專利名稱：收集包括不含或實質上不含血細胞的血漿在內的減白細胞的血液組分的系統(tǒng)及方法
相關的專利申請本專利申請是2000.3.31提出申請并與本專利申請共同待審理的美國專利申請系列No.09/540,935的繼續(xù)部分，該專利申請的題目為“Systems and Methods for Collecting Plasma That is Free of CellularBlood Species.”。本專利申請還要求享受2000.11.22提出申請的美國暫定專利申請系列No.60/252,870的權利，該專利申請的題目為“Systems and Methods for Collecting Leukocyte-Reduced BloodComponents，Including Plasma That is Free or Virtually Free of CellularBlood Species”。
隨著這些血液組分需求量的提高，對這些血液產品的純度要求也同時提高了。人們確信，諸如紅細胞或血小板等打算用于輸送的血液組分在儲藏之前應該將雜質或其他物質的含量減至最少，這些雜質或其他物質可能會對受領人造成不必要的付作用。至于白細胞，由于有可能會引起某種反應，因此一般認為在儲藏之前或至少在輸送之前要將血液組分中的白細胞基本上去除掉。
人們還確信，用于輸送或分級分離的血漿中的血細胞必須盡可能地加以消除，這些血細胞包括諸如白細胞、紅細胞、和血小板。例如，歐洲臨床準則要求新鮮的冷凍血漿中紅細胞的殘余量應當小于每升6.0×109，白細胞的殘余量應當小于每升0.1×109，血小板的殘余量應當小于每升50×109。因此，日益需要獲得一種對血液進行處理和儲存的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實質上去盡血漿中的全部血細胞。
本發(fā)明提供的血液處理系統(tǒng)及方法包括一個用來接收血液的第一容器，該血液通過離心方法處理成第一組分和第二組分，該第二組分包括血漿。本發(fā)明的系統(tǒng)及方法還包括一個第二容器，其用途為接收來自第一容器的第二組分。該系統(tǒng)及方法還包括一個過濾器，其用途為去除第二組分中的血細胞。
在一個實施方案中，該系統(tǒng)及方法包括一個過濾器，其用途為去除第一容器上游血液中的白細胞，該血液可以包括例如全血。
在一個實施方案中，該系統(tǒng)及方法還包括一個過濾器，其用途為去除第一容器下游的第一組分中的白細胞，該第一組分可以包括例如紅細胞。還可以設有一個輸送容器來接收經過過濾的第一組分。
在一個實施方案中，在第二容器上游的例如第一容器和第二容器之間的位置上設有一個過濾器，其用途為去除第二組分中的血細胞。
在一個實施方案中，用來去除第二組分中血細胞的過濾器設置在第二容器下游的例如第二容器和下游輸送容器之間的位置上，該輸送容器用來接收通過該過濾器后的第二組分。
在一個實施方案中，該系統(tǒng)及方法包括一個輔助容器，其用途為保存一種添加溶液。在一種構造形式中，該輔助容器和第一容器相通，其目的為例如使添加溶液和第一組分相混合。
在另一種構造形式中，該輔助容器和第一容器和第二容器都相通。在這種構造形式中，用來從第二組分中去除血細胞的過濾器可以設置在第二容器和輔助容器之間。這樣，該輔助容器可以用來保存一種例如打算和第一組分相混的添加溶液，而當該添加溶液用空時則還可用來接受通過該過濾器的第二組分。
本發(fā)明的其他優(yōu)點及特性將通過下面的附圖、詳細描述及權利要求來指出或體現。
圖9及10所示為第二類血液處理儲存系統(tǒng)的幾個備選形式。這些系統(tǒng)中包括一個終點過濾器和一個去白細胞過濾器。終點過濾器的用途為收集不含或實質上不含血細胞的血漿組分，該血細胞包括諸如紅細胞、血小板及白細胞。去白細胞過濾器的用途為收集白細胞含量減少的紅細胞。該系統(tǒng)還收集血小板濃縮物。


圖11至13所示為第三類血液處理儲存系統(tǒng)的幾個備選形式。這些系統(tǒng)中包括一個終點過濾器和一個去白細胞過濾器。終點過濾器的用途為收集不含或實質上不含血細胞的血漿組分，該血細胞包括諸如紅細胞、血小板及白細胞。去白細胞過濾器的用途為收集白細胞含量減少的紅細胞。該系統(tǒng)還收集富含血小板的血沉棕黃層。
圖14所示為一種去白細胞過濾器的分解透視圖。該去白細胞過濾器是例如圖7到10、圖12及13所示系統(tǒng)中的一個部件。圖中展示出過濾器的進、出口，該進、出口穿過過濾器周邊的整體密封件。
圖15為圖14所示去白細胞過濾器裝配完后的透視圖。
圖16所示為去白細胞過濾器的一個備選實施例的裝配完后的透視圖。該去白細胞過濾器可以是例如圖7到10、圖12及13所示系統(tǒng)中的一個部件。圖中展示出過濾器的進、出口并不穿過過濾器周邊的整體密封件。
圖17為終點過濾器的分解透視圖。該終點過濾器可以是例如圖1到13所示系統(tǒng)中的一個部件，其用途為在血漿儲藏之前去除其中的血細胞成分。
圖18為圖17所示終點過濾器裝配完后的頂視圖。
圖19為圖17所示終點過濾器裝配完后的側視圖。
本發(fā)明的范圍不限于后面的描述中所述或附圖中所示的構造形式和零件配置的細節(jié)。本發(fā)明可以以不同的其他途徑及其他不同的實施例來實施。這里所用的術語及詞組僅是為了描述的目的而不形成對本優(yōu)選實施例描述I.用于收集無細胞血漿的系統(tǒng)及方法圖1到13展示了幾類體現本發(fā)明特征的血液收集及儲存系統(tǒng)10。
