(57)【要約】【課題】酸素、二酸化炭素、または酸素および二酸化炭素の枯渇化を提供する、枯渇血液製剤の調製のためのデバイスを提供すること。【解決手段】枯渇化デバイス（１００）は、筐体（１０３）と、１つまたは複数の液体チャンバ（１０１）と、１つまたは複数の枯渇化チャンバ（１０２）とを備える。ガス透過性バリア（１０７）は、液体チャンバを枯渇化チャンバから分離する。枯渇化チャンバは、固体のＯ2およびＣＯ2収着剤の組合せ等の枯渇化媒体（１０６）を含有する。枯渇化チャンバはまた、アルゴン等の枯渇化ガスがそこを通ってデバイスに進入およびデバイスを出るガス入口およびガス出口を備えてもよい。液体チャンバは、ガス透過性バリアに対する液体の流動を誘導する流動制御機構（１０８）を備えてもよい。さらに、嫌気性血液製剤への酸素および他のガスの補充のためのデバイスが記載される。【選択図】図１
2019065039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体からガスを除去するための枯渇化デバイスであって、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数の枯渇化チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える枯渇化デバイス。
【請求項２】
前記ガス透過性バリアが、酸素、二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスに対し透過性である、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３】
前記ガスが、酸素および二酸化炭素である、請求項０に記載の枯渇化デバイス。
【請求項４】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項５】
前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、請求項５に記載の枯渇化デバイス。
【請求項７】
前記ガス透過性バリアが、少なくとも１つの血液適合性表面を備える、請求項５に記載の枯渇化デバイス。
【請求項８】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９】
前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記少なくとも１つの液体入口を通って進入し、前記１つまたは複数の液体チャンバを通って流動し、前記少なくとも１つの液体出口を通って出る液体を混合する、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０】
前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、および血漿からなる群から選択される血液製剤である、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１】
前記筐体が、高さ、長さおよび幅を有する直方体であり、前記１つまたは複数の液体チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項１１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記１つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記１つまたは複数の液体チャンバの幅である、請求項１２に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバと流体連通した少なくとも１つのガス入口および少なくとも１つのガス出口をさらに備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１５】
前記枯渇化チャンバが、１つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、請求項１４に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の枯渇チャンバが、長さ、幅および高さを有する、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１７】
枯渇化ガスが、前記少なくとも１つのガス入口内に流動し、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記１つまたは複数のガス出口を通って出る、請求項１４に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１８】
前記枯渇化ガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素、アルゴン／二酸化炭素、窒素／二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１７に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１９】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つの液体チャンバ、２つの液体チャンバ、３つの液体チャンバ、４つの液体チャンバおよび５つの液体チャンバからなる群から選択される、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、１つの枯渇化チャンバ、２つの枯渇化チャンバ、３つの枯渇化チャンバ、４つの枯渇化チャンバ、および５つの枯渇化チャンバからなる群から選択される、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２１】
前記１つまたは複数の液体チャンバおよび前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、スタック構成で交互し、前記液体チャンバが、互いに流体連通している、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２２】
前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、酸素枯渇化媒体、二酸化炭素枯渇化媒体、およびそれらの組合せからなる群から選択される枯渇化材料を含有する、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２３】
前記枯渇化材料が、１つまたは複数のパケットに保持される、請求項２２に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２４】
前記枯渇化材料が、ゲル、固体、ガス、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項２２に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２５】
前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２６】
前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスバリア材料で作製される、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、少なくとも１つのガス透過性バリアを備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２８】
前記枯渇化チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項２９】
前記枯渇化チャンバが、前記液体チャンバと接触している少なくとも１つのガス透過性材料を含む、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３０】
白血球低減デバイスをさらに備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３１】
血小板分離デバイスをさらに備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３２】
赤血球編集デバイスをさらに備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３３】
前記液体出口に接続された酸素および二酸化炭素不透過性血液貯蔵デバイスをさらに備える、請求項１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３４】
前記酸素および二酸化炭素不透過性血液貯蔵デバイスが、酸素および二酸化炭素捕捉剤をさらに備える、請求項３３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項３５】
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数のガス添加チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備えるガス添加デバイス。
【請求項３６】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項３７】
前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項３８】
前記ガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、請求項３７に記載のガス添加デバイス。
【請求項３９】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４０】
前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４１】
前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４２】
前記ガス添加チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４３】
前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記少なくとも１つの液体入口を通って進入し、前記１つまたは複数の液体チャンバを通って流動し、前記少なくとも１つの液体出口を通って出る液体を混合する、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４４】
前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される血液製剤である、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４５】
前記筐体が、長さ、幅および高さを有する直方体であり、前記１つまたは複数の液体チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４６】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項４５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４７】
前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記１つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記１つまたは複数の液体チャンバの幅である、請求項４６に記載のガス添加デバイス。
【請求項４８】
前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、前記１つまたは複数のガス添加チャンバと流体連通した少なくとも１つのガス入口および少なくとも１つのガス出口をさらに備える、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項４９】
前記ガス添加チャンバが、１つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、請求項４８に記載のガス添加デバイス。
【請求項５０】
前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項５１】
添加ガスが、前記少なくとも１つのガス入口内に流動し、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記１つまたは複数のガス出口を通って出る、請求項４８に記載のガス添加枯渇化デバイス。
【請求項５２】
前記添加ガスが、純酸素、空気、二酸化炭素、亜酸化窒素およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項５１に記載のガス添加デバイス。
【請求項５３】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つの液体チャンバ、２つの液体チャンバ、３つの液体チャンバ、４つの液体チャンバ、５つの液体チャンバおよび６つ以上の液体チャンバからなる群から選択される、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項５４】
前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、１つのガス添加チャンバ、２つのガス添加チャンバ、３つのガス添加チャンバ、４つのガス添加チャンバ、５つのガス添加チャンバおよび６つ以上のガス添加チャンバからなる群から選択される、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項５５】
前記１つまたは複数の液体チャンバおよび前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、スタック構成で交互し、前記液体チャンバが、互いに流体連通している、請求項３５に記載のガス添加デバイス。
【請求項５６】
液体からガスを枯渇化する方法であって、請求項１に記載のデバイスを通して液体を流動させ、ガス枯渇液体を調製するステップを含む方法。
【請求項５７】
前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、および血漿からなる群から選択される血液製剤である、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ガスが、酸素、二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
前記ガスが、酸素および二酸化炭素である、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
白血球低減デバイスを通して前記血液製剤を流動させ、ガス枯渇および白血球低減血液製剤を調製するステップをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記血液製剤または前記ガス枯渇血液製剤から血小板を除去するステップをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６２】
前記全血が、抗凝固剤および添加剤溶液をさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６３】
前記ガス枯渇血液製剤が、１０％未満、５％未満、２．５％未満、または１％未満のヘモグロビン酸素飽和度を有する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６４】
輸血用血液製剤を調製する方法であって、請求項３５に記載のデバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法。
【請求項６５】
前記血液製剤が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記添加ガスが、酸素、二酸化炭素、酸化窒素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記増加したレベルのガスが、ヘモグロビンに結合した生理学的レベルの酸素である、請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
緩衝液交換デバイスを通して前記液体を流動させるステップをさらに含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６９】
前記血液製剤が、赤血球編集デバイスを通って流動する、請求項６４に記載の方法。
【請求項７０】
前記血液製剤が、赤血球懸濁液および濃厚赤血球からなる群から選択される、請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
赤血球の長期貯蔵のための方法であって、
ａ．全血を得るステップと、
ｂ．前記全血を枯渇化デバイスに通過させ、枯渇血液製剤を調製するステップと、
ｃ．前記枯渇血液製剤をガス不透過性貯蔵バッグ内にある期間貯蔵し、貯蔵された枯渇血液製剤を調製するステップと、
ｄ．前記貯蔵された枯渇血液製剤をガス添加デバイスに通過させ、輸血血液製剤を調製するステップと
を含む方法。
【請求項７２】
前記枯渇化デバイスが、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数の枯渇化チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記ガス添加デバイスが、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数のガス添加チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える、請求項７１に記載の方法。
【請求項７７】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
前記ガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、請求項７６に記載の方法。
【請求項８０】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、請求項７６に記載の方法。
【請求項８１】
前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項７６に記載の方法。
【請求項８２】
前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項７６に記載の方法。
【請求項８３】
前記輸血血液製剤を編集するステップ、
前記輸血血液製剤に照射するステップ、
前記輸血血液製剤の緩衝液交換を行うステップ、および
前記ガス回復血液製剤を輸血バッグ内に収集するステップ
からなる群から選択される１つまたは複数のステップをさらに含む、請求項７１に記載の方法。
【請求項８４】
前記ガス不透過性貯蔵バッグが、バリアフィルムを有する外側バッグと、前記枯渇血液製剤と接触した内側バッグとを備える、請求項７１に記載の方法。
【請求項８５】
前記ガス不透過性貯蔵バッグが、前記内側バッグと前記外側バッグとの間に配置された収着剤をさらに備える、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
赤血球の長期貯蔵のためのシステムであって、
瀉血針と、
血液採取バッグと、
添加剤溶液と、
枯渇化デバイスと、
白血球低減のためのデバイスと、
赤血球を編集するためのデバイスと、
病原体を不活性化するためのデバイスと、
血液製剤の体積を低減するためのデバイスと、
血液製剤の緩衝液を交換するためのデバイスと、
血液製剤を貯蔵するためのガス不透過性貯蔵バッグと、
輸血前に貯蔵された血液製剤にガスを添加するためのデバイスと、
前記デバイス、前記採取バッグ、および前記貯蔵バッグを接続する配管と
を備えるシステム。
【請求項８７】
前記枯渇化デバイスが、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数の枯渇化チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える、請求項８６に記載のシステム。
【請求項８８】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、請求項８７に記載のシステム。
【請求項８９】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、請求項８７に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９０】
前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル、ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、請求項８９に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９１】
筐体と、
液体入口と、
液体出口と、
１つまたは複数の枯渇化ユニットであって、
他の枯渇化ユニット、前記液体入口、または前記液体出口との流体連通のための少なくとも２つのコネクタと、
酸素または酸素および二酸化炭素枯渇ガスに対して曝露可能なガス透過性膜と、
前記液体入口および前記液体出口と流体連通した１つまたは複数のチャネルと
を備える枯渇化ユニットとを備え、
前記ガス透過性膜と接触した少なくとも１つの曝露長手方向側面を有する前記１つまたは複数のチャネルは、血液製剤を受容および運搬するように構成される、枯渇化デバイス。
【請求項９２】
前記１つまたは複数のチャネルが、マイクロチャネルである、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９３】
前記１つまたは複数のチャネルが、長方形、円形および不規則形状からなる群から選択される断面形状を有する、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９４】
前記１つまたは複数のチャネルが、その長手方向経路に沿って変化する断面積を有する、請求項９３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９５】
前記１つまたは複数のチャネルが、その長手方向経路に沿って、長方形、円形、および不規則形状からなる群の１つまたは複数から選択される２つ以上の断面形状を有する、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９６】
前記不規則形状断面を有する前記１つまたは複数のチャネルが、前記筐体の側面と、前記ガス透過性膜の粗面との間の空間により画定される、請求項９３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９７】
前記１つまたは複数のチャネルが、それぞれ、前記筐体の長さの少なくとも１０倍の長さを有するが、前記筐体内に完全に収納される、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９８】
前記１つまたは複数のチャネルが、前記血液製剤の混合を生成するように構成される、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項９９】
前記１つまたは複数のチャネルが、前記混合を生成するために、蛇行、波状、起伏、正弦曲線、螺旋、部分螺旋、およびジグザグからなる群から選択される長手方向経路を有する、請求項９８に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１００】
前記筐体が、前記ガス透過性膜と接触したガスチャンバをさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０１】
前記ガスチャンバが、洗浄ガスを受容および排出するように構成されるガス入口およびガス出口をさらに備える、請求項１００に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０２】
前記ガスチャンバが、ある体積のガスを受容および保持するように構成される、請求項１００に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０３】
前記筐体が、第２のガス透過性膜および第２のガスチャンバをさらに備える、請求項１００に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０４】
前記１つまたは複数のチャネルが、ガス透過性膜と接触した第２の曝露長手方向側面を有する、請求項１０３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０５】
前記第１および第２のガスチャンバが、洗浄ガスを受容および排出するように構成されるガス入口およびガス出口に接続される、請求項１０３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０６】
前記第１および第２のガスチャンバが、ある体積のガスを受容および保持するように構成される、請求項１０３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０７】
前記第１および第２のガスチャンバが、プレナムチャンバである、請求項１０３に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０８】
１つまたは複数の液体流動制御デバイスをさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１０９】
１つまたは複数のガスセンサをさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１０】
前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、１つの枯渇化ユニット、２つの枯渇化ユニット、３つの枯渇化ユニット、４つの枯渇化ユニット、および５つの枯渇化ユニット、またはそれ以上からなる群から選択される、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１１】
前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、並列に接続されて、前記流体入口から前記流体出口に前記赤血球の並流を伝達する、請求項１１０に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１２】
前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、直列に接続されて、前記流体入口から前記流体出口に前記赤血球の連続流を伝達する、請求項１１０に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１３】
前記１つまたは複数のチャネルが、１つのチャネル、２つのチャネル、３つのチャネル、４つのチャネル、５つのチャネル、６つのチャネル、７つのチャネル、８つのチャネル、９つのチャネル、および１０個のチャネル、またはそれ以上からなる群から選択される、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１４】
前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、ガス枯渇化媒体をさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１５】
前記ガス枯渇化媒体が、ガス収着剤である、請求項１１４に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１６】
前記ガス枯渇化媒体が、ゲル、固体、ガス、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１１４に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１７】
前記枯渇化媒体が、１つまたは複数のパケットに保持される、請求項１１４に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１８】
白血球低減デバイスをさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１１９】
血小板分離デバイスをさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【請求項１２０】
赤血球編集デバイスをさらに備える、請求項９１に記載の枯渇化デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、血液製剤および赤血球の保存のためのデバイス、方法およびシステムを含む。より具体的には、本開示は、系からのガスの除去のためのデバイス、ならびに血液製剤からの赤血球の長期嫌気的貯蔵および輸血前の血液製剤に対するガスの回復のための方法を含む。本開示はまた、輸血前にガスを回復させるためのデバイスを提供する。
【背景技術】
【０００２】
液体血液の供給は、現在、従来の血液貯蔵の実践において使用されている貯蔵システムにより制限されている。現在のシステムを使用すると、貯蔵された血液は、濃厚血液細胞調製物として、凍結点より上の温度（すなわち４℃）での約４２日間の冷蔵貯蔵後に期限切れとなる。劣化は４２日目以前でも生じる。期限切れの血液は、最終的な受容者に有害となるため使用することができず、廃棄されなければならない。血液の損傷の主な理由の１つは、貯蔵された後のその継続的な代謝活性である。例えば、２００７年において、世界で４５００万単位を超える赤血球（ＲＢＣ）が採取および貯蔵された（米国においては１５６０万単位）。冷蔵貯蔵中、ＲＢＣは、貯蔵損傷により次第に損傷される。現在の６週間の期限内に輸血された場合、貯蔵されたＲＢＣは、より低い品質（ＲＢＣの一部の除去；悪化したＯ2送達能力）、およびしばしば輸血治療の副作用として発現する潜在的な毒性を有する。これらの貯蔵損傷は、貯蔵された細胞に関連する改変された生化学的および物理的パラメータとして観察される。これらの例は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ測定パラメータ、例えば低減した代謝レベル（ＡＴＰおよび２，３−ＤＰＧ）、低減した表面積、エキノサイトーシス（ｅｃｈｉｎｏｃｙｔｏｓｉｓ）、ホスファチジルセリン曝露、および低減した変形能を含む。
【０００３】
貯蔵された血液は、貯蔵期間中に生じる溶血、ヘモグロビン分解および低減したアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）濃度により一部起因して、着実に劣化する。これらの理由および他の理由により、輸血に必要とされるすぐに利用可能な高品質血液の量が制限される。
