Brevet FR2619508A1 — publié le 19890224

Procédé de séparation en continu des constituants du sang Par centrifugation. La présente invention concerne un procédé pour la séparation en continu des constituants du sang par centrifugation. Des séparateurs centrifuges utilisés pour sépa- rer en continu les constituants du sang peuvent employer un canal ou conduit jetable en matière plastique qui est monté à l'intérieur d'un bol centrifuge entraîné en ro- tation par un moteur. Les conduits présentent typique- ment une entrée pour du sang entier et deux ou plusieurs sorties situées radialement en des endroits différents afin d'évacuer les fractions séparées de constituants du sang se trouvant dans les conduits, du plasma étant re- cueilli à l'endroit situé radialement le plus à l'inté- rieur et des globules rouges à l'endroit situé radiale- ment le plus à l'extérieur. Dans diverses méthodes pour recueillir et échanger les constituants du sang, les globules rouges sont habituellement restitués au patient/donneur avec certains autres constituants durant le processus de séparation continu. A l'issue d'un processus de séparation, il est souhaitable de retirer les globules rouges restés dans le conduit et de les restituer au patient/donneur. Dans un système de centrifugation de la technique antérieure qui utilise un conduit de séparation en matière plasti- que du type général décrit dans le brevet américain n' 4 094 461 au nom de Kellogg et autres, une amenée de sau- mure est branchée sur le tuyau d'entrée à la fin d'un cycle. Une valve d'étranglement interdit l'accès du tuyau d'entrée tandis qu'une pompe soumet un tuyau de sortie à une aspiration pour amener le conduit à s'af- faisser, après quoi la valve d'étranglement libère le tuyau d'entrée, permettant ainsi à de la saumure d'en- trer rapidement dans le conduit en U et d'en expulser des globules rouges. L'invention a tout d'abord pour but d'une ma- nière générale de faire sortir des cellules sanguines d'un conduit afin de les retourner à un patient/donneur après un processus de séparation par centrifugation en mettant un tuyau de sortie en communication avec un tuyau d'entrée et en recyclant du liquide à travers le conduit. Ce recyclage permet de réduire la dilution de cellules sanguines retournées au patient et en même temps d'accroître le volume total de liquide s'écoulant en un endroit donné du conduit afin de dégager des cel- lules. Un autre but de l'invention consiste d'une ma- nière générale à faire s'affaisser un conduit de centri- fugation en retirant du conduit avec une pompe d'extrac- tion une quantité de liquide plus grande que celle que l'on permet d'y entrer, réduisant ainsi le volume de li- quide à utiliser pour restituer des cellules sanguines au patient/donneur. Dans des formes de réalisation préférées de l'invention, tant le recyclage que l'affaissement du conduit sont utilisés; avant le recyclage, le patient est débranché du tuyau d'entrée, et de la solution sali- ne est pompée dans le circuit extracorporel tandis que la centrifugeuse continue de séparer et de recueillir les constituants du sang; un tuyau de sortie pour glo- bules rouges s'étendant à partir du conduit est nettoyé par rinçage et est ensuite fermé durant la phase de re- cyclage pour l'empêcher de constituer un court-circuit; le conduit est amené à s'affaisser en interdisant au liquide d'y entrer et est ensuite rincé, tout en étant maintenu à l'état affaissé du fait que la quantité de liquide entrant dans le conduit et celle qui en sort sont maintenues sensiblement égales. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'une forme de réalisation préférée, avec référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre un schéma hydraulique d'un dispo- sitif de séparation des constituants du sang par cen- trifugation selon l'invention; et - la figure 2 indique, sous forme de tableau, un procédé automatique pour restituer des globules rouges à un patient/donneur, à l'issue d'un processus de sépara- tion, en utilisant le dispositif de la figure 1. Sur la figure 1 est représenté un dispositif 10 pour la séparation des constituants du sang par centri- fugation, dispositif qui est utilisé pour séparer en continu les constituants du sang retiré d'un patient par l'intermédiaire du conduit d'entrée 12. La séparation se réalise dans le conduit de séparation jetable 14 en ma- tière plastique, lequel est monté dans un bol (non re- présenté) et mis en rotation. Le tuyau