NO830354L

NO830354L - Engangs-blodbane for bruk ved sentrifugalseparasjon av blod i en roterende sentrifugerotor

Info

Publication number: NO830354L
Application number: NO830354A
Authority: NO
Inventors: Allen Latham Jr
Original assignee: Haemonetics Corp
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1983-02-02
Publication date: 1980-09-18
Also published as: EP0014093A1; CA1147308A; US4303193A; WO1980001470A1; NO802773L; EP0014093B1; JPS55501133A; DE3062915D1; EP0023220A1

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder blodbearbeidelse og nærmere bestemt separering av blod, innbefattet helblod i to eller flere komponenter.

Menneskelig helblod innbefatter minst tre typer av spesialiserte celler. Disse er de røde blodceller, hvite blodceller og blodplater. Alle disse celler er suspendert i plasma, en kompleks vandig løsning av proteiner og andre mo-lekylære substanser.

Inntil relativt nylig har blodoverføringer blitt gitt under anvendelse av helblod. Det er imidlertid voksende forståelse innen det medisinske område for overføring av bare de blodkomponenter som kreves av en spesiell pasient i stedet for overføring av helblod. Overføring av bare de blodkompenter som er nødvendig bevarer det tilgjengelige forråd av blod, og i mange tilfeller er det bedre for pasien-ten. Før blodkomponentoverføringer kan utstrakt anvendes,

må imidlertid tilfredsstillende blodseparasjonsteknikker og apparatur utvikles.

En fordelaktig blodseparasjon er plasmaferese som er separasjonen av helblod i en plasmarik komponent og en plasmafattig komponent. Typisk holdes den plasmarike komponent tilbake for senere bruk og den plasmafattige komponent returneres.til giveren.

For tiden utføres plasmaferese i stor skala

under anvendelse av satelittposesystemer. Et utall av satelittposeplasmaferesesystemer er blitt patentert, og enkelte typiske eksempler er de systemer som er beskrevet i US patentskrift 3 190 546 tilhørende Raccuglia et al,

US patentskrift 3 211 368 tilhørende Shanley og US patentskrift 3 545 671 tilhøreride Ross.

I slike systemer trekkes helblod fra en giver og strømmer til en pose inneholdende en anti-koagulant.

Posen avkobles deretter fra giver phlebotomiledningen, sentrifugeres i en svingsentrifuge av spanntype hvori celler må vandre ca. halvparten av posens lengdedimensjon, typisk ca. 12 cm. Sentrifugen må deretter forsiktig bremses ned til en topp og posen forsiktig løftes fra sentri-fugespannet mens man unngår blanding av de to komponenter. Posen monteres i en plasmautdriver og en overliggende plasmafraksjon utdrives i en tilkoblet plasmapose, idet forsiktighetsregler taes for å klemme igjen tilkoblingsled-ningen mellom posene like før den plasmafattige komponent passerer over. Posen inneholdende den plasmafattige komponent kobles deretter på nytt ti'1'.phlebotomiledningen slik at den plasmafattige komponent kan returneres til giveren.

Det er blitt vanlig med satelittposesystemer å utføre denne sekvens av trinn to ganger for hver giver. Typisk trekkes en enhet eller ca. 500 ml helblod ut, og anti-koaguleres og separeres. Ca. 250 ml plasmarik komponent erholdes, og den plasmafattige komponent returneres til giveren. Derpå trekkes en annen enhet helblod ut og bearbeides på lignende måte. Ved anvendelse av slike tek-nikker med satelittposesystemer tar det ofte ca. 1-1 1/2 time for å oppnå 500 ml separert plasmarik komponent og returnere den plasmafattige komponent til giveren, selv om tiden for å gi en enhet helblod bare er ca. 20 minutter. Denne relativt lange bearbeidelsestid utgjør en hovedbe-grensning på rekrutering av frivillige givere. Da blodposen avkobles fra giveren ved slutten av hver treknings-syklus og transporteres til og fra et separat sentrifugerom. for sentrifugering, er det i tillegg alltid uten for returnering av blodkomponenter til en giver som ikke er hans evne. Satelittposesystemer krever særlig omhyggelig hånd-tering av posen inneholdende separert plasmarik og plasma-fattige komponenter for å unngå reblanding og derved øde-legge separasjonen.

Blodcelleseparasjonssystemer, både med kontinuer-lig og uregelmessig strømning, er blitt tatt i anvendt bruk, men har ikke blitt akseptert for utstrakt bruk i

plasmaferese fordi de éngangsblodbaner som anvendes er for kostbare i forhold til satelittposesystemene. Et eksempel på en nylig utviklet plasmafereseapparatur er beskrevet av Latham i US patentskrift 4 086 924. I denne apparatur kan helblod trekkes ut fra en giver ved anvendelse av en phlebotominål og en trykkmansjett. Helblodet anti-koaguleres og transporteres av en blodpumpe til en plasmaferese-

sentrifuge hvor det separeres i plasmarike og plasma-fattige komponenter. Separert plasmarik komponent lagres i en plasmabeholder. Når en på forhånd bestemt mengde av separert plasmarik komponent er blitt erholdt, vil syklus-kontrollanordninger umiddelbart koble fra uttrekningssyklusen til en tilbakeføringssyklus. Sykluskontrollanordningene vil også umiddelbart koble fra tilbakeføringssyklusen til enten en uttrekningssyklus eller en vente-syklus (standby-syklus) i respons på et signal fra overvåkningsanordninger som indikerer at tilbakeføringen av plasmafattig komponent er fullført. Fremstillingskostnadene for engangs blodbaner for dette system er større enn for et satelittposesystem,

og selv om Latham-systemet er attraktivt på grunn av den korte (30 min) givertid, har det medført for høye kostnader til å bli akseptert for anvendelse i vidt omfang.

