專利名稱：用于處理復(fù)雜生物材料的一次性流體路徑系統(tǒng)和方法
用于處理復(fù)雜生物材料的一次性流體路徑系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
許多常規(guī)血細(xì)胞隔離程序需要初步的紅血球消耗和樣品體積減小。對(duì)于長(zhǎng)期細(xì)胞庫(kù)存和其中由于存儲(chǔ)限制和/或直接移植所需的小體積需要而希望以減小的體積最大化地產(chǎn)生稀有細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用而言，這些是通常需要的處理步驟。當(dāng)今，用于處理包含血細(xì)胞的樣品(例如臍血、骨髓、周邊血)的最普遍的技術(shù)包括使用利用或不利用密度梯度介質(zhì)的離心作用來(lái)改善分離的密度梯度沉降。近來(lái)已針對(duì)臍血和骨髓樣品的封閉式系統(tǒng)處理開發(fā)了自動(dòng)化離心系統(tǒng)，以便滿足對(duì)高通過(guò)量樣品處理的日益增長(zhǎng)的需求。雖然與手動(dòng)技術(shù)相比極大地改善了產(chǎn)量，但基于離心作用的裝置由于離心桶的重量和固定的物理尺寸而具有有限的靈活性和便攜性。因此，需要能夠解決與允許高細(xì)胞回收率的離心處理有關(guān)的問題的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明適合于解決對(duì)用于特定靶細(xì)胞(例如干細(xì)胞)的基于過(guò)濾的濃縮的功能上封閉的袋裝置系統(tǒng)的需求，其中靶細(xì)胞是輸入的生物樣品(例如臍血)的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于通過(guò)沉降將生物樣品分離成兩種或更多種不同的子材料的重力輔助式一次性系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括樣品輸送管道；以及與樣品輸送管道流體連通的袋裝置，并且其中所述袋裝置是功能上封閉的流體路徑。袋裝置包括用于經(jīng)袋裝置傳送生物材料的管組件；與管組件流體連通的分離組件，該分離組件構(gòu)造成從樣品輸送管道接收生物樣品并構(gòu)造成允許子材料從生物材料沉降；以及與管組件和分離組件流體連通的過(guò)濾器組件。過(guò)濾器組件構(gòu)造成經(jīng)管組件從分離組件接收生物材料和至少一種子材料用于過(guò)濾；并且使?jié)B余材料經(jīng)滲余物(retentate)管道返回分離組件；以及經(jīng)滲透物(permeate)管道將滲透材料輸送到分離組件。在另一實(shí)施例中，公開了一種用于使用前述的系統(tǒng)來(lái)處理生物材料的方法。該方法包括以下步驟向系統(tǒng)添加生物材料，使得通過(guò)重力供給經(jīng)樣品輸送管道將所述材料傳送到處理袋；使用泵裝置從存儲(chǔ)系統(tǒng)抽出空氣；通過(guò)從供應(yīng)袋向所述過(guò)濾單元內(nèi)添加材料而預(yù)先潤(rùn)濕過(guò)濾單元；從存儲(chǔ)單元向處理袋添加聚集劑并允許生物材料分離成沉降材料和非沉降材料；經(jīng)管組件將沉降材料的一部分傳送到供應(yīng)袋內(nèi)；經(jīng)管組件將剩余材料傳送到過(guò)濾單元內(nèi)并使?jié)B余材料經(jīng)滲余物管道返回處理袋以及使?jié)B透材料經(jīng)滲透物管道返回滲透物袋直到預(yù)定水平的滲余物保持收集在處理袋中；用滲透物沖洗管組件和過(guò)濾單元，以從過(guò)濾單元除去滲余物；用空氣清掃管組件和過(guò)濾單元；以及經(jīng)管組件將滲余材料從處理袋傳送到存儲(chǔ)單元內(nèi)。


當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得
