WO2008006430A1 - Method for cell preparation of mononuclear cells from bone marrow - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for cell preparation of mononuclear cells from bone marrow, in particular for use in stem cell therapy after myocardial infarction.
- the damaged heart muscle tissue is not or not sufficiently recovered, resulting in limited physical performance.
- the deterioration of the pumping function of the heart can be stopped by a cell transplantation of bone marrow cells of the same patient.
- mononuclear cells must be separated from the bone marrow and the patient treated with the separated cell fraction.
- the cell preparation is carried out in a special laboratory. This is very expensive. These costs are partly due to statutory provisions of the German Medicines Act, but these do not apply if the collection, preparation and transplantation are in the hands of one and the same natural person (doctor) and the cells are prepared under clean room conditions. It is therefore desirable to carry out the cell preparation at the treatment site.
- the preparation under clean room conditions is a problem.
- the object of the invention is to provide a method for cell preparation of mononuclear cells from bone marrow, which can be carried out with reasonable equipment and economic effort on site and under the supervision of a natural person.
- the solution according to the invention provides that a large volume of peripheral blood is added to a small volume of bone marrow and in that the preparation of the mononuclear cells under clean room conditions is carried out by means of a commercial, fully automatic apheresis apparatus intended for the separation of blood components from blood.
- the method of the invention works best when a volume of 30 ml to 150 ml of bone marrow is mixed with a volume of 150 ml to 350 ml of peripheral blood.
- the bone marrow and the peripheral blood are mixed in a blood bag outside the apheresis apparatus, because the blood taken from the patient is usually filled in such a blood bag, which is also suitable for receiving the bone marrow.
- the blood bag is particularly well suited for mechanical mixing of the two components.
- the apheresis apparatus is adjusted by suitable programming so that the highest possible concentration of the mononuclear cell fraction in the smallest possible final volume is achieved.
- the programming is preferably carried out in accordance with the operating instructions of the apheresis apparatus.
- the volume of the mononuclear cell fraction obtained should be about 5 ml to 7 ml. Much larger volumes would be impractical in administering the cell fraction for therapy.
- the small final volumes can be administered by means of a commercially available syringe.
- the apheresis apparatus is sterile connected to a syringe instead of a conventional collection bag for receiving the separated cell fraction.
- the invention also includes the use of a "Spectra Therapeutic Platform” from Gambo Inc., Lakewood, Colorado, USA for the preparation of a mononuclear cell fraction from a mixture of a small volume of bone marrow and a larger volume of peripheral blood because of positive experience with this machine ,
- the heart of a patient should be treated after having suffered myocardial infarction by means of mononuclear cells to restore its performance.
- a doctor removes 250 ml of blood from the patient, which is collected in a blood bag. Furthermore, the doctor takes the patient 50 ml of bone marrow. The bone marrow is placed under sterile conditions in the blood bag and mixed by hand with the blood. A mixture of 300 ml volume is obtained.
- the blood bag is connected to a "Spectra Therapeutic Platform" apheresis apparatus from Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA, which under sterile conditions separates the mononuclear cell fraction of bone marrow cells under clean room conditions from the mixture of bone marrow and peripheral blood in a fully automated manner
- the apheresis apparatus is sterile connected to a syringe designed to receive the mononuclear cell fraction, which has a volume of 10 ml the syringe is picked up.
- the doctor can remove the syringe and inject the recovered mononuclear cell fraction for therapy purposes in the heart of the patient.
- the invention does not relate to this therapy, but only to the cell preparation.
- the inventive method is very cost-effective, because even with the purchase of a said apheresis system especially for the cell preparation according to the invention suburb lower costs are caused than in a cell preparation in a special laboratory. In addition, in many cases, such Apheresesytem anyway for other purposes will be available, so that the costs can be further reduced thereby.
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Abstract
A method for cell preparation of mononuclear cells from bone marrow can be carried out in a particularly cost-effective manner if a large volume of peripheral blood is added to a small volume of bone marrow and if the preparation of the mononuclear cells is undertaken under clean room conditions by a standard commercial fully automatic apheresis apparatus intended for separating off blood constituents from blood.
Description
Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Method for cell preparation of mononuclear cells
Knochenmarkbone marrow
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark, insbesondere für die Verwendung bei einer Stammzellentherapie nach Herzinfarkt.The invention relates to a method for cell preparation of mononuclear cells from bone marrow, in particular for use in stem cell therapy after myocardial infarction.