每個系統(tǒng)10(例如，見圖1)包括一個某種形式的血液處理容器12。使用時，血液處理容器12中存有一份用來進行離心分離的全血。每個系統(tǒng)10中還包括至少一個某種形式的輸送容器14。該輸送容器14通過柔性的輸送導管28與血液處理容器12相連。使用時，輸送容器14接收從血液處理容器12中離心分離出來的目標血液組分。盡管圖中沒有顯示，但是應當理解，圖1及圖2到13中的其他各圖中所示的系統(tǒng)10都包括常規(guī)的外部夾持裝置及內嵌式(in-line)易碎套管，這些裝置按血液處理專業(yè)人員公知的常規(guī)方式來控制系統(tǒng)10內的流體的流動。
每個系統(tǒng)10的相關容器12、14及輸送導管都可以用經過批準的、柔性的、醫(yī)用級別的塑性材料制成，這些材料包括諸如以鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯增塑的聚氯乙烯(PVC-DEHP)。容器12和14用常規(guī)的熱封工藝例如射頻(RF)熱封接方法來形成。每個系統(tǒng)10都組成一個符合適用標準的無菌“封閉”系統(tǒng)。每個系統(tǒng)10都設計成為一次性使用的裝置。
每個系統(tǒng)10都具有至少一個公共的目標即在處理容器12中對一份全血進行處理以獲得一種打算輸向輸送容器14的血漿組分。該血漿組分的特征為(1)適于長期儲藏并轉送(無論是在輸送容器14中或是在如后面將要敘述的另外的單獨的儲存容器中)；和(2)不含或實質上不含諸如紅細胞、血小板及白細胞等血細胞。通過系統(tǒng)10得到的這種血漿組分簡稱為“無細胞血漿”。
系統(tǒng)10可以設計成還可采集所要求的其他血液組分。為此，系統(tǒng)10可以分成三大類10A、10B、10C。第一類10A(例如圖1到8中的各種不同形式)除了收集無細胞血漿以外還收集紅細胞。第二類10B(例如圖9及10的各種不同形式)除了收集無細胞血漿以外還收集紅細胞以及血小板濃縮物。第三類10C(例如圖11到13的各種不同形式)除了收集無細胞血漿以外還收集紅細胞以及富含血小板的血沉棕黃層。
下面將描述每一類系統(tǒng)的典型實施例及其相關的使用方法。A.第一類收集無細胞血漿及紅細胞這一類系統(tǒng)10A(見圖1到8)得到的是紅細胞及無細胞血漿。
所得到的合乎要求的紅細胞應當是不含白細胞或實質上不含白細胞的，或是其中白細胞的濃度降低了的，這種情況被稱為“減白細胞的”。為此，系統(tǒng)10A或是在血液處理容器12中進行離心分離之前便將全血中的白細胞去除掉，或是在血液處理容器12中進行離心分離之后再將紅細胞中的白細胞去除掉。在圖示的實施例中，白細胞是用去白細胞過濾器16的吸附作用而去除的，該過濾器中包含了一種后面還將詳細描述的纖維狀過濾介質。
在圖示的實施例中，無細胞血漿是通過終點過濾器18的排除作用而獲得的，該過濾器中包含了一種后面將詳細描述的膜狀過濾介質。1.減少全血中的白細胞圖1展示了一個系統(tǒng)10A(1)，其用途為收集減白細胞的紅細胞及無細胞血漿。在這個構造中，在對全血進行離心分離之前便對其進行去除白細胞處理。因此，該系統(tǒng)10A(1)包括了一個獨立于血液處理容器12之外的血液收集容器20。血液收集容器20中裝有適用的抗凝劑，例如CPD。帶有靜脈放血針頭24的供血導管22和全血收集容器20連為一體。
血液收集容器20通過輸送導管26和血液處理容器12相連。輸送導管26內帶有一個內嵌式去白細胞過濾器16。
輸送導管28將收集無細胞血漿的輸送容器14和血液處理容器12連為一體。輸送導管28中帶有一個內嵌式終點過濾器18。
系統(tǒng)10A(1)的操作過程是全血通過供血導管22采集進入血液收集容器20內。容器20內的抗凝劑和和所收集的全血相混。全血收集完畢后，斷開供血連接。將供血導管22密封上并切斷之，抗凝固的全血在重力的驅使下通過輸送導管26進入血液處理容器12。隨著全血向血液處理容器12轉移，內嵌式去白細胞過濾器16使全血中的白細胞的濃度降低。
經過過濾以后，血液中的殘余空氣可以從血液處理容器12通過歧管30排出，歧管30旁路跨過過濾器16并通向血液收集容器20。也可以如1998.6.1提出申請的題為“Blood Collection Systems andMethods Employing an Air Venting Blood Sample Tube”的共待審理的美國專利申請系列No.09/088,231所述那樣在歧管30內采集全血樣品，這里并入該項專利申請以作參考。此后便可將輸送導管26及歧管30密封上并切斷以將血液收集容器20和血液處理容器12分開。
將血液處理容器12連同仍與其連為一體的下游的輸送容器14、終點過濾器18、以及導管28一起放入常規(guī)的血液離心機內。全血在離心機中被分離成紅細胞和低血細胞血漿。由于該系統(tǒng)的主要用途是獲得實質上不含血細胞的血漿，因此離心機的轉速選為“強旋轉”檔以將血漿中的絕大部分血小板和紅細胞一起分離出來。結果，大部分血小板和紅細胞留下來而輸出低血細胞的血漿。
經過離心分離以后，便可以用一個常規(guī)的V形血漿壓機將低血細胞血漿從血液處理容器12內壓出，并通過輸送導管28進入輸送容器14內。
隨著低血細胞血漿從血液處理容器12內壓出，終點過濾器18將所有或實質上所有的殘存紅細胞及血小板從血漿中去除出(由于白細胞的尺寸較大，因此同樣地也將任何殘存的白細胞去除掉)。
此后便可將輸送導管28從靠近輸送容器14處密封上并切斷。在這個構造中，輸送容器14還用作無細胞血漿的儲存容器。
如果需要，血漿由血漿壓機從血液處理容器12中壓出后可以借助重力作用來流過終點過濾器18(見圖2)。這種構造可以保護終點過濾器14不暴露在血漿壓機引起的高壓之下。這種構造還使血漿更易于從血液處理容器12轉移到輸送容器14內。
如圖2所示，系統(tǒng)10A(2)可以備選地包括一個連通在輸送容器14和收集容器34之間的輸送導管32。在這個實施例中，輸送導管32帶有一個內嵌式終點過濾器18。因此，在血漿從血液處理容器12通過輸送導管28轉移到輸送容器14的過程中不發(fā)生過濾作用。
