(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全血を血液分画に分離する血液処理遠心分離ボウルにおいて、
中心軸線の回りで回転できかつ全体的に包囲された分離チャンバ（３０４）を形成するボウル本体（３０２）と、このボウル本体が底部を有することと、
ボウルから１または２種類以上の血液分画を取り出すための、分離チャンバ内に配置された出口（２２４）を備えた通路（３２４）と、
分離チャンバ（３０４）内に配置されたフィルタコア（３２８）とを有し、該フィルタコア（３２８）は、第１血液分画中に含まれる１または２種類以上の残留血球の通過を阻止するように構成された濾膜（３３０）を備え、フィルタコアはボウル本体の底部から所定距離上方の高さで終端している底部を有し、フィルタコア（３２８）は、第１血液分画（３４８）が出口に到達してボウルから取り出される前に濾膜を通過するように出口と協働することを特徴とする血液処理遠心分離ボウル。
【請求項２】
前記フィルタコア（３２８）は、ボウル本体と一緒に回転できるようにボウル本体に取り付けられかつ０．５〜２ミクロンの微孔を有していることを特徴とする請求項１記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項３】
前記第１血液分画は血漿（３４４）であり、１または２種類以上の残留血球には白血球、赤血球（３４０）および血小板が含まれることを特徴とする請求項１記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項４】
前記出口は流出液チューブであり、前記通路は入口を有し、前記フィルタコアは中心軸線を中心に同心状に整列される円筒状部分を備え、フィルタコアの少なくとも一部は中心軸線に対して入口よりも半径方向外方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項５】
前記遠心分離ボウルは、ボウル本体の実質的に底部で処理されるように血液を導入する供給チューブ部材（３１６）を備えた血液入口ポート（２２０）を有し、前記円筒状フィルタコア（３２８）は更に、ボウル本体の底部から前記所定距離上方の高さで、傾斜しかつ中心軸線に向かって下方に収斂している傾斜セクション（３３２）を有していることを特徴とする請求項４記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項６】
前記ボウル本体はベースを有し、前記円筒状のフィルタコアは更に、傾斜セクションからボウルベースとは反対の上方に延びている中実内側スカート（３３４）を有していることを特徴とする請求項５記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項７】
前記フィルタコアの中実スカートがプラスチック材料からなりかつ周縁部（３３６）を備えており、該周縁部（３３６）は、分離チャンバ内に残留している１または２種類以上の血液分画がスカートを乗り越えてこぼれることおよび中心軸線方向線に対してフィルタコアの内面と接触することを阻止するようにボウル本体のベースから間隔をおいていることを特徴とする請求項６記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項８】
前記中実スカートは、シリコーンで作られた実質的に垂直な円筒状部材からなることを特徴とする請求項６記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項９】
前記截頭円錐状のフィルタコアは、中心軸線に対して流出液チューブへの入口の半径方向外方に配置された大径セクションを有していることを特徴とする請求項８記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項１０】
前記濾膜は、少なくとも一部が、１または２種類以上の残留血球に対する親和性を有する媒体から形成されていることを特徴とする請求項１記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項１１】
前記濾膜は更に、微孔性セクションを有していることを特徴とする請求項１０記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項１２】
前記濾膜は２つ以上の層を有していることを特徴とする請求項１記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項１３】
前記各膜層は或る微孔サイズを有し、層の微孔サイズは、出口に向かって徐々に減少していることを特徴とする請求項１２記載の血液処理遠心分離ボウル。
【請求項１４】
全血から血漿分画を収集する方法において、
分離チャンバ及び底部を備えた回転遠心分離ボウルに全血を供給する段階と、
分離チャンバ内で、全血を、血漿分画を含む複数の分画に遠心力で分離する段階と、
あらゆる無関係な白血球、赤血球および血小板を含む非血漿物質を捕捉すべく、血漿分画を、分離チャンバ内に配置されたフィルタコアを通して半径方向内方に押し込む段階と、このフィルタコアがボウル本体の底部から所定距離上方の高さで終端している底部を有することと、
濾過された血漿を、遠心分離ボウル内のフィルタコアの内部領域から取り出す段階とを有することを特徴とする全血から血漿を収集する方法。
【請求項１５】
遠心力を受ける全血を血液分画に分離させるための、一軸線を備えた血液処理遠心分離ボウルにおいて、
前記軸線の回りで回転できかつ実質的に閉鎖された遠心分離チャンバを全体として形成しかつ閉鎖ベース部分を備えているボウル本体（３０２）と、
前記遠心力を受ける全血から分離された血漿を流出液として取り出すための、分離チャンバ内に配置される血漿出口を備えた通路とを有し、前記血漿出口はボウル軸線から距離Ｒ１の位置に配置された入口を備え、