Bei einer Vielzahl von Herzinfarktpatienten erholt sich das geschädigte Herzmuskelgewebe nicht oder nicht ausreichend, was zu einer eingeschränkten körperlichen Leistungsfähigkeit führt. Nach neuesten Erkenntnissen kann der Verschlechterung der Pumpfunktion des Herzens durch eine Zelltransplantation von Knochenmarkszellen desselben Patienten Einhalt geboten werden. Für diesen Zweck müssen mononukleäre Zellen aus dem Knochenmark abgetrennt und der Patient mit der abgetrennten Zellfraktion behandelt werden.In a variety of heart attack patients, the damaged heart muscle tissue is not or not sufficiently recovered, resulting in limited physical performance. According to recent findings, the deterioration of the pumping function of the heart can be stopped by a cell transplantation of bone marrow cells of the same patient. For this purpose, mononuclear cells must be separated from the bone marrow and the patient treated with the separated cell fraction.
Nach dem heutigen Stand der Technik erfolgt die Zellpräparation in einem Speziallabor. Dies ist mit sehr hohen Kosten verbunden. Diese Kosten sind zum Teil durch gesetzliche Vorschriften des Arzneimittelgesetzes bedingt, die aber dann nicht gelten, wenn die Entnahme, Präparation und Transplantation in der Hand ein und derselben natürlichen Person (Arzt) liegen und die Präparation der Zellen unter Reinraumbedingungen erfolgt. Es ist deshalb wünschenswert, die Zellpräparation am Behandlungsort durchzuführen. Hierbei stellt die Präparation unter Reinraumbedingungen ein Problem dar.According to the current state of the art, the cell preparation is carried out in a special laboratory. This is very expensive. These costs are partly due to statutory provisions of the German Medicines Act, but these do not apply if the collection, preparation and transplantation are in the hands of one and the same natural person (doctor) and the cells are prepared under clean room conditions. It is therefore desirable to carry out the cell preparation at the treatment site. Here, the preparation under clean room conditions is a problem.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark anzugeben, welches mit vertretbarem apparativen und wirtschaftlichen Aufwand vor Ort und unter Aufsicht einer natürlichen Person durchgeführt werden kann.The object of the invention is to provide a method for cell preparation of mononuclear cells from bone marrow, which can be carried out with reasonable equipment and economic effort on site and under the supervision of a natural person.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass einem kleinen Volumen von Knochenmark ein großes Volumen von Peripherblut zugesetzt wird und
dass die Präparation der mononukleären Zellen unter Reinraumbedingungen durch eine für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus Blut bestimmte, handelsübliche, vollautomatische Aphereseapparatur vorgenommen wird.The solution according to the invention provides that a large volume of peripheral blood is added to a small volume of bone marrow and in that the preparation of the mononuclear cells under clean room conditions is carried out by means of a commercial, fully automatic apheresis apparatus intended for the separation of blood components from blood.
Eine solche Aphereseapparatur wird beispielsweise unter derSuch Aphereseapparatur is, for example, under the
Bezeichnung „Spectra Therapeutic Platform" von der Firma Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA vertrieben. Ein solches Apheresesystem wird üblicherweise für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus dem Blut eines Patienten verwendet, beispielsweise im Rahmen einer Blutspende. Da dies unter Reinraumbedingungen geschieht, ist das Apheresesystem grundsätzlich für die Verarbeitung von Knochenmark geeignet. Von der Maschine werden allerdings Volumina von größenordnungsmäßig 1 I verarbeitet. Das Minimalvolumen beträgt etwa 250 ml. Derart große Volumina an Knochenmark kann man allerdings einem einzelnen Patienten nicht entnehmen. Typischerweise sind 50 ml Knochenmark entnehmbar. Ein derart kleines Volumen kann allerdings mit einer handelsüblichen Aphereseapparatur nicht verarbeitet werden.Designation "Spectra Therapeutic Platform" sold by Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA Such an apheresis system is commonly used for the separation of blood components from a patient's blood, for example as part of a blood donation However, the machine processes volumes of the order of 1 L. The minimum volume is approximately 250 ml, but such a large volume of bone marrow can not be taken from a single patient, and typically 50 ml of bone marrow are removable. However, such a small volume can not be processed with a commercially available apheresis apparatus.