上述のように、機械的応力および循環の一定サイクル環境を避けて、ＲＢＣが血液貯蔵バッグ内で凍結点より上の温度（例えば、１〜６℃、標準的貯蔵条件）の冷蔵下で貯蔵された場合、老化過程が部分的に停止する。しかしながら、冷蔵貯蔵下で一定の栄養物補充および廃棄物除去がないと、ＲＢＣは徐々に悪化し、生理学的機能の低下がもたらされる。例として、長期貯蔵中に以下の問題が生じる。
−  ＲＢＣが長期間貯蔵された場合、貯蔵損傷が蓄積してＲＢＣを劣化させ、それにより貯蔵中にＲＢＣの１％までが溶血し、２５％までが輸血後すぐに除去される。
−  非生存ＲＢＣは、長期輸血患者において鉄過剰負荷を引き起こす。
−  輸血は、必ずしも、組織かん流の上昇の意図された転帰を達成するとは限らない。
−  ＲＢＣ中のヘモグロビンは、２，３−ＤＰＧの損失に起因して、組織で酸素を効率的に放出しない。
−  ＲＢＣは、変形能の損失に起因して、毛細血管床に進入およびかん流することができない。
【０００４】
より長期間貯蔵されたＲＢＣの輸血は、「より新鮮な」赤血球の輸血に比べてより高い疾病率およびより長い入院期間をもたらし得る。より高い疾病率およびより長い入院期間は、より新鮮な赤血球と比較して、６週間を超える期間貯蔵されたＲＢＣによりもたらされる。例えば、心臓手術における負の臨床転帰は、「より古い」血液を使用した場合に生じ、手術患者における多臓器障害は、輸血赤血球の古さを反映し、重症敗血症においては、より古い単位と死亡率の増加との間に相関があり、Ｏ2利用改善の不良は、血液粘度の増加に関連した２，３−ＤＰＧの減少および心係数の減少に起因する。
【０００５】
輸血の非有効性および否定的な結果は、少なくとも部分的に、ＲＢＣの長期貯蔵の悪化作用に起因する。ある特定のＲＢＣの受容者による即時的な除去に加えて、ＲＢＣ貯蔵損傷の結果は、（ｉ）ＡＴＰの枯渇（前毛細血管細動脈を拡張するＲＢＣの能力の損失）；（ｉｉ）２，３−ＤＰＧの枯渇；（ｉｉｉ）変性ヘモグロビンのＯ2との反応により形成される反応性酸素種（ＲＯＳ）により引き起こされる酸化的損傷の蓄積；ならびに（ｉｖ）部分的に膜および細胞骨格への酸化的損傷により引き起こされるＲＢＣ変形能の低下およびＲＢＣ粘度の増加を含む。より変形能の低いＲＢＣは、毛細管チャネルから排除され、低い毛細管占有度および低減された組織かん流をもたらす。非変形性細胞の大量輸血はまた、臓器の毛細血管床を遮断することにより、多臓器障害に寄与し得る。輸血後、２，３−ＤＰＧは、７時間という短期間で正常レベルの約５０％まで、また２〜３日で正常レベルの約９５％まで、ｉｎ  ｖｉｖｏで比較的迅速に合成される。しかしながら、２，３−ＤＰＧ枯渇細胞は、そのレベルを即時に回復しないため、Ｏ2運搬能は、即時的なＯ2送達および組織かん流を必要とする重症患者に被害が及ぶ程悪化する。そのような臨床的状況における高い酸素運搬能を有するＲＢＣの重要性を強調する、数々の報告がある。
【０００６】
冷凍保存血液の貯蔵が当該技術分野において知られているが、そのような冷凍保存血液には制限がある。何年もの間、冷凍保存血液は、ある特定の高い需要および希少な血液型に対して、血液バンクおよび軍により使用されている。しかしながら、冷凍保存血液は、取り扱いが困難である。冷凍保存血液は解凍されなければならず、そのため冷凍保存血液は緊急時の状況において非実用的である。血液が解凍されたら、４８時間以内に使用されなければならない。Ｓｅｒｅｂｒｅｎｎｉｋｏｖに対する米国特許第６，４１３，７１３号は、０℃未満の温度で血液を貯蔵する方法に関する。
【０００７】
Ｈａｍａｓａｋｉらに対する米国特許第４，７６９，３１８号およびＳａｓａｋａｗａらに対する米国特許第４，８８０，７８６号は、血液保存および活性化のための添加剤溶液に関する。Ｂｉｔｅｎｓｋｙらに対する米国特許第５，６２４，７９４号、Ｂｉｔｅｎｓｋｙらに対する米国特許第６，１６２，３９６号、およびＢｉｔｅｎｓｋｙに対する米国特許第５，４７６，７６４号は、酸素枯渇条件下での赤血球の貯蔵に関する。Ｂｉｔｅｎｓｋｙらに対する米国特許第５，７８９，１５１号は、血液貯蔵添加剤溶液に関する。
血液保存および活性化のための添加剤溶液は、当該技術分野において知られている。例えば、Ｒｅｊｕｖｅｓｏｌ（商標）（ｅｎＣｙｔｅ  Ｃｏｒｐ．、Ｂｒａｉｎｔｒｅｅ、ＭＡから入手可能）は、低温貯蔵（すなわち４℃）後、輸血直前に、または長期保存のための凍結（すなわちグリセロールと共に−８０℃で）前に血液に添加される。Ｈｅｓｓらに対する米国特許第６，４４７，９８７号は、ヒト赤血球の冷蔵貯蔵のための添加剤溶液に関する。
【０００８】
血液貯蔵状況におけるＡＴＰレベルの上昇および保存の効果が研究されている。例えば、Ｇｒｅｅｎｗａｌｔらによる「Studies In Red Blood Cell Preservation-7. In Vivo and in Vitro Studies with a Modified Phosphate-Ammonium Additive Solution」, Vox Sang 65, 87-94 (1993)において、著者らは、ｍＭで２０  ＮＨ4Ｃｌ、３０  Ｎａ2ＨＰＯ4、２アデニン、１１０デキストロース、５５マンニトールを含有する実験添加剤溶液（ＥＡＳ−２）、ｐＨ７．１５が、５〜６週間という現在の標準から８〜９週間の改善された標準へのヒトＲＢＣの貯蔵期間の延長に有用であることを突き止めた。濃厚ＲＢＣは、単一洗浄ステップによる上澄みの除去後の輸血に好適である。Ｇｒｅｅｎｗａｌｔらはまた、ＡＴＰ濃度以外の因子が、５０日間の貯蔵後のＲＢＣ生存率の決定においてますます重要な役割を担っているようであると結論付けている。彼らは、「The Viability of Human Blood Stored in Phosphate Adenine Media」, Transfusion 7, 401-408 (1967)におけるＬ．ＷｏｏｄおよびＥ．Ｂｅｕｔｌｅｒの結果を引用し、また彼ら自身の実験において、ＡＴＰ濃度と２４時間ＲＢＣ生存率測定値との間の関係が、約８週間の貯蔵後により不明確となるようであることを見出している。Ｅ．ＢｅｕｔｌｅｒおよびＣ．Ｗｅｓｔは、「Storage of Red Cell Concentrates in CPD-A2 for 42 and 49 Days」, J. Lab. Clin. Med. 102, 53-62 (1983)において、赤血球ＡＴＰ濃度と生存率との間の関係が、長期間の貯蔵後には弱い関係であることを改めて述べている。
【０００９】
ある特定の特許は、血液貯蔵の異なる側面に注目している。１つのそのような特許は、Ｓａｔｏらに対する米国特許第４，８３７，０４７号であり、これは、血液の品質を良好な状態に保持するための、長期間の血液保存用の容器に関する。Ｓａｔｏらは、血液中の二酸化炭素ガスの分圧を低レベルに維持することによる、貯蔵された血液の貯蔵期限の改善を目指している。そのような分圧は、外の気圧との正規化により得られるようである。容器は、二酸化炭素ガスが血液から外に容易に拡散し得るようにすることを目的として、二酸化炭素ガスに対する高い透過性を有する合成樹脂フィルムで作製される。しかしながら、血液中の酸素およびヘモグロビンの相互作用により引き起こされる問題は対処されていない。
【００１０】
別の特許である、Ｉｓｈｉｋａｗａらに対する米国特許第５，５２９，８２１号は、容器への血液の付着を防止する、血液の貯蔵のための容器および方法に関する。血液は、複数の層を有するシート材料で構成される容器内に貯蔵され、血液に接触する第１のシートが、血小板の活性化およびその層への付着を実質的に防止する。しかしながら、この場合も、血液中の酸素およびヘモグロビンの相互作用により引き起こされる問題は対処されていない。
現在の技術に照らして、輸血に関連した疾病率を最小限化するために、貯蔵される赤血球の品質を改善し、輸血の前のそのような赤血球の貯蔵期限を延長することが必要とされている。
【発明の概要】
【００１１】
本開示は、液体からガスを除去するための枯渇化デバイスであって、１つまたは複数の液体チャンバと、１つまたは複数の枯渇化チャンバと、１つまたは複数の液体チャンバを１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、少なくとも１つの液体入口と、少なくとも１つの液体出口とを有する筐体を含む枯渇化デバイスを含み、それを提供する。
本開示は、筐体と、１つまたは複数の液体チャンバと、１つまたは複数のガス添加チャンバと、液体チャンバの少なくとも１つをガス添加チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、少なくとも１つの液体入口と、少なくとも１つの液体出口とを含むガス添加デバイスを含み、それを提供する。
本開示は、輸血用血液製剤を調製する方法であって、枯渇化デバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法をさらに含み、それを提供する。
さらに、本開示は、赤血球の長期貯蔵のための方法であって、全血を得るステップと、全血を枯渇化デバイスに通過させ、枯渇血液製剤を調製するステップと、枯渇血液製剤をガス不透過性貯蔵バッグ内にある期間貯蔵し、貯蔵された枯渇血液製剤を調製するステップと、貯蔵された枯渇血液製剤をガス添加デバイスに通過させ、輸血血液製剤を調製するステップとを含む方法を含み、それを提供する。
【００１２】
本開示による実施形態において、赤血球の長期貯蔵のための方法は、輸血血液製剤を編集するステップ、輸血血液製剤に照射するステップ、輸血血液製剤の緩衝液交換を行うステップ、ガス回復血液製剤を輸血バッグ内に収集するステップ、およびそれらの組合せをさらに含んでもよい。
【００１３】
本開示はまた、赤血球の長期貯蔵のためのシステムであって、瀉血針と、血液採取バッグと、添加剤溶液と、枯渇化デバイスと、白血球低減のためのデバイスと、赤血球を編集するためのデバイスと、病原体を不活性化するためのデバイスと、血液製剤の体積を低減するためのデバイスと、血液製剤の緩衝液を交換するためのデバイスと、血液製剤を貯蔵するためのガス不透過性貯蔵バッグと、輸血前に貯蔵された血液製剤にガスを添加するためのデバイスと、デバイス、採取バッグ、および貯蔵バッグを接続する配管とを含むシステムを含み、それを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ａ〜Ｄは、本開示による例示的な単一の液体チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図２】Ａ〜Ｆは、本開示による例示的な流動制御機構を示す図である。
【図３】Ａ〜Ｃは、本開示による２つ以上の液体チャンバを有する例示的な枯渇化デバイスを示す図である。
【図４】Ａ〜Ｃは、剛性内部液体チャンバおよび可撓性外部筐体を有する例示的な単一の液体チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図５】Ａ〜Ｃは、本開示による、可撓性筐体、可撓性液体チャンバ、および可撓性枯渇化チャンバを有する例示的な単一の液体チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図６】Ａ〜Ｃは、可撓性筐体、間接的液体経路を有する可撓性液体チャンバ、および２つの可撓性枯渇化チャンバを有する例示的な単一の液体チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図７】Ａ〜Ｃは、本開示による、可撓性筐体、２つの可撓性液体チャンバ、および３つの可撓性枯渇化チャンバを有する例示的な複数チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図８】Ａ〜Ｃは、本開示による単一の液体チャンバおよび２つのガス枯渇化チャンバを有する例示的な単一チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図９】Ａ〜Ｃは、本開示による直列構成の２つの液体チャンバおよび３つのガス枯渇化チャンバを有する例示的な複数チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図１０】Ａ〜Ｃは、本開示による並列構成の２つの液体チャンバおよび３つのガス枯渇化チャンバを有する例示的な複数チャンバ枯渇化デバイスを示す図である。
【図１１】Ａ〜Ｃは、本開示による例示的なガス流動制御機構を示す図である。
【図１２】Ａ〜Ｃは、本開示による、単一の液体チャンバ、単一の枯渇化チャンバおよび単一のプラズマチャンバを有する例示的な単一チャンバ枯渇化およびプラズマ分離デバイスを示す図である。
【図１３】Ａ〜Ｃは、本開示による、単一の液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバおよびプラズマチャンバを有する例示的な枯渇化およびプラズマ分離デバイスを示す図である。
【図１４】Ａ〜Ｃは、本開示による、白血球低減フィルタ、２つの枯渇化チャンバおよび流体チャンバを有する例示的な枯渇化デバイスを示す図である。
【図１５】Ａ〜Ｃは、本開示による、白血球低減フィルタ、プラズマ分離チャンバ、２つの枯渇化チャンバおよび流体チャンバを有する例示的な枯渇化デバイスを示す図である。
【図１６】Ａ〜Ｃは、本開示による単一の液体チャンバおよび２つの酸素供給チャンバを有する例示的な酸素再供給デバイスを示す図である。
【図１７】嫌気的血液貯蔵システムにおける、本開示の枯渇化デバイスを使用した血液採取から輸血までの構成要素および方法の例示的フローチャートを示す図である。
【図１８】本開示の図１７による例示的システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
赤血球（ＲＢＣ）の輸血は、患者における組織および重要末端臓器の酸素供給の改善を目指した救命治療である。輸血に使用されるＲＢＣ単位の大部分は、添加剤／保存剤溶液を含有する酸素透過性ポリ塩化ビニル血液バッグ内で、１〜６℃で４２日間まで貯蔵される。
【００１６】
献血者：全血は、好ましくは健常な個人または供血者から献血され、最終的に受容者により使用される後の使用のための血液バンク内に保持される。手術または他の治療が予定されている対象が、自己献血として知られるプロセスにおいて自身のために献血してもよい。代替として、血液は、同種血輸血として知られるプロセスにおいて、他者による使用のために献血される。供血者から、または自己血輸血の場合には患者から採血された全血試料の収集は、当該技術分野において知られた技術により、例えば献血またはアフェレーシスにより達成され得る。
全血：全血は、血漿中に懸濁した赤血球、白血球、血小板を含有する血液細胞の懸濁液であり、電解質、ホルモン、ビタミン、および抗体を含む。
血液製剤：本明細書において使用される場合、「血液製剤」は、全血、赤血球、血漿、白血球、および血小板を指し、それらを含む。「血液製剤」はまた、濃厚赤血球、白血球低減赤血球、血小板低減赤血球を含む枯渇血液製剤も指す。血液製剤は、さらに、抗凝固剤、抗酸化剤、貯蔵添加剤、および緩衝剤を含むがこれらに限定されない１種または複数種の添加剤溶液を有する血液製剤を含む。枯渇血液製剤は、本明細書において使用される場合、特に本開示のデバイスによる処置またはそれへの通過後の、Ｏ2、ＣＯ2またはその両方が枯渇した血液製剤を指す。酸素再供給血液製剤は、通常は輸血に備えて、酸素レベルがｉｎ  ｖｉｖｏレベル以上まで回復された枯渇血液製剤である。
【００１７】
赤血球（ＲＢＣ）：本明細書において使用される場合、「赤血球」（ＲＢＣ）、「濃厚赤血球」（ｐＲＢＣ）および「赤血球懸濁液」は、赤血球（ｒｅｄ  ｂｌｏｏｄ  ｃｅｌｌまたはｅｒｙｔｈｒｏｃｙｔｅ）を有する血液製剤を指し、それを含む。赤血球は、１種または複数種の添加剤溶液を有する赤血球製剤をさらに含む。赤血球は、本明細書において使用される場合、白血球および他の非赤血球が枯渇化または低減されていてもよい。本明細書において使用される場合、赤血球は、血漿が枯渇した（血漿低減）組成を含む。赤血球は、本明細書において使用される場合、さらに、低減または枯渇した血小板を有する赤血球製剤を含んでもよい。
白血球：白血球（ｗｈｉｔｅ  ｂｌｏｏｄ  ｃｅｌｌまたはｌｅｕｋｏｃｙｔｅ）は、本明細書において使用される場合、多形核白血球としても知られる顆粒球を含む。顆粒球は、好中球、好塩基球、および好酸球を含む。白血球はまた、単核白血球としても知られる無顆粒白血球を含み、また単球およびマクロファージを含む。本開示による血液製剤は、白血球低減および白血球枯渇血液を含む。
【００１８】
血小板：血小板は、血管の内壁に粘着することにより凝血プロセスを促進する血液の小細胞成分である。血小板は、赤血球と同様に骨髄により生成され、循環系内で９〜１０日間生存した後、脾臓により除去される。血小板は、典型的には、血小板を血漿から分離するために遠心分離を使用して調製される。血小板は、ＲＢＣとは異なり、ＡＴＰの生成のためにＯ2を必要とする。
【００１９】
血漿：血漿は、タンパク質−塩溶液であり、赤血球および白血球ならびに血小板が懸濁した血液の液体部分である。血漿は、９０％が水であり、血液体積の約５５パーセントを占める。血漿の主な機能の１つは、血液凝固および免疫性を補助することである。血漿は、血液の液体部分を細胞から分離することにより得られる。典型的には、血漿は、遠心分離により細胞から分離される。遠心分離は、全血の成分を、血漿、白血球、血小板および濃厚赤血球に分離するために使用されるプロセスである。遠心分離の間、まず血漿が軽い回転中に容器の上部に移動する。次いで、血漿が容器から取り出される。第２の遠心分離中に白血球および血小板が除去され、濃厚赤血球が生成される。
【００２０】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上異なる定義が明示されていない限り、複数形への言及を含む。したがって、例えば、「収着剤（ａ  ｓｏｒｂｅｎｔ）」への言及は、複数のそのような収着剤および当業者に知られたその均等物等を含み、「収着剤（ｔｈｅ  ｓｏｒｂｅｎｔ）」への言及は、１つまたは複数のそのような収着剤および当業者に知られたその均等物等への言及である。
ｉｎ  ｖｉｖｏのヒト赤血球は、動的状態にある。全血中、白血球は、通常、４，３００〜１０，８００細胞／μＬの間の範囲で存在し、海水面における正常なＲＢＣ範囲は、男性で５４０万／μＬ（＋０．８）、および女性で４８０万／μＬ（＋０．６）である。赤血球は、体中に酸素を運搬し、赤血球にその色を提供する鉄含有タンパク質であるヘモグロビンを含有する。赤血球で構成される血液体積のパーセンテージは、ヘマトクリットと呼ばれる。濃厚赤血球は、当該技術分野において一般的に知られている遠心分離技術を使用して、全血から調製される。濃厚赤血球は、後の輸血のために本発明の独特の貯蔵システムにおいて貯蔵される血液成分である。
赤血球（ＲＢＣ）の通常の寿命は、１２０日である。ＲＢＣの約０．８７５％は、脾臓により２４時間毎に排除され、新たなＲＢＣが骨髄により生成される。その結果、供血者から血液が採血される場合、ある割合の白血球および様々な異なる古さの細胞が存在する。
【００２１】
ＲＢＣの主な機能は、肺および組織において酸素および二酸化炭素を交換することであり、体内の他の細胞とは異なり、酸化的リン酸化において酸素に依存せず、ＡＴＰ産生には解糖にのみ依存する。ＡＴＰは、ＲＢＣの生存に重要であり、２，３−ＤＰＧと共に、その遊離細胞質濃度は、解糖経路における重要な酵素へのフィードバック阻害に対するその機能により厳密に制御される。冷蔵貯蔵条件下において、数週間の貯蔵にわたるＡＴＰおよび２，３−ＤＰＧの漸進的な枯渇を克服するためには、解糖経路の脱阻害が望ましい。ＲＢＣ中のヘモグロビン濃度は、２，３−ＤＰＧおよびＡＴＰと同様であり、その脱酸素状態は、酸化ヘモグロビンと比較して、２，３−ＤＰＧおよびＡＴＰに対する高い親和性を有する結合ポケットを有する。したがって、この酸素を数％の占有度まで奪い取ること（採取および処理された際には約６０％の占有度）により、２，３−ＤＰＧおよびＡＴＰの取り込みが生じ、遊離分子の濃度の低減がもたらされ、解糖流量が刺激される。健常個人において、肺におけるＲＢＣ中のヘモグロビンのパーセント飽和（ｓＯ2）は１００％である。ＲＢＣが体中を循環するに従い、Ｏ2が放出され、ｓＯ2は、低酸素組織において１０％未満のｓＯ2に到達し得る。
【００２２】
本明細書において使用される場合、液体は、重力流により、または蠕動ポンプを含むがこれに限定されないポンプにより、本開示のデバイスに提供され得る。流量は、重力駆動流の場合には頭高を調節することにより、ポンプ速度の変更により、または流動を制限することにより制御され得る。血液製剤、特に血液製剤の細胞成分は、高圧または高速度液体流動により損傷され得ることが理解される。したがって、流動は、細胞損傷を最小限化または排除するように制御される。一態様において、デバイスを通って流動する液体の圧力降下は、２ｌｂｓ／ｉｎ2を超えるべきではない。別の態様において、デバイスを通って流動する液体の圧力降下は、１．５ｌｂｓ／ｉｎ2を超えるべきではない。別の態様において、デバイスを通って流動する液体の圧力降下は、１．０ｌｂｓ／ｉｎ2を超えるべきではない。
【００２３】
本開示は、筐体を備える、液体からガスを除去するための枯渇化デバイスを提供し、それを含む。本開示によるある特定の実施形態によれば、筐体は、例えば図１Ａ〜Ｄ、２Ａ〜Ｃ、５Ａ〜Ｃ、および６Ａ〜Ｃに示されるような剛性筐体であってもよい。図１Ａ〜Ｃを参照すると、本開示による剛性筐体は、外側シェル１０３から作製されてもよく、流動制御機構１０８をさらに組み込んでもよい内側シェル１０９を含んでもよい。ある特定の実施形態において、２つの外側シェル１０３および内側シェル１０９は、接着剤および結合材料、例えば、糊、エポキシ、結合剤、およびロックタイト４０９もしくは他の好適な強力瞬間接着剤等の接着剤、溶接および接合処理、例えば、超音波もしくは熱超音波接合、熱接合、拡散接合、または圧力嵌め等を含む、当該技術分野において知られた任意の好適な様式を使用して接合され得る。
【００２４】
図３Ａ〜Ｃを参照すると、剛性筐体は、２つ以上の液体チャンバ１０１および２つ以上の枯渇化チャンバ１０２を形成するように、２つの外側シェル１０３、１つまたは複数の内側シェル１０９、および１つまたは複数の筐体シェル１１０を含んでもよく、液体チャンバ１０１および枯渇化チャンバ１０２は、ガス透過性バリア１０７から分離され、それにより形成される。ある特定の実施形態において、液体チャンバ１０１および枯渇化チャンバ１０２は、分割および隔離された液体チャンバ１０１および枯渇化チャンバ１０２を作製するために、ガス不透過性バリアから分離され、それにより形成されてもよい。２つの外側シェル１０３、１つまたは複数の内側シェル１０９、ガス透過性バリア１０７および１つまたは複数のガス不透過性バリアを備える筐体は、上述のように、接着剤、糊、エポキシ、結合剤、溶接、超音波もしくは熱超音波接合、または熱接合を含む任意の既知の様式で接合され得る。
【００２５】
別の実施形態において、筐体は、１つまたは複数の液体チャンバ、１つまたは複数の枯渇化チャンバ、およびそれらの組合せに分割された可撓性材料であってもよい。いくつかの実施形態において、筐体は、剛性である１つもしくは複数の液体チャンバまたは１つもしくは複数の枯渇化チャンバ、およびそれらの組合せを封入する可撓性バッグであってもよい。本開示によるいくつかの実施形態において、筐体は、ガス不透過性、ガス透過性、またはガス透過性であってガス不透過性バリアもしくはフィルムでコーティングされていてもよい。他の実施形態において、可撓性材料は、バッグに成形されてもよい。いくつかの実施形態において、可撓性材料はまた弾性であってもよい。
【００２６】
本開示によれば、可撓性筐体は、湾曲または屈曲され得る筐体であってもよい。可撓性筐体は、しなやか、柔軟、可撓性、または弾性であってもよい。可撓性筐体は、可撓性に起因する形状の変化によって、または弾性膨張によって、全体積を含有するように膨張し得る。可撓性筐体は、周囲圧力下で膨張し、体積を含有する。弾性筐体は、筐体の内部圧力が周囲圧力より高くなったときに膨張する。本開示によれば、周囲圧力は、天候または高度に起因する圧力の変化を考慮しない大気圧（典型的には７６０Ｔｏｒｒ）に対応する。
可撓性筐体の体積は、以下の式により説明され得る。
Ｖt＝Ｖv＋Ｖl＋Ｖd＋Ｖc
式中、Ｖtは、弾性または非弾性膨張による全膨張体積であり、Ｖvは、空隙体積を含む初期体積であり、Ｖlは、１つまたは複数の液体チャンバ内に含有される液体の体積であり、Ｖdは、１つもしくは複数のガス枯渇化チャンバ１１５または枯渇化チャンバ１０２内に含有される、枯渇化デバイスが完全に膨張したときの体積であり、Ｖcは、非充填ガス枯渇化チャンバ１１５および非充填液体チャンバ１０１を含むバッグの内部構成要素の体積である。Ｖcは、枯渇化デバイス内に含有される任意の枯渇化媒体１０６の体積を含む。本開示の未使用の膨張していない可撓性バッグは、初期体積Ｖi＝Ｖv＋Ｖcを有する。
【００２７】
本開示の実施形態において、Ｖlは、血液の標準単位の体積に等しい。別の実施形態において、Ｖlは、約５００ｍｌに等しい。さらなる実施形態において、Ｖlは、６００ｍｌを超えない。別の実施形態において、Ｖlは、１００〜５５０ｍｌの間であってもよい。さらなる実施形態において、体積Ｖlは、３００〜５００ｍｌまたは３００〜５５０ｍｌであってもよい。
【００２８】
本開示による実施形態において、可撓性筐体は、プラスチックが互いに粘着するのを防止するための機構をさらに含む。一実施形態において、機構は、プラスチックが互いに粘着するのを防止するようにテクスチャ化されてもよい。本開示による実施形態において、テクスチャは、畝、突起、筋、ストランド、または筐体の表面を粗面とするための他の特徴であってもよい。一実施形態において、テクスチャ化表面は、筐体の内側にあってもよい。一実施形態において、テクスチャ化表面は、液体に接触する。
ある特定の実施形態において、可撓性筐体は、死容積または空隙体積と呼ぶこともできる非膨張筐体体積に対応する初期体積（Ｖv）を封入してもよい。空隙体積Ｖvは、製造中に存在するいかなる空気も除去して減少した初期体積Ｖiを提供するために真空を印加することにより最小限化され得る。他の実施形態において、製造中に存在する空気は、Ｖvを最小限化するために真空を印加する前に、洗浄ガスで洗浄されてもよい。いくつかの実施形態において、洗浄ガスは、製造プロセス中に存在する空気を置き換えるために使用されてもよい。洗浄ガスに好適ないくつかのガスは、アルゴン、ヘリウム、および窒素を含むが、これらに限定されない。洗浄ガスは、枯渇化デバイス内の酸素、二酸化炭素、またはその両方の量を減少させるために使用されてもよい。一実施形態において、洗浄ガスは、１Ｔｏｒｒ未満の酸素の分圧を有する。別の実施形態において、洗浄ガスは、１Ｔｏｒｒ未満の酸素および二酸化炭素の分圧を有する。
【００２９】
本開示による実施形態において、可撓性枯渇化デバイスにより含有される体積は、枯渇化のための液体が少なくとも１つの液体入口１０４を通して提供されると、全体積（Ｖt）まで増加し得る。液体を含有する可撓性枯渇化デバイスは、液体体積Ｖlを有する。いくつかの実施形態において、液体体積は、Ｖv＝ゼロとなるように、存在するいかなる空気または洗浄ガスも押し出すことができる。いくつかの実施形態において、全体積（Ｖt）は、少なくとも１つのガス入口１１１を通して提供される枯渇化ガスの体積（Ｖd）に対応する体積を含み得る。枯渇化媒体１０６を有する枯渇化デバイスの実施形態において、枯渇化媒体の体積はＶcに含まれるため、Ｖdはほぼゼロとなる。別の実施形態において、枯渇化媒体の体積は、５０ｃｍ3未満となる。
【００３０】
本開示によれば、可撓性筐体は、液体またはガスが少なくとも１つのガス入口１１１を通して提供されると、体積を調節することができてもよい。少なくとも１つの液体出口１０５または少なくとも１つのガス出口１１２を通ってすぐには出て行かない液体またはガスは、可撓性筐体内に蓄積し、可撓性筐体の含有体積をＶdだけ増加させ得る。本開示による実施形態において、ガス入口１１１およびガス出口１１２を通るガスの流量は、２０リットル毎時未満である。他の実施形態において、最大ガス流量は、１８リットル毎時未満である。さらに別の実施形態において、流量は、１５リットル毎時未満である。さらなる実施形態において、ガス入口１１１およびガス出口１１２を通るガスの流量は、１０リットル毎時未満または５リットル毎時未満である。
【００３１】
図４Ａ〜Ｃを参照すると、本開示による枯渇化デバイス４００は、可撓性および剛性材料の両方から作製されてもよい。一実施形態において、枯渇化デバイスの筐体は、可撓性シェル１２９、および流動制御機構１０８を有する剛性内側シェル１０９から作製されてもよい。可撓性シェル１２９は、ガス不透過性材料から作製されてもよく、またはガス不透過性材料でコーティングされてもよい。ある特定の実施形態において、可撓性シェル１２９はまた、膨張性であってもよい。いくつかの実施形態において、可撓性シェル１２９は、膨張性および弾性であってもよい。他の実施形態において、可撓性シェル１２９は、ガス不透過性であるラミネート材料であってもよい。ある特定の実施形態において、可撓性シェル１２９および１つまたは複数の内側シェル１０９の組合せが、ガス不透過性筐体を提供する。ある特定の実施形態において、筐体は、外側シェル１０３および１つまたは複数の内側シェル１０９と組み合わされた可撓性シェル１２９を有してもよい。
【００３２】
図５Ａ〜Ｃ、６Ａ〜Ｃ、および７Ａ〜Ｃに示されるように、本開示による筐体は、可撓性または膨張性筐体として作製されてもよい。図５Ａ〜Ｃを参照すると、デバイス５００の筐体は、単一の液体チャンバ１０１を作製するために、２つのガス透過性バリア１０７により内側液体チャンバから分離された２つのガスバリアフィルム可撓性シェル１２９で形成されてもよい。
【００３３】
図６Ａ〜Ｃを参照すると、デバイス６００は、２つのガス透過性バリア１０７から形成された液体チャンバ１０１を収納する可撓性シェル１２９を含んでもよい。図６Ａ〜Ｃに示されるように、２つのガス透過性バリア１０７は、間接的経路１３３を有する液体チャンバ１０１を作製するために互いに接合されてもよい。例示的デバイス６００において示されるように、液体チャンバ１０１は、混合、厚さ制御、および流動制御を提供するように、液体流動のためのジグザグ経路を有してもよい。他の実施形態において、液体チャンバ１０１の液体経路１３３は、１回または複数回分岐および再接合されてもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３は、液体出口１０５の前で再接合される３つ以上の経路に分割されてもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３は、液体出口１０５の前で再接合される４つ以上の経路に分割されてもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３は、液体出口１０５の前で再接合される５つ以上の経路に分割されてもよい。他の実施形態において、液体経路１３３は、液体出口１０５の前で再接合する６つ、７つ、８つ、９つ、１０個、またはそれ以上の分岐を有してもよい。デバイス６００の液体経路１３３は、液体が移動する経路長を増加させてもよく、また液体チャンバ１０１内を流動する流体の滞留時間を増加させてもよい。液体経路１３３は、液体の混合の増幅を提供してもよく、また、ガス透過性バリア１０７および隣接した枯渇化チャンバ１０２への液体の曝露を増加させてもよい。枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化媒体１０６を含んでもよい。