処理すべき血液中に入れられる入口ポート（２２０）を有し、該入口ポート（２２０）は、実質的にボウル本体の底部まで延びる供給チューブ部材（３１６）を備え、
血漿の通過は許容するが、白血球、赤血球および血小板を含む非血漿物質の通過は許容しない濾膜を備えたフィルタコアを更に有し、前記フィルタ部材は遠心分離ボウルの軸線と実質的に同心状に配置される円形断面を有し、前記濾膜は、下方に向かって収斂しかつボウル本体のベース部分から上方の所定高さＨに終端しているテーパ状端部を備えた截頭円錐状の形状を有し、該截頭円錐状の形状は、内半径Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）の上端部を有していることを特徴とする血液処理遠心分離ボウル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液成分および他の同様な流体を分離するための遠心分離ボウルに関する。より詳細には、全血（ｗｈｏｌｅ  ｂｌｏｏｄ）から濾過した血漿分画すなわち血漿蛋白分画（ｐｌａｓｍａ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）の回収に使用するフィルタコアを備えた遠心分離ボウルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の血液は、主として、血漿と呼ばれるタンパク質および他の化学物質の複合水溶液中に懸濁している３種類の特殊細胞（すなわち、赤血球、白血球および血小板）を含んでいる。過去の輸血では全血を使用していたが、最近では、特定患者が必要とするこれらの血液成分すなわち分画だけを収集して輸血している。このアプローチは、利用できる血液供給量を保持し、かつ多くの場合に患者にとって好ましいことである。なぜならば、患者が、病原体を伝染させることがある不必要な血液成分、特に白血球に曝されることがないからである。輸血に使用される２つのより一般的な血液分画は、赤血球および血漿である。特に、血漿輸血は、枯渇した凝固因子の補充にしばしば使用されている。実際に、アメリカ合衆国だけでも、毎年約２００万血漿単位体が輸血されている。収集された血漿はまた、第ＶＩＩＩ因子、アルブミン、免疫性血清グロブリン等のタンパク質を含むその構成成分に分画できるようにプールされる。
【０００３】
血漿を含む個々の血液成分は、予め収集した全血の単位体（ｕｎｉｔｓ）から遠心分離「バッグ」を用いて得られる。この方法によれば、プラスチックバッグ内に収容された抗凝固全血の単位体は、研究用遠心分離に入れられて非常な高速で回転され、血液は重力の数倍の力を受ける。このため、多くの血液成分は、これらの密度に従って多くの層に分離される。より詳しくは、赤血球のような高密度の成分が、白血球および血漿のような低密度の成分から分離される。次に、各血液成分がバッグから絞り出され、個々に収集される。
【０００４】
米国特許第４，８７１，４６２号明細書には、血液成分を分離するもう一つの方法が開示されている。より詳しくは、フィルタは、回転可能な円筒状濾膜を収容する円筒状静止容器を有している。容器および濾膜は、容器の側壁と濾膜との間に極く狭いギャップを形成するように構成されている。次いで、血液を、この狭いギャップ内に導入する。内側濾膜が充分な速度で回転すると、テーラ渦として知られている渦が流体中に発生する。テーラ渦の存在は、基本的に、膜を通して血漿を押し出しかつ赤血球を運び去る剪断力を生じさせる。
【０００５】
アフェレーシスと呼ばれる方法によって、特定の血液成分を得ることができ、この方法では、全血がドナーから直接血液処理器（該処理器は、血液の分離のための包囲された回転する遠心分離ボウルを有している）に搬送される。この方法では、所望の血液成分のみが収集される。残りの成分は直接ドナーに戻され、しばしば、多量の所望成分を収集できる。例えば、プラズマフェレーシス（血漿搬出）によれば、ドナーからの全血がボウルに搬送され、ここで全血がその構成成分に分離される。次に、血漿がボウルから取り出されて別の収集バッグに搬送され、一方、他の成分（例えば、赤血球および白血球）は直接ドナーに戻される。
【０００６】
図１は、付加的な濾過段階をもつプラズマフェレーシスシステム１００を示すブロック図である。このシステム１００は、血液処理器１０４に装着される使い捨て型ハーネス１０２を有している。ハーネス１０２は、ドナーの腕１０８から血液を抜き取るための静脈切開針１０６と、抗凝固薬溶液の容器１１０と、赤血球（ｒｅｄ  ｂｌｏｏｄ  ｃｅｌｌ：  ＲＢＣ）一時貯蔵バッグ１１２と、遠心分離ボウル１１４と、血漿一次収集バッグ１１６および血漿最終収集バッグ１１８を有している。入口ライン１２０は静脈切開針１０６をボウル１１４の入口ポート１２２に連結し、出口ライン１２４がボウル１１４の出口ポート１２６を血漿一次収集バッグ１１６に連結している。血液処理器１０４は、コントローラ１３０と、モータ１３２と、遠心分離チャック１３４と、２つのぜん動ポンプ１３６、１３８とを有している。コントローラ１３０は、２つのポンプ１３６、１３８と、チャック１３４を駆動するモータ１３２とに接続されている。
【０００７】
作動に際し、入口ライン１２０は第１ぜん動ポンプ１３６を介して供給を受け、入口ライン１２０に連結される抗凝固薬１１０からの供給ライン１４０は、第２ぜん動ポンプ１３８を介して供給を受ける。遠心分離ボウル１１４もまた、チャック１３４内に挿入される。次に、静脈切開針１０６がドナーの腕１０８に刺され、コントローラ１３０が２つのぜん動ポンプ１３６、１３８を作動させる。これにより、抗凝固薬とドナーからの全血とが混合され、抗凝固薬を含んだ血液が、入口ライン１２０を通って遠心分離ボウル１１４内に搬送される。コントローラ１３０はまた、モータ１３２を作動させ、チャック１３４を介してボウル１１４を高速で回転させる。ボウル１１４の回転により、全血が、密度の異なる個々の層に分離される。より詳しくは、高密度の赤血球がボウル１１４の周囲に蓄積し、一方、低密度の血漿が赤血球の内側に環状リング層を形成する。次に、血漿がボウル１１４の流出液ポート（図示せず）から押し出され、ボウルの出口ポート１２６から取り出される。ここから、血漿は、出口ライン１２４により血漿一次収集バッグ１１６に搬送される。