在這種構造中，當血漿被血漿壓機從血液處理容器12壓到輸送容器14內后，連接在輸送容器14和血液處理容器12之間的輸送導管28便可切斷。然后可將輸送容器14向上吊起，以借助重力使血漿流過終點過濾器18而遞送到收集容器34內。
經過過濾以后，血液中的殘余空氣可以從收集容器34通過歧管36排出，歧管36旁路跨過終點過濾器18通向輸送容器14。在這一構造中，收集容器34用作為無細胞血漿的儲存容器。
如果需要，圖1和2所示的任何一個系統(tǒng)中都還可以包括一種用于紅細胞的添加溶液38。授予Grode等人的美國專利4,267,269公開了一種這樣的溶液，該溶液的牌號為ADSOL溶液，由BaxterHealthcare公司銷售。其他的例子包括SAGM溶液或CPDA一1溶液。
圖1中的系統(tǒng)10A(1)可以修改成為圖3中的系統(tǒng)10A(3)。系統(tǒng)10A(3)包括一個輸送導管的歧管40，該歧管40和一個輔助容器42連成一體并和輸送導管28相連接。輔助容器42內裝有紅細胞用的添加溶液38。當血漿從血液處理容器12轉移進入輸送容器14后，便可將紅細胞添加溶液38從輔助容器42轉移到血液處理容器12中并和停留在那里的紅細胞(和血小板)相混合。此后，輸送導管歧管40便可從靠近血液處理容器12處密封上并切除。紅細胞可以在有添加溶液38存在的情況下以常規(guī)的方式儲存在血液處理容器12中。
由圖3可見，終點過濾器18可以設置在輸送導管28和輸送導管40的交接點下游的輸送導管28內。備選的是，終點過濾器18可以設置在該交接點上游的輸送導管28內(如圖3中的虛線所示)。
由圖4可見，圖2中的系統(tǒng)10A(2)可以修改成為圖4中的系統(tǒng)10A(4)。系統(tǒng)10A(4)也包括一個輸送導管的歧管40和一個裝有紅細胞添加溶液38的輔助容器42。當血漿被輸送進入輸送容器14后，便可將添加溶液38輸送到血液處理容器12中并和紅細胞(和血小板)相混合。
圖5所示為一個備選的系統(tǒng)10A(5)。該系統(tǒng)10A(5)的容器數目少而且操作簡單，但仍可達到圖4所示的系統(tǒng)10A(4)相同效果。圖5中，輸送導管分支28將輸送容器14和血液處理容器12連通起來，而輸送導管的另一個分支40則將裝有添加溶液38的輔助容器42和血液處理容器12連通起來。而連通管44又將輸送容器14和輔助容器42連通起來。連通管44中帶有一個終點過濾器18。
在這個構造中，常規(guī)的血漿壓機將血漿從血液處理容器12通過導管分支28壓到輸送容器14內。此后，輔助容器42內的添加溶液38便可在重力的作用下通過導管分支40流入血液處理容器12內并和停留在那里的紅細胞相混合。此后，便可將導管分支28及40密封上并切除掉以便取下血液分離容器12。這里，該容器12用作為紅細胞的儲存容器。
血漿可以依靠重力作用通過連通管44及里面的終點過濾器18輸送進入輔助容器42。此后，便可將連通管44密封上并切除掉。在這一構造中，輔助容器42用作為無細胞血漿的儲存容器。
圖6所示為又一個備選實施例。圖6中，系統(tǒng)10A(6)包括一個和血液處理容器12相通的輸送導管回路46?；芈?6的第一分支作為輸送導管28將血液處理容器12和輸送容器14連接起來(通過其底部密封處)?；芈?6的第二分支作為輸送歧管40將裝有添加溶液38的輔助容器42和血液處理容器12連接起來。回路46的第三分支作為連通管44將輔助容器42和輸送容器14連接起來(通過其頂部密封處)。連通管分支44中帶有終點過濾器18。
在這一構造中，常規(guī)的血漿壓機將血漿從血液處理容器12通過第一導管分支28壓到輸送容器14內。此后，輔助容器42內的添加溶液38便可在重力的作用下通過第二導管分支40流入血液處理容器12內并和停留在那里的紅細胞相混合。此后，便可將導管分支28及40密封上并切除掉以便與血液分離容器12分離開。這里，該容器12用作為紅細胞的儲存容器。
血漿可以依靠重力作用通過連通分支44及里面的終點過濾器18輸送進入輔助容器42。此后，便可將第二分支40密封上并切除掉。在這一構造中，和圖5所示系統(tǒng)一樣，輔助容器42用作為無細胞血漿的儲存容器。2.減少紅細胞中的白細胞圖7所示為一個系統(tǒng)10(7)。該系統(tǒng)10(7)的用途為收集減白細胞的紅細胞以及無細胞的血漿。在這一構造中，當紅細胞從全血中離心分離出來后，紅細胞中的白細胞濃度也減少了。因此，血液處理容器12也用作為血液收集容器。血液處理容器12內帶有一種適用的抗凝劑，例如CPD。帶有靜脈放血針頭24的供血導管22也和全血處理容器12連成為一體。
輸送導管28整體地將用于無細胞血漿的輸送容器14和血液處理容器12連接起來。輸送導管28中帶有一個內嵌式終點過濾器18。
輸送導管48也整體地將用于紅細胞的輸送容器50和血液處理容器12連接起來。輸送導管48中帶有一個內嵌式去白細胞過濾器16以去除紅細胞中的白細胞。
如圖7所示，系統(tǒng)10A(7)中還可備選地包括輸送導管歧管40，該歧管40和輔助容器42連為一體并和輸送導管28相連接。輔助容器42內裝有紅細胞用的添加溶液38。
由圖7可見，終點過濾器18可以設置在輸送導管28和輸送導管40的交接點下游的輸送導管28內。備選的是，終點過濾器18可以設置在該交接點上游的輸送導管28內(如圖3中的虛線所示)。
在該系統(tǒng)的操作過程中，所采集的全血通過供血導管22進入血液處理容器12內并和抗凝劑相混。采集完畢后便可斷開供血連接，將供血導管22密封上并切斷。還可以在供血導管22內采集全血樣品。
將血液處理容器12連同仍與其連為一體的下游的輸送容器14、48以及導管一起放入常規(guī)的血液離心機內。全血在離心機中被分離成紅細胞和低血細胞血漿。如上所述，離心機的轉速要選用“強旋轉”檔以將血漿中的絕大部分血小板和紅細胞一起分離出來。結果，大部分血小板和紅細胞留下來而輸出低血細胞的血漿。