【００３４】
一実施形態において、液体経路１３３は、長方形、円形、および不規則形状からなる群から選択される断面形状を有してもよい。ある特定の実施形態において、液体経路１３３は、その長手方向経路に沿って、長方形、円形、および不規則形状からなる群の１つまたは複数から選択される２つ以上の断面形状を有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３は、その長手方向経路に沿って均一な断面積を有してもよい。ある特定の実施形態において、液体経路１３３は、その長手方向経路に沿って変化する断面積を有してもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．０１ｍｍ以上の深さを有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．１ｍｍ以上の深さを有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．２ｍｍ以上の深さを有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．３ｍｍ以上の深さを有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．４ｍｍ以上の深さを有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．５ｍｍ以上の深さを有してもよい。他の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．６ｍｍまでの深さを有してもよい。別の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．７ｍｍまでの深さを有してもよい。さらに他の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、または１．０ｍｍまでの深さを有してもよい。他の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、１．０〜２．０ｍｍの間の深さを有してもよい。他の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、１．５〜２．０ｍｍの間の深さを有してもよい。他の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、１．７５〜２．０ｍｍの間の深さを有してもよい。ある特定の他の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの間の深さを有してもよい。ある特定の実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、２．５ｍｍ〜３．０ｍｍの間の深さを有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の長方形断面は、変動してもよく、１つまたは複数の深さを有してもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態において、液体経路１３３は、マイクロチャネルであってもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、１００μｍ〜５００μｍの間の直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、１００μｍ以上の直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、１５０μｍ以上の直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、２００μｍの直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、２５０μｍの直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、３００μｍの直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、３５０μｍの直径を有してもよい。いくつかの実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、４００μｍの直径を有してもよい。さらに他の実施形態において、液体経路１３３の円形断面は、４５０μｍまたは５００μｍの直径を有してもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態において、液体経路１３３の不規則断面は、０．０１〜１０ｍｍ2の範囲内の面積を有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の不規則断面は、０．０１〜０．１ｍｍ2の範囲内の面積を有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の不規則断面は、０．１〜１ｍｍ2の範囲内の面積を有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の不規則断面は、１〜５ｍｍ2の範囲内の面積を有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の不規則断面は、５〜１０ｍｍ2の範囲内の面積を有してもよい。
本開示によれば、液体経路１３３は、蛇行、波状、起伏、正弦曲線、螺旋、部分螺旋、およびジグザグからなる群から選択される長手方向経路を有してもよい。一実施形態において、液体経路１３３の経路長は、可撓性シェル１２９の長さの少なくとも１０倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路１３３の経路長は、可撓性シェル１２９の長さの少なくとも１５倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路１３３の経路長は、可撓性シェル１２９の長さの少なくとも２０倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路１３３の経路長は、可撓性シェル１２９の長さの少なくとも３０倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路１３３の経路長は、可撓性シェル１２９の長さの少なくとも４０倍以上であってもよい。別の実施形態において、液体経路１３３の経路長は、可撓性シェル１２９の長さの少なくとも５０倍以上であってもよい。
【００３８】
図７Ａ〜Ｃを参照すると、可撓性または膨張性筐体は、２つのガス透過性バリア１０７により内側液体チャンバから分離され、追加のガス透過性バリア１０７によりさらにチャンバに分割された２つの可撓性シェル１２９で形成されてもよい。図７Ｂに示されるように、４つのガス透過性バリア１０７により分離された２つの可撓性シェル１２９は、２つの液体チャンバ１０１および３つの枯渇化チャンバ１０２をもたらしてもよい。本開示によるある特定の実施形態において、さらなるガス透過性バリア１０７の追加により、１つの追加された液体チャンバ１０１および１つの追加された枯渇化チャンバ１０２が形成される。本開示によれば、枯渇化デバイスは、３つの枯渇化チャンバおよび２つの液体チャンバを含んでもよい。一実施形態において、枯渇化デバイスは、４つの枯渇化チャンバおよび３つの液体チャンバを含んでもよい。一実施形態において、枯渇化デバイスは、５つの枯渇化チャンバおよび４つの液体チャンバを含んでもよい。他の実施形態において、枯渇化デバイスは、６つの枯渇化チャンバおよび５つの液体チャンバを含んでもよい。
【００３９】
本開示による実施形態において、可撓性シェル１２９（例えば、膨張性であってもよい可撓性シェル１２９）は、ガス不透過性プラスチックから作製されてもよい。一実施形態において、ガス不透過性プラスチックは、ラミネートであってもよい。ある特定の実施形態において、ラミネートは、透明バリアフィルム、例えばナイロンポリマーであってもよい。一実施形態において、ラミネートは、ポリエステルフィルムであってもよい。一実施形態において、ラミネートは、Ｍｙｌａｒ（登録商標）であってもよい。ある特定の実施形態において、ラミネートは、金属化フィルムであってもよい。一実施形態において、金属化フィルムは、アルミニウムでコーティングされてもよい。別の実施形態において、コーティングは、酸化アルミニウムであってもよい。
【００４０】
本開示による可撓性シェル１２９は、接着剤による固定、または、接着剤および結合材料、例えば、糊、エポキシ、結合剤、およびロックタイト４０９もしくは他の好適な強力瞬間接着剤等の接着剤、溶接および接合処理、例えば、超音波もしくは熱超音波接合、熱接合、拡散接合、または圧力嵌め等を含む、当該技術分野において知られた任意の好適な様式を使用した別の結合を含む、任意の既知の様式で接合され得る。
【００４１】
ある特定の実施形態において、筐体は、可撓性および剛性の両方の側面を有してもよく、可撓性の側面は、１つまたは複数のチャンバを通って流動する液体に対応するための膨張を提供する。いくつかの実施形態において、筐体は、剛性外側シェル１０３、可撓性シェル１２９、内側シェル１０９、筐体シェル１１０、およびガス透過性バリア１０７の組合せを含んでもよく、それにより、液体が筐体、液体チャンバおよび枯渇化チャンバを通って流動する際に膨張するバッグまたは容器を提供する。
【００４２】
本開示による筐体は、プラスチックまたは他の耐久性軽量材料を含むガス不透過性材料から作製された１つまたは複数の部分で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、筐体は、２種以上の材料で形成されてもよい。一実施形態において、筐体は、ガス不透過性筐体を作製するために、１種の材料で形成され、ガス不透過性材料でコーティングされてもよい。一実施形態において、剛性または可撓性筐体は、射出成形され得るプラスチックから作製されてもよい。本開示による実施形態において、プラスチックは、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、またはナイロンから選択されてもよい。一実施形態において、筐体材料は、ポリエステル（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃用ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）（例えばナイロン）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＰＣ／ＡＢＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、メラミンホルムアルデヒド（ＭＦ）、プラスターチ材料、フェノール（ＰＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）（Ｕｌｔｅｍ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、および尿素−ホルムアルデヒドからなる群から選択されてもよい。ある特定の実施形態において、筐体は、ポリエチレンであってもよい。いくつかの実施形態において、ポリエチレン筐体は、互いに溶接される１つまたは複数のポリエチレン構成要素を備えてもよい。
【００４３】
本開示は、さらに、１つまたは複数の液体チャンバまたは空洞を有する枯渇化デバイスを提供し、それを含む。いくつかの実施形態において、液体チャンバは、上述のような剛性チャンバまたは空洞であってもよい。他の実施形態において、液体チャンバは、上述のような可撓性チャンバまたは空洞であってもよい。一実施形態において、１つまたは複数の液体チャンバは、枯渇化デバイスを通って流動する液体が流動し得るチャンバ、空洞または空間であってもよい。本開示による実施形態において、１つまたは複数の液体チャンバは、互いに流体連通していてもよく、また少なくとも１つの液体入口および少なくとも１つの液体出口と流体連通していてもよい。
【００４４】
図１Ａ〜Ｄに示されるように、剛性液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９および２つのガス透過性バリア１０７の組合せにより形成されてもよい。同様に、図３Ａ〜Ｃ、９Ａ〜Ｃおよび１０Ａ〜Ｃに示されるように、本開示の枯渇化デバイスの実施形態は、それぞれ２つのガス透過性バリア１０７と組み合わされた２つ以上の外側内側シェル１０９の組合せにより形成された２つ以上の剛性液体チャンバ１０１を有してもよい。他の実施形態において、例えば図５Ａ〜Ｃ、６Ａ〜Ｃ、および７Ａ〜Ｃに示されるように、液体チャンバ１０１は、２つの可撓性ガス透過性バリア１０７の組合せにより形成されてもよい。本開示によるある特定の実施形態において、外側筐体は、５インチ×８インチである。ある特定の実施形態において、ガス透過性バリアは、３５〜１７５μｍの間の厚さである。  本開示によるある特定の実施形態において、液体チャンバ１０１は、液体の流動を誘導するために後述のような流動制御機構１０８をさらに備えてもよく、例えば液体の層流を妨害することにより、液体チャンバを通って流動する液体の混合を提供してもよい。他の実施形態において、液体チャンバ１０１は、間接的経路１３３を提供する流動制御機構を含んでもよい。理論に制限されないが、液体チャンバ内の液体の混合は、酸素および二酸化炭素ガスの枯渇化チャンバへの効率的な拡散および枯渇化を確実にし得る。
【００４５】
同様に、可撓性筐体を全体的または部分的に含むある特定の実施形態において、液体チャンバ１０１を形成するガス透過性バリア１０７は、さらに、液体の流動を誘導し、例えば液体の層流を妨害することにより混合を提供するための流動制御機構をさらに含んでもよい。図５Ａ〜Ｃおよび７Ａ〜Ｃに示されるように、液体チャンバ１０１は、流動制御機構なしで描写されている。図６Ａ〜Ｃに示されるように、液体チャンバ１０１は、流動制御機構を提供する間接的経路１３３を含む。流動制御機構は、例えば、ガス透過性バリア１０７における制御された経路または間接的経路１３３に沿って血液の流動を誘導するような様式で、ガス透過性バリア１０７を互いに結合することにより形成され得る。この誘導された流動は、混合と共に、個々の赤血球とガス透過性バリア１０７との間の距離を最小限化する。また、流動制御機構の数および位置は、特定の構成に合わせてプロセスを最適化するために改変され得る。本開示による一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、液体の流動に対して垂直に配向した畝を含んでもよい。他の実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、液体の流動に対して角度を持って配向した畝を含んでもよい。本開示による流動制御機構は、以下でより詳細に説明される。
【００４６】
図１２Ａ〜Ｃおよび１３Ａ〜Ｃに示されるように、液体チャンバ１０１は、液体チャンバ１０１内を流動する液体からの血漿の枯渇化を提供し得る。図１２Ａ−Ｃに示されるように、ガス透過性バリア１０７の１つは、赤血球を維持し、親水性膜１２４を通した血漿チャンバ１１７内への嫌気性血漿の通過を可能とし得る、血漿多孔質親水性膜１２４で置き換えられてもよい。次いで、嫌気性血漿は、嫌気性血漿ポート１１６を通して血漿チャンバ１１７から流出し得る。図１３Ａ〜Ｃに示されるように、第２の枯渇化チャンバ１２２は、組み合わされた血漿およびガス枯渇化デバイス内に含まれてもよい。図１３Ａ〜Ｃに示されるように、枯渇化チャンバ１２２は、ガス透過性バリア１０７により血漿チャンバ１１７から分離される。ガス透過性バリア１０７、血漿多孔質親水性膜１２４、血漿外側シェル１１９、外側シェル１０３、および他の説明された構成要素の追加の構成は、追加の枯渇化チャンバ１０２または１２２、追加の血漿チャンバ１１７、および追加の液体チャンバ１０１を提供し得る。そのような追加のチャンバは、適切な接続により、直列または並列で配置されてもよい。
【００４７】
本開示によれば、液体と接触する液体チャンバ１０１の表面は、生体適合性材料であってもよい。同様に、液体と流体連通しているガス枯渇化デバイスの他の表面および構成要素は、生体適合性材料から作製される。一実施形態において、生体適合性材料は、本開示の適合性血液製剤である。本開示の生体適合性材料は、国際標準ＩＳＯ１０９９３において定義および記載されているものを含む。
【００４８】
本開示は、さらに、１つまたは複数の枯渇化チャンバまたは空洞を有する枯渇化デバイスを提供し、それを含む。本開示によるある特定の実施形態において、枯渇化チャンバ１０２は、ガス透過性バリア１０７により枯渇化チャンバ１０２から分離された液体チャンバ１０１内に存在するガスの濃度または分圧よりも低いガスの濃度または分圧を有する。したがって、ガスは、より高い濃度を有する液体チャンバ１０１から、枯渇化チャンバ１０２に流動し、そのようにして枯渇化チャンバ１０１内の液体からガスを枯渇させる。ある特定の実施形態において、枯渇化デバイスは、２つの枯渇化チャンバを有してもよい。いくつかの実施形態において、枯渇化デバイスは、３つの枯渇化チャンバを有してもよい。他の実施形態において、枯渇化デバイスは、４つの枯渇化チャンバを有してもよい。さらなる実施形態において、枯渇化デバイスは、５つまたは６つの枯渇化チャンバを有してもよい。さらなる実施形態において、枯渇化デバイスは、７つ、８つまたはそれ以上の枯渇化チャンバを有してもよい。
【００４９】
本開示による実施形態において、枯渇化デバイスは、２〜５つ、２〜７つ、２〜９つ、または２〜１１個の枯渇化チャンバを有してもよい。他の実施形態において、枯渇化デバイスは、３〜６つ、３〜８つ、３〜１０個、または３〜１２個の枯渇化チャンバを有してもよい。他の実施形態において、枯渇化チャンバの数は、１０個まで、１２個まで、１４個まで、１６個まで、または１７個以上の枯渇化チャンバであってもよい。
【００５０】
本開示による実施形態において、液体チャンバ１０１内より低い濃度または分圧を有する枯渇化チャンバ１０２内のガスは、酸素であってもよい。酸素のより低い濃度または分圧を有する枯渇化チャンバ１０２は、酸素枯渇化チャンバ１０２である。ある特定の実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、酸素をほとんど、または全く含有しなくてもよい。別の実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、１ｍｍＨｇ未満（１Ｔｏｒｒ未満）の酸素の分圧を有してもよい。別の実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．１ｍｍＨｇ未満の酸素の分圧を有してもよい。さらなる実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０５ｍｍＨｇ未満の酸素の分圧を有してもよい。さらに別の実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０８ｍｍＨｇ未満の酸素の分圧を有してもよい。本開示による実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０１ｍｍＨｇ〜０．１ｍｍＨｇの間の酸素の分圧を有してもよい。一実施形態において、酸素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０５ｍｍＨｇ〜０．５ｍｍＨｇの間の酸素の分圧を有してもよい。
【００５１】
本開示による実施形態において、枯渇化チャンバ１０２は、液体チャンバ１０２内の液体と比較してより低い酸素および二酸化炭素の濃度または分圧を有してもよい。酸素および二酸化炭素のより低い濃度または分圧を有する枯渇化チャンバ１０２は、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２である。ある特定の実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、酸素および二酸化炭素をほとんどまたは全く含有しなくてもよい。他の実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、それぞれ１ｍｍＨｇ未満（１Ｔｏｒｒ未満）の酸素および二酸化炭素の分圧を有してもよい。別の実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、それぞれ０．１ｍｍＨｇ未満の酸素および二酸化炭素の分圧を有してもよい。さらなる実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、それぞれ０．０５ｍｍＨｇ未満の酸素および二酸化炭素の分圧を有してもよい。さらに別の実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、それぞれ０．０８ｍｍＨｇ未満の酸素および二酸化炭素の分圧を有してもよい。本開示による実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、それぞれ０．０１ｍｍＨｇ〜０．１ｍｍＨｇの間の酸素および二酸化炭素の分圧を有してもよい。一実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、それぞれ０．０５ｍｍＨｇ〜０．５ｍｍＨｇの間の酸素および二酸化炭素の分圧を有してもよい。
【００５２】
本開示による実施形態において、液体チャンバ１０１内よりも低い濃度または分圧を有する枯渇化チャンバ１０２内のガスは、二酸化炭素であってもよい。二酸化炭素のより低い濃度または分圧を有する枯渇化チャンバ１０２は、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２である。ある特定の実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、二酸化炭素をほとんどまたは全く含有しなくてもよい。別の実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、１ｍｍＨｇ未満（１Ｔｏｒｒ未満）の二酸化炭素の分圧を有してもよい。別の実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．１ｍｍＨｇ未満の二酸化炭素の分圧を有してもよい。さらなる実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０５ｍｍＨｇ未満の二酸化炭素の分圧を有してもよい。さらに別の実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０８ｍｍＨｇ未満の二酸化炭素の分圧を有してもよい。本開示による実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０１ｍｍＨｇ〜０．１ｍｍＨｇの間の二酸化炭素の分圧を有してもよい。一実施形態において、二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化デバイスとしての使用前に、０．０５ｍｍＨｇ〜０．５ｍｍＨｇの間の二酸化炭素の分圧を有してもよい。
【００５３】
本開示による実施形態において、枯渇化チャンバ１０２のガスのより低い濃度または分圧は、枯渇化媒体１０６を提供することにより達成され得る。一実施形態において、枯渇化媒体１０６は、酸素収着剤材料であってもよい。別の実施形態において、枯渇化媒体１０６は、二酸化炭素収着剤材料であってもよい。さらに別の実施形態において、枯渇化媒体１０６は、組み合わされた酸素および二酸化炭素収着剤材料であってもよい。
【００５４】
枯渇化媒体１０６は、酸素収着剤材料であってもよく、酸素枯渇化媒体１０６は、酸素収着剤材料を有する枯渇化媒体１０６である。本明細書において使用される場合、「酸素収着剤」は、使用条件下において酸素と不可逆的に結合するまたは結び付く材料である。本明細書において使用される場合、「酸素収着剤」は、使用条件下において酸素と不可逆的に結合するまたは結び付くことができる材料である。「酸素捕捉剤」という用語は、本明細書において、「酸素収着剤」と同義的に使用され得る。本開示によるある特定の実施形態において、材料は、酸素と不可逆的に結合するまたは結び付くことができる。本開示による実施形態において、材料は、ヘモグロビンより高い親和性で酸素と結合する。本開示による実施形態において、Ｏ2枯渇化媒体は、貯蔵前にＲＢＣから酸素を除去する、または血液から酸素を奪い取る材料であってもよい。酸素捕捉剤は、血液バッグ内での貯蔵前にＲＢＣから酸素を除去するために使用され得る。他の実施形態において、酸素は、収着剤材料に結合し、非常に遅い放出速度ｋoffを有してもよい。一実施形態において、酸素は、材料のいくつかの成分と化学反応し、別の化合物に変換されてもよい。結合した酸素の遊離速度が血液の滞留時間より遅い任意の材料が、酸素捕捉剤として機能し得る。ある特定の実施形態において、枯渇化媒体１０６は、血液の単位を３０分で３％未満のｓＯ2まで枯渇化し得る酸素収着剤材料であってもよい。枯渇化媒体１０６は、３４ｍｌの血液を２分で３％のｓＯ2まで枯渇化し得る酸素収着剤材料であってもよい。酸素収着剤材料は、繊維、ミクロスフェア、ゲルおよびフォームに成形または組み込まれてもよい。
【００５５】
本開示による実施形態において、酸素枯渇化媒体１０６は、非毒性無機および／もしくは有機塩、ならびに第一鉄または酸素に対する高い反応性を有する他の材料の混合物であってもよい。ある特定の実施形態において、酸素枯渇媒体１０６は、Ｏ2に対する顕著な吸収能（５ｍｌ  Ｏ2／ｇ超）を有する粒子から作製されてもよく、枯渇化チャンバ１０２の内側を０．０１％未満（０．０８ｍｍＨｇ未満のｐＯ2に対応する）に維持することができる。酸素枯渇化媒体１０６は、遊離していてもよく、または後述されるような酸素透過性エンベロープ内に含有されてもよい。本開示によるガス枯渇化デバイスは、血液の単位から約１００ｍＬの酸素を枯渇化することができる。
【００５６】
酸素捕捉剤の例は、鉄粉、例えば第一鉄含有粉末、および有機化合物を含む。例えば、酸素収着剤は、Ｍｕｌｔｉｓｏｒｂ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｂｕｆｆａｌｏ、ＮＹ）により提供されている。そのような材料は、所望の結果を達成するために、所望の比までブレンドされ得る。酸素捕捉剤の限定されない例は、鉄粉および有機化合物を含む。Ｏ2収着剤の例は、コバルト、鉄、およびシッフ塩基のキレートを含む。Ｏ2収着剤の追加の限定されない例は、２００８年３月２５日発行のＢｕｌｏｗら、米国特許第７，３４７，８８７号、名称「Ｏｘｙｇｅｎ  ｓｏｒｂｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｕｓｉｎｇ  ｓａｍｅ」、１９９３年５月４日発行のＲａｍｐｒａｓａｄら、米国特許第５，２０８，３３５号、名称「Ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ  ｏｘｙｇｅｎ  ｓｏｒｂｅｎｔ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」、および１９８７年３月３１日発行のＳｉｅｖｅｒｓら、米国特許第４，６５４，０５３号、名称「Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｏｒｂｅｎｔ」に見出すことができ、これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５７】
本開示による実施形態において、収着剤は、ポリマー骨格および複数のペンダント基を有する酸化性有機ポリマーであってもよい。ポリマー骨格を有する収着剤の例は、飽和炭化水素（＜０．０１％の炭素間二重結合）を含む。いくつかの実施形態において、骨格は、エチレンまたはスチレンのモノマーを含有し得る。一実施形態において、ポリマー骨格は、エチレン性であってもよい。別の実施形態において、酸化性有機化合物は、エチレン／ビニルシクロヘキサンコポリマー（ＥＶＣＨ）であってもよい。置換部分および触媒の追加的な例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｙａｎｇら、米国特許出願公開第２００３／０１８３８０１号に記載されている。追加的な実施形態において、酸化性有機ポリマーはまた、置換炭化水素部分を含んでもよい。酸素捕捉ポリマーの例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｃｈｉｎｇら、国際公開ＷＯ９９／４８９６３により説明されているものを含む。酸素捕捉材料は、２０１０年７月１３日発行のＥｂｎｅｒら、米国特許第７，７５４，７９８号、名称「Ｏｘｙｇｅｎ  ｓｃａｖｅｎｇｅｒ  ｂｌｏｃｋ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｎｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」、２００８年１１月１８日発行のＥｂｎｅｒら、米国特許第７，４５２，６０１号、名称「Ｏｘｙｇｅｎ  ｓｃａｖｅｎｇｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｄｅｒｉｖｅｄ  ｆｒｏｍ  ｉｓｏｐｈｔｈａｌｉｃ  ａｃｉｄ／ｏｒ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｍｏｎｏｍｅｒ  ｏｒ  ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ  ｔｈｅｒｅｏｆ」、２００２年５月１４日発行のＥｂｎｅｒら、米国特許第６，３８７，４６１号、名称「Ｏｘｙｇｅｎ  ｓｃａｖｅｎｇｅｒ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」に記載されるものを含んでもよく、これらはそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５８】
枯渇化媒体１０６は、二酸化炭素収着剤材料であってもよく、二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、二酸化炭素収着剤材料を有する枯渇化媒体１０６である。本明細書において使用される場合、「二酸化炭素収着剤」は、使用条件下において二酸化炭素と不可逆的に結合するまたは結び付く材料である。本明細書において使用される場合、「二酸化炭素収着剤」は、使用条件下において二酸化炭素と不可逆的に結合するまたは結び付くことができる材料である。「二酸化炭素捕捉剤」という用語は、本明細書において、「二酸化炭素収着剤」と同義的に使用され得る。本開示によるある特定の実施形態において、材料は、二酸化炭素と不可逆的に結合するまたは結び付くことができる。本開示による実施形態において、材料は、ヘモグロビンより高い親和性で二酸化炭素と結合する。他の実施形態において、収着剤材料は、血液またはＲＢＣ細胞質中に存在する炭酸が放出されて収着剤により吸収されるように、高い親和性で二酸化炭素に結合し得る。
