexible de pared delgada, de cámara múltiple, que incluye una cámara de tratamiento 110, una cámara de colección 120, cámara de productos 130. La cámara de tratamiento 110 preferiblemente está unida mediante paredes de cámara movibles 112, 114, y es relativamente delgada a fin de promover la transferencia térmica y transferencia ultrasónica a través del material en la misma. Las paredes de cámaras 112, 114 están fabricadas preferiblemente a partir de un material biocompatible y flexible tal como polietileno u otra película plástica, la cual es compatible y no reactiva con el material que se va a procesar y retiene su flexibilidad a bajas temperaturas. Uno o más puntos de anclaje reforzados 116 pueden proporcionarse para acoplamiento de los medios de transferencia y/o las placas de enfriamiento 22. Los puntos de anclaje 116 pueden estar provistos también para asegurar el recipiente 100 en su lugar en una estructura plástica u otro dispositivo de soporte rígido. La cámara de recolección 120 comunica preferiblemente con la porción superior con la cámara de tratamiento 110, de manera que conforme los cristales del componente que se va a remover se forman, los cristales flotan hacia la parte superior del material y pueden ser destilados sobre otra manera transferidos a través de un puerto de recolección 122 dentro de la cámara de recolección 120. El nivel 124 del material proporcionado inicialmente en el recipiente de concentración 100 está preferiblemente justo debajo del nivel del puerto de recolección 122, para evitar que el material no procesado se derrame dentro de la cámara de recolección 120. La cámara de productos 130 está preferiblemente sobre la cámara de tratamiento 110, y comunica con la cámara de tratamiento 110 a través de un puerto de transferencia de producto 132. Un elemento de filtro 134 se puede proporcionar en el puerto de transferencia de producto 132 para atrapar la fase sólida. El recipiente de concentración 100 está provisto preferiblemente con un accesorio de entrada de material sellable y cerrable 140 para producir el material que se va a procesar dentro de la cámara de tratamiento, y un accesorio de recolección de producto recerrable y sellable 142 para recolectar o muestrear el producto concentrado a partir de la cámara de producto 130. El accesorio de entrada del material 140 y el accesorio de recolección de producto 142 comprenden preferiblemente barras estériles para transferencia de material estéril. Uno o más censores 150 pueden proporcionarse en varias posiciones sobre el recipiente de concentración 100, para monitorear las características de los materiales en el mismo y/o para detectar la presencia o concentración de componentes o contaminantes. Adicionalmente, uno o más medios de tratamiento de producto, como por ejemplo, membranas de diálisis, pueden proporcionarse en varias posiciones sobre el recipiente de concentración 100. El objetivo esencial en este diseño es la simplicidad, evitando los tubos, bolsas unidas, etc. , los cuales son utilizados incluso en la aféresis convencional u otro equipo de procesamiento de plasma. Existen dos razones para esta disposición . Las simplicidades benéficas ya que reduce en costo y los problemas de instalación del sistema . Los sistemas simples también evitan las pérdidas residuales en la tubería o bolsas auxiliares, lo cual es crítico debido al alto valor intrínseco del concentrado.

Como otra parte de este objetivo de la simplicidad federal, no hay bombas en el sistema. Además de evitar las pérdidas de material, deben evitarse las bombas en el sistema actual, ya que los cristales de hielo bloquearían cualquier tubería, dañarían el mecanismo de bombeo y contaminarían el producto con hielo triturado. La simplicidad también está implícita en el diseño de bolsa del procesador plástico moldeado individual. Una ventaja de éste enfoque es que la construcción de pieza única reduce los costos de manufactura. La construcción de pieza única también produce un dispositivo que puede ser montado fácil y rápidamente en el procesador. Las unidades de pieza individual pueden también sellarse individualmente para esterilización gama, con barras estériles en los puertos de acceso que proporcionan un procesamiento completo en un ambiente cerrado como para las regulaciones FDA. Las unidades de pieza individual pueden adaptarse también para ciclos de concentración múltiple, los cuales son necesarios para muchas aplicaciones, incluyendo el plasma humano. Específicamente, el plasma sanguíneo normal contiene entre aproximadamente 150 mh/dl (miligramos/decilitros) de fribrinógeno. Los pegamentos de fibrina de alta calidad congelados, sin embargo, tienen concentraciones de fibrinógeno de por lo menos 10 veces mayores que los niveles de plasma en volumen, y hasta 100 veces mayores para productos liofilizados. Tales concentraciones corresponderían a una mezcla cristalizada que consta esencialmente solo de hielo, dejando por tanto cuando mucho solo alrededor del 10% de fluido. Desafortunadamente, dicha disposición no sería posible debido a que existiría flujo inadecuado para hacer flotar los cristales de hielo resultando de esta manera en una falla del sistema. El método de concentración actual evita este problema al remover el hielo residual durante cada ciclo.