經過離心分離以后，便可如上所述那樣用一個常規(guī)的V形血漿壓機將低血細胞血漿從血液處理容器12內壓出，并通過輸送導管28進入輸送容器14內。
隨著低血細胞血漿從血液處理容器12內壓出，終點過濾器18將所有或實質上所有的殘存紅細胞及血小板從血漿中去除出(并且由于白細胞的尺寸較大，因此同樣地也將任何殘存的白細胞去除掉)。此后便可將輸送導管28從靠近輸送容器14處密封上并切斷。在這個構造中，輸送容器14還用作無細胞血漿的儲存容器。
血漿從血液處理容器12輸入到輸送容器14以后，紅細胞用的添加溶液38(如果存在的話)便可從輔助容器42輸送到血液處理容器12內并和殘存在那里的紅細胞(及血小板)相混合。然后便可將輸送導管歧管40從靠近血液處理容器12處密封上并切除掉。
隨后，紅細胞及添加溶液38便從血液處理容器12通過輸送導管48及過濾器16輸送到紅細胞輸送容器50內。殘存的空氣可以從紅細胞收集容器50中通過歧路30排入血液處理容器12內。還可以在歧路30內進行采樣。然后可以將輸送導管48從靠近紅細胞收集容器50處密封上并切除掉。紅細胞可以在有添加溶液38存在的情況下以常規(guī)的方式儲存在紅細胞收集容器50中。
如果需要，血漿在被壓出血液處理容器12后可以利用重力輸送使其通過終點過濾器18。如圖8所示，系統(tǒng)10A(8)可以包括一個連在輸送容器14和收集容器34之間的輸送導管32。輸送導管32上帶有一個內嵌式終點過濾器18。在這個構造中，血漿從血液處理容器12壓到輸送容器14內以后，可以將輸送容器14和血液處理容器12之間的輸送導管28切除掉。然后可以將輸送容器14向上吊起，借助重力使血漿流過輸送導管32及終點過濾器18。經過過濾以后，血液中的殘余空氣可以從收集容器34通過歧管36排出，歧管36旁路跨過終點過濾器18并通向輸送容器14。在這一構造中，收集容器34用作為無細胞血漿的儲存容器。B.第二類收集無細胞血漿、紅細胞及血小板這一類系統(tǒng)10B(見圖9及10)的用途為獲得紅細胞、無細胞血漿及血小板濃縮物。
和第一類系統(tǒng)10A一樣，第二類系統(tǒng)10B所獲得的紅細胞希望是不含或實質上不含白細胞的，或者是減白細胞的。在系統(tǒng)10B中，紅細胞在血液處理容器12中經受了離心分離后用下面將詳細描述的深度過濾的方法來去除其中的白細胞，從而達到上述要求。
圖示的實施例是用終點過濾器18的排除作用而獲得無細胞血漿的，該過濾器18包括一個或多個后面還將詳細描述的膜狀過濾層。
圖9所示的系統(tǒng)10B(1)構造上許多方面都和圖7所示的系統(tǒng)相似。系統(tǒng)10B(1)包括一個血液處理容器12，該容器12還用作為血液收集容器20并且存有適用的抗凝劑，例如CPD。帶有靜脈放血針頭24的供血導管22也同樣整體地連在全血處理容器12上。
在圖9所示的構造中，最終用來容納并儲藏無細胞血漿的輸送容器14同時還用作輔助容器42來容納紅細胞用的添加溶液38。從輸送容器14連到血液處理容器12的輸送導管28中帶有一個內嵌式終點過濾器18?？梢詡溥x地設置一個歧路36，該歧路36旁路跨過終點過濾器18。輸送導管28上連有一個輸送導管支管52，該支管52整體地連在另一個輸送容器54上。
輸送導管48將紅細胞輸送容器50整體地連到血液處理容器12上。該導管48上帶有一個內嵌式去白細胞過濾器16以去除紅細胞中的白細胞。
系統(tǒng)10B(1)進行操作時，所采集的全血通過供血導管22進入血液處理容器12內并和抗凝劑相混。采集完畢后，斷開供血連接，將供血導管22密封上并切斷。還可以在供血導管22內采集全血樣品。
將血液處理容器12連同仍與其連為一體的下游的輸送容器14、50、54以及導管一起放入常規(guī)的血液離心機內。全血在離心機中被分離成紅細胞和富血小板血漿(離心機的轉速要用“弱旋轉”檔)，將絕大部分血小板留在血漿中而將紅細胞分離出來。結果，大部分血小板留在血漿中而輸出富血小板血漿。
經過離心分離以后，便可如上所述那樣用一個常規(guī)的V形血漿壓機將富血小板血漿從血液處理容器12內壓出，并通過輸送導管52輸到輸送容器54內。
富血小板血漿從血液處理容器12輸送到輸送容器54以后，紅細胞用的添加溶液38便可從輸送容器14輸送到血液處理容器12內并和停留在那里的紅細胞相混合。添加溶液38可以按回洗方向通過內嵌式過濾器18或是通過歧路36而跨過過濾器18。隨后，紅細胞及添加溶液38可以從血液處理容器12通過輸送導管48及過濾器16輸送到紅細胞輸送容器50內。殘存的空氣可以從紅細胞收集容器50通過歧路30排入血液處理容器12內。還可以在歧路30內進行采樣。然后可以將輸送導管48從靠近紅細胞收集容器50處密封上并切除掉。紅細胞可以在有添加溶液38存在的情況下以常規(guī)的方式儲存在紅細胞收集容器50中。
然后，可以將輸送導管28從輸送導管與輸送導管支管的連接點附近密封并切除掉，并將輸送容器14及54送回離心機。容器54內的富血小板血漿在離心機上被離心分離成為血小板濃縮物和低血小板血漿。然后，用常規(guī)的V形血漿壓機把容器54內的低血小板血漿壓到輸送容器14中，該容器14這時已經沒有添加溶液38了。當血漿受壓進入第二輸送容器14時終點過濾器18便將其中的全部或幾乎全部的殘存紅細胞及血小板去除掉(并且由于白細胞的尺寸較大，因此同樣地也將任何殘存的白細胞去除掉)。隨后，可將輸送導管28從靠近輸送容器14處密封上并切除掉。在該構造中，輸送容器14(還作為輔助容器42)也用作為無細胞血漿的儲存容器。
在該構造中，輸送容器54用作為血小板的儲存容器。因此該容器54用聚烯烴材料制成(如授予Gajewski等人的美國專利4,140,162所述)，或是用偏苯三酸三(2一乙基己基)酯(TEHTM)增塑的聚氯乙烯材料制成。此材料和DEHP增塑的聚氯乙烯相比較具有更大的透氣性，這對血小板的儲存是有利的。