【００５９】
本開示による実施形態において、二酸化炭素枯渇化媒体は、貯蔵前にＲＢＣから二酸化炭素を除去する、または血液から二酸化炭素を奪い取る材料であってもよい。二酸化炭素捕捉剤は、血液バッグ内での貯蔵前にＲＢＣから二酸化炭素を除去するために使用され得る。他の実施形態において、二酸化炭素は、収着剤材料に結合し、非常に遅い放出速度ｋoffを有してもよい。一実施形態において、二酸化炭素は、材料のいくつかの成分と化学反応し、別の化合物に変換されてもよい。結合した二酸化炭素の遊離速度が血液の滞留時間より遅い任意の材料が、二酸化炭素捕捉剤として機能し得る。ある特定の実施形態において、二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、２分で血液の単位から二酸化炭素を枯渇化し得る。二酸化炭素収着剤材料は、繊維、ミクロスフェア、ゲルおよびフォームに成形または組み込まれてもよい。
【００６０】
二酸化炭素捕捉剤は、金属酸化物および金属水酸化物を含む。金属酸化物は、水と反応して、金属水酸化物を生成する。金属水酸化物は、二酸化炭素と反応して、水および金属炭酸塩を形成する。一実施形態において、二酸化炭素捕捉剤は、酸化カルシウムであってもよい。例えば、酸化カルシウムが使用される場合、酸化カルシウムは、収着剤に添加される水と反応して、水酸化カルシウムを生成する。
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2
水酸化カルシウムは、二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムおよび水を形成する。
Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2→ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ
【００６１】
本開示のある特定の実施形態において、枯渇化媒体１０６は、Ｏ2およびＣＯ2枯渇化または捕捉活性の両方を組み合わせることができる。枯渇化媒体１０６は、酸素および二酸化炭素収着剤材料、または酸素収着剤および二酸化炭素収着剤の混合物であってもよい。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、酸素および二酸化炭素収着材料または２つの混合物を有する枯渇化媒体１０６である。本明細書において使用される場合、「酸素および二酸化炭素収着剤」は、使用条件下において酸素および二酸化炭素と不可逆的に結合するまたは結び付く材料である。「酸素および二酸化炭素捕捉剤」という用語は、本明細書において、「酸素および二酸化炭素収着剤」と同義的に使用され得る。本開示によるある特定の実施形態において、材料は、酸素および二酸化炭素と不可逆的に結合するまたは結び付くことができる。本開示による実施形態において、材料は、ヘモグロビンより高い親和性で酸素および二酸化炭素と結合する。他の実施形態において、収着剤材料は、血液またはＲＢＣ細胞質中に存在する炭酸が放出されて収着剤により吸収されるように、高い親和性で酸素および二酸化炭素に結合し得る。
ＣＯ2捕捉剤の限定されない例は、Ｍｕｌｔｉｓｏｒｂ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｂｕｆｆａｌｏ、ＮＹ）により提供されている酸素捕捉剤および二酸化炭素捕捉剤を含む。酸素捕捉剤は、二酸化炭素捕捉の二次機能性を示してもよい。本開示による実施形態において、Ｏ2枯渇化媒体およびＣＯ2枯渇化媒体は、所望の結果を達成するために、所望の比までブレンドされ得る。
【００６２】
本開示による実施形態において、枯渇化媒体１０６は、様々な形態で枯渇化チャンバ１０２に組み込まれるまたは提供され得る。本明細書において使用される場合、枯渇化媒体１０６は、酸素収着剤、二酸化炭素収着剤、ならびに組み合わされた酸素および二酸化炭素収着剤を含む枯渇化媒体を提供し、それを含む。収着剤は、小袋、パッチ、コーティング、ポケット、およびパケット等の任意の既知の形態で貯蔵容器およびバッグ内に組み込まれてもよいことが理解される。
【００６３】
本開示のいくつかの限定されない実施形態によれば、枯渇化媒体１０６の貯蔵容器は、小型の小袋、ポケット、バッグ、容器またはパケット（それぞれ同義的に使用され得る）を含んでもよい。パケットおよび枯渇化媒体１０６に内在する化学の構成は、性能を最適化するために、各枯渇化チャンバ１０２に対して異なっていてもよい。図１Ａ〜Ｄ、２Ａ〜Ｃ、３Ａ〜Ｃ、および４Ａ〜Ｃを参照すると、枯渇化媒体１０６は、枯渇化媒体１０６の１つまたは複数のパケットとして枯渇化チャンバ１０２に提供されてもよい。いくつかの実施形態において、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６のいくつかのパケットは、各枯渇化チャンバ１０２内に配置されてもよく、または、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６の単一のより長いもしくはより大きいパケットが使用されてもよい。他の実施形態において、酸素枯渇化媒体１０６および二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、別個のパケットとして含まれてもよい。２つ以上の枯渇化チャンバ１０２を有するある特定の実施形態において、パケットおよび枯渇化媒体１０６に内在する化学の構成は、性能を最適化するために、各枯渇化チャンバ１０２に対して異なっていてもよい。同様に、ある特定の実施形態において、１つまたは複数の枯渇化チャンバ１０２は、Ｏ2を枯渇化するように構成されてもよく、別の１つまたは複数の枯渇化チャンバ１０２は、ＣＯ2を枯渇化するように構成されてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態において、枯渇化媒体１０６は、ガス透過性膜、フィルムまたは材料内に含有されてもよい。ある特定の実施形態において、小型の小袋またはパケットは、高い酸素透過性を有するシリコーンまたはシロキサン材料で作製されてもよい。いくつかの実施形態において、小袋またはパケットは、生体適合性材料から作製されてもよい。一実施形態において、小袋またはパケットは、Ｏ2透過性が律速段階とはならなくなることを確実とするために、０．１３ｍｍ未満の厚さの壁厚を有してもよい。他の実施形態において、小袋またはパケットは、厚さ０．１５ｍｍのシリコーン膜等の材料から作製されてもよい。さらなる実施形態において、枯渇化媒体１０６を受容するための小袋またはパケットは、ＰＴＦＥまたは他のフッ素ポリマー等の材料から作製されてもよい。本開示において、後述のようなガス透過性膜を使用して作製された小袋またはパケットが含まれ、提供される。ある特定の実施形態において、ガス透過性膜は、オレフィン繊維である。他の実施形態において、ガス透過性膜は、フラッシュ紡糸高密度ポリエチレン繊維である。
【００６５】
本開示による実施形態において、枯渇化媒体１０６を保持するための小袋、ポケット、バッグ、パケットまたは容器は、表面積を増加させるために整形または成形されてもよい。一実施形態において、小袋またはパケットは、表面積を増加させるために、表面テクスチャを有するように成形されてもよい。他の実施形態において、小袋は、表面積を増加させるために、表面テクスチャを有する成型要素であってもよい。一実施形態において、小袋またはパケットは、急速なガス枯渇のための櫛型構造を有してもよい。枯渇化媒体１０６を有する小袋は、例えば、４”×６”の長方形等の長方形形状を有してもよいが、他のサイズも可能である。一実施形態において、枯渇化媒体は、６ｃｍ×６ｃｍ（例えば３６ｃｍ2）の小袋内にあってもよい。
【００６６】
本開示による実施形態において、枯渇化媒体１０６は、マクロ多孔質構造として作製されてもよい。いくつかの実施形態において、マクロ多孔質構造は、繊維性材料、フォームまたはミクロスフェアであってもよい。本明細書において使用される場合、マクロ多孔質構造は、約５〜１０μｍの粒子が通過する材料である。マクロ多孔質構造は、織繊維、ランダム繊維または層を有する充填層、粒子の不均一混合物を有する充填層であってもよい。マクロ多孔質構造は、繊維性またはフォーム構造内に埋設または捕捉されたマイクロまたはマクロ粒子を含み得る。マクロ多孔質構造は、上述のような小袋またはパケット内に含有されたマイクロまたはマクロ粒子を含み得る。枯渇化媒体１０６のマクロ多孔質構造は、上述のような小袋、パケットおよびポケット内に組み込まれてもよい。
【００６７】
多孔質または微小空隙構造もまた、酸素または酸素および二酸化炭素との反応に利用可能な増加した表面積を有する。いくつかの実施形態において、マクロ多孔質構造の表面積は、Ｏ2、ＣＯ2またはそれらの組合せを除去することができる表面積を有する繊維であってもよい。いくつかの実施形態において、表面積は、少なくとも５×１０3ｃｍ2／ｇ媒体であってもよい。一実施形態において、表面積は、１０ｃｍ2〜２０００ｃｍ2であってもよい。別の実施形態において、表面積は、２０ｃｍ2〜１０００ｃｍ2であってもよい。繊維の場合、表面積は、繊維の直径に基づいて決定されてもよい。
【００６８】
一実施形態において、枯渇化媒体１０６は、０．０１ｇ／ｃｍ3〜０．７ｇ／ｃｍ3のバルク密度を有してもよく、７ｇｍ〜３００ｇｍの間の隣接繊維間平均距離を有する。一実施形態において、枯渇化媒体１０６のバルク密度は、０．００１ｇ／ｃｍ3〜０．７ｇ／ｃｍ3であってもよい。別の実施形態において、枯渇化媒体１０６のバルク密度は、０．１０ｇ／ｃｍ3〜０．５ｇ／ｃｍ3であってもよい。本明細書において使用される場合、「バルク密度」という用語は、繊維塊の質量（グラム）を繊維塊の体積（ｃｍ3）で除すことにより得られる、ｇ／ｃｍ3で表現される数値を意味する。
【００６９】
血液製剤からの酸素の除去は、いくつかのステップを含む。酸素の大部分が赤血球中のヘモグロビンに結合することを考慮すると、Ｏ2を除去するためには、酸素は血漿に放出される必要がある。次いで、血漿中の酸素は、ガス透過性バリア１０７を通過することにより、枯渇化媒体１０６の表面に拡散する必要がある。枯渇化媒体１０６表面において、酸素は、表面上の反応基と即時に反応し得、または、ポリマーマトリックス（例えば、繊維またはマイクロ粒子）中に溶解し得る。ポリマーマトリックス中に溶解したら、Ｏ2は、ポリマーマトリックス内に存在する基と反応し得る。
【００７０】
本開示による実施形態において、枯渇化媒体１０６は、多孔質マイクロガラス繊維の細孔の内側に形成され得る。多孔質材料の細孔内への遷移金属錯体の封入は、シップインボトル合成を使用することにより達成され得、最終的な分子は、より小さい前駆体を反応させることにより、細孔の内側で調製される。合成後、巨大分子は「機械的に捕捉」され、いくつかの制限された立体構造および配置で細孔の内側に封入されたままとなり得る。酸素分離のためのコバルトフタロシアニン／多孔質ガラス複合繊維は、シップインボトル合成により調製され得、多孔質ガラス繊維の細孔内へのコバルトフタロシアニンの封入は、１，２−ジシアノベンゼンを使用した化学気相堆積法により達成される。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Kuraoka et al., 「Ship-in-a-bottle synthesis of a cobalt phthalocyanine/porous glass composite membrane for oxygen separation」, Journal of Membrane Science, 286(1-2):12-14 (2006)を参照されたい。いくつかの実施形態において、多孔質ガラス繊維は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、１９８８年５月３１発行のＢｅａｖｅｒら、米国特許第４，７４８，１２１号、名称「Ｐｏｒｏｕｓ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒｓ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ」に記載されるように製造されてもよい。別の実施形態において、枯渇化媒体１０６は、製紙／不織湿式機器を使用して、多孔質シート製品として形成されてもよい。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、１９８８年９月６日発行のＩｎｏｕｅ、米国特許第４，７６９，１７５号、名称「Ｓｈｅｅｔ−ｌｉｋｅ，  Ｏｘｙｇｅｎ−Ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ  Ａｇｅｎｔ」に記載のもの等のＯ2捕捉製剤を有するシートが形成され、次いでシリコーンフィルムで封入されてもよい。
【００７１】
本開示による実施形態において、枯渇化媒体１０６は、ミクロスフェア内に封入されてもよい。例えば、シリコーンは、自己平滑性接着フィルムを形成し得る。極性部分（ポリエチレンオキシド置換基、例えば、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）９０１１  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  Ｂｌｅｎｄ）および低架橋密度を含有するジメチルシリコーンポリマーをベースとしたシリコーンエラストマーは、シリコーン中水エマルションを調製するための効果的な乳化剤を形成する。シリコーン中水エマルションを改質することにより、枯渇化媒体１０６は、超高分子量シリコーンの水性エマルション（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＨＭＷ  ２２２０  Ｎｏｎ  Ｉｏｎｉｃ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎ）に組み込まれ得る。ある特定の実施形態において、エチレンオキシドまたはプロピレンオキシドポリマー鎖の追加が、配合中の乳化を補助し、極性材料との適合性を改善し得る。他の実施形態において、ミクロスフェアとしての枯渇化媒体１０６が、上述のような小袋、パケットおよびバッグ内に組み込まれてもよい。
【００７２】
本開示による実施形態において、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の単分散マイクロビーズは、流動集中を使用したマイクロ流体システムにおいて形成され得る。ＰＤＭＳ前駆体溶液は、水性連続相内の微小液滴中に分散され得る。次いで、これらの液滴が回収され、固体マイクロビーズに熱硬化され得る。これらの技術は、ＰＤＭＳマイクロビーズ内への枯渇化媒体１０６の組込みを可能にする。流動集中メカニズムは、界面活性剤であるドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を保持する水性連続相中にＰＤＭＳ前駆体の液滴を形成する。例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Jiang et al., 「Microfluidic synthesis of monodisperse PDMS microbeads as discrete oxygen sensors」, Soft Matter, 8:923-926 (2006)を参照されたい。
本開示の一実施形態において、シリコーンエラストマーは、Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４であってもよい。Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）からの一般的なＰＤＭＳエラストマーキットであるＳｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４は、分散相として使用され得る。Ｓｙｌｇａｒｄ（登録商標）１８４は、２種の流体、Ａ液（基材、ビニル末端シロキサンオリゴマーからなる）およびＢ液（硬化剤、シロキサンオリゴマーおよび触媒からなる）で構成され、これらは、最終ＰＤＭＳポリマーを形成するために、混合され熱硬化されなければならない。Ａ液およびＢ液の比は、安定な液滴を生成するための粘度を低下させるように調節され得る。本開示による実施形態において、枯渇化媒体１０６は、ＰＤＭＳ前駆体溶液に直接添加され得る。
【００７３】
他の実施形態において、同軸電気流体力学的噴霧（ＣＥＨＤＡ）によりミクロスフェアが形成され得る。このプロセスは、最小１〜２ｍｍまでの液滴を生成することができる（Ganan-Calvo et al., 「Current and droplet size in the electrospraying of liquids. Scaling laws」, J. Aerosol Sci., 28:249-275 (1997)、およびJayasinghe et al., 「Controlled deposition of nano-particle clusters by electrohydrodynamic atomization」, Nanotechnology, 15:1519-1523 (2004)を参照されたい）。枯渇化媒体１０６の水溶液が生成され、内側毛細管を通してポンピングされてもよく、一方ＰＤＭＳ溶液が外側毛細管を通してポンピングされてもよい。数キロボルトの電位差が毛細管と接地電極との間に印加されて、テイラーコーン（毛細管出口における円錐状液体メニスカス）が発生する。高電荷密度が細い噴流を形成し、これが液滴に分解してミクロスフェア粒子を形成する。次いで、得られるミクロスフェアが収集され、熱硬化され得る。
【００７４】
他の実施形態において、ミクロスフェアはまた、１９８３年１月２５日発行のＺｉｅｍｅｌｉｓ、米国特許第４，３７０，１６０号、名称「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｍｉｃｒｏ−Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」において教示されるように形成されてもよく、または、１９９７年２月７日発行のＭｏｒｉｔａら、米国特許第５，３８７，６２４号、名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｍｉｘｔｕｒｅ  Ｃｏｍｐｏｓｅｄ  ｏｆ  Ｃｕｒｅｄ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ」に記載のように、無機収着剤がミクロスフェアに組み込まれてもよい。無機収着剤はまた、２００１年４月３日発行のＨｏｔｔｌｅら、米国特許第６，２１０，６０１号、名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ａｎ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ  Ｓｅａｌａｎｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ」に記載のように、シリコーン中にブレンドされてもよい。これらの特許はそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００７５】
本開示による他の実施形態において、枯渇化チャンバ１１５のガスのより低い濃度または分圧は、枯渇化ガス１１４を提供することにより達成され得る。枯渇化ガス１１４は、酸素遊離ガス、二酸化炭素遊離ガス、または酸素および二酸化炭素遊離ガスである。アルゴン、ヘリウム、および窒素を含むがこれらに限定されないいくつかのガスが、枯渇化ガス１１４として使用されてもよい。ある特定の実施形態において、枯渇化ガス１１４は、混合物であってもよい。いくつかの実施形態において、枯渇化ガス１１４は、ＣＯ2を含んでもよい。
【００７６】
本開示による実施形態において、枯渇化デバイスは、枯渇化媒体１０６または枯渇化ガス１１４を有する１つまたは複数の枯渇化チャンバ１０２を組み合わせてもよい。一実施形態において、枯渇化デバイスは、枯渇化媒体１０６を有する枯渇化チャンバ１０２および枯渇化ガス１１４を有する枯渇化チャンバ１１５を有してもよい。別の実施形態において、枯渇化デバイスは、枯渇化媒体１０６を有する２つの枯渇化チャンバ１０２および枯渇化ガス１１４を有する枯渇化チャンバ１１５を有してもよい。他の実施形態において、枯渇化デバイスは、枯渇化媒体１０６を有する枯渇化チャンバ１０２および枯渇化ガス１１４を有する２つの枯渇化チャンバ１１５を有してもよい。
【００７７】
ある特定の実施形態において、枯渇化ガス１１４は、酸素不含であってもよく、またゼロではない二酸化炭素の分圧を有してもよい。一実施形態において、酸素の分圧は、ゼロまたはほぼゼロｍｍＨｇであり、二酸化炭素の分圧は、５ｍｍＨｇ（５Ｔｏｒｒ）である。別の実施形態において、酸素の分圧は、ゼロまたはほぼゼロｍｍＨｇであり、二酸化炭素は、５ｍｍＨｇ未満である。さらなる実施形態において、酸素の分圧は、ゼロまたはほぼゼロｍｍＨｇであり、二酸化炭素は、ゼロまたはほぼゼロｍｍＨｇである。一実施形態において、ｐＣＯ2は、約５ｍｍＨｇであり、ｐＯ2は、約１０ｍｍＨｇである。別の実施形態において、Ｏ2は、約１パーツパービリオン（ｐｐｂ）のレベルまで枯渇化されてもよく、ＣＯ2は、少なくとも１パーツパーミリオン（ｐｐｍ）まで枯渇化されてもよい。別の実施形態において、酸素不含ガスは、約１０ｍｍＨｇのＣＯ2を有してもよい。別の実施形態において、酸素不含ガスは、約２０ｍｍＨｇ以上のＣＯ2を有してもよい。本開示による実施形態において、酸素不含ガスは、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０または４５ｍｍＨｇのＣＯ2を有してもよい。さらに別の実施形態において、酸素不含ガスは、約ゼロから５０ｍｍＨｇのＣＯ2を有してもよい。一実施形態において、酸素不含、二酸化炭素低減ガスは、約５ｍｍＨｇ  ＣＯ2を有するアルゴンであってもよい。
【００７８】
非限定的な例示のために、図８Ａ〜Ｃおよび９Ａ〜Ｃは、１つまたは複数のガス入口１１１および１つまたは複数のガス出口１１２を有する少なくとも１つのガス枯渇化チャンバ１１５を有する、ガス枯渇化デバイスの例示的実施形態を提供する。いくつかの実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、２つ、３つまたは４つのガス入口１１１および２つ、３つまたは４つのガス出口１１２を有してもよい。図８Ａを参照すると、ガス枯渇化デバイスは、２つのガス入口１１１および２つのガス出口１１２を有してもよい。ガス入口１１１およびガス出口１１２は、液体チャンバ１０１を通る液体の流動に対して枯渇化ガス１１４の向流を提供するように配置されてもよい。他の実施形態において、液体チャンバ１０１内の液体の流動に対する枯渇化ガス１１４の流動は、向流と並流との間で交互してもよい。
【００７９】
本開示による一実施形態において、ガス入口１１１およびガス出口１１２は、各ガス枯渇化チャンバ１１５に枯渇化ガス１１４の別個のストリームが提供されるように並列で配置されてもよい。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のガス枯渇化チャンバ１１５は、直接的にまたは接続管を介して、第１のガス出口１１２を第２のガス入口１１１に接続することにより、直列で接続されてもよい。同様に、いくつかの実施形態において、第２のガス出口１１２は、直接的にまたは接続管を介して、第３のガス入口１１１に接続されてもよい。本開示の実施形態によれば、直列で接続されてもよいガス枯渇化チャンバ１１５の数は、２つ以上であってもよい。別の実施形態において、３つ以上のガス枯渇化チャンバ１１５が直列で接続されてもよい。別の実施形態において、４つ以上のガス枯渇化チャンバ１１５が直列で接続されてもよい。別の実施形態において、５つ以上のガス枯渇化チャンバ１１５が直列で接続されてもよい。直列で接続されてもよいガス枯渇化チャンバの数は、酸素、二酸化炭素、またはその両方の濃度または分圧が、液体チャンバ内の酸素、二酸化炭素、またはその両方の濃度または分圧未満であるように、枯渇化ガス１１４の流動に依存することが明らかなはずである。
【００８０】
図９Ａ〜Ｃを参照すると、本開示のガス枯渇化デバイスは、３つ以上の枯渇化チャンバ１１５を有してもよい。示されるように、３つの枯渇化チャンバ１１５を有するデバイスに、枯渇化ガス１１４の３つのストリームが、別個のガス入口１１１を通して並列で供給されてもよい。いくつかの実施形態において、枯渇化ガス１１４は、第１のガス出口１１２が直接的にまたは配管を介して第２のガス入口１１１に接続されるように、上述のように直列で提供されてもよい。他の実施形態において、枯渇化ガス１１４は、液体チャンバ１０１内の液体の流動に対して枯渇化ガスの向流として提供されてもよい。さらなる実施形態において、液体チャンバ１０１内の液体の流動に対する枯渇化ガスの流動は、向流と並流との間で交互してもよい。本開示による実施形態において、２つ以上のガス枯渇化チャンバ１１５を有するガス枯渇化デバイスに、枯渇化ガス１１４の単一の源が供給されてもよい。したがって、各枯渇化チャンバ１１５に対する各ガス入口１１１は、枯渇化ガス１１４の流動をそれぞれの別個の枯渇化チャンバ１１５に分配および分割する多岐管を介して供給される。同様に、枯渇化ガスの単一の源を有する本開示のガス枯渇化デバイスは、１つまたは複数のガス出口１１２からの排出ガス流を合流させる出口多岐管をさらに含んでもよい。
【００８１】
図８Ａ〜Ｃ、９Ａ〜Ｃ、および１０Ａ〜Ｃに示されるように、ガス枯渇化チャンバ１１５は、１つまたは複数のガス流動制御機構１１３を含んでもよい。図に示されるように、２つのガス流動制御機構１１３（水平の棒として示されている）は、ガス枯渇化チャンバ１１５と液体チャンバ１０１との間の濃度または分圧差を最大化するように枯渇化ガス１１４の混合を提供し、それにより１つまたは複数のガス透過性バリア１０７を通したガス拡散の効率および速度を増加させる。さらに他の実施形態において、ガス流動制御機構１１３の構造は、図１１Ａ〜Ｃに示されるように変更されてもよい。さらなる実施形態において、本開示のガス枯渇化デバイスは、ガス流動制御機構１１３の組合せを含んでもよい。本開示による実施形態において、流動制御機構は、ガス流を調節するように変更されてもよい（以下を参照されたい）。別の実施形態において、ガス流動制御機構１１３は、所望の分圧を達成するように、および液体の乾燥を回避するように変更されてもよい。ある特定の実施形態において、ガス流動制御機構１１３は、気泡形成を排除するように設計される。いくつかの実施形態において、ガス流動制御機構１１３は、液体を押し出すいかなる圧力も排除するように設計される。
【００８２】
本開示によれば、ガス透過性バリア１０７は、液体不透過性であり、１種または複数種のガスが通過するバリアである。ガス透過性バリア１０７は、膜、フィルム、繊維、またはメッシュとして形成されてもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、疎水性多孔質構造であってもよい。ある特定の実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、１種または複数種のガスを通過させる低液体透過性バリアであってもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、膜の侵入圧力を下回る液体側圧力でのその動作の間は液体不透過性であってもよい。
本開示による実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、高いガス透過速度が可能な非多孔質材料であってもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、高い酸素透過速度が可能であってもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、高い二酸化炭素透過速度が可能であってもよい。さらなる実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、高い酸素および二酸化炭素透過速度が可能であってもよい。
【００８３】
本開示によるガス透過性バリア１０７は、ポリマーで構築された膜、フィルム、繊維またはメッシュを含む。本開示のガス透過性バリア１０７の作製に好適なポリマーの限定されない例は、ポリオレフィン、シリコーン、エポキシ、およびポリエステルを含む。他の実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、テフロン（登録商標）、ＰＶＤＦ、またはポリスルホン、セラミックを含む無機材料、およびそれぞれの組合せから構築されてもよい。本開示によるガス透過性バリア１０７に好適な材料は、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、およびそれらの組合せを含む。ガス透過性バリア１０７の限定されない例は、膜コードＶＶＨＰ、ＧＶＨＰ、ＨＶＨＰ、ＤＶＨＰ、ＨＡＷＰ、ＤＡＷＰ、ＡＡＷＰ、ＲＡＷＰ、ＳＳＷＰ、ＳＭＷＰ、ＳＣＷＰ、ＳＶＰＰ、ＶＥＰＰ、ＧＥＰＰ、ＥＩＭＦ、ＨＥＭＦ、ＨＥＰＰ、ＶＶＳＰ、ＧＶＳＰ、ＨＶＳＰ、ＤＶＳＰ、ＢＶＳＰおよびＳＶＳＰを有するＥＭＤ  Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ製のＰＶＤＦ膜を含む。
【００８４】
本開示による実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、走査型電子顕微鏡等の当該技術分野において知られた方法により特性決定され得る平均表面細孔径を有する。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、約８μｍ以下、または３μｍ未満の面積平均表面細孔径を有してもよい。細孔分布測定またはバブルポイント試験により、ガス透過性バリア１０７の平均細孔径は、約０．１〜１μｍの間であってもよい。ある特定の実施形態において、平均細孔径は、４μｍ未満である。
【００８５】