d'entrée 12 pour le sang et le conduit jetable 14 font partie d'une tuyauterie jetable compre- nant un récipient collecteur de déchets 16, un récipient collecteur de plasma 18, des récipients collecteurs de plaquettes sanguines 20,22, des chambres d'aération d'entrée et de retour 24,26 et un ensemble de raccorde- ment rotatif 28, sans joints, à conduits multiples (par exemple comme représenté dans le brevet américain n' 4 146 172). La tuyauterie jetable est montée sur la sur- face frontale d'une machine comportant des galets de pompe péristaltique pour former avec la tuyauterie une pompe à anticoagulant 30, une pompe d'entrée 32, une pompe à plasma 34 et une pompe collectrice 36 et des ensembles de valves d'étranglement pour former avec la tuyauterie une valve 38 à deux positions dans le tuyau de retour, une valve 40 & trois positions pour plasma, une valve collectrice 42 à trois positions, une valve 44 à deux positions pour le tuyau à globules rouges, et un ensemble 39 de valves à déchets/déviatrice qui comprend une valve 41 & deux positions pour déchets et une valve. déviatrice 43 à trois positions. 26 1 9508 La tuyauterie comporte également un raccord & filtre 46 pour raccorder un récipient à saumure 48 alimenté séparé- ment, un raccord à filtre 50 pour raccorder un récipient à anticoagulant 51 alimenté séparément et un raccord 49 pour raccorder un récipient à saumure de retour 53. La tuyaute- rie comprend également des brides de serrage manoeuvrées manuellement, à savoir une bride de serrage 52 pour l'ame- née de saumure, des brides de serrage 54 pour des récipi- ents collecteurs, une bride de serrage 56 pour le collec- teur de plasma, une bride de serrage 55 pour le retour de saumure, et des brides de serrage d'entrée et de retour 57, 59 disposées immédiatement en aval et en amont du patient. (Certaines parmi les brides de serrage manoeuvrées manuel- lement présentent des constructions qui n'utilisent pas les fentes de largeur décroissante représentées pour toutes les brides sur la figure 1). Le tuyau d'entrée 12 rejoint le tuyau d'amenée de saumure 58 et le tuyau d'amenée d'anticoagulant 60 en aval de la pompe 30 au niveau du raccordement à quatre voies 29. A partir du raccordement 29 le tuyau d'entrée 12, en pas- sant par une pompe d'entrée 32, donne accès à une chambre d'aération d'entrée 24. A partir de là le tuyau d'entrée 12 se prolonge jusqu'au noeud de raccordement 28 dépourvu de joints. Le conduit jetable 14 en matière plastique est un conduit à deux étages du type décrit en détail dans la Demande de brevet américain Ne 845847. D'autres conduits jetables en matière plastique, par exemple du type représenté dans le brevet au nom de Kellogg mentionné plus haut, peuvent également être utilisés. Les tuyaux d'écoulement à partir du conduit 14 comprennent un tuyau de retour de globules rouges 66, un tuyau à plasma 68 et un tuyau collecteur de plaquettes sanguines 70. Le tuyau à globules rouges 66 communique directement avec la chambre d'égouttement de retour 26. Le tuyau & plasma 68 et le tuyau collecteur de plaquettes san- guines 70 passent à travers leurs pompes respectives 34, 36 et se divisent chacun en deux tuyaux qui passent respecti- vement & travers les valves 40, 42 à trois positions. La valve à plasma 40 à trois positions peut être manoeuvrée pour permettre un écoulement vers le récipient collecteur de plasma 18 (position de collecte) ou vers le tuyau de retour 72 (position de retour) ou encore vers les deux (po- sition variable). De même, la valve collectrice 42 à trois positions peut être manoeuvrée de façon à permettre un écoulement vers les récipients 20, 22 (position de collec- te) ou vers le tuyau de retour 72 (position de retour), ou bien vers les deux à la fois (position variable). La valve déviatrice 43 à trois positions peut à son tour permettre un écoulement soit dans l'un ou l'autre de ses tuyaux, soit dans les deux à la fois, et la valve 41 à deux positions peut permettre ou interdire l'écoulement à travers elle vers le récipient à déchets 16. Le récipient à saumure de retour 53 communique avec le tuyau de retour 74 au niveau du raccordement à trois voies 63. En service, la tuyauterie représentée sur la figu- re 1 est installée sur la machine et raccordée au récipient à saumure 48, au récipient à anticoagulant 51 et au récipi- ent à saumure de retour 53. La solution saline est pompée dans la tuyauterie afin d'amorcer celle-ci. Les aiguilles à ponctionner des veines