【０００８】
全ての血漿が除去されて、ボウル１１４がＲＢＣ（赤血球）で満された状態になると、遠心分離ボウルが停止されかつ第１ポンプ１３６が反転されて、ＲＢＣをボウル１１４からＲＢＣ一時収集バッグ１１２に搬送する。ボウル１１４が空にされると、ドナーからの全血の収集および分離が再開される。このプロセスの終時に、ボウル１１４およびＲＢＣ一時収集バッグ１１２内のＲＢＣが、静脈切開針１０６を通してドナーに戻される。今や血漿が充満されている血漿一次収集バッグは、ハーネス１０２から取り外されて、この後の輸血のために血液バンクまたは病院に輸送することができる。
【０００９】
このシステムは、全体として高い分離効率が得られるが、それにも係わらず、収集された血漿は幾分かの残留血球を含んでいる。例えば、Ｈａｅｍｏｎｅｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国、マサチューセッツ州、Ｂｒａｉｎｔｒｅｅ）から販売されているブロー成形遠心分離ボウルを使用する使い捨て型ハーネスでは、収集された血漿は、一般に、１マイクロリットル当たり０．１〜３０個の白血球および５，０００〜５０，０００個の血小板を含んでいる。この理由の少なくとも一部は、ボウル１１４の回転速度が８０００ｒｐｍに制限されており、従って、収集時間を短縮するのにボウルの充満速度を６０ｍｌ／分以上にする必要があり、このためボウル内での血液成分の僅かな再混合を引き起こすことによる。また、多くの国は、血液成分の供給源中に存在する白血球および他の残留血球の許容レベルを引き下げ続けていることに注目すべきである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に見られないシステムについての検討
収集した血小板の濾過と同様な態様で、収集した血漿から残留血球を除去するため、フィルタ１４２のような１または２以上のフィルタを設けることが示唆されている。フィルタ１４２は、血漿一次収集バッグ１１６と血漿最終収集バッグ１１８とを一体に連結する二次出口ライン１４４に配置させるのがよい。血漿一次収集バッグ１１６内に血漿が収集された後、逆止弁（図示せず）を開き、血漿が、二次出口ライン１４４およびフィルタ１４２を通って血漿最終収集バッグ１１８内に流入するように構成するのがよい。
【００１１】
この構成は「より純粋」な血漿製品を作ることができるが、別体のフィルタ要素を備えた使い捨て型プラズマフェレーシスハーネスは、幾つかの点で欠点を有している。より詳しくは、フィルタおよび他の血漿収集バッグの付加は、ハーネスのコストおよび複雑さを増大させることである。従って、比較的低コストで「より純粋」な血漿分画を効率的に作ることができる別のシステムが要望されている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
簡単にいえば、本発明は、ボウル内に配置される回転フィルタコアを備えた遠心分離ボウルに関する。
【００１３】
本発明は、その広い態様として、全血を血液分画に分離する血液処理遠心分離ボウルにおいて、中心軸線の回りで回転できかつ全体的に包囲された分離チャンバ（３０４）を形成するボウル本体（３０２）と、ボウルから１または２種類以上の血液分画を取り出すための、分離チャンバ内に配置された出口（２２４）を備えた通路（３２４）と、分離チャンバ（３０４）内に配置されたフィルタコア（３２８）とを有し、該フィルタコア（３２８）は、第１血液分画中に含まれる１または２種類以上の残留血球の通過を阻止するように構成された濾膜（３３０）を備え、フィルタコア（３２８）は、第１血液分画（３４８）が出口に到達してボウルから取り出される前に濾膜を通過するように出口と協働することを特徴とする血液処理遠心分離ボウルに関する。
【００１４】
また本発明は、全血から血漿分画を収集する方法において、分離チャンバを備えた回転遠心分離ボウルに全血を供給する段階と、分離チャンバ内で、全血を、血漿分画を含む複数の分画に遠心力で分離する段階と、あらゆる無関係な白血球、赤血球および血小板を含む非血漿物質を捕捉すべく、血漿分画を、分離チャンバ内に配置されたフィルタコアを通して半径方向内方に押し込む段階と、濾過された血漿を、遠心分離ボウル内のフィルタコアの内部領域から取り出す段階とを有することを特徴とする全血から血漿を収集する方法に関する。
【００１５】
より詳しくは、遠心分離ボウルは、包囲された分離チャンバを形成する回転ボウル本体を有している。ボウル本体の頂部には回転シールを介して静止ヘッダ組立体が取り付けられ、該ヘッダ組立体は、全血を受け入れる入口ポートと、血液成分を取り出すことができる出口ポートとを有している。入口ポートは、分離チャンバ内に延入する供給チューブと流体連通している。出口ポートは、ボウル本体の分離チャンバ内に配置された流出液チューブ（ｅｆｆｌｕｅｎｔ  ｔｕｂｅ）と流体連通している。流出液チューブは、ボウルの中心回転軸線に対して第１半径方向位置にある入口を有している。ほぼ円筒状のフィルタコアが分離チャンバ内に配置されかつボウル本体と一緒に回転できるように取り付けられている。フィルタコアは、１または２種類以上の残留血球の通過は阻止するが、血漿の通過は許容するサイズを有している。フィルタコアは、流出液チューブへの入口を形成する第１半径方向位置の僅かに外方に位置する第２半径方向位置に配置される。