本開示によれば、ガス透過性バリア１０７は、親水化ＰＶＤＦ、ナイロン、セルロースエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、親水化ポリプロピレン、およびポリアクリロニトリルからなる群から選択される少なくとも１種の材料から形成されてもよい。本開示による実施形態によれば、親水性微多孔膜は、多層膜であってもよい。一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、親水化ＰＶＤＦ、ナイロン、セルロースエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、親水化ポリプロピレン、およびポリアクリロニトリルからなる群から選択される２種以上の材料を有する多層膜であってもよい。本開示のガス透過性バリア１０７は、細胞付着、タンパク質結合および汚損を制御するようにさらに表面改質されてもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、親水性を増加させるために改質されてもよい。一実施形態において、親水性が増加した膜を作製するために、ポリスルホン材料がＰＶＰと組み合わされてもよい。一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、ポリスルホンから作製されてもよい。本開示による一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、親水性微多孔膜であってもよい。他の実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、２つ以上の親水性微多孔膜から形成されてもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７を作製するために、２つ以上の膜が互いに融合されてもよい。他の実施形態において、ガス透過性バリア１０７を作製するために、２つ以上の膜が層状化されてもよい。いくつかの実施形態において、層状膜は、媒体により分離されてもよい。一実施形態において、媒体は、上述のような枯渇化媒体であってもよい。
【００８６】
本開示による実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、２５０μｍ未満の厚さであってもよい。一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、２５μｍ超の厚さであってもよい。いくつかの実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、２５〜２５０μｍの間の厚さであってもよい。他の実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、２５〜１００μｍまたは２５〜１５０μｍの間の厚さであってもよい。一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、５０〜１００μｍの間の厚さ、７５〜１００μｍの間の厚さ、５０〜１５０μｍの間の厚さ、７５〜１５０μｍの間の厚さ、１００〜２５０μｍの間の厚さ、１５０〜２５０μｍの間の厚さ、または２５〜１５０μｍの間の厚さであってもよい。
【００８７】
最低酸素飽和度は、急速な拡散時間を可能とするように、枯渇化媒体１０６がガス透過性バリア１０７の近くに設置され、これがまた一方で液体チャンバ１０１内の液体の近くに設置されたデバイスを使用することにより達成され得る。ガス拡散を増加させる追加の因子は、ガス透過性バリア１０７のより大きな活性表面積である。枯渇化媒体１０６の捕捉速度は、酸素または酸素および二酸化炭素との反応に利用可能な表面積、ならびに酸素または酸素および二酸化炭素がどれ程容易に枯渇化媒体１０６内に拡散するかにより制限され得る。表面積の利用可能性は、枯渇化媒体１０６を上述のようなマイクロ粒子またはマイクロ繊維に組み込むことにより増加させることができる。
【００８８】
本開示によるある特定の実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、液体チャンバ１０１と流体接触したガス透過性バリア１０７の表面上の生体適合性白血球結合表面化学を含んでもよい。ある特定の実施形態において、液体チャンバ１０１は、液体チャンバ１０１内を流動する液体中の白血球の数を低減するために、１種または複数種の白血球結合材料を含んでもよい。一実施形態において、ガス透過性バリア１０７は、生体適合性白血球結合表面化学を有する１つまたは複数の追加の層をさらに備えてもよい。本開示による他の実施形態において、デバイスは、別個の生体適合性白血球結合材料を含んでもよい。ある特定の実施形態において、生体適合性白血球結合材料は、結合表面化学を有する膜であってもよい。いくつかの実施形態において、白血球結合材料は、結合マトリックスであってもよい。他の実施形態において、生体適合性白血球結合材料は、白血球低減材料１２３であってもよい。
【００８９】
本開示の方法に好適な白血球低減材料は、フィルタ、繊維、ミクロスフェアまたはマイクロ粒子として調製されてもよい。一実施形態において、白血球低減フィルタは、２００２年１月８日発行のＬｅｅら、米国特許第６，３３７，０２６号、名称「Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ｍｅｄｉａ」に記載のように、マイクロガラス繊維を使用して形成され得る。上述のようなガス透過性バリアは、基材として使用されてもよく、次いでグラフトされたＰＶＡまたはシリコーンを使用してガス透過性バリア１０７をコーティングし、白血球接着を促進してもよい。別の実施形態において、１９９０年５月１５日発行のＰａｌｌ、米国特許第４，９２５，５７２号、名称「Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ  ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  ｂｌｏｏｄ  ａｎｄ  ｂｌｏｏｄ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」に記載のような溶融ブロー繊維が、ＰＢＴまたはＰＥＴから形成されてもよく、次いで、１９９３年７月２０日発行のＰａｌｌら、米国特許第５，２２９，０１２号、名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｌｅｕｃｏｃｙｔｅ  ｃｏｎｔｅｎｔ  ｏｆ  ｂｌｏｏｄ  ａｎｄ  ｂｌｏｏｄ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ」において教示されるようにフィルタデバイス内に組み込まれてもよく、また１９９５年８月２２日発行のＧｓｅｌｌ、米国特許第５，４４３，７４３号、名称「Ｇａｓ  ｐｌａｓｍａ  ｔｒｅａｔｅｄ  ｐｏｒｏｕｓ  ｍｅｄｉｕｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｓａｍｅ」に記載のように表面改質されてもよい。これらは全て、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００９０】
別の実施形態において、上述のようなガス透過性バリア１０７はまた、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１０年８月１７日発行のＢｏｎａｇｕｉｄｉら、米国特許第７，７７５，３７６号、名称「Ｆｉｌｔｅｒ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｅｕｋｏｃｙｔｅｓ  ｆｒｏｍ  ｗｈｏｌｅ  ｂｌｏｏｄ  ｏｒ  ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ，  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓａｉｄ  ｆｉｌｔｅｒ，  ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｕｓｅ  ｔｈｅｒｅｏｆ」に記載のように表面改質されてもよい。別の実施形態において、Ｂｏｎａｇｕｉｄｉらのモノマーは、重合される代わりにシリコーンコーティング上にグラフトされてもよい。ガス透過性バリア１０７は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２００３年８月２６日発行のＣｌａｕｂｅｒｇら、米国特許第６，６１０，７７２号、名称「Ｐｌａｔｅｌｅｔ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｗｉｔｈ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｔｉｏｎｓ」において教示されるように、ＰＢＴまたはＰＥＴで作製された従来の白血球低減繊維に含まれてもよい。白血球低減フィルタの追加の制限および要件は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、１９８７年１０月２０日発行のＷａｔａｎａｂｅら、米国特許第４，７０１，２６７号、名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｖｉｎｇ  Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅｓ」に見出すことができる。
【００９１】
白血球低減能を有する本開示の枯渇化デバイスは、濃厚赤血球を含む白血球低減血液製剤の調製を含み、それを提供する。一実施形態において、白血球の数は、１０００細胞／μｌを下回るレベルまで低減される。別の実施形態において、白血球の数は、１００細胞／μｌを下回るレベルまで低減される。さらに別の実施形態において、白血球の数は、１０細胞／μｌを下回るレベルまで低減される。本開示による一実施形態において、白血球低減後に残留する白血球の数は、１細胞〜１０細胞／μｌであってもよい。別の実施形態において、残留する白血球の数は、５〜２０細胞／μｌであってもよい。別の実施形態において、残留する白血球の数は、５〜１０細胞／μｌ、５〜５０細胞／μｌ、５〜１００細胞／μｌ、１０〜２０細胞／μｌ、または５〜１００細胞／μｌであってもよい。本開示によるある特定の実施形態において、白血球の数は、フローサイトメトリーにより決定される。
【００９２】
本開示による実施形態において、液体チャンバ１０１およびガス枯渇化チャンバ１０２は、流動制御機構１０８および１１３を含有してもよい。流動制御機構１０８および１１３の数、位置、サイズおよび形状は、本開示のガス枯渇化デバイスを最適化するために改変されてもよい。一実施形態において、流動制御機構１０８は、ガス透過性バリア１０７に対する液体の流動を誘導するように構成されてもよい。他の実施形態において、流動制御機構１１３は、枯渇化ガス１１４の流動をガス透過性バリア１０７に沿って誘導するように構成されてもよい。
【００９３】
本開示による流動制御機構１０８は、異なる形状およびサイズであってもよい。図１Ｄに示されるように、流動制御機構１０８は、液体チャンバ１０１（例えば、図１Ｂを参照されたい）のほぼ半分の高さとして描写されている。この比は、異なる流量のために改変されてもよい。同じく図に示されるように、流動制御機構１０８は、三角形であってもよい（例えば、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、４Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ、および１５Ａを参照されたい）。他の実施形態において、流動制御機構は、半円形、卵形、正方形またはそれらの任意の組合せであってもよい（例えば、図２Ａ〜Ｆを参照されたい）。例えば、図１Ｃ、２Ｂ、８Ｃおよび９Ｂに示されるように、流動制御機構１０８は、液体チャンバ１０１の幅にわたり延在してもよい。他の実施形態において、流動制御機構１０８は、開口または隙間を含んでもよい。
【００９４】
図２Ａ〜Ｆを参照すると、流動制御機構１０８は、様々な形状、位置および数を含む。ある特定の実施形態において、流動制御機構１０８は、図２Ａおよび２Ｂに示されるように、内側シェル１０９の外側表面と同一平面上に位置してもよい。他の実施形態において、流動制御機構１０８は、内側シェル１０９の表面からオフセットしていてもよく、図２Ｃ〜２Ｆに示されている。本開示によるある特定の実施形態において、流動制御機構１０８は、図２Ａ〜２Ｆに示されるように、三角形、長方形または円形であってもよい。他の実施形態において、流動制御機構１０８は、三角形、長方形または円形形状の組合せであってもよい。一実施形態において、流動制御機構１０８は、半円形であってもよい。本開示による流動制御機構１０８は、様々な数で存在してもよい。例えば、図２Ａおよび２Ｂに示されるように、８つの流動制御形状があってもよい。他の実施形態において、９つ以上の流動制御機構１０８、例えば９つ、１０個または１１個の流動制御機構１０８があってもよい。いくつかの実施形態において、７つ以下の流動制御機構１０８があってもよい。例えば、１つまたは複数の流動制御機構１０８があってもよい。いくつかの実施形態において、７つ以下の流動制御機構１０８があってもよい。ある特定の他の実施形態において、２つ以上の流動制御機構１０８があってもよい。他の実施形態において、３つ以上の流動制御機構１０８があってもよい。さらに他の実施形態において、４つ以上の流動制御機構１０８があってもよい。さらなる実施形態において、５つまたは６つの流動制御機構１０８があってもよい。
【００９５】
また、流動制御機構１０８の数および位置は、特定の構成に合わせてプロセスを最適化するために改変され得る。図１Ａ〜Ｄに示されるように、流動機構は、液体チャンバ１０１の交互の側面上の流動制御機構１０８として組み込まれてもよく、液体が液体チャンバ１０１を通って進行する間にジグザグ方向に流動するようにオフセットをさらに含んでもよい（例えば、図１Ａ、２Ａ〜Ｂ、３Ａ、４Ａ、６Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ、１２Ａ、１３Ａ、および１４Ａを参照されたい）。液体チャンバ１０１の対向する側面上に含まれる流動制御機構１０８は、ガス透過性バリア１０７に対する液体の流動の誘導、および液体中のガスの濃度または分圧と、枯渇化チャンバ１０２内の濃度または分圧との間の不均衡を維持するような流動する液体の混合の両方を提供する。
【００９６】
また、流動制御機構１０８の数および位置は、特定の構成に合わせてプロセスを最適化するために改変され得る。ガス枯渇化デバイスは、１つまたは複数の流動制御機構１０８を有してもよい。一実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、２つ以上の流動制御機構１０８を有してもよい。別の実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、３つ以上の流動制御機構１０８を有してもよい。他の実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、４つ以上の流動制御機構１０８を有してもよい。別の実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、５つ以上の流動制御機構１０８を有してもよい。いくつかの実施形態において、６つ、７つまたは８つ以上の流動制御機構１０８があってもよい。
【００９７】
本開示による流動制御機構１１３は、異なる形状およびサイズであってもよい。図８Ａ、９Ａ、および１０Ａに示されるように、流動がガス透過性膜１０７に平行に流れるようにデバイスの外側周囲にガスの流動を誘導するガス流動制御機構１１３が描写されている。ガス流動制御機構１１３は、混合を確実とするためにガスの流動に乱流を導入し、ガス透過性膜１０７を通した拡散の速度を維持し得る。同じく図に示されるように、ガス流動制御機構１１３は、三角形であってもよい。他の実施形態において、流動制御機構は、半円形、卵形、正方形またはそれらの任意の組合せであってもよい（例えば、図２Ａ〜Ｆおよび図１１Ａ〜Ｃも参照されたい）。図８Ｂ、９Ｂおよび１０Ｂに示されるように、ガス流動制御機構１１３は、ガス枯渇化チャンバ１１５の幅未満にわたり延在してもよい。他の実施形態において、ガス流動制御機構１１３は、ガス流動の分岐および合流を提供するために開口または隙間を含んでもよい。
【００９８】
また、ガス流動制御機構１１３の数および位置は、特定の構成に合わせてプロセスを最適化するために改変され得る。流動制御機構１０８に関して示されるように、ガス流動機構１１３は、ガス枯渇化チャンバ１０２の交互の側面上に組み込まれてもよく、ガスがガス枯渇化チャンバ１０２を通って進行する間にジグザグ方向に流動するようにオフセットをさらに含んでもよい。ガス流動制御機構１１３は、ガス透過性バリア１０７に対する液体の流動の誘導、および液体中のガスの濃度または分圧と、枯渇化ガスにおける濃度または分圧との間の不均衡を維持するような流動するガスの混合の両方を提供するために、ガス枯渇化チャンバ１０２の対向する側面上に含まれてもよい。
【００９９】
また、ガス流動制御機構１１３の数および位置は、特定の構成に合わせてプロセスを最適化するために改変され得る。ガス枯渇化デバイスは、１つまたは複数の流動制御機構１１３を有してもよい。一実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、２つ以上の流動制御機構１１３を有してもよい。別の実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、３つ以上の流動制御機構１１３を有してもよい。他の実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、４つ以上の流動制御機構１１３を有してもよい。別の実施形態において、ガス枯渇化デバイスは、５つ以上の流動制御機構１１３を有してもよい。いくつかの実施形態において、６つ、７つまたは８つ以上の流動制御機構１１３があってもよい。
【０１００】
図５Ａ〜Ｃおよび７Ａ〜Ｃを参照すると、本開示による枯渇化デバイスは、１つまたは複数の可撓性または膨張性枯渇化チャンバ１０２および１つまたは複数の可撓性または膨張性液体チャンバ１０１を含んでもよい。液体チャンバ１０１から枯渇化チャンバ１０２へのガスの混合および効率的な拡散を提供するために、可撓性枯渇化デバイスの枯渇化チャンバ１０２は、１つまたは複数の流動制御機構１０８を含んでもよい。ある特定の実施形態において、流動制御機構は、角部が可変角度で設定されたパターンに液体流動を誘導するように提供される。図６Ａ〜Ｃを参照すると、流動制御機構は、間接的経路１３３を含んでもよい。ある特定の実施形態において、液体流動は、ジグザグ様式で進行する。いくつかの実施形態において、流動は、分岐および再合流してから液体出口１０５を通って出る規則的パターンに従ってもよい。他の実施形態において、流動は、不規則的パターンに従ってもよい。いくつかの実施形態において、液体流動は、２つ以上の個々の流動に分割されてもよい。他の実施形態において、液体流動は、２回、４回、６回またはそれ以上の回数分割されてもよい。分割された流動を有するある特定の実施形態において、流動は、出口１０５を通って出る前に再合流されてもよい。
本開示による枯渇化デバイスは、少なくとも１つの入口１０４および少なくとも１つの出口１０５を含む。図には、上部に入口１０４および底部に出口１０５を有するように描写されているが、液体およびガスの流動は逆であってもよい。いくつかの実施形態において、流動は、向流を提供するように配置される。いくつかの実施形態において、出口１０５は、入口１０４、例えば図９Ａ〜Ｃに示されるように、デバイス９００に接続されてもよい。一実施形態において、液体チャンバ１０１は、並流を提供するように入口１０４および出口１０５を介して接続されてもよい。
【０１０１】
本開示による枯渇化デバイスは、１つまたは複数の液体チャンバ１０１および１つまたは複数の枯渇化チャンバ１０２を備えてもよい。いくつかの実施形態において、チャンバ１０１および１０２は、単一の枯渇化デバイスとしてスタックされ組み合わされてもよい。スタック構成において、枯渇化デバイスは、液体チャンバ１０１を、互いに流体連通した直列または並列構成に配置してもよい。本開示によれば、液体チャンバ１０９および制御機構１０８の内部機構および比の変更と組み合わせた、枯渇化チャンバ１０２および液体チャンバ１０１のスタックは、ガス枯渇化プロセス要件に適合するために必要な数だけ層を形成するように続いてもよい。ある特定の実施形態において、枯渇化デバイスは、図１０Ａに示されるように、分流器１３０を使用して流体流動を分割することにより、２つ以上の液体チャンバ１０１を通る流体の並流を提供してもよい。並列チャンバ枯渇化デバイスにおいて、液体出口１０５を通る流体流動は、合流器１３１により再合流する。一実施形態において、例えば図１０Ａ〜Ｃに示されるように、デバイス１０００は、２つの並列液体チャンバ１０１および３つのガス枯渇化チャンバ１１４を有してもよい。他の実施形態において、３つ以上の並列液体チャンバ１０１が提供されてもよい。さらに他の実施形態において、並列および直列液体チャンバ１０１の組合せが提供されてもよい。
【０１０２】
他の実施形態において、本開示による枯渇化デバイスは、図７Ａ〜Ｃおよび８Ａ〜Ｃに示されるように、嫌気性血漿ポート１１６をさらに含んでもよい。
本開示において、上述の図８Ａ〜Ｃおよび９Ａ〜Ｃに示されるものと同様の枯渇化デバイスの構造と同様の構造を有するガス添加デバイスが含まれ、提供される。ガス添加デバイスは、輸血前に、酸素または酸素および二酸化炭素枯渇血液製剤に１種または複数種のガスを供給し得る。本開示によるガス添加デバイスは、添加ガスの１つまたは複数のストリームを有してもよい。例えば、ガス添加デバイスは、図９Ａ〜Ｃに示されるものと同様の単一ガス添加デバイスに別個に提供される、酸素添加ガスおよび酸化窒素添加ガスを有してもよい。
【０１０３】
図１６Ａ〜Ｃを参照すると、ガス添加デバイスは、必要とする患者への輸血の前に嫌気性貯蔵赤血球等の嫌気性液体の酸素再供給を提供し得る。例えば、嫌気性濃厚赤血球は、液体入口１０４を通って進入し、流動制御機構１０８を有する液体チャンバ１０１を通って流動する。濃厚赤血球がデバイスを通過すると、ガス添加ポート１２８を通して提供された酸素は、ガス透過性バリア１０７を通って拡散し、赤血球中のヘモグロビンにより結合される。デバイス１６００において示されるように、ガス添加ガスポート１２８は、外側シェル１０３を通した周囲空気の通過を提供する。他の実施形態において、添加ポート１２８は、酸素富化ガスを提供するためにガス供給源と接続することができる入口をさらに備えてもよい。
【０１０４】
本開示によるガス添加デバイスは、輸血前に、ガス枯渇血液製剤にガスを提供し得る。本開示のガス添加デバイスは、枯渇化ガス１１４が添加ガスにより置き換えられ、枯渇化チャンバ１０２が添加チャンバにより置き換えられた上述のようなデバイスを含む。添加デバイスにおいて、ガスは、１つまたは複数のガス添加チャンバを通って流動し、それにより、液体チャンバ１０１内を流動する液体よりも高い濃度または分圧の添加ガスの源を提供する。上述のように、ガス添加チャンバは、ガス透過性バリアにより液体チャンバから分離される。ガス添加デバイスの実施形態において、液体チャンバは、液体の混合およびガスの濃度または分圧の差により提供される強い拡散力の維持を確実とするために、１つまたは複数の流動制御機構１０８を備える。同様に、ガス添加チャンバもまた、混合およびガス平衡を確実とするために、流動制御機構１１３を含んでもよい。
【０１０５】
本開示による実施形態において、添加ガスは、酸素含有ガスであってもよい。一実施形態において、酸素含有ガスは、約２０％の酸素を有する周囲空気を含んでもよい。別の実施形態において、添加ガスは、周囲空気と比較して増加した酸素パーセンテージを有してもよい。一実施形態において、パーセント酸素は、２０％超であってもよい。別の実施形態において、パーセント酸素は、３０％超であってもよい。別の実施形態において、パーセント酸素は、４０％、５０％、またはそれ以上であってもよい。さらに別の実施形態において、添加ガスは、純酸素であってもよい。他の実施形態において、酸素含有ガスは、２０％未満の酸素を有してもよい。一実施形態において、添加ガスは、１５％の酸素もしくは１０％の酸素、またはそれ以下を有してもよい。
【０１０６】
本開示による実施形態において、添加ガスは、酸化窒素含有ガスであってもよい。いくつかの実施形態において、ＮＯの添加は、酸素の存在下でのＮＯ固有の不安定性のために、輸血に備えた酸素の添加前に行われてもよい。ある特定の実施形態において、酸化窒素を有する添加ガスは、ガス添加デバイスによるＯ2の添加前に、ガス添加デバイスを使用して嫌気性血液製剤に提供される。他の実施形態において、統合ＮＯ／Ｏ2添加デバイスは、ガス添加チャンバ１３４内のＮＯ添加ガスの第１のストリームを維持し、したがって隣接する液体チャンバ１０１にＮＯを供給する。第２のガス添加チャンバに提供される第２の酸素添加ガスは、第１のＮＯガス供給液体チャンバと流体連通した第２の液体チャンバに酸素の源を提供する。上述のようにガス添加チャンバおよび液体チャンバをスタックすることにより、１回または複数回のＮＯ添加ステップおよび１回または複数回のＯ2添加ステップが提供されてもよい。いくつかの実施形態において、添加ガスは、一緒に、または別個のガスストリームとして、二酸化炭素を含んでもよい。一実施形態において、添加ガスは、５％のＣＯ2を含んでもよい。別の実施形態において、添加ガスは、２．５％のＣＯ2を含んでもよい。さらなる実施形態において、添加ガスは、１〜５％のＣＯ2を含んでもよい。他の実施形態において、添加ガスは、２〜４％または２〜５％のＣＯ2を含んでもよい。他の実施形態は、添加ガス中に５％超のＣＯ2を含んでもよい。
【０１０７】
本開示による枯渇化デバイスは、赤血球または血液製剤を嫌気的に、およびＣＯ2枯渇状態で貯蔵することができる嫌気的貯蔵バッグと共に使用されてもよい。
本開示の方法およびシステムに適合する貯蔵バッグは、酸素および二酸化炭素収着剤、または酸素および二酸化炭素収着剤を含有する二次的なバッグを有するラミネートバッグであってもよい。他の実施形態において、適合する貯蔵バッグは、ＲＢＣまたは血液製剤に接触したＤＥＨＰ可塑化ＰＶＣを有する内側血液貯蔵バッグを備えてもよい。適合する貯蔵バッグは、外側表面内側血液バッグにラミネートされた外側透明酸素バリアフィルム（例えばナイロンポリマー）をさらに備えてもよい。他の適合する実施形態において、貯蔵バッグは、最も外側のバッグが酸素バリアフィルムを備えるバッグ内のバッグであってもよい。本開示による枯渇化デバイスにより生成される血液製剤に適合する貯蔵バッグは、酸素収着剤を含む１種または複数種の収着剤を含む貯蔵バッグを含む。
【０１０８】
例示的な貯蔵バッグは、例えば、２０１０年１０月８日出願の米国特許出願公開第１２／９０１，３５０号、名称「Ｂｌｏｏｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｂａｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｏｘｙｇｅｎ  ａｎｄ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｄｉｏｘｉｄｅ  Ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ」に見出すことができ、これは参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１０９】
本開示の枯渇化デバイスにおける使用に好適な血液製剤は、血小板枯渇血液製剤を含む。一実施形態において、好適な血液製剤は、血小板枯渇濃厚赤血球血液製剤である。血小板は、赤血球とは対照的に、代謝にＯ2を必要とする。したがって、血小板は、酸素の枯渇および嫌気的条件下での貯蔵により損傷され得る。したがって、本開示のデバイスによる処理前または処理後の血小板の除去は、貯蔵される枯渇血液製剤の品質を悪化させ得る物質の放出を回避し得る。例示的な血小板枯渇化コーティングは、例えば、１９８９年１１月１４日発行の米国特許第４，８８０，５４８号、名称「Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ  ｌｅｕｃｏｃｙｔｅｓ  ｆｒｏｍ  ｐｌａｔｅｌｅｔ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ」、１９９８年７月２１日発行の米国特許第５，７８３，０９４号、名称「Ｗｈｏｌｅ  ｂｌｏｏｄ  ａｎｄ  ｐｌａｔｅｌｅｔ  ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ  ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ」、２０１２年５月２５日発行の米国特許第７，７２１，８９８号、名称「Ｃｏａｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｏｒ  ｌｅｕｋｏｃｙｔｅ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｆｉｌｔｅｒ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｆｉｌｔｅｒ」、および２０１０年８月１７日発行の米国特許第７，７７５，３７６号、名称「Ｆｉｌｔｅｒ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｅｕｋｏｃｙｔｅｓ  ｆｒｏｍ  ｗｈｏｌｅ  ｂｌｏｏｄ  ｏｒ  ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ，  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓａｉｄ  ｆｉｌｔｅｒ，  ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  ｕｓｅ  ｔｈｅｒｅｏｆ」に記載されており、これらはそれぞれその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１１０】
本開示は、本明細書に開示の、および後述のデバイスの使用方法を提供し、それを含む。本開示のデバイスを使用して酸素または酸素および二酸化炭素枯渇血液製剤を調製するための方法が提供され、含まれる。本開示は、さらに、開示された枯渇化デバイスを使用した血液製剤の長期貯蔵のための方法を提供し、それを含む。本明細書において開示されたデバイスを使用して、本明細書に記載のステップの組合せを採用した方法が設計され得る。開示されたデバイスを使用した枯渇化方法に好適な血液製剤は、例えば、全血、濃厚赤血球、血小板枯渇全血、血小板枯渇濃厚赤血球、編集された全血、および編集された濃厚赤血球を含む。
【０１１１】
本開示は、筐体、１つまたは複数の液体チャンバ、１つまたは複数の枯渇化チャンバ、少なくとも１つのガス透過性バリア、少なくとも１つの液体入口および少なくとも１つの液体出口を有する枯渇化デバイスを提供し、それを含む。本開示による方法は、血液の採取、説明された枯渇化デバイスへの通過、嫌気的貯蔵バッグ内での貯蔵、本開示のデバイスを使用した酸素再供給、および患者への輸血を含んでもよい。方法は、白血球低減ステップ、血小板低減または分離ステップ、赤血球編集ステップ、病原体不活性化ステップおよび体積低減ステップをさらに含んでもよい。本開示において記載されるように、方法ステップは、それを必要とする患者への輸血に好適な血液製剤を提供するために、様々な組合せで含まれてもよい。本開示の方法はまた、血液製剤の長期貯蔵を向上させるための方法を提供し、それを含む。
【０１１２】