如果需要，血漿在被壓出血液處理容器12后可以利用重力輸送使其通過終點過濾器18。如圖10所示，系統(tǒng)10B(2)可以包括一個連在輸送容器14(原先作為輔助容器42用來保存紅細胞添加溶液38)和收集容器34之間的輸送導管32。輸送導管32上帶有一個內嵌式終點過濾器18。在這個構造中，低血小板血漿從輸送容器54壓到輸送容器14內(如上所述，此時添加溶液38已經用盡)以后，可以將輸送導管28從靠近容器14處切除掉。然后可以將輸送容器14向上吊起，以借助重力使血漿流過終點過濾器18而進入收集容器34。經過過濾以后，血液中的殘余空氣可以從收集容器34通過歧管36排出，歧管36旁路跨過終點過濾器18并通向輸送容器14。在這一構造中，收集容器34最終用作為無細胞血漿的儲存容器。C.第三類收集無細胞血漿、紅細胞及血沉棕黃層血小板這類系統(tǒng)10C(見圖11到13)的用途為采集無細胞血漿、紅細胞及富含血小板的血沉棕黃層。
和第一及第二類系統(tǒng)10A、10B相似，第三類系統(tǒng)10C所獲得的紅細胞希望是不含或實質上不含白細胞的，或者是減白細胞的。系統(tǒng)10C是采取了下述措施而達到上述要求的一是使用了一個專門設計的血液分離容器12′(見圖11)，該容器12′上有一個頂部出口56和一個底部出口58。二是進一步采取措施，用吸附作用來去除白細胞，即或是在進行離心分離之前去除血液處理容器12′中的全血中的白細胞或是在進行離心分離之后去除血液處理容器12′中的紅細胞中的白細胞。在圖示的實施例中，可以采用一種適用的過濾介質來去除白細胞。在該構造中，要求所用的過濾介質允許大量的血小板通過。
在圖示的實施例中，利用終點過濾器18的排除作用來獲得無細胞血漿，該過濾器18包括一個或多個后面還將詳細描述的膜狀過濾層。
1.從全血中去除白細胞圖11所示的系統(tǒng)10C(1)其用途為收集減白細胞的紅細胞、無細胞血漿、以及富含血小板的血沉棕黃層。在該構造中，全血中的白細胞濃度是在進行離心分離之前降低的。和前述的系統(tǒng)10A(1)相似，系統(tǒng)10C(1)包括一個獨立于血液處理容器12′以外的血液收集容器20。血液收集容器20中裝有一種適用的抗凝劑，例如CPD。帶有靜脈放血針頭24的供血導管22整體地連接在全血收集容器20上。
血液收集容器20通過輸送導管26和血液處理容器12′相連。該導管26上帶有一個內嵌式去白細胞過濾器16。
輸送導管28整體地將血液處理容器12′的頂部出口56和無細胞血漿用的輸送容器14連通起來。輸送導管28上帶有一個內嵌式終點過濾器18。還可以備選地設置一個如上所述的排空氣和取樣用的旁通歧管30。
輸送導管40整體地將血液處理容器12′的底部出口58和用來保存紅細胞添加溶液38的輔助容器42連通起來。
系統(tǒng)10C(1)進行操作時，所采集的全血通過供血導管22進入血液收集容器20內并和抗凝劑相混。采集集完畢后，斷開供血連接，將供血導管22密封上并切斷?？鼓痰娜軌和ㄟ^輸送導管26進入血液處理容器12′。全血在轉移到血液處理容器12′的過程中過濾器16去除其中的白細胞。
經過過濾以后，血液處理容器12′中的殘留空氣可以通過旁路跨過過濾器16的歧管30排到血液收集容器20中。還可以從歧管30中采集全血樣本。然后可以將輸送導管26和歧管30密封上并切除掉。
將血液處理容器12′連同仍與其連為一體的下游的容器14、42及導管一起放入常規(guī)的血液離心機內。離心力要經過調整，以將全血分離成為頂層的低血細胞血漿、底層的紅細胞、以及中層的所謂血沉棕黃層。大部分白細胞及血小板都停留在血沉棕黃層中。
用這種方法進行分離以后，將全血處理容器12′放在血漿提煉機的兩塊基本平行的平板之間進行擠壓。該血漿提煉機由BaxterHealthcare公司出售，商品名稱為Opti-Press系統(tǒng)。低血細胞血漿從頂部出口56擠壓出并通過終點過濾器18進入血漿收集容器14。紅細胞從底部出口58擠壓出而進入容器42并在那里和添加溶液38相混合。
用視學方法來監(jiān)視中間的血沉棕黃層的位置，以將該中間層保持在全血處理容器12′內。通過這樣的方法，可以降低紅細胞和血漿中的白細胞及血小板的濃度。另外，中間的血沉棕黃層可以用一種血小板用添加溶液進行沖洗后進行弱離心分離來采集其中的血小板。
無血細胞血漿和紅細胞從全血處理容器12′中輸送出后，輸送容器14中的空氣可以通過旁通歧路36排到全血處理容器12′中。隨后便可將頂部及底部輸送導管28及40密封上并從全血處理容器12′處切除掉。經過過濾的實質上不含血細胞的血漿以常規(guī)的方式儲存在輸送容器14內。經過過濾的實質上不含白細胞或減白細胞的紅細胞則以常規(guī)方式儲存在容器42中，該容器42原先是用來裝載添加溶液的。
2.從紅細胞中去除白細胞圖12所示為另一種系統(tǒng)10C(2)，其用途為收集減白細胞的紅細胞、無細胞血漿及富含血小板的血沉棕黃層。在該構造中，紅細胞中的白細胞濃度的降低是在全血處理容器12′進行離心分離之后進行的。在該構造中，全血處理容器12′還用作為血液收集容器20，因此該容器12′內裝有一種適用的抗凝劑，例如CPD。帶有靜脈放血針頭24的供血導管22同樣整體地和全血處理容器12′相連。
在圖12中，全血處理容器12′包括一個頂部出口56和一個底部出口58。輸送導管28整體地將血液處理容器12′的頂部出口56和無細胞血漿用的輸送容器14相連通。輸送導管28上帶有一個內嵌式終點過濾器18。還可以備選地設置一個如上所述的排空氣用的旁通歧管36。
輸送導管48整體地將血液處理容器12′的底部出口58和輸送容器50相連通。輸送導管40則將輸送容器50和用來保存紅細胞添加溶液38的輔助容器42連通起來。輸送導管40上帶有一個內嵌式去白細胞過濾器16。還可以備選地設置一個排空氣用的旁通歧管30。也可以從歧路30中采集血液樣本。