更好理解。圖I是示出了一次性封閉式袋裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖2是一次性封閉式袋裝置的個(gè)別構(gòu)件的示意圖。圖3是樣品輸送管道的示意圖。圖4是處理袋的示意圖。圖5示出了可用于引導(dǎo)袋裝置內(nèi)的流體流的多端口分流器；箭頭描繪了到特定袋裝置構(gòu)件的出口。圖6是示出了中空纖維過(guò)濾器布置在滲透物袋內(nèi)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖7是示出了中空纖維過(guò)濾器布置在滲透物袋內(nèi)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中纖維處于豎直構(gòu)型中。 圖8是描繪了用于使用一次性袋裝置的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大體涉及用于將復(fù)雜的生物材料處理成子成分的系統(tǒng)。本發(fā)明解決了對(duì)用于處理生物材料(例如全血、臍血等)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的靶細(xì)胞回收率和生存率的無(wú)菌單次使用一次性流體路徑系統(tǒng)的需求。通常，通過(guò)無(wú)菌法或消毒法向經(jīng)過(guò)特殊預(yù)消毒處理的一次性處理裝置添加生物材料。處理裝置定制成針對(duì)一些目的，諸如靶細(xì)胞隔離和/或樣品濃縮而與機(jī)器一起起作用以操縱生物材料。本發(fā)明的系統(tǒng)大體包括用于將生物樣品分離成兩種或更多種不同的子材料的一次性系統(tǒng)，其中子材料中的至少一種通過(guò)沉降分離。沉降是重力輔助的，以I g完成，而不需要離心系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括與樣品輸送管道流體連通的一次性封閉式流體路徑袋裝置。樣品輸送管道用于將待處理的生物材料從收集樣品容器傳送到封閉式流體路徑袋裝置。封閉式流體路徑指的是用于處理流體的系統(tǒng)，其中一旦材料進(jìn)入系統(tǒng)，材料就被隔離，直到處理完成。本發(fā)明中的“封閉式系統(tǒng)”指的是生物材料進(jìn)入流體路徑袋裝置并且被隔離在袋裝置的構(gòu)件內(nèi)直到完成聚集和過(guò)濾。此外，用于處理生物流體的“封閉式系統(tǒng)”通常意味著所有內(nèi)部流體路徑和連接的構(gòu)件是無(wú)菌的。術(shù)語(yǔ)“功能上封閉的系統(tǒng)”還意味著封閉式流體路徑能具有用于添加流體或空氣的入口端口和出口端口，不過(guò)在每個(gè)端口均使用過(guò)濾器(例如，O. 2微米隔膜)來(lái)維持無(wú)菌。一次性式功能上封閉的袋裝置設(shè)計(jì)成用于特定靶細(xì)胞，例如干細(xì)胞的基于過(guò)濾的濃縮，其中靶細(xì)胞是輸入的生物材料(例如臍血)的一部分。為了完成基于過(guò)濾的濃縮，袋裝置具有由各種構(gòu)件組成的組織結(jié)構(gòu)。一個(gè)實(shí)施例在圖I中示出，并且包括樣品輸送管道
I、分離組件2、過(guò)濾器組件3和管組件4。袋裝置的尺寸和幾何形狀可以基于應(yīng)用而變化。一次性式功能上封閉的袋裝置的更加詳細(xì)的示意圖在圖2中示出。如圖所示，用于將生物樣品分離成兩種或更多種不同子材料的一次性式功能上封閉的系統(tǒng)可以包括管組件4，該管組件4具有在第一端的進(jìn)口 -閥子組件5和在第二端的過(guò)濾器-閥子組件6。管組件、進(jìn)口-閥子組件和過(guò)濾器-閥子組件的組合用來(lái)控制通過(guò)如前面在圖I中所示的分離組件和過(guò)濾器組件的材料流動(dòng)。進(jìn)口-閥子組件可以是包括與處理袋7雙向流體連通的第一端口的多端口分流器閥。處理袋構(gòu)造成接收來(lái)自樣品輸送管道I的生物樣品并允許材料的沉降。閥5的第二端口與滲透物袋9雙向流體連通。滲透物袋構(gòu)造成接收來(lái)自作為過(guò)濾組件的一部分的過(guò)濾單元10的滲透物。
