(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒト又は動物の脳脊髄液（ＣＳＦ）を処置するための改善されたシステムを提供する。【解決手段】所定量のＣＳＦ含有体液を、ヒト又は動物のＣＳＦ含有腔から第１の流量で採取する手段と、所定量の体液を浸透液と保持液とに濾過するように構成されたタンジェンシャルフローフィルタ２５８を含む所定量の体液を処置する手段と、所定量の体液の特性を、センサを用いて測定する手段と、処置済みの体液の少なくとも一部を、第２の流量でヒト又は動物のＣＳＦ含有腔に戻す手段と、測定された特性が予め設定された閾値を超えたと判定したことに応答して、測定された特性に基づいて、運転パラメータのセットの中のパラメータを更新する手段と、を備える。所定量の体液を処置する手段は、さらに、所定量の体液を目標温度に加熱する手段と、所定量の体液を目標温度に冷却する手段と、所定量の体液に光処置を施す手段などの少なくとも１つ以上を含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒト又は動物の脳脊髄液（ＣＳＦ）を処置するためのシステムであって、
所定量のＣＳＦ含有体液を、前記ヒト又は動物のＣＳＦ含有腔から第１の流量で採取する手段と、
前記所定量の体液を処置する手段であって、所定量の体液を浸透液と保持液とに濾過するように構成されたタンジェンシャルフローフィルタを含む前記所定量の体液を処置する手段と、
前記所定量の体液の特性を、センサを用いて測定する手段と、 
処置済みの体液の少なくとも一部を、第２の流量で前記ヒト又は動物の前記ＣＳＦ含有腔に戻す手段と、
測定された特性が予め設定された閾値を超えたと判定したことに応答して、前記測定された特性に基づいて、運転パラメータのセットの中のパラメータを更新する手段と、
を備え、
前記所定量の体液を処置する手段は、さらに、前記所定量の体液を目標温度に加熱する手段と、前記所定量の体液を目標温度に冷却する手段と、前記所定量の体液に光処置を施す手段と、前記所定量の体液内の細胞をそれらの誘電特性によって分離する手段と、前記所定量の体液に遠心分離を施す手段との少なくともいずれか１つ以上を含む、システム。
【請求項２】
前記システムはさらに、前記浸透液又は前記保持液の一部を、前記タンジェンシャルフローフィルタに戻って通過する流れに変えることにより、前記タンジェンシャルフローフィルタを通過する前記所定量の体液の割合を増加させるように構成され、若しくは
前記システムはさらに、前記タンジェンシャルフローフィルタにおける微生物の繁殖を、前記タンジェンシャルフローフィルタの加熱によって抑制するように構成され、又は
前記システムはさらに、前記浸透液又は前記保持液の一部を、前記タンジェンシャルフローフィルタに戻って通過する流れに変えることにより、前記タンジェンシャルフローフィルタを通過する前記所定量の体液の割合を増加させるように構成されるとともに、前記タンジェンシャルフローフィルタにおける微生物の繁殖を、前記タンジェンシャルフローフィルタの加熱によって抑制するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記所定量の体液を処置する手段は、前記所定量の体液に不均一電場を与えることにより、前記所定量の体液の第１の部分を、前記所定量の体液の第２の部分から分離するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記所定量の体液を処置する手段は、前記所定量の体液を液体サイクロンに通過させることにより、前記所定量の体液の第１の部分を、前記所定量の体液の第２の部分から分離するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記所定量の体液を処置する手段はさらに、前記タンジェンシャルフローフィルタと目標温度に所定量の体液を加熱する手段との双方を含み、前記所定量の体液を加熱する手段は、所定量の体液を目標温度に加熱することにより、標的微生物を非活性化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記標的微生物は、Ｃ．ネオフォルマンス又はＣ．ガッティであり、前記目標温度は、約４０から約４５までの間である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記所定量の体液を処置する手段は、前記タンジェンシャルフローフィルタと、光処置を前記所定量の体液に施す手段であって前記所定量の体液に所定線量の紫外線を照射することにより標的微生物を不活性化するように構成された前記光処置を前記所定量の体液に施す手段との双方を含む、請求項１に記載のシステム。 
【請求項８】
前記標的微生物は、髄膜炎を引き起こすことが知られている又は引き起こすと考えられている生物であり、前記所定線量は、約５ｍＪ／ｃｍ２から約８ｍＪ／ｃｍ２までである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記紫外線は、約４００ｎｍから約１００ｎｍまでの波長を有する、請求項７に記載のシステム。 
【請求項１０】
前記所定量の体液を処置する手段はさらに、タンジェンシャルフローフィルタと、目標温度に前記所定量の体液を冷却する手段との双方を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記所定量の体液を処置する手段は、予め設定された標的を標的化するように構成されており、前記標的は、選択的にＥＧＦ、エオタキシン、Ｅ−セレクチン、Ｆａｓリガンド、ＦＧＦ２、Ｆｌｔ３リガンド、フラクタルカイン、Ｇ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＣＳＦ、ＧＲＯ、ＩＣＡＭ、ＩＦＮａ２、ＩＦＮｇ、ＩＬ１０、ＩＬ１２ｐ４０、ＩＬ１２ｐ７０、ＩＬ１３、ＩＬ１５、ＩＬ１７、ＩＬ１ａ、ＩＬ１ｂ、ＩＬ１ｒａ、ＩＬ２、ＩＬ３、ＩＬ４、ＩＬ５、ＩＬ６、ＩＬ７、ＩＬ８、ＩＬ９、インテグリン、ＩＰ１０、Ｌ−セレクチン、ＭＣＰ１、ＭＣＰ３、ＭＤＣ、ＭＩＰ１ａ、ＭＩＰ１ｂ、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＡＡＡＢ、Ｐ−セレクチン、ＲＡＮＴＥＳ、ｓＣＤ４０Ｌ、ｓＩＬ２Ｒ、ＴＧＦａ、ＴＮＦ、ＴＮＦｂ、ＶＣＡＭ、ＶＥＧＦ、からなる群から選択されるタンパク質であり、又は選択的に多糖類莢膜である、請求項１に記載のシステム。 
【請求項１２】
前記所定量の体液を処置する手段はさらに、
前記所定量の体液を目標温度に加熱又は冷却することにより、標的微生物を不活性化することと、
所定線量の紫外線を前記所定量の体液に照射することにより、標的微生物を不活性化すること
のいずれか１つ以上をするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムはさらに、前記所定量の体液に添加剤を導入するように構成され、前記添加剤は前記所定量の体液の処置の効果を向上させるように構成され、前記添加剤は、前記標的物質の処置の仕方を変更するために前記所定量の体液中の前記標的物質に選択的に結合するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記添加剤は、金微細粒子又はナノ粒子である、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記添加剤は、前記標的物質が前記タンジェンシャルフローフィルタによってより容易に濾過されるように、前記標的物質に結合することにより処置工程の効果を向上させるように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脳脊髄液の状態調整のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脳脊髄液（ＣＳＦ：ＣｅｒｅｂｒｏＳｐｉｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ）は、一般的に無色透明の体液であり、脳内における脳室内、特に脈絡叢で産生される。脈絡叢は、１日に数回発生する毒素や老廃物を除去するＣＳＦの洗浄又は再生に対応するために、日常的に約５００ｍＬのＣＳＦを産生する。ＣＳＦは、脈絡叢からチャネル（管）を通って脊柱にゆっくりと流れ、そして体内に流入する。ＣＳＦは、軟膜とくも膜との間の、くも膜下腔として知られる間隙に見られる。ＣＳＦはまた、脊髄の中心管と繋がっている脳室系内及びその周辺にも見られる。様々な医学的症状の治療のために、ＣＳＦを採取し、状態調整して、戻すことが望ましい場合がある。本明細書では、この文脈において処置のあり方、処置法、及び治療を記載する。
【０００３】
本明細書で引用される参考文献及びその説明又は考察を含めて、本明細書の「背景技術」欄で記載している情報は、単なる技術的参照を目的として記載されるにすぎず、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【発明の概要】
【０００４】
いくつかの実施態様において、ＣＳＦ処置システムの性能は、ＣＳＦを目標温度に加熱すること、ＣＳＦを目標温度に冷却すること、ＣＳＦ流量を増加させること、ＣＳＦに光処置を施すこと、細胞を溶解するための浸透勾配を与えること、細胞をそれらの誘電特性によって分離すること、スパイラル式分離及び遠心分離の少なくともいずれか一方を施すこと、ＣＳＦ中の標的粒子に添加剤を結合すること、その他の処置技術、又はこれらの組み合わせを含む様々なＣＳＦ処置により、向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】例示的な体液の流れ方向を実線矢印で示す、いくつかの実施形態による、生体液を処置するためのシステムを示す図。
【図２】いくつかの実施形態による、治療部位から採取されて治療部位に戻される体液を示す図。
【図３】いくつかの実施形態による、治療部位から採取されて治療部位に戻される体液を示す図。
【図４】例示的な体液の流路を実線矢印で示しており、信号又は情報の例示的なフロー経路を破線矢印で示す、いくつかの実施形態による処置システムのブロック図。
【図５】いくつかの実施形態による、処置システムのフィルタ部を示す図。
【図６】いくつかの実施形態による、生体液を処置するための処置システムを使用する方法のフロー図。
【図７】いくつかの実施形態による、ＣＳＦの温度を変化させること、及びＣＳＦを濾過することによって、ＣＳＦを処置するためのシステム及び方法を示す図。
【図８】いくつかの実施形態による、紫外線でＣＳＦを処置するためのシステム及び方法を示す図。
【図９】いくつかの実施形態による、フィルタを通過する体液の流量を増加させるための弁及びフィードバック通路を有する処置システムの実施態様を示す図。
【図１０】いくつかの実施形態による、粒子を特定の経路に導くための電場を発生させる電極を使用する誘電泳動システムを示す図。
【図１１】いくつかの実施形態による多項式チャネル経路を示す図。
【図１２】いくつかの実施形態による多項式チャネル経路を示す図。
【図１３】いくつかの実施形態による三次元円筒電極を有する誘電泳動システムを示す図。
【図１４】いくつかの実施形態による三次元城壁形電極を有する誘電泳動システムを示す図。
【図１５】いくつかの実施形態による三次元半円形電極設計を有する誘電泳動システムを示す図。
【図１６】いくつかの実施形態による螺旋分離又は遠心分離を用いるためのシステム及び方法を示す図。
【図１７】いくつかの実施形態による螺旋又は遠心分離システムの経路の断面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
開示された実施形態は、概ねヒト又は動物の生体液を処置するための改善されたシステム及び方法に関するものである。いくつかの実施形態において、タンジェンシャルフローフィルタ（ＴＦＦ：ＴａｎｇｅｎｔｉａｌＦｌｏｗ Ｆｉｌｔｅｒ）のようなフィルタを用いて、脳脊髄液（ＣＳＦ）を浸透液（パーミエイト）と保持液（リテンテイト）に分離し得る。浸透液は、ヒト又は動物に戻されることがある。いくつかの実施形態において、保持液には、追加の状態調整を施し得る。例えば、保持液は、１つ以上の追加のタンジェンシャルフローフィルタを用いる方法や、あるいは他の濾過方法などによって、再度濾過されてもよい。システムの運転中には、流量や圧力といった様々な各種パラメータが修正され得る。本明細書に記載の特定のシステム及び方法は、米国特許第８４３５２０４号明細書に記載されているような、生体物質を状態調整、除去、又はその他処理するための他のシステム及び方法と組み合わされてもよい。いくつかの実施形態において、生体液を処置することは、ＣＳＦを目標温度に加熱すること、ＣＳＦを目標温度に冷却すること、ＣＳＦに光処置を施すこと、細胞をそれらの誘電特性によって分離すること、スパイラル式分離及び遠心分離の少なくともいずれか一方を施すこと、ＣＳＦに添加剤を導入すること、それらの組み合わせ又は他の技術を施与すること、を含み得る。
【０００７】
図１は、いくつかの実施形態により、生体液を処置するためのシステム１００を示しており、該システムは、処置システム１０２と、取入口１０４と、保持液出口１０６と、浸透液出口１０８と、液溜め１１０と、治療部位１１２と、チューブ類１１４と、を含む。矢印は、システムを通過する体液がとり得る例示的な方向を表している。
【０００８】
いくつかの実施形態において、処置システム１０２は、体液、その内容物、若しくはその両方を、濾過、濃縮、透析、分離、又はその他の処置若しくは状態調整するように構成された装置又は装置の組み合わせである。いくつかの実施形態において、処置システム１０２は、体液に手を加えることによって、ヒト又は動物を治療し得る。例えば、処置システム１０２は、局所的に冷却するために、採取した体液を冷却して、冷却した体液を戻すことにより、ヒト又は動物の脊髄又は脳の一部を治療し得る。処置システム１０２は、（例えば、図５に関連して図示及び記載されるような）タンジェンシャルフロー濾過システム、又は体液を濾過するように構成された他のシステムを含み得る。いくつかの実施形態において、処置システム１０２は、取入口１０４を通して体液を受け入れ、１つ以上の出口を通して体液を戻す。例えば、いくつかの実施形態において、処置システム１０２は、取入口１０４を通して体液を受け入れ、その体液を保持液と浸透液に分離する。保持液は、保持液出口１０６を通して処置システム１０２から流出し、浸透液は、浸透液出口１０８を通して処置システム１０２から流出する。
【０００９】
取入口１０４は、処置システム１０２に流入する体液が通るポートであり得る。保持液出口１０６は、処置システム１０２から流出する保持液が通る出口であり得る。浸透液出口１０８は、処置システム１０２から流出する浸透液が通る出口であり得る。
【００１０】
取入口１０４、保持液出口１０６、及び浸透液出口１０８は、物質又は体液が流れ得るいずれの型式のポートであってもよい。これらの構成要素は、チューブ類１１４によって流体接続されるように構成され得る。構成要素１０４，１０６，１０８，１１４は、その接続を容易とするための各種継手を含んでよく、それらの継手として、圧縮継手、フレア継手、食込み継手、速結継手、ルアー型継手、ねじ継手、及び他の構成要素であって、２つ以上の構成要素間の流体接続又は他の接続を可能とするように構成されたものが含まれるが、ただし、これらに限定されない。また、構成要素１０４，１０６，１０８，１１４は、継手に加え、システム１００を使いやすくするための各種要素を含んでよく、それらの要素として、各種の弁、流量調整器、アダプタ、コンバータ、ストップコック、低減器、及び他の要素が含まれるが、ただし、これらに限定されない。
【００１１】
いくつかの実施形態において、１つ以上の浸透液出口１０８及び保持液出口１０６の少なくともいずれか一方など、１つ以上の出口を設け得る。例えば、図１に示すシステム１００は、２つの浸透液出口１０８を有する処置システム１０２を備える。この構成は、処置システム１０２内で、様々に異なる処置システムを用いることを容易にし得る。例えば、処置システム１０２は、それぞれに専用の個々の出口を有し得る複数の濾過要素を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、処置システム１０２は、体液を浸透液と保持液に分離せず、よって浸透液出口と保持液出口を有していない。