本開示は、赤血球（ＲＢＣ）を調製するための方法であって、全血を得るステップと、全血からＲＢＣを分離して濃厚ＲＢＣを形成するステップと、本開示のデバイスを使用して酸素を枯渇化して酸素枯渇ＲＢＣを形成する、または酸素および二酸化炭素を枯渇化して酸素および二酸化炭素枯渇ＲＢＣを形成するステップと、酸素枯渇または酸素および二酸化炭素枯渇ＲＢＣを嫌気的貯蔵環境内で貯蔵し、酸素枯渇または酸素および二酸化炭素枯渇状態を維持するステップとを含む方法を提供し、それを含む。
本開示による方法は、開示されたデバイスを使用した枯渇血液製剤の調製を提供する。一実施形態において、方法は、酸素枯渇全血製剤を調製するために、酸素枯渇化媒体１０６または枯渇化ガス１１４を含むデバイスを含んでもよい。一実施形態において、方法は、酸素および二酸化炭素枯渇全血製剤を調製するために、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６または枯渇化ガス１１４を含むデバイスを含んでもよい。
【０１１３】
本発明の方法は、開示されたデバイスを使用した枯渇化のための血液製剤の調製の方法を含む。一実施形態において、供血者から全血が得られ、本発明のデバイスに直接適用されてもよい。別の実施形態において、全血または供血者の血液全体から、濃厚赤血球が調製されてもよい。濃厚赤血球（ｐＲＢＣ）は、当該技術分野において一般的に知られている遠心分離技術を使用して、全血から調製されてもよい。濃厚赤血球はまた、濾過法を使用して調製されてもよい。濃厚赤血球は、添加剤溶液を含有してもよい。濃厚赤血球はまた、採取中に成分が分離されるように、アフェレーシス技術により採取されてもよい。本開示の枯渇化デバイスを使用して、濃厚赤血球から酸素または酸素および二酸化炭素が枯渇化され得る。
【０１１４】
本開示のデバイスは、白血球低減枯渇血液製剤を調製するための方法と共に使用され得る。一実施形態において、血液製剤は、本開示の枯渇化デバイスを通して流動させる前に、白血球を除去するために白血球低減フィルタに通過されてもよい。他の実施形態において、本発明の枯渇化デバイスは、上述のような白血球低減を含むように作製され得る。一実施形態において、請求される本発明のデバイスは、ガス透過性バリア１０７上に白血球低減コーティングを含む。別の実施形態において、白血球低減前置フィルタが、開示された枯渇化デバイス内に組み込まれてもよい。さらなる実施形態において、白血球低減後置フィルタが、開示された枯渇化デバイス内に組み込まれてもよい。
本開示は、本開示のデバイスを使用して、編集された赤血球集団を有する枯渇血液製剤を調製するための方法を提供し、それを含む。編集は、悪化している兆候を示すＲＢＣを除去することを含み得る。ＲＢＣの編集は、輸血プロセスにおいて生存する可能性が低い、または輸血後すぐに死滅する可能性のある血液細胞を特定および除去するプロセスである。瀕死状態のＲＢＣ、または死滅したもしくは死滅しかかっている赤血球の編集は、本開示のデバイスを使用した血液製剤の処理前または処理後に行われてもよい。例えば、編集は、嫌気的貯蔵バッグ内での貯蔵後の輸血直前に行われてもよい。
【０１１５】
輸血患者の疾病率および死亡率の主な原因は、いかなる病原体の伝染に関わらず、輸血される血液の非生存部分であるため、編集は重要となり得る。悪化した、または輸血後すぐに細網内皮系によって脾臓により除去されるＲＢＣは、すでに悪化している受容者に打撃を与える恐れがあり得る。輸血された細胞の２５％までが、輸血後最初の２４時間で受容者により除去される。これらの除去された細胞は、長期または大量輸血患者の重要なパラメータとなり得る受容者の過剰な鉄負荷に即時に寄与するため、有害である。また、これらの細胞は、変形能の低減または凝集体形成に起因する毛細管閉塞を引き起こし、低い組織かん流、さらには臓器不全をもたらし得る。したがって、これらのより生存能の低いＲＢＣを輸血前に除去することができれば、実質的な利益が期待される。
赤血球を編集するために使用され得る技術はいくつかある。第１の技術は、新しいおよび古いＲＢＣの特徴的な浮力に基づく、貯蔵前に古いおよび新しいＲＢＣを分離するための遠心分離プロセスである。
【０１１６】
第２の技術は、緩衝液交換ステップと組み合わせて、貯蔵前または後に浸透圧衝撃等の生体力学的ストレスを印加し、弱い細胞を溶血させる。印加された生体力学的ストレスは、弱いそれらの細胞を即時に識別し、より強いＲＢＣと急速に対比させて、機械的分離を可能とする。弱いＲＢＣは、特にすでに悪化しているまたは過剰負荷下の免疫系を有する個人に関して、受容者の疾病率および死亡率に寄与するものである。受容者に到達するＲＢＣの２５％までがすでに死滅しており、受容者に対し有害な効果を有し得る。ＲＢＣを編集することにより、その数は５０％〜７５％低減され得る。
第３の技術は、ＲＢＣの変形能に適用される。スタガ型ピラーを含有するバンプアレイマイクロ流体デバイスは（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Huang, L.R., et al., 「Continuous particle separation through deterministic lateral displacement」, Science, 304(5673): 987-90 (2004)）は、変形可能なＲＢＣをピラーに通過させるが、変形可能なＲＢＣは、ピラーを通過することができずに別個のチャネル内にはね返される。
ＲＢＣを編集するためのさらなる技術は、特定の表面マーカーを示すＲＢＣを除去するためのフィルタシステムを使用する。ホスファチジルセリンまたは凝集タンパク質３等の既知の表面マーカーを示すＲＢＣは、高親和性リガンド（例えば、アネキシンＩＶまたは特定の表面マーカータンパク質に対する抗体）で表面改質されたフィルタにより捕捉され得る。
【０１１７】
追加の技術は、標的表面マーカーを示すＲＢＣが凝集体を形成するように多量体分子を作製するために複合化された、第２の技術における同じ高親和性リガンド（例えば特定の表面マーカー）を使用する。次いで、これは、濾過または遠心分離により分離され得る。
【０１１８】
本開示のデバイスを使用して血液製剤を調製する方法は、ガンマ線またはＸ線照射（一般に照射）を使用したリンパ球不活性化および病原体排除の１つまたは複数のステップを含んでもよい。
ガンマ線照射は、直接的に、および反応性酸素種（ＲＯＳ）、すなわち水のガンマ線分解中に生成されるヒドロキシル基を介してＤＮＡを損傷することにより、Ｔリンパ球の増殖を無効化する。赤血球（ＲＢＣ）はＤＮＡを含有しないが、ガンマ線照射により生成されたＲＯＳは、ＲＢＣに対して著しい損傷を引き起こすことが示されている。観察される主要な損傷は、ｉ）溶血の増加、ｉｉ）Ｋ+漏出の増加、ｉｉｉ）輸血後生存の低減、およびｉｖ）変形能の低減を含む。そのような損傷は、貯蔵により誘発されるＲＢＣの損傷に類似するが、その増大された形態である。ＲＢＣの悪化状態は、そのような悪化したＲＢＣを投与する医者には周知である。ＦＤＡは、ガンマ線照射後の短縮された保存期間（１４日）、および／または照射された単位の２８日間の全保存期間に関し、そのようなＲＢＣの使用の制限を命じている。
【０１１９】
血液成分の照射は、輸血関連移植片対宿主病を防止するために、そのような血液を受容する資格のある患者のカテゴリーの増加に起因してますます注目されている。しかしながら、照射は、貯蔵損傷の増大をもたらし、これは、そのような血液が輸血された場合に有害な効果を有し得る。ＲＢＣに対する照射の主な有害副作用は、ＲＯＳにより引き起こされる酸化的損傷であることが、当該技術分野において周知である。
本開示の方法において、デバイスを使用して枯渇化された血液製剤は、照射された血液製剤を必要とする患者に輸血され得るように、照射されてもよい。一実施形態において、赤血球組成物は、説明された枯渇化デバイスを使用して、酸素または酸素および二酸化炭素が枯渇化され、次いでガス不透過性貯蔵バッグ内での貯蔵前に照射されてもよい。別の実施形態において、血液製剤は、説明された枯渇化デバイスを使用して、酸素または酸素および二酸化炭素が枯渇化され、嫌気的環境内で貯蔵され、輸血前に照射されてもよい。
【０１２０】
血液製剤の照射のための例示的方法は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１１年１１月４日出願の米国特許出願第１３／２８９，７２２号において示されている。
本開示のデバイスを使用して血液製剤を調製する方法は、１つまたは複数の緩衝液交換ステップを含んでもよい。一実施形態において、緩衝液は、細胞を沈降させるための遠心分離、上澄みの除去および液体の緩衝液との置換により交換され得る。一実施形態において、緩衝液は、等張緩衝液であってもよい。さらに別の実施形態において、緩衝液置換は、細胞の濾過および置換緩衝液の添加により達成され得る。
【０１２１】
上述のように、本開示のデバイスは、枯渇血液製剤への１種または複数種のガスの導入を提供する。一実施形態において、本開示のデバイスを使用して調製された酸素または酸素および二酸化炭素枯渇血液製剤は、上述のようなガス添加デバイスを使用した方法により輸血用に調製され得る。一実施形態において、ガス添加デバイスは、酸素飽和度が１００％またはその近くとなるように、血液製剤にＯ2を回復させる。本開示による方法において、枯渇血液製剤を含有する貯蔵バッグは、管を使用して液体入口１０４に接続され、血液製剤が液体チャンバ１０１を通して流動される一方で、ガス添加ポート１２８を通して酸素含有添加ガスがガス添加チャンバ１３４に提供される。液体、例えば嫌気性貯蔵赤血球は、液体チャンバ１０１を通って流動するにつれて、ガス透過性バリア１０７を通して拡散する、ガス添加チャンバ１３４を通って流動するガスから酸素を吸収する。ある特定の実施形態において、添加ポートは、デバイスを通る周囲空気の流動を提供する。他の実施形態において、添加ポート１２８は、提供される酸素富化ガス源を提供し得る。周囲空気、純酸素ならびに酸素および二酸化炭素の混合物を含む任意の好適なガスが、添加ポート１２８を通してガス添加デバイスに提供され得る。他の実施形態において、添加ガスは、Ｏ2と共に、または別個に提供されるＮＯを含んでもよい。一実施形態において、ＮＯは、２つのガス添加ストリームおよび２つ以上の添加チャンバを有する添加デバイスに提供されてもよく、１つのガスストリームおよび添加チャンバはＯ2を提供し、第２のガスストリームおよび添加チャンバはＮＯを提供する。
【０１２２】
本開示による方法は、血液の採取、説明された枯渇化デバイスへの通過、嫌気的貯蔵バッグ内での貯蔵、本開示のデバイスを使用した酸素再供給、および患者への輸血を含んでもよい。方法は、白血球低減ステップ、血小板低減または分離ステップ、赤血球編集ステップ、病原体不活性化ステップおよび体積低減ステップをさらに含んでもよい。
本開示のデバイスは、図１７に示されるように、例えば濃厚赤血球（ｐＲＢＣ）を含む血液製剤の調製、および供血者からの全血の受容から受容者への輸血までの長期貯蔵のためのシステムおよび方法に含まれてもよく、また統合されてもよい。
【０１２３】
その最も一般的な形態において、本開示の枯渇化デバイスを有するシステムは、赤血球の調製、および供血者からの全血の受容から受容者への輸血までの長期貯蔵のための、統合されたシステムおよび方法を提供し、それらを含む。例として、図１７は、貯蔵前段階Ａ２１、嫌気的環境内での貯蔵段階Ｂ２２、および貯蔵後段階Ｃ２３を介する嫌気的貯蔵方法１０およびシステム２５を使用した、献血者１５からの血液採取から受容者５０への輸血までの構成要素および方法の例示的フローチャートを示す。しかしながら、本開示を参照して理解されるように、開示されたシステムおよび方法の様々な組合せが、本開示の範囲内として想定され、示された構成要素および方法は、置換、除外、または再配列されてもよい。
【０１２４】
例示として、方法１０は、受容者５０への輸血プロセスを最適化し、そのような輸血に関連した疾病率を低減するために、本開示の枯渇化デバイス２０、嫌気的貯蔵システム２６、ならびに貯蔵後方法およびシステムを含む貯蔵システム２５を説明している。白血球低減１２、編集１４、病原体不活性化１１およびガンマ線照射１７を含む向上処理が提供され、方法１０および貯蔵システム２５に含まれる。また、受容者５０への輸血前に酸素４７または酸素４７および酸化窒素４８（ＮＯ）を提供するための、本開示のガス添加デバイス４６を使用したガス添加を含む貯蔵後方法が含まれ、提供される。方法１０はまた、補助添加４９および緩衝液交換４０ステップを提供する。
【０１２５】
図面、特に図１７を再び参照すると、方法１０は、供血者１５からの採取から受容者５０への輸血までの貯蔵システム２５を説明している。システム２５は、異なる部分プロセスまたはステップが生じ得る３つの段階を有する方法を示す。３つの段階は、一般に、貯蔵前段階Ａ２１、貯蔵段階Ｂ２２および貯蔵後段階Ｃ２３である。図１７に示されるように、血液貯蔵方法１０の異なるステップが、点線矢印により示されるように、最適な輸血結果を達成するために異なる段階で生じ得る。例えば、ガンマ線照射１７は、貯蔵前段階Ａ２１の間の本開示の枯渇化デバイス２０を使用した枯渇化の前、貯蔵段階Ｂ２２の間、貯蔵後段階Ｃ２３の間、貯蔵段階Ｂ２２ならびに貯蔵前段階Ａ２１および貯蔵後段階Ｃ２３の一部の間、またはそれらの組合せ等において行われてもよい。同様に、ＲＢＣの編集１４（例えば瀕死のＲＢＣの除去）は、貯蔵前段階Ａ２１の間、貯蔵後段階Ｃ２３の間、またはそれらの組合せ等において行われてもよい。嫌気的環境２７は、そのような嫌気的環境内で生じなければならないＲＢＣへの利点を提供する、酸化窒素の添加４８、ガンマ線照射１７および病原体不活性化１１等のステップとの相乗関係を有する。したがって、本開示による血液貯蔵処理には、いくつかの異なる順番が存在する。
【０１２６】
貯蔵前段階Ａ２１は、供血者１５からの採取から嫌気的環境２７内での貯蔵までの時間を含む。段階Ａ２１の間、全血３１が供血者１５から採取されてもよく、血液成分、すなわち血漿３３、血小板３４およびＲＢＣ３２が分離されてもよい。本明細書においてさらに説明されるように、貯蔵および／または処理を補助するために、任意選択的な添加剤溶液１８が全血に添加されてもよい。病原体不活性化１１、白血球低減１２および編集１４等の処理は、貯蔵前段階Ａ２１の間に行われてもよい。段階Ａ２１の間、酸素、二酸化炭素、または酸素および二酸化炭素が、貯蔵段階Ｂ２２の前に本開示の枯渇化デバイス２０を使用して枯渇化される。
貯蔵段階Ｂ２２は、嫌気的貯蔵期間であり、嫌気性ＲＢＣ３０が、嫌気的貯蔵環境２７、例えば嫌気的貯蔵バッグ３６内に貯蔵される。いくつかの実施形態において、嫌気的環境２７は、本開示の枯渇化デバイス２０を使用した酸素枯渇後に、嫌気的貯蔵バッグ３６により維持される。
貯蔵後段階Ｃ２３は、嫌気的貯蔵環境２７内での貯蔵後であるが受容者５０への輸血前に開始し、体積低減４１、編集１４、緩衝液交換４０中の清浄化、酸化窒素４８および酸素４６の一方または両方の添加等の処理を含んでもよい。いくつかの実施形態において、酸化窒素４８および酸素４６の一方または両方の添加は、本開示のガス添加デバイス４６を使用して達成され得る。
【０１２７】
図面、特に図１８を参照すると、例示的な嫌気的貯蔵システム２５が示されている。ある特定の実施形態において、システム２５は、使い捨てであるように構築されてもよい。ここでも、システム２５は例示的システムであり、したがって、上述のように異なる時点または異なる段階中で異なる部分プロセスまたはステップが生じ得る。血液貯蔵システム２５は、本開示の枯渇化デバイス２０（例えばデバイス１００〜１５００）、嫌気的血液貯蔵バッグ３６および任意選択的な添加剤溶液バッグ２５０を含む。従来的に血液採取のプロセスに関連する構成要素は、瀉血針１６、抗凝固剤（例えば添加剤１８）を含有する血液採取バッグ３５、および血漿を含有するバッグ４５である。配管が、様々な構成（１つの実施形態が示されている）において血液貯蔵システム２５の様々な構成要素を接続し得る。本開示による枯渇化デバイスは、枯渇化デバイス１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、もしくは１０００、ガスおよび血漿分離デバイス１２００もしくは１３００、または組み合わされた白血球低減血漿分離枯渇化デバイス１４００もしくは１５００を含み得る。システム２５はまた、白血球低減フィルタ４０００、および編集デバイス５０００、照射デバイス６０００、病原体不活性化デバイス７０００、体積低減デバイス８０００およびガス添加デバイス９０００を含有してもよい。例えば、本開示によるガス添加デバイス１６００は、受容者５０への輸血に先立って、酸化窒素４８、酸素４７、または酸素４７およびＮＯ  ４８をＲＢＣに即時に供給する。システム２５は、そのようなデバイス４０００〜９０００の全てまたは組合せを、様々な構成で含有し得る。システム２５はまた、上述のようなデバイス１００〜１６００を含有し得る。
【０１２８】
システム２５の構成要素は、従来の様式で接続される。管４４０は、採取バッグ３５を白血球低減フィルタ４００と接続する。管４４１は、溶液バッグ２５０を採取バッグ３５と接続する。管４４２は、血漿バッグ４５を採取バッグ３５と接続する。管４４３は、白血球フィルタ４０００を本開示の枯渇化デバイス１００と接続する。管４４４は、枯渇化デバイス１００を血液貯蔵バッグ２０００と接続する。血液貯蔵システム２５は、好ましくは、単回使用の使い捨て低コストシステムである。
【０１２９】
システム構成要素、すなわち白血球低減フィルタ４０００、編集デバイス５０００、照射デバイス６０００、病原体不活性化デバイス７０００、体積低減デバイス８０００および酸化窒素デバイス９０００は、輸血前のＲＢＣに様々な治療を行う。治療に依存して、そのような治療は、本開示の枯渇化デバイス２０への通過前に、または貯蔵バッグ３６内での貯蔵後に、ＲＢＣに対して行われる。枯渇化デバイス２０内で枯渇化された後、ＲＢＣは、患者に対する所望の結果を確実とし、貯蔵ＲＢＣを使用した輸血に一般的に関連する疾病率を回避するために、酸素、二酸化炭素、または酸素および二酸化炭素枯渇環境２７内に維持される。
【０１３０】
本開示の枯渇化デバイスおよびガス添加デバイスを組み込んだ血液貯蔵システムの追加の限定されない例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１２年７月３日出願の米国特許出願第１３／５４１，５５４号、名称「Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ｏｆ  Ｒｅｄ  Ｂｌｏｏｄ  Ｃｅｌｌｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｕｓｅ」に見出すことができる。
本明細書において引用される各定期刊行物、特許および他の文書または参考文献は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。
ここで、本発明を概略的に説明してきたが、例示を目的として提供され、指定されない限り本発明の限定を意図しない以下の例を参照することにより、本発明がより容易に理解される。
【実施例】
【０１３１】
（例１）
剛性筐体、単一の液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバのデバイス
図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を有する剛性筐体枯渇化デバイス１００を示す。２つの枯渇化チャンバ１０２は、剛性筐体外側シェル１０３およびガス透過性バリア１０７により形成される。単一の液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９およびガス透過性バリア１０７により形成され、入口１０４および出口１０５を有する。枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を分離する。
【０１３２】
血液は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、枯渇化チャンバ１０２内の枯渇化媒体１０６により形成された酸素枯渇環境に曝露されるが、枯渇化媒体１０６は、固体のＯ2およびＣＯ2収着剤の組合せである。これによって、赤血球は、枯渇化チャンバ１０２のガス枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素は、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。ガス枯渇環境内でのＯ2およびＣＯ2ガスの増加は、この添加された酸素および二酸化炭素を環境から除去する枯渇化媒体１０６における反応を引き起こす。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、枯渇化チャンバ１０２内に存在する長方形パッケージとして描写されているが、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６のいくつかのパケットが、別個または組み合わされて各チャンバ内に配置されてもよく、または、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６の単一のより長いパケットが使用されてもよい。
【０１３３】
液体チャンバ１０１は、ガス透過性バリア１０７に対する液体の流動を誘導する流動制御機構１０８を含有する。この誘導された流動は、混合と共に、個々の赤血球とガス透過性バリア１０７との間の距離を最小限化する。流動制御機構１０８は、血液チャンバ１０１（図１Ｂ）のほぼ半分の高さとして描写されている。この比は、異なる流量のために改変されてもよい。流動制御機構１０８の数および位置は、特定の構成に合わせてプロセスを最適化するために改変され得る。酸素および二酸化炭素枯渇化プロセスは、細胞および液体が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体チャンバ１０１内の赤血球を含有する液体の曝露の間継続する。酸素および二酸化炭素枯渇化の程度は、デバイスの高さ、長さおよび幅、液体がチャンバ内にある時間、ならびにチャンバを通る流量により制御される。上部に入口１０４および底部に出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。
【０１３４】
（例２）
剛性筐体、２つの液体チャンバ、３つの枯渇化チャンバのデバイス
図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、２つの液体チャンバ１０１および３つの枯渇化チャンバ１０２を有する剛性筐体枯渇化デバイス３００を示す。２つの外側枯渇化チャンバ１０２は、ガスバリア筐体外側シェル１０３により形成される。内側枯渇化チャンバ１０２は、筐体シェル１１０により形成される。２つの液体チャンバ１０１は、外側筐体シェル１０９により形成され、入口１０４および出口１０５を有する。枯渇化チャンバ１０２は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、２つの液体チャンバ１０１および３つの枯渇化チャンバ１０２を分離する。液体は、入口１０４を通って液体チャンバ１０１に進入すると、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６により形成された酸素および二酸化炭素枯渇環境に曝露される。これによって、液体中の赤血球は、酸素および二酸化炭素枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素ガスは、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。ガス枯渇環境内での酸素および二酸化炭素の増加は、この添加されたガスを環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６との反応をもたらす。このプロセスは、細胞が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体中の赤血球の曝露の間継続する。上部に入口１０４および出口１０５、ならびに底部に接続された入口１０４および出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。液体チャンバはまた、デバイスの同じ端部の両方の入口および両方の出口と平行に接続されてもよい。「スタック型」枯渇化デバイス３００は、図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃに示される枯渇化デバイス１００の全ての機構および能力を再現する。血液チャンバ１０９および制御機構１０８の内部機構および比の変更と組み合わせた設計のスタックは、酸素および二酸化炭素枯渇化プロセス要件に適合するために必要な数だけ層を形成するように続いてもよい。
【０１３５】
（例３）
可撓性筐体、剛性液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバのデバイス
図４Ａ〜Ｃは、単一の液体チャンバ１０１を有し、２つの枯渇化チャンバ１０２を有する可撓性筐体枯渇化デバイス４００を示す。２つの枯渇化チャンバ１０２は、それぞれ、ガス透過性バリア１０７および可撓性シェル１２９により形成される。単一の液体チャンバ１０１は、剛性内側シェル１０９に入口１０４および出口１０５を有する。剛性内側シェル１０９は、流動制御機構１０８を含む。枯渇化チャンバ１０３は、枯渇化媒体１０６を含有する。
【０１３６】
赤血球を含有する液体は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、ガス透過性バリア１０７を通して酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６により形成されたガス枯渇環境に曝露される。これによって、赤血球は、ガス枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素は、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。枯渇化チャンバ内での酸素および二酸化炭素の増加は、この添加された酸素および二酸化炭素を環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６との反応を引き起こす。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、枯渇化チャンバ１０２の中央部の長方形パッケージとして描写されている。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６のいくつかのパケットは、各チャンバ内に配置されてもよく、または、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６の単一のより長いパケットが使用されてもよい。酸素および二酸化炭素媒体１０６は、別個のパケットとして含まれてもよい。パケットならびに酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６に内在する化学の構成は、性能を最適化するために、各枯渇化チャンバ１０２に対して異なっていてもよい。酸素および二酸化炭素枯渇化プロセスは、赤血球および液体が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体チャンバ１０１内の赤血球の曝露の間継続する。酸素および二酸化炭素枯渇化の程度は、デバイスの高さおよび長さ、血液がチャンバ内にある時間またはチャンバを通る流量、ならびに血液チャンバの幅により制御される。上部に入口１０４および底部に出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。
【０１３７】
（例４）
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバのデバイス
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃは、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を有する可撓性筐体ガス枯渇化デバイス５００を示す。図５Ａに示されるように、可撓性筐体は、液体が液体チャンバ１０１を通って流動する際にデバイスの膨張またはインフレーションを提供し得るが、必須ではない。２つの枯渇化チャンバ１０２は、可撓性シェル１２９を形成するガスバリア外側フィルムにより形成される。単一の液体チャンバ１０１は、入口１０４および出口１０５を有する。枯渇化チャンバ１０２は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を分離する。
【０１３８】
赤血球を含有する液体は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６により形成されたガス枯渇環境に曝露される。これによって、赤血球は、ガス枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素は、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。枯渇化チャンバ内での酸素および二酸化炭素の増加は、この添加された酸素および二酸化炭素を環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６との反応を引き起こす。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、枯渇化チャンバ１０２の中央部の長方形パッケージとして描写されている。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６のいくつかのパケットは、各チャンバ内に配置されてもよく、または、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６の単一のより長いパケットが使用されてもよい。酸素および二酸化炭素媒体１０６は、別個のパケットとして含まれてもよい。パケットならびに酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６に内在する化学の構成は、性能を最適化するために、各枯渇化チャンバ１０２に対して異なっていてもよい。液体チャンバ１０１は、流動制御機構１０８を有さないように描写されているが、例えば例５において記載されるように、流動制御機構が組み込まれてもよい。酸素および二酸化炭素枯渇化プロセスは、赤血球および液体が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体チャンバ１０１内の赤血球の曝露の間継続する。酸素および二酸化炭素枯渇化の程度は、デバイスの高さおよび長さ、血液がチャンバ内にある時間またはチャンバを通る流量、ならびに血液チャンバの幅により制御される。上部に入口１０４および底部に出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。
【０１３９】
（例５）
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバのデバイス
図６Ａ〜Ｃは、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を有する可撓性筐体ガス枯渇化デバイス６００を示す。２つの枯渇化チャンバ１０２は、可撓性シェル１２９を形成するガスバリア外側フィルムにより形成される。単一の液体チャンバ１０１は、液体入口１０４および液体出口１０５を有する。枯渇化チャンバ１０２は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を分離する。
【０１４０】
赤血球を含有する液体は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６により形成されたガス枯渇環境に曝露される。これによって、赤血球は、ガス枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素は、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。枯渇化チャンバ内での酸素および二酸化炭素の増加は、この添加された酸素および二酸化炭素を環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６との反応を引き起こす。酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６は、上述のように提供される。液体チャンバ１０１は、ガス透過性バリア１０７における制御された経路に沿って血液の流動を誘導する様式でガス透過性バリア１０７を互いに結合することにより生成される液体の流動のための、間接的経路１３３を備える。この誘導された流動は、混合し、個々の赤血球とガス透過性バリア１０７との間の距離を最小限化する。酸素および二酸化炭素枯渇化プロセスは、赤血球および液体が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体チャンバ１０１内の赤血球の曝露の間継続する。酸素および二酸化炭素枯渇化の程度は、デバイスの高さおよび長さ、血液がチャンバ内にある時間またはチャンバを通る流量、ならびに血液チャンバの幅により制御される。上部に入口１０４および底部に出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。
【０１４１】
（例６）
可撓性筐体、２つの液体チャンバ、３つの枯渇化チャンバのデバイス
図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃは、２つの液体チャンバ１０１および３つの枯渇化チャンバ１０２を有する可撓性筐体枯渇化デバイス７００を示す。２つの外側枯渇化チャンバ１０２は、可撓性シェル１２９を形成するガスバリア外側フィルムにより形成される。内側枯渇化チャンバ１０２は、中央の２つのガス透過性バリア１０７を端部でシールすることにより形成される。２つの液体チャンバ１０１は、外側の２つのガス透過性バリア１０７を内側の２つのガス透過性バリア１０７に入口１０４および出口１０５を有する外側端部でシールすることにより形成される。酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１０２は、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、２つの液体チャンバ１０１および３つの枯渇化チャンバ１０２を分離する。赤血球を有する液体は、入口１０４を通って液体チャンバ１０１に進入すると、酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６により形成された酸素および二酸化炭素枯渇環境に曝露される。これによって、赤血球は、酸素および二酸化炭素枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素ガスは、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。ガス枯渇環境内での酸素および二酸化炭素の増加は、これらの添加されたガスを環境から除去する酸素および二酸化炭素枯渇化媒体１０６における反応を引き起こす。液体チャンバ１０１は、流動制御機構を有さないように描写されている。流動制御機構は、例えば図６Ａ〜Ｃに示されるように、ガス透過性バリア１０７を結合することにより形成され得る。枯渇化プロセスは、細胞が所望のレベルまで酸素および二酸化炭素を枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、赤血球の曝露の間継続する。上部に入口１０４および出口１０５、ならびに底部に接続された入口１０４および出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。液体チャンバ１０１はまた、デバイスの同じ端部の両方の入口および両方の出口と平行に接続されてもよい。
【０１４２】
このスタック設計は、図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃに示される枯渇化デバイス５００の全ての機構および能力を再現する。枯渇化デバイス６００の同様の機構および能力が、デバイス７００のスタック型設計に組み込まれ得る。内部機構の変更と組み合わせた設計のスタックは、酸素および二酸化炭素枯渇化プロセス要件に適合するために必要な数だけ層を形成し得る。
【０１４３】
（例７）
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバのデバイス
図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１１５を有する剛性筐体枯渇化デバイス８００を示す。２つの枯渇化チャンバ１１５は、ガス不透過性である剛性筐体外側シェル１０３により形成される。単一の液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９により形成され、入口１０４および出口１０５を有する。酸素および二酸化炭素枯渇化チャンバ１１５は、枯渇化ガス１１４がそこを通ってデバイスに進入およびデバイスを出る、ガス入口１１１およびガス出口１１２を有するガスバリア外側筐体シェル１０３、ならびにガス透過性バリア１０７により形成される。ガス透過性バリア１０７は、単一の液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１１５を分離する。
【０１４４】
血液は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、ガス入口１１１に進入する枯渇化ガス１１４により形成されたガス枯渇環境に曝露される。枯渇化ガス１１４は、酸素不含または酸素および二酸化炭素不含であってもよい。酸素および二酸化炭素不含枯渇化ガス１１４によって、赤血球は、酸素および二酸化炭素枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出する。酸素および二酸化炭素ガスは、ガス透過性バリア１０７を通って拡散する。枯渇環境内の増加した酸素および二酸化炭素は、枯渇化ガス１１４と混合し、ガス出口１１２を通って出る。ガスの流動は、添加された酸素および二酸化炭素を枯渇化チャンバ１０２の環境から除去する。上部にガス入口１１１および底部にガス出口１１２を有するように描写されているが、配向は、酸素枯渇チャンバ１１５内外への流動を制御するために逆であってもよい。酸素不含または酸素および二酸化炭素枯渇化ガスは描写されていない。アルゴン、ヘリウムおよび窒素を含むがこれらに限定されないいくつかのガスが使用される。ガスおよび流量の構成は、性能を最適化するために、各枯渇化チャンバ１０２に対して異なっていてもよい。ガスバリア外側シェル１０３により形成された枯渇化チャンバ１１５は、ガス流動制御機構１１３を含有する。これらの流動制御機構１１３は、２つの水平な棒として描写されている。これらの機構は、放出された酸素と枯渇化ガス１１４との混合を増加させる。選択されたガスおよび流量に依存して、異なる構成が使用され得る。
【０１４５】
液体チャンバ１０１は、上述のような流動制御機構１０８を含有する。ガス枯渇化プロセスは、細胞が所望のレベルまでガスを枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体チャンバ１０１内の赤血球の曝露の間継続する。ガス枯渇化の程度は、デバイスの高さおよび長さ、赤血球を含有する液体がチャンバ内にある時間、チャンバを通る流量、ならびに液体チャンバの幅により制御される。上部に入口１０４および底部に出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。
【０１４６】
（例８）
剛性筐体、２つの液体チャンバ、３つのガス枯渇化チャンバのデバイス
図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃは、２つの液体チャンバ１０１およびガス枯渇化チャンバ１１５を有する剛性筐体枯渇化デバイス９００を示す。２つのガス枯渇化チャンバ１１５は、ガスバリア外側シェル１０３により形成される。２つの液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９により形成され、入口１０４および出口１０５を有する。ガスバリア外側シェル１０３により形成された２つの外側ガス枯渇化チャンバ１１５は、ガス入口１１１およびガス出口１１２を有する。内側枯渇化チャンバ１１５は、ガスバリア筐体シェル１１０により形成される。ガス透過性バリア１０７は、２つの液体チャンバ１０１および３つの枯渇化チャンバ１１５を分離する。
【０１４７】
赤血球を含有する液体は、入口１０４を通って液体チャンバ１０１に進入すると、上記のデバイス８００に関して記載されたように、ガス入口１１１に進入する酸素不含または酸素および二酸化炭素不含ガスにより形成されたガス枯渇環境に曝露される。上部に入口１０４および出口１０５、ならびに底部に接続された入口１０４および出口１０５を有するように描写されているが、配向は、液体チャンバ１０１内外への流動を制御するために逆であってもよい。枯渇化デバイス９００は、デバイスを通って流動する液体の連続的枯渇化を提供する。追加のガス枯渇化チャンバ１１５および液体チャンバ１０１が容易に追加され得る。チャンバはまた、デバイスの同じ端部の両方の入口および両方の出口と平行に接続されてもよい。
ガス枯渇化プロセスは、細胞が所望のレベルまでガスを枯渇化され、出口１０５を通って出るまで、液体チャンバ１０１内の赤血球の曝露の間継続する。ガス枯渇化の程度は、デバイスの高さおよび長さ、液体がチャンバ内にある時間またはチャンバを通る流量、ならびに液体チャンバの幅により制御される。
【０１４８】
（例９）
剛性筐体、２つの液体チャンバ、３つのガス枯渇化チャンバのデバイス
図１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃは、赤血球含有流体が直列ではなく並列で流動する以外上記枯渇化デバイス９００と同様である、２つの液体チャンバ１０１およびガス枯渇化チャンバ１１５を有する剛性筐体枯渇化デバイス１０００を示す。２つのガス枯渇化チャンバ１１５は、ガスバリア外側シェル１０３により形成される。２つの液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９により形成され、入口１０４および出口１０５を有する。デバイス１０００において、液体の流動は、分流器１３０により２つ以上の入口１０４に分配され、枯渇液体の流動は、出口１０５から出た後に合流器１３１により合流する。デバイスの動作は、例８において上述された通りである。
【０１４９】
（例１０）
剛性筐体、単一の液体チャンバ、単一の枯渇化チャンバの血漿分離デバイス
図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃは、単一の液体チャンバ１０１、枯渇化チャンバ１０２、および血漿／血小板チャンバ１２７を有する剛性筐体枯渇化デバイス１２００を示す。枯渇化チャンバ１０２は、剛性筐体外側シェル１０３およびガス透過性バリア１０７により形成される。単一の液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９およびガス透過性バリア１０７および血漿多孔質疎水性膜１２４により形成される。枯渇化デバイス１２００は、入口１０４および出口１０５を有する。枯渇化チャンバ１０２は、枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、単一の液体チャンバ１０１および枯渇化チャンバ１０２を分離する。枯渇化デバイス１２００はまた、血漿外側シェル１１９および血漿多孔質親水性膜１２４および嫌気性血漿ポート１１６から形成された血漿チャンバ１２７を有する。
【０１５０】
血液は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、枯渇化チャンバ１０２内の枯渇化媒体１０６により形成された酸素枯渇環境に曝露されるが、枯渇化媒体１０６は、固体のＯ2およびＣＯ2収着剤の組合せである。これによって、赤血球は、枯渇化チャンバ１０２のガス枯渇環境に酸素および二酸化炭素を放出し、ガス透過性バリア１０７を通した液体チャンバ１０１からの酸素および二酸化炭素の拡散がもたらされる。上記の例において説明されたデバイスに関して、ガス枯渇化が進行する。同じく上記の例において記載されたように、液体チャンバ１０１は、流動制御機構１０８を含有する。
【０１５１】
液体チャンバ１０１は、液体チャンバ１０１を血漿チャンバ１２７から分離する血漿多孔質親水性膜１２４をさらに含有する。嫌気性血漿は、血漿多孔質親水性膜１１８を通過して血漿チャンバ１２７内に入り、嫌気性血漿１２０は、嫌気性血漿ポート１１６を通って出る。血漿多孔質親水性膜１２７を通り嫌気性血漿チャンバ１２７内に入る嫌気性血漿の流動は、液体チャンバ１０１と血漿チャンバ１２７との間の圧力差により制御される。血漿チャンバ１１７の圧力に対する液体チャンバ１０１内の増加した圧力は、血漿多孔質親水性膜１２４を通り嫌気性血漿チャンバ１２７内に入る血漿の流動の増加をもたらす。  
【０１５２】
（例１１）
剛性筐体、単一の液体チャンバ、２つの枯渇化チャンバの血漿分離デバイス
図１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃは、単一の液体チャンバ１０１ならびに２つの枯渇化チャンバ１０２および１２２を有する剛性筐体枯渇化デバイス１３００を示す。第１の枯渇化チャンバ１０２は、剛性筐体外側シェル１０３およびガス透過性バリア１０７により形成される。第２の枯渇化チャンバ１２２は、外側シェル１０３およびガス透過性バリア１０７により形成される。単一の液体チャンバ１０１は、内側シェル１０９、ガス透過性バリア１０７、および血漿多孔質疎水性膜１２４により形成される。枯渇化デバイス１３００は、入口１０４および出口１０５を有する。枯渇化チャンバ１０２および枯渇化チャンバ１２２は、枯渇化媒体１０６を含有する。ガス透過性バリア１０７は、単一の液体チャンバ１０１および枯渇化チャンバ１０２を分離し、ガス透過性バリア１０７は、血漿チャンバ１１７を枯渇化チャンバ１２２から分離する。枯渇化デバイス１３００はまた、血漿外側シェル１１９、血漿多孔質親水性膜１２４、およびガス透過性バリア１０７から形成された血漿チャンバ１１７を有する。血漿チャンバ１１７は、嫌気性血漿ポート１１６を有する。
【０１５３】
血液は、入口１０４を通って単一の液体チャンバ１０１に進入すると、枯渇化チャンバ１０２内の枯渇化媒体１０６により形成された酸素枯渇環境に曝露されるが、枯渇化媒体１０６は、固体のＯ2およびＣＯ2収着剤の組合せである。ガス枯渇化は、上記の例において説明されたように進行する。
液体チャンバ１０１は、液体チャンバ１０１を血漿チャンバ１１７から分離する血漿多孔質親水性膜１２４をさらに含有する。ガス枯渇血漿は、血漿多孔質親水性膜１２４を通過して嫌気性血漿チャンバ１１７内に入り、嫌気性血漿１２０は、嫌気性血漿ポート１１６を通って出る。血漿チャンバ１１７内の血漿は、（枯渇化媒体１０６に依存して）Ｏ2およびＣＯ2のさらなる除去を提供する第２の枯渇化チャンバ１２２から分離される。血漿多孔質親水性膜１２４を通り嫌気性血漿チャンバ１１７内に入る嫌気性血漿の流動は、液体チャンバ１０１と血漿チャンバ１１７との間の圧力差により制御される。血漿チャンバ１１７の圧力に対する液体チャンバ１０１内の増加した圧力は、血漿多孔質親水性膜１２４を通り嫌気性血漿チャンバ１１７内に入る血漿の流動の増加をもたらす。
【０１５４】
（例１２）
白血球低減およびガス枯渇化を組み合わせたデバイス
図１４Ａ、１４Ｂおよび１４Ｃは、白血球低減媒体１２３、白血球低減チャンバ１２５、白血球低減流体チャンバ１３２、液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を有する組合せ枯渇化デバイス１４００を示す。組合せ枯渇化デバイス１４００は、液体入口１０４および液体出口１０５を含む。上記の例において記載されるように、枯渇化チャンバ１０２は、酸素不含および二酸化炭素不含環境を提供するために枯渇化媒体１０６を有する。
血漿低減血液が液体入口１０４を通って進入すると、流体は、血液中に存在する白血球に結合またはそれを吸着する白血球低減媒体１２３を通過する。白血球低減媒体１２３を通過した後、流体は白血球低減チャンバ１２５に進入して、流動制御機構１０８を有する枯渇化チャンバ１０２に流動する。上記の例において記載されたように、血液は、酸素および二酸化炭素を枯渇化され、液体出口１０５を通って流出する。
【０１５５】
図１４Ａに示されるように、白血球低減媒体１２３は、膜形態で提供される。代替の構成において、白血球低減媒体１２３は、液体がそれを通って流動するマトリックスとして提供されてもよい。この代替の構成において、白血球低減チャンバ１２３および白血球低減流体チャンバ１３２は、組み合わされ、白血球低減媒体１２３マトリックスで充填されてもよい。
【０１５６】
（例１３）
白血球低減、ガス枯渇化、および血漿分離を組み合わせたデバイス
図１５Ａ、１５Ｂおよび１５Ｃは、白血球低減媒体１２３、白血球低減チャンバ１２５、血漿分離チャンバ１２６、液体チャンバ１０１および２つの枯渇化チャンバ１０２を有する組合せ枯渇化デバイス１５００を示す。組合せ枯渇化デバイス１５００は、液体入口１０４ならびに液体出口１０５および１０６を含む。枯渇化媒体１０６および流動制御機構１０８を有する枯渇化チャンバ１０２は、上記の例において記載された通りである。
全血が液体入口１０４を通って進入すると、流体は、血液中に存在する白血球に結合またはそれを吸着する白血球低減媒体１２３を通過する。白血球低減媒体１２３を通過した後、流体は血漿分離チャンバ１２６に進入する。上に記載されたように、白血球低減媒体１２３は、膜または白血球低減媒体のマトリックスとして提供され得る。血漿および血小板は、血漿多孔質疎水性膜１２４を通って血漿／血小板チャンバ１２７内に流動する。血漿および血小板は、チャンバから１１６を通って血漿および血小板採取バッグ（図示せず）に流動する。ここで白血球／血漿／血小板が枯渇した赤血球を有する流体は、枯渇化チャンバ１０２内に流動し、上述の様式で酸素および二酸化炭素を枯渇化される。嫌気性赤血球は、液体出口１０５を通って流出し、嫌気的貯蔵バッグ内に採取および貯蔵される。
【０１５７】
（例１４）
酸素再供給デバイス
図１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃは、ガス透過性バリア１０７により分離されたガス添加チャンバ１３４、および２つのガス透過性バリア１０７により形成された液体チャンバ１０１を有する、本開示による酸素再供給デバイス１６００を示す。
酸素（または酸素および二酸化炭素）枯渇血液製剤は、液体入口１０４を通って進入し、液体チャンバ１０２を通過し、そこでガス透過性バリア１０７を通して酸素を供給される。示されるように、ガス添加ポート１２８を通して周囲空気が提供される。酸素はガス添加チャンバ１３４からガス透過性バリア１０７を通って拡散し、赤血球中のヘモグロビンにより吸収される。いくつかの実施形態において、添加ポート１２８は、ガス添加チャンバ１３４内に流動する酸素富化ガス源を提供する。周囲空気、純酸素、ならびに酸素および二酸化炭素の混合物を含む任意の好適なガスが、添加ポート１２８を通してガス添加デバイスに提供されてもよく、Ｏ2と共に、または別個に提供されるＮＯをさらに含んでもよい。
【０１５８】
（例１５）
単一カセット構成を使用した赤血球懸濁液中の酸素の枯渇化
可撓性筐体、単一の液体チャンバ、および２つの枯渇化チャンバを有するデバイス（単一カセット構成）を使用して、赤血球懸濁液中の酸素が枯渇化される。図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに記載の波状経路プロファイル設計を有するように機械加工されたアクリルブロックから構築された本開示のデバイスを用いて、赤血球懸濁液の脱酸素を試験する。ガス透過性バリア１０７は、疎水性膜（ＧＶＳＰ２２２０５、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）により提供される。膜は、Ａｒｒｏｗ  ＡＰ１０−４多目的ホットメルト接着剤（Ａｒｒｏｗ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  Ｃｏ．、Ｓａｄｄｌｅ  Ｂｒｏｏｋ、ＮＪ）を使用して波状経路に取り付けられる。枯渇化媒体１０６は、洗浄ガス（１００％Ｎ2）により提供される。表１は、試験された３つの試作デバイスの経路構造を要約している。全てのデバイスは、２２３５ｍｍの同じ経路長および９０ｃｍ2の曝露表面積を有する。
【０１５９】
２つの流通式セル酸素センサ（「セル」）が、デバイスと直列に、１つは入口１０４の上流側、もう１つは出口１０５の下流側に設置される。セルセンサは、ＰｒｅＳｅｎｓ  Ｆｉｂｏｘ  ３トレースＰＳｔ６ソフトウェア（ＰＳＴ６ｖ７０１）が稼動するＰｒｅＳｅｎｓ  Ｆｉｂｏｘ  ３トレースデバイスおよびインライン測定用のｐＳＴ３酸素プローブ（ＰｒｅＳｅｎｓ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ＧｍｂＨ）を備える。２つの液浸プローブ酸素センサ（「プローブ」）が、可撓性シェル１２９の内側の液体チャンバ１０１と直列に、１つは入口１０４のすぐ下流側、もう１つは出口１０５のすぐ上流側に提供される。プローブセンサは、ＰｒｅＳｅｎｓ  ＯＸＹ−４ミニソフトウェア（ＯＸＹ４ｖ２＿３０ｆｂ）が稼動するＰｒｅＳｅｎｓ  ＯＸＹ−４ミニデバイスおよびＰＳｔ６酸素液浸プローブセンサ（ＰｒｅＳｅｎｓ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ＧｍｂＨ）を備える。これらのセンサは、流路に沿った異なる位置での赤血球を有する流体懸濁液中の酸素の分圧を監視する。
【０１６０】
この例において、赤血球懸濁液は、一度センサ−液体チャンバアセンブリを通って流動する。表２は、異なる試作デバイスにおける脱酸素プロセスの結果を要約している。全ての試験は、室温で行われている。入口センサにより測定された赤血球懸濁液中の酸素の平均分圧は、ｐＯ2 inである。出口センサにより測定された赤血球懸濁液中の酸素の平均分圧は、ｐＯ2 outである。酸素レベルの変化（ΔｐＯ2）は、ｐＯ2 inとｐＯ2 outとの間の差を取ることにより計算される。酸素低減のパーセンテージ（％Ｏ2低減）は、ΔｐＯ2をｐＯ2 inで除すことにより計算される。
【０１６１】
経路体積に対する曝露表面積の比は、酸素低減の効率に影響することが観察される。１ｍｌ／分の流量では、試作デバイスＡは、３つのデバイスの中で最も高い酸素低減のパーセンテージを提供する。酸素枯渇化の効率に対する流量の影響はまた、試作デバイスＢにおいても観察される。３つの流量（１ｍｌ／分、１．２ｍｌ／分、および１．４ｍｌ／分）のうち、１ｍｌ／分において最も高い酸素低減のパーセンテージが観察される。
【０１６２】
おそらくは可撓性シェル１２９に対する相対的位置付けに起因して、またはおそらくは流体の不均一性に起因して、プローブセンサは、セルセンサと比較して一貫してより高い酸素低減のパーセンテージを測定する。
【表１】
2019065039.tif 000003
【０１６３】
【表２】
2019065039.tif 000004
【０１６４】
（例１６）
直列に接続された複数のデバイスを使用した赤血球懸濁液中の酸素の枯渇化
表１に記載の経路構造を有するデバイスを、例１５に記載のように構築する。同じ経路の深さを有する３つのデバイスを直列で接続し、試験セットを形成する。表３は、各試験セットの全体的経路構造を要約している。デバイスの各セットは、全体で６７０５ｍｍの同じ経路長および２６９ｃｍ2の曝露表面積を有する。
２つの液浸プローブ酸素センサ（「プローブ」）が、一連の第１のデバイスの可撓性シェル１２９の内側の液体チャンバ１０１と直列に、１つは入口１０４のすぐ下流側、もう１つは出口１０５のすぐ上流側に提供される。プローブセンサは、例１５において上述された通りである。さらに、２つの液浸プローブ酸素センサ（「プローブ」）が、一連の第３のデバイスの可撓性シェル１２９の内側の液体チャンバ１０１と直列に、１つは入口１０４のすぐ下流側、もう１つは出口１０５のすぐ上流側に提供される。これらのセンサは、流路に沿った異なる位置での血液中の酸素の分圧を監視する。
また、赤血球懸濁液中の酸素飽和レベルおよび酸素の分圧を、処理の前および後の両方において試験する。処理の前および後に赤血球懸濁液のアリコートをシリンジにより採取し、酸素分析計（「Ｎｏｖａ  ＣＯＯＸ」；Ｎｏｖａ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｎｉａｇａｒａ  Ｆａｌｌｓ、ＮＹ）において分析する。
【０１６５】
この例において、赤血球懸濁液は、一度試験セットを通って流動する。表４は、異なる試験セットにおける脱酸素プロセスの結果を要約している。全ての試験は、２２．０〜２３．６℃の間の温度で行われる。試験セットの第１のデバイスにおける入口センサにより測定された血液中の酸素の平均分圧は、ｐＯ2 d1inである。試験セットの第３のデバイスにおける出口センサにより測定された血液中の酸素の平均分圧は、ｐＯ2 d3outである。酸素レベルの変化（ΔｐＯ2）は、ｐＯ2 d1inとｐＯ2 d3outとの間の差を取ることにより計算される。酸素低減のパーセンテージ（％Ｏ2低減）は、ΔｐＯ2をｐＯ2 d1inで除すことにより計算される。表５は、２３℃および３７℃の両方におけるｐＯ2測定値に基づき、３７℃における測定％ＳＯ2を計算％ＳＯ2値と比較している。変換計算は、以下のヒルの式に基づいてなされる。
【０１６６】
【数１】
2019065039.tif 000005
式中、ｎ＝２．７は、ヘモグロビンに結合する酸素の協同性を表し、Ｐ50は、ヘモグロビンが２３℃または３７℃において半分飽和する分圧を表す。脱酸素の前および後の赤血球懸濁液の測定または計算酸素飽和度は、それぞれ％ＳＯ2 inおよび％ＳＯ2 outである。
【０１６７】
１．１０ｍｌ／分の流量において、３つの試作Ｂデバイスを備える試験セットは、３つのセットのうち最も高い酸素低減のパーセンテージを提供し、９１．５％の酸素低減を達成する。全ての試験セットにおいて、より低い流量が一貫して観察され、より速い流量と比較してより高いパーセンテージの酸素低減をもたらす。１．１０ｍｌ／分の流量において、３つの試作Ａデバイスを含む試験セットで処理された赤血球懸濁液試料は、Ｎｏｖａ  ＣＯＯＸシステムを使用して、３７℃において飽和酸素レベルの９．３％の低減を有することが測定されている。しかしながら、同じ血液試料は、３７℃において同じシステムから生成されたｐＯ2測定値に基づいて、その酸素飽和レベルにおいて４２．９％の低減を示すことが計算される。理論に制限されないが、これは、ヒルの式のモデルにおける協同性またはＰ50値が、実験結果を反映するように最適化され得ないことを示唆している可能性がある。インラインプローブセンサにより行われた処理後のｐＯ2測定と、Ｎｏｖａ  ＣＯＯＸシステムとの間に、別の相違が観察される。理論に制限されないが、これは、赤血球懸濁液試料アリコートが、そのＮｏｖａ  ＣＯＯＸシステムへの移送中に速やかに酸素再供給されていることを示唆している可能性がある。
【０１６８】
【表３】
2019065039.tif 000006
【０１６９】
【表４】
2019065039.tif 000007
【０１７０】
【表５】
2019065039.tif 000008
【０１７１】
（例１７）
単一のデバイスにおける再循環による赤血球懸濁液中の酸素の枯渇化
この例では、試作デバイスＢのみを試験する。デバイスは、例１５に記載のように構築される。デバイスの経路構造は、表１に要約されている。センサは、例１５に記載のように配置される。酸素飽和レベルは、実施例１６に記載のように測定される。
この例において、赤血球懸濁液は、少なくとも３通過分、センサ−液体チャンバアセンブリを通して再循環される。これらのデバイスはまた、複数の配向および重力送り法で試験される。表６は、異なる流量および再循環サイクルでの脱酸素プロセスの結果を要約している。全ての試験は、２３．６〜２５．０℃の間の温度で行われる。単一の通過中に入口センサにより測定された血液中の酸素の平均分圧は、ｐＯ2 inである。単一の通過中に出口センサにより測定された血液中の酸素の平均分圧は、ｐＯ2 outである。単一の通過における酸素レベルの変化（ΔｐＯ2）は、各種類のセンサに対して測定された同じ通過からのｐＯ2 inとｐＯ2 outとの間の計算された差である。単一の通過における酸素低減のパーセンテージ（％Ｏ2低減（１回の通過））は、各種類のセンサに対して、ΔｐＯ2を同じ通過からのｐＯ2 inで除すことにより計算される。全体的な酸素低減のパーセンテージ（全体的％Ｏ2低減（開始から））は、各種類のセンサに対して、第１の通過のｐＯ2 inと現在の通過におけるｐＯ2 outとの間の差を第１の通過からのｐＯ2 inで除すことにより計算される。脱酸素の前および後の赤血球懸濁液の酸素飽和度は、それぞれ、３７℃での％ＳＯ2 inおよび３７℃での％ＳＯ2 outである。
【０１７２】
流量は、酸素を所望のレベルまで低減するのに必要な通過回数に影響する。同じ全体的な酸素低減のパーセンテージを達成するために、５．１ｍｌ／分で３回の通過と比較して、８．４ｍｌ／分では５回の通過が必要である。デバイスの通過から返ると、開始時のｐＯ2レベルは、前回の通過後に試料がデバイスを出た際のものより高い。理論に制限されないが、これは、ＲＢＣの酸素低減が均一ではなく、ＲＢＣから周囲の流体への拡散が、周囲の流体から酸素を除去するために必要な時間より長い時間スケールにわたり生じることを示唆している。代替として、図３、８、９、１０、１３、および１５のデバイス等のデバイスは、酸素増加を排除し得る。
【０１７３】
ｐＯ2レベルの９４％低減までの観察は、デバイスが赤血球含有試料からの酸素の除去において効果的であることを示唆している。この例において観察される不変の酸素飽和レベルは、脱酸素された赤血球含有血液試料が、嫌気的環境からの除去後に急速に酸素再供給され得ることを示している。理論に制限されないが、これは、ヘモグロビンが酸素に対する極めて高い親和性を有することを考慮すると、本明細書において開示された構成においてＳＯ2を測定する際には十分な配慮が必要であることを示唆している。そのような観察はまた、酸素再供給と比較して、脱酸素にはより長い処理時間が必要であることの理解を助ける。
