NO794150L

NO794150L - SINGLE MEMBRANE PLASMPHORESE SINGLE FILTER CELLS

Info

Publication number: NO794150L
Application number: NO794150A
Authority: NO
Inventors: James H Devries; Gaylord L Berry; James R Hitchcock
Original assignee: Baxter Travenol Lab
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1980-06-24
Also published as: GB2037614A; DK544879A; SE7910450L; AU5329079A; DE2948597A1; ES487198A0; FI793994A; IT7928293A0; ES8102825A1; IT1127307B; IL58787A0; BR7908156A; FR2444471A1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører membranplasmaforese, nærmere bestemt en engangsfiltercelle til membranplasmaforese. The present invention relates to membrane plasmaphoresis, more specifically a disposable filter cell for membrane plasmaphoresis.

Ved typisk plasmaforeseteknikk inngår innsamling av helblod fra givere i poser, samt en overføring av posene til en sentrifuge hvor plasma utskilles fra helblodet. Plasmaet trek-kes ut av posen, og det resterende blod tilbakeføres til giveren. A typical plasmaphoresis technique involves the collection of whole blood from donors in bags, as well as a transfer of the bags to a centrifuge where plasma is separated from the whole blood. The plasma is withdrawn from the bag, and the remaining blood is returned to the donor.

I den senere tid er det konstruert automatiserte sentri-fuger som kontinuerlig trekker ut helblod fra giveren, sentri-fugerer helblodet for utskillelse av plasmaet, samler opp plasmaet og fører det resterende blod tilbake i dettes plasma-fattige tilstand til giveren, alt på kontinuerlig måte. In recent times, automated centrifuges have been constructed that continuously extract whole blood from the donor, centrifuge the whole blood to separate the plasma, collect the plasma and return the remaining blood in its plasma-poor state to the donor, all in a continuous manner .

Det er foreslått å utføre plasmaforese uten anvendelse av en sentrifuge på grunn av at sentrifugeutstyret er komplisert og kostbart. Til dette formål er det kjent filtrering av celler fra helblod under anvendelse av en mikroporøs membran, f.eks. ifølge US-patentskrift 3.705.100. Det har vist seg at plasma-foreseenhet av membrantypen gir blodplatefritt plasma, mens sentrifugeenheter gir plasma som inneholder noen blodplater. Dessuten har det vist seg at membranplasmaforeseenheter også It has been proposed to perform plasmaphoresis without the use of a centrifuge because the centrifuge equipment is complicated and expensive. For this purpose, it is known to filter cells from whole blood using a microporous membrane, e.g. according to US Patent 3,705,100. It has been found that membrane-type plasma preseparation units provide platelet-free plasma, while centrifuge units provide plasma that contains some platelets. Moreover, it has been shown that membrane plasmaphoresis units as well

kan innrettes til å gi langt større plasmamengder i løpet av kortere tidsrom enn sentrifugeenheter. can be arranged to provide far greater amounts of plasma in a shorter period of time than centrifuge units.

Fra US-patentskrift ...... (amerikansk patentsøknad 942.077 av i3. september 1978) er det kjent et membranplasmaforese-apparat av typen med parallelle membraner. En fordel med denne_ membranplasmaforesetype er at apparatet kan inneholde en billig engangspakning, og dessuten utnytter apparatet en vesentlig del av membranoverflatearealet. From US patent specification ...... (US patent application 942,077 of September 13, 1978) a membrane plasmaphoresis apparatus of the type with parallel membranes is known. An advantage of this type of membrane plasmaphoresis is that the device can contain a cheap disposable gasket, and furthermore the device utilizes a significant part of the membrane surface area.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en forbedring av membranplasmaforeseapparatet ifølge det i foregående avsnitt nevnte US-patentskrift, idet oppfinnelsen vedrører en engangsfiltercelle til membranplasmaforese, som er av særlig enkel konstruksjon og billig å fremstille, men likevel er filtercellen ifølge oppfinnelsen i stand til å gi en effektiv plasmaforese. The present invention relates to an improvement of the membrane plasmaphoresis apparatus according to the US patent mentioned in the preceding paragraph, as the invention relates to a disposable filter cell for membrane plasmaphoresis, which is of particularly simple construction and cheap to manufacture, but nevertheless the filter cell according to the invention is able to provide an effective plasmaphoresis.