mises en communication avec le tuyau d'entrée 12 et le tuyau de retour 74 sont implantés dans le patient/donneur, et la bride de serrage d'amenée 57 est ou- verte, permettant ainsi de prélever du sang sur le patient/ donneur, alors que la bride de serrage de retour 59 reste initialement fermée. Le processus de collecte commence, les pompes étant en fonctionnement pour amener du sang entier au conduit 14 par l'intermédiaire du tuyau d'entrée 12 et pour faire passer les globules rouges séparés dans le tuyau 66, le plasma dans le tuyau 68 et les plaquettes san- guines dans le tuyau 70. Durant le fonctionnement initial la saumure dans la tuyauterie est déplacée par le sang af- fluant et des composants sanguins séparés et est déviée au niveau de la chambre d'aération de retour 26 pour être collectée dans le récipient & déchets 16. La valve 41 sert à permettre d'évacuer de la saumure vers le récipient & déchets 16 au début d'un processus de prélèvement sur un donneur/patient et à faire sortir de l'air des chambres 24 ou 26, si besoin est. Lorsque les globules rouges et le plasma séparés atteignent le raccordement 63 l'ensemble 39 de valves à déchets et déviatrice est fermé et la valve de retour 38 est ouverte. Les globules rouges et le plasma sont ramenés au patient par le tuyau 74 et les plaquettes sanguines sont recueillies dans les récipients 20, 22. Durant le processus de collecte la valve collectrice 42 à trois positions interdit tout écoulement vers le tuyau de retour 72 et permet un écoulement vers lés récipients collecteurs 20, 22, et la valve de retour de plasma 4.0 permet un écoulement vers le tuyau de retour 72 et empêche tout écoulement vers le récipient collecteur de plasma 18. L'écoulement par la tuyauterie durant le processus de collecte s'effectue comme indiqué par des flèches en traits pleins sur la figure 1. A l'issue d'un processus de collecte le procédé. représenté sur la figure 2 est utilisé pour ramener des globules rouges au patient. Premièrement, avant la phase 1, l'opérateur ferme la bride d'amenée 57, débranche l'aiguil- le à ponctionner des veines branchée sur le tuyau d'entrée 12, et ouvre la bride de serrage 52 pour livrer passage à la saumure dans le récipient 48. Puis l'opérateur fait revenir le système au mode de fonctionnement automatique en activant une commande CONTINUE. La pompe & anticoagulants est arrêtée, comme indiqué dans l'énumération des opéra- tions de la phase 1, tandis que les autres pompes fonction- Z619508 nent (avec les débits désirés) et les valves restent dans leur état, permettant ainsi de continuer à collecter des plaquettes sanguines durant quelques minutes pendant que 60 ml de saumure s'écoulent par le tuyau d'entrée 12 et la chambre d'égouttement 24 (volume d'environ 10 à 15 ml) pour entrer dans le conduit 14 (volume d'environ 160 ml). A ce stade l'opérateur bloque et débranche les récipients collecteurs 20, 22 et rétablit le mode de fonctionnement automatique en act ivant la commande RAZ. Au cours de la phase 2 la centrifugeuse est arrê- tée, ce qui amène un écroulement immédiat dans les couches du conduit 14, ceci a pour effet qu'une certaine par- tie des globules rouges se mélange avec le plasma séparé et de la saumure dans le conduit 14 et qu'une autre partie subsiste, à l'état compacté, au niveau de la paroi extérieure du conduit 14, principalement dans la ré- gion du premier étage entre l'entrée du conduit et la sor- tie pour globules rouges. La pompe d'entrée 32 est amenée à fonctionner alors que les pompes à plasma et collectrice 34, 36 sont arrêtées, de sorte que tout écoulement depuis le conduit 14 se fait par le tuyau à globules rouges 66. Ceci a pour effet que les globules rouges se trouvant dans le tuyau 66 sont refoulées, conjointement avec environ ml du volume du conduit 14, à travers le tuyau 66 (qui a très peu de volume) et à travers la chambre d'aéra- tion de retour 26 pour entrer dans le tuyau de retour 74, environ 10 à 15 ml restant dans la chambre d'aération de retour 26. Bien que le tuyau 66 ait peu de volume, il se remplit en cours de fonctionnement de globules rouges à très forte concentration. Durant la phase 3 l'écoulement dans le tuyau 14 est sensiblement détourné de façon à suivre la voie courte de l'entrée à la sortie pour globules rouges, la région située entre ces deux endroits contenant la majeure partie des globules rouges. A l'issue de la phase 2 le liquide dans le tuyau 66 présente une concentration