Operación del Sistema de Concentración: El sistema puede ser operado en dos modos de operación diferentes, despendiendo de la aplicación particular. El enfoque más simple y más obvio es colocar los componentes en orden secuencial para procesamiento continuo. Bajo este enfoque, el material en volumen es continuamente alimentado en la entrada, y el producto final es retirado continuamente, con el grado de concentración que depende directamente del número de etapas empleadas. Por supuesto, el procesamiento de lotes individuales a la vez a través de una secuencia de componentes es una extensión de esta técnica, como se utilizaría para preparar pequeñas muestras para prueba de diagnóstico. Este enfoque general por lo tanto es apropiado para productos farmacéuticos, productos químicos, muestras de diagnósticos y otras unidades para las cuales la contaminación cruzada no es un problema . Esta técnica puede aplicarse también al plasma depositado si la selección de donador y/o las técnicas de inactivación apropiadas se utilizan para controlar los riesgos de infección. A la inversa, el sistema también puede ser colocado para procesar las unidades de donador de plasma individuales, evitando de los problemas asociados con grandes depósitos. El concentrador resultante puede ser transfusionado directamente, reconstituido para transfusión, o embarcado a fabricantes de componentes. Bajo este enfoque, existen varias técnicas diferentes para introducir el plasma en el sistema, aunque todas esas técnicas comparten las mismas etapas de cristalización y filtración. Esta distinción sigue directamente de las operaciones diarias del centro de recolección del plasma mismo. De manera específica, el plasma puede obtenerse a través del equipo de aféresis, o a partir de la centrifugación de toda la sangre. La distinción entre estas dos opciones es que los volúmenes de aféresis pueden ser del orden de 700 ml, en tanto que los volúmenes de plasma derivado de la sangre entera son del orden de 200 ml. Además, el plasma puede estar tibio desde la recolección inmediata o ya enfriado para conservar el Factor V y otros componentes lábiles. Las principales diferencias son por tanto el volumen en la temperatura. El volumen puede explicar el uso de bolsas de diferentes tamaños, placas de enfriamiento de diferentes tamaños y/o ciclos repetidos con bolsas y placas de los mismos tamaños. Las diferencias de temperatura pueden superarse mediante diferentes opciones Todo el plasma puede ser llevado a una temperatura relativamente uniforme a través de almacenamiento refrigerado prolongado. Esta técnica es apropiada para procesamiento de instalación separado o en horas no hábiles. Alternativamente, el plasma puede ser pasado a través de un conjunto de placas de enfriamiento antes de la introducción en la bolsa de procesamiento, asegurando por tanto una temperatura de entrada uniforme. Esta técnica es apropiada para el acoplamiento directo al equipo de aféresis, produciendo un concentrado esencialmente a la terminación del proceso de aféresis. Finalmente, el plasma tibio puede ser introducido directamente en la bolsa de procesamiento y subsecuentemente enfriado adentro del procesador. Esta técnica es apropiada para aquellas instalaciones donde el procesamiento inmediato no es necesario, aunque el procesamiento en horas no hábiles o concurrente es difícil debido a las limitaciones de personal o espacio. Como se observó antes, dos modalidades del recipiente (bolsas desechables) utilizado para lograr estos resultados se ilustra en las figuras 2 y 3. Para evitar la activación de la secuencia de coagulación, esas bolsas están hechas de los mismo plásticos utilizados para las bolsas de plasma convencionales. Así mismo como las bolsas convencionales, el acceso está proporcionado a través de puertos de barra estándar, los cuales pueden aceptar agujas huecas o dispositivos de acoplamiento estériles. A diferencia de las bolsas convencionales , esas bolsas tienen un puerto en u n lado . Este porte es utilizado para llenar la bolsa con el concentrado de plasma, después de lo cual el puerto es sellado por calor en forma permanente utilizando equipo y prácticas convencionales. Así mismo a diferencia de las bolsas convencionales, esta bolsa tiene ganchos para unirla a una estructura rígida, la cual puede ser sujetada fácilmente por un brazo robótico. Después del llenado, la estructura es colocada por el brazo robótico en la cámara de concentración, donde el plasma es enfriado sometido a ultrasonido como se describió previamente. El resultado de este proceso es por tanto una mezcla de hielo y plasma concentrado. El brazo robótico remueve después la estructura de la cámara de procesamiento y gira a 90° de amanera que el puerto de llenado está en la parte superior y el plasma es combinado a lo largo del lado más largo. El brazo robótico coloca entonces la estructura en una máquina centrífuga con el filtro y el extremo de drenado señalando hacia fuera. En esta configuración , el líquido y la mezcla de hielo está muy por debajo del puerto de entrada de manera que ningún material puede alojarse de manera inadvertida alrededor del puerto; además, el filtro está directamente expuesto hacia la cabeza de presión completa de la columna de líquido bajo centrifugación . Xa centrifugación atrapa los cristales de hielo en la bolsa en tanto que forzan todo el líquido remanente fuera de la bolsa a través del filtro. Este filtro consta de una maya de nylon montada en un ta m iz que es sellado por calor a las parede s i nte rnas de la bolsa , asegurando de esta manera una unión estable y segura. El plasma concentrado pasa después a través de este filtro y dentro de una bolsa de recolección unida. El tipo de bolsa de recolección depende de las necesidades del usuario en particular. La opción más simple es recolectar el concentrado en una bolsa de plasma convencional para transfusión directa, almacenamiento o embarque a un fraccionador. Esta opción es por tanto para usuarios que desean mantener el plasma en una condición tan cercana como sea posible a su estado original, menos una parte de agua, y sin procesamiento adicional . Otra opción es recolectar el plasma en una bolsa de diálisis para remoción subsecuente de la sal en exceso; esta opción proporciona un producto de mayor calidad debido al envenenamiento salino reducido. Con o sin diálisis, la siguiente opción es recolectar el plasma en una bolsa diseñada para crioprecipitación , como se describió en la siguiente sección. La opción final es recolectar el plasma en otra cámara de concentración para concentración repetida con o sin diálisis. Varias combinaciones de estas opciones son posibles, y se seleccionan mediante el ensamble de las bolsas apropiadas y la programación del controlador. Después del centrifugado, el controlador activa el brazo robótico para elevar la estructura fuera de la máquina centrífuga y colocarla en el siguiente módulo seleccionado previamente, donde cualquier procesamiento adicional deseado puede ejecutarse en la diáli si s y/o los módulos de concentración .

Finalmente, todo el procesamiento se termina, la estructura es colocada en el sellador/cortador, el cual sella por calor primero la tubería de conexión y después corta a través de este sello para separar el recipiente de concentrado final de las bolsas de procesamiento. El concentrado resultante puede ser transfucionado, almacenado o procesado adicionalmente, dependiendo de las necesidades del usuario individual. Las bolsas son desechadas y la estructura es limpiada para uso posterior. El proceso general se suma por tanto para desarrollar un sistema que es simple en su construcción y operación . La construcción del sistema por lo tanto se centra alrededor de unidades de plasma individuales desechables simples y componentes secuenciales simples para uso en lote. La operación es simplificada mediante la ejecución de etapas estandarizadas y repetidas de cristalización y remoción de hielo. El resultado general es un proceso altamente eficiente y no costoso para concentrar materiales sensibles al calor.

Dimensiones del Sistema : Para lograr resultados óptimos, el sistema está dimensionado de manera preferible en forma adecuada para una transferencia de térmica correcta y sonificación uniforme. Para un donador individual , el plasma derivado de la sangre entera , las dimensiones de zona de tratamiento adecuadas son de aproximadamente 10 cm de alto, 30 cm de l argo y 0.05 mm de espesor, q ue corresponden a un volumen de a p roximadamente 1 5 ce.

Estas dimensiones dejan espacio para las etapas de concentración múltiple si se desea, y proporcionan la transferencia térmica y sonificación requeridas. Para las aplicaciones de aféresis, puede utilizarse la misma bolsa, o una bolsa dos veces tan alta o dos veces tan larga (pero no ambas) que pueda ser utilizada para un mayor volumen; el espesor debe permanecer igual. d. Aplicaciones de Concentrado: Además del embarque, manejo, descontaminación, crioprecipitación y fraccionamiento más fáciles, existen otras nuevas aplicaciones para el sistema de concentración actual. Una aplicación es mejorar la velocidad y efectividad de las nuevas tecnologías de intercambio de plasma que remueven solamente algunos componentes del plasma de un paciente y después devuelven el resto. Una segunda aplicación es la transfusión directa del concentrado sin dilución. Este enfoque tiene el potencial para lograr todos los beneficios de la transfusión de plasma, sin el interés clínico de la sobrecarga de agua. Este enfoque por lo tanto tiene un gran potencial en la inversión de los efectos de la warfarina, así como para tratar a víctimas de trauma masivo o quemaduras.