【００１２】
液溜め１１０は、体液を貯蔵するための格納容器であってもよい。例えば、処置システム１０２から流出する体液を、液溜め１１０内に貯留させ得る。液溜め１１０内に貯留された体液は、保管用、廃棄処理用、処理用、試験用、又は他の用途のために、保持され得る。また、液溜め１１０は、例えば、同じ処置システム１０２又は異なる処置システム１０２による後続の処置のための、リザーバであってもよい。この体液は、前に濾過された体液と混ぜてもよく、又は混ぜなくてもよい。
【００１３】
治療部位１１２は、ヒト又は動物の特定の体液を内包し得る。いくつかの実施形態において、治療部位１１２は、室又はＣＳＦ含有腔又は血管のような、ヒト又は動物の中の解剖学的実体又は場所であり得る。治療部位１１２は、体液源、体液の送り先、又はその両方であり得る。例えば、システム１００は、ある量の体液を治療部位１１２から採取又は受け入れ、処置を実施して、処理及び処置の少なくともいずれか一方が済んだ体液の一部を治療部位１１２に戻し得る。
【００１４】
システム１００の各種構成要素は、チューブ類１１４を介して接続され得る。例えば、いくつかの実施形態において、治療部位１１２を取入口１０４に流体接続させる、ある長さのチューブ類１１４を設け得る。浸透液出口１０８は、ある長さのチューブ類１１４を介して治療部位１１２に流体接続されてもよい。保持液出口１０６は、ある長さのチューブ類１１４を介して液溜め１１０に流体接続されてもよい。チューブ類１１４は、体液を輸送又は収容するためのあらゆる種類のシステムであってもよい。システム１００内の接続は、直接的なものとして図示しているが、それらの接続は、直接的である必要はない。システム１００の各種部分は、接続及び各種チューブ類１１４の組み合わせによって接続されてもよい。いくつかの実施形態において、チューブ類１１４及びシステム１００の他の部分を、プライミング液（例えば、生理食塩水）で満たしてもよい。チューブ類１１４の長さが長いほど、これに応じて、より多量のプライミング液を含み得る。しかしながら、いくつかの実施形態において、より多量のプライミング液は、ＣＳＦのような「天然」又は内因性の髄液の望ましくない希釈量を得る結果となり得る。従って、いくつかの実施形態において、チューブ類１１４は、必要なプライミング液の量を最小限としつつも、システムを実用的に有効なものとするように（例えば、システム１００をヒト又は動物のベッドサイドで使用するのに十分なチューブ類）、選択されることがある。ヒト又は動物及び治療部位１１２に依存して、体液の採取又は希釈の許容範囲は異なり得ることから、それに応じてシステム１００の尺度を変更し得る。例えば、マウスからヒト又はより大型の哺乳類に及ぶヒト又は動物に適合させるスケーリングのために、システム１００のパラメータを変更してもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態において、チューブ類１１４は、当該チューブ類１１４の中を移動する体液にアクセスし得るように構成されたポート１２４を有していてもよい。図１に示すように、浸透液出口１０８と治療部位１１２との間には、ポート１２４が設けられる。このポート１２４は、治療薬、人工液（人工ＣＳＦなど）、及び他の添加剤少なくともいずれか１つ、といった添加剤の導入用に構成され得る。ポート１２４はまた、試験又は他の目的での体液の採取用に構成され得る。例えば、いくつかの実施形態において、治療部位１１２に戻る体液を採取して、特定の特性又はパラメータについて試験し得る。いくつかの実施形態において、治療部位１１２を取入口１０４につなぐチューブ類１１４は、ポート１２４を有し得る。このポート１２４はまた、添加剤の導入及び髄液の採取の少なくともいずれか一方を施すために使用し得る。いくつかの実施形態において、チューブ類１１４に位置するポート１２４に代えて、又はポート１２４に加えて、処置システム１０２自体に位置するポート１２２が設けられ得る。このポート１２２は、様々な目的での処置の間の様々な時点において、処置システム１０２内の体液にアクセスするために使用し得る。例えば、ポート１２４と同様に、ポート１２２は、システム１００に添加剤を導入するため、又はシステム１００から体液を採取するために使用し得る。いくつかの実施形態において、システム１００を他のシステムにつなげるために、ポート１２２、１２４を使用し得る。
【００１６】
図２は、いくつかの実施形態により、体液２０２を治療部位１１２から採取して、体液を治療部位１１２に戻すためのシステム及び方法を示している。システム１００と（治療部位１１２のような）解剖学的構造との間の接続は、様々な形態で行い得る。例えば、治療部位１１２が、図２に示すようにヒト又は動物の中の解剖学的位置である場合には、治療部位１１２との接続は、特定の解剖学的位置に挿入された１つ以上のカテーテルを介して行われ得る。例えば、カテーテルは、解剖学的位置にアクセスするために、ヒト又は動物の１つの開口を通して挿入される１つのマルチ・ルーメン・カテーテルであってもよく、或いは、異なってはいるが繋がっている２つの解剖学的位置において挿入される２つのカテーテルであってもよい。いくつかの実施形態において、その接続は、外部脳室排液システムによって行われ得る。例えば、カテーテルの先端を側脳室内に配置し得る。
【００１７】
具体例として、図２に示すいくつかの実施形態は、椎骨２０１を含み、かつ、体液２０２（例えば、ＣＳＦを含む体液）を運ぶ、ヒト又は動物の脊椎２００の一部と、マルチ・ルーメン・カテーテル２０４とを含む。マルチ・ルーメン・カテーテル２０４は、治療部位１１２をチューブ類１１４に流体接続する、第１のポート２０６と第２のポート２０８とを備え得る。図示のように、第１のポート２０６には、第１の量の体液２０２が通ってマルチ・ルーメン・カテーテル２０４に流入し、チューブ類１１４の一部（例えば、取入口１０４に通じるチューブ類１１４の部分）の中へと通り抜ける。第２のポート２０８からは、チューブ類１１４の一部（例えば、浸透液出口１０８からのチューブ類１１４の部分）からマルチ・ルーメン・カテーテル２０４に流入した第２の量の体液２０２が通って、マルチ・ルーメン・カテーテル２０４から流出する。
【００１８】
マルチ・ルーメン・カテーテル２０４は、さらに、１つ以上のルーメンに治療部位１１２の体液１４４を液流通させるポートを有してもよいが、必ずしもそのようなポートを有する必要はない。マルチ・ルーメン・カテーテル２０４は、一般的に、可撓性、操縦可能、かつ非侵襲的であるように構成され得る。マルチ・ルーメン・カテーテル２０４は、温度、頭蓋内圧、及び他のパラメータの少なくともいずれか１つの検知を可能とし得る。マルチ・ルーメン・カテーテル２０４の大きさは、約６Ｆｒ（外径：２．０ｍｍ）以上であってよく、かつ、離れたチューブ（例えば、チューブ類１０４）、コンソール（例えば、処置ユニット１０６）、又は他のユニットへの接続を可能とするために、約２０ｃｍから約１２０ｃｍであってよいが、他の大きさを用いてもよい。いくつかの実施形態において、前記カテーテルの大きさは、約５Ｆｒ（外径：１．７ｍｍ）であってもよい。要求に応じて、他の直径及び長さを使用し得る。
【００１９】
図３は、いくつかの実施形態により、体液を治療部位１１２から採取して、体液を治療部位１１２に戻すためのシステム及び方法を示している。この具体例では、チューブ類１１４及びマルチ・ルーメン・カテーテル２０４を、ヒト又は動物の脳２１０の脳室に流体接続させている。この構成は、外部脳室排液器と類似し、又は呼称されるものであってもよい。
【００２０】
図２及び図３は、それぞれ脊椎２００の一部と脳２１０の一部の中の、ＣＳＦにアクセスすることを示しているが、本明細書で開示する実施形態は、それらの部位及びその体液に限定される必要はなく、他の部位及び体液に使用し得る。例えば、体液２０２を輸送するために、１つ以上のシングル・ルーメン・カテーテルを使用し得る。他の例として、解剖学的部位は血管であってよく、体液は血液であってもよい。
【００２１】
図４は、いくつかの実施形態による処置システム１０２のブロック図を示しており、体液及び物質の例示的な流路を実線矢印で示しており、信号及び情報の例示的なフロー経路を破線矢印で示している。図４は、取入口１０４、保持液出口１０６、浸透液出口１０８、ポンプ２２２、エアトラップ２２３、センサ２２４、処置ユニット２２６、処理ユニット２２８、及びインタフェース２３０を示している。システムの各種構成要素は、液接触要素又は液非接触要素として選択されることがある。構成要素が体液に接触するものであるかどうかは、その構成要素が使い捨てであるかどうか、及びその構成要素の再利用される場合の容易さ、に影響し得る。
【００２２】
ポンプ２２２は、処置システム１０２の１つ以上の部分を通る体液の流れを起こすためのあらゆる装置であり得る。いくつかの実施形態において、ポンプ２２２は、複雑なポンプ部品の滅菌の必要性を低減し得る蠕動ポンプであってもよく、或いは、他の型式のポンプを使用してもよい。ポンプ２２２の運転は、ポンプ２２２の運転パラメータを変更することにより制御し得る。これは、ポンプ２２２の流量、圧力、及び他のパラメータの少なくともいずれか１つの変更を可能とし得る。ポンプ２２２はまた、治療部位１１２から体液を採取するためにも使用し得る。
【００２３】
エアトラップ２２３は、処置システム１０２のプライミングを容易とするために使用し得るものであるとともに、センサ２２４の精度を向上させるために、システム１０２からの気泡の除去に使用し得る。エアトラップ２２３は、疎水性通気孔を含み得る。
【００２４】
センサ２２４は、情報の生成及び受信の少なくともいずれか一方を実行する装置であってもよい。該情報は、限定するものではないが、濾過前、濾過後、及び濾過中の少なくともいずれか１つにおける、治療部位１１２から採取された体液の特性の１つ以上を含む。該特性は、温度、圧力、浸透液量と保持液量との比、治療部位１１２への体液流量や治療部位１１２からの体液流量、体液中の汚濁物又は他の物質の量、体液戻り流量、濾過効率、フィルタ状態（例えば、フィルタが目詰まり状態又は他の非効率的作動状態にあるかどうか）、他のパラメータ、又は他の特性が含まれるが、ただし、これらに限定されない。センサ２２４は、処置システム１０２内に示されているが、１つ以上のセンサ２２４がシステム１００内の他の場所に配置され得る。若しくは１つ以上のセンサ２２４が他の場所と協働し得る。又は、１つ以上のセンサ２２４がシステム１００内の他の場所に配置され得るとともに、１つ以上のセンサ２２４が他の場所と協働し得る。センサ２２４は、データを、処理用のコンピュータ可読及び人間可読な表現の少なくともいずれか一方に変換し得る。単一のセンサをシステム内に示しているが、センサが１つのみである必要はないことは理解されるであろう。システム全体にわたる１つ以上の読取値を取得するために、任意の適切な数のセンサ又はセンサ配置を使用し得る。
【００２５】
いくつかの実施形態において、センサ２２４は、約０から約１２００ｍＬ／時間の流量、約１００ｃｍ3から約１２５ｃｍ3の体積、及び約０ｍｍＨｇから約２０ｍｍＨｇ（２．７ｋＰａ）の圧力で使用するように選択又は最適化され得る。これらの測定範囲は、本システムにおいて、ＣＳＦ又は熱交換流体の流量、体積、圧力などにわたり得る。いくつかの実施形態において、流量センサは、約０から約２４００ｍＬ／時間の範囲内で正確な場合があり、圧力センサは、約−５０ｍｍＨｇ（−６．７ｋＰａ）から約３００ｍｍＨｇ（４０ｋＰａ）の有効動作範囲を有し得る。いくつかの実施形態において、センサ２２４は、約２０ｍｓの応答時間を有し得る。いくつかの実施形態において、センサ２２４は、約４℃から約７０℃の間で±0．５℃の精度を有するように構成された温度センサであり得る。適したセンサとして、スイスのＳＥＮＳＩＲＩＯＮ社が提供する流量センサ、ユタ州、ＭｉｄｖａｌｅのＵＴＡＨ  ＭＥＤＩＣＡＬ社による圧力センサ、ウィスコンシン州、ＭａｄｉｓｏｎのＳＣＩＬＯＧ社による温度センサを含み得る。
【００２６】
処置ユニット２２６は、体液を処置するように構成され得るとともに、処置システム１０２の１つ以上の構成要素であり得る。例えば、いくつかの実施形態において、処置ユニットは、物質及び体液の少なくともいずれか一方の第１の部分を、物質及び体液の少なくともいずれか一方の第２の部分から分離するための装置であり得る。処置ユニット２２６のデザイン及び型式は、体液の種類及び所望の処置結果に応じて異なり得る。例えば、処置ユニット２２６は、体液を浸透液と保持液に分離するように構成された（例えば図５を参照）タンジェンシャルフローフィルタを含んでよく、保持液は保持液出口１０６へと流れ、浸透液は浸透液出口１０８へと流れる。例えば、様々に異なる型式の濾過を実現するために、様々なフィルタの組み合わせを使用し得る。例えば、それらのフィルタとして、様々に異なる孔径及び様々に異なる属性のフィルタを含み得る。例えば、濾過方式として、限外濾過、マイクロ濾過、マクロ濾過、及び様々に異なる空隙率を有する他の寸法のフィルタを含み得る。フィルタの組み合わせとして、デッドエンド濾過、コーンフィルタ、デプス濾過、タンジェンシャルフロー濾過、アフィニティ濾過、遠心濾過、真空濾過、並びに他の構成及びそれらの組み合わせの少なくともいずれか一方を含み得る。治療部位１１２に戻し得る浸透液をより多量に生成するように保持液を継続的に再濾過するため、マルチ処置システムを使用し得る。一実施形態において、フィルタは、サイトカインを濾過除去するように構成され得る（上記で参照により組み込まれた米国特許第８４３５２０４号明細書を参照）。濾過除去され得るサイトカイン及び他のタンパク質の例として、ＥＧＦ（Ｅｐｉｄｅｒｍａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｆａｃｔｏｒ：上皮成長因子）、エオタキシン、Ｅ−セレクチン、Ｆａｓ（Ｆａｔｔｙ  ａｃｉｄ  ｓｙｎｔｈａｓｅ：脂肪酸シンターゼ）リガンド、ＦＧＦ（Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｆａｃｔｏｒ：線維芽細胞成長因子）２、Ｆｌｔ（Ｆｍｓ−ｌｉｋｅ  ｔｙｒｏｓｉｎｅ  ｋｉｎａｓｅ：フムス様チロシンキナーゼ）３リガンド、フラクタルカイン、Ｇ−ＣＳＦ（Ｇｒａｎｕｌｏｃｙｔｅ  Ｃｏｌｏｎｙ−Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ：顆粒球コロニー刺激因子）、ＧＭ−ＣＳＦ（Ｇｒａｎｕｌｏｃｙｔｅ−Ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ  Ｃｏｌｏｎｙ−Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ：顆粒球マクロファージコロニー刺激因子）、ＧＲＯ（Ｇｒｏｗｔｈ−Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｏｎｃｏｇｅｎｅ：成長関連がん遺伝子）、ＩＣＡＭ（ＩｎｔｅｒＣｅｌｌｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅ：細胞接着分子）、ＩＦＮａ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ  ａｌｐｈａ：インターフェロンα）２、ＩＦＮｇ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ  ｇａｍｍａ：インターフェロンγ）、ＩＬ（Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ：インターロイキン）１０、ＩＬ１２ｐ４０、ＩＬ１２ｐ７０、ＩＬ１３、ＩＬ１５、ＩＬ１７、ＩＬ１ａ（インターロイキン−１−α）、ＩＬ１ｂ（インターロイキン−１−β）、ＩＬ１ｒａ（Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ−１  Ｒｅｃｅｐｔｏｒ  Ａｎｔａｇｏｎｉｓｔ：インターロイキン−１受容体アンタゴニスト）、ＩＬ２、ＩＬ３、ＩＬ４、ＩＬ５、ＩＬ６、ＩＬ７、ＩＬ��、ＩＬ９、インテグリン、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｎ−ｉｎｄｕｃｉｂｌｅ  Ｐｒｏｔｅｉｎ：インターフェロン誘導タンパク質）１０、Ｌ−セレクチン、ＭＣＰ（Ｍｏｎｏｃｙｔｅ  Ｃｈｅｍｏｔａｃｔｉｃ  Ｐｒｏｔｅｉｎ：単球走化性タンパク質）１、ＭＣＰ３、ＭＤＣ（Ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ−Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｃｈｅｍｏｋｉｎｅ：マクロファージ由来ケモカイン）、ＭＩＰ１ａ（Ｍａｃｒｏｐｈａｇｅ  Ｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙ  Ｐｒｏｔｅｉｎ  １ａｌｐｈａ：マクロファージ炎症性タンパク質１α）、ＭＩＰ１ｂ（マクロファージ炎症性タンパク質１β）、ＰＤＧＦ（Ｐｌａｔｅｌｅｔ−Ｄｅｒｉｖｅｄ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｆａｃｔｏｒ：血小板由来成長因子）−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＡＡＡＢ、Ｐ−セレクチン、ＲＡＮＴＥＳ（Ｒｅｇｕｌａｔｅｄ  ｏｎ  Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｔ  ｃｅｌｌ  Ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ  ａｎｄ