Wenn man allerdings dem Knochenmark gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vor der Verarbeitung durch die Aphereseapparatur ein größeres Volumen von Peripherblut zusetzt, kann man ein Gesamtvolumen von 250 bis 300 ml erhalten, welches von der Maschine verarbeitet werden kann. Das Verdienst der Erfindung besteht somit in dem Kunstgriff der Vergrößerung des Verarbeitungsvolumens mittels Peripherblut und Verarbeitung des vergrößerten Volumens mit einer handelsüblichen Aphereseapparatur. Dadurch können die für die Zellpräparation erforderlichen Kosten sehr viel niedriger gehalten werden als bei der Präparation in einem Speziallabor.However, if one adds a larger volume of peripheral blood to the bone marrow according to the method of the invention prior to processing by the apheresis apparatus, a total volume of 250 to 300 ml can be obtained, which can be processed by the machine. The merit of the invention is thus in the art of increasing the processing volume by means of peripheral blood and processing the increased volume with a commercially available apheresis apparatus. As a result, the costs required for cell preparation can be kept much lower than during preparation in a special laboratory.
Entscheidend für das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei nicht einfach die Volumenvergrößerung, sondern die Tatsache, dass die
Volumenvergrößerung durch die Zugabe von Peripherblut erfolgt. Es ist nämlich nicht ausreichend, das Volumen einfach durch Zugabe von Kochsalzlösung, Serum oder Plasma zu vergrößern. Entscheidend für die Funktion der Aphereseapparatur ist das Volumen und die Anzahl an roten Blutkörperchen bzw. Erythrozyten, die letztendlich aus dem Gemisch entfernt werden sollen. Dies liegt am Konstruktionsprinzip der Aphereseapparatur, welches eine Mindestmenge (Volumen und Anzahl) von roten Blutkörperchen verlangt, damit eine Auftrennung überhaupt möglich ist.Decisive for the inventive method is not simply the increase in volume, but the fact that the Volume increase is done by the addition of peripheral blood. It is not sufficient to increase the volume simply by adding saline, serum or plasma. Crucial for the function of the Aphereseapparatur is the volume and the number of red blood cells or erythrocytes, which are ultimately to be removed from the mixture. This is due to the design principle of the apheresis apparatus, which requires a minimum amount (volume and number) of red blood cells for separation to be possible at all.
Das erfindungsgemäße Verfahren funktioniert am besten, wenn ein Volumen von 30 ml bis 150 ml Knochenmark mit einem Volumen von 150 ml bis 350 ml Peripherblut vermischt wird.The method of the invention works best when a volume of 30 ml to 150 ml of bone marrow is mixed with a volume of 150 ml to 350 ml of peripheral blood.
Aus medizinischer Sicht muss nicht nur das Knochenmark, sondern auch das Peripherblut von demselben Patienten stammen. Auf diese Weise sind Unverträglichkeiten der beiden Bestandteile ausgeschlossen.From a medical point of view, not only the bone marrow, but also the peripheral blood must come from the same patient. In this way, incompatibilities of the two components are excluded.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Knochenmark und das Peripherblut in einem Blutbeutel außerhalb der Aphereseapparatur vermischt werden, denn das dem Patienten abgenommene Blut wird üblicherweise in einen solchen Blutbeutel gefüllt, der auch zur Aufnahme des Knochenmarks geeignet ist. Außerdem eignet sich der Blutbeutel besonders gut zum mechanischen Vermischen der beiden Bestandteile.In an embodiment of the method according to the invention, it is provided that the bone marrow and the peripheral blood are mixed in a blood bag outside the apheresis apparatus, because the blood taken from the patient is usually filled in such a blood bag, which is also suitable for receiving the bone marrow. In addition, the blood bag is particularly well suited for mechanical mixing of the two components.
In einfacher Weise erfolgt das Vermischen per Hand bei Raumtemperatur unter Einhaltung steriler Bedingungen. Hierfür sind keine besonderen Geräte erforderlich.In a simple manner, the mixing by hand at room temperature under sterile conditions. No special equipment is required for this.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform des Verfahrens wird die Aphereseapparatur durch geeignete Programmierung so eingestellt, dass eine möglichst hohe Aufkonzentrierung der mononukleären Zellfraktion in
einem möglichst kleinen Endvolumen erzielt wird. Die Programmierung wird vorzugsweise gemäß der Betriebsanleitung der Aphereseapparatur vorgenommen. Dabei sollte insbesondere das Volumen der erhaltenden mononukleären Zellfraktion etwa 5 ml bis 7 ml betragen. Wesentlich größere Volumina wären unpraktisch bei der Verabreichung der Zellfraktion für Therapiezwecke. Außerdem lassen sich die kleinen Endvolumina mittels einer handelsüblichen Spritze verabreichen.In a preferred embodiment of the method, the apheresis apparatus is adjusted by suitable programming so that the highest possible concentration of the mononuclear cell fraction in the smallest possible final volume is achieved. The programming is preferably carried out in accordance with the operating instructions of the apheresis apparatus. In particular, the volume of the mononuclear cell fraction obtained should be about 5 ml to 7 ml. Much larger volumes would be impractical in administering the cell fraction for therapy. In addition, the small final volumes can be administered by means of a commercially available syringe.