En hovedårsak for de relativt høye kostnader for éngangs blodbanen i kjente blodseparasjonssytemer av Latham-typen tilskrives kravet for en spesielt fremstilt blodsen-trifugebolle. Mange ganger er deler for disse sprøytestøpt fra relativt kostbare materialer slik som polycarbonat, som bidrar med en stor del av kostnadene for engangs blodbanen. En annen årsak for de relativt høye kostnader i Latham-systemet er kravet for nøyaktig fremstilte rotasjonsforseglinger for å føre blodet inn og plasmarik komponent ut av sentrifugebollen når denne roterer. Det er teoretisk mulig å elminere slike overdrevne kostnader ved å anvende en relativt billig, engangs blodpose som bearbeidelseskammer og ved å eliminere kravet for en rotasjonsforsegler. Blod-separas jonssystemer er blitt konstruert under hensyntagen til én eller begge av disse ting, men slike systemer har uvegerlig lidd av egne problemer og ulemper.

Mitchell et al. påpeker i US-PS 3 674 197 enkelte problemer forbundet med forsøk på å anvende standard fleksible blodposer i en sentrifugerotor. De angitte problemer er tilknyttet nødvendigheten for sikkert å opplagre de væskefylte poser fordi disse underkastes forskjellige trykk og krefter under sentrifugeringen som ikke er jevnt fordelt. Skiftingen av stilling av de fleksible blodposer bevirker folder og rynker i posematerialet med derpå følgende ubalan-sering av rotoren. Mitchell et al.-oppfinnelsen beskrevet i dette patent angår formgitte sko som omgir en sylindrisk fleksibel blodbearbeidelsespose for å dempe slike problemer. Imidlertid er det ikke gjort noe forsøk på å tilveiebringe et formgitt blodbearbeidelseskammer som holder en standard blodposeinnstilling for å oppnå sentrifugalseparasjon ved å nedsette distansen som blodkomponentene må vandre under sen-trif ugeringen.

En annen side ved anvendelse av en fleksibel blodbearbeidelsespose i et sentrifugeringssystem er beskrevet av Jones et al. i US-PS 3 737 096. Det sterkt spesialiserte system beskrevet der er et cellevaskingssystem hvori en fleksibel blodpose mottar væske og får væske trukket ut fra den under sentrifugeringsoperasjonen. Volumet av bearbei-delseskammeret i denne sentrifuge justeres ved en fleksibel membran koblet til en fortrengningsvæske som ekspanderer eller trekker seg sammen, i respons på innføring eller uttrekking av en fortrengningsvæske. Dette system har den ulempe at det krever en rotasjonsforsegling. I tillegg er den fleksible pose relativt kompleks og har ikke en kon-struksjon beregnet på å nedsette distansen som blodkomponentene vandrer under separasjonen.

Som det fremgår fra den ovenfor beskrevne disku-sjon har det vært gjort betydelige anstrengelser for å ut-vikle nye blodbearbeidelsessystemer. Til tross for dette har ingen av hittil utviklede systemer gitt en kombinasjon av billige engangs blodbearbeidelsesanordninger, hurtig separasjon, hvor man lett kan gjøre fine kutt mellom forskjellige blodkomponenter og hvor man har en mulighet til å utføre hele blodbearbeidelsen umiddelbart nær en blodgiver.

Oppfinnelsen omfatter, således en apparatur for separering av blod, innbefattet helblod, i en første blodkomponent og en andre blodkomponent.

En selvbalanserende sentrifuge med en rotor som er i stand til å rotere ved hastigheter tilstrekkelig til å bevirke den ønskede separasjon i løpet av relativt korte tidsperioder uten signifikant ledsagende vibrasjon anvendes. En selvbalanserende sentrifuge anvendes fordi ubalanserte masser av blodkomponenter og fortrengningsvæske innføres eller trekkes ut under bearbeidelsen som ville kunne gjøre en konvensjonell sentrifuge ubrukbar for separasjon.

En slik selvbalanserende sentrifuge muliggjør drift over vide rotasjonshastighetsområder og nivåer for ubalanse slik at den kan anvendes ved forskjellige kliniske prosedyrer hvor rotasjonshastighetene og deres tilsvarende separasjons-krefter er variable.

En fleksibel, engangs blodbearbeidelsespose er montert i et formgitt bearbeidelseskammer innen sentrifugerotoren. Det formgitte kammer er formet til å understøtte blodposen i en stilling hvorved den annen blodkomponent krysser en kort distanse i separasjonsprosessen. En fleksibel membran er også anbragt i blodbearbeidelseskammeret i rotoren i komplementærforbindelse til den fleksible éngangs blodpose. Den fleksible membran kan beveges til å påføre trykk på engangs blodposen i respons på innføring eller utdrivelse av en fortrengningsvæske mens sentrifugerotoren enten roterer eller er stasjonær. I tillegg kan fortrengningsvæske utdrives ved pumping av blod inn i den fleksible engangs blodbearbeidelsespose.

Under separasjon innføres fortrengningsvæske i fortrengningskammeret for å drive membranen slik at separert førstekomponent drives ut inn i en mottagerbeholder. Fortrinnsvis er denne mottagerbeholder også anordnet innen sentrifugerotoren.

Etter separasjon av en ønsket mengde av den før-ste blodkomponent, stoppes rotoren og enhver nødvendig forandring i blodbanen for returnering av annen blodkomponent utføres. En andre blodkomponent kan deretter returneres ved innføring av mer fortrengningsvæske inn i fortrengningskammeret. Etter at andre komponent er blitt returnert, kan ytterligere blod som skal separeres, inn-føres i den fleksible blodbearbeidelsespose som derved for-trenger fortrengningsvæske fra fortrengningskammeret. Se-paras jonsprosedyren kan deretter gjentas.