Ｓｅｃｒｅｔｅｄ：ランテス）、ｓＣＤ４０Ｌ（ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｃｌｕｓｔｅｒ  ｏｆ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ  ４０  Ｌｉｇａｎｄ：可溶性ＣＤ４０リガンド）、ｓＩＬ２Ｒ（ｓｏｌｕｂｌｅ  Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ  ２  Ｒｅｃｅｐｔｏｒ：可溶性インターロイキン２受容体）、ＴＧＦａ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｆａｃｔｏｒ  ａｌｐｈａ：トランスフォーミング成長因子α）、ＴＮＦ（Ｔｕｍｏｒ  Ｎｅｃｒｏｓｉｓ  Ｆａｃｔｏｒ：腫瘍壊死因子）、ＴＮＦｂ（腫瘍壊死因子β）、ＶＣＡＭ（Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ｃｅｌｌ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅ：血管細胞接着分子）、ＶＥＧＦ（Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ  Ｆａｃｔｏｒ：血管内皮成長因子）などを含み得る。いくつかの実施形態において、フィルタは、ほとんどのサイトカインが属する約１０から約５０ｋＤａの範囲のサイトカインを捕捉及び吸収するように構成され得る。
【００２７】
いくつかの実施形態において、処置ユニット２２６は、マルチ処置部品を含み得る。該マルチ処置部品は、フィルタ、フィルタの性能を高めるように構成された部品、処置システム１０２内の体液の流量を増加させるように構成されたユニット、体液を加熱するように構成されたユニット、体液を冷却するように構成されたユニット、体液に光処置を施すように構成されたユニット、体液の成分をそれらの誘電特性によって分離するように構成されたユニット、螺旋分離を施すように構成されたユニット、遠心分離を施すように構成されたユニット、体液に添加剤を導入するように構成されたユニット、体液の特定の成分を標的とするように構成されたユニット、他の構成要素、及びそれらの組み合わせの少なくともいずれか１つが含まれるが、ただし、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、フィルタの目詰まりを低減し、流れを改善し、信頼性を向上させるために、フィルタを機械的に振動させるように構成し得る。いくつかの実施形態において、インライン・エアトラップを備え得る。エアトラップを含むことで、例えば、誤ったセンサ読取値及びフィルタのエアロックの原因となってシステムに支障を来し得る気泡を除去することとなり、性能が向上し得る。
【００２８】
処理ユニット２２８は、例えば、ポンプ２２２、センサ２２４、及び処置ユニット２２６の少なくともいずれか１つに信号を送信することによって、当該処置システム１０２の動作を制御するように構成された装置であり得る。いくつかの実施形態において、それらの信号は、インタフェース２１０から入力を受けたことに応答して、送信される。いくつかの実施形態において、処理ユニット２２８は、センサ２２４及びインタフェース２１０の少なくともいずれか一方から受信したデータなどの情報を処理し、その情報に基づいて判定を行い得る。いくつかの実施形態において、処理ユニット２２８自体が、情報に基づいて判定を行い得る。例えば、処理ユニット２２８は、入力を受けて、判定を行い、出力するように構成された命令を実行するプロセッサ及びメモリを有し得る。
【００２９】
インタフェース２３０は、入出力を供するように構成された装置、若しくは複数の装置のシステムであり得る。いくつかの実施形態において、インタフェース２３０は、キーボード、タッチパッド、治療対象監視装置、及び入力を受けるように構成された他の装置の少なくともいずれか１つである。例えば、医療従事者は、システム１００を作動し停止するために、ならびに、施術の絶対持続時間、ポンプ速度、及び他のパラメータなどのシステムパラメータを変更するために、インタフェース２３０を使用し得る。インタフェース２３０は、さらに、ディスプレイ、スピーカ、又はユーザ検出可能な信号を送るための他の装置を含み得る。いくつかの実施形態において、インタフェース２３０は、伝達情報を他の装置に送信するように構成されたネットワーク・インタフェースを備え得る。例えば、インタフェース２３０は、処置システム１０２が、他の処置システム、フロー制御装置、サーバ、及び他の装置の少なくともいずれか１つと通信することを可能にし得る。
【００３０】
図５は、第１のセクション２５６と、膜２５８と、第２のセクション２６０と、を含む、いくつかの実施形態による処置ユニット２２６の一部を示しており、流れ方向を矢印で示している。図５に示すように、処置ユニット２２６は、タンジェンシャルフローフィルタを含むように構成される。この構成では、体液２０２は、処置ユニット２０６のこの部分に流入して、第１のセクション２５６を通過し得る。体液２６２が第１のセクション２５６を通って移動する間に、体液２６２は、膜２５８に到達し得る。第１のセクション２５６及び第２のセクション２６０の少なくともいずれか一方の内部の所定圧力、所定流量、又はその他の環境条件によって、体液は、膜２５８に接触するように引き寄せられるか、又はその他の方法で導かれ得る。その環境条件は、例えば、処置ユニット２２６の形状、大きさ、又は構成によって構築され得る。また、環境は、処置システム１０２又は本システム１００のポンプ２２２若しくは他の機能の結果として構築され得る。結果として、体液２６２の特定の成分（例えば、成分２５２）は、膜２５８の孔を通って第２のセクション２６０へと移り得る。一方、他の特定の成分（例えば、汚濁物２５４）は、膜２５８を通り抜けるのに適した大きさではない（例えば、他の特定の成分が大きすぎる）場合があり、よって、通り抜けることなく、第１のセクション２５６内に留まり得る。膜２５８を通り抜けて第２のセクション２６０へと移る体液２６２は、浸透液と呼称され得るものであって、浸透液出口１０８へと通り抜けることができる。
【００３１】
具体例として、体液２６２は、特定の望ましい成分２５２を有するＣＳＦであり得る。ＣＳＦは、さらに、血液細胞、血液細胞片、溶血成分、好中球、好酸球、炎症細胞、タンパク質、ミスフォールドタンパク質、サイトカイン、細菌、真菌、ウイルス、小分子及び大分子、（Ａβオリゴマー、タウオリゴマー、αシヌクレインオリゴマー、ハンチンチンオリゴマーなどのような）オリゴマー、（抗ミエリン抗体などのような）抗体、酵素、（ＳＯＤ（ＳｕｐｅｒＯｘｉｄｅ  Ｄｉｓｍｕｔａｓｅ：スーパーオキシドジスムターゼ）１の変異体などのような）変異型酵素、及び他の物質の少なくともいずれか１つのような、汚濁物２５４をも含み得る。汚濁物２５４は、ＣＳＦ中に通常存在する成分又は物質を含み得るが（例えば、ＣＳＦ中に通常存在するサイトカインが、増加した量又はその他の望ましくない量で存在する）、必ずしもそのような成分又は物質を含む必要はない。それらの汚濁物２５４の１つ以上は、１つ以上の疾患若しくは症状に関連しているか、又は関連が疑われる場合がある。例えば、汚濁物２５４は、上記で参照により組み込まれた米国特許出願第１３／８０１２１５号明細書に記載されているように、例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病、多発性硬化症、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、のうちの１つ以上に関連している場合がある。それらの汚濁物２５４を、体液及びＣＳＦの少なくともいずれか一方における望ましい成分２５２から分離するために、処置ユニット２２６を使用し得る。例えば、膜２５８は、汚濁物２５４が膜２５８を通り抜けることを十分に阻止しつつ、ＣＳＦが膜２５８を通り抜けて流れることを許すように、寸法設定又はその他構成され得る。
【００３２】
図６は、いくつかの実施形態により、生体液を処置するための処置システムを使用する方法４００を示している。本方法は、プロセスを開始するステップ４０２と、ある量の体液を採取するステップ４０４と、その量の体液を処置するステップ４０６と、特性を測定するステップ４０８と、ある量の体液を戻すステップ４１０と、判定を行うステップ４１２と、パラメータを更新するステップ４１４と、プロセスを終了するステップ４１６と、を含む。本方法は、システム１００などの、いくつかの実施形態で使用し得る。本方法について、システム１００を参照して説明するが、当業者であれば、これらのステップを、複数の処置システムを有するシステムなどの、他のシステムで用いるために変更することが可能であろう。
【００３３】
本方法は、ある特定の量の体液に対して実施されるものとして記載されるが、本システムは、体液の連続流に対して機能させ得る。すなわち、システム１００は、必ずしも、ある量の体液を採取し、その量が処理されて戻されるのを待ってから、次の量の体液を採取する必要はない。本方法は、連続過程をたどるものであってもよい。同様に、図６は、一連の逐次ステップを示しているように見えるが、記載の方法のステップは、同時に実行し得る。例えば、システム１００は、図６に示すステップの一部又はすべてを同時に実行し得る。例えば、システム１００は、体液を採取することと、戻すことを同時に行ってもよい。
【００３４】
方法４００は、開始ステップ４０２においてスタートし得る。このステップ４０２は、システム１００の１つ以上の構成要素を起動することを含み得る。このステップ４０２は、さらに、様々な準備ステップを含んでよく、又はそのような準備ステップに従うものであってもよい。そのようなステップは、処置部品を設置すること、治療部位１１２を選択及び準備すること、チューブ類１１４を設置すること、構成要素を校正すること、システム１００の構成要素をプライミングすること、及び他のステップを含み得る。
【００３５】
処置部品を設置するステップは、望ましいアウトカム、特定の処置部位１１２、体液、又は他の考慮事項に基づいて、特定の処置部品を選択することを含み得る。例えば、脳血管攣縮に罹患しているヒト又は動物に対して、方法４００が用いられている場合、この施術の目的は、ヒト又は動物のＣＳＦから血液分解産物を濾過除去することであり得る。これにより、治療部位１１２は、ＣＳＦである体液を運ぶ管腔ということになる。従って、ＣＳＦから血液成分を濾過除去するために、特定の処置部品が選択されることになる。例えば、浸透液としてのＣＳＦの進入を概ね可能とするのに十分に大きい孔である一方で、血液成分の流通を十分に阻止するように寸法設定された孔を有する膜２５８を使用し得る。
【００３６】
他の例として、クリプトコッカス髄膜炎に罹患している、又は罹患が疑われるヒト又は動物に対して、方法４００が用いられている場合、この施術の目的は、ヒト又は動物のＣＳＦ中に存在するかもしれないクリプトコッカス・ネオフォルマンスという真菌を除去又は不活性化することであり得る。この場合、治療部位１１２は、ＣＳＦを運ぶ管腔であってよく、真菌を不活性化するためにＣＳＦを加熱し、次いでＣＳＦから真菌を濾過除去するために、処置部品を選択し得る。
【００３７】
治療部位１１２を選択及び準備するステップは、特定の治療部位１１２を選択することを含み得る。例えば、医療従事者は、体液に対して処置を施すことが有効であり得る個体を選択するとともに、その体液を内包した槽を同定し得る。これには、上述のように、脳血管攣縮に罹患しているヒト又は動物を含み得る。治療部位１１２を準備することは、（例えば、図２に示すような脊椎部分２００において）施術で治療部位１１２にアクセスするための解剖学的位置を特定すること、その位置を滅菌すること、又は施術のために治療部位１１２にその他の準備をすること、を含み得る。治療部位１１２を選択及び準備することは、本出願に記載のシステム及び方法によって、又は他の手段によって、実施し得る。例えば、治療部位１１２を選択及び準備することは、上記で参照により組み込まれた米国特許出願第１４／７４３６５２号明細書に記載されている種々のシステム及び方法によって実施し得る。
【００３８】
チューブ類１１４を設置することは、システム１００の各種構成部品を接続することを含み得る。例えば、保持液出口１０６は、流量調整器１１８に接続され得る。このステップは、さらに、治療部位１１２から体液を採取するため、及び治療部位１１２に体液を戻すための、チューブ類１１４を設置することを含み得る。このステップは、体液を取入口１０４に取り込み、治療部位１１２に戻すことを可能とするように、治療部位１１２をシステム１００に流体接続させるために、解剖学的位置にマルチ・ルーメン・カテーテルを挿入すること、を含み得る。
【００３９】
構成要素を校正することは、システム１００を使用するための初期パラメータを設定することを含み得る。このステップは、初期流量、初期圧力、及び他の初期パラメータ又はシステム設定を判定することを含み得る。初期パラメータは、観測又は予測された臨床尺度に基づくものであってよく、それらには、治療部位１１２内の推定流体量、ヒト又は動物の健康状態、保持液と浸透液との予測比、及び他の因子が含まれるが、ただし、これらに限定されない。
【００４０】
システム１００のプライミングは、システム１００の構成要素の１つ以上にプライミング液を加えることを含み得る。システム１００の構成に応じて、プライミングは、１つ以上の構成要素を効果的に機能させるために必要な場合がある。治療部位１１２、体液、及びヒト又は動物に応じて、プライミングは、快適さ又は良好な健康状態を確保するために必要な場合がある。いくつかの用途において、システム１００は、ある量の体液を戻すと同時に、ある量の体液を採取することを可能とするために、プライミングされることがある。これは、（例えば、ＣＳＦの濾過中に）治療部位１１２が比較的少量の体液を有する場合での適用、又はそれ以外に、治療部位１１２が体液量の相対変化の影響を受けやすい場合での適用において、特に有用であり得る。濾過施術において、使用される濾過の型式、施術の長さ、及び他の因子に応じて、施術中に損失した体液を補うために、プライミング液を加え得る。
【００４１】
ステップ４０４において、ある量の体液を治療部位１１２から採取する。状況によっては、システム１００内に配置されたポンプ又は装置を用いて、体液を採取し得る。例えば、ポンプは、流量調整器１１８、（ポンプ２２２のように）処置システム１０２、及び合成器１１６のうちの少なくとも１つ以上の中の一構成要素であり得る。ある量の体液を治療部位１１２から採取するために、ポンプを使用し得る。
【００４２】