如圖所示，進(jìn)口 -閥子組件的第三端口可以用于與過(guò)濾隔膜15流體連通。還可以包含止回閥的過(guò)濾隔膜構(gòu)造成允許空氣或氣體進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)。進(jìn)口-閥組件5具有與管組件4雙向流體連通的第四和最終端口。在某些實(shí)施例中，閥可以構(gòu)造成使得第四端口能連接到其它三個(gè)端口，以沿任意方向分流流體流。進(jìn)一步參照?qǐng)D2，過(guò)濾器-閥子組件6可以是包括與供應(yīng)袋11雙向流體連通的第一端口的多端口分流器。供應(yīng)袋構(gòu)造成向處理袋供應(yīng)聚集劑并從系統(tǒng)的分離組件部分接收廢沉降材料。過(guò)濾器-閥子組件具有與過(guò)濾單元10流體連通的第二端口。過(guò)濾器構(gòu)造成過(guò)濾包含生物樣品的溶液并使?jié)B余材料經(jīng)滲余物管道12返回處理袋7以及使?jié)B透物經(jīng)滲透物管道13返回滲透物袋9。在某些實(shí)施例中，過(guò)濾單元可以是中空纖維過(guò)濾器。如圖2所示，滲余物管道12經(jīng)側(cè)端口連接到處理袋7上。側(cè)端口可以定位成與處理袋的不對(duì)稱漏斗形下部相切。滲透物管道具有連接到過(guò)濾單元10的出口端上的第一端和連接到滲透物袋9與進(jìn)口-閥子組件5之間的位置的第二端。該位置用于最小化管路內(nèi) 截留的空氣。過(guò)濾器-閥組件還構(gòu)造成具有與存儲(chǔ)單元14雙向流體連通的第三端口。存儲(chǔ)子組件構(gòu)造成接收可以是滲余物的子材料。過(guò)濾器-閥組件6具有與管組件4雙向流體連通的第四和最終端口。閥構(gòu)造成使得第四端口可以連接到其它三個(gè)端口，以沿任意方向分流流體流。袋裝置可以設(shè)計(jì)成適應(yīng)根據(jù)待處理的生物材料的寬的工作容積范圍。在某些實(shí)施例中，輸入樣品范圍可以是大約50-300 mL，處理袋、供應(yīng)袋和滲透物袋工作容積最大為大約I L。然而，各種袋的大小不受限制并且可以基于所關(guān)心的樣品和樣品大小而進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，袋裝置的各種構(gòu)件可以設(shè)計(jì)成進(jìn)一步增強(qiáng)分離并且有助于細(xì)胞回收。在某些實(shí)施例中，可以使用樣品輸送管道向一次性袋裝置添加生物流體(例如臍血)。樣品輸送管道設(shè)計(jì)成允許在維持無(wú)菌并防止樣品損失的同時(shí)將樣品重力傳送到袋裝置內(nèi)。生物材料容器與樣品輸送管道之間的連接可以使用各種技術(shù)來(lái)完成，所述技術(shù)包括但不限于用于無(wú)菌管至管連接的內(nèi)嵌管焊接(inline tube welding)、無(wú)菌法,諸如傳送釘或Iuer間連接(例如Iuer注射器)。然后可以經(jīng)樣品傳送子組件將生物材料重力排出到處理袋內(nèi)。在某些實(shí)施例中，可以使用外部的蠕動(dòng)泵來(lái)傳送生物材料。圖3是使用帶有Iuer連接37的無(wú)菌傳送釘35的樣品輸送管道的示意圖。如圖所示，可以對(duì)管道添加附加構(gòu)件以有利于操作。這種構(gòu)件可以包括但不限于凝塊過(guò)濾裝置30、可進(jìn)入的樣品端口 31、樣品枕狀室32以及附加固定點(diǎn)和夾具33。處理袋可以設(shè)計(jì)成即使在清空時(shí)也保持給定的三維形狀并且允許空氣在流體填充處理袋的內(nèi)部容積時(shí)逸出。在一個(gè)實(shí)施例中，這通過(guò)使用一側(cè)與空氣相通的疏水內(nèi)嵌式過(guò)濾器來(lái)完成。在其它實(shí)施例中，可以使用惰性氣體來(lái)代替過(guò)濾器空氣。需要通風(fēng)孔或端口用于空氣平衡和管路清掃，但是使進(jìn)入系統(tǒng)的空氣的量最小并且可以維持系統(tǒng)內(nèi)無(wú)菌。因此，即使空氣在處理期間確實(shí)進(jìn)入或離開系統(tǒng)，仍可以將袋裝置限定為功能上封閉的系統(tǒng)，只要進(jìn)入系統(tǒng)的空氣被過(guò)濾或消毒。在某些實(shí)施例中，可以使用O. 2微米過(guò)濾器。處理袋的設(shè)計(jì)可以從聚集增強(qiáng)的基于過(guò)濾的濃縮處理實(shí)現(xiàn)靶細(xì)胞的高回收和樣品收集。一個(gè)實(shí)施例在圖4中示出，其中處理袋呈長(zhǎng)方形，該處理袋在底部具有不對(duì)稱的漏斗形狀。在某些實(shí)施例中，袋可以是吹塑成型的結(jié)構(gòu)，這給袋提供了一些三維形狀。三維形狀可以用于防止袋的兩側(cè)在排出期間朝彼此塌陷(如典型的雙層接縫密封袋那樣)。