Es wird deswegen zur Vereinfachung vorgeschlagen, dass die Aphereseapparatur anstelle eines üblichen Sammelbeutels zur Aufnahme der abgetrennten Zellfraktion mit einer Spritze steril verbunden wird.It is therefore proposed for simplicity that the apheresis apparatus is sterile connected to a syringe instead of a conventional collection bag for receiving the separated cell fraction.
Um das Verfahren möglichst kostengünstig zu gestalten, wird empfohlen, dass die Entnahme von Knochenmark und Peripherblut, die Zellpräparation der mononukleären Zellfraktion und deren Weiterverwendung für Therapiezwecke durch oder unter Leitung eines Arztes erfolgt. Bei dieser Methode fallen bestimmte gesetzlicheIn order to make the procedure as cost effective as possible, it is recommended that the removal of bone marrow and peripheral blood, the cell preparation of the mononuclear cell fraction and their reuse for therapeutic purposes by or under the direction of a physician. With this method fall certain legal
Anforderungen weg, die ansonsten hohe Kosten verursachen würden.Requirements that would otherwise cause high costs.
Insbesondere wäre nach dem Arzneimittelgesetz normalerweise eine Herstellererlaubnis für die Herstellung eines Zellpräparates erforderlich. Dies ist gilt aber nicht, wenn der gesamte Vorgang von einem Arzt durchgeführt wird.In particular, under the Medicines Act, a manufacturer's license would normally be required for the manufacture of a cell preparation. This is not true if the entire procedure is performed by a doctor.
Zur Erfindung gehört auch die Verwendung einer „Spectra Therapeutic Platform" der Firma Gambo Inc., Lakewood, Colorado, USA für die Präparation einer mononukleären Zellfraktion aus einer Mischung von einem kleinen Volumen Knochenmark und einem größeren Volumen Peripherblut, weil mit dieser Maschine positive Erfahrungen vorliegen.The invention also includes the use of a "Spectra Therapeutic Platform" from Gambo Inc., Lakewood, Colorado, USA for the preparation of a mononuclear cell fraction from a mixture of a small volume of bone marrow and a larger volume of peripheral blood because of positive experience with this machine ,
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
Das Herz eines Patienten soll nach erlittenem Herzinfarkt mittels mononukleärer Zellen behandelt werden, um dessen Leistungsfähigkeit wieder herzustellen. Ein Arzt entnimmt dem Patienten 250 ml Blut, welches in einem Blutbeutel aufgefangen wird. Desweiteren entnimmt der Arzt dem Patienten 50 ml Knochenmark. Das Knochenmark wird unter sterilen Bedingungen in den Blutbeutel gegeben und von Hand mit dem Blut vermischt. Man erhält ein Gemisch mit 300 ml Volumen.An embodiment of the invention will be explained below. The heart of a patient should be treated after having suffered myocardial infarction by means of mononuclear cells to restore its performance. A doctor removes 250 ml of blood from the patient, which is collected in a blood bag. Furthermore, the doctor takes the patient 50 ml of bone marrow. The bone marrow is placed under sterile conditions in the blood bag and mixed by hand with the blood. A mixture of 300 ml volume is obtained.
Der Blutbeutel wird mit einer Aphereseapparatur „Spectra Therapeutic Platform" der Firma Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA verbunden, die unter sterilen Bedingungen von dem Gemisch aus Knochenmark und Peripherblut die mononukleäre Zellfraktion von Knochenmarkzellen unter Reinraumbedingungen vollautomatisch abtrennt. Hierfür ist die Aphereseapparatur mittels geeigneter Software so programmiert worden, dass eine möglichst hohe Aufkonzentrierung der mononukleären Zellfraktion in einem möglichst kleinen Endvolumen erzielt wird. Die Aphereseapparatur ist mit einer Spritze steril verbunden, die zur Aufnahme der mononukleären Zellfraktion bestimmt ist. Diese hat ein Volumen von 10 ml, welches von der Spritze aufgenommen wird.The blood bag is connected to a "Spectra Therapeutic Platform" apheresis apparatus from Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA, which under sterile conditions separates the mononuclear cell fraction of bone marrow cells under clean room conditions from the mixture of bone marrow and peripheral blood in a fully automated manner The apheresis apparatus is sterile connected to a syringe designed to receive the mononuclear cell fraction, which has a volume of 10 ml the syringe is picked up.