Den her beskrevne apparatur anvender fullstendige engangs, relativt billige blodbaneanordninger, innbefattet blodbearbeidelsesposen. Apparaturen er uhyre allsidig og kan anvendes innen et stort antall områder hvor det er ønskelig å separere én eller flere komponenter fra blod, innbefattet separasjoner som krever nøyaktige kutt mellom sentrifugesepare.rte fraksjoner. I tillegg kan disse separasjoner gjøres raskt med apparaturen stasjonert ved siden av en blodgiver da den kan gjøres relativt liten og lett. Denne apparatur gjør det også mulig å separere blodceller uten å underkaste dem det trauma som er forbundet med intens mekanisk skjærkraft som erfares i konvensjonelle rotasjonsforseglingsmaskiner og i de mer nylig utviklede maskiner som eliminerer behovet for en rotasjonsforsegling ved anvendelse av en hurtig bøyelig "navlestrengkabel" for å føre væsker til og fra en sentrifugerotor. Den letthet med hvilken operatøren kan observere forløpet av separasjonsprosessen og nøyaktigheten ved kontroll ved å foreta produktkutt er også en fordel. I tillegg er det mindre blodplateaktivering, mindre mulig partikulær forurensning, og det kreves mindre anti-koagulant med denne apparatur. Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av en apparatur ifølge oppfinnelsen som er egnet for plasmaferese, fig. 2 er en skjematisk tegning av éngangs blodbane egnet for bruk i apparaturen ifølge fig. 1. Fig. 3 er en perspektivtegning av en fleksibel, éngangs blodbearbeidelsespose egnet for bruk i apparaturen ifølge fig. 1. Fig. 4 er en perspektivtegning av en fleksibel væskepose egnet for bruk som en fortrengningspose i apparaturen ifølge fig. 1. Fig. 5 er en perspektivtegning av komplementære støttesko for blodbearbeidelsesposen og fortrengningsposen ifølge fig. 3 og 4. Fig. 6 er en perspektivtegning av en holder for støttesko ifølge fig. 5, Fig. 7 er en fronttegning av en selvbalanserende sentrifuge hvor enkelte deler er tatt bort, som er egnet for bruk i apparaturen ifølge fig. 1. Fig. 8 er en plantegning av sentrifugen ifølge fig. 7.

Fig. 9 er en sidetegning av sentrifugerotoren

hvor enkelte deler er tatt bort, hvor endel av éngangs blodbanen vist i fig. 2 er inneholdt deri, og

Fig. 10 er en sidetegning av en sentrifugerotor hvor enkelte deler er tatt bort, og som inneholder en blodbearbeidelsespose med en alternativ geometri sammen med en komplementær fortrengningspose og en mottagerbeholder.

Som anvendt her er følgende uttrykk ment å angi: "Selvbalanserende" sentrifuge - en sentrifuge som er formet slik at såsnart rotoren har overskredet et minimum i rotasjonshastighet, vil rotoren rotere rundt sin vinkel-momentvektor i stedet for dens geometriske symmetriakse. Således vil ødeleggende vibrasjoner fra en ubalansert rotor, som ville kunne skape utolererbare vibrasjoner i en konvensjonell sentrifuge, ikke bli utviklet.

"Første blodkomponent" - en fraksjon av blod som ønskes separert fra en annen fraksjon,

"Annen blodkomponent" - en annen fraksjon separert fra blod som er balansen etter at første blodkompnent er separert derfra,

"Plasmarik komponent" - en fraksjon av blod som

er rikere på plasma enn helblod,

"Plasmafattig komponent" - en fraksjon av blod

som er fattigere på plasma enn helblod.

De foretrukne utførelsesformer av denne oppfinnelse vil bli ytterligere beskrevet med henvisning til figu- o rene.

En plasmafereseseparasjon kan illustreres under henvisning til fig. 1, som er en skjematisk illustrasjon av plasmafereseapparatur 10, og fig. 2-9, som illustrerer komponenter av plasmafereseapparaturen 10 mere i detalj.

For å trekke ut helblodet fra en givers arm 12, kan en standard phlebotominål 16 anvendes med denne appara tur. Phlebotominål 16 kan f.eks. være en tynnvegget phlebotominål nr. 15 av den type som har forråd av anti-koagulant tilkoblet til denne slik at frisk uttrukket blod anti-koaguleres såsnart det forlater nålen. En særlig egnet phlebotominål av denne type er beskrevet • i detalj i US-PS 3 916 892 tilhørende Latham.

Anti-koagulant tilføres fra anti-koagulantpose

18 til phlebotominål 16 gjennom anti-koagulantslange 20 som er tilkoblet gjennom et transparent dryppekammer 22 og spiss 23 til pose 18. Det transparente dryppekammer 22 muliggjør at operatøren ;kan observere strømningen av anti-koagulant. Pumpe 24 tilveiebringer anti-koagulantpumping når dette er nødvendig, og er en valsetypépumpe med en bevegelig pressvalse 2 6 som anvendes for å klemme blodslange 20 mot valsene 25. Valsepumper av denne type er beskrevet i detalj i US-PS 3 565 286 også tilhørende Latham.

Før venipunkturen monteres éngangssettet av komponenter i de permanente komponenter av apparaturen 10. Anti-koagulantpose 18 tilkobles ved innføring av spiss 23 på vanlig måte mens pumpeplate 26 klemmes mot slangen 20. Dryppkammer 22 klemmes forsiktig for å utdrive noe av dets innhold av luft inn i anti-koagulantpose 18 og slippes deretter slik at en liten mengde av anti-koagulant akkumu-leres i den nedre del av dryppkammer 22.

Blodbearbeidelsespose 50 er fullstendig sammenklemt ved at så mye fortrengningsvæske som mulig er ført inn i posen 69. Klemme 142 (fig. 8) lukkes deretter for å isolere blodbearbeidelsespose 50 fra komponentmottager-beholder 61.

Anti-koagulantslange 20 og blodslange 28 forsynes med anti-koagulant ved frigivelse av pumpeplate 26 for å tillate gravitasjonsstrømning av anti-koagulant gjennom disse ledninger inntil en liten mengde oppsamles i overvåkningspose 30. Pumpeplate 26 klemmes deretter igjen.

Ved denne tilføringsprosedyre vil den lille mengde av anti-koagulant i den nedre seksjon av dryppkammer 22 tjene til å forhindre inntrengning av luftbobler i strømmen av anti-koagulant som går inn i slange 20 og sikrer derved en luft- fri tilstand. Operatøren er også i stand til visuelt å bedømme hastigheten av antikoagulantstrømning gjennom luft-rommet i den øvre del av dryppekammeret 22, og derved bekrefte at den korrekte antikoagulantstrømning finner sted alltid.