Ifølge oppfinnelsen er det således frembrakt en engangsfiltercelle til membranplasmaforese, og cellen er kjennetegnet ved det som er angitt i karakteristikken i krav 1. Filtercellen inneholder således en første fleksibel plate med en ru underside, samt en andre fleksibel plate med en ru overside. To filtermembraner med porestørrelser på fra 0,1 pm til 2 p er anbrakt umiddelbart opptil hverandre til dannelse av en mellom-liggende blodstrømbane. According to the invention, a disposable filter cell for membrane plasmaphoresis has thus been produced, and the cell is characterized by what is stated in the characteristic in claim 1. The filter cell thus contains a first flexible plate with a rough underside, as well as a second flexible plate with a rough upper side. Two filter membranes with pore sizes of from 0.1 µm to 2 µm are placed immediately next to each other to form an intermediate blood flow path.

Den første og den andre fleksible plate er anbrakt på motstående sider av membranene, slik at disse er innlagt mellom de fleksible plater med den ru flate av hver fleksibel plate vendende mot vedkommende membran. The first and second flexible plates are placed on opposite sides of the membranes, so that these are inserted between the flexible plates with the rough surface of each flexible plate facing the relevant membrane.

Den første fleksible plate og den første filtermembran avgrenser et første plasmafiltratvolum, mens den andre fleksible plate og den andre filtermembran avgrenser et andre plasmafiltratvolum. The first flexible plate and the first filter membrane define a first plasma filtrate volume, while the second flexible plate and the second filter membrane define a second plasma filtrate volume.

I en utførelsesform avgrenser både den første og den andre filtermembran en åpning som danner forbindelse mellom det første og det andre plasmafiltratvolum. En tetning løper hen over filtermembranene for lukking av den ene side av den av filtermembranene avgrensete blodstrømbane med henblikk på atskillelse av blodstrømbanen fra de av filtermembranene avgrensete åpninger. Blodinnløp og blodutløp kommuniserer med blodstrømbanen, og et / plasmautløp kommuniserer med plasmafiltratvolumene. In one embodiment, both the first and the second filter membrane define an opening which forms a connection between the first and the second plasma filtrate volume. A seal runs across the filter membranes to close one side of the blood flow path delimited by the filter membranes with a view to separating the blood flow path from the openings defined by the filter membranes. Blood inlet and blood outlet communicate with the blood flow path, and a / plasma outlet communicates with the plasma filtrate volumes.

I en annen utførelsesform har platene og filtermembranene tre sammenfallende kanter, og platene har større overflateareal enn membranene. På denne måte dannes det et plasmaoppsamlingskammer av deler av platene som er atskilt fra filtermembranene og-som ikke er sammenfallende med deler av membranene. Blodinn-løp og blodutløp kommuniserer med blodstrømbanen, og et plasma-utløp kommuniserer med plasmaoppsamlingskammeret. In another embodiment, the plates and filter membranes have three coincident edges, and the plates have a larger surface area than the membranes. In this way, a plasma collection chamber is formed from parts of the plates which are separated from the filter membranes and which do not coincide with parts of the membranes. Blood inlet and blood outlet communicate with the blood flow path, and a plasma outlet communicates with the plasma collection chamber.

I utførelsesformene omfatter de fleksible plater et plast-lag som er ekstrudert med den ru flate utformet i ekstrudatet. In the embodiments, the flexible plates comprise a plastic layer which is extruded with the rough surface formed in the extrudate.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et uttrukket perspektivriss av den ovenfor omtalte første utførelsesform av engangsfiltercellen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et perspektivriss av utførelsesformen i fig. 1 med visse deler utelatt av hensyn til tydeligheten. Fig. 3 viser et uttrukket perspektivriss av den ovenfor omtalte andre utførelsesform av engangsfiltercellen ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 viser et perspektivriss av utførelsesformen i fig. The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows an extracted perspective view of the above-mentioned first embodiment of the disposable filter cell according to the invention. Fig. 2 shows a perspective view of the embodiment in fig. 1 with certain parts omitted for reasons of clarity. Fig. 3 shows an extracted perspective drawing of the one above mentioned another embodiment of the disposable filter cell according to the invention. Fig. 4 shows a perspective view of the embodiment in fig.

3 med visse deler utelatt av hensyn til tydeligheten.3 with certain parts omitted for reasons of clarity.

Det henvises til tegningene som viser en engangsfiltercelle til membranplasmaforese og omfattende en første fleksibel plate 4, en andre fleksibel plate 6, en første filtermembran 8 samt en andre filtermembran 10. Reference is made to the drawings which show a disposable filter cell for membrane plasmaphoresis and comprising a first flexible plate 4, a second flexible plate 6, a first filter membrane 8 and a second filter membrane 10.

Den fleksible plate 4 har en ru underside som svarer til en ru overside 12 på den fleksible plate 6. Platene 4 og 6 er fortrinnsvis utformet av fleksibelt plastmateriale, såsom poly-etylen eller PVC, som er blitt ekstrudert og har en tykkelse på ca. 0,38 mm, og hvor de ru flater har et stort antall langsgående riller dannet i ekstrudatet, hvor hver av rillene har en dybde på ca. 0,2 5 mm. The flexible plate 4 has a rough underside which corresponds to a rough upper side 12 of the flexible plate 6. The plates 4 and 6 are preferably formed of flexible plastic material, such as polyethylene or PVC, which has been extruded and has a thickness of approx. 0.38 mm, and where the rough surfaces have a large number of longitudinal grooves formed in the extrudate, where each of the grooves has a depth of approx. 0.25 mm.

Det skal bemerkes at platens 4 ru underside og platens 6 ru flate 12 kan være av enhver type som muliggjør plasmastrøm-ning til et plasmaoppsamlingskammer, slik det vil bli beskrevet nedenfor. Den ru flate kan derfor være utformet med riller på kryss og tvers, et stort antall atskilte fremspring, et maske-nett i berøring med det fleksible platemateriale eller en kom-binasjon av disse muligheter. It should be noted that the rough underside of the plate 4 and the rough surface 12 of the plate 6 can be of any type that enables plasma flow to a plasma collection chamber, as will be described below. The rough surface can therefore be designed with criss-cross grooves, a large number of separate protrusions, a mesh net in contact with the flexible plate material or a combination of these possibilities.

Selv om det av økonomiske årsaker foretrekkes at de fleksible plater 4 og 6 er utformet av et ekstrudert plastmateriale, kan det være ønskelig å utforme de fleksible plater 4 og 6 av et metallisk platemateriale, såsom aluminiumfolie. Dessuten kan aluminiumfolien ha en ru flate som er dannet av selve aluminium-foMén, eller folien kan være belagt med et plastmateriale til dannelse av den ru flate. Although it is preferred for economic reasons that the flexible plates 4 and 6 are formed from an extruded plastic material, it may be desirable to form the flexible plates 4 and 6 from a metallic plate material, such as aluminum foil. In addition, the aluminum foil can have a rough surface which is formed by the aluminum foil itself, or the foil can be coated with a plastic material to form the rough surface.

Hver av membranene 8 og 10 er utformet av en arkliknende, mikroporøs membran med en porestørrelse som muliggjør filtrering av plasma fra helblod, idet porestørrelsen fortrinnsvis ligger mellom . 0,1 og 2 pa, hvor gjennomsnittsporestørrelsen fortrinnsvis er ca. 0,6 5 pm. Membranene 8 og 10 har et hulromvolum som er større enn 60% med et gjennomsnittlig hulromvolum på ca. 80%. Membranene er fortrinnsvis utformet av et polymermateriale hvor porene danner en forholdsvis buktet bane. Tykkelsen for hver av membranene ligger fortrinnsvis mellom 0,05 mm og 0,20 mm. Each of the membranes 8 and 10 is formed from a sheet-like, microporous membrane with a pore size that enables the filtration of plasma from whole blood, the pore size preferably being between . 0.1 and 2 pa, where the average pore size is preferably approx. 0.6 5 pm. The membranes 8 and 10 have a cavity volume that is greater than 60% with an average cavity volume of approx. 80%. The membranes are preferably made of a polymer material where the pores form a relatively curved path. The thickness of each of the membranes is preferably between 0.05 mm and 0.20 mm.

Platene 4 og 6 samt membranene 8 og 10 er som vist rettlinjete. Kanter A på platene 4 og 6 og på membranene 8 og 10 The plates 4 and 6 and the membranes 8 and 10 are, as shown, rectilinear. Edges A on plates 4 and 6 and on membranes 8 and 10

er forseglet til hverandre liksom arkenes og membranenes kanter B og C. I den i fig. 1 og 2 viste utførelsesform er kantene D are sealed to each other like the edges B and C of the sheets and membranes. In the one in fig. 1 and 2 shown embodiment are the edges D

på platene 4 og 6 samt på membranene 8 og 10 forseglet til hverandre, og det dannes en kompakt enhet som vist i fig. 2, hvori filtermembranene 8 og 10 avgrenser sirkelformete åpninger 13. I den i fig. 3 og 4 viste utførelsesform flukter platene 4 og 6, som har større overflateareal enn membranene 8 og 10, med hverandre, og kantene E på membranene 8 og 10 er forseglet til hverandre, eller dersom det erønskelig kan tetn-ingen være en brett dannet av et enkelt ark som danner begge membraner 8 og 10. on the plates 4 and 6 as well as on the membranes 8 and 10 sealed to each other, and a compact unit is formed as shown in fig. 2, in which the filter membranes 8 and 10 define circular openings 13. In the one in fig. 3 and 4, the plates 4 and 6, which have a larger surface area than the membranes 8 and 10, are flush with each other, and the edges E of the membranes 8 and 10 are sealed to each other, or if desired the seal can be a board formed by a single sheet forming both membranes 8 and 10.

Membranenheten som omfatter membranene 8 og 10, som i fig. 4 har deres ytterkanter forseglet til hverandre, danner en blod-strømbane 14 mellom membranene. Membranen 8 avgrenser åpninger 16 og 18, og platen 4 er utstyrt med et blodinnløp 20, som kommuniserer med åpningen 16 (og er forseglet rundt åpningen 16), samt et blodutløp 22 som kommuniserer med åpningen 18 (og er forseglet rundt åpningen 18), slik at det dannes forbindelse mellom henholdsvis innløpsporten 20 og utløpsporten 22 og blod-strømbanen 14. The membrane unit comprising the membranes 8 and 10, as in fig. 4 have their outer edges sealed to each other, forming a blood flow path 14 between the membranes. The membrane 8 delimits openings 16 and 18, and the plate 4 is equipped with a blood inlet 20, which communicates with the opening 16 (and is sealed around the opening 16), as well as a blood outlet 22 which communicates with the opening 18 (and is sealed around the opening 18), so that a connection is formed between the inlet port 20 and the outlet port 22 and the blood flow path 14, respectively.

I den i fig. 1 og 2 viste utførelsesform løper en varmfor-segling E' hen over membranene 8 og 10 for å lukke den ene side av blodstrømbanen 14 og for å atskille blodstrømbanen 14 fra åpningene 13. Åpningene 13 kommuniserer med et første plasmafiltratvolum 24, som er utformet mellom membranen 8 og platen 4, og med et andre plasmafiltratvolum 26 som er utformet mellom membranen 10 og platen 6. Et plasmautløp 30, som flukter med åpningene 13, er innrettet til å stå i forbindelse med plasmafiltratvolumene 24 og 26 og er innrettet til å koples til en egnet ledning hvorigjennom plasmaet fjernes. In the one in fig. 1 and 2, a heat seal E' runs over the membranes 8 and 10 to close one side of the blood flow path 14 and to separate the blood flow path 14 from the openings 13. The openings 13 communicate with a first plasma filtrate volume 24, which is formed between the membrane 8 and the plate 4, and with a second plasma filtrate volume 26 which is formed between the membrane 10 and the plate 6. A plasma outlet 30, which is flush with the openings 13, is arranged to be in communication with the plasma filtrate volumes 24 and 26 and is arranged to connect to a suitable line through which the plasma is removed.

I den i fig. 3 og 4 viste utførelsesform er et plasmafiltratvolum 24 utformet mellom membranen 8 og platen 4, mens et plasmafiltratvolum 2 6 er utformet mellom membranen 10 og platen 6. På grunn av at platene 4 og 6 har større overflateareal enn membranene 8 og 10 er det utformet et plasmaoppsamlingskammer 28 mellom de deler av platene 4 og 6, som ligger utenfor membranene 8 og 10. Det er anordnet et plasmautløp 3 0 som står i forbindelse med plasmaoppsamlingskammeret 28 og som er innrettet til å forbindes med en egnet ledning hvorigjennom plasmaet ledes bort. Det foretrekkes at platene 4 og 6 samt membranene 8 og 10 utformes av et termoplastmateriale, slik at de ovenfor omtalte forseglinger kan være varmforseglinger. Alternativt kan disse forseglinger være utformet av bindende materialer, ultralydsveiser eller andre typer fluidumtette forseglinger. In the one in fig. 3 and 4, a plasma filtrate volume 24 is formed between the membrane 8 and the plate 4, while a plasma filtrate volume 2 6 is formed between the membrane 10 and the plate 6. Due to the fact that the plates 4 and 6 have a larger surface area than the membranes 8 and 10, it is formed a plasma collection chamber 28 between the parts of the plates 4 and 6, which lie outside the membranes 8 and 10. A plasma outlet 30 is arranged which is in connection with the plasma collection chamber 28 and which is arranged to be connected with a suitable line through which the plasma is led away. It is preferred that the plates 4 and 6 as well as the membranes 8 and 10 are made of a thermoplastic material, so that the seals mentioned above can be heat seals. Alternatively, these seals can be formed from binding materials, ultrasonic welds or other types of fluid-tight seals.