Crioprecipitación: a. Crioprecipitación de Concentrado de Plasma: En otra modalidad, la presente invención comprende un método para procesar un concentrado de plasma sanguíneo que comprende: (a) enfriar un concentrado de plasma sanguíneo a una temperatura suficiente para forma un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida; y (b) recolectar dicha fase sólida. Aunque es simple en práctica, esta técnica no es obvia desde el punto de vista conceptual. El principal problema es que las proteínas de crioprecipitación se encuentran en diferentes proporciones en diferentes unidades de plasma, dependiendo de la química corporal del donador individual. El resultado total es que existe una gran cantidad de variación en las producciones de criopecipitado. Por ejemplo, el plasma a partir de un individuo con un nivel de fibrinógeno normal de aproximadamente 150 mg/dl puede producir varios ml de crioprecipitado. De igual manera, el otro individuo también con un nivel de fibrinógeno de 150 puede producir de más o menos criopecipitado, dependiendo de los niveles relativos de Factor VIII, etc., aunque probablemente no habrá una gran cantidad de diferencia. Por otra parte, el plasma para un dividuo con un nivel de fibrinógeno menor de 75 mg/dl puede producir un crioprecipitado virtualmente no medible, el cual no está cerca de la mitad del volumen producido a partir de los casos de 150 mg/dl. A la inversa, el plasma de un individuo con alto nivel de fibrinógeno de más de 300 mg/dl puede producir mucho más de dos veces de crioprecipitado que aquel producido en el nivel de 150 mg/dl. De manera más importante aún a partir de un punto de vista, es la variación en la resistencia del pegamento de fibrina hecho a partir de esos crioprecipitados. Esos pegamentos, los cuales son una mezcla de crioprecipitado y trombina, se utilizan para aproximación de herida y hemostásis. Las variaciones amplias en la calidad del crioprecipitado, hacen el producto casi impredecible. Además, existen también el asunto de preparación y tratamiento del plasma. Específicamente, la retención del plasma durante 24 horas a baja temperatura sin agitación incrementa la prod ucción de crioprecipitados. Alternativamente, la repetición del proceso de congelación-descongelación (el procedimiento de University of Alabama - Birmingham) produce más crioprecipitado y el pegamento de fibrina de mayor resistencia, para una unidad determinada de plasma. Por otra parte, la remoción del crioprecipitado después del primer ciclo y después de intentar la crioprecipitación sobre el plasma "crioreducidos" esencialmente genera producto. Finalmente, la congelación instantánea del plasma en pequeños tubos colocados en etanol a -80° C tampoco produce un crioprecipitado. Para comparación, obsérvese que la técnica convencional genera producciones aproximadamente equivalentes ya sea q ue el plasma sea congelado lentamente en una bolsa convencional y congelado o "congelado en forma rápida" utilizando bolsas especiales y un ventilador En cualquier caso , el material que eventualmente forma el crioprecipitado está ubicado en el núcleo del recipiente. Todas esas observaciones pueden explicarse en términos de concentración de proteína de plasma. Específicamente, la crioprecipitación requiere que las proteínas se colisionen y se aglomeren después. Por tanto, a mayores concentraciones, las proteínas están más cercanas y por lo tanto se colisionan de manera más frecuente, lo cual a su vez produce mayor aglomeración. La inversa, a menores concentraciones, la probabilidad de colisión se reduce y las producciones son correspondientemente inferiores. Las variaciones de producción antes observadas a partir de diferentes donadores siguen inmediatamente. Es decir, la muestra promedio 150 mg/dl genera una producción promedio. Por otra parte, la muestra 75 mg/dl de proteínas están muy alejadas para producir muchas colisiones útiles: es decir por tanto un efecto de umbral existe de manera que esencialmente no se forma producto a esta baja concentración, en vez de la mitad del producto de la muestra 150 mg/dl. Para la observación de que 300 mg/dl produce mucho más de dos veces del crioprecipitado obtenido a partir de la muestra 150 mg/dl, obsérvese que la probabilidad de crioprecipitación es un efecto tridimensional con respecto a la concentración. Por ejemplo, considérese una molécula de proteína individual que es sometida a crioprecipitación. En una distribución uniforme, otras moléculas similares en una distancia radial promedio r circundan esta molécula.

La concentración del plasma por un factor de 8 recorta esta distancia promedio a la mitad a r/2, y mejorando significativamente la oportunidad de una colisión de aglomeración. Además, incrementando la concentración por un factor de 8 incrementa también el área de objetivo entre las moléculas por factor de 4, incrementando nuevamente la probabilidad de una colisión productiva. Ei efecto neto es que una vez que las moléculas están suficientemente cerca para iniciar las colisiones de aglomeración, la probabilidad de estas colisiones y la generación de productor correspondiente, se incrementa rápidamente con la concentración creciente . Habiendo explicado las variaciones de producción con respecto a la concentración, el siguiente punto de interés es la variación de la resistencia del pegamento. Un análisis de la resistencia de la coagulación como una función de la concentración de fibrinógeno produce la relación Fb= aCr2, donde Fb es la resistencia de enlace, a es una constante de proporcionalidad y Cr es la concentración del fibrinógeno. Cualitativamente, esta relación sigue debido al número de sitios de unión que depende de la concentración, y el área de unión varia como un término cuadrático. Como resultado completo es que la resistencia a la unión depende en gran medida a la concentración de fibrinógeno y los diferentes pegamentos a partir de diferentes plasmas poseen por tanto propiedades m uy diferentes.