いくつかの実施形態において、治療部位１１２から体液を採取する速度は、約０．０１ｍＬ／分から約１００ｍＬ／分までの間、約０．０４ｍＬ／分から約３０ｍＬ／分までの間、約０．１ｍＬ／分から約１０ｍＬ／分までの間、又は他の範囲内である。一方、採取される量は、適用に応じて上下し得る。その量は、限定するものではないが、採取している体液の種類、体液の粘度、治療部位１１２内の体液量、及び他の要因など、様々な要因によって異なり得る。体液の粘度は、経時的に変化し得るとともに、特定のヒト又は動物に応じて異なり得る。例えば、ＣＳＦの粘度は、髄膜炎に罹患したヒト又は動物では、典型的なＣＳＦを有するヒト又は動物とは異なり得る。治療部位１１２から体液が採取されると、その体液は、チューブ類１１４を通り、取入口１０４を介して処置システム１０２内に流入し得る。
【００４３】
ステップ４０６において、ある量の体液が処置される。これは、体液を処置システム１０２の処置ユニット２２６に通過させるステップを含み得る。体液は、処置ユニット２２６を通過する間に、体液を処置するためのマルチ構成要素を通過し得る。例えば、体液は、加熱ユニットを用いて加熱処置されてから、濾過ユニットを用いて濾過され得る。他の例として、体液は、限定するものではないが、タンジェンシャルフロー濾過、マイクロ濾過、限外濾過、ナノ濾過、デッドエンドフィルタ、デプスフィルタ、及び他の濾過装置又は機構など、様々な濾過要素を通過し得る。
【００４４】
この処置プロセスは、体液を保持液流と浸透液流とに分離する結果をもたらし得る。浸透液流は、浸透液出口１０８を通して処置システム１０２から流出し得る一方、保持液は、保持液出口１０６を通して処置システム１０２から流出し得る。フィルタの構成及び方法４００の目的に応じて、いくつかの実現形態では、浸透液は、治療部位１１２に戻されるべき体液であり得る。他の実現形態では、保持液が、治療部位１１２に戻される場合がある。保持液は、汚濁物を含む体液、又はそれ以外に、治療部位１１２に戻すには望ましくない状態にある体液であり得る。
【００４５】
いくつかの実施形態において、保持液は、別の処置プロセスを通して再度処置されることにより、又は、同じ処置システム１０２を通した再誘導によって再度処置されることなどにより、逐次的又は漸進的に処置され得る。例えば、いくつかの実施形態において、保持液は、流量調整器を通過して、さらなる濾過のために処置システム１０２に流入し得る。浸透液は、浸透液出口１０８から流出して、治療部位１１２に戻すための合成器に流入し得る。２回目の保持液は、さらに処置され得る。体液が十分に処置されたら、残った保持液若しくは汚濁物は、流量調整器を通過して、分析用、廃棄用、貯蔵用、若しくは他の用途の液溜め１１０内に移し得る。代替的若しくは追加的に、残った保持液に、さらなる処理、処置、及び濾過の少なくともいずれか１つを（あらゆる回数だけ）施し得る。その場合、さらに処置済みとされた体液は、例えば、そのまま治療部位１１２に導かれるか、又は他の体液と合わせて治療部位１１２に導かれる。
【００４６】
ステップ４０８において、体液及びシステムのいずれか一方の特性を測定し得る。特性を測定することは、関心のある特性又はパラメータを、断続的又は連続的にサンプリング及び監視の少なくともいずれか一方を実施することを含み得る。このステップ４０８は、体液の処置４０６後に実行されるものとして示しているが、ステップ４０８は、プロセス４００中に、有用なデータが収集され得るいずれかの時点で実行され得る。
【００４７】
いくつかの実施形態において、特性を測定することは、処置前、処置中、又は処置後に治療部位１１２から採取される体液の特性を測定することを含み得る。測定される特性として、特定の汚濁物、タンパク質、化合物、マーカ、及び他の存在する体液成分の有無又は量を含み得る。他の例として、浸透液量と保持液量との比、治療部位１１２からの体液流量、体液温度、体液の不透明度又は半透明度又は透明度、保持液の絶対流量、及び治療部位１１２への体液流量、を測定してもよい。また、システム１００の性能特性を測定してもよい。例えば、処置ユニット２２６の効率、（例えば、インタフェース２１０を介して）処置ユニット２２６の状態、及びシステム１００の他の性能指標を測定し得る。
【００４８】
システムが利用するデータは、直接的又は実際に測定されるデータに限る必要はない。データは、実際に測定されたデータから推定されたものであってもよい。例えば、保持液流量は、ポンプ流量と浸透液流量との差を用いて特定し得る。この方法により、システムは、測定が不可能、測定が困難、又は例えば粘度の変化に起因して不正確であり得る値を、測定することが可能となる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、測定される特性として、ヒト又は動物に関する情報、又は医療提供者が入力する情報を含み得る。例えば、システム１００は、ヒト又は動物の血圧、心拍数、ストレス、及び他の情報を監視し得る。定量的特性に加えて、定性的測定も行ってもよい。例えば、ヒト又は動物の不快感及び他の質を測定し得る。これら及び他のデータは、センサ２２４で測定してもよく、若しくはシステム１００に操作可能に接続された入力装置（例えば、キーボード、タッチスクリーン、治療対象監視装置、及び入力を受け取るための他の装置）によってシステムに入力してもよく、あるいは、センサ２２４で測定し、かつ、システム１００に操作可能に接続された入力装置（例えば、キーボード、タッチスクリーン、治療対象監視装置、及び入力を受け取るための他の装置）によってシステムに入力してもよい。
【００５０】
ステップ４１０において、ある量の体液を治療部位１１２に戻す。いくつかの実施形態において、体液の処置が完了すると直ちに、その体液を治療部位１１２に戻す。いくつかの実施形態において、体液の流量を制御してもよい。例えば、合成器１１６又はシステム１００の他の領域において、ある量の体液を、治療部位１１２に戻す前のある時間にわたって滞留保持してもよい。滞留保持は、体液の戻り流量を平滑化するため、体液が特定の温度に達するための時間を確保するため、特定の添加剤が体液内に混合するための時間を確保するため、及び他の理由で、用いられ得る。
【００５１】
いくつかの実施形態において、治療部位１１２内のホメオスタシスが維持されるような流量で、又はホメオスタシスが維持されるようにして体液が戻されるように、体液が治療部位１１２に戻される流量及び圧力の少なくともいずれか一方を制御する。これは、いくつかの実施形態において、体液がシステムから現在取り出されているのと同じ流量で体液を戻すことにより実現され得る。いくつかの実施形態において、体液は、それが採取されたのと略同じ流量で戻され得る。システムから採取される体液量と、システムに戻される体液量は、等しくない場合がある。これは、治療部位からの汚濁物の相当な量が除去される場合であり得る。いくつかの実施形態において、その差は、二次体液の添加又は体内での自然産生によって補われ得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、ある特定の量の追加の体液が治療部位１１２に戻され得る。追加の体液は、治療部位１１２から採取されなかった体液、以前に治療部位１１２から採取された体液、別の治療部位から採取された体液、合成的に産生された体液、ヒト又は動物の体内で自然産生された体液、又はそれ以外に、ステップ４０４において治療部位１１２から採取した分とは異なる体液であり得る。追加の体液を戻すことは、特に、スタート４０２時に治療部位１１２が少量の体液しか含んでいない状況において、例えば濾過除去された体液分を補うために用いられることがある。
【００５３】
いくつかの実施形態において、治療部位１１２に戻す前の体液に、１種以上の治療剤を添加し得る。体液は、特定の薬剤で処置されるか、又は特定の薬剤と混合され得る。例えば、体液がＣＳＦである場合には、薬剤は、血液脳関門を迂回するように構成され得る。これらの薬剤として、抗生物質、神経成長因子、抗炎症剤、鎮痛剤、髄腔内手段を用いて供給されるように設計された薬剤、特定の症状（例えば、髄膜炎、アルツハイマー病、鬱病、慢性痛、及び他の症状）に効果があるように設計された薬剤、ならびに他の薬剤を含み得るが、ただし、これらに限定される必要はない。
【００５４】
具体例として、治療部位１１２は、くも膜下腔、又はＣＳＦを含有すると知られている若しくは考えられている他の腔のような、ヒト又は動物のＣＳＦ含有腔であり得る。この腔は、全部で約１２５ｍＬのＣＳＦしか有していない場合があり、もし、そのレベルが、ある特定の閾値（例えば、約８５ｍＬ）を下回ると、ヒト又は動物は、望ましくない副作用を被ることがある。特に多量の現存するＣＳＦに、望ましくない化合物が含まれる場合には、浸透液の量は、治療部位１１２内の体液レベルが閾値を下回る原因となるのに十分な少量であり得る。このため、システム１００は、採取されたＣＳＦの戻される量と、閾値量を上回る量を治療部位１１２に維持するために戻される必要がある量との差を調整するために、ある量の追加の体液（例えば、人工ＣＳＦ又は他の適切な体液）を戻すことがある。
【００５５】
いくつかの実施形態において、体液を採取すること、及び戻すことは、パルス状に行われ得る。例えば、システム１００は、ある特定の量を採取した後に、さらなる体液の採取を停止し得る。採取した量の体液は、処置され、（例えば、合成器に）滞留保持される。ある量の処置済の体液は、治療部位１１２から採取される次回の量と、略同じ流量及び略同じ総量の少なくともいずれか一方で滞留分（バッファ）から治療部位１１２に戻され得る。このプロセスによって、システムは、治療部位１１２の体積レベルを比較的一定に維持することが可能となり得るとともに、このプロセスは、処置時間（例えば、体液が治療部位１１２から採取されてから、治療部位１１２に戻されるまでの時間）が長い状況において、有用であり得る。
【００５６】
ステップ４１２において、判定を行う。該判定は、例えば、医療従事者、プロセッサシステム、又はそれらの組み合わせによって行われ得る。例えば、医療従事者は、測定された特性を分析して、結論を出す場合がある。他の例として、処理ユニット２０８は、アルゴリズムを用いて、又は他の機構によって、測定された特性を分析する場合がある。その判定は、測定されたパラメータ、タイマ、スケジュール、又は他の機構に基づくものであってもよい。その判定は、システム１００のパラメータを変更するために用いられる場合があり、経時的に変更する場合があり、また、特定の測定された特性にアクセスする場合がある。
【００５７】
例えば、判定は、治療部位１１２から採取している体液の流量及び治療部位１１２に戻している体液の流量の少なくともいずれか一方についてなされ得る。例えば、体液の採取流量と戻し流量を略同じに維持することが望ましい場合がある。具体的には、治療部位１１２から採取中の体液が戻し中の体液よりも多い場合には、治療部位１１２内の体液の量は、全体的に減少し得る。これは、好ましくない場合がある。いくつかの体液及びいくつかの治療部位１１２においては、治療部位１１２の体積が特定の閾値を超えた場合、好ましくない副作用が生じ得るからである。例えば、採取中の体液がＣＳＦである場合には、その流量は、ヒトヒト又は動物から採取されるＣＳＦの量が１時間の間に約５ｍＬから約２０ｍＬを概ね超えないもの、とされ得る。すなわち、体液の体積は、１時間の間に元の開始体積から約５ｍＬから約２０ｍＬよりも多く減少しない。いくつかの実施形態において、保持液の絶対流量は、ある特定の保持液流量の許容範囲内に維持されることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態において、その閾値は、約０．１０ｍＬ／分から約０．３０ｍＬ／分の間であり得る。いくつかの実施形態において、閾値は、約０．１６ｍＬ／分であってもよい。いくつかの実施形態において、閾値は、約０．２ｍＬ／分から約０．２５ｍＬ／分の間であってよいが、ただし、状況によっては、他の値が望ましい場合がある。いくつかの実施形態において、ポンプは、約１．０ｍＬ／分で作動してよく、保持液流量は、約０．２５ｍＬ／分であり、浸透液流量は、約０．７５ｍＬ／分であり、その比は、約３：１である。一方、もし、ポンプ速度を約２．０ｍＬ／分まで増加させた場合には、保持液流量は、約０．２５ｍＬ／分に維持され得ることで、約１．７５ｍＬ／分の透過流量からかけ離れる。すなわち、その比は、約７：１となる。保持液流量を閾値の範囲内に維持することによって、比が変化しても、システムは、意図したように機能することを考え得る。
【００５８】
測定された特性に基づいて、採取流量と戻し流量の差に対処する最善の方法は、システムから失われる体液の全体量を減らすように、流量を減少させることであり得ると判断され得る。これは、治療部位１１２からの体液の正味損失があるものの、その損失は、より遅い速度で発生することを意味し得る。その速度は、例えば、その損失を補うのに十分な体液をヒト又は動物の体内で産生するのに、十分に遅いものであってもよい。
【００５９】
例えば、濾過プロセス４００の開始時には、体液は多量の汚濁物を含んでいる場合があり、その結果、比較的多量の物質が濾過除去されて、比較的少量の体液（例えば、浸透液）が戻される。濾過プロセス又は処置プロセスが継続するにつれて、汚濁物が既に濾過除去されているため、処置される体液（例えば、保持液）の量は、減少し得る。このシナリオにおいて、比較的低い流量でプロセスを開始し、その後、濾過除去される体液の量が減少するにつれて、流量を増加していくために、判定を行い得る。さらに、その判定は、特定の濾過結果を得るために、処置ユニット２２６内の流れ及び圧力を変化させることを含み得る。
【００６０】
他の例として、測定された特性は、ヒト又は動物が表明した不快感である場合がある。ヒト又は動物のＣＳＦ含有腔からＣＳＦを採取することは、脊髄性頭痛のように、過剰排液の症状を引き起こすことがある。過剰排液の症状は、ＣＳＦを閾値よりも多く採取しないことによって、回避又はその他の対処が可能であり得る。しかしながら、具体的な閾値は、ヒト又は動物ごとに異なり得る。従って、予測された閾値は、実際の閾値とは異なる場合があり、ヒト又は動物は、予想よりも早く症状を発現することがある。ヒト又は動物が不快感を表明したことに応じて、医療従事者は、プロセスのパラメータを変更する必要があり得ると判断し得る。
【００６１】
いくつかの実施形態において、システムは、ヒト又は動物から採取されるＣＳＦの量及びヒト又は動物の頭蓋内圧の少なくともいずれか一方に基づいて、脊髄性頭痛又は出血の発現を予測し得る。システムは、閾値量のＣＳＦが採取されたこと、又は頭蓋内圧が閾値に達したこと、を検出したことに応じて、処置パラメータを変更するように構成され得る。例えば、閾値量は、採取されるＣＳＦの量、ある期間にわたって採取されるＣＳＦの量、又は脊髄性頭痛を誘発すると予測される頭蓋内圧であり得る。いくつかの実施形態において、採取されるＣＳＦの閾値量、又はある期間にわたって採取されるＣＳＦの閾値量は、脊髄性頭痛を引き起こすと予測される量の約１００％から約５０％までの範囲内、約９５％、約９０％、約８５％、又は約８０％であり得る。いくつかの実施形態において、閾値量は、脊髄性頭痛を引き起こすと予測される頭蓋内圧の量の約３００％から約１００％まで、約１５０％、約１２５％、約１１０％、約１０５％、又は約１００％未満であり得る。いくつかの実施形態において、脊髄性頭痛を誘発するのに十分な、（補充することなく）採取されるＣＳＦの予測量は、１５ｍＬ／時間よりも大きい量である。
【００６２】
いくつかの実施形態において、ステップ４１２において、処理ユニット２２８及び医療従事者の少なくともいずれか一方は、プロセスを完了すべきであると判断する場合がある。この時点で、このフロー図は、終了ステップ４１６に移行する。他のいくつかの実施形態では、ステップ４１２において、処理ユニット２２８及び医療従事者の少なくともいずれか一方は、実質的に変更することなくプロセスを継続すべきであると判断する場合がある。このように判断した場合は、フロー図は、ステップ４０４に戻り得る。さらに別の実施形態において、ステップ４１２において、処理ユニット２２８及び医療従事者の少なくともいずれか一方は、プロセスの１つ以上のパラメータを変更すべきであると判断する場合がある。このように判断した場合は、フロー図は、ステップ４１４に移行し得る。
【００６３】