在處理袋底部的平滑漏斗形狀可以防止或減小收集的聚集材料在排出期間分離(例如，當(dāng)收集的材料是紅血球時(shí))。在某些實(shí)施例中，處理袋可以設(shè)計(jì)成使得聚集材料的體積小于袋的漏斗部分的容積。漏斗的角度也可以控制。對(duì)于漏斗形狀上當(dāng)長(zhǎng)方形袋豎直時(shí)相對(duì)于水平方向的高角度，通常能快速而不中斷地泵出聚集材料。然而，很高的角度將趨于阻止生物材料在給定量的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大聚集密度，因?yàn)楦呓嵌葘?shí)質(zhì)上形成限制沉淀的窄管。在不對(duì)稱漏斗的頂部，側(cè)端口可以連接到袋。側(cè)端口可以與漏斗的斜面相切。在過(guò)濾處理期間，流體經(jīng)過(guò)濾器從底部端口被泵出，并且滲余物在滲透材料流入滲透物袋內(nèi)的同時(shí)經(jīng)側(cè)端口返回。隨著處理袋中的流體水平在過(guò)濾處理(濃縮)期間下降到側(cè)端口的 水平以下，滲余物進(jìn)入側(cè)端口。因此，返回的滲余物應(yīng)當(dāng)不會(huì)顯著擾動(dòng)流體的水平或?qū)е缕鹋荨Ａ黧w的水平感測(cè)可以用于確定最終樣品收集體積或過(guò)濾的濃縮系數(shù)。在某些實(shí)施例中，水平傳感器是使用透射傳輸或反射的光學(xué)傳感器。在某些實(shí)施例中，水平測(cè)量可以使用超聲波或電容傳感器來(lái)完成。如果水平被顯著擾動(dòng)或發(fā)生起泡，則光學(xué)傳感器(在袋的底部端口附近)可能給出虛假水平讀數(shù)。側(cè)端口也被策略性地布置。如果側(cè)端口和離開端口布置成緊挨在一起，則過(guò)濾效果可能由于流體路徑的短路而降低。如果側(cè)端口設(shè)置成遠(yuǎn)離離開端口大的距離，則袋的大小對(duì)于吹塑成型來(lái)說(shuō)變得不切實(shí)際。在某些實(shí)施例中，處理袋也可以包括過(guò)濾隔膜16，以允許空氣從系統(tǒng)流出。還可使用止回閥，并且該止回閥定位在過(guò)濾隔膜與處理袋之間。過(guò)濾隔膜在圖2中示出。在其它實(shí)施例中，還可以使用傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)或測(cè)量整個(gè)袋裝置內(nèi)的材料。圖5示出了多端口分流器閥，其可當(dāng)管組件與泵裝置成一體時(shí)用于引導(dǎo)流體路徑內(nèi)的流體流。在圖5中，箭頭示出各種端口與如之前在圖2中所示的袋裝置的構(gòu)件的連接。多端口分流器閥可以用于進(jìn)口 -閥子組件5A和過(guò)濾器-閥子組件5B兩者中。還示出了截面圖5C。閥可以是設(shè)計(jì)成控制一個(gè)端口(與泵環(huán)路連接的端口)與另外三個(gè)附加端口之間的流動(dòng)的四端口閥。閥還可以防止流體在端口中的任何端口之間流動(dòng)(在關(guān)閉位置)。流體流動(dòng)可沿經(jīng)連接端口的任意方向上。在某些實(shí)施例中，閥子組件中的一個(gè)或兩個(gè)可以包括串行或并行配置的多于一個(gè)閥，其中該一個(gè)或多個(gè)閥設(shè)計(jì)成引導(dǎo)在各種構(gòu)件之間的流動(dòng)。再參照?qǐng)D2，在某些實(shí)施例中，進(jìn)口 -閥子組件將管組件連接到處理袋、滲透物收集袋和空氣過(guò)濾器/止回閥上?？諝膺^(guò)濾器/止回閥用于清掃管路。過(guò)濾器-閥子組件將管組件連接到供應(yīng)袋、過(guò)濾單元和存儲(chǔ)單元上。在某些實(shí)施例中，諸如蠕動(dòng)泵的內(nèi)嵌泵可以被使用且與管組件成一體。蠕動(dòng)泵構(gòu)造成從外部操縱管內(nèi)的流體而不直接接觸流體并且定位在進(jìn)口-閥子組件與過(guò)濾器-閥子組件之間。在多個(gè)分流器閥打開的某些構(gòu)型中，泵能夠使流體和空氣移動(dòng)經(jīng)過(guò)大量不同的流體路徑構(gòu)型。因此，在僅兩個(gè)閥與泵環(huán)路接合的情況下，可以完成聚集增強(qiáng)的基于過(guò)濾的濃縮所需的處理步驟。在某些實(shí)施例中，多閥式分流器閥是可以代替夾管閥歧管使用的管閂。