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態は、遠心力を受ける全血を血液分画に分離させるための、一本の軸線を備えた血液処理遠心分離ボウルにおいて、前記軸線の回りで回転できかつ実質的に閉鎖された遠心分離チャンバを全体として形成しかつ閉鎖ベース部分を備えているボウル本体（３０２）と、前記遠心力を受ける全血から分離された血漿を流出液として取り出すための、分離チャンバ内に配置される血漿出口を備えた通路とを有し、前記血漿出口はボウル軸線から距離Ｒ１の位置に配置された入口を備え、処理すべき血液中に入れられる入口ポート（２２０）を有し、該入口ポート（２２０）は、実質的にボウル本体の底部まで延びる供給チューブ部材（３１６）を備え、血漿の通過は許容するが、白血球、赤血球および血小板を含む非血漿成分の通過は許容しない濾膜を備えたフィルタコアを更に有し、前記フィルタ部材は遠心分離ボウルの軸線と実質的に同心状に配置される円形断面を有し、前記濾膜は、下方に向かって収斂しかつボウル本体のベース部分から上方の所定高さＨに終端しているテーパ状端部を備えた截頭円錐状の形状を有し、該截頭円錐状の形状は、内半径Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）の上端部を有していることを特徴とする血液処理遠心分離ボウルに関する。
【００１７】
作動に際し、ボウルは、遠心分離チャックにより高速で回転される。抗凝固薬が混合された全血が、入口ポートに供給され、供給チューブを通って流れ、かつボウル本体の分離チャンバへと供給される。分離チャンバ内で発生される遠心力により、全血はその個々の成分に分離される。より詳しくは、高密度の赤血球は、ボウル本体の周囲に対して第１層を形成する。赤血球より低密度の血漿は、赤血球の第１層の内側に環状の第２層を形成する。付加全血が分離チャンバに供給され、環状血漿層が、回転フィルタコアに近接しかつ最終的にフィルタコアに接触する。血漿はフィルタコアを通過し、流出液チューブの入口に流入し、かつ出口ポートを通ってボウルから取り出される。血漿層内に含有されるあらゆる血球は、フィルタコアの外面上に捕捉され、従って、回転軸線に対してフィルタコアの内側にある流出液の入口へは到達しない。これにより、本体の遠心分離ボウルから取り出される血漿は、残留血球が実質的に存在しないものであり、下流側にいかなるフィルタ要素をも設ける必要がない。
【００１８】
ボウルから全ての血漿が取り出されたならば、分離チャンバ内に一定量の赤血球を残しておいたままボウルを停止させる。遠心力が作用しなくなると、赤血球はボウルの底部に容易に集合する。赤血球がフィルタコアの内面と接触することを防止するため、中実スカートが、フィルタコアの底部から上方に向かって延びている。赤血球は、供給チューブおよび「入口」ポートを通して、停止されたボウルから取り出すことができる。血球がボウルから空にされると、ボウルを再び回転させることができる。ボウルを引き続き回転させると、濾過プロセス中にフィルタコアの外面に付着することがあるあらゆる残留血球が、コアから振り落とされ、より詳しくはフィルタコアが「洗浄」される。かくして、遠心分離ボウルは、次の任意の血液分離サイクルの準備が整えられたことになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
【００２０】
図２は、本発明による血液処理システム２００を示す概略ブロック図である。システム２００は、血液処理器２０４に装着できる使い捨て型収集セットを有している。収集セット２０２は、ドナーの腕２０８から血液を抜き取るための静脈切開針２０６と、Ｈａｅｍｏｎｅｓｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐ．から販売されているＡＳ−３のような抗凝固薬の容器２１０と、一時的赤血球（ＲＢＣ）貯蔵バッグ２１２と、遠心分離ボウル２１４と、血漿最終収集バッグ２１６とを有している。入口ライン２１８は静脈切開針２０６をボウル２１４の入口ポート２２０に連結し、出口ライン２２２はボウル２１４の出口ポート２２４を血漿収集バッグ２１６に連結する。供給ライン２２５は、抗凝固薬２１０を入口ライン２１８に連結する。血液処理器２０４は、コントローラ２２６と、モータ２２８と、遠心分離チャック２３０と、２つのぜん動ポンプ２３２、２３４とを有している。コントローラ２２６は、２つのぜん動ポンプ２３２、２３４およびチャック２３０を作動させるように接続されている。
【００２１】
本発明に使用する適当な血液処理器として、血漿を収集するのに使用される、Ｈａｅｍｏｎｅｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐ．  から販売されているＰＣＳ  ２（登録商標）システムがある。
【００２２】
本発明の遠心分離ボウルの構造
図３は、本発明の好ましい実施形態による遠心分離ボウル２１４を示す側断面図である。ボウル２１４は、閉鎖分離チャンバ３０４を形成するほぼ円筒状のボウル本体３０２を有している。ボウル本体３０２はベース３０６と、開頂部３０８と、側壁３１０とを有している。ボウル２１４は更に、リング状回転シール３１４を介してボウル本体３０２の頂部３０８に取り付けられるヘッダ組立体３１２を有している。入口ポート２２０および出口ポート２２４は、ヘッダ組立体３１２の一部である。入口ポート２２０と流体連通している供給チューブ３１６が、ヘッダ組立体３１２から分離チャンバ３０４内に延びている。供給チューブ３１６は、好ましくはボウル本体３０２のベース３０６に近接して位置決めされた開口３１８を有し、このため、供給チューブ３１６を通って流入する液体は、ボウル本体３０２のベース３０６で排出される。ヘッダ組立体３１２はまた、分離チャンバ３０４内に配置された、流出液通路３２０のような出口を有している。流出液通路３２０は、ボウル本体３０２の頂部３０８に近接して配置することもできる。好ましい実施形態では、流出液通路３２０は、通路３２４を形成する互いに間隔をおいて配置された１対のディスク３２２ａ、３２２ｂから形成され、通路３２４のほぼ周方向に延びている入口３２６は、ボウル２１４の中心回転軸線Ａ−Ａに対して第１半径方向位置Ｒ１に配置されている。