ステップ４１２において行われた判定に応じて、ステップ４１４において、システム１００の１つ以上のパラメータを変更する。変更されるべきパラメータとして、流入流量、流出流量、バッファ容量、及び他のパラメータを含み得る。このようなパラメータは、例えば、処理ユニット２０６が、パラメータを修正するための信号をポンプ２２２又はシステムの他の構成要素に送信することによって、変更され得る。いくつかの実施形態において、それらのパラメータは、入力２０８に受け取った入力によって手動で変更され得る。これは、医療従事者が入力するパラメータを含み得る。いくつかの実施形態において、採取量と戻し量との差（例えば、廃棄率）に基づいて、パラメータを更新し得る。
【００６４】
いくつかの実施形態において、パラメータを更新するステップ４１４は、体液の流れ方向を変更することを含み得る。例えば、システムは、複数の処置システムを有する場合があり、それらに対して、体液は、体液の流れ方向を変化させるための弁又は他の機構の操作によって導かれ得る。ステップ４１４は、ある処置システムから別の処置システムに、体液の流れを変更することを含み得る。これは、第１の処置システムよりも第２の処置システムの方が、特定の処置に適していると判断されたことに応じて実行され得る。
【００６５】
いくつかの実施形態において、パラメータを更新するステップ４１４は、治療部位１１２におけるチューブ類の配置を修正することを含み得る。例えば、１つ以上の流入チューブ又は流出チューブ１１４が詰まったか、又はそれ以外に、低下した容量で機能している場合がある。これに応じて、容量低下の問題に対処するために、チューブ類１１４の調整又はその他の修正を行ってもよい。医療従事者は、光、アラーム、又は他の表示によって、その問題の警告を受ける場合がある。
【００６６】
いくつかの実施形態において、パラメータを更新するステップ４１４は、処置ユニット２２６などのシステム１００の１つ以上の構成要素に洗浄又はその他の修正を加えることを含み得る。これは、例えば、背圧及びポンプ速度を変更することにより実現され得る。
【００６７】
いくつかの実施形態において、パラメータを更新するステップ４１４は、処置ユニット２２６又はシステムの他の構成要素に詰まりが発生しているかどうかを判断するために、システムの特性を検知することを含み得る。検知される特性は、処置システムの警告状態を読み取ること、又はシステム流量又はシステムの他のパラメータの変化を伴うことなくフィルタ圧力の上昇を検出すること、を含み得る。システム１００内で詰まりが発生している可能性があると判断したことに応答して、フィルタの保持液ポートを通過する流量が増加され得る。流量の増加は、ユーザ又はシステムが背圧弁（例えば、流量調整器１１８の背圧弁）を開放した結果であり得る。弁を開放することは、１つ以上のフィルタの１つ以上の保持液ポートを通して廃棄物回収領域（例えば、液溜め１１０）に流入する体液のサージという結果を生じ得る。体液のサージは、治療部位１１２に戻る流量がゼロになるか、さらには負の流量となる結果をも生じ得る。従って、流量を制御するオペレータ又はシステムは、このフィルタ詰まり除去機構の結果として失われる体液量及び患者に及ぼす可能性のある影響を考慮することがある。
【００６８】
ステップ４１６において、本プロセスは終了する。プロセスが完了した後に、様々な終結ステップを実行してよく、それには、ヒト又は動物に包帯を巻くこと、システム１００の１つ以上の構成要素を分解すること、ある量の採取された体液を分析すること、保持液を分析すること、及びその他のステップが含まれるが、ただし、これらに限定されない。
【００６９】
［濾過システムの性能向上］
いくつかの実施形態において、ＣＳＦを目標温度に加熱すること、ＣＳＦを目標温度に冷却すること、ＣＳＦ流量を増加させること、ＣＳＦに光を当てること、細胞をそれらの誘電特性によって分離すること、螺旋分離・遠心分離の少なくともいずれか一方を施すこと、標的粒子に添加剤を結合すること、それらの組み合わせ又は他の技術を施与すること、によって、タンジェンシャルフロー濾過システムなどの濾過システムの性能を向上させ得る。
【００７０】
［ＣＳＦの目標温度への加熱又は冷却］
いくつかの実施形態において、ＣＳＦを目標温度に加熱又は冷却することによって、濾過システムの性能が向上し得るとともに、他の有益な結果が得られる場合がある。例えば、ＣＳＦを目標温度に加熱又は冷却することは、微生物又はＣＳＦの他の成分に影響を及ぼし得る。特に、ＣＳＦを加熱又は冷却することで、ＣＳＦ中の微生物を抑制し得る。微生物を抑制することは、微生物の繁殖能力を低下させること、微生物の繁殖を阻止すること、微生物を殺滅すること、微生物を不活化すること、微生物を弱毒化すること、又はそれ以外に微生物の潜在的悪影響を減少させること、を含み得る。微生物を抑制するシステム又はプロセスでは、微生物をすべて抑制する必要はない。例えば、本システムは、すべての微生物のうちの約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、約９０％、約９５％、約９９％、約９９．９％、約９９．９９％、９９．９９％超、又はその他の割合を、抑制し得る。
【００７１】
微生物は、病気を引き起こすだけではなく、ＣＳＦ処置システムの効果を減少させることがある。真菌、ウイルス、及び細菌の少なくともいずれか１つの繁殖によって、フィルタ又は処置システム１００の他の部品が詰まることがある。フィルタ上に少数の微生物が存在すると、それらは増殖し続けてフィルタ全体を覆うことがある。システムの一部分に微生物が滞留すると、その部分は持続的な病原体の巣になり得る。１つのソリューションは、微生物を殺滅又は抑制するためにＣＳＦの温度を変化させることである。
【００７２】
標的微生物は、クリプトコッカス髄膜炎の原因となる真菌であるクリプトコックス・ネオフォルマンス又はクリプトコッカス・ガッティのような真菌であり得る。Ｃ．ネオフォルマンスは、典型的なヒトの体温である３７℃のような温暖な環境で繁殖する。この温度での増殖能力によって、Ｃ．ネオフォルマンスは、免疫不全の人にとっては特に致死的となる。しかしながら、Ｃ．ネオフォルマンスは、約４０℃の最大繁殖温度を有する。Ｊｏｈｎ  Ｒ．Ｐｅｒｆｅｃｔによる「Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ：
ｔｈｅ  Ｙｅａｓｔ  ｔｈａｔ  Ｌｉｋｅｓ  Ｉｔ  Ｈｏｔ」ＦＥＭＳ  ＹＥＡＳＴ  ＲＥＳ，Ｖｏｌ．６（２００６年），４６３頁から４６８頁を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。さらに、Ａ．Ｍａｄｅｉｒａ−Ｌｏｐｅｓ等による「Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｐｒｏｆｉｌｅｓ  ｏｆ  ｇｒｏｗｔｈ  ａｎｄ  ｄｅａｔｈ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ
ｙｅａｓｔ  Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｎｏｎ−ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ  Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ａｌｂｉｄｕｓ」Ｊ．ＢＡＳＩＣ  ＭＩＣＲＯＢＩＯＬ．，Ｖｏｌ．２６（１９８６年），４３頁から４７頁を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。従って、ＣＳＦを４０℃又はそれ以上の温度に加熱することによって、Ｃ．ネオフォルマンスのような特定の真菌を殺滅又はその繁殖を抑制し得る。同様に、他の微生物又はＣＳＦの成分を標的として、加熱を用いてもよい。
【００７３】
ＣＳＦを熱で処置するのと同様に、ＣＳＦを冷却することによって、微生物の生存性を減損し得る。例えば、ＣＳＦを冷却することによって、微生物の繁殖を阻止又は抑制し得ることで、微生物によって処置システム１０２が詰まる可能性又はそれ以外にシステム１０２の性能を低下させる可能性が低減する。いくつかの実施形態は、いくつかのタンパク質を凝結させるため、若しくは標的微生物の繁殖を遅延又は停止させるため、又は、いくつかのタンパク質を凝結させ、かつ、標的微生物の繁殖を遅延又は停止させるために、ＣＳＦを目標温度に冷却するように構成され得る。ＣＳＦは、標的タンパク質が溶液から凝結する目標温度に冷却され得る。タンパク質が、ある特定の温度に達すると、そのタンパク質は溶液から凝結する。特に、タンパク質は溶液に可溶であり得るが、冷却されると折り畳まれた固体となり得る。タンパク質が凝結する温度は、標的タンパク質によって異なり得る。
【００７４】
図７は、いくつかの実施形態により、ＣＳＦを採取し、ＣＳＦの温度を変化させ、ＣＳＦを濾過又はその他の状態調整し、ＣＳＦを脊髄領域に戻すためのシステム及び方法を示している。これらのシステム及び方法は、処理ユニット２２８及びインタフェース２３０の少なくともいずれか一方によって制御及び監視され得る。これらの構成要素２２８、２３０は、処置ユニット１０２の他の構成要素に接続され得る。これらのシステム及び方法は、第１のポート２０６及び第２のポート２０８をそれぞれ用いて、治療部位１１２からＣＳＦを採取すること、及びＣＳＦを戻すことを含み得る。処置サイクルは、第１のポート２０６及び細長マルチ・ルーメン・カテーテル２０４を用いて、腰椎槽の治療部位１１２からＣＳＦを採取することから開始し得る。マルチ・ルーメン・カテーテル２０４は、第１のポート２０６が対象の腰椎槽の治療部位１１２内に位置し、第２のポート２０８が対象の胸椎中上部の治療部位１１２内に位置するように、配置され得る。対象の腰椎槽の治療部位１１２は、Ｌ２椎骨とＬ４椎骨の付近の領域内若しくはそれらの間の領域内、Ｔ１２椎骨とＴ１０椎骨の付近の領域内若しくはそれらの間の領域内、又は他の位置、に位置し得る。対象の胸椎中上部の治療部位１１２は、Ｔ６椎骨とＴ３椎骨の付近の領域内若しくはそれらの間の領域内、Ｔ８椎骨とＴ４椎骨の付近の領域内若しくはそれらの間の領域内、Ｃ７椎骨とＴ４椎骨の間、又は他の位置、に位置し得るが、他の位置を用いてもよい。
【００７５】
対象の腰椎槽の治療部位１１２からＣＳＦが採取されるときに、ＣＳＦは、マルチ・ルーメン・カテーテル２０４のインレットルーメンを通り抜けて、取入口１０４を通して処置システム１０２に流入する。次いで、センサ２２４は、ＣＳＦがポンプ２２２及びエアトラップ２２３を通過するときにＣＳＦの圧力を測定し得る。ＣＳＦの圧力は、体液が温度制御ユニット２３２を通って移動するとき、センサ２２４を用いることにより再び取得される。
【００７６】
温度制御ユニット２３２は、必要に応じて目標温度に達するように体液を冷却又は加熱するように構成されたユニットであり得る。加熱システムは、温度を制御するために、様々なセンサ及びフィードバックループを有し得る。様々な冷却技術を用いてよく、それらには、蒸気圧縮、熱電冷却、放熱器、冷浴、他の技術、又はそれらの組み合わせが含まれるが、ただし、これらに限定されない。様々な加熱技術を用いてよく、それらには、加熱コイル、温浴、他の技術、又はそれらの組み合わせが含まれるが、ただし、これらに限定されない。温度制御ユニット２３２は、処置システム１０２内に配置されるものとして示しているが、全体としてのシステム１００内の他の場所に配置され得る。例えば、温度制御ユニットは、処置システム１０２の外部に配置され得る。いくつかの実施形態において、温度制御ユニット２３２は、ＣＳＦを直接的に冷却又は加温するのではなく、ＣＳＦの加温又は冷却のために循環する伝熱体液を冷却又は加温する。他の実施形態において、温度制御ユニット２３２は、処置ユニット２２６自体のフィルタを冷却又は加温する。
【００７７】
温度制御ユニット２３２は、採取されたＣＳＦの温度を調整し得る。例えば、温度制御ユニット２３２は、ＣＳＦを冷却又は加温し得る。ＣＳＦが温度制御ユニット２３２から流出した（又はその他の方法で冷却された）後に、ＣＳＦは、処置ユニット２２６のフィルタを用いて濾過され得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＦは、その温度が変更される前に濾過され得る。処置ユニット２２６は、ＣＳＦを浸透液と保持液に分離し得る。保持液は、保持液出口１０６を通過して、廃棄又はさらなる処理のために液溜め１１０内に貯留され得る。浸透液は、圧力制御センサ２２４及び流量センサ２２４を通過し得る。次に、浸透液は、浸透液出口１０８及びマルチ・ルーメン・カテーテル２０４のアウトレットルーメンを通過する。次いで、浸透液は、第２のポート２０８を通してマルチ・ルーメン・カテーテル２０４から流出し、頸胸境界部の治療部位１１２に注入される。
【００７８】
ＣＳＦの加熱又は冷却は、急速にしてもよいが、急速である必要はない。システムは、ＣＳＦが処置ユニット２２６のフィルタに到達するときまでに、ＣＳＦが目標温度に達するように、ＣＳＦの温度を変化させるように構成され得る。目標温度は、標的微生物（又は、ある割合の標的微生物）が繁殖、生存できる温度を超える温度、又はそれ未満の温度であってもよい。例えば、その温度は、それより高い温度では標的微生物の約５０％、約７５％、約９０％、約９９％、又は約９９．９％が繁殖又は生存できない温度であってもよい。
【００７９】
また、目標温度は、ＣＳＦが損傷される温度又はＣＳＦのタンパク質が変性する温度よりも低い温度、又はそれを超える温度であってもよい。例えば、ＣＳＦ中の全タンパク質の約３５％から約８０％を構成するアルブミンは、６０℃で、損傷されることなく処置され得る。リボヌクレアーゼ（ｐＨ２．０）は、約３０℃で変性することがあり、ユビキチン（ｐＨ４．０）は、約８２℃で変性することがあり、ブドウ球菌ヌクレアーゼ（ｐＨ６．５）は、約３８℃で変性することがある。Ｃｒｉｓｔｉａｎｏ  Ｌ．Ｄｉａｓ等による「Ｔｈｅ  ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ  ｅｆｆｅｃｔ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｒｏｌｅ  ｉｎ  ｃｏｌｄ  ｄｅｎａｔｕｒａｔｉｏｎ」ＣＲＹＯＢＩＯＬＯＧＹ，Ｖｏｌ．６０（２０１０年），９１頁から９９頁を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、加熱によるＣＳＦの変性又は損傷は、許容量であれば生じ得る。例えば、標的微生物を殺滅するためにＣＳＦを目標温度に加熱することによりヒト又は動物が受ける利益は、ＣＳＦのアルブミンの一部が変性することによって生じる不利益に勝る場合がある、いくつかの実施形態において、システムは、ヒト又は動物に戻される変性したタンパク質の量を低減するために、変性したタンパク質を捕捉するように構成された処置システムを備え得る。
【００８０】
いくつかの実施形態において、目標温度は、約４７℃又は約４５℃であり得る。いくつかの実施形態において、目標温度は、約３７℃から約９０℃、約４０℃から約８０℃、約４５℃から約６５℃まで、約４５℃から約６０℃まで、約４５℃から約５５℃まで、又は約５０℃であり得る。いくつかの実施形態において、目標温度は、標的微生物が繁殖、生存できる温度を超える温度であり得る。例えば、Ｃ．ネオフォルマンスの熱死滅は、４０℃を超える温度で開始し、温度が４５℃に近づくにつれて急速に増加する。従って、ＣＳＦの温度は、Ｃ．ネオフォルマンスを標的とするためには、この範囲内で、又はさらに高く、上昇させ得る。いくつかの実施形態において、システムは、ＣＳＦが処置ユニット２２６のフィルタに到達するときまでに、ＣＳＦが目標温度に達するように、ＣＳＦを冷却するように構成され得る。その目標温度は、標的微生物が繁殖、生存できる温度よりも低い温度であり得る。いくつかの実施形態において、目標温度は、約３７℃未満、約３０℃未満、約２０℃未満、及び約１０℃未満の少なくともいずれか１つであり得る。システム１００は、約１秒から約１０秒又は約５秒にわたって、ＣＳＦを目標温度又はそれに近い温度に維持するように構成され得る。同様に、他の時間範囲を用いてもよい。例えば、約１秒から約１０分又は約５秒から約５分であってもよい。
【００８１】
いくつかの実施形態において、標的は、ＣＳＦから凝結する第１タンパク質又は第１タンパク質の１つである標的タンパク質であり得る。標的タンパク質のこの特性によって、これを濾過又は特別な処理の標的とすることが可能となり得る。例えば、標的タンパク質を凝結させてから、特別な処置（例えば、濾過、廃棄、又は他の処置）を施し得る。いくつかの実施形態において、処置が加えられて凝結したタンパク質を溶液に戻す。