nettement plus faible de globules rouges. Le volume de 90 ml est choisi pour évacuer sensiblement tous les globules rouges libres du conduit 14. Dans la phase 3 la valve 44 du tuyau à globules rouges et la valve 38 du tuyau de retour sont fermées; les valves a plasma et collectrice 40, 42 se trouvent dans la position de retour (de sorte que tout le liquide passant par elles va vers le tuyau de retour 72), et l'ensemble de valves 39 est amené dans la position de recyclage, c'est-à- dire que la valve 41 à deux positions se ferme et la valve 43 à trois positions s'ouvre, de sorte que le liquide est amené à suivre la voie d'écoulement du recyclage représen- tée par des flèches en pointillé sur la figure 1. Ainsi le liquide s'écoule à partir de la chambre d'aération d'entrée 24 par le tuyau 12 pour entrer dans le conduit 14 et passer par celui-ci, et à partir du conduit 14 le li- quide passe par les tuyaux 68, 70, les pompes 34, 36 et le tuyau de retour 72 pour entrer dans la chambre d'aération de retour 26. De là le liquide passe par la valve déviatri- ce 43 à trois positions et retourne à la chambre d'égoutte- ment 24. Si la valve 44 du tuyau à globules rouges n'était pas fermée le liquide suivrait à travers elle une voie raccourcie. Durant cette phase il n'y a pas d'écoulement vers ou à partir du patient/donneur. Durant la phase 3 les globules rouges sont chassés de la paroi du conduit en U en faisant recycler du liquide par ce conduit 14 avec un débit élevé de 200 ml par minute durant 90 secondes. Il se trouve approximativement 225 ml dans le circuit fermé, permettant ainsi au liquide d'être recyclé de façon à effectuer le parcours approximativement 1,33 fois. Sur les 225 ml de volume de boucle fermée il y a approximativement au moins ml de solution saline. Dans la phase 4 la valve à déchets 39 est amenée dans la position fermée et la valve de retour 38 s'ouvre, permettant ainsi de retourner au patient/donneur du plasma, 2 619508 des globules rouges dégagés, et de la saumure mélangée. Du fait que la pompe d'entrée 32 est arrêtée et la pompe à plasma 34 fonctionne le conduit 14 s'effondre, de sorte que son volume de 160 ml se trouve réduit d'environ 125 ml à environ 35 ml. Dans la phase 5 la pompe d'entrée 32 est amenée à fonctionner avec un débit de 50 ml par minute et la pompe à plasma 34 elle aussi avec un débit de 50 ml par minute, ce qui correspond au débit d'entrée mais maintient l'état effondré du conduit 14. A nouveau des globules rouges dégagés sont retournés au patient, avec du plasma et de la saumure mélangée. Durant cette phase un volume de 58 ml est retourné car lorsque cette quantité a été retournée le li- quide est de façon prédominante salin. Puis l'opérateur débranche le tuyau de retour au patient/donneur. Dans la phase 6 la valve de retour 38 se ferme automatiquement. D'autres formes de réalisation de l'invention en- trent dans le cadre des revendications qui vont suivre. Par exemple, la phase collectrice (phase 1) ne doit pas néces- sairement être utilisée, le volume de 60 ml étant alors ajouté au volume de 90 ml de la phase 2. 261 508 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour restituer des globules rouges à un patient/donneur aprèé un processus -e séparation par c e n t r i f ug at i on, caractérisé en ce qu'il consiste à - prévoir un appareil de centrifugation comprenant un conduit de séparation (14) pour séparer les consti- tuants du sang et un tuyau d'entrée (12) donnant accès au conduit et des tuyaux de sortie (66, 68, 70) faisant suite au conduit; - mettre le tuyau d'entrée (12) en communication avec l'un des tuyaux de sortie (66, 68, 70) pour former une boucle fermée; et - recycler du liquide A travers le conduit (14) pour dégager et mettre en suspension des cellules san- guines dans le conduit. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un des tuyaux de sortie est un tuyau à globules rouges (66) pour évacuer des globules rouges et en ce que le procédé consiste en outre, avant de procéder à ladite mise en communication, à soumettre le tuyau à globules rou- ges (66) à un rinçage pour évacuer des globules rouges de celui-ci et à obturer ensuite le tuyau à globules rouges, et en ce que durant le recyclage le tuyau à globules rouges est maintenu fermé. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre, avant ledit rinçage, à débrancher le tuyau d'entrée (12) du patient/donneur et à brancher une amenée de solution saline (58) sur le tuyau d'entrée, et en ce que, après cette mise en communication et avant le rinçage, les constituants sanguins séparés dans le conduit (14) sont collectés. 