【００２３】
本発明に使用するための適当なヘッダ組立体およびボウル本体が米国特許第４，９８３，１５８号明細書に開示されているが、他のボウル構造を使用できることは理解されよう。
【００２４】
ボウル３０２の分離チャンバ３０４内には、ほぼ円筒状の側壁３３０を備えたフィルタコア３２８が配置されている。側壁３３０は第２半径方向位置Ｒ２に配置されるのが好ましい。この第２半径方向位置Ｒ２は、前述のように通路３２４への入口３２６の位置を形成する第１半径方向位置Ｒ１より僅かに外方に位置する。側壁３３０の底部３３０ａには、ベース３０６に向かって下方に延びかつ軸線Ａ−Ａに向かって傾斜している第１傾斜セクション３３２が設けられている。この第１傾斜セクション３３２から上方に向かって中実（ソリッド：ｓｏｌｉｄ）スカート３３４が延びており、該スカート３３４も軸線Ａ−Ａの方向に傾斜している。スカート３３４は、傾斜セクション３３２に対向している周部分（周縁部）３３６を形成しており、該周部分３３６は、好ましい実施形態ではボウル本体３０２のベース３０６から高さＨの距離をおいている。フィルタコア３２８は、ボウル本体と一緒に回転するように取り付けられるのが好ましい。より詳しくは、スカート３３４に対向するフィルタコア３２８の上方部分は、ボウル本体３０２の頂部３０８に取り付けることができる。
【００２５】
フィルタコア３２８の側壁３３０および第１傾斜セクション３３２は、少なくとも白血球のような１または２種類以上の残留血球の通過を阻止するが血漿の通過は許容するサイズをもつ濾膜で形成するか、このような濾膜を有することが好ましい。好ましい実施形態では、濾膜は、２〜０．８ミクロンの微孔サイズを有している。フィルタコア３２８に使用するのに適した濾膜として、Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｃｏｒｐ．（米国、カリフォルニア州、Ｐａｌｍ  Ｄｅｓｅｒｔ）から販売されているＢＴＳ−５膜またはＰａｌｌ  Ｃｏｒｐ．（米国、ニューヨーク州、Ｅａｓｔ  Ｈｉｌｌｓ）から販売されているＳｕｐｏｒ膜がある。濾膜は、赤血球、血小板、異種の白血球および／または非血球成分の通過を阻止するもので構成するか、このような濾膜を付加することができる。中実な材料からなるスカート３３４は、プラスチック、シリコーンまたは他の適当な材料で形成できる。従って、血漿を含むいかなる血液成分も、フィルタコア３２８のスカート３３４の部分を通過することはない。スカート３３４は真円筒状で側壁３３０内を上方に延びるように構成することもできる。
【００２６】
本発明の濾膜は多くの形態で構成できることを理解されたい。例えば、濾膜を、１または２種類以上の残留血球（血漿を除く）が付着する親和性媒体で形成し、濾膜を通過する血漿から残留血球を除去するように構成できる。また、濾膜は、好ましくは０．５〜２．０ミクロンの範囲内の等微孔サイズまたは不等微孔サイズの微孔膜で形成することもできる。濾膜を、親和性媒体と微孔膜とを組み合わせたもので構成することもできる。フィルタコア３２８には、微孔サイズまたは親和性の異なる２つ以上の膜層を、互いに間隔をおいてまたは一体に積層させて配置することもできる。このような膜層の微孔サイズは、流出液チューブ３２０の入口に向かって連続的に小さくなるように構成するのが好ましい。また、濾膜の１または２以上の層は、不織布媒体または材料で形成することもできる。
【００２７】
本発明の作動
作動に際し、使い捨て型収集セット２０２（図２）が血液処理器２０４に装着される。より詳しくは、入口ライン２１８が第１ポンプ２３２に通され、かつ抗凝固薬容器２１０からの供給ライン２２５が第２ポンプ２３４に通される。ヘッダ組立体３１２を静止状態に保持して、遠心分離ボウル２１４をチャック２３０内に確実に装着する。次に、静脈切開針２０６をドナーの腕２０８に刺す。次に、コントローラ２２６が２つのポンプ２３２、２３４およびモータ２２８を作動させる。２つのポンプ２３２、２３４の作動により、ドナーからの全血が容器２１０からの抗凝固薬と混合されかつボウル２１４の入口ポート２２０に供給される。モータ２２８の作動により、ボウル２１４を回転させるチャック２３０が駆動される。抗凝固薬が混合された全血は、供給チューブ３１６（図３）を通って流れ、分離チャンバ３０４内に流入する。回転ボウル２１４の分離チャンバ３０４内に発生された遠心力により、血液が側壁３１０に対して押し付けられる。ボウル２１４を連続的に回転させると、血液が密度によって個別層に分離される。より詳しくは、全血のうち最も密度の大きいＲＢＣ（赤血球）は、側壁３１０の周囲に接する第１層３４０を形成する。ＲＢＣ層３４０は表面３４２を有している。血漿は赤血球より密度が小さいため、血漿の層３４４が軸線Ａ−Ａに対してＲＢＣ層３４０の内側に形成される。血漿層３４４も表面３４６を有している。
【００２８】
赤血球の層と血漿の層との間には、白血球および血小板を含むバフィーコート層（図示せず）が形成されることがあることを理解すべきである。
【００２９】