圖12所示的系統(tǒng)進行操作時，所采集的全血通過供血導管22進入血液處理容器12′內并和抗凝劑相混。還可以從供血管22中采集全血樣本。采集完畢后，斷開供血連接。
將血液處理容器12′連同仍與其連為一體的下游的容器14、42、50及導管一起放入常規(guī)的血液離心機內。離心力要經過調整，以將全血分離成為頂層的低血細胞血漿、底層的紅細胞、以及中層的所謂血沉棕黃層。大部分白細胞及血小板都停留在血沉棕黃層中。
用這種方法進行分離以后，將全血處理容器12′放在血漿提煉機的兩塊基本平行的平板之間進行擠壓。該血漿提煉機由BaxterHealthcare公司出售，商品名稱為Opti-Press系統(tǒng)。低血細胞血漿從頂部出口56擠壓出并通過導管28和終點過濾器18進入血漿收集容器14。隨著低血細胞血漿從血液處理容器12′內壓出，終點過濾器18將所有或實質上所有的殘存紅細胞及血小板從血漿中去除出(并且由于白細胞的尺寸較大，因此同樣地也將任何殘存的細胞去除掉)。
紅細胞從底部出口58擠壓出并進入輸送容器50。
用視學方法來監(jiān)視中間的血沉棕黃層的位置，以將該中間層保持在全血處理容器12′內。通過這樣的方法，可以降低紅細胞和血漿中的白細胞及血小板的濃度。另外，中間的血沉棕黃層可以用一種血小板用添加溶液進行沖洗后進行弱離心分離以采集其中的血小板。
無血細胞血漿從全血處理容器12′中輸送出后，輸送容器14中的空氣可以通過旁通歧路36排到全血處理容器12′中。隨后便可將頂部輸送導管28密封上并從全血處理容器12′處切除掉。經過過濾的實質上不含血細胞的血漿以常規(guī)的方式儲存在輸送容器14內。
輸送容器50內的紅細胞在重力的驅使下通過輸送導管40以及去白細胞過濾器16而進入容器42。在向容器42轉移的過程中，去白細胞過濾器16將紅細胞中的白細胞去除。經過過濾以后，容器42中的殘留空氣可以通過旁路跨過過濾器16的歧管30排到血液輸送容器50中。然后可以將輸送導管40密封上并切除掉。經過過濾的實質上不含白細胞或減白細胞的紅細胞則以常規(guī)方式儲存在容器42中，該容器42原先是作為輔助容器42用來裝載添加溶液38的。備選的是，添加溶液38也可一開始就裝在輸送容器50內，以和過濾前的紅細胞相混合。
如果需要，血漿在被壓出血液處理容器12′后可以利用重力輸送使其通過終點過濾器18。如圖13所示，系統(tǒng)10C(3)可以包括一個連在輸送容器14和收集容器34之間的輸送導管32。輸送導管32上帶有一個內嵌式終點過濾器18。在這個構造中，血漿從血液處理容器12′壓到輸送容器14內以后，可以將連在輸送容器14和血液處理容器12′之間的輸送導管28切除掉。然后可以將輸送容器14向上吊起，以借助重力使血漿流過終點過濾器18。經過過濾以后，血液中的殘余空氣可以從收集容器34通過歧管36排出，歧管36旁路跨過終點過濾器18并通向輸送容器14。在這一構造中，收集容器34最終用作為無細胞血漿的儲存容器。備選的是，添加溶液38也可一開始就裝在輸送容器50內，以和過濾前的紅細胞相混合。II.用于從全血或紅細胞中去除白細胞的過濾器用來降低全血或紅細胞中白細胞濃度的過濾器16可以具有不同的構造。
希望過濾器16包括一種過濾介質，該過濾介質要求裝在柔性外殼130(見圖15)內，該外殼130用常規(guī)的經過批準的醫(yī)用級的塑料以常規(guī)的射頻加熱密封技術制成。由于過濾器16是柔性的，因此易于操作使用，并且在離心過程中很少會毀壞系統(tǒng)中的其他元件。柔性的過濾器避免了過去的剛性外殼過濾器在操作及加工方面存在的問題。和剛性外殼不同，柔性外殼130不會刺破與其相關聯(lián)的容器，該相關聯(lián)容器也是用柔性的塑料制造的。柔性外殼130還能應從使用中出現的應力及壓力。
在圖示的實施例中(見圖14)，過濾器外殼130包括醫(yī)用級的諸如鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯增塑的聚氯乙烯(PVC-DEHP)那樣的塑料制成的第一板片132及第二板片134。其他的醫(yī)用級別的非PVC和/或無DEHP的塑料，如果它在射頻能量下能夠發(fā)熱并流動，則都可以使用。
過濾介質128用纖維材料制造，該纖維材料夾在兩個板片132、134之間。過濾介質128可以是單層的，也可以是多層疊置的。過濾介質可以包括熔噴的或紡粘的合成纖維(例如尼龍、聚酯、或聚丙烯纖維)、半合成纖維、再生纖維、或無機纖維。過濾介質128通過深度濾除作用來去除白細胞。
在圖示的實施例中，過濾介質128包括三個過濾區(qū)域，這三個區(qū)域順著血流方向依次為預過濾區(qū)、主過濾區(qū)及后過濾區(qū)。預過濾區(qū)和后過濾區(qū)所用的纖維材料(例如聚乙烯纖維)的孔徑大小及纖維直徑不適合于白細胞的去除。預過濾區(qū)纖維材料的尺寸配置為適于去除血液中的粗顆粒凝塊和聚集物。后過濾區(qū)纖維材料的尺寸配置為適于在過濾器出口處形成簇流效應。在一個具有代表性的實施例中，預過濾區(qū)纖維材料的孔徑大小在約15微米到20微米之間，而后過濾區(qū)纖維材料的孔徑大小為約20微米。主過濾區(qū)用的纖維材料(例如聚乙烯纖維)的孔徑大小及纖維直徑適于以深度濾除作用來去除白細胞。主過濾區(qū)材料具有授予Watanabe等人的美國專利4,701,267或授予Nishimura等人的美國專利4,936,998所述的特征。這里并入這兩項專利作為參考。
如所公開，過濾介質128可以制成是對稱的，亦即，不管介質流動的方向如何，通過過濾介質128的介質所遇到的濾除材料層都相同。這樣，過濾介質128的任何一側都可用作進口也可用作出口。過濾介質128的這種對稱性質簡化了它的制造過程，因為制造時既不必區(qū)分過濾介質128的進、出口側，也不必區(qū)分板片132、134的進、出口取向。
根據本發(fā)明，用加壓或射頻加熱方法以一個單一的工序在兩個板片132、134和過濾介質128上沿著其周邊形成一個整體的、連續(xù)的密封件136。密封件136將兩個板片132、134相互連接在一起，也將過濾介質128和兩個板片132、134連接在一起。密封件136使過濾介質128的材料和塑料板片132、134的材料成為一體以獲得一個可靠的、耐用的、防泄漏的邊界。由于密封件136是整體而連續(xù)的，這就消除了血液沿著過濾介質外殼130的周邊漏出的可能性。
在板片132及134的外表面上，密封件136主要包含板片132及134的材料。隨著離外表面的深度的增加，密封件136包含由板片材料及過濾介質材料融熔摻混的材料。相信這是由于板片材料在電加熱、射頻能量及機械加壓的作用下流動進入并穿透過濾介質材料的間隙而形成。受到加熱的板片材料在壓力的作用下流動進入過濾介質材料，使得這部分板片材料周圍的過濾介質材料本身熔融。
過濾器120還包括一個進口通道和出口通道138、140。通道138、140包括諸如PVC-DEPH等醫(yī)用級別塑料制成的管子。如圖15所示，通道138及140可以位于整體周邊密封件136之中，并且是在整體周邊密封件136的形成工序中同時封接到應有位置上的。備選的是(見圖16)，通道138、140可以在整體周邊密封件136形成之前以一個獨立的裝配工序以授予Fischer等人的美國專利5,507,904所示的方式分別插入并封接在板片132、134上。又一個備選構造是，通道138、140可以包括獨立的模壓零件，該零件用射頻能量熱封接在預先形成在板片中的孔上。
如上所述，過濾介質128的對稱取向使得過濾器16成為“無方向性的”。任何一個通道都既可用作為進口也可用作為出口，而另一個通道則相應地用作為出口或進口，或是相反。
關于過濾器16的更詳細的情況可以見2000.6.14提出申請并共同待審理的題為“Blood Collection System Including an Integral Filter”的美國專利申請系列No.09/593,782。這里并入該項專利申請以作參考。
過濾器外殼130可以備選地包括一種醫(yī)用級別的剛性塑料(例如，如圖1到6所示)。然而，使用柔性材料制造的外殼能夠更好地防止導管及容器由于與過濾器外殼接觸而破壞，特別是在經受離心分離的情況下。III.用于從血漿中去除血細胞的過濾器終點過濾器18(見圖18及19)同樣可以有不同的構造。和過濾器16一樣，終點過濾器18的過濾介質260也希望是封閉在外殼230(見圖17)內的。外殼230包括柔性的第一及第二板片232、234。板片232、234的材料為諸如鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯增塑的聚氯乙烯(PVC-DEHP)那樣的醫(yī)用級別的塑料。在終點過濾器18的周邊上用常規(guī)的射頻加熱封接形成了密封件S(見圖18)將板片232、234與過濾介質260連接在一起。其他的醫(yī)用級別的非PVC和/或無DEHP的塑料，如果它在射頻能量下能夠發(fā)熱并流動，則都可以使用。
終點過濾器18的過濾介質260的孔徑大小范圍須經過選擇以通過其排除作用來去除血漿中一般存在的紅細胞及血細胞中的血小板類組分。
過濾介質260的構成可以是不同的。例如，由尼龍、丙烯酸共聚物、聚砜、聚偏1，1-二氟乙烯、混合纖維素酯、以及纖維素酯制成的親水性膜可以用來通過它們的排除作用去除紅細胞及血小板。非親水性膜經過處理以后也可用作膜狀過濾介質。選擇材料時要考慮到客戶的喜好、性能指標、以及生產上的要求，包括消毒工藝的要求。
在圖示的優(yōu)選實施例中(見圖17)，過濾介質260由四個層236、238、240、242組成。這四層材料順著血液流過過濾器18的方向按照236、238、240、242的次序一個疊在另一個的頂面上。
第一層236包括預過濾材料。該預過濾層用來去除血漿中的血纖維蛋白凝塊及其他大尺寸的聚集物，但還可能由于其親和性而留住血細胞。預過濾層236的構成可以是不同的，例如可以包括玻璃纖維或聚酯纖維。在圖示的實施例中，預過濾層236包括一種帶有丙烯酸粘合劑樹脂的硼硅酸鹽玻璃微纖維材料。這種材料由Millipore銷售，其產品代號為AP15或AP20。AP15是優(yōu)選的材料，因為它的多孔程度小于AP20，而且發(fā)現使用AP15可以比AP20得到更好的流率。為了得到最佳的流率，玻璃纖維預過濾層236的粗糙面應當朝向上游方向而精致面要朝下游方向。
第二及第三過濾介質層238、240的孔徑大小最好是白細胞尺寸的約十分之一，并且孔徑大小沿著流動方向逐漸減小。由于這樣的孔徑大小，第二及第三層過濾介質238、240便能由于其排除作用而去除紅細胞及血小板(順便也將白細胞去除掉)。在圖示的實施例中，第二及第三過濾介質層包括親水性聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)膜。
在一個優(yōu)選實施例中，第二過濾介質層238的PCDF材料的平均孔徑大小為約1.0微米。并且第二過濾介質層238的孔隙率足以使通過過濾器20的血漿維持一個合適的流動而不出現阻塞現象。該孔隙率可以這樣來檢驗即在約8.5磅/平方英寸到約13磅/平方英寸的供氣壓強范圍內開始出現氣泡(在水中檢驗)。這種PVDF材料由Millipore銷售，其商品代號為CVPPB親水性DURAPORETM膜。
在優(yōu)選實施例中，第三過濾介質層240具有最小的孔徑大小，該孔徑大小為約0.65微米。第三過濾介質層240的孔隙率也足以使通過過濾器18的血漿維持一個合適的流動而不出現阻塞現象。該孔隙率可以這樣來檢驗在約15.5磅/平方英寸到約20.6磅/平方英寸的供氣壓強范圍內開始出現氣泡(在水中檢驗)。這種PVDF材料由Millipore銷售，其商品代號為DVPP親水性DURAPORETM膜。