4 - Procédé pour restituer des globules rouges & un patient/donneur après un processus de séparation par centrifugation, caractérisé en ce qu'il consiste à - prévoir un appareil de centrifugation (10) com- il 1 61 prenant un conduit de séparation flexible (14) pour séparer les composants du sang et un tuyau d'entrée (12) donnant accès au conduit et des tuyaux de sortie (66, 68, 70) faisant suite au conduit; et - à retirer du conduit (14) au moyen d'une pompe de sortie (34, 36) une quantité de liquide supérieu- re à celle que l'on laisse entrer dans le conduit, afin de réduire le volume de liquide à utiliser pour restituer des cellules sanguines au patient/donneur. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entrée dans le conduit (14) est interdite pendant que du liquide en est retiré, afin de faire s'ef- fondrer sensiblement le conduit, et en ce que le pro- cédé consiste en outre à faire passer du liquide de rinçage par le conduit (14), tout en maintenant ce conduit à l'état effondré afin d'en chasser des cellules sanguines et ce en utilisant un volume réduit de liquide grâce au volume réduit du conduit. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce l'un des tuyaux de sortie est un tuyau à globules rouges (66) pour faire sortir des globules rouges du con- duit (14), et en ce qu'il consiste en outre, avant de retirer du liquide du conduit, à soumettre le tuyau à globules rouges à un rinçage pour évacuer des globules rou- ges de ce dernier, et à obturer ensuite le tuyau à globules rouges, et en ce que, durant la phase consistant à retirer du liquide du conduit, le tuyau à globules rouges reste bloqué. 7 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre, avant de procéder au rinça- ge, à débrancher le tuyau d'entrée (12) du patient/donneur et à mettre une amenée de solution saline (58) en communi- cation avec le tuyau d'entrée (12), et en ce que, après cettee mise en communication et avant le rinçage, des constituants sanguins séparés dans le conduit (14) 26 1 9508 sont collectés. 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé. en ce que le conduit (14) est flexible et en ce que le procédé consiste en outre, après le recyclage, à retirer du conduit au moyen d'une pompe de sortie (34,36) une quantité de liquide supérieure à celle que l'on laisse entrer dans le conduit, afin de réduire le volume de liquide à utiliser pour restituer des cellules sanguines au patient/donneur. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'entrée dans le conduit (14) est interdite durant l'opération consistant à retirer du liquide de ce dernier afin de faire s'effondrer sensiblement ce conduit, et en ce qu'il consiste en outre, à faire passer ensuite un liquide de rinçage à travers le conduit, tout en maintenant ce conduit à l'état effondré, pour évacuer des cellules sanguines du conduit et ce en utilisant un volume réduit de liquide grâce au volume réduit du conduit. 10 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit appareil comprend une chambre d'égouttement (24) dans le tuyau d'entrée (12) et une chambre d'égoutte- ment (26) dans le tuyau de retour, qui présentent chacune un tuyau à déchets, ces tuyaux à déchets communiquant entre eux au niveau d'un raccordement à déchets, et en ce que ladite mise en communication se réalise en manoeuvrant la valve concernée de façon à permettre à du liquide de s'é- couler à partir de la chambre d'égouttement (26) du conduit de retour vers la chambre d'égouttement (24) du conduit d 'entrée, en passant par les tuyaux & déchets. 11 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tuyaux de sortie comprennent un tuyau de sor- tie de plasma (68) et un conduit de sortie (70) collecteur de plaquettes sanguines, le tuyau de sortie de plasma (68) et le tuyau de sortie (70) collecteur de plaquettes sangui- nes se divisant chacun en deux tuyaux, l'un desquels commu- nique avec un récipient collecteur et l'autre étant en communication avec un raccordement de retour raccordé & un tuyau de retour (72) s'étendant vers le patient/donneur, en ce que l'appareil comprend des valves (40, 42) qui règlent l'écoulement à travers ces deux tuyaux, et en ce que ladite mise en communication consiste également à manoeuvrer les- dites valves pour permettre à du liquide de s'écouler à travers le raccordement de retour.