抗凝固薬が混合された全血がボウル２１４の分離チャンバ３０４に更に供給されるにつれて、各層３４０、３４４が「成長」し、従って血漿層３４４の表面３４６が中心軸線Ａ−Ａの方向に移動する。或る時点で表面３４６がフィルタコア３２８の円筒状側壁３３０と接触する。側壁３３０の濾膜の流れ抵抗により、血漿層３４４の表面３４６は、フィルタコア３２８の第１傾斜セクション３３２を「昇り」始める。実際には、血漿をフィルタエレメントに通して「ポンピング」させるのに充分な圧力ヘッドが発生されるまで、血漿は傾斜セクション３３２を昇り続けるであろう。フィルタコア３２８の円筒状側壁３３０の固定半径方向位置に対する血漿層表面３４６の半径方向「高さ」は、分離チャンバ３０４内に発生される大きな遠心力により、大きい圧力ヘッドを確立する。例えば、２０ｍｍの外側コア半径Ｒ２でかつこの外側コア半径より「上方」に４ｍｍの半径方向「高さ」での血漿には、フィルタコア３２８を横切って約３００ｍｍＨｇの膜間圧力が発生され、この圧力は、血漿を濾膜を通してポンピングするのに充分な大きさである。図示の高さ差は、例示の目的から、誇張して示されている。また、フィルタコア３２８の半径方向「深さ」は、未濾過の血漿がスカート３３４のリムすなわち周部分３３６を乗り越えてこぼれ、ボウル２１４から取り出されることを防止できるサイズであることが好ましい。すなわち、第１傾斜セクション３３２およびスカート３３４により形成されるリム３３６は、ボウル２１４の予想される作動状態の間に、血漿表面３４６よりも軸線Ａ−Ａの方に近接して位置決めされる。
【００３０】
側壁３３０および傾斜セクション３３２における濾膜の形状（例えば微孔サイズ）により、血漿のみがフィルタコア３２８を通過することが許容される。血漿層３４４内に未だ残留する白血球のようなあらゆる残留血液成分は、軸線Ａ−Ａに対するフィルタコア３２８の外面上に捕捉される。フィルタコア３２８を通過した後、濾過された血漿３４８は、矢印Ｐ（図３）で示すように流出液チューブ３２０の入口３２６に流入しかつ通路３２６に沿って流れる。ここから、濾過された血漿は、流出液チューブ３２０と流体連通している出口ポート２２４を通ってボウル２１４から取り出される。次に、濾過された血漿は出口ライン２２２を通って、血漿収集バッグ２１６へと搬送される。
【００３１】
抗凝固薬が混合された全血が更にボウル２１４に供給されかつ濾過された血漿が取り出されるにつれて、ＲＢＣ層３４０の深さは大きくなるであろう。ＲＢＣ層３４０の表面３４２がフィルタコア３２８に到達すると、分離チャンバ３０４内の全ての血漿が取り出されたことを表示し、このプロセスは、好ましくは一時停止される。ＲＢＣ層３４０の表面３４２がフィルタコア３２８に到達したという事実は、光学的に検出できる。より詳しくは、ボウル２１４に更に、慣用的な光反射器３５０を設け、この光反射器３５０を、中心軸線Ａ−Ａからフィルタコア３２８の側壁３３０までの距離とほぼ同じ距離（例えばＲ２）だけ間隔をおいて配置する。反射器３５０は、血液処理器２０４内に配置される発光器および検出器（図示せず）と協働して、フィルタコア３２８に対して所定位置にあるＲＢＣの存在を検出し、対応する信号をコントローラ２２６に送る。これに応答して、コントローラ２２６はこのプロセスを一時停止する。
【００３２】
光学部品およびコントローラ２２６は、他の条件で、および／または他の分画を検出したときにボウル充填を一時停止させるように構成できることは理解されよう。
【００３３】
より詳しくは、コントローラ２２６は、ポンプ２３２、２３４およびモータ２２８の作動を停止させ、これによりボウル２１４を停止させる。遠心力がなくなると、ＲＢＣ層３４０はボウル２１４の底部に落下する。すなわち、ＲＢＣ層はヘッダ組立体３１２とは反対側の分離チャンバ３０４の底部に沈降する。前述のように、スカート３３４の端リム３３６は、停止したボウル２１４内に収容されたＲＢＣがこぼれないようにしかつ軸線Ａ−Ａに対して濾膜の内面と接触しないように位置決めするのが好ましい。例えば、ボウル２１４が停止されたとき、ボウル本体３０２のベース３０６に対する端点３３６の高さＨは、ＲＢＣの高さより大きい。従って、ＲＢＣはフィルタコア３２８のいかなる内面部分とも接触しない。この特徴の重要性について、以下に詳述する。
【００３４】
ＲＢＣが停止したボウル２１４内に沈降するのに充分な時間の待機後、コントローラ２２６はポンプ２３２を逆方向に付勢する。これにより、ボウル２１４の下方部分内のＲＢＣが供給チューブ３１６を通して吸い上げられ、かつ入口ポート２２０を通ってボウルから取り出される。次にＲＢＣは、入口ライン２１８を通ってＲＢＣ一時貯蔵バッグ２１２内に搬送される。ＲＢＣがバッグ２１２に確実に搬送されるようにするには、１または２以上の弁（図示せず）が作動されることを理解されたい。ボウル２１４からのＲＢＣの取り出しを容易にするため、スカート３３４の形状は、血漿収集バッグ２１６からの空気が分離チャンバ３０４内に容易に流入できるようにするのが好ましい。すなわち、スカート３３４の端点３３６が供給チューブ３１６から間隔をあけられ、流出液チューブ３２０から分離チャンバ３０４内への空気の流れを阻止しないようにする。従って、ＲＢＣを取り出すのに、濡れたフィルタコア３２８に空気を通す必要はない。この構成および配置により、ボウルの充填中に分離チャンバ３０４から空気を排出することも容易になる。
【００３５】
全てのＲＢＣがボウル２１４からＲＢＣ一時貯蔵バッグ２１２内に搬送されると、システム２００は、次の血漿収集サイクルの開始準備が整えられたことになる。より詳しくは、コントローラ２２６は２つのポンプ２３２、２３４およびモータ２２８を再び作動させる。次の収集サイクルの前にフィルタコア３２８を「洗浄」するため、コントローラ２２６は、抗凝固薬が混合された全血が分離チャンバ３０４に到達する前の或る長さの時間、ボウル２１４をその作動速度で回転させる態様で（すなわち、そのようなシーケンスで）モータ２２８およびポンプ２３２、２３４を付勢するのが好ましい。空のボウル２１４内でフィルタコア３２８を回転させることにより、血漿収集プロセス中にフィルタコアの外面上に「捕捉」された残留血球が振り落とされる。これにより、さもなくばフィルタコア３２８に付着してしまうであろう残留血球がフィルタコアから有効に「洗浄」される。この中間「洗浄」段階は、第１血漿収集サイクルだけでなく各血漿収集サイクル中に、濾膜の全表面積を利用することを可能にする。
【００３６】