Stedet hvor venipunkturen skal utføres prepareres deretter. Etter preparering festes en pressmansjett 27 rundt giverens arm 12 ved en stilling over der phlebotimi-nålen 16 skal innsettes. Trykkgass tilføres trykkmansjetten 2 7 fra en gassylinder (ikke vist) og det nøyaktige trykk som påføres, reguleres vanligvis av en trykkregulator. En gass-ventil kan også være tilveiebragt som har en åpen og en av-lastningsstilling, hvor den sistnevnte er tilveiebragt for

å avspenne trykk i trykkmansjetten 27. Et typisk trykk er ca. 50 mmHg som hever trykket i giverens vener tilstrekkelig til å rette venipunkturen og å øke blodstrømningen fra giverens vener.

Logisk styring kan anvendses for å overvåke og kontrollere den samlede operasjon av plasmafereseapparaturen om ønsket.

Venepunkturen foretas deretter ved å innføre phlebotominålen 16 inn i en vene i giverens arm 12 ved det på forhånd preparerte sted. Friskt uttrukket, anti-koagulert helblodstrømmer under venetrykk fra giveren gjennom den blodforenlige slange 28 inn i overvåkningspose 30. Overvåkningspose 30 kan ha enten en vektdetektor 32 eller en trykkdetektor 34 tilkoblet til denne, eller begge. Vektpåvisning kan anvendes for å bestemme vekten av blod som er til stede i overvåkningsposen ved ethvert gitt tidspunkt. Dette kan i sin tur anvendes både for å aktivere og kontrollere hastigheten av blodpumpe 36, som også er en valsetypepumpe med valser 37 og en bevegelig plate 38. Funksjonen av trykkdetektor 34 vil bli beskrevet i forbindelse med tilbakeføringssyklusen.

Ved starten av uttrekningssyklusen tømmes overvåkningspose 3 0 når det gjelder blod og blodkomponenter.

Etter som blod strømmer inn i overvåkningspose 30, når dets vekt eventuelt en terskelverdi som føles av vektdetektor 32. Ved denne terskelvekt overføres et egnet signal for å sette igang valser 37 i blodpumpe 38 og for å sette igang valser 25 i antikoagulantpumpe 24. Blodpumpe 38 har fortrinnsvis minst to hastigheter, og disse hastigheter bestemmes av hastighetsregulatoren 3 9 som virker i respons på signalene mottatt fra vektdetektor 32. Hvis blodstrømningen frå phlebotominålen 16 er større enn til blodpumpe 36, fylles overvåkningspose 30 og blir derved tyngre og bevirker at vektdetektor 32 overfører signaler til hastighetsregulator 39 for å påskynde blodpumpe 3 6 til en høyere hastighet. Hvis på den annen side blodstrømning fra phlebotominål 16 er mindre enn blodpumpe 36, begynner overvåkningspose 30

å tømmes og taper derved vekt og bevirker at signaler over-føres til hastighetsregulator 39 for å bringe pumpe 36 til en lavere hastighet. Hvis overvåkningspose 30 fortsetter å tape vekt selv ved den lavere pumpehastighet, kan et signal likeledes overføres til å bevirke at blodpumpe 36 ope-rerer ved en enda lavere hastighet, om tilgjengelig, eller utkobles fullstendig inntil overvåkningspose 30 fylles igjen. På denne måte pumpes blod fra overvåkningspose 30 men aldri fra giveren. Dette virkningsmønster fortsetter gjennom en uttrekningssyklus.

Anti-koagulert helblod pumpes fra overvåkningspose 30 gjennom blodforenlig slange 41 til en første U-formet strømningsdeler 42 med legger 43 og 44 (fig. 2). Legg 4 4 er koblet med slange 4 5 til en spiss åpning 46, men strømning forhindres langs denne bane ved dette tidspunkt av klemmen 4 7 som er lukket. Helblod strømmer gjennom legg 43 og blodforenlig slange 48 til en andre U-formet strøm-deler 42' med legger 43' og 44'. Legg 44' er koblet med blodforenlig slange 45<*>til en spiss åpning 46'. Slange 45' klemmes til ved dette punkt i prosedyren av klemme 47' slik at anti-koagulert helblod strømmer langs legg 43' og slange 49 til blodbearbeidelsespose 50.

Blodbearbeidelsespose 50 kan sees mer i detalj i fig. 3. Der sees det at den fleksible, éngangs blodbearbeidelsespose 50 har et plant, generelt rektangulært frontpanel 52. Det er også et tilsvarende plant, generelt rektangulært bakpanel som ikke sees, og front- og bak-panelene er forseglet sammen rundt periferien 54 av en pose 50 med en væsketett forsegling. Et mønster av hull 55 er anbragt i den forseglede omkrets 54 for å hjelpe til å holde blodbearbeidelsespose 50 i stilling innen formgitte sko som beskrives nedenfor.

Blodbearbeidelsespose 50 har tre væskeåpninger, 56, 57 og 58, lokalisert ved dens topp, og en væskeåpning 59 loaklisert tilnærmet i sentrum av frontpanel 52. Blodforenlig slange 60 løper fra åpning 59 og er koblet til mottagerbeholder 61 ved innløpsåpning 62. Mottagerbeholder 61 kan være en sprøytestøpt beholder dannet som et rotasjonslegeme med dens øvre ende større enn dens nedre ende. Innløpsåpning 62 er lokalisert ved et punkt med maksimal diameter på mottagerbeholder 61 slik at materiale kan trekkes fra beholder 61 tilbake til blodbearbeidelsespose 50 om ønsket.

Mottagerbeholder 61 er også utstyrt med topp-klaffer 63 og 64 og bunnklaff 65 som hver har hull deri, slik at beholder 61 hensiktsmessig kan henges fra dens topp eller bunn. Selvsagt er disse klaffer valgfri og kan utelates eller erstattes med spissåpninger etc. Mottagerbeholder 61 har i tillegg et sterilt luftfilter 67 som muliggjør at luft inneholdt innen systemet passerer deri-gjennom. Andre geometriske former for mottagerbeholder kan selvsagt anvendes, hvor det imidlertid foretrekkes enhver geometrisk form som vil nedsette rotorubalansen etter som første blodkomponent innføres.