以上文教導(dǎo)的方式配置用于復(fù)制四端口管閂的功能的夾管閥歧管將需要至少三個(gè)夾管單元?？紤]到所需要的促動(dòng)器或機(jī)構(gòu)的典型大小，將夾管單元緊密配置在一起存在一些困難。因此，夾管閥歧管通常將具有高得多的死區(qū)容積或滯留容積，從而可能減小了最終回收。在某些實(shí)施例中，滲透物袋構(gòu)造為用于存儲(chǔ)在過(guò)濾期間收集的滲透物的容器。在某些實(shí)施例中，可以存在從滲透物袋到四端口進(jìn)口 -閥子組件的中間連接。這種中間連接可以允許進(jìn)口-閥從滲透物袋抽取流體而不會(huì)使管中最初存在任何空氣。在某些實(shí)施例中，可以使用低溫單元作為存儲(chǔ)單元。低溫單元允許收集的樣品的冷存儲(chǔ)。低溫單元可以是該裝置的一體部分。在其它實(shí)施例中，低溫單元可以遠(yuǎn)離封閉式袋裝置，其中使用傳送管路來(lái)將收集的樣品傳送到遠(yuǎn)程單元。在任意實(shí)施例中，低溫單元能夠經(jīng)受低溫冷凍并且與生物低溫防腐劑相容。如圖所示，功能上封閉的袋裝置的設(shè)計(jì)可以允許袋裝置以最小數(shù)量的接口構(gòu)件用于聚集和過(guò)濾處理。減小流動(dòng)控制和接口構(gòu)件的數(shù)量可以改善細(xì)胞回收率和生存率。在某些實(shí)施例中，封閉式袋裝置的構(gòu)件可以包括能夠進(jìn)行消毒并且滿足FDA和USP生物相容性要求中的至少一者的材料。這包括用于構(gòu)成袋、管、閥和連接器的材料。還可以包括輔助構(gòu) 件，諸如固定夾、密封劑和粘合劑，這些輔助構(gòu)件可以與經(jīng)受過(guò)濾或處理的材料相接觸。袋裝置的各種構(gòu)件可以構(gòu)造成減小所需的輔助構(gòu)件或具有相似功能的加固件的數(shù)量和類型。例如，在某些實(shí)施例中，過(guò)濾器組件可以構(gòu)造成使得它是以下袋特征中的一者的一體部分滲透物袋、處理袋或供應(yīng)袋?！獋€(gè)這種實(shí)施例在圖6中示出，其中過(guò)濾器子組件包括直接布置在滲透物袋9中的非收納中空纖維束61。到中空纖維的內(nèi)腔的流入口和流出口被改良為(cap)延伸到袋外側(cè)62的流動(dòng)端口。如圖所示，由中空纖維過(guò)濾器的外表面和滲透物袋的內(nèi)表面限定的容積充當(dāng)滲透物管道，使得滲透物直接布置在滲透物袋中。圖6還示出了與管組件64成一體的螺動(dòng)栗。在一個(gè)實(shí)施例中，其中過(guò)濾器纖維束60直接布置在滲透物袋9中并且滲透物管道61直接連接到進(jìn)口 -閥子組件上，該管道是大直徑管。這將允許空氣從滲透物管路轉(zhuǎn)移。在圖7中所示的又一實(shí)施例中，其中過(guò)濾器纖維束處于頂部至底部線性構(gòu)型中并且直接布置在滲透物袋中，滲透物管道可以在進(jìn)口 -閥端口附近分支，其中管道的兩部分61和71垂直于滲透物袋。一個(gè)管路可具有豎直地少量延伸入袋內(nèi)的潛望鏡管72。以這種方式，管路中的空氣將隨著袋利用滲透物填充而轉(zhuǎn)移。在袋繼續(xù)填充的短時(shí)間之后，兩個(gè)管路將充滿滲透物，這將允許泵抽取無(wú)任何空氣的滲透物。在另一實(shí)施例中，小的局部隔板73允許滲透物管道中的空氣轉(zhuǎn)移。該局部隔板可以熔化密封在袋內(nèi)或者是小的物理分隔裝置。這將允許空氣從滲透物管路61轉(zhuǎn)移出。在某些實(shí)施例中，功能上封閉的袋裝置可以被包含于軟托盤中，該軟托盤是充當(dāng)運(yùn)輸和保護(hù)性容器的多功能構(gòu)件。在某些實(shí)施例中，托盤也可以設(shè)計(jì)成用于袋裝置“下落”式裝載到單獨(dú)的輔助系統(tǒng)內(nèi)，該輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)成用于大體積通過(guò)量的樣品過(guò)濾和處理。因此，托盤可以最大限度地減小將復(fù)雜的袋裝置組件操作、分選或定位到設(shè)備內(nèi)。托盤還可以充當(dāng)質(zhì)量控制裝置或用于將構(gòu)件準(zhǔn)確地定位成與輔助系統(tǒng)接合并維持無(wú)菌的導(dǎo)向裝置。