最底層，亦即第四層242包括一種由例如聚酯或聚乙烯制成的網狀材料。第四層242的網狀材料為過濾器提供了機械支承。第四層242的網狀材料還可防止第三層240過濾介質在使用過程中和過濾器出口處的PVC板片234相粘結。備選的是，第四層242可以用將外殼230出口一側板片234的內表面打毛終飾的辦法來替代。
終點過濾器18包括進、出口通道244、246。在圖示的實施例中(見圖17、18、19)，通道244及246包含獨立模壓的零件，該模壓零件最好在周邊密封件S制成之前用射頻加熱的方法封接在板片232、234上的孔248上。備選的是，通道244、246可以由醫(yī)用級別的PVC-DEPH一類的管料組成。在該構造中，該管料是在周邊密封件S形成之前在一道獨立的裝配工序中以授予Fischer等人的美國專利5,507,904所示的方法插在各板片232、234中并封接在上面的。這里并入該項專利以作參考。
使用時，血漿從進口通道244輸入而與預過濾層236相接觸。進口通道244的軸線基本和過濾層236平面平行。
血漿穿過預過濾層236并且穿過第二及第三PVDF層238、240。由于這些層的排除作用，紅細胞及血小板(順便還有白細胞)便被去除掉。實質上無血細胞的血漿從第二及第三PVDF層238、240穿過網狀材料242經由出口通道246輸出。
關于終點過濾器18的更詳細的情況可以見2000.3.31提出申請并共同待審理的題為“System and Methods for Collecting Plasma that isFree of Cellular Blood Species”的美國專利申請系列No.09/540,935。這里并入該項專利申請以作參考。
過濾器外殼230可以備選地包括醫(yī)用級別的剛性塑料。然而，使用柔性材料制造的外殼能夠更好地防止導管及容器由于與過濾器外殼接觸而破壞，特別是在經受離心分離的情況下。
本發(fā)明的特性和優(yōu)點列于所附的權利要求書中。
權利要求
1.一種血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用來容納血液的第一容器，該血液將被離心處理成為第一組分以及第二組分，該第二組分包括血漿；用來容納來自第一容器的第二組分的第二容器；以及用來去除第二組分中的血細胞的過濾器。
2.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，其中第一組分包括紅細胞。
3.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用來去除來自第一容器下游的第一組分中的白細胞的過濾器。
4.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用來去除來自第一容器上游的血液中的白細胞的過濾器。
5.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括輸送容器，其用途為容納來自第一容器的第一組分。
6.如權利要求5的血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括位于第一容器和輸送容器之間的過濾器，該過濾器的用途為去除第一組分中的白細胞。
7.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，其中用來去除第二組分中血細胞的過濾器位于第二容器的上游。
8.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，其中用來去除第二組分中血細胞的過濾器位于第一容器和第二容器之間。
9.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，其中用來去除第二組分中血細胞的過濾器位于第二容器的下游。
10.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括輸送容器，該輸送容器和第二容器連通并位于第二容器下游。
11.如權利要求10的血液處理系統(tǒng)，其中用來去除第二組分中血細胞的過濾器位于第二容器和輸送容器之間。
12.如權利要求1的血液處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用來保存添加溶液的輔助容器。
13.如權利要求12的血液處理系統(tǒng)，其中該輔助容器和第一容器連通。
14.如權利要求12的血液處理系統(tǒng)，其中該輔助容器和第二容器連通。
15.如權利要求14的血液處理系統(tǒng)，其中用來去除第二組分中血細胞的過濾器位于第二容器和輔助容器之間。
16.如權利要求12的血液處理系統(tǒng)，其中該輔助容器和第一容器及第二容器二者都連通。
17.如權利要求16的血液處理系統(tǒng)，其中用來去除第二組分中血細胞的過濾器位于第二容器和輔助容器之間。
18.一種血液處理方法，該方法包括使用如權利要求1的系統(tǒng)來處理全血。
全文摘要
本發(fā)明涉及用來收集減白細胞的血液組分的系統(tǒng)及方法，所述減白細胞的血液組分包括不含或實質上不含血細胞的血漿，所述血細胞為諸如紅細胞、血小板和白細胞等。
文檔編號A61M1/02GK1420796SQ01807399
公開日2003年5月28日 申請日期2001年3月27日 優(yōu)先權日2000年3月31日
發(fā)明者丹尼爾·R·林恩, 菲利普·萬海姆斯, 塔特·穆伊, 瓊－克勞德·貝爾內斯, 羅伯特·德福斯, 瓊－瑪麗·馬蒂亞斯 申請人:巴克斯特國際公司