【００８２】
ＣＳＦを加温する実施形態において、システムは、ＣＳＦを、ヒト又は動物に戻す前に、約３７℃又はより低温に冷却することが可能であるように構成され得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＦは、短尺のチューブを経る間に高速冷却され得る。例えば、約６インチ（１５．２ｃｍ）のチューブ内を、約１ｍＬ／分の流量で流れるＣＳＦは、約３９℃から約２２℃に冷却され得る。いくつかの実施形態において、処置済みＣＳＦが通過するチューブは、ＣＳＦの温度を低下させるために、冷浴に浸漬され得る。他の実施形態において、ＣＳＦを、放熱器又は他の冷却システムに通過させ得る。ＣＳＦを冷却する実施形態において、冷却されたＣＳＦは、ヒト又は動物に戻す前に加温され得、又は加温可能であり得る。また、ＣＳＦをヒト又は動物に戻すときにＣＳＦを冷却状態に維持すること、又はその他の方法でヒト又は動物を冷却することも効果的であり得る。そのような効果及び技術は、上記で参照により組み込まれた「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ
ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｆｏｃａｌ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｂｒａｉｎ  ａｎｄ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｃｏｒｄ」と題する米国特許出願第１５／２８７１７４号明細書に記載されている。これらの効果として、神経保護作用を有し得る低体温を誘発することが含まれる。
【００８３】
［ＣＳＦに対する光処置の適用］
いくつかの実施形態において、ＣＳＦを処置するために光を利用し得る。例えば、標的を治療するために、紫外線（ＵＶ）をＣＳＦに照射し得る。他の例として、標的を治療するために、光線力学療法を使用し得る。
【００８４】
図８は、いくつかの実施形態により、紫外線でＣＳＦを処置するためのシステム及び方法を示している。紫外線治療は、体外から、又はヒト又は動物内に配置したカテーテルを介して、施し得る。採取されたＣＳＦを紫外線で処置するために使用されるシステム及び方法は、ＣＳＦの温度を変化させる図７に示すシステム及び方法と同様であり得る。例えば、処置システム１０２は、温度制御ユニット２３２に対して追加的又は代替的に、紫外線処置システム５００を有し得る。紫外線処置システム５００は、紫外線反応器５０２を含み得るものであり、ＣＳＦは、該紫外線反応器５０２の中を取込口５０４から出口５０６まで流れ得る。紫外線反応器５０２の内部であって、ＣＳＦ流路の範囲内に配置されているのは、紫外線ランプ５０８である。紫外線ランプ５０８は、紫外線反応器５０２内で、その中を流れるＣＳＦを処置するための紫外線を供給するように構成されている。紫外線処置の質を向上させるために、特定の波長の紫外線が選択され得る。特に、微生物を効果的に不活性化するために、約２７０ｎｍから約２５０ｎｍの範囲の波長を使用し得る。紫外線ランプ５０８は、制御システム５１０によって制御され得る。制御システム５１０は、紫外線ランプ５０８の動作を制御するためのコンポーネントを含み得るとともに、処理ユニット２２８及びインタフェース２３０のような、処置システム１０２の他の構成要素とインタラクションし得る。システム５００は、さらに、紫外線放射への望ましくない露出を避けるため、及び紫外線ランプによるＣＳＦ又はシステム１００の構成要素の望ましくない加熱を回避するために、様々な断熱又は紫外線遮蔽又は他の保護要素を含み得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＦの加熱を生じさせるために、断熱の一部又はすべてを省いてもよい。これは、前述のように、ＣＳＦの加熱処置を引き起こすために用いられることがある。紫外線を照射する他のシステム又は方法を用いてよく、それには、紫外線ランプ５０８がＣＳＦ流路の範囲内に配置されるのではなくＣＳＦの流れから隔離されているシステムが含まれるが、ただし、これに限定されない。
【００８５】
紫外線処置システム５００は、ＣＳＦ中の細菌を不活性化するように構成され得る。ＣＳＦに施される紫外線処置の線量は、紫外線の強度及び紫外線がＣＳＦに照射される時間の関数であり得る。例えば、その線量は、ミリジュール（ｍＪ）／ｃｍ２で表し得る。線量は、微生物の約９９．９％を不活性化するように選択され得る。そのような線量は、特定の微生物に応じて異なり得る。Ｇａｂｒｉｅｌ  Ｃｈｅｖｒｅｆｉｌｓ等による「ＵＶ
Ｄｏｓｅ  Ｒｅｑｕｉｒｅｄ  ｔｏ  Ａｃｈｉｅｖｅ  Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  Ｌｏｇ  Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂａｃｔｅｒｉａ，  Ｐｒｏｔｏｚｏａ  ａｎｄ
Ｖｉｒｕｓｅｓ」ＩＵＶＡ  ＮＥＷＳ，Ｖｏｌ．８，ｎｏ．１（２００６年３月），３８から４５頁を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。例えば、ブドウ球菌を不活性化するための紫外線量は、約３ｍＪ／ｃｍ２から約８ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であり得る。細菌を不活性化するための典型的な線量は、約２ｍＪ／ｃｍ２から約１６ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であり得る。ウイルスを不活性化するための典型的な線量は、約４ｍＪ／ｃｍ２から約４０ｍＪ／ｃｍ２であり得る。紫外線の波長は、約４００ｎｍから約１００ｎｍの範囲内であり得る。線量は、約５０％、約７５％、約９０％、約９５％、又は他の割合など、より少ない割合の微生物を不活性化するように選択され得る。線量は、約１ｌｏｇ、２ｌｏｇ、３ｌｏｇ、４ｌｏｇ、５ｌｏｇ、６ｌｏｇ、７ｌｏｇ、又は他の吸光度の低減など、生存細菌数における特定の吸光度の低減を達成するように選択され得る。いくつかの実施形態において、反応器５０２は、反応器５０２の中を通り抜けて流れるＣＳＦが特定の線量の光を受け得るように構成され得る。これは、例えば、流体流路を延長若しくは短縮すること、又は反応器５０２を通り抜けるＣＳＦの流体流の速度を増加若しくは減少させること、あるいは、流体流路を延長若しくは短縮すること、並びに反応器５０２を通り抜けるＣＳＦの流体流の速度を増加若しくは減少させることによって実現され得る。
【００８６】
いくつかの実施形態において、ＣＳＦを紫外線で処置する方法は、ある量のＣＳＦを採取することと、殺菌線量の紫外線をＣＳＦに照射することと、処置済みのＣＳＦを濾過することと、ＣＳＦをヒト又は動物に戻すことと、に関連し得る。ＣＳＦを採取すること、及び戻すことは、本明細書に記載の種々の方法及びシステムによって実施し得る。
【００８７】
いくつかの実施形態において、標的を治療するために、光線力学療法を使用し得る。光線力学療法は、感光物質を光で活性化させることを伴い得る。Ｒｅｎａｔｏ  Ｐｒａｔｅｓ等による「Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ  ｔｈｅｒａｐｙ  ｃａｎ  ｋｉｌｌ  Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ  ｉｎ  ｉｎ  ｖｉｔｒｏ  ａｎｄ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ｍｏｄｅｌｓ」ＰＲＯＣ．ＯＦ  ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．７１６５（２００９年）を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。感光物質は、ウイルス、細菌、又は真菌など、ＣＳＦ中の標的であり得る。いくつかの実施形態において、感光物質は、ＣＳＦ中に導入された添加剤であり得る。添加剤は、標的と結合又はその他の相互作用し得るものであって、これにより、光が照射されたときに、光及び添加剤の少なくともいずれか一方によって最終的に標的に変化が引き起こされる。例えば、添加剤が、特定の周波数及び強度の少なくともいずれか一方の光にさらされると、添加剤は、活性酸素種（例えば、過酸化物、スーパーオキシドなど）を放出するか、放出を引き起こすか、又は放出を促進し得る。活性酸素種は、標的を不活性化するか、又はその他の損傷を標的に与え得る。種々の添加剤を使用し得る。いくつかの添加剤として、塩化メチルチオニニウム（メチレンブルー）を含み得る。
【００８８】
光線力学療法を施すためのシステム及び方法は、紫外線処置を施すためのシステム及び方法と同様又は同一であり得る。例えば、光線力学療法は、紫外線処置システム５００を用いて、紫外線ランプ５０８又は異なる光源を使用して施し得る。光線力学療法に使用される光源は、ランプ、レーザ、又は他の電磁放射線源であり得る。光線力学療法用の光源は、様々な波長で発光するものであり得る。それには、約１０ｎｍから約１ｍｍの範囲から選択された波長が含まれるが、ただし、これに限定されない。例えば、光源は、６６０ｎｍの周波数で発光するように構成され得る。
【００８９】
［ＣＳＦ流量又は体積流量の増加］
典型的なＴＦＦシステムでは、膜の目詰まりを防ぐとともに、ＴＦＦの性能及び寿命を改善するために、高い体液流量と体液体積流量を用いる。しかしながら、高い流量と高い体積で、ヒト又は動物から体液を採取すること、及びヒト又は動物に体液を戻すことには、課題がある。特に、もしシステム１００に何らかの問題（例えば、詰まり又はチューブのつぶれ）が生じた場合には、高い流量と高い体積の結果として、そのシステムの問題が直ちにヒト又は動物に影響を及ぼすことになり得る。例えば、高流量でＣＳＦを採取して患者に戻す場合に、患者へのＣＳＦの戻しを妨げる詰まりがシステム１００内で生じていると、多量のＣＳＦが抜き取られることが原因で、ヒト又は動物の中のＣＳＦは問題のある低レベルとなることがある。
【００９０】
図９は、例えば、処置ユニット２２６のＴＦＦの効果を向上させるために、処置ユニット２２６を通過する体液流量を人工的に増加させるための弁３４及びフィードバック通路２３６を有する処置システム１０２の実施形態を示している。弁２３４は、処置ユニット２２６から浸透液出口１０８に向かう体液と、フィードバック通路２３６を通してポンプ２２２に向かう体液の流量を制御し得る。具体的には、弁２３４は、ヒト又は動物に戻される体液の流量を制限し得ることで、ポンプ２２２を通過して処置ユニット２２６に向かって戻る体液の量を増加させる。フィードバック通路２３６を通してポンプ２２２を通過して戻るように流れるＣＳＦは、フィルタを通過する体液の流量を増加させるために用いられることがある。処理ユニット２２８は、ポンプ２２２に向けて帰還させる体液量が高くなり過ぎないようにするために、弁２３４の動作を制御し得る。フィードバック通路２３６内の体液の総量は、フィードバック通路内の体液量が（例えば、ヒト又は動物における脊髄性頭痛の原因となることで）ヒト又は動物に悪影響を及ぼし得る量よりも低くなるように、制御、調整、又は選択され得る。
【００９１】
いくつかの実施形態において、マイクロＴＦＦシステムのアレイをスプリッタと共に使用し得る。このシステムは、これらのＴＦＦシステムの各々を通過する体液流量がより高速であり得るため、効果的な場合がある。マイクロＴＦＦシステムの各々を介した背圧を制御し得る。
【００９２】
いくつかの実施形態において、性能を向上させるために、処置ユニット２２６を通過して移動する体液の量を高めるように、別の液体（例えば、人工ＣＳＦ、生理食塩水、又は他の液体）を添加し得る。追加される量によって、追加の体液を処置ユニット２２６に通過させることが可能となり、これにより、フィルタの目詰まりの可能性は低減する。
【００９３】
いくつかの実施形態において、ある量のＣＳＦを患者から採取し、その後は、追加的なＣＳＦの採取又は返送はしない、とし得る。システム１００内に隔離されたＣＳＦは、次いでヒト又は動物に危険を及ぼすことなく、高速で濾過され得る。十分な処理の後、濾過済のＣＳＦは、戻され得る。さらに、次回の、ある量のＣＳＦを採取し得る。
【００９４】
［誘電特性による細胞の分離］
誘電泳動（ＤＥＰ：ＤｉＥｌｅｃｔｒｏＰｈｒｅｓｉｓ）は、誘電体粒子に不均一電場を与えることによって、粒子がＤＥＰ力を受けるようにする技術である。不均一電場に対して粒子がどのように反応するのかは、誘電率、導電率、及び静電容量など、それらの粒子に固有の誘電特性によって異なる。細胞、粒子、又はＣＳＦの他の成分を互いに電気的に分離するため、又は体液自体から電気的に分離するために、ＤＥＰを利用し得る。粒子の移動及び分離を引き起こす不均一電場は、様々な方法で発生させることができ、それらの方法の範囲は、場の空間的歪みから、様々に異なる電極の構成及び幾何学的形状にまで及ぶ。
【００９５】
一例では、ＤＥＰ力は、チェンバを通って流れる体液中の粒子に対して付与される。ＤＥＰによって粒子に作用する力（例えば、体液力学的揚力、沈降力、及び誘電泳動力の合成）を操作することにより、システムは、体液の速度プロファイル（加速又は減速）において粒子の位置を変更及び制御することができ、これにより、体液の残り部分から分離して、粒子を除去することが可能となる。さらに、異なる誘電特性を有する複数種の粒子が体液中に存在する場合に、１つの種類のものが正のＤＥＰ力を受け、他の種類のものが負のＤＥＰ力を受けるようにして、それらを分離することが可能である。
【００９６】
図１０は、特定の粒子を第１の経路６０６又は第２の経路６０８に導くための電場６０４を発生させる電極６０２を使用する例示的なＤＥＰシステム６００を示している。例えば、第１の粒子６１０は、第１の経路６０６に導かれ得る。第２の粒子６１２は、第２の経路６０８に導かれ得る。すなわち、第２の粒子６１２は、特定の経路には全く導かれ得ない。
【００９７】
粒子の誘電特性（例えば、誘電定数／誘電率、導電率、膜容量）は、大きさ、構造、及び組成に依存するので、細胞は、測定可能な誘電特性を有するだけではなく、表現型が異なる細胞は、異なる誘電特性を有する。従って、関心のある細胞、粒子、若しくは他のバイオマーカを互いに分離するため、又は体液から分離するために、ＤＥＰを利用し得る。
【００９８】
有利には、ＤＥＰの分離は、物理的フィルタを使用せず、目詰まりのリスクを伴わない。さらには、ＤＥＰでは、細胞の独自の固有誘電特性を標的とすることによって、標的分離が可能となり、従って、異なる細胞型を互いに分離して、それらを選択的に除去することが可能である。
【００９９】
ＤＥＰにおいては、力を誘起するために、関心のある中性粒子又は荷電粒子に不均一電場を与えられる。その電場は、交流電流又は直流電流のいずれかを用いて誘導し得る。粒子に作用する力の大きさ及び方向は、粒子及び媒体の電気的特性、粒子の大きさ、形状、構造、組成、印加電場の周波数、印加電圧などに依存する。従って、所望の付与のために、力を操作することが可能である。正と負の両方の誘電泳動力（ＦＤＥＰ）が可能である。正のＦＤＥＰは、粒子が高電場領域（極大電場）に引き付けられることを意味し、負のＤＥＰ力は、粒子が低電場領域（極小電場）に引き付けられることを意味する。粒子が正のＦＤＥＰを受けるか、又は負のＦＤＥＰを受けるかの決定因子は、周囲媒体の分極率と比較した粒子の分極率である。粒子の分極率が周囲媒体の分極率よりも高い場合には、より多くの表面電荷を有し、高電場領域に向かって移動する（正のＤＥＰ力）。逆の場合には、周囲の体液が高電場領域に向かって移動し、粒子は、低電場領域の方に押しやられる（負のＤＥＰ力）。ＦＤＥＰは、次のように定義される。
【０１００】
【数１】
2020096857.tif 000003