在某些構(gòu)件中，托盤可以設(shè)計(jì)成在其內(nèi)表面上具有就位結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)將用于以允許構(gòu)件在操作中與輔助系統(tǒng)接合的方式定位袋裝置的各種構(gòu)件。在某些實(shí)施例中，與輔助系統(tǒng)接合的構(gòu)件可以是進(jìn)口 -閥子組件和過(guò)濾器-閥子組件。托盤也可以設(shè)計(jì)成使得泵裝置可在托盤外部通向管組件。功能上封閉的袋裝置的設(shè)計(jì)可以允許袋裝置以最小數(shù)量的處理步驟用于封閉式流體路徑中的聚集和過(guò)濾處理。圖8是示出了該處理的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如在第一步驟中所示，可以使用重力供給將材料從樣品輸送管道傳送到處理袋。使空氣從系統(tǒng)、更具體地從存儲(chǔ)單元抽出，以避免滯留空氣和固定容積存儲(chǔ)單元的過(guò)度膨脹?？梢酝ㄟ^(guò)添加存儲(chǔ)在供應(yīng)袋中的聚集劑來(lái)預(yù)先潤(rùn)濕過(guò)濾單元，該添加通過(guò)使用蠕動(dòng)泵使材料流循環(huán)而以逐步的方式進(jìn)行。然后可以將聚集劑傳送到處理袋，以與生物樣品混合。允許樣品通過(guò)沉降而分隔。這可以不通過(guò)泵的操作來(lái)完成。在沉降之后，可以通過(guò)管組件將沉降材料傳送到供應(yīng)袋。保留在處理袋中的材料然后可經(jīng)管組件移動(dòng)到過(guò)濾單元內(nèi)。過(guò)濾器處理材料并將其分離成滲余物和滲透物。滲余材料經(jīng)滲余物管道返回處理袋。滲透材料經(jīng)滲透物管道返回滲透物袋。 返回處理袋的滲余材料可以經(jīng)過(guò)濾單元多次再循環(huán)。材料被傳送到過(guò)濾單元內(nèi)，直到處理袋中保留了預(yù)定水平的滲余物?？梢允褂霉鈱W(xué)傳感器來(lái)確定該水平，其中該光學(xué)傳感器構(gòu)造成識(shí)別材料交界面。材料可以從滲透物袋經(jīng)管組件和過(guò)濾單元傳送，以通過(guò)沖洗除去剩余的滲余物?？捎捎诓牧系恼扯茸兓谕玫驼扯葷B透物進(jìn)行沖洗，其中滲余物可以是高粘性的。此夕卜，可能期望進(jìn)行沖洗以從過(guò)濾單元和連接管回收最大量的過(guò)濾后材料。可以使用空氣沖洗管組件和過(guò)濾單元，并且期望的滲余材料經(jīng)管組件從處理袋傳送到存儲(chǔ)單元。表I進(jìn)一步示出了該處理并且針對(duì)該處理中的每個(gè)步驟示出了閥定位和一體的泵的方向。如該表格中所示，材料在各處理步驟中在所識(shí)別的構(gòu)件之間并且沿泵設(shè)置所示的方向移動(dòng)。如果泵方向示出為向前，則材料沿進(jìn)口-閥到過(guò)濾器-閥的方向移動(dòng)。如果泵方向?yàn)槟嫦?，則材料從過(guò)濾器-閥移動(dòng)到進(jìn)口 -閥。例如，在步驟4中，聚集的材料從供應(yīng)袋移動(dòng)到處理袋，泵被設(shè)定為沿逆向操作。表I :處理步驟的閥定位和方向流
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)沉降將生物樣品分離成兩種或更多種不同子材料的重力輔助式一次性系統(tǒng)，包括 樣品輸送管道；以及 與所述樣品輸送管道流體連通的袋裝置，并且其中，所述袋裝置是功能上封閉的流體路徑，包括 用于經(jīng)所述袋裝置傳送所述生物材料的管組件； 與所述管組件流體連通的分離組件，所述分離組件構(gòu)造成從所述樣品輸送管道接收所述生物樣品并且構(gòu)造成允許子材料從所述生物材料沉降；以及 與所述管組件和所述分離組件流體連通的過(guò)濾器組件，其中，所述過(guò)濾器組件構(gòu)造成經(jīng)所述管組件從所述分離組件接收所述生物材料和至少一種子材料用于過(guò)濾，并且構(gòu)造成使?jié)B余材料經(jīng)滲余物管道返回所述分離組件以及經(jīng)滲透物管道將滲透材料輸送到所述分離組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分離組件包括 具有長(zhǎng)方形的上部和漏斗形的下部的不對(duì)稱三維處理袋，其中，所述處理袋的內(nèi)壁的至少一部分在所述生物樣品的排出期間維持分離，并且其中，所述袋的下部充分透明以允許光學(xué)感測(cè)； 