Anschließend kann der Arzt die Spritze entnehmen und die gewonnene mononukleäre Zellfraktion für Therapiezwecke in das Herz des Patienten spritzen. Die Erfindung bezieht sich allerdings nicht auf diese Therapie, sondern lediglich auf die Zellpräparation.Subsequently, the doctor can remove the syringe and inject the recovered mononuclear cell fraction for therapy purposes in the heart of the patient. However, the invention does not relate to this therapy, but only to the cell preparation.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr kostengünstig, denn selbst bei Anschaffung eines genannten Apheresesystems speziell für die erfindungsgemäße Zellpräparation vorort werden geringere Kosten verursacht als bei einer Zellpräparation in einem Speziallabor. Außerdem wird in vielen Fällen ein solches Apheresesytem ohnehin für andere Zwecke vorhanden sein, so dass sich die Kosten hierdurch noch weiter reduzieren lassen.
The inventive method is very cost-effective, because even with the purchase of a said apheresis system especially for the cell preparation according to the invention suburb lower costs are caused than in a cell preparation in a special laboratory. In addition, in many cases, such Apheresesytem anyway for other purposes will be available, so that the costs can be further reduced thereby.
Claims
1. Verfahren zur Zellpräparation von mononukleären Zellen aus Knochenmark, dadurch gekennzeichnet, dass einem kleinen Volumen von Knochenmark ein größeres Volumen von Peripherblut zugesetzt wird und dass die Präparation der mononukleären Zellen unter Reinraumbedingungen durch eine für die Abtrennung von Blutbestandteilen aus Blut bestimmte, handelsübliche, vollautomatische Aphereseapparatur vorgenommen wird.1. A method for cell preparation of bone marrow mononuclear cells, characterized in that a larger volume of peripheral blood is added to a small volume of bone marrow and that the preparation of the mononuclear cells under clean room conditions by a commercially available, fully automatic for the separation of blood components from blood Apheresis apparatus is made.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumen von 30 ml bis 150 ml Knochenmark mit einem Volumen von2. The method according to claim 1, characterized in that a volume of 30 ml to 150 ml of bone marrow with a volume of
150 ml bis 350 ml Peripherblut vermischt wird.150 ml to 350 ml peripheral blood is mixed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Knochenmark und das Peripherblut von demselben Patienten stammt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the bone marrow and the peripheral blood comes from the same patient.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Knochenmark und das Peripherblut in einem Blutbeutel außerhalb der Aphereseapparatur vermischt werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bone marrow and the peripheral blood are mixed in a blood bag outside the Aphereseapparatur.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen per Hand bei Raumtemperatur unter Einhaltung steriler5. The method according to claim 4, characterized in that the mixing by hand at room temperature while maintaining sterile
Bedingungen erfolgt.Conditions are fulfilled.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aphereseapparatur durch geeignete Programmierung so eingestellt wird, dass eine möglichst hohe Aufkonzentrierung der mononukleären Zellfraktion in einem möglichst kleinen Endvolumen erzielt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the Aphereseapparatur is adjusted by appropriate programming so that the highest possible concentration of the mononuclear cell fraction is achieved in the smallest possible final volume.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der erhaltenen mononukleären Zellfraktion etwa 5 ml bis 7 ml beträgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the volume of the obtained mononuclear cell fraction is about 5 ml to 7 ml.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aphereseapparatur anstelle eines üblichen Sammelbeutels zur Aufnahme der abgetrennten Zellfraktion mit einer Spritze steril verbunden wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the apheresis apparatus is connected sterile instead of a conventional collection bag for receiving the separated cell fraction with a syringe.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme von Knochenmark und Peripherblut, die Zellpräparation der mononukleären Zellfraktion und deren Weiterverwendung für therapeutische Zwecke durch oder unter Leitung eines Arztes erfolgt.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the removal of bone marrow and peripheral blood, the cell preparation of the mononuclear cell fraction and their further use for therapeutic purposes by or under the direction of a physician.
10. Verwendung einer „Spectra Therapeutic Platform" der Firma Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA für die Präparation einer mononukleären Zellfraktion aus einer Mischung von einem kleinen10. Use of a "Spectra Therapeutic Platform" from Gambro Inc., Lakewood, Colorado, USA for the preparation of a mononuclear cell fraction from a mixture of a small one
Volumen Knochenmark und einem größerem Volumen Peripherblut. Volume of bone marrow and a larger volume of peripheral blood.
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2007
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Also Published As
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Legal Events
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 07725915 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |