SE522921C2 - Förfarande och anordning för behandling av helblod - Google Patents

Description

20 25 30 35 o | o u nu 522 921 är autoimmuna tillstànd som t.ex. Goodpastures syndrom, Myasthenia Gravis, Guillain-Barré's syndrom, SLE och Wegener's Granulomatosis. I vissa fall känner man och har karakteriserat antikroppen och antigenet väl men i andra fall är det endast behandlingsformen som avslöjar att det är en antikropp som ger symptomen. I de senare fallen är det troligt att antikropparna medverkar i medieringen av sjukdomen.

De metoder för att eliminera antikroppar som står till buds idag är dels plasmaexchange, där plasma oselektivt elimineras från kroppen och ersätts med antingen plasma fràn friska donatorer eller albuminlösning, och dels den mer specifika metoden immunoadsorption.

Vid immunoadsorption elimineras immunoglobulin eller specifik substans genom uppbindning till en affinitetskolonn med lämplig ligand, såsom protein A eller ligander riktade mot specifik substans.

Man kan öka kapaciteten hos immunoadsorptionssystemet genom att använda tvá kolonner som växelvis adsorberar och regenereras. Detta används företrädesvis vid adsorptionssystem i plasmamiljö där plasma passerar genom kolonnen.

De adsorptionssystem som används i helblodsmiljö regenereras normalt inte. Det är oftast mycket komplicerat att bli av med alla blodkroppar och kvarvarande blodkroppar skadas sedan vid regenereringen (elueringen) och ofta på ett för adsorbenten menligt sätt.

I den amerikanska patentskriften US 4,708,7l4 beskrivs ett förfarande och en anordning för behandling av blod eller plasma genom att passera detta genom en kolonn innefattande immobiliserade adsorptionsligander. Adsorptionsliganderna kan vara protein-A som är immobiliserad på en Sepharose-gel, vilket är en agaros-gel tillverkad av Amersham PharmaciaBiotech AB.

Sådana adsorptionskolonner säljs av Excorim AB under varumärket Immunosorba®.

Genom förfarandet enligt denna patentskrift avlägsnas andra substanser frán blodets plasma genom adsorption i kolonnen.

När adsorptionsmediet är mättat eller vid annan tidpunkt sker en eluering av kolonnen genom att en elueringslösning med 10 15 20 25 30 35 522 921 lågt pH får passera kolonnen. Under tiden sker fortsatt adsorption i en parallellt anordnad andra kolonn. Därefter återupprepas förfarandet.

Delar av elueringslösningen tillvaratages för efterföljande användning av de avskilda antikropparna.

Vidare beskrivs i US 5,466,607 ett förfarande och en anordning där ovannämnda behandling och eluering ytterligare förfinats. å Såsom nämnts ovan utövas dessa kända förfaranden i praktiken endast på plasma, vilken först separeras från helblod i ett plasmafilter och får passera kolonnen för adsorption av antikroppar samt därefter återföres till patienten. Om dessa förfaranden skulle utövas på helblod är det mycket komplicerat att bli av med alla blodkroppar och kvarvarande blodkroppar skadas sedan vid regenereringen (elueringen) och ofta på ett för adsorbenten menligt sätt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att föreslå ett förfarande och en anordning som möjliggör rensköljning av en produkt som har varit i kontakt med helblod.

Särskilt avser uppfinningen ett förfarande och en anordning, som möjliggör upprepad adsorption i en kolonn och efterföljande regenerering applicerat på helblod.

Därför erfordras ett regenereringsförfarande som är avpassat till användning på helblod. Elueringen föregås vanligen av ett sköljsteg varvid i kolonnen befintlig plasma eller helblod undanträngs och åter tillföres patienten.

Därefter sköljs ej användbara rester bort. Slutligen sker själva elueringen där en elueringslösning med ett lägre pH används varvid bindningen mellan adsorptionsliganden och antikroppen upphävs.

Såsom angivits ovan, förhindras vid helblod effektiv eluering av kolonnen av eventuellt kvarvarande blodkroppar som inte passerat ut från kolonnen under sköljsteget. Kvarvarande celler kommer under elueringsfasen att denatureras och försämrar därmed adsorbenten.

Därför föreslages enligt uppfinningen att använda ett w s l0 15 20 25 30 35 ICO LOU I I li II ll I! OIII 'DI 1 .. u n . . .. ~ . »u .e - - .- - 1 . . ß u . .u- f - I 'gg 'gg 'g qllI I :c OI lo I Ö , , , .. .n - a . n - . - v u » u u n n u» separat sköljsteg för avlägsning av kvarvarande celler. Detta sköljsteg sker med destillerat vatten eller annan hypoton lösning. Genom användning av destillerat vatten blir cellerna utsatta för en kraftig osmotisk gradient så att cellerna tar upp vatten och spricker, sk lysering. Därefter är det lättare att avlägsna de kvarvarande cellresterna genom sköljning.

Vi har funnit att ett sådant mellanliggande reningssteg med destillerat vatten som lyserar cellerna ger en renare adsorbent som håller mycket längre samt att regeneringstiden kan avsevärt kortas.

Detta gör det möjligt att i kliniska applikationer arbeta med helblodsadsorbenter som genomgår en regenerering mellan behandlingar eller till och med under behandlingarna.

Tydligast är fördelarna i de fall där en specifik känd antikropp skall elimineras eller där ett specifikt antigen eller grupp av antigener används vid elimineringen vilket betyder att endast en begränsad del av immunoglobulinerna skall borttagas. Ett bra exempel är elimination av xenoantikroppar genom användning av en blandning av specifika kolhydratligander.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNIGNARNA Fig. l, 2 och 3 är schematisk vyer som visar principerna för föreliggande uppfinning.

Fig. 4 är en schematisk vy, som visar en anordning där föreliggande uppfinning används.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EXEMPEL OCH UTFÖRINGSFORMER I fig l visas en schematisk vy över en patient l som mottager en helblodsbehandling med en anordning enligt föreliggande uppfinning.

Under behandlingsläget uttages blod från patienten via en artärnål eller kateter 2 till en artärslang 4, som passerar en artärklämma 3. Artärslangen 4 passerar vidare genom en första peristaltisk blodpump 5 till en kolonn 6, som innehåller en lämplig adsorptionsligand immobiliserad på lämpligt sätt i kolonnen för adsorption av antikroppar eller annan substans. 10 15 20 25 30 35 a f u ø o. 522 921 Det renande blodet passerar från kolonnen 6 i en venslang 7 genom en droppkammare eller luftvakt 8 försedd med tryckövervakning 9, samt via en venklämma 10 tillbaka till patienten 1 via en vennål eller kateter 11. Hela slangsettet är steriliserat före användning.

Citrat kan tillföras för antikoagulering från en behållare 12 via slang 13 som passerar en andra peristaltisk citratpump 14 och ansluter till artärslangen 4 vid eller strax efter artärnålen 2.

Behandlingen pågår under en förutbestämd tid, exempelvis tills kolonnen blir mättad och ytterligare adsorption ej sker.

Därefter omkopplas anordningen till ett utspolningsläge som visas i fig 2.

En behållare 15 för en sköljlösning, såsom sterilt fysiologisk koksalt, är via en slang 16 ansluten till artärslangen 4, varvid förbindelsen med artärnålen 2 är spärrad. Sköljlösning pumpas via artärklämman 3 och blodpumpen 5 genom kolonnen 6 för att undantränga blodet tillbaka till patienten. När allt blod är undanträngt omkopplas anordningen till ett regenereringsläge som visas i fig 3.

Därvid omkopplas anordningen ytterligare så att venslangen 7 kopplas till ett avlopp eller en slask 17. Vidare inkopplas en behållare 17 med steril neutral bufferlösning med en slang 18 via venklämman 10 till blodpumpen 5. En behållare 19 med destillerat vatten kopplas med en slang 20 via venklämman 10 till citratpumpen 14 och vidare via en slang 21 till kolonnen 6. En behållare 22 med eluant kopplas med en slang 23 via artärklämman 3 till citratpumpen 14.

Anordningen fungerar på följande sätt i regenereringsläget.

I ett första steg sköljs kolonnen 6 medelst koksaltlösning från behållaren 15 via slangen 16, artärklämman 3 och blodpumpen 5 på samma sätt som vid utspolningsläget, men kolonnens utlopp ledes till slasken 17.

I ett andra steg passerar destillerat vatten från behållaren 19 via slangen 20, venklämman 10, citratpumpen 14 till kolonnen 6 för att lysera eventuellt kvarvarande celler och skölja resterna till slasken 17. --.. - wv-.u 10 15 20 25 30 35 - . ~ u nu 522 921 I ett tredje steg passerar eluant från behållaren 22 via slangen 23, artärklämman 3, citratpumpen 14 till kolonnen 6 för eluering av adsorptionsliganderna och frigöring av adsorberade antikroppar eller andra substanser.

Eleueringen blir effektiv eftersom kolonnen är helt rengjord genom de föregående stegen.

I ett fjärde behållaren 17 via steg passerar en neutral bufferlösning från slangen 18, venklämman 10, blodpumpen 5 till kolonnen 6 för att neutralisera kolonnen och färdigställa den för behandling i ett nytt behandlingsläge enligt fig 1.

Såsom framgår av det ovanstående kan omkoppling mellan de fyra regenereringsstegen ske helt automatiskt genom aktivering av artärklämman 3, venklämman 10, blodpumpen 5 och citratpumpen 14 i en förutbestämd sekvens.

Omställning mellan behandlingsläge, utspolningsläge och regenereringsläge kan ske med ventiler eller genom omläggning av slangar enligt ett förutbestämt mönster. Omställningen mellan de olika lägena sker lämpligen manuellt genom observering av huruvida blod eller koksaltlösning finns i slangarna.

En annan tillämpning av föreliggande uppfinning på en anordning enligt US 5,466,607 visas i fig 4.

I fig. 4 anger P en anslutning till en patient, normalt plasma erhållen från patienten, men som enligt föreliggande uppfinning kan vara helblod. En pump PP pumpar blodet till en ventil V2 och vidare till en droppkammare ADB samt en adsorptionskolonn B. Därifrån passerar blodet via en sensor pDB och en ventil V4 samt en pH-sensor pHP och en ventil V6 tillbaka till patienten P'.

En andra adsorptionskolonn A är ansluten i en regenereringskrets bestående av en behållare för en sur elueringslösning AC, som via en pump PA och en ventil V1 samt en droppkammare ADA tillförs kolonnen A. Därifrån passerar elueringslösningen via en plasmasensor pDA, en ventil V3, en sensor UV samt en ventil V5 till en behållare F för ansamling av den eluerade fraktionen.

Vidare finns en behållare för en bufferlösning B, såsom fysiologisk koksaltlösning, som används för att undantränga blodet i kolonnen före elueringen samt eventuellt för att - u ...v v-w» 10 15 20 25 30 35 522 921 undantränga den sura elueringslösningen före tillföring av nytt blod till adsorption.

V2 samt pumpen PB.

Denna process styrs av Ventilerna V1 och En behållare W för ej användbar lösning, som normalt kasseras, kan inkopplas istället för behållaren F för fraktionen eller anslutningen P' V5 och V6.

Ventilerna V3 och V4 aktiveras enligt Ventilerna V1 och V2 för patienten, via Ventilerna dock med en fördröjning som bestäms av sensorerna pDA och pDB och styrs av en mikroprocessor MC.

För den exakta funktionen av denna anordning hänvisas till patentskriften US 5,466,607, vilken härigenom införlivas med föreliggande ansökan genom referens.

Såsom vidare framgår av fig 4 används enligt föreliggande uppfinning ytterligare en behållare H innehållande en hypoton lösning, såsom destillerat vatten. Lösningen pumpas från en behållare H medelst en pump PH och når ventilen V1 och är ansluten parallellt med den sura elueringslösningen eller buffertlösningen.

Regenereringssteget sker enligt föreliggande uppfinning på följande sätt. När Ventilerna V1 och V2 omkopplas till det i fig 4 visade läget innehåller kolonnen A helblod som erhållits från patientanslutningen P.

Först aktiveras bufferpumpen PB och pumpar bufferlösning genom kolonnen A och undantränger därvid helblod från kolonnen A. Blodet àterförs till patienten via P' tills sensorn pDA desaktiverar ventilen V3 och därefter passerar lösningen till behållaren W genom att ventilen V5 är aktiverad. Kolonnen A sköljs för att avlägsna celler och andra föroreningar från kolonnen. Emellertid finns det alltid kvar röda och vita blodkroppar, som fastnat mellan sepharose-kulorna eller vidhäftar i sprickor eller andra små ojämnheter i kolonnen.

Dessa celler förhindrar den efterföljande elueringen och medför att kolonnen inte blir fullständigt regenererad.

Därefter stoppas pumpen PB och pumpen PH aktiveras för att pumpa hypoton lösning genom kolonnen A. Den hypotona lösningen medför att cellerna utsätts för en kraftig osmotisk gradient, så att cellerna spricker och lyseras. Därefter är det mycket 10 15 20 25 30 35 u u v o u- 522 921 lättare att skölja ut cellresterna, som samlas i behållaren W.

Sedan elueras kolonnen på vanligt sätt genom att pumpen PA aktiveras och den användbara fraktionen ansamlas i behållaren F. Slutligen aktiveras pumpen PB för att undantränga elueringslösningen från kolonnen A innan helblod åter inkopplas till denna kolonn.

De ovan angivna exemplen visar att uppfinningen kan användas i en delvis manuell anordning eller i en helautomatisk anordning för helblodsadsorption.

Såsom angivits ovan kan uppfinningen användas för rensköljning av en produkt som varit i kontakt med blod. Vid hemodialys är det allt vanligare att den använda dialysatorn àteranvänds, särskilt i USA. Efter dialysbehandlingen sköljs dialysatorn ren från blodrester och en desinfektionslösning kvarlämnas i dialysatorn till nästa användningstillfälle. Återanvändningen sker enbart med samma patient.

Likaledes är det allt vanligare att slangset àteranvänds, särskilt har detta föreslagits vid sk hemdialys, där patienten ombesörjer dialys själv i hemmet.

Enligt föreliggande uppfinning sköljs dialysatorn eller slangsettet med en hypoton lösning för att lysera eventuellt kvarvarande celler. Lämpligen sköljs först dialysatorn med en isoton lösning för avlägsning av alla löst sittande celler.

Vidare kan lyseringssteget efterföljas av en sköljning med en isoton lösning för avlägsning av frigjorda och lyserade cellrester.

Ytterligare användning av uppfinningen vid andra tidigare kända anordningar torde vara uppenbara för en fackman med hänsyn till den ovan angivna beskrivningen.

Uppfinningen har beskrivits här ovan under hänvisning till föredragna utföringsformer av uppfinningen. En fackman inser att ytterligare kombinationer är möjliga. Sådana för en fackman uppenbara modifieringar är avsedda att rymmas inom uppfinningens ram. Uppfinningen begränsas endast av nedanstående patentkrav.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 522 921 “l oooo nu PATENTKRAV

1. l. Förfarande för sköljning av en produkt som har varit i kontakt med blod, kännetecknat av att produkten först sköljs med en isoton lösning för avlägsning av så mycket celler som möjligt, sedan med en hypoton lösning för lysering och bortsköljning av kvarvarande celler, och slutligen åter med en isoton lösning för slutsköljning.

2. Förfarande för behandling av helblod, innefattande passering av helblod genom en adsorptionskolonn för adsorption av substanser i blodvätskan såsom antikroppar, på i kolonnen immobiliserade adsorptionsligander, avbrytning av passeringen av helblod genom kolonnen för regenerering av kolonnen genom eluering av de adsorberade substanserna genom passering av en elueringslösning genom kolonnen, upprepning av ovanstående steg tills behandlingen är slutförd, kännetecknat av att regenereringen sker med följande steg: sköljning av kolonnen med en isoton lösning för undanträngning av helblod för återföring till patienten, fortsatt sköljning av kolonnen med isoton lösning för rensköljning av kolonnen från celler och andra kvarvarande lösa föroreningar, varvid sköljlösningen kasseras, sköljning av kolonnen med hypoton lösning för fortsatt rensköljning av kolonnen under samtidig lysering av eventuellt kvarvarande celler, eluering av kolonnnen med en elueringslösning, exempelvis med lågt pH, för frigöring av adsorberade substanser, vilka kan omhändertagas i en behållare, sköljning av kolonnen med en bufferlösning för att iordningställa kolonnen för förnyad adsorption.

3. Förfarande enligt krav 2, känntecknat av att regenereringssteget sker samtidigt som fortsatt adsorption sker i ett parallellt anordnat steg i ett flerkolonnsystem. 10 15 20 25 30 35 522 921 ~ u a o . v o un /O

4. Anordning för genomförande av förfarandet enligt krav 1, för sköljning av en produkt som har varit i kontakt med blod, kännetecknat av (15) för sköljning av produkten med den isotona lösningen; (19) för sköljning av produkten (6) en källa (16,5) en källa (lO,20,l4) lösningen för lysering och bortsköljning av eventuellt för en isoton lösning och en anordning för en hypoton lösning och en anordning med den hypotona kvarvarande celler från produkten; och (l6,5) isotona lösningen efter sköljningen med den hyptona lösningen. en anordning för sköljning av produkten med den

5. Anordning för genomförande av förfarandet enligt krav 2, för behandling av helblod, en adsorptionskolonn (6) innefattande för adsorption av substanser såsom antikroppar, exempelvis immunoglobulin, pà i kolonnen immobiliserade adsorptionsligander, vid passage av helblod därigenom, (22,23,l4) kolonnen genom eluering av de adsorberade substanserna genom en regenereringsanordning för regenerering av passering av en elueringslösning genom kolonnen, kännetecknat av att regenereringsanordningen innefattar: (l5,l6,5) undanträngning av helblod för àterföring till patienten, (15,l6,5) lösning för rensköljning av kolonnen från celler och andra sköljning av kolonnen med en isoton lösning för fortsatt sköljning av kolonnen med isoton kvarvarande lösa föroreningar, (l9,20,14) fortsatt renskölning av kolonnen under samtidig lysering av varvid sköljlösningen kasseras, sköljning av kolonnen med hypoton lösning för eventuellt kvarvarande celler, (22,23,l4) exempelvis med lågt pH, för frigöring av adsorberade eluering av kolonnnen med en elueringslösning, substanser, vilka kan omhändertagas i en behållare, (l7,18,5) att iordningställa kolonnen för förnyad adsorption. sköljning av kolonnen med en bufferlösning för

6. Anordning enligt krav 5, känntecknat av ett flerkolonnsystem (A,B) så att regenereringssteget sker samtidigt som fortsatt adsorption sker i ett parallellt anordnat steg.