入口端口，其附接到所述處理袋，用于從所述樣品輸送管道接收所述生物樣品； 側(cè)端口，其相切地附接到所述處理袋的不對(duì)稱漏斗形下部，用于從滲余物管道輸送滲余物；以及 滲透物袋，其構(gòu)造成經(jīng)滲透物管道從所述過(guò)濾器組件接收滲透物溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理袋還包括固定點(diǎn)，以使所述袋與光學(xué)傳感器對(duì)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理袋為沉降而對(duì)準(zhǔn)，以使得所述長(zhǎng)方形的上部豎直地定位在所述漏斗形下部的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理袋還包括構(gòu)造成允許空氣進(jìn)出所述系統(tǒng)的過(guò)濾隔膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括定位在所述隔膜過(guò)濾器與所述處理袋之間的止回閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述過(guò)濾器組件包括 中空纖維過(guò)濾單元，所述中空纖維過(guò)濾單元與所述管組件流體連通，用于過(guò)濾所述生物樣品并且用于使?jié)B余材料經(jīng)所述滲余物管道返回處理袋以及使?jié)B透材料經(jīng)所述滲透物管道返回滲透物袋； 供應(yīng)袋，所述供應(yīng)袋與所述管組件流體連通并且構(gòu)造成向處理袋供應(yīng)聚集劑以及構(gòu)造成從所述分離組件接收廢聚集物；以及 存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元與所述管組件流體連通并且構(gòu)造成從所述分離組件接收子材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述供應(yīng)袋與所述管組件之間的內(nèi)嵌式易碎連接器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元由能夠經(jīng)受低溫冷凍的材料組成并且與生物低溫防腐劑相容。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中空纖維過(guò)濾單元布置在滲透物袋內(nèi)，所述滲透物袋是所述分離組件的構(gòu)件，并且其中，所述滲透物管道是所述中空纖維過(guò)濾單元的外表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述滲透物袋還包括潛望鏡管、局部隔板或其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述管組件包括與進(jìn)口-閥子組件流體連通的第一端和與過(guò)濾器-閥組件流體連通的第二端，所述管組件構(gòu)造成與蠕動(dòng)泵成一體，使得所述蠕動(dòng)泵在外部操縱所述管內(nèi)的流體而不直接接觸所述流體，并且其中 所述進(jìn)口-閥子組件是包括連接到所述處理袋的端口和連接到所述滲透物袋的第二端口的多端口分流器；并且 所述過(guò)濾器-閥子組件是包括連接到所述中空纖維過(guò)濾單元的第一端口、連接到所述供應(yīng)袋的第二端口、以及與連接到所述存儲(chǔ)單元的第三端口的多端口分流器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多端口分流器使用非夾緊式密封裝置來(lái)控制流動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述非夾緊式密封裝置是管閂、隔膜閥、蝶閥、球閥或其組合。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述進(jìn)口-閥子組件流體連通并且構(gòu)造成允許空氣進(jìn)入所述系統(tǒng)的隔膜過(guò)濾器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括定位在所述隔膜過(guò)濾器與所述進(jìn)口-閥子組件之間的止回閥。