捕捉された血球が洗浄されたフィルタを使用し、前述のようにして血漿収集プロセスを続ける。より詳しくは、抗凝固薬が混合された全血は、ボウル２１４の分離チャンバ３０４内でその構成成分に分離され、血漿がフィルタコア３２８を通してポンピングされる。濾過された血漿はボウル２１４から取り出され、出口ライン２２２を通って血漿収集バッグ２１６へと搬送され、第１サイクル時に収集された血漿に付加される。ボウル２１４の分離チャンバ３０４が再びＲＢＣで充満されると（光学検出器で検出されると）、コントローラ２２６は収集プロセスを停止させる。より詳しくは、コントローラは２つのポンプ２３２、２３４およびモータ２２８の作動を停止させる。このプロセスが完了すると（すなわち、所望量の血漿が提供されると）、システムは、ＲＢＣをドナーに戻す。より詳しくは、コントローラ２２６はポンプ２３２を逆方向に回転させ、ボウル２１４およびＲＢＣ一時貯蔵バッグからのＲＢＣを入口ライン２１８を通してポンピングする。ＲＢＣは、静脈切開針２０６を通って流れ、これによりドナーに戻される。
【００３７】
ＲＢＣがドナーに戻された後、静脈切開針２０６が取り外され、ドナーが解放される。今や濾過された血漿が充満された血漿収集バッグ２１６が、使い捨て型収集セット２０２から切断されかつシールされる。針、バッグ２１０、２１２およびボウル２１４を含む使い捨て型セット２０２の残余の部分は廃棄される。濾過された血漿は、血液バンクまたは病院に輸送することができる。
【００３８】
あらゆる残留血球または非血漿血液成分が、軸線Ａ−Ａに対してフィルタコア３２８の内面に接触することを防止することの重要性は、これにより明らかに理解されよう。より詳しくは、フィルタコア３２８の内面との接触が許容された残留血球は、ボウル２１４が空にされるときにボウル２１４を回転させることによっては取り出されない。それどころか、これらの残留血球はフィルタコア３２８の内面上にくっ付いているにすぎない。収集プロセスが再開されるときに、これらの残留血球は流出液チューブ３２０を通って血漿と一緒に引き上げられ、従って、収集バッグ２１６中の濾過された血漿を「汚染」してしまう。従って、本発明の好ましい実施形態では、フィルタコアは、非血漿血液成分がフィルタコアの内面に接触することを防止するように構成されている。
【００３９】
また、濾膜の所望表面積および停止されたボウルの赤血球の予想高さによっては、スカート３３２を省略することもできる。すなわち、フィルタコアの最低の部分が、停止したボウル２１４を占拠するＲＢＣよりかなり上方にあっても充分な濾過面積が得られる場合には、スカート３３２を省略できる。好ましい実施形態では、フィルタコア３２８は約５０ｃｍ２の濾過面積を有している。また、当業者ならば、収集サイクルが１回だけ遂行される場合には、残留血球がフィルタコアの内面に接触することを許容できることが理解されよう。より詳しくは、残留血球（例えば、停止したボウルの内容物）は、赤血球の取り出し中にフィルタコアの内面に接触することを許容できる。
【００４０】
図示の本発明は、慣用的な遠心分離ボウルにより現在得られるよりも一層「純粋」な濾過血漿製品を収集できる効率的な低コストのシステムを提供する。好ましい実施形態では、システム２００は更に、フィルタコア３２８が目詰まりしたか否かを検出する１または２以上の手段を有している。より詳しくは、血液処理器２０４には、コントローラ２２６に接続される１または２以上の慣用的な流体フローセンサ（図示せず）を設けて、ボウル２１４に供給される抗凝固薬が混合された全血の流量およびボウル２１４から取り出される濾過血漿の流量を測定することができる。コントローラ２２６は、好ましくは、フローセンサの出力をモニタし、全血の流量が長時間に亘って血漿の流量を超える場合には、コントローラ２２６は収集プロセスを一時停止させるのが好ましい。システム２００には更に、出口ライン２２２中の赤血球の存在を検出する１または２以上の慣用的なラインセンサ（図示せず）を設けることができる。出口ライン中の赤血球の存在は、分離チャンバ３０４内の血液成分がスカート３３４からこぼれたことを示すものである。
【００４１】
フィルタコアは別の構造にできることは理解されよう。例えば、図４には、全体として截頭円錐状のフィルタコア４０２を備えた遠心分離ボウル４００の側断面図が示されている。ボウル４００は、ボウル２１４と同様な多くの要素を有している。例えば、ボウル４００は、包囲型分離チャンバ４１２を形成するためのベース４０６と、開頂部４０８と側壁４１０とを備えた全体として円筒状のボウル本体４０４を有している。ボウル本体４０２には、回転シール４１６を介してヘッダ組立体４１４が取り付けられる。供給チューブ４１８がボウル４００の分離チャンバ４１２内に延びており、ヘッダ組立体４１４は、入口４２２を形成する流出液チューブ４２０を有している。分離チャンバ４１２内には、大径セクション４２４および小径セクション４２６を備えた截頭円錐状フィルタコア４０２も延入している。より詳しくは、フィルタコア４０２の大径セクション４２４は、半径方向位置Ｒ３（すなわち流出液チューブ４２０の入口の半径方向位置Ｒ４より僅かに外方）に配置するのが好ましい。中実（ソリッド）スカート４２８は、フィルタコア４０２の小径セクション４２６に形成するのが好ましい。スカート４２８は、好ましくはヘッダ組立体４１４に対して上方に向かって延び、かつ中心回転軸線Ａ−Ａに向かって傾斜している。スカート４２８も端リム４３０を同様に形成しており、好ましい実施形態では、該端リム４３０は、前述の理由から、ボウル本体４０４のベース４０６から高さＨの間隔をおいている。スカート４２８を除くフィルタコア４０２は、少なくとも白血球の通過を阻止するが血漿の通過は許容するサイズを有する濾膜で形成するのが好ましい。
【００４２】