Ved bruk anbringes engangsfiltercellen i en fortrinnsvis permanent holder, og en ledning koples til innløpet 20 hvor blod innføres fra en pasients vene, en ledning koples til utløpet 22 til dannelse av en returledning for røde blodceller, og en ledning for plasma koples til utløpet 30. Den ovenfor beskrevne plasmafiltercelle kan anvendes i det system som er kjent fra det innledningsvis omtalte US-patentskrift....(amerikansk patentsøknad 942.077). v In use, the disposable filter cell is placed in a preferably permanent holder, and a line is connected to the inlet 20 where blood is introduced from a patient's vein, a line is connected to the outlet 22 to form a return line for red blood cells, and a line for plasma is connected to the outlet 30. The plasma filter cell described above can be used in the system known from the initially mentioned US patent... (US patent application 942,077). v

Claims

1. Disposable filter cell for membrane plasmaphoresis, characterized by

a) a first flexible plate with a rough lower side and a second flexible plate with a rough upper side, b) a first and a second filter membrane with a pore size of from 0.1 to 2 pm, where the first and the second filter membrane are placed next to each other to form an intermediate blood flow path and where the first and the second flexible plate is placed on opposite sides of the membranes, so that these are inserted between the flexible plates with the rough surface of each flexible plate facing the respective membranes, and the first flexible plate and the first filter membrane form a first plasma filtrate volume, while the second flexible plate and the second filter membrane form a second plasma filtrate volume, and c) a blood inlet communicating with the blood flow path, a blood outlet communicating with the blood flow path, and a plasma outlet communicating with at least one of the plasma filtrate volumes.

2. Filter cell in accordance with claim 1, characterized in that each of the filter membranes defines an opening which forms a connection between the first plasma filtrate volume and the second plasma filtrate volume.

3. Filter cell in accordance with claim 2, characterized by organs that separate the bloodstream from the blood stream the openings delimited by the filter membranes.

4. Filter cell in accordance with claim 3, characterized in that the separation means comprise a seal that runs across the filter membranes to close one side of the blood flow path delimited by the filter membranes, this seal being placed inside the openings.

5. Filter cell in accordance with one of claims 1-4, characterized in that the first and the second flexible plate as well as the first and the second filter membrane are rectilinear and are sealed to each other along four edges.

6. Filter cell in accordance with claim 1, characterized in that the first and second plates contain parts which are separated from the filter membranes and which form a plasma collection chamber with which the plasma outlet is connected.

7. Filter cell in accordance with claim 6, characterized in that the first and the second flexible plate as well as the first and the second filter membrane are rectilinear.

8. Filter cell in accordance with claim 7, characterized in that the first and the second flexible plate as well as the first and the second filter membrane are sealed to each other along three edges.

9. Filter cell in accordance with claim 7, characterized in that the plate and the membranes have three coincident edges, the plates having a larger surface area than the membranes, and that the plasma collection chamber is formed of parts of the plates that lie outside the membranes.

10. Filter cell in accordance with one of claims 1-9, characterized in that the first and the second filter membrane are sealed to each other along their circumferences.

11. Filter cell according to one of claims 1-10, characterized in that the first and the second flexible plate are sealed to each other along their circumferences.

12. Filter cell in accordance with claim 10, characterized in that at least one of the seals comprises a board.

13. Filter cell in accordance with one of claims 1-12, characterized in that the rough underside and the rough upper side respectively are designed with grooves formed by the respective surfaces.

14. Filter cell in accordance with one of claims 1-12, characterized in that the rough underside and the rough upper side respectively comprise several separate projections carried by the respective surfaces.

15. Filter cell in accordance with one of claims 1-12, characterized in that the rough underside and the rough upper side respectively comprise mesh members in direct contact with the respective surfaces.

16: Filter cell in accordance with one of claims 1-12, characterized in that the rough surfaces are designed with several longitudinal grooves.

17. Filter cell in accordance with one of claims 1-16, characterized in that the first and second flexible plates are made of plastic and are extruded with the rough surfaces formed in the extrudate.

18. Filter cell in accordance with claim 17, characterized in that the extrudate has a thickness of approx. 0.3 8 mm, and that the rough surface is designed with grooves with a depth of approx. 0.25 mm.

19. Filter cell in accordance with one of claims 1-18, characterized in that the first and the second flexible plate are made of flexible metal foil.