Fig. 4 illustrerer en fleksibel fortrengningspose 69 som tjener som et fortrengningskammer i plasmafereseapparaturen 10. Den fleksible fortrengningspose 69 er en fleksibel væskepose dannet fra plane front- og bak-paneler og med en periferiforsegling 70. Oppretningshull 71 er tilveiebragt i den perifere forsegling 70, og en enkel innløps/utløpsåpning 72 er anordnet ved bunnen for å tillate at fortrensningsvæske kan transporteres i eller ut av posen 69 via fortrengningsvæskeslange 73.

Blodbearbeidelsespose 50 og den fleksible fortrengningspose 69 holdes i et komplementært forhold i et formgitt bearbeidelseskammer formet mellom et par av støttesko som er vist i fig. 5.

Sko 74 har en indre overflate 75 med en generelt sylindrisk form tilnærmet konsentrisk med den geometriske rotasjonsakse. Indre overflater 75 er i kontakt med den radialt utvendige flate av pose 69 under bearbeidelsen. Kanal 76 er tilveiebragt i sko 74 for å muliggjøre at fortrengningsvæskeslange 73 kan passere gjennom støtteskoene når disse holdes i deres lukkede stilling. Et mønster av plugger 77 er anordnet rundt kanten av støttesko 74, og funksjonen av plugger 77 er beskrevet i det etterfølgende.

Støttesko 78 er delt i en øvre skohalvdel 78a og en nedre skohalvdel 78b, for å muliggjøre at slange 60 kan innføres gjennom hull 79 i sko 78. Dette er nødvendig da hele blodbanen, som illustrert i fig. 2, er en helhet og av éngangstype. Plugghull 80 er anordnet rundt den indre kant av skoen 78 for å motta plugger 77 lokalisert rundt den indre kant av bæresko 74.

Indre overflate 81 av sko 78 har en noe sylindrisk kontur, men er i tillegg formgitt til å ha en svak helling både fra dens topp og bunn mot en horisontal senterlinje som passerer gjennom hull 79, og er også formgitt til å ha en forsiktig helling fra begge sider mot en ver-tikal senterlinje som passerer gjennom hull 79. En slik formgitt helling tilveiebringer en sentrifugal helling fra alle punkter slik at separert første blodkomponent alltid ledes mot utløp 59 i blodbearbeidelsespose 50 under sentrifugering.

Kanaler 82, 83 og 84 tilveiebringer adgang til det formgitte bearbeidelseskammer formet mellom sko 74 og 78 når disse er anbragt sammen. Kanaler 82, 83 og 84 kan anvendes for å føre slange 45, 45' og 4 9 inn i det formgitte bearbeidelseskammer mellom støttesko 74 og 78 eller for å gi forbindelser til slange 45, 45' og 49.

Støttesko 74 og 78 kan være formet fra polymerer slik som skummet polyurethan. I enkelte tilfeller vil det være foretrukket å ha transparente støttesko, i hvilket tilfelle de kan være dannet-fra transparente polymerer, slik som poly(methylmethacrylat). Mange andre materia-

ler kan selvsagt anvendes ved dannelse av disse støttesko.

Pose 69 er montert på sko 74 ved innføring av plugger 77 i hullene 71 i den perifere forsegling 70 i posen 69, hvoretter bearbeidelsespose 50 monteres på pluggene 77 på samme måte under anvendelse av hull 55 mens det sikres at dens åpning 59 er anbragt radialt innover. Sko 74 og 78 lukkes deretter sammen slik at pluggene 77 løper inn i de tilsvarende hull 80 i kanten av sko 78. I deres lukkede stilling danner sko 74 og 78 et lukket formgitt bearbeidelseskammer inneholdende blodbearbeidelsespose 50 og væske-fortrengningspose 69, som er anordnet slik at deres plane plater i kontakt med hverandre vil sikre et komplementært forhold.

Når blodbearbeidelsespose 50 og den fleksible pose 6 9 er anordnet i dette komplementære forhold i det formgitte bearbeidelseskammer dannet mellom støttesko 74

og 78, tjener pose 69 som et fortrengningskammer med en væske-påvirket membran. Etter som fortrengningsvæske inn-føres i pose 69, ekspanderer denne for å drive blod eller blodkomponenter ut av bearbeidelsespose 50. Etter som anti-koagulert helblod passerer inn i blodbearbeidelsespose 50 under positivt trykk, vil på lignende måte et likt volum fortrengningsvæske drives fra den fleksible fortrengningspose 69.

Hovedformen for det formgitte bearbeidelseskammer er en bue av en sylindrisk ring tilnærmet konsentrisk med rotasjonsaksen. Den radiale tykkelse av dette kammer er nedsatt til et minimum, og er fortrinnsvis mindre enn 15 % av buens periferilengde. Konturen på veggen av kammeret på den side som er nærmest rotasjonsaksen er modifisert fra en virkelig bue rundt denne akse for å tilveiebringe en helling for naturlig drenering innen sentrifugalfeltet for den mindre tette plasma-rike komponent mot utløpsåp-ning 5 9 lokalisert i senteret for den radiale . indre flate av blodbearbeidelsespose 50. Dette oppnås ved sentrifugal- hellingen tilveiebragt av den formgitte overflate 81 på støttesko 78.

Støttesko 74 og 78 holdes i en lukket stilling ved at disse er anbragt i en støtteskoholder 85 illustrert på fig. 6. Holder 85 har en sylindrisk formet bakvegg 86, to sidevegger 87 og 88, som hver har en kurvet leppe 89

ved endedelen som er bøyd rundt for å inneholde støttesko 74 og 78. Holder 85 er også utstyrt med et håndtak 90

slik at den hensiktsmessig kan løftes. Støtteskoholder 85 kan være formet av materialer slik som aluminium etc.

En plasmafereseprosedyre som gjør bruk av apparatur 10 er som følger: Før uttrekking av blod fra giverens arm 12, sammenklemmes blodbearbeidelsespose 50 ved fylling av pose 69 fullstendig med fortrengningsvæske mens slange

60 er tett sammenklemt. Fortrengningsvæsken spiler ut

pose 69, som i sin tur sammenpresser bearbeidelsespose 50 mot indre overflate 81 av sko 78 for å drive blod eller blodkomponenter fra pose 50.

Anvendelse av en fast ladning fortrengningsvæske som passerer inn i ledning 92 mellom en stasjonær fortreng-ningsvæskestasjon 93, utenfor sentrifugerotor 94, og fortrengningspose 69 innen rotor 94, gjør det mulig å overvåke volumet av blod som innføres i blodbearbeidelsespose 50, da det toale volum av fortrengningsposen. og blodbearbeidelsesposen er konstant. Mengden av blod eller komponenter i blodbearbeidelsespose 50 kan således nøyaktig bestemmes ved overvåkning av enten forandringer i vekt eller volum på fortrengningsvæsken i fortrerigriingsstasjon '<93.>

Når den ønskede mengde av helblod er blitt trukket ut fra en giver, forsegles først den blodforenlige slange 49, slik som det kan gjøres med en dielektrisk forseg-ler, og kuttes deretter. Dette gjøres typisk med forseg-lingsslange 4 9 på to steder og ved kutting mellom forseg-lingen av eller ved å foreta en bred forsegling som kuttes midt på. Anti-koagulantpumpe 24 fortsetter langsomt å pumpe anti-koagulant gjennom phlebotominål 16 ved dette punkt for å forhindre klumpdannelse mens blod ikke strømmer.

Sentrifugemotor 102 er nå aktivert for å bevirke at sentrifugerotor 94 roterer med en hastighet tilstrekkelig til å separere det.uttrukkede helblod inneholdt i bearbeidelsespose 50 i en plasma-rik komponent og en plasma-fattig komponent. En typisk rotorhastighet kan for eksempel være ca. 4800 omdr./min.

Etter som sentrifugerotor 94 roterer, vil plasma-fattig komponent som i dette tilfelle består av primært røde blodceller, hvite blodceller og blodplater, føres mot den radialt ytre flate av éngangs blodbearbeidelsespose 50. Dette skaper plasma-rik komponent nær den radielle indre flate, og dette kan drives fra éngangsbearbeidelsesposen 50 etter som sentrifugerotoren 94 roterer, ved innføring av fortrengningsvæske i fortrengningspose 69 og derved påføre trykk på éngangs blodbearbeidelsespose 50. Plasma-rik komponent drives gjennom den sentrale åpning 5 9 i den fleksible blodbearbeidelsespose 50 og transporteres i slange 60 til mottagerbeholder 61 etter som rotor 94 fortsetter å rotere og ytterligere separasjon finner sted. Slange 60 holdes fortrinnsvis relativt kort for å forhindre denne å sammenfoldes når utstyret er anbragt i sentrifugerotoren.

Når plasma-rik komponent presses fra blodbearbeidelsespose 50, vil slangeklemme 142 (fig. 8) fastspennes for å tillate strømning gjennom slange 60 til mottagerbeholder 61. Ved alle andre tidspunkter er klemme 142 lukket. Da innløpet for mottagerbeholder 61 er anbragt ved et punkt ved maksimal diameter, er det mulig å medtrekke materiale fra mottagerbeholder 61 tilbake i blodbearbeidelsespose 50 ved å trekke med fortrengningsvæske fra fortrengningspose 69 mens klemmen 142 er åpen. Denne virker som en sikker-hetsforanstaltning i tilfeller hvor materialet presses fra blodbearbeidelsespose 50 utenfor der hvor kuttet ønskes.

En optisk detektor kan tilveiebringes om ønskes for å på-vise når separasjonen er fullført. Klemme 142 er hydraulisk drevet av væske inneholdt i hydraulisk væskereser-voar 95 og tilført i ledning 97.

Når kuttet er fullført, bremses sentrifugerotor 94 til stopp. Eventuelt tilstedeværende beskyttende deksel fjernes fra posespiss 46' og også fra spissåpning 56 i blodbearbeidelsespose 50. Glideklemme 47' på posespiss 46' åpnes lenge nok til å tillate at spiss 46' forsynes med blod fra blodslange 45'. Ved dette punkt innføres spiss 46' i spissåpning 56 ved toppen av den fleksible, éngangs blodbearbeidelsespose 50 og glideklemme 47' åpnes fullstendig.

Plasma-fattig komponent kan nå returneres til giveren ved å åpne blodpumpeplate 38, og innføre fortrengningsvæske inn i fortrengningspose 69. Fortrengningsvæske transporteres til pose 69 inntil denne igjen fylles med fortrengningsvæske som indikerer at alt av den plasma-fattige komponent er blitt returnert til giveren. Dette kan bestemmes ved å måle mengden av fortrengningsvæske som transporteres fra den stasjonære fortrengningsstasjon 93.

I tilbakeføringssyklusen fylles overvåkningspose 30 med plasma-fattig komponent. Trykkdetektor 34 merker enhver uønsket oppbygning av trykk i systemet, som vil kunne være forårsaket av for eksempel en hindring i toppen av phlebotominål 16. Når en slik oppbygning merkes, kan et egnet signal overføres for å nedsette eller stanse transporten av fortrengningsvæske til pose 69. Eventuelt kan en hørbar eller synlig alarm gis.

Når den plasma-fattige komponent er blitt returnert til giveren, kan en andre uttrekning av helblod star-tes. Dette kan gjøres på lignende måte som den første uttrekningssyklus, med det unntak at helblod nå strømmer gjennom spissåpning 46' og inn i toppen av den fleksible, éngangs blodbearbeidelsespose 50 gjennom åpning 56. Etter at denønskede mengde av anti-koagulert helblod er blitt innført i den fleksible, éngangs blodbearbeidelsespose 50, forsegles den blodforenlige slange 45' og kuttes som tidligere. Bearbeidelsen kan nå starte på lignende måte som tidligere beskrevet.

Etter endt separasjon stoppes sentrifugerotor 94, de beskyttende deksler fra posespiss 46 og spissåpning 58 fjernes, glideklemme 47 åpnes tilstrekkelig lenge til å tillate at spiss 46 forsynes med blod, og spiss 46 innsettes deretter i spissåpning 58. Glideklemme 47 åpnes fullstendig og plasmafattig komponent gjenværende i den fleksible, én-gangsblodbearbeidelsespose 50 returneres til giveren som før.