ここで、εｍとεｐは、媒体の誘電率と粒子の誘電率とをそれぞれ表し、括弧内の項は、懸濁媒体に対する粒子の相対誘電率を表すクラウジウス・モソッティ因子を表している。誘電率は、印加電場の複素関数としてモデル化され、なぜなら、複素関数は、位相と大きさの両方を考慮に入れるからであり（誘電率の因果的挙動は、位相差としてモデル化することができる）、この項の実部を、ＦＤＥＰの計算において用いる。
【０１０１】
不均一電場は、適切な幾何学的形状の電極間に電圧を印加することによって、又は電場を空間的に歪ませるために電極間に絶縁体を配置することによって、発生させることができる。平行平板以外の電極の幾何学的形状であれば、不均一電場を発生させ得るものの、いくつかの幾何学的形状は、設計及び効率の両方を目的として、他の幾何学的形状よりも一般的である。電極は、微小電極アレイに配列され得る。微小電極アレイの長さは、分離収率を最適化するように選択され得る。
【０１０２】
ＤＥＰは、カラムに流れる体液中の粒子に付与する力の操作を伴い得る。流動している体液中の粒子は、体液力学的揚力と沈降力の合力を受ける。そして、体液の流れに直角な誘電泳動力が外部から作用することによって、システムは、体液の速度プロファイル中の関心のある粒子の位置を制御することが可能である。このように、体液の速度プロファイルの異なる位置にある粒子が異なる速度で移動することとなり、その粒子は、加速され、又は減速される。このことは、分離、除去の少なくともいずれか一方を容易にする。
【０１０３】
ディファレンシャル誘電アフィニティ分離は、２種類の粒子の固有誘電特性の違いを利用することによる、２つの異なる粒子型の分離を伴う。粒子型の１つが正のＦＤＥＰを受け、他の粒子型が負のＦＤＥＰを受けるように、電場を作用させ得るものであり、これにより、それらの粒子を互いに分離する。
【０１０４】
ディファレンシャル誘電アフィニティによる分離は、印加電場の周波数の影響を受ける。ＤＥＰ応答を印加電場周波数の関数としてプロットした場合に、クロスオーバ周波数は、ｘ切片（ＦＤＥＰ＝０の周波数）と定義される。２つの異なる粒子型を分離する場合、一方の粒子型が正の力を受け、他方の粒子型が負の力を受けるように、システムは、２種類の粒子のクロスオーバ周波数の間の周波数に設定され得る。
【０１０５】
この分離によって、標的型の粒子を、標的経路に沿って移動させ得る。いくつかの実施形態において、標的経路は、流路の側面の多孔質膜（例えば、膜２５８）を通過するものであってもよい。特に、標的分子は、膜の反対側の電極に引き付けられ得る。標的粒子は、フィルタを通過し得る。標的粒子は、膜を通過すると、膜の反対側に戻ることを阻止又は抑止され得る。
【０１０６】
いくつかの実施形態において、標的経路は、交差点における特定の経路であり得る。例えば、流路内にＹ字路があり得る。標的粒子は、他の方向よりも、ある一方向に流れる可能性が高いように、特定の方向に引き込まれ得る。この濾過は、統計的プロセスであってよく、特定の濾過レベル（例えば、９９．９％濾過）であるように、数回実行し得る。このプロセスでは、分離した物質を高速で処理する独立のサイドループがあってもよい。いくつかの実施形態において、３つ以上の可能性のある流路があってもよい。例えば、ある特定の交差点では３つの異なる流路があってもよい。それらの異なる流路は、標的分子に基づいて分けられ得る。いくつかの実施形態において、それらの特定の流路は、異なるレベルの処置を受けるものであってもよい。
【０１０７】
中枢神経系の多くの疾患は、ＣＳＦに発現して、細胞、タンパク質、又は他の分子のような何らかの外来／不要物質のＣＳＦ播種を示す。これらの粒子に絞って標的とし、それらの固有誘電特性に基づいて、互いに分離するため、又は体液自体から分離するための方法を有することが効果的であろう。いくつかの実施形態は、ＣＳＦ治療を、（くも膜下出血誘発性脳血管攣縮以外の）より広範囲の中枢神経系の病状に適用することを可能とする電気的分離の方法であって、物理的フィルタを用いることなく特異的標的化及び除去を可能とする電気的分離の方法に関するものであり得る。
【０１０８】
標的の例として、様々な癌の転移の結果としてＣＳＦ中に存在し得る軟膜癌腫症腫瘍細胞が含まれる。同様に、グリア芽細胞腫は、進行が早く、通常は致命的な腫瘍であって、一般に大脳半球に発生し、星状グリア細胞由来のものであり、腫瘍細胞はＣＳＦに播種することがある。ＣＳＦ播種は、グリア芽細胞腫患者の症例の１０から２７％で発生する。例えば、「Ｃｅｒｅｂｒａｌ  Ｇｌｉｏｂｌａｓｔｏｍａ  ｗｉｔｈ  Ｃｅｒｅｂｒｏｓｐｉｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｉｓｓｅｍｉｎａｔｉｏｎ」ＮＥＵＲＯＳＵＲＧＥＲＹ，Ｖｏｌ．２５，Ｉｓｓｕｅ  ４（１９８９年１０月），５３３頁から５４０頁を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。ＣＳＦ路で腫瘍細胞が循環すると、閉塞、水頭症、及び癌のさらなる転移につながる可能性がある。さらに、クリプトコッカス髄膜炎、アルツハイマー病、多発性硬化症、及び他の様々な中枢神経系の病状は、通常のＣＳＦには存在しないＣＳＦバイオマーカに関連している。これらのバイオマーカは、これらの疾患の病変及び進行に相関している。これらの病状に関連したＣＳＦバイオマーカの例には、真菌、リン酸化タウ（ｐ−ｔａｕ）タンパク質（高リン酸化タウタンパク質）、Ｂアミロイド沈着、サイトカイン、Ｂ／Ｔ細胞、自己抗体などが含まれる。異なるタンパク質は、異なる誘電特性を有し得る。Ｊｅｄ  Ｗ．Ｐｉｔｅｒａ等による「Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｒｏｔｅｉｎｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ：  Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｓｏｌｖｅｎｔ，  Ｌｉｇａｎｄｓ，  ｐＨ，  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」ＢＩＯＰＨＹＳＩＣＡＬ  ＪＯＵＲＮＡＬ，Ｖｏｌ．８０，ｎｏ．６（２００１年６月），２５４６頁から２５５５頁，ｄｏｉ：１０．１０１６／Ｓ０００６−３４９５（０１）７６２２６−１を参照し、この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。従って、様々な病状に関連したバイオマーカを標的とするために、ＤＥＰによる濾過を使用し得る。
【０１０９】
多くのＤＥＰ調査研究では、懸濁液を充填するステップと、洗浄ステップと、溶出ステップと、を含む、一連の不連続ステップに基づいて分離実験を実施する。このような不連続な手順は、本技術の分離処理能力及びスケーリングを制限するとともに、ＤＥＰ分離器とＣＳＦ処置システムの統合を難しくする。従って、連続的なシステムを実現することが望ましい。Ｋｉ−Ｈｏ  Ｈａｎ等による「Ｌａｔｅｒａｌ−Ｄｒｉｖｅｎ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｍｉｃｒｏｓｅｐａｒａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｂｌｏｏｄ  Ｃｅｌｌｓ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｇｈｌｙ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉｕｍ」ＬＡＢ  ＯＮ  Ａ  ＣＨＩＰ，Ｖｏｌ．８，ｎｏ．７（２００８年６月２７日），１０７９頁から１０８６頁，ｄｏｉ：１０．１０３９／Ｂ８０２３２１Ｂを参照されたい。この文献は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０１１０】
また、標的が配置される媒体も、ＤＥＰをＣＳＦに適用する際の因子である。媒体に対して相対的な粒子の（誘電率及び導電率に依存する）分極率によって、粒子が正のＦＤＥＰを受けるか、又は負のＦＤＥＰを受けるかが決まる。周囲媒体よりも分極率が高い粒子は、正のＦＤＥＰを受け、逆もまた同様である。ほとんどのＤＥＰ分離研究では、強力な正のＤＥＰ分離力のためにパラメータを最適化するように、（生理学的媒体と比較して）低い約３０ｍＳ／ｍから６０ｍＳ／ｍの導電率を確保するために、懸濁媒体の導電率を制御する。しかしながら、生理学的体液は通常、より高い（多くのＤＥＰ実験で使用される媒体よりも１０から１００倍高い）導電率を有するので、媒体の導電率を制御することは、臨床的に意義がなく、低導電率の懸濁媒体は、生理学的に意義がない。体温でのＣＳＦの導電率は、多くのＤＥＰ調査研究で使用される媒体の導電率よりも約２桁高い大きさである約１７９０ｍＳ／ｍであり得る。Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ｂ．Ｂａｕｍａｎｎ等による「Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  Ｈｕｍａｎ  Ｃｅｒｅｂｒｏｓｐｉｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  ａｔ  Ｂｏｄｙ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」ＩＥＥＥ
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＢＩＯＭＥＤＩＣＡＬ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ，Ｖｏｌ．４４，ｎｏ．３（１９９７年３月），２２０頁から２２３頁，ｄｏｉ：１０．１１０９／１０．５５４７７０は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０１１１】
ＣＳＦは高導電性の懸濁媒体であるため、ＣＳＦ中のほとんどの細胞は、広い範囲の電場周波数で、負のＤＥＰ力を受けることになる。Ｋｉ−Ｈｏ  Ｈａｎ等による「Ｌａｔｅｒａｌ−Ｄｒｉｖｅｎ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｍｉｃｒｏｓｅｐａｒａｔｏｒｓ  ｆｏｒ  Ｂｌｏｏｄ  Ｃｅｌｌｓ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｉｎ  ａ  Ｈｉｇｈｌｙ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉｕｍ」ＬＡＢ  ＯＮ  Ａ
ＣＨＩＰ，Ｖｏｌ．８，ｎｏ．７（２００８年６月２７日），１０７９頁から１０８６頁，ｄｏｉ：１０．１０３９／Ｂ８０２３２１Ｂは、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。このことは、粒子を捕捉及び採取するには課題となるが、この課題に対処するために、電極チャネル設計を用いる場合がある。研究では、酵母細胞を電極エッジから離すように誘導して収集するために、フォトリソグラフィを用いて構成された多項式幾何学的形状の電極を使用してきた。Ｙ．Ｈｕａｎｇ等による「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ
Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ」ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＡＮＤ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，Ｖｏｌ．２，ｎｏ．１２（１９９１年１２月１日），１１４２頁から１１４６頁，ｄｏｉ：１０．１０８８／０９５７−０２３３／２／１２／００５は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。このシステムの応用の可能性は、ある特定の領域で、関心のある細胞を捕捉すること、又は懸濁させることと、その後に、それらを、独立の体液ループ又は流路を通して洗い流すことであろう。図１１及び１２は、多項式チャネル経路の実施形態を示しており、経路上のシングルクォーテーション記号とダブルクォーテーション記号は、所与の曲線における電気的極性の違いを示している。
【０１１２】
ＤＥＰ分離器は、より多量の体液を取り扱うためにスケーリングされ得る。しかしながら、調査研究で使用される多くのＤＥＰ分離器は、スループットの低いマイクロ体液応用に限られている。その主な理由は、電極からの距離が増すにつれて電場強度が指数関数的に減衰し、その電場強度にＦＤＥＰが比例するからである。チェンバの底部に通常位置する平面微小電極アレイを用いた研究は、カラムの高さ、ひいては処理可能な体液体積における研究に限定されている。なぜなら、電場は、電極からの距離の２乗に反比例するからであり、（電極から離間するように）チェンバの頂部に向かう体液中の粒子は、電場を受けない場合があり、又は分離のために必要な相当の力を粒子が受けるのに十分な電場を受けない場合があるからである。
【０１１３】
これに対する潜在的なソリューションは、三次元微小電極アレイ（ＭＥＡ：ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｒｒａｙ）設計を用いることである。三次元微小電極アレイは、カラムの底部に位置する平面微小電極アレイとは異なり、電場をさらに体液中の上の方へと広げて、体液の速度プロファイルのすべての位置の粒子が、相当の誘電泳動力を受けることができるようにする。三次元微小電極は、体液の速度プロファイルに影響を及ぼし得る。体液の速度プロファイルは、ナビエ・ストークス方程式及び有限要素解析を用いてモデル化することができる。
【０１１４】
研究では、電場分布を体液の速度プロファイルに相関付けるためにカーボン微細加工技術を用いることを提案している。Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｙ．Ｐａｒｋ等による「３−Ｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  ｆｏｒ  Ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」ＥＬＥＣＴＲＯＰＨＯＲＥＳＩＳ，Ｖｏｌ．２６，ｎｏ．１９（２００５年１０月），３７４５頁から３７５７頁，ｄｏｉ：１０．１００２／ｅｌｐｓ．２００５００１３８は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、粒子は、ある実験条件の下で負のＤＥＰ力を受ける場合に、粒子は低電場領域に引き付けられることになり、従って、分離及び除去を促進するためには、それらの領域においてより高い流量を有することが効果的であり得る。従って、低電場領域が、体液の速度プロファイルにおける高速領域と一致するように、電極の幾何学的形状を設計し得る。
【０１１５】
三次元電極設計のための選択肢として、２Ｄ設計の拡張、又は他の設計が含まれる。図１３から図１５は、いくつかの例示的な設計を示している。Ｂｅｎｊａｍｉｎ  Ｙ．Ｐａｒｋ等による「３−Ｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  ｆｏｒ  Ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」ＥＬＥＣＴＲＯＰＨＯＲＥＳＩＳ，Ｖｏｌ．２６，ｎｏ．１９（２００５年１０月），３７４５頁から３７５７頁，ｄｏｉ：１０．１００２／ｅｌｐｓ．２００５００１３８は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。図１３は、直径１０μｍ、中心間距離２０μｍの三次元円筒電極６０２を有するＤＥＰシステム６００を示している。±１Ｖの電圧が電極６０２に印加され得る、各々の電極６０２における電圧は、隣の電極とは極性が逆である。図１４は、長さ５μｍの三次元城壁形電極６０２を有するＤＥＰシステム６００を示している。±５Ｖの電圧が電極に印加され得る。各々の電極６０２における電圧は、隣の電極６０２とは極性が逆であり得る。図１５は、三次元半円形電極設計を有するＤＥＰシステム６００を示しており、長尺の半円筒形電極６０２が互いに近接して配置されている。電極６０２は、直径が約４００μｍ、電極６０２間の距離が１００μｍであり得る。±５Ｖの電圧が電極に印加され得る。いくつかの実施形態において、高さ約２ｍｍのチャネルで、直径１．５８ｍｍのワイヤ電極が約２５０μｍの電極間間隔で密に配置され得る。いくつかの実施形態において、処理能力を向上させるために、複数の電極アレイが積み重ねることができる。さらに、チェンバの頂部と底部の両方に微小電極を敷設することも可能であり、これにより、マイクロチャネル内に微小電極対の多層構造を形成する。Ｄ．Ｃｈｅｎ等による「A  ３Ｄ