La preparación del plasma y las observaciones de tratamiento ilustran también la magnitud de este efecto de concentración. Específicamente, la retención del plasma a bajas temperaturas a través de períodos prolongados permite la aglomeración parcial a partir de las colisiones de movimiento de Brown. El resultado es que la concentración parcial ocurre antes de la congelación . Aunque este pequeño cambio en la concentración local produce un incremento significativo en la producción , este proceso es no muy ampliamente utilizado debido a las restricciones de tiempo y los l ímites de gradiente de concentración . Para los ciclos de concentración/descongelación repetidos, el crioprecipitado formado durante el primer ciclo actúa como núcleos de congelación para ciclos subsecuentes. Progresivamente la producción menor se obtiene en cada ciclo, aunque debido al menor material l ibre que está disponible en el plasma residual e incluso menos de este material está suficientemente cercano a los núcleos existentes para la aglomeración . Obsérvese que la alteración o fusión de los núcleos en cualquier ciclo disminuye por tanto la producción subsecuente; este efecto es evidentemente irreversible hasta aproximadamente el 10% o más del daño que ocurre a las proteínas durante cada etapa de congelación. De manera similar, la remoción del crioprecipitado después de la primera congelación no deja n úcleos para etapas subsecuentes, lo cual entonces ocasiona u na falla debido a que se h acen sobre plasma crioreducido que está e se ncialmente por debajo de la concentración de um bral Finalmente, esto deja la materia de la congelación instantánea contra el plasma congelado en forma convencional. La congelación instantánea, aunque es ampliamente utilizada para conservar las pequeñas muestras de plasma para prueba de diagnóstico, no produce el crioprecipitado ya que el proceso de congelación ocurre tan rápidamente que los solutos no son concentrados de manera suficiente para colisionarse y aglomerarse. A la inversa, la congelación más lenta resulta en concentraciones progresivamente más elevadas hacia el centro de la muestra, resultando por tanto en una crioprecipitación principalmente en el núcleo de la muestra. Por lo tanto esa concentración es un factor crítico en la crioprecipitación. Como tal, la ejecución de la crioprecipitación en plasmas concentrados genera producciones mucho más elevadas que aquellas obtenidas a partir de plasma normal. Además, el uso de un material de inicio concentrado asegura que cualquier muestra de plasma determinada esté dentro del umbral requerido para la crioprecipitación efectiva, removiendo por tanto mucha de la variación de las preparaciones de donador individual convencionales. Obsérvese que la eliminación de esta variación está situada comúnmente como una justificación solo para el uso de productos de plasma combinados. Como se observó antes, el plasma concentrado solo mejora la producción . También como se observó antes, el proceso de crioprecipitación mismo concentra el plasma hasta un cierto grado . Por otra parte , el plasma a partir del concentrador ya esta en o cerca del límite eutético. Sin embargo, este límite, es realmente un rango que se extiende desde -5 hasta -30° C y no es un solo punto. El resultado total es que existen varios procesos que ocurren en el plasma conforme se congela. Además, gran parte del material no está bien mezclado, conduciendo a inestabilidades potenciales químicas locales y otras condiciones fuera de equilibrio. Aunque esos factores no pueden ser controlados directamente, pueden ser por lo menos manejados parcialmente mediante la aplicación de técnicas de ultrasonido descritas en la sección del concentrador. Es superenfriamiento excesivo puede por tanto evitarse, junto con las trampas de dendrita resultantes y los altos de zona de concentración. La producción por lo tanto se mejora al lograr que cualesquiera mejoras en la concentración de las que se pudieron tener. Además, la eliminación anticipada de ia sal en exceso asegura que las proteínas concentradas no se dan envenenadas en forma cercana como lo son por las técnicas convencionales, produciendo de esta manera un producto de mayor calidad. Para la velocidad del proceso, grandes mejoras siguen inmediatamente a partir del volumen reducido del concentrado del plasma, comparado con el plasma normal . Ya que el factor limitante de la crioprecipitación es la remoción del calor latente de la fusión del agua, menor volumen significa que se debe remover menor calor. El proceso de congelación para los concentrados es por lo tanto m ucho más rápido que el proceso de congelación para el plasma no rmal . Además, el volu men red ucido permite el uso de muestras mucho más delgadas, incrementando por tanto la velocidad de procesamiento. El factor limitante aquí es el núcleo, el cual se congela muy lentamente debido a que el calor latente del líquido remanente debe removerse a partir de una capa más progresivamente más gruesa del hielo aislante; las muestras más delgadas tiene núcleos más delgados y por lo tanto se congelan mucho más rápidamente que las muestras más gruesas, b. Crioprecipitación Asistente por Ultrasonido: En otra modalidad, la presente invención proporciona un método para procesar plasmas sanguíneos que comprende: (a) por menos una porción de plasma sanguíneo y aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada de dicho plasma sanguíneo, para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida; y (c) recolectar la fase sólida. El uso del ultrasonido también incrementa la velocidad al mejorar la velocidad de transferencia térmica; véase la descripción anterior sobre el mezclado mejorado, la ruptura de hielo de pared y el crecimiento de cristales de hielo dentro del volumen. El efecto neto es un incremento en la velocidad de procesamiento de por lo menos un factor de 30, incluso para estimaciones conservadoras. El equipo de ultrasonido utilizado y la energía y frecuencia de la energía ultrasónica aplicada en esta modalidad son las mismas que aquellas descritas, en el contexto del método de concentración antes descrito.

Puede observarse que incluso con esas mejoras, puede haber aún otro beneficio de un tiempo de permanencia de 24 horas. c. Plasma Crioreducido: Con el método de crioprecipitación actual, los crioprecipitados pueden por tanto ser removidos rápida y efectivamente. En tanto que existen algunos beneficios importantes, debe observarse que el material residual es ahora una mezcla altamente concentrada casi pura de las proteínas de plasma que no se crioprecipitan, principalmente albúmina y las diferentes inmunoglobulinas. Comparado con el plasma reducido convencional, este concentrado tiene por lo tanto mucho menos contaminación del crioprecipitado y está lista en una forma casi concentrada. Como tal, es ideal por tanto para las diferentes industrias de fraccionamiento de Cohn y/o cromatografía. d. Diseño del Sistema: En otra modalidad, la presente invención proporciona un recipiente para procesamiento de plasma sanguíneo que comprende: (a) una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la trasferencia térmica entre un dispositivo de transferencia térmica externa y el plasma sanguíneo, y permitir la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material; (b) una cámara de recolección para recolectar una fase líquida; (c) una cámara de producto para recolectar una fase sólida. Para lograr esos resultados deseados en la práctica, se ha desarrollado un nuevo sistema. La primera parte del sistema es el mismo que aquel utilizado para el sistema de concentración descrito anteriormente, que consta de los mismos módulos utilizados para la transferencia térmica, ultrasonido, control, etc. La única modificación es girar la cámara de procesamiento a 90° para que la bolsa de plasma sea sostenida ahora horizontalmente en vez de verticalmente. La segunda parte del crioprecipitador es el recipiente, preferiblemente una bolsa desechable, como se muestra en la figura 4. Para evitar la activación de la secuencia de coagulación, esta bolsa está hecha de los mismo materiales plásticos utilizados para las bolsas de plasma convencionales. Al igual que las bolsas convencionales, el acceso está proporcionado a través de puertos de barra estándar 240, 242 y 243 que pueden ser accesados a través de agujas huecas o dispositivos de acoplamiento estériles. Diferencia de las bolsas convencionales, sin embargo, esta bolsa tiene puertos en extremos opuestos. Uno de esos puertos 240 es utilizado para llenar la bolsa con el concentrado de plasma, después de lo cual este puerto es permanentemente sellado por calor utilizado equipo y prácticas convencionales Después del llenado, la bolsa es colocada en la cámara de procesamiento. El proceso de enfriamiento utilizado para concentración se repite, aunque en este caso, el proceso es continuado hasta que se congela todo el plasma. Específicamente, no hay remoción de hielo o componente residual líquido en este proceso. Después de la congelación completa, la bolsa puede ser removida y almacenada en un congelador o procesada inmediatamente. El almacenamiento del congelador asegura que incluso las bolsas más concentradas del material están bien congeladas y por tanto pueden incrementar ligeramente la producción . La congelación también permite el transporte hacia una instalación de procesamiento central, o para procesar unidades múltiples después de las horas de recolección normales. Dada ia velocidad del proceso general, sin em bargo, la mayoría de los usuarios probablemente continuará el proceso si n almacenamiento de congelador. En cualquier caso, la siguiente etapa es calentar la muestra para producir el crioprecipitado. Este calentamiento puede lograrse a través de cualquiera de las diferentes técnicas de inmersión en baño de agua , microondas , resistencia eléctrica , etc. ya utilizadas o probadas para el procesamiento de plasma . La consideración importante en este punto es controlar la temperatu ra para evitar el calentamiento excesivo ; la variación en la calid ad co n respecto a la temperatura es bien conocida .

Una modificación de la técnica de calentamiento es utilizar el ultrasonido sobre el material congelado, el cual calienta rápidamente el material. Esta técnica requiere un control cuidadoso, debido a que la aplicación de ultrasonido al fundido puede sobrecalentar rápidamente el líquido, así como alterar los aglomerados. Otra modificación es descongelar el material solo parcialmente observando que los crioprecipitados se descongelan primero debido a la nucleación preferencial. Este enfoque, mejora el crioprecipitado a costa de la calidad dei material crioreducido y por tanto es apropiado solamente bajo condiciones limitadas. En cualquier caso, después del calentamiento, la bolsa es colocada en una máquina centrífuga con la punta angosta señalando hacia fuera. Los ganchos 216 sobre la bolsa están acoplados a la máquina centrífuga, asegurando por tanto que ia bolsa está montada adecuadamente y que permanece en la ubicación adecuada. La activación de la máquina centrífuga (5,000 g durante 15 min. a 22° C o valores similares será suficiente) forza después el crioprecipitado en el cuello de la bolsa. El plasma crioreducido ocupa por tanto el resto del volumen de la bolsa. Después de la centrifugación, el límite entre el crioprecipitado blanco y el material residual amarillo es muy evidente ya sea para el ojo humano o para un explorador automatizado. La modalidad mostrada en la figura 4 contiene un rango de sello térmico 260. La colocación de un sello térmico a través de la bolsa en este punto aisla por tanto las fracciones.

En este punto, los materiales aislados son opcionalmente cortados en el sello para uso inmediato o procesamiento subsecuente. Por ejemplo, un banco de sangre puede requerir el crioprecipitado localmente, aunque no tiene la necesidad del material crioreducido, el cual sería enviado entonces a una instalación de fraccionamiento. Alternativamente, ambos componentes pueden dejarse juntos, lo cual facilita el rastreo, y facilita también las cancelaciones si la prueba muestra agentes infecciosos. e. Mejora de Presión: La tecnología anterior se basa en los principios de la crioprecipitación convencional, en la cual la congelación provoca que los solutos sean concentrados y después mantenidos en contacto estrecho durante tiempos suficientemente prolongados para aglomerarse. Por otra parte, el plasma concentrado a través del proceso previo ya está en o cerca del límite eutético, así que solamente es posible la concentración adicional ligera. Por lo tanto, todo lo que permanece es de presiones suficientes para tiempos suficientes. Para lograr estas condiciones, pueden utilizarse recipientes de alta presión convencional. Cuando se opera en el rango de 45 a 60 kpsi, esos recipientes no solamente inducirán la precipitación sino que también inactivarán los virus empaquetados. Obsérvese que los esfuerzos actuales para lograr la inactivación viral solos no describen ningún efecto de precipitación ya que solamente se ha estudiado el plasma no concentrado normal. Las proteínas en este plasma son demasiado diluidas para aglomerarse. La principal ventaja del proceso de concentración es que eliminaría por tanto el 10% o más del daño de congelación asociado con las técnicas convencionales. Esta desventaja es el costo y el tiempo involucrados con el recipiente de presión, aunque esos intereses pueden desplazarse parcialmente si se proporciona alguna descontaminación viral. Finalmente, un proceso combinado puede utilizarse también, con la presión que proporciona núcleos para una etapa subsecuente.

Este enfoque proporcionaría las ventajas de múltiples ciclos de congelación/descongelación, aunque sin el daño de congelación asociado para las proteínas.

Cromatografía: Como se explicó antes, el principio subyacente en la cromatografía es que diferentes materiales se difunden a través de medios diferentes en velocidades diferentes. Esas diferencias en velocidades proporcionan por lo tanto medios de separación de los diferentes componentes de las mezclas compuestas. Tales separaciones son utilizadas comúnmente para identificar componentes individuales, tales como toxinas u otros desconocidos, y para preparar fracciones comercialmente valiosas de mezclas conocidas, tales como plasma sanguíneo. A. Uso del Concentrado del Plasma como Material de Partida: En otra modalidad , la presente invención proporciona un método para procesar un concentrado de plasma sanguíneo, el cual comprende: (a) eluir el concentrado de plasma sanguíneo a través de una fase estacionaria. Para plasma humano, el uso de un concentrado bien preparado como material de partida proporciona muchas ventajas. La primera de tales ventajas es que el concentrado producirá una resolución mejorada en cualquier sistema determinado debido al tamaño de muestra disminuido. Este beneficio sigue inmediatamente a partir de la variación disminuida en la ubicación de partida efectiva, y mejora el contacto de medio en este punto. La siguiente ventaja del concentrado como se prepara hasta este punto es que los crioprecipitados ya son removidos de una manera muy efectiva. Esto es importante debido a que los crioprecipitados contienen componentes, tales como el fribrinógeno, que son grandes y de alguna manera adhesivos por naturaleza . Como tales, tienden a adherirse a los medios de cromatografía y retardan el flujo general . Además , esos componentes tienden a alojar gran parte de la contaminación viral que puede estar en el plasma. La remoción de crioprecipitada efectiva proporciona por lo tanto un producto con mejor separación , en menos tiempo y con menos contaminación . b. Cromatografía Asistida por Ultrasonido: En otra modalidad , la presente invención proporciona un método para separar y/o purificar materiales, en particular materiales sensibles a la temperatura tal como el plasma sanguíneo, que comprende: (a) eluir el material a través de una fase estacionaria, en tanto que se suministra transmisión de energía ultrasónica desde una fuente externa hacia el material. El uso de un material de partida concentrado, no afecta los límites fundamentales de la cromatografía. De manera específica, incluso con un concentrado, el proceso es largo y costoso, particularmente para las muestras difíciles tales como las proteínas del plasma. La solución a este problema es utilizar el ultrasonido para ayudar al flujo del material a través y dentro de la cámara.

Obsérvese que esto no es lo mismo que aplicar presión o fuerza centrífuga, aunque dichas técnicas son por sí mismas muy útiles en algunas aplicaciones. En su lugar, el uso del ultrasonido cambia fundamentalmente la naturaleza del flujo mismo. El efecto más obvio se demuestra fácilmente mediante la aplicación de ultrasonido a un fluido viscoso. I ncluso en niveles de energía debajo de la cavitación , la aplicación de ultrasonido provoca que cualquier fluido fluya mucho más fácilmente, debido a una d isminución efectiva en la vi scosidad . En el caso de cromatog raf ía , el ultrasonido puede dispersar el material rápido y fácilmente a través de toda la cámara, eliminando de esta manera la dirección parásita y la resistencia a la transferencia masiva como causas de pérdida de resolución. Por otra parte, esta rápida distribución puede también provocar que el material también de difunda más rápidamente bajo el gradiente de concentración, disminuyendo por tanto la resolución. Para evitar que ocurra esto, el ultrasonido debe de aplicarse de manera que cada zona local alcance el equilibrio rápidamente. De manera específica, es necesario eliminar la capa límite entre el fluido y el absorbedor. Debido que el ultrasonido es muy efectivo en la alteración de tales capaz, el equilibrio de zona se presenta por tanto antes de la difusión de volumen. El resultado total es que el ultrasonido no solamente conserva ia resolución, sino que la mejora realmente, incluso cuando acelera el proceso. Por supuesto, obviamente es deseable obtener lo máximos beneficios posibles a partir de este nuevo enfoque. Por lo tanto es necesario determinar el tipo ideal de ultrasonido y el método ideal de aplicación. Para las características de ultrasonido deseadas, las reglas generales utilizadas para los otros componentes del sistema de plasma son acopladas aquí. Específicamente, mantenga la energía suficientemente abajo para evitar la cavitación que de otra manera dañaría las proteínas. La frecuencia es un interés relativamente menos importante, controlado principalmente por la disponibilidad del equipo comercial. Es importante observar en este caso, que el sonido estará activo durante un largo período, de manera que la durabilidad del componente es crítica, junto con un detector separado para advertir de la falla del componente. Además, el equipo de soporte y las guías de onda deben también ser lo suficientemente resistentes para soportar el uso prolongado, así como las frecuencias de barrido variables y las reflexiones de onda de desplazamiento requeridas para eliminar los puntos muertos nodales. La consideración más importante sin embargo, son los medios de sonificación. Específicamente, las opciones principales son sonificar el material de objetivo, o sonificar el medio. De estas dos opciones, la sonificación del medio proporciona mejor ruptura de capa lím ite y por lo tanto se prefiere para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, la sonificación del material de objetivo, es subir para aquellos casos en los cuales la viscosidad del material de objetivo, es elevada o para aquellos casos en los cuales el medio atenúa fuertemente las ondas ultrasónicas. U na tercera opción, que combina los beneficios de ambos enfoques, es sonificar el material de objetivo y el medio. En resumen , los sistemas de cromatología convencional requieren un equilibrio cuidadoso entre las velocidades de flujo, el equilibrio, la viscosidad, la absorción relativa , etc. aunque estos sistemas carecen de un medio de control de los diferentes factores en competencia . Aplicando el ultrasonido se proporcionan medios para lograr este control , mejorando por tanto el rendimiento del si stem a g ene ral .

El equipo de ultrasonido utilizado y la energía y frecuencia de la energía ultrasónica en esta modalidad son las mismas que aquellas descritas, en el contexto del método de concentración descrito anteriormente. Las fases estacionaria y móvil adecuadas que se van a utilizar en los presentes métodos de cromatografía se describen en las patentes de los Estado Unidos de Norteamérica Nos. 5,833,861 y 5,880,265; Harrison et al. , Trombosis Research, vol 50, pp.295-305 ( 1998); Curling, Methods of Plasma Protein Fractionation, Academic Press, NY, pp. 77-97 , 1980; y Stemberg et al , Hoppe-Seyler's Z. Phvsiol. Chem.. vol . 357, pp. 1003- 1005 (1976) , todos lo cuales están incorporados aquí mediante referencia. En el caso de ciertos materiales puede ser necesario o ventajoso mezclar o disolver el material en una o más fases móviles. En el caso del plasma sanguíneo o un concentrado de plasma sanguíneo, la fase móvil es preferiblemente el agua contenida en el plasma sangu íneo o el concentrado del plasma sanguíneo mismo. c. Aplicaciones de Plasma de Cromatografía Sonificada: Una aplicación de los sistemas sonificados es una separación para eliminar muy rápida . Tales separaciones son muy útiles para el plasma y otras mezclas complejas que constan de una variedad muy amplia de componentes con diferencias i mportantes en las velocidades de transporte . Específicamente, las prote ínas de plasma tienen u na gran variedad de peso molecular, fo rma y di stribución de carga. Una separación prelimar por lo tanto es valiosa ya que produciría componentes más similares en naturaleza, los cuales pueden separarse más fácilmente en etapas subsecuentes diseñadas para componentes más específicos. Esta etapa preliminar es particularmente útil para proteínas de plasma a fin de excluir los contaminantes, tales como virus, bacterias y células. Debido a que todos esos contaminantes son muy grandes, la remoción altamente eficiente sería esperada. En particular, debido a las evidencias resientes que indican que la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob pueden dispersarse posiblemente en los productos de plasma mediante la inclusión inadvertida de células contaminadas, una separación preliminar puede proporcionar los únicos medios posibles de descontaminación para tales agentes. En este caso, el separador preliminar estaría solamente a una corta distancia del absorbedor convencional ; se requiere de muy poca discriminación para separar todas las células completas, o incluso fragmentos de célula, a partir de las moléculas de proteína . Aunque dichas separaciones preliminares pueden ser muy útiles, el valor de las sonificaciones, por supuesto, la aceleración de la separación de las diferentes proteínas de plasma que no son de crioprecipitación, particularmente las inmunoglobulinas. En este caso, cualesquiera mejoras en la velocidad son cruciales . Finalmente, combinando el concentrador con un sistem a de cromatografía sonificado proporcionaría ahorros substanciales sobre el fluido supercrítico y afinidad de cromatografía, con las aplicaciones a través de toda la industria de separación. d. Configuración Típica: En otra modalidad, la presente invención proporciona un aparato cromatográfico, el cual comprende: (a) un recipiente adecuado para eluir un material a través de una fase estacionaria y permitir la transm isión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material; y (b) una fuente de energía ultrasónica externa. U na modalidad específica del aparato cromatográfico actual se muestra en la figura 5. En esta modalidad preferida, las fuentes de ultrasonido múltiples 340 se utilizan para explicar la atenuación de onda. Obsérvese también que aunque se muestra una geometría de columna , disposiciones sim ilares basadas en los principios conocidos del ultrasonido también se aplican a las placas, geles, sistemas de exclusión de tamaño, etc. El material que se va a separar y/o purificar es introducido en la entrada 310 y se permite que sea eluido a través de la fase estacionaria contenida del cilindro 320. El producto eluido es recolectado en la salida 330. En el caso del plasma u otros productos farmacéuticos, el sistema también está diseñado para operación cerrada. En este caso, el sistema completo es esteril izado mediante la exposición a radiación gama o beta, u otras técnicas estándar. En el campo , se obtiene el acceso a través de puertos estéri les . El sistema com pleto está hecho de componentes que no incluyen coagulación, y pueden ser incinerados después del uso.

EJEMPLOS A manera de ilustración, y sin limitación de las modalidades específicas descritas, la presente invención se ilustrará a través de los siguientes ejemplos. Aproximadamente 200 mL de plasma humano se introduce en la cámara de tratamiento 110 de un recipiente de concentración 100, substancialmente como se describió antes, a través del accesorio de entrada de material 140. El recipiente de concentración 100 es llenado hasta un nivel inicial 124 o, justo debajo del puerto de recolección 122. El recipiente de concentración 100 o una estructura de soporte (no mostrada) está sujetado en puntos de anclaje 116 mediante un brazo robótico que tiene sujetadores asistidos por vacío para acoplar el recipiente de concentración 100, y es transferido a una posición entre dos placas de enfriamiento 22a y 22b. Las placas de enfriamiento 22a, 22b están cerradas mediante brazos de estructura móviles, para acoplar las paredes de cámara móviles, 112, 114 de la cámara de tratamiento 110. Los sujetadores asistidos por vacíos sobre las placas de enfriamiento, 22a, 22b retienen las paredes 112, 114 en su lugar. Las placas de enfriamiento 22a, 22b son móviles hacia y en alejamiento una de la otra a fin de mantener la separación deseada entre ellas. En esta forma, la transferencia térmica desde el plasma puede controlarse mediante el ajuste del volumen de plasma entre las placas de enfriamiento 22a, 22b. El plasma puede ser circulado también dentro del recipiente 100 a través del movimiento de las placas de enfriamiento 22a, 22b para mezclado térmico del material. La unidad de refrigeración 24 bombea el refrigerante a través de los conductos de refrigerante 26 para enfriar las placas de enfriamiento 22a, 22b y absorber el calor desde el plasma a través de las paredes 112, 114 del recipiente 100. Aproximadamente, al mismo tiempo, el transductor ultrasónico 42 de la fuente de energía ultrasónica 40 se activa para aplicar la energía ultrasónica al plasma. Conforme el plasma es enfriado hasta aproximadamente 0° C o menos, el agua en el plasma se congelará en los sitios de nucleación inducidos en forma ultrasónica dentro de la cámara de tratamiento para forma cristales de hielo. La excitación ultrasónica del plasma sirve no solamente para inducir la nucleación de los cristales de hielo, sino que evita también la formación de dendritas sobre los cristales de hielo que de otra manera atraparían los componentes que no son de agua del plasma en la matriz cristalina. La excitación ultrasónica del plasma incrementa también la velocidad de transferencia térmica dentro del plasma, permitiendo un enfriamiento más rápido, y reduce la viscosidad del plasma, permitiendo de esta manera que los cristales de hielo floten más fácilmente hacia la superficie superior de la cámara de tratamiento 110. La excitación ultrasónica resulta también en formación de cristal a través de todo el volumen del plasma en la cámara de tratamiento 1 10, en vez de acumular una capa de hielo en la superficie adyacente en las placas de enfriamiento 22a, 22b. La excitación ultrasónica también mejora la velocidad de la transferencia térmica desde el plasma. Los cristales de hielo se recolectan en la parte superior de la cámara de tratamiento 1 10 y son transferido a la cámara de recolección 120 a través del puerto de recolección 122. Los censores 150 en la cámara de tratamiento 1 10 monitorean la concentración del plasma que permanece en la cámara de tratamiento 1 10 conforme se remueven los cristales de hielo. Al alcanzar una concentración predeterminada, las placas de enfriamiento son desacopladas del recipiente de concentración 100 y la fuente de energía ultrasónica 40 es desactivada. El producto de plasma concentrado es transferido después desde la cámara de tratamiento 1 10, a través del puerto de transferencia de producto 132 y el filtro asociado 134, dentro de la cámara de producto 130. El producto de plasma concentrado puede ser removido desde la cámara de producto 130 a través del accesorio de recolección de producto 142 , para uso, almacenamiento o procesamiento adicional . El proceso puede repetirse hasta que se logre la concentración deseada. En tanto que se ha descrito la invención en sus formas preferidas, será fácilmente evidente para aquellos con experiencia ordinaria en la técnica que pueden hacerse muchas adiciones , modificaciones y eliminaciones a la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención .

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Un método de concentración de un material comprende por lo menos un primer componente y un segundo componente, para formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno del primer y segundo componente, el método que comprende: (a) enfriar por lo menos una porción de material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión del material, la porción que contiene el primer componente en fase líquida; (b) aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del material para formar una fase sólida que comprende el primer componente; y (c) recolectar la fase sólida.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque las etapas de enfriamiento y aplicación de energía ultrasónica que comprenden pasar el material adyacente a una primera placa de enfriamiento sonificada .

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las etapas de enfriamiento y aplicación de energía ultrasónica que comprenden pasar el material en la primera y segunda placas de enfriamiento , por lo menos la primera placa de enfriamiento que comprende una placa de enfriamiento sonificada.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la primera y segunda placas de enfriamiento, comprenden cada una placas de enfriamiento sonificadas.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material comprende un material acuoso y el primer componente comprende agua, y en donde la capa de enfriamiento comprende enfriar por lo menos una porción del material acuoso por debajo de 0o C.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además depositar el material en un recipiente flexible de pared delgada, y en donde las etapas de enfriamiento y aplicación de energía ultrasónica se llevan a cabo a través de una porción de pared de un recipiente flexible.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de remover la fase sólida comprende centrifugar el material que contiene la fase sólida.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además remover las sales del material.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la etapa de remover las sales del material comprende efectuar una transferencia de sales a través de una membrana de diálisis.

10. El método de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además monitorear la concentración de por lo menos un componente en dicho producto.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la etapa de monitorear la concentración comprende detectar la resistividad de dicho producto * 76

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la etapa de monitorear la concentración comprende detectar la viscosidad o las propiedades ópticas de dicho producto. 5

13. El método de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende además probar la presencia de uno o más contaminantes de dicho producto.

14. Un sistema para concentrar un material que comprende por lo menos un primer componente y un segundo componente, para 10 formar un producto que tiene una concentración incrementada de uno del primero y segundo componentes, el sistema que comprende: (a) un dispositivo de transferencia térmica para enfriar por lo menos una porción de dicho material a una temperatura en o por debajo del punto de fusión de dicho material, la porción que contiene

15 el primer componente en fase líquida; (b) una fuente de energía ultrasónica para aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada de dicho material para formar una fase sólida que comprende el primer componente; y (c) medios para recolectar \a fase sólida . 20 1 5. EJ sistema de conformidad con la reivindicación 1 4 , caracterizado porque el dispositivo de transferencia térmica comprende una primera placa de enfriamiento .

16. El sistem a de conformid ad con la reivindicación 1 5 , caracterizado porq ue la primera placa d e enfriamiento com prend e u n T . elemento tran sductor de di ch a fu ente de energía ultra só nica

17. El sistema de conformidad con Ja reivindicación 15, que comprende además medios para pasar por Jo menos una porción deJ material a lo largo de una superficie de por lo menos una placa de enfriamiento.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque ei dispositivo de transferencia térmica comprende primera y segunda placas de enfriamiento, y en donde el sistema comprende además medios para pasar el material entre la ppmera y segunda placas de enfriamiento.

19. EJ sistema de conformidad con Ja reivindicación 18, caracterizado porque la primera y segunda placas de enfriamiento comprenden cada una transductores de dicha fuente de energía ultrasónica .

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 14, que comprende además un recipiente flexible de pared para cada contener el material durante la aplicación de energía ultrasónica.

21 . El sistema de conformidad con Ja reivindicación 20, caracterizado porque el recipiente flexible de pared delgada comprende un elemento de filtro .

22. El sistema de conformidad con la reivindicación 14 , caracterizado porque los medios para recolección comprenden una máq u i na centrífuga .

23. El sistema d e conformidad con la reivindicación 14 , que com pre nde además un materia! de d i á li si s para remover las sal e s de sd e e ! prod uctc .

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 14, que comprende además un sensor para detectar Ja concentración de por lo menos un componente de dicho producto.

25. EJ sistema de conformidad con la reivindicación 14, que comprende además medios para detectar ia presencia de uno o más contaminantes en dicho producto.

26. Un recipiente para contener un material durante una separación de un primer componente del material para formar un producto que tiene una concentración incrementada de un segundo componente del material , el recipiente que comprende: (a) una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la transferencia térmica entre un dispositivo de transferencia térmica externo y el material, y permitir la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energ ía externa dentro de dicho material; (b) una cámara de recolección para recolectar una porción removida del primer componente; y (c) una cámara de producto para recolectar dicho producto.

27. El recipiente de conformidad con la reivindicación 26, que comprende además un filtro entre la cámara de tratamiento y la cámara de producto.

28. El recipiente de conformidad con la reivindicación 26, que comprende además un censor para detectar la concentración de un componente de! productor concentrado. 19

29. El recipiente de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el censor comprende un censor resistivo para detectar la concentración de la sal dentro del producto concentrado.

30. Un método de remoción de agua a partir de un material acuoso para concentrar componentes que no son de aguas del material acuoso el método que comprende: (a) enfriar por lo menos una porción del material acuoso hasta una temperatura en o por debajo de 0o C; (b) aplicar energía ultrasónica al material acuoso para formar cristales de hielo; y (c) remover los cristales de hielo desde el material acuoso para forma un producto.

31 . Un sistema para remover agua desde un material acuoso para formar un producto que tiene una concentración incrementada de componentes que no son de agua, el sistema que comprende: (a) un dispositivo de transferencia térmica para enfriar por lo menos una porción del material acuoso a una temperatura en o por debajo de 0°C ; (b) una fuente de energía ultrasónica para aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada del material acuoso para formar cristales de hielo; y (c) medios para recolectar los cristales de hielo a partir del material acuoso para formar el producto.

32. U n método para procesar un concentrado de plasma s a n p u i p 9 o °ue compr nde : <a) enfriar por lo menos una porción de un concentrado de plasma sanguíneo a una temperatura suficiente para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida; y <b) separar la fase sólida de Ja fase Jíquida.

33. Un método para procesamiento de plasma sanguíneo, que comprende: (a) enfriar por lo menos una porción de un concentrado de plasma sanguíneo a una temperatura suficiente para formar un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida; y (b) aplicar energía ultrasónica a por lo menos la porción enfriada de dicho plasma sanguíneo, para obtener un sistema que comprende una fase sólida y una fase líquida; y (c) separar la fase sólida de la fase líquida.

34. Un recipiente para procesar plasma sanguíneo mediante crioprecipitación , el recipiente que comprende: (a) una porción de pared flexible que encierra una cámara de tratamiento para permitir la transferencia térmica entre un dispositivo de transferencia térmica externo y el material, y permitir la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa dentro del material ; (b) una cámara de recolección para recolectar una porción removida del primer componente; (c) una cámara de producto para recolectar el producto.

35. Un método para procesar un materia! sensible a la temperatura , e! cua! comp rende. (a) eluir el material a través de una fase estacionaria, en tanto que se suministra la transmisión de energía ultrasónica desde una fuente de energía externa hacia el material .

36. El método de conformidad con la reivindicación 35 , caracterizado porque el material sensible a la temperatura es plasma sanguíneo o un concentrado de plasma sa ng uíneo.

37. U n método para procesar un concentrado de plasma sang u íneo, el cual comprende: (a) elui r el concentrado de plasma sangu íneo a través de una fase estacionaria .

38. EJ método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque la elusión se lleva a cabo mientras se suministra en la trasmisión de energ ía ultrasónica desde una f uente de energía externa hacia el material .

39. Un aparato para procesar un material sensible a la temperatura, que comprende: (a) un recipiente adecuado para eluir el material a través de una fase estacionaria y permiti r la transm i sión de energ ía ultrasónica desde una fuente de energ ía externa dentro del material ; y (b) una fuente de energ ía ultrasónica externa . RESU MEN Se describen un método y sistema para remover selectivamente un componente de un material concentrando de esta manera otros componentes del material. EJ material es enfriado debajo de la temperatura de fusión del material para formar una fase líquida superenfriada con la placa de transferencia térmica con canales de enfriamiento. La energía ultrasónica desde los impulsores ultrasónicos es aplicada al material para formar los cristales de fase sólida del componente que se va a remover. Esos cristales son removidos para dejar el producto concentrado. La energía ultrasónica evita el crecimiento de dendritas sobre los cristales, resultando en la formación y remoción de pequeños cristales del componente que se va a remover sin daño a o remoción de los componentes restantes. Se describen también los métodos y aparatos para la crioprecipitación y cromatografía. .