I en typisk plasmafereseseparasjon som beskrevet kan 500 ml helblod trekkes ut i hver uttrekningssyklus. Hver sentrifugesyklus kan produsere ca. 250 ml plasmarik komponent med en liten mengde antikoagulant deri. Denne plasmarike komponent er hovedsakelig fri for andre komponenter. Den plasma-fattige komponent kan returneres til giveren og vil typisk bestå av ca. 84% røde blodceller, 1% blodplater og ca. 15% plasma, og vil også inneholde en liten mengde antikoagulant. Etter to uttrekningssykluser på 500 ml helblod hver, og to separasjoner og tilbakeføringssykluser, forblir ca. 500 ml plasma i plasmamottageren. Tiden for utførelse av hele prosedyren er tredve minutter eller mindre.

Ubalanse i sentrifugerotor 94 er nedsatt til et minimum, selv om væske innføres og trekkes ut under operasjonen, da det totale volum av væske innen den assymetriske del av væske-banen, nemlig blod pluss fortrengningsvæske, forblir konstant. For ytterligere å nedsette ubalanse foretrekkes det å anvende fortrengningsvæske med en densitet nær opp til helblod, slik som innen<+->15% av densiteten for helblod. Det foretrekkes ennvidere - hvis fortrengningspose 69 er lokalisert radialt utvendig, å anvende fortrengningsvæske med en densitet større enn for den andre blodkomponent, idet dette hjelper til å opprettholde en generelt sett sylindrisk grenseflate mellom fortrengningspose 69 og blodbearbeidelsespose 50 og nedsetter enhver tendens.for bearbeidelsespose 50 å bli klemmet av under tilbakeføring av andre blodkomponent :til en giver. I en plasmafereseseparasjon vil en fortrengningsvæske med tett-het ca. 1,1 være egnet da typiske spesifikke densiteter for helblod, pakkede celler og plasma er ca. 1,06, 1,0 9 og 1,05. På den annen side kan det være ønskelig i enkelte tilfeller

å lokalisere fortrengningspose på den radiale innerside av blodbearbeidelsespose, i hvilket tilfelle det vil være foretrukket å anvende fortrengningsvæske med en densitet lavere

enn den letteste blodkomponent dannet under separasjonen.

Formen på mottagerbeholder 61 og dens stilling i rotor 9 4 nedsetter og ubalansen i sentrifugen. Som det kan ses vil

tilstedeværende væske i mottagerbeholder 61 fordeles jevnt rundt rotasjonsaksen når rotor 94 roterer. Andre mottager-beholdere for en separert blodkomponent kan selvsagt anvendes, men det foretrekkes å anvende én eller flere mottager-beholdere som gir en hovedsakelig jevn fordeling av væske rundt rotasjonsaksen.

Det foretrekkes å anvende blodforenlig materiale for alle slanger, poser etc. i denne apparatur hvis de kommer i kontakt med blod eller en komponent derav. Et eksempel på et slikt materiale er polyethylen. I enkelte tilfeller slik som dem hvor slangen kuttes og forsegles, er det særlig fordelaktig å anvende et blodforenlig, varmeforseglbart materiale slik som poly(vinylklorid). Det er også fordelaktig i mange tilfeller å anvende poser fra transparente materialer for å muliggjøre innsyn under bearbeidelsen.

En selvbalanserende sentrifuge for anvendelse ved foreliggende oppfinnelse er illustrert mer i detalj i fig. 7-9. Der kan sentrifuge .100 drives av en standard elektrisk motor 102, som kan ha fast eller variabel hastighet. Fortrinnsvis er motor 102 vibrasjonsisolert og montert til en stiv struktur via monteringsplate 103. Drivtrirse 104, forbundet til motordrivaksel 105, driver sentrifugedrivtrinse

. 106 via drivrem 107.

Et .dreielager er anbragt i planet-for trinser 104,106 og rem 107 for å eliminere torsjonsmomenter i planene sammen-fallende med rotasjonsaksen. Et egnet dreielager kan være formet fra en elastomerring 110 av myk silicongummi eller annet egnet materiale montert innen en ytre metallringdel 111 forbundet til stasjonær fot 113, og en indre metallringdel 115 forbundet til stasjonært hus 117. Dette dreielager muliggjør at sentrifugen finner sitt eget rotasjonssenter rundt dets vinkelformede momentvektor, mens den fremdeles gir en viss resistens overfor uønsket bevegelse av sentrifugeaksel 112.

Bunnenden av sentrifugeaksel 112 er anbragt i radiale kulelagere 114. Aksel 112 er et tynnvegget rør med god stiv-het men som er lett i vekt, slik som kan dannes fra rust-fritt stålrør. Rotasjonsforseglinger 116 og 118 gir forbindelse mellom stasjonære metallvæskerør 92 og 97 og indre fleksible slanger 134 og 144, hvis funksjoner beskrives nedenfor .

Et oljet, porøst lager 120 virker som et dempet, elastisk holdelager anvendt nær toppen av aksel 112 for å

gi en svakt oppretningskraft. Lager 120 er dannet av en indre ringdel 123 og en ytre ringdel 125 med"svampaktig elastomert materiale derimellom. Ytre ringdel 125 er stivt festet til underlag 122. Elastomert materiale 124 virker som en lett fjær og demper, og muliggjør at fjæren er konstant og at dempningen kan kontrolleres uavhengig. Elastomert skum med åpne celler foretrekkes.

Mottagerbeholder 61 er lokalisert innen sentrifugerotor 94 i en avsmalnende konisk holder 126. Rotor 94 kan være dannet av aluminium og være utstyrt med et beskyttende polymethylmethacrylatbelegg. Adgang til rotor 9 4 er hensiktsmessig tilveiebragt gjennom dens topp.

En optisk spalte (ikke vist) anbragt direkte under slange 60 og en sterk projeksjonslampe festet i stasjonær lokalisering under rotor 94 kan anvendes for å tilveiebringe synkronisert belysning av slange 60. Alternativt kan et synkronisert stroboskopisk lys anvendes for å opplyse hele det indre av rotor 94.

Fortrengningsvæske ved stasjon 93 kan lagres i et transparent gradert reservoar 130 som letter måling av tilstedeværende mengde. Den transporteres til fortrengningspose 69 i metallrør 92 og fleksibel slange 134 som er koblet ved rotasjonsforsegling 116. En fleksible slange 134 løper°PP gjennom aksel 112 til fortrengningspose 69. Fortreng-ningsvæskepumpe 136 anvendes for å transportere fortrengningsvæske fra reservoar 130 til fortrengningspose 69. Til-bakeføring av fortrengningsvæske oppnås ved inaktivering av pumpe 136 og åpning av elektromagnetisk ventil 140 i omløps-rør 138 hvorved blod som fyller en pose 50 driver til å tvinge fortrengningsvæske fra pose 69 og tilbake til reservoar

130 gjennom rør 134, 92 og 138.

Hydraulisk påvirket klemme 14 2 er forbundet ved fleksibel slange 144 og stivt rør 94, koblet gjennom rotasjonsforsegling 118, til hydraulisk væskesylinder 148. Hydraulisk trykk påføres med stempel 150 som kan drives i fremoverretningen av solenoid 152 og i tilbakeretningen av fjær 154.

Fig.9 illustrerer blodkomponenter som de kan forekomme

i en igangc,'ående blasmaf eresesyklus. Bearbeidelsespose 50 inneholder plasmafattig komponent, som typisk vil kunne være pakkede røde celler, indikert ved mørk stipling, mot dens ytre radiale del. Plasmarik komponent er lokalisert radialt innover og er vist ved lys stipling. Den plasmarike komponent er også vist i rør 60 og mottagerbeholder 61 slik den ville kunne synes mot slutten av en plasmaferesesyklus.

Plasmarik komponent drives fra bearbeidelsespose 50

inn i mottagerbeholder 61 ved virkningen av fortrengningspose 69 som er delvis fylt med fortrengningsvæske og har en overflate som står i kontakt med pose 50 slik at dens overflate virker som en væskedrevet membran. Mottagerbeholder 61 er utstyrt med et sterilt luftfilter 67 på dets toppdeksel for å gjøre det mulig at tilstedeværende luft i systemet kan forsvinne.

Fig. 10 illustrerer en alternativ utførelsesform hvori den fleksible, éngangs blodbearbeidelsespose 150 er opplagret av formgitt sko 152 slik at posen 150 har en indre overflate med en svakt større helling ved dens øvre del enn ved dens nedre del. Denne økede helling gir en mer effektiv tømming under drift. Fortrengningspose 154 er formgitt i en komplementær form av støttesko 156. Andre elementer er de samme som tidligere beskrevet. Denne utførelsesform tillater bruk av slange 158, som forbinder pose 150 til mottagerbeholder 61 ved toppen av posen. 150. Således behøver støttesko 152 ikke å være spaltet. Fortrengningspose 154 kan være permanent montert orn ønsket, i denne eller tidligere beskrevne ut-førelsesformer.

Oppfinnelsen har industriell anvendelighet ved separasjon av blod i komponenter.

Fagmannen vil erkjenne at mange ekvivalenter til de spesifikke utførelsesformer som her er beskrevet er mulige. Slike ekvivalenter må betraktes som en del av oppfinnelsen og dekkes av de etterfølgende krav.

Claims

1. En éngangs-blodbane for anvendelse ved sentrifugalseparasjon av blod i en roterende sentrifugerotor i en første blodkomponent og en andre blodkomponent, karakterisert ved at den omfatter i kombinasjon: en fleksibel blodbearbeidelsespose med minst én inn-løpsåpning og én utløpsåpning, hvilken fleksibel blodbearbeidelsespose har indre og ytre veggdeler med en relativt liten distanse mellom angitte indre og ytre veggdeler sammenlignet med andre indre posedimensjoner, slik at den distanse som blodkomponentene må vandre under sentrifugalseparasjonen, er nedsatt til et minimum når posen er opplagret i sentrifugerotoren i en stilling hvorved angitte relativt lille distanse er anordnet på tvers av rotasjonsaksen slik at den andre blodkomponent vandrer langs denne korte indre posedimensjon under sentrifugalseparasjonen; en mottagerbeholder for mottagelse av første blodkomponent separert i den fleksible blodbearbeidelsespose, hvilken mottagerbeholder har minst én innløps-åpning og med en geometri som nedsetter ubalanse i sentrifugerotoren til.et minimum etter som separert første blodkomponent <*> innføres i mottagerbeholderen; en blodforenelig slange som forbinder en utløpsåpning i den fleksible blodbearbeidelsespose med en innløps-åpning i mottagerbeholderen; og blodforenelig slange for å tilveiebringe væskeforbindelse mellom en kilde av blod som skal separeres og en inn-løpsåpning på den fleksible blodbearbeidelsespose.

2. Engangs-blodbane ifølge krav 1, karakterisert ved at blodbearbeidelsesposen har et utløp for fraskilt første komponent lokalisert ved sentret av dets indre veggdel.

3. Engangs-blodbane ifølge krav 2, karakterisert ved at blodbearbeidelsesposen har et innløp for blod som skal separeres ved toppen derav, og minst én åpning for fjerning av angitte andre blodkomponent derfra etter separering.

4. Engangs-blodbane ifølge krav 3, karakterisert ved at blodbearbeidelsesposen har to forseglede spissåpninger for rekobling, og at blodforenelig slange tilveiebringende væskeforbindelse mellom kilden av blod og innløpsåpningen på éngangs-blodbearbeidelsesposen er dielektrisk forseglbar og i tillegg inneholder to forseglede innsetningsspisser beregnet for innsetning i de to forseglede spissåpninger i angitte éngangs-blodbearbeidelsespose.

5. Engangs-blodbane ifølge krav 1 eller 4, karakterisert ved at mottagerbeholderen har form av et rotasjonslegeme med dets øvre ende større enn dets nedre ende, og en innløpsåpning for første blodkomponent ved et punkt med maksimal diameter av beholderen.