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分離組件的滲透物管道與所述進(jìn)口-閥子組件的端口流體連通。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品輸送管道包括傳送釘、Iuer間連接、用于內(nèi)嵌管焊接的區(qū)段或其組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述生物材料是全血、臍血或骨髓。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述子材料包括血細(xì)胞、白細(xì)胞、干細(xì)胞、有核細(xì)胞或其組合。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于測(cè)量所述系統(tǒng)內(nèi)的流體水平或壓力中的至少一種的傳感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括壓力傳感器、光學(xué)傳感器、電容傳感器或其組合。
23.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括托盤組件，所述托盤組件用于將所述系統(tǒng)的組件定位在預(yù)定構(gòu)型中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定構(gòu)型用于質(zhì)量控制、在移動(dòng)期間保護(hù)所述子組件以及有利于與輔助系統(tǒng)接合中的至少一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述托盤還包括用于定位所述袋裝置的構(gòu)件以允許所述構(gòu)件與輔助系統(tǒng)的接合的多個(gè)就位結(jié)構(gòu)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述構(gòu)件是進(jìn)口-閥子組件和過(guò)濾器-閥子組件。
27.—種用于處理生物材料的方法,包括 向根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)添加所述生物材料，使得通過(guò)重力供給將所述材料經(jīng)所述樣品輸送管道傳送到所述處理袋； 從所述存儲(chǔ)單元向所述處理袋添加聚集劑并允許所述生物材料分離成沉降材料和非沉降材料； 經(jīng)所述管組件將所述沉降材料的一部分傳送到所述供應(yīng)袋內(nèi)； 經(jīng)所述管組件將保留在所述處理袋中的材料傳送到所述過(guò)濾單元內(nèi)，并且使?jié)B余材料經(jīng)所述滲余物管道返回所述處理袋以及使?jié)B透材料經(jīng)所述滲透物管道返回所述滲透物袋，直到預(yù)定水平的滲余物保持收集在所述處理袋中； 使用空氣清掃所述管組件和過(guò)濾單元；以及 經(jīng)所述管組件將所述滲余材料從所述處理袋傳送到所述存儲(chǔ)單元內(nèi)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟中的至少一種 使用泵裝置從所述存儲(chǔ)系統(tǒng)抽出空氣； 通過(guò)從所述供應(yīng)袋向所述過(guò)濾單元內(nèi)添加材料而預(yù)先潤(rùn)濕所述過(guò)濾單元；以及 使用滲透物沖洗所述管組件和過(guò)濾單元，以從所述過(guò)濾單元除去滲余物。
全文摘要
本文中公開的是一種用于處理復(fù)雜材料的一次性流體路徑。該一次性流體路徑包括用于通過(guò)沉降將生物樣品分離成兩種或更多種不同子材料的重力輔助式一次性系統(tǒng)。該流體路徑由樣品輸送管道和袋裝置組成，其中袋裝置包括管組件、分離組件和過(guò)濾器組件。還公開了使用該系統(tǒng)的方法。
文檔編號(hào)A61M1/34GK102639167SQ201080055881
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者E.D.威廉斯, J.M.懷特, J.羅伊, P.A.舍馬克, W.B.格里芬 申請(qǐng)人:通用電氣公司