Ｐａｉｒｅｄ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｒｒａｙ  ｆｏｒ  Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ」Ｊ．ＯＦ  ＭＩＣＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＳ  ＡＮＤ  ＭＩＣＲＯＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ，Ｖｏｌ．１６，ｎｏ．７（２００６年７月１日），１１６２頁，ｄｏｉ：１０．１０８８／０９６０−１３１７／１６／７／００８は、その全体が本明細書に記載されているかのように、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。例えば、この設計により、高周波ＡＣ電圧を用いて、上部電極と下部電極との間に誘電泳動ゲートを生成し得る。チャネルの高さ、粒子の大きさ及び誘電特性、電極の幅及び間隔などの変数によって、その粒子がゲート付近に留まるのか、ゲートに進入するのかが決まる。
【０１１６】
電気的分離の潜在的な利点は、物理的フィルタを使用しないので、目詰まりのリスクが低く、さらに、関心のある粒子の大きさによって濾過が制限されないことである。例えば、同じ大きさ／質量の２種類の粒子を相互に分離することを求められた場合、又は同じ大きさ／質量の多種類の粒子が体液中に存在し、１種類の粒子のみを体液から除去することが求められた場合、のような状況を考える。これらの場合はいずれも、大きさ／質量に基づく濾過は適用できないので、電気的分離は、精製のための選択肢となり得る。
【０１１７】
ＤＥＰでは、表現型が異なる細胞の間では固有誘電特性が異なることを利用するので、様々な中枢神経系の病状に幅広く適用できる可能性がある。
この技術に関連した課題があり得る。例えば、電極表面は、ある時間（例えば、約３０分）後に細胞で飽和することがある。一般的に、体液中の標的粒子の濃度があまりにも高いと、電極表面及び粒子の少なくともいずれか一方を収集している領域は、ある時間後に飽和し得る。その結果、分離効率は低下し、細胞は体液から分離されなくなる（例えば、ＣＳＦは、循環して精製されるのではなく、大抵は、単に循環し続けることになるであろう）。従って、ＣＳＦ中の標的分子の濃度は、考慮事項であり得る。
【０１１８】
いくつかの実施形態において、誘電分離を用いてＣＳＦを処置する方法は、ある量のＣＳＦを採取することと、ＣＳＦ中に電場を誘導することにより、標的分子を、ある特定の方向又は特定の経路に沿って流れるように誘導することと、に関連し得る。ＣＳＦを採取することは、本明細書に記載の種々の方法及びシステムによって実施し得る。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、誘電分離を用いてＣＳＦを処置する方法は、ある量のＣＳＦを採取するステップと、ＣＳＦに電場を与えることにより（例えば、電極表面において、又は収集ウェル内に）標的分子を捕捉するステップと、処理済みのＣＳＦをヒト又は動物に戻すステップと、に関連し得る。
【０１２０】
［螺旋分離・遠心分離の実行］
図１６は、ＣＳＦから標的を質量分離することにより（再結合を伴って、又は再結合を伴うことなく）螺旋分離や遠心分離を用いるための、遠心分離システム７００を含むシステム及び方法を示している。特に、システム７００は、取入口７０４を第１の出口７０６及び第２の出口７０８につなぐ経路７０２を有し得る。経路７０２は、取入口７０４から第１及び第２の出口７０６、７０８までの螺旋パターンに沿っている。図１７は、経路７０２の断面を示している。経路は、台形断面を有し得る。第１の粒子７１０及び第２の粒子７１２が経路７０２を通って移動するときに、螺旋経路によって粒子７１０、７１２に付与される遠心力に起因して、より重い粒子（例えば、第１の粒子７１０）は、断面の一端に集中し、より軽い粒子は断面の反対端に集中し得る。第１と第２の出口７０６、７０８につながる分岐点は、この集中する傾向を利用して、粒子を分離するように構成されてよく、これにより、第１の粒子７１０は、概ね第１の出口７０６に向かって移動し、第２の粒子７１２は概ね第２の出口７０８に向かって移動する。標的を質量で分離する実施形態において、一部の分子は、再結合され得る一方、他の分子は、排除され得ることで、質量のノッチフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能する。いくつかの実施形態において、液体サイクロンを使用し得る。液体サイクロンは、ＣＳＦ成分の質量に基づく分離を促進する遠心力を、ＣＳＦに付与し得る。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、螺旋分離・遠心分離を施す方法は、ある量のＣＳＦを採取することと、ＣＳＦを第１の量と第２の量に分離するために、その量のＣＳＦを液体サイクロンに通過させることと、第１の量又は第２の量の一方をヒト又は動物に戻すことと、を含み得る。ＣＳＦを採取することと、戻すことは、本明細書に記載の種々の方法及びシステムによって実施し得る。
【０１２２】
［標的粒子への添加剤の結合］
いくつかのシステム及び方法は、ＣＳＦに添加剤を導入することと関連する。このステップは、添加剤を治療部位１１２に直接的に（例えば、ポート１２４を介して）導入するステップと、又は（例えば、経口投与剤のような）他の手段で導入するステップと、を含み得る。いくつかの実施形態において、ＣＳＦを治療部位１１２から採取した後に、添加剤をＣＳＦに添加する。添加剤は、様々な目的を果たすものであってよく、それには、（例えば、処置システム１０２のフィルタによる物質の濾過除去を、より容易とすることにより）処置システム１０２の効果を向上させること、施術の安全性を高めること、患者の健康状態を改善すること、又は他の目的が含まれるが、ただし、これらに限定されない。例えば、いくつかの実施形態において、添加剤は、結合薬剤、分子、塩、又は他の結合物質であってもよい。結合添加剤は、物質と処置システム１０２との相互作用の仕方を変えるために、ＣＳＦ中の特定の標的物質に選択的に結合し得る。
【０１２３】
例えば、いくつかの実施形態において、結合添加剤は、標的物質（例えば、タンパク質又はサイトカイン）に選択的に結合し得るものであって、これにより、標的の大きさをより大きくするか、又は凝結させることで、処置システム１０２のフィルタによる標的の除去をより容易とする。いくつかの実施形態において、添加剤は、処置システム１０２のフィルタによる標的の濾過除去を多少容易とするために、標的の誘電特性を変化させるように構成され得る。いくつかの実施形態において、添加剤は、次のステップが実行される前に標的に対して作用又はその他の相互作用するための特定の時間を与えられる。例えば、添加剤がＣＳＦに導入された後に、ＣＳＦが濾過又はその他の処理される前に、標的に対して結合又はその他の修飾するための時間を添加剤に与えるための、待機期間があり得る。
【０１２４】
いくつかの実施形態において、添加剤は、（例えば、タンパク質又は他の標識を化学的又は生物学的に標的化することにより）特定の標的を標的化するために利用されることがある特異な特性（例えば、大きさ、質量、誘電定数、磁気特性など）を有する。添加剤分子は、標的粒子に結合し得ることで、標的粒子をＣＳＦからより容易に分離可能とする。例えば、添加剤分子は、関心のある粒子をより大きいものにし得ることで、添加剤−標的結合は、大きさ排除濾過によって、より容易に分離され得る。添加剤−標的結合は、（例えば、上述のような）遠心濾過による分離を促進するために、より重いものであり得る。添加剤−標的結合は、変化した誘電特性を有し得ることによって、誘電分離法を用いた分離がより容易に可能となる。
【０１２５】
特定の例として、医療従事者は、標的タンパク質を除去して、金微細粒子添加剤又はナノ粒子添加剤をＣＳＦに導入しようとすることがある。添加剤は、標的の標識（例えば、化学的標識）を有し得る。この場合、添加剤が標的に結合し得ることで、添加剤−標的結合はより大きいものとなるか、又はそれ以外に、濾過がより容易であるものとなる。より大きいものとなった添加剤−標的結合は、より容易に除去される。
【０１２６】
いくつかの実施形態において、処置システム１０２は、添加剤をＣＳＦと混合させる予混合システムを有し得る。予混合システムは、添加剤をＣＳＦと混合させ、標的と反応させるように構成し得る。予混合システムは、特定の温度、圧力、又は他の条件のような、特定のパラメータを用いて構成され得る。予混合システムは、ＣＳＦがシステムから流出する前の特定の長さの時間にわたって、添加剤が標的との反応を許されるように構成し得る。その後、添加剤−標的結合は、システムを通って移動して、最終的に（例えば、デッドエンドフィルタを用いて）濾過され得る。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、分離された添加剤−標的結合は、廃棄袋に貯留される。添加剤−標的結合は、廃棄袋の中で（例えば、添加剤−標的結合が廃棄袋の底に沈んだことで）ＣＳＦから分離される場合があり、廃棄袋の中のＣＳＦは、システム１００にリサイクルされることがある。例えば、ＣＳＦは、処置システム１０２への流入に加え戻されて、再び処理され得る。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、添加剤は、特定の分子、病原体、細菌、毒素、又は他の標的を捕捉するように構成された磁気ナノビーズを含む。例えば、磁性ナノビーズは、幅広い標的を捕捉し得る人工ヒトオプソニン（マンノース結合レクチン）でコーティングされ得る。添加剤が標的に結合すると、添加剤−標的結合は、磁石を用いてＣＳＦから分離され得る。
【０１２９】
［複合システム］
いくつかの実施形態において、異なる処置を行う複数の分割サブループを（並行又は直列に）備えてよく、それらは、必要に応じて再統合される。異なるループによって、異なる処置が可能となり得る。例えば、１つのループは、紫外線を用いて細菌を殺滅するように構成されてよく、次に、体液は、真菌の繁殖を遅延させるために体液を加熱するように構成された別のサブループを通過し、そして、ヒト又は動物に戻す前にＣＳＦは冷却される。いくつかの実施形態において、処置ユニット２２６を振動させることにより、処置ユニット２２６における詰まり、凝集、凝固、沈降が抑制され得る。
【０１３０】
濾過前のＣＳＦを漸進的に改善するために、複数のシステムを使用し得る。例えば、液体サイクロン及び誘電分離技術を用いた濾過によって、ある割合の標的分子を除去してよく、残りの分はＴＦＦシステムによって除去する。必ずしも濾過システムの必要性が排除されるわけではないが、処置システムの性能を向上させるために、液体サイクロン及び誘電分離によって、ある量の標的（又は他の）粒子が除去される場合がある。
【０１３１】
［標的］
標的は、それを除去することがヒト又は動物の特定の健康アウトカムに結び付くか、又は結び付く可能性がある、いずれかの種類のバイオマーカであり得る。いくつかの実施形態において、標的は、髄膜炎などの特定の疾患若しくは健康状態を引き起こすことが知られている又は引き起こすと考えられている生物であり得る。いくつかの実施形態において、標的は、転移であり得る。いくつかの実施形態において、標的は、多糖類莢膜であり得る。例えば、クリプトコッカス及び髄膜炎菌（Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ  ｍｅｎｉｎｇｉｔｉｄｅｓ）のような、いくつかの細菌は、多糖類莢膜で被包されている。細菌が莢膜を脱落させると、莢膜はＣＳＦ中に懸濁し得る。細菌と莢膜の両方を除去の標的とし得る。細菌が主要な標的であり得るが、莢膜は、比較的大きく、いくつかのフィルタで目詰まりの問題を引き起こし得る。他の例として、グリア細胞線維性酸性タンパク質を標的とし得る。これらのタンパク質は、脳グリア芽細胞腫の患者における星状細胞分化のマーカであり得る。また、グリア芽細胞腫のＣＳＦ播種の他のマーカが除去されることもある。
【０１３２】
急性脳損傷及び慢性脳損傷における炎症に関連しているいくつかのサイトカインがあり、これらも標的となり得る。他の疾患過程と同様に、炎症の初期段階は、治療を進めることが可能であるが、時間が経って悪化して「慢性的」となった炎症は、認知及び全体的なメンタルヘルスに長期にわたって深刻な影響を及ぼす可能性がある。
【０１３３】
実施形態において、損傷した脳のＣＳＦ由来の、ＴＮＦａ、インターロイキン、及び他のサイトカインなどの、サイトカインの濾過が可能となり得る。慢性炎症を起こしているときに、サイトカイン量を能動的に減少させることにより、全体的な脳の健康状態は、顕著に改善される。２５ｋＤａから８０ｋＤａの範囲の物質を除去することが、濾過側での保護のために重要である。
【０１３４】
標的となり得るサイトカイン及び他のタンパク質の例として、ＥＧＦ、エオタキシン、Ｅ−セレクチン、Ｆａｓリガンド、ＦＧＦ２、Ｆｌｔ３リガンド、フラクタルカイン、Ｇ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＣＳＦ、ＧＲＯ、ＩＣＡＭ、ＩＦＮａ２、ＩＦＮｇ、ＩＬ１０、ＩＬ１２ｐ４０、ＩＬ１２ｐ７０、ＩＬ１３、ＩＬ１５、ＩＬ１７、ＩＬ１ａ、ＩＬ１ｂ、ＩＬ１ｒａ、ＩＬ２、ＩＬ３、ＩＬ４、ＩＬ５、ＩＬ６、ＩＬ７、ＩＬ８、ＩＬ９、インテグリン、ＩＰ１０、Ｌ−セレクチン、ＭＣＰ１、ＭＣＰ３、ＭＤＣ、ＭＩＰ１ａ、ＭＩＰ１ｂ、ＰＤＧＦ−ＡＡ、ＰＤＧＦ−ＡＡＡＢ、Ｐ−セレクチン、ＲＡＮＴＥＳ、ｓＣＤ４０Ｌ、ｓＩＬ２Ｒ、ＴＧＦａ、ＴＮＦ、ＴＮＦｂ、ＶＣＡＭ、ＶＥＧＦなどを含み得るが、ただし、これらに限定される必要はない。いくつかの実施形態において、処置ユニット２２６は、ほとんどのサイトカインが属する約１０ｋＤａから約５０ｋＤａの範囲のサイトカインを捕捉及び吸収するように構成され得る。
【０１３５】
本発明では、様々な学術論文及び他の刊行物を引用している。それらの各々は、その全体が本明細書に記載されているかのように、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【０１３６】
本発明の範囲内では、接続の表現（例えば、「ａｔｔａｃｈｅｄ」、「ｃｏｕｐｌｅｄ」、「ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ」、「ｊｏｉｎｅｄ」）は、一群の構成要素の間の中間部材、及び構成要素間の相対的な動きを含み得る。かかる表現は、必ずしも、２つの構成要素が直接接続されて互いに固定関係にあることを推測させるものではない。例示図面は、単に説明を目的としたものにすぎず、本明細書に添付の図面に反映されている寸法、位置、順序、及び相対大きさは、異なり得る。
【０１３７】
上記の明細書は、以下の請求項に係る例示的な実施形態の構造及び使用についての完全な説明を提供するものである。請求項に係る発明の種々の実施形態について、上記では、ある程度詳細に、又は１つ以上の個別の実施形態を参照して、説明しているが、当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、開示の実施形態に様々な変更を加えることができる。よって、他の実施形態が企図される。上記の説明に含まれるすべての事項、及び添付の図面に示すすべての事項は、具体的な実施形態の単なる例示と解釈されるものであり、限定するものと解釈されてはならない。以下の請求項で規定される本発明の基本的要素から逸脱することなく、詳細又は構造を変更し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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