作動に際し、抗凝固薬が混合された全血が、以前と同様に、回転ボウル４００の分離チャンバ４１２に供給される。全血は、ＲＢＣ層と、表面４３６をもつ血漿層４３４とに分離される。フィルタコア４０２の濾膜により与えられる流れ抵抗により、血漿層４３４の表面４３６が、血漿を、膜を通して「ポンピング」して濾過血漿を形成するのに充分な圧力ヘッドが発生するまで、截頭円錐状のフィルタコア４０２の一部を「上昇」する。また、スカート４２８の端リム４３０を、ボウル本体４０４のベース４０６から高さＨの間隔をおくことにより、ボウル４００が停止しているときに、ＲＢＣを含む残留血球がフィルタコア４０２の内面に接触することが防止される。
【００４３】
図５および図６は、好ましいフィルタコア支持構造５００の、それぞれ斜視図および側断面図である。支持構造５００は、円筒状外面５０２、第１開端部５０４、および第２開端部５０６を形成する全体として円筒状の形状を有している。支持構造５００の外面５０２には、集液領域５０８のような１または２以上の集液領域が形成されている。好ましくは、この集液領域５０８は、支持構造５００の表面領域の大きな部分に形成される。好ましい実施形態では、各集液領域５０８は、外面５０２に対して窪んで形成されている。各集液領域５０８内には、互いに間隔をおいて設けられた複数のリブ５１０が配置されており、各リブ５１０は、支持構造５００の外面５０２と同一面内にある頂面５１０ａを有している。各集液領域５０８はまた、支持構造５００の内部５１４（図６）への流体連通を形成する複数のドレン孔５１２（図５）を有している。より詳しくは、隣接リブ５１０間の間隔は、ドレン孔５１２に通じる対応チャンネル５１６を形成する。
【００４４】
フィルタコア３２８の傾斜セクション３３２（図３）の代わりに、支持構造５００に、第２開端部５０６に配置された内方に延びる棚部５１８（図６）が設けられている。より詳しくは、棚部５１８には截頭円錐状の形状を有するスカート５２０が設けられており、該スカート５２０は、支持構造５００の内部で第２開端部５０６から第１開端部５０４に向かって延びている。スカート５２０はまた、第１端部５０４と第２端部５０６との間の流体連通を形成する、第２開端部５０６とは反対側の開口５２２を形成している。
【００４５】
支持構造５００の周囲には、１または２種類以上の残留血球の通過を阻止するが血漿の通過は許容するように構成された濾材（図示せず）が巻かれる。濾材は、テープ、超音波溶接、ヒートシール等の任意の適当な手段により支持構造５００に取り付けられる。リブ５１０の形状により、濾材はそれぞれの集液領域５０８から間隔をあけられる。すなわち、集液領域５０８の領域では、濾材はリブ５１０の頂面５１０ａにより支持される。血漿が濾材を通過するとき、血漿は対応する集液領域５０８に流入する。ここから、濾過された血漿が、チャンネル５１６に沿って流れ、ドレン孔５１２を通り、支持構造５００の内部５１４に流入する。支持構造５００は、第１開端部５０４がヘッダ組立体３１２に近接するようにしてボウル本体３０２（図３）に取り付けられるのが好ましい。前述のように、濾過血漿は、出口５２０（図３）によりボウル２１４（図３）から取り出される。また、スカート５２０の形状は、未濾過血漿がボウル２１４から取り出されること、または濾材の内面と接触することを防止する。また、スカート５２０の開口５２２は、供給チューブ３１６（図３）が支持構造５００を通って延びることを許容し、かつ赤血球または他の成分の除去中にボウル２１４の分離チャンバ３０４内に空気が流入することを可能にする。
【００４６】
当業者ならば、支持構造を含むフィルタコアの他の構造を、血漿が出口に到達する前にフィルタコアを通って押し出されるように構成できることが理解されよう。
【００４７】
本発明のフィルタコアは回転ボウル本体に対して静止する構造に構成できることも理解されよう。すなわち、フィルタコアは、ボウル本体ではなくヘッダ組立体に取り付けることもできる。本発明のフィルタコアは、Ｈａｅｍｏｎｅｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐ．から販売されている遠心分離ボウルのベル型Ｌａｔｈａｍシリーズを含む他の形状をもつ遠心分離ボウル内に組み込むこともできることが理解されよう。
【００４８】
上記説明は、本発明の特定の実施形態についてなされたものである。しかしながら、説明した実施形態の幾つかのまたは全ての長所を達成できる種々の変更を行い得ることは明白であろう。従って、上記説明は本発明の例示であって、限定ではないことに留意すべきである。例えば、濾膜は実際には流出液チューブの入口の内側に配置して、濾過血漿を流出液チューブの入口に戻すように構成することもできる。このような全ての変更は、特許請求の半径方向に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるプラズマフェレーシスシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態によるプラズマフェレーシスシステムを示すブロック図である。
【図３】回転フィルタコアを示す図２の遠心分離ボウルの側断面図である。
【図４】本発明の遠心分離ボウルの他の実施形態を示す側断面図である。
【図５】本発明に使用されるフィルタコアの好ましい支持構造を示す斜視図である。
【図６】図５の支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２００  血液処理システム
２０２  使い捨て型収集セット
２０４  血液処理器
２０６  静脈切開針
２１０  抗凝固薬
２１２  ＲＢＣ一時貯蔵バッグ
２１４  遠心分離ボウル
２１６  血漿収集バッグ
２３０  遠心分離チャック
【図１】
0003577444.tif 000002
【図２】
0003577444.tif 000003
【図３】
0003577444.tif 000004
【図４】
0003577444.tif 000005
【図５】
0003577444.tif 000006
【図６】
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