【０１７４】
【表６】
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【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】
2019065039.tif 000021
【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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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年1月23日(2019.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液製剤にガスを添加するためのガス添加デバイスであって、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数のガス添加チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備え、
前記１つまたは複数の液体チャンバは、層流を妨害する１つまたは複数の流路制御機構を更に有している、ガス添加デバイス。
【請求項２】
前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項３】
前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、請求項２に記載のガス添加デバイス。
【請求項４】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項５】
前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項６】
前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項７】
前記血液製剤は、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項８】
前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記１つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記１つまたは複数の液体チャンバの幅である、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項９】
前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、前記１つまたは複数のガス添加チャンバと流体連通した少なくとも１つのガス入口および少なくとも１つのガス出口をさらに備える、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項１０】
前記ガス添加チャンバが、１つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、請求項９に記載のガス添加デバイス。
【請求項１１】
添加ガスが、前記少なくとも１つのガス入口内に流動し、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記１つまたは複数のガス出口を通って出る、請求項９に記載のガス添加枯渇化デバイス。
【請求項１２】
前記添加ガスが、純酸素、空気、二酸化炭素、亜酸化窒素およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１１に記載のガス添加デバイス。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つの液体チャンバ、２つの液体チャンバ、３つの液体チャンバ、４つの液体チャンバ、５つの液体チャンバおよび６つ以上の液体チャンバからなる群から選択される、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、１つのガス添加チャンバ、２つのガス添加チャンバ、３つのガス添加チャンバ、４つのガス添加チャンバ、５つのガス添加チャンバおよび６つ以上のガス添加チャンバからなる群から選択される、請求項１に記載のガス添加デバイス。
【請求項１５】
輸血用血液製剤を調製する方法であって、請求項１に記載のデバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法。
【請求項１６】
前記血液製剤が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記添加ガスが、酸素、二酸化炭素、酸化窒素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記増加したレベルのガスが、ヘモグロビンに結合した生理学的レベルの酸素である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記血液製剤が、赤血球編集デバイスを通って流動する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記血液製剤が、赤血球懸濁液および濃厚赤血球からなる群から選択される、請求項１９に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
【表６】
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次に、本発明の好ましい態様を示す。
１．  液体からガスを除去するための枯渇化デバイスであって、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数の枯渇化チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える枯渇化デバイス。
２．  前記ガス透過性バリアが、酸素、二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスに対し透過性である、上記１に記載の枯渇化デバイス。
３．  前記ガスが、酸素および二酸化炭素である、上記０に記載の枯渇化デバイス。
４．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
５．  前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、上記１に記載の枯渇化デバイス。
６．  前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、上記５に記載の枯渇化デバイス。
７．  前記ガス透過性バリアが、少なくとも１つの血液適合性表面を備える、上記５に記載の枯渇化デバイス。
８．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、上記１に記載の枯渇化デバイス。
９．  前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記少なくとも１つの液体入口を通って進入し、前記１つまたは複数の液体チャンバを通って流動し、前記少なくとも１つの液体出口を通って出る液体を混合する、上記１に記載の枯渇化デバイス。
１０．  前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、および血漿からなる群から選択される血液製剤である、上記１に記載の枯渇化デバイス。
１１．  前記筐体が、高さ、長さおよび幅を有する直方体であり、前記１つまたは複数の液体チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、上記１に記載の枯渇化デバイス。
１２．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記１１に記載の枯渇化デバイス。
１３．  前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記１つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記１つまたは複数の液体チャンバの幅である、上記１２に記載の枯渇化デバイス。
１４．  前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバと流体連通した少なくとも１つのガス入口および少なくとも１つのガス出口をさらに備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
１５．  前記枯渇化チャンバが、１つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、上記１４に記載の枯渇化デバイス。
１６．  前記１つまたは複数の枯渇チャンバが、長さ、幅および高さを有する、上記１に記載の枯渇化デバイス。
１７．  枯渇化ガスが、前記少なくとも１つのガス入口内に流動し、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記１つまたは複数のガス出口を通って出る、上記１４に記載の枯渇化デバイス。
１８．  前記枯渇化ガスが、アルゴン、ヘリウム、窒素、アルゴン／二酸化炭素、窒素／二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記１７に記載の枯渇化デバイス。
１９．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つの液体チャンバ、２つの液体チャンバ、３つの液体チャンバ、４つの液体チャンバおよび５つの液体チャンバからなる群から選択される、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２０．  前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、１つの枯渇化チャンバ、２つの枯渇化チャンバ、３つの枯渇化チャンバ、４つの枯渇化チャンバ、および５つの枯渇化チャンバからなる群から選択される、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２１．  前記１つまたは複数の液体チャンバおよび前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、スタック構成で交互し、前記液体チャンバが、互いに流体連通している、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２２．  前記１つまたは複数の枯渇化チャンバが、酸素枯渇化媒体、二酸化炭素枯渇化媒体、およびそれらの組合せからなる群から選択される枯渇化材料を含有する、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２３．  前記枯渇化材料が、１つまたは複数のパケットに保持される、上記２２に記載の枯渇化デバイス。
２４．  前記枯渇化材料が、ゲル、固体、ガス、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記２２に記載の枯渇化デバイス。
２５．  前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２６．  前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択されるガスバリア材料で作製される、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２７．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、少なくとも１つのガス透過性バリアを備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２８．  前記枯渇化チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記１に記載の枯渇化デバイス。
２９．  前記枯渇化チャンバが、前記液体チャンバと接触している少なくとも１つのガス透過性材料を含む、上記１に記載の枯渇化デバイス。
３０．  白血球低減デバイスをさらに備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
３１．  血小板分離デバイスをさらに備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
３２．  赤血球編集デバイスをさらに備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
３３．  前記液体出口に接続された酸素および二酸化炭素不透過性血液貯蔵デバイスをさらに備える、上記１に記載の枯渇化デバイス。
３４．  前記酸素および二酸化炭素不透過性血液貯蔵デバイスが、酸素および二酸化炭素捕捉剤をさらに備える、上記３３に記載の枯渇化デバイス。
３５．  ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数のガス添加チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備えるガス添加デバイス。
３６．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記３５に記載のガス添加デバイス。
３７．  前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、上記３５に記載のガス添加デバイス。
３８．  前記ガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、上記３７に記載のガス添加デバイス。
３９．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４０．  前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４１．  前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４２．  前記ガス添加チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４３．  前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記少なくとも１つの液体入口を通って進入し、前記１つまたは複数の液体チャンバを通って流動し、前記少なくとも１つの液体出口を通って出る液体を混合する、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４４．  前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される血液製剤である、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４５．  前記筐体が、長さ、幅および高さを有する直方体であり、前記１つまたは複数の液体チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４６．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記４５に記載のガス添加デバイス。
４７．  前記１つまたは複数の流動制御機構が、前記１つまたは複数の液体チャンバの高さの半分であり、前記１つまたは複数の液体チャンバの幅である、上記４６に記載のガス添加デバイス。
４８．  前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、前記１つまたは複数のガス添加チャンバと流体連通した少なくとも１つのガス入口および少なくとも１つのガス出口をさらに備える、上記３５に記載のガス添加デバイス。
４９．  前記ガス添加チャンバが、１つまたは複数のガス流動制御機構をさらに備える、上記４８に記載のガス添加デバイス。
５０．  前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、長さ、幅および高さを有する直方体である、上記３５に記載のガス添加デバイス。
５１．  添加ガスが、前記少なくとも１つのガス入口内に流動し、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバを通過して前記１つまたは複数のガス出口を通って出る、上記４８に記載のガス添加枯渇化デバイス。
５２．  前記添加ガスが、純酸素、空気、二酸化炭素、亜酸化窒素およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記５１に記載のガス添加デバイス。
５３．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つの液体チャンバ、２つの液体チャンバ、３つの液体チャンバ、４つの液体チャンバ、５つの液体チャンバおよび６つ以上の液体チャンバからなる群から選択される、上記３５に記載のガス添加デバイス。
５４．  前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、１つのガス添加チャンバ、２つのガス添加チャンバ、３つのガス添加チャンバ、４つのガス添加チャンバ、５つのガス添加チャンバおよび６つ以上のガス添加チャンバからなる群から選択される、上記３５に記載のガス添加デバイス。
５５．  前記１つまたは複数の液体チャンバおよび前記１つまたは複数のガス添加チャンバが、スタック構成で交互し、前記液体チャンバが、互いに流体連通している、上記３５に記載のガス添加デバイス。
５６．  液体からガスを枯渇化する方法であって、上記１に記載のデバイスを通して液体を流動させ、ガス枯渇液体を調製するステップを含む方法。
５７．  前記液体が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、および血漿からなる群から選択される血液製剤である、上記５６に記載の方法。
５８．  前記ガスが、酸素、二酸化炭素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記５６に記載の方法。
５９．  前記ガスが、酸素および二酸化炭素である、上記５８に記載の方法。
６０．  白血球低減デバイスを通して前記血液製剤を流動させ、ガス枯渇および白血球低減血液製剤を調製するステップをさらに含む、上記５７に記載の方法。
６１．  前記血液製剤または前記ガス枯渇血液製剤から血小板を除去するステップをさらに含む、上記５７に記載の方法。
６２．  前記全血が、抗凝固剤および添加剤溶液をさらに含む、上記５７に記載の方法。
６３．  前記ガス枯渇血液製剤が、１０％未満、５％未満、２．５％未満、または１％未満のヘモグロビン酸素飽和度を有する、上記５７に記載の方法。
６４．  輸血用血液製剤を調製する方法であって、上記３５に記載のデバイスを通して血液製剤液を流動させ、増加したレベルのガスを有する血液製剤を調製するステップを含む方法。
６５．  前記血液製剤が、全血、白血球枯渇血液、白血球および血小板枯渇血液、赤血球懸濁液、酸素および二酸化炭素枯渇赤血球、酸素枯渇赤血球、ならびに血漿からなる群から選択される、上記６４に記載の方法。
６６．  前記添加ガスが、酸素、二酸化炭素、酸化窒素、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記６４に記載の方法。
６７．  前記増加したレベルのガスが、ヘモグロビンに結合した生理学的レベルの酸素である、上記６４に記載の方法。
６８．  緩衝液交換デバイスを通して前記液体を流動させるステップをさらに含む、上記６４に記載の方法。
６９．  前記血液製剤が、赤血球編集デバイスを通って流動する、上記６４に記載の方法。
７０．  前記血液製剤が、赤血球懸濁液および濃厚赤血球からなる群から選択される、上記６９に記載の方法。
７１．  赤血球の長期貯蔵のための方法であって、
ａ．全血を得るステップと、
ｂ．前記全血を枯渇化デバイスに通過させ、枯渇血液製剤を調製するステップと、
ｃ．前記枯渇血液製剤をガス不透過性貯蔵バッグ内にある期間貯蔵し、貯蔵された枯渇血液製剤を調製するステップと、
ｄ．前記貯蔵された枯渇血液製剤をガス添加デバイスに通過させ、輸血血液製剤を調製するステップと
を含む方法。
７２．  前記枯渇化デバイスが、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数の枯渇化チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える、上記７１に記載の方法。
７３．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記７２に記載の方法。
７４．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、上記７２に記載の方法。
７５．  前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、上記７４に記載の方法。
７６．  前記ガス添加デバイスが、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数のガス添加チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える、上記７１に記載の方法。
７７．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記７６に記載の方法。
７８．  前記ガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル膜、またはセラミックを含む膜である、上記７６に記載の方法。
７９．  前記ガス透過性バリアが、疎水性多孔質構造である、上記７６に記載の方法。
８０．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数のガス添加チャンバから分離されている、上記７６に記載の方法。
８１．  前記筐体が、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記７６に記載の方法。
８２．  前記液体チャンバが、剛性材料、可撓性材料、弾性材料、およびそれらの組合せからなる群から選択される材料で作製される、上記７６に記載の方法。
８３．  前記輸血血液製剤を編集するステップ、
前記輸血血液製剤に照射するステップ、
前記輸血血液製剤の緩衝液交換を行うステップ、および
前記ガス回復血液製剤を輸血バッグ内に収集するステップ
からなる群から選択される１つまたは複数のステップをさらに含む、上記７１に記載の方法。
８４．  前記ガス不透過性貯蔵バッグが、バリアフィルムを有する外側バッグと、前記枯渇血液製剤と接触した内側バッグとを備える、上記７１に記載の方法。
８５．  前記ガス不透過性貯蔵バッグが、前記内側バッグと前記外側バッグとの間に配置された収着剤をさらに備える、上記８４に記載の方法。
８６．  赤血球の長期貯蔵のためのシステムであって、
瀉血針と、
血液採取バッグと、
添加剤溶液と、
枯渇化デバイスと、
白血球低減のためのデバイスと、
赤血球を編集するためのデバイスと、
病原体を不活性化するためのデバイスと、
血液製剤の体積を低減するためのデバイスと、
血液製剤の緩衝液を交換するためのデバイスと、
血液製剤を貯蔵するためのガス不透過性貯蔵バッグと、
輸血前に貯蔵された血液製剤にガスを添加するためのデバイスと、
前記デバイス、前記採取バッグ、および前記貯蔵バッグを接続する配管と
を備えるシステム。
８７．  前記枯渇化デバイスが、
ａ．筐体と、
ｂ．１つまたは複数の液体チャンバと、
ｃ．１つまたは複数の枯渇化チャンバと、
ｄ．前記１つまたは複数の液体チャンバの少なくとも１つを、前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離する、少なくとも１つのガス透過性バリアと、
ｅ．少なくとも１つの液体入口と、
ｆ．少なくとも１つの液体出口と
を備える、上記８６に記載のシステム。
８８．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、１つまたは複数の流動制御機構をさらに備える、上記８７に記載のシステム。
８９．  前記１つまたは複数の液体チャンバが、２つ以上のガス透過性バリアにより前記１つまたは複数の枯渇化チャンバから分離されている、上記８７に記載の枯渇化デバイス。
９０．  前記少なくとも１つのガス透過性バリアが、ポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンモノまたはジフルオリド（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、シリコーン、エポキシ、ポリエステル、ポリエチレン、またはセラミックを含む膜である、上記８９に記載の枯渇化デバイス。
９１．  筐体と、
液体入口と、
液体出口と、
１つまたは複数の枯渇化ユニットであって、
他の枯渇化ユニット、前記液体入口、または前記液体出口との流体連通のための少なくとも２つのコネクタと、
酸素または酸素および二酸化炭素枯渇ガスに対して曝露可能なガス透過性膜と、
前記液体入口および前記液体出口と流体連通した１つまたは複数のチャネルと
を備える枯渇化ユニットとを備え、
前記ガス透過性膜と接触した少なくとも１つの曝露長手方向側面を有する前記１つまたは複数のチャネルは、血液製剤を受容および運搬するように構成される、枯渇化デバイス。
９２．  前記１つまたは複数のチャネルが、マイクロチャネルである、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
９３．  前記１つまたは複数のチャネルが、長方形、円形および不規則形状からなる群から選択される断面形状を有する、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
９４．  前記１つまたは複数のチャネルが、その長手方向経路に沿って変化する断面積を有する、上記９３に記載の枯渇化デバイス。
９５．  前記１つまたは複数のチャネルが、その長手方向経路に沿って、長方形、円形、および不規則形状からなる群の１つまたは複数から選択される２つ以上の断面形状を有する、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
９６．  前記不規則形状断面を有する前記１つまたは複数のチャネルが、前記筐体の側面と、前記ガス透過性膜の粗面との間の空間により画定される、上記９３に記載の枯渇化デバイス。
９７．  前記１つまたは複数のチャネルが、それぞれ、前記筐体の長さの少なくとも１０倍の長さを有するが、前記筐体内に完全に収納される、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
９８．  前記１つまたは複数のチャネルが、前記血液製剤の混合を生成するように構成される、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
９９．  前記１つまたは複数のチャネルが、前記混合を生成するために、蛇行、波状、起伏、正弦曲線、螺旋、部分螺旋、およびジグザグからなる群から選択される長手方向経路を有する、上記９８に記載の枯渇化デバイス。
１００．  前記筐体が、前記ガス透過性膜と接触したガスチャンバをさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１０１．  前記ガスチャンバが、洗浄ガスを受容および排出するように構成されるガス入口およびガス出口をさらに備える、上記１００に記載の枯渇化デバイス。
１０２．  前記ガスチャンバが、ある体積のガスを受容および保持するように構成される、上記１００に記載の枯渇化デバイス。
１０３．  前記筐体が、第２のガス透過性膜および第２のガスチャンバをさらに備える、上記１００に記載の枯渇化デバイス。
１０４．  前記１つまたは複数のチャネルが、ガス透過性膜と接触した第２の曝露長手方向側面を有する、上記１０３に記載の枯渇化デバイス。
１０５．  前記第１および第２のガスチャンバが、洗浄ガスを受容および排出するように構成されるガス入口およびガス出口に接続される、上記１０３に記載の枯渇化デバイス。
１０６．  前記第１および第２のガスチャンバが、ある体積のガスを受容および保持するように構成される、上記１０３に記載の枯渇化デバイス。
１０７．  前記第１および第２のガスチャンバが、プレナムチャンバである、上記１０３に記載の枯渇化デバイス。
１０８．  １つまたは複数の液体流動制御デバイスをさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１０９．  １つまたは複数のガスセンサをさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１１０．  前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、１つの枯渇化ユニット、２つの枯渇化ユニット、３つの枯渇化ユニット、４つの枯渇化ユニット、および５つの枯渇化ユニット、またはそれ以上からなる群から選択される、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１１１．  前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、並列に接続されて、前記流体入口から前記流体出口に前記赤血球の並流を伝達する、上記１１０に記載の枯渇化デバイス。
１１２．  前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、直列に接続されて、前記流体入口から前記流体出口に前記赤血球の連続流を伝達する、上記１１０に記載の枯渇化デバイス。
１１３．  前記１つまたは複数のチャネルが、１つのチャネル、２つのチャネル、３つのチャネル、４つのチャネル、５つのチャネル、６つのチャネル、７つのチャネル、８つのチャネル、９つのチャネル、および１０個のチャネル、またはそれ以上からなる群から選択される、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１１４．  前記１つまたは複数の枯渇化ユニットが、ガス枯渇化媒体をさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１１５．  前記ガス枯渇化媒体が、ガス収着剤である、上記１１４に記載の枯渇化デバイス。
１１６．  前記ガス枯渇化媒体が、ゲル、固体、ガス、およびそれらの組合せからなる群から選択される、上記１１４に記載の枯渇化デバイス。
１１７．  前記枯渇化媒体が、１つまたは複数のパケットに保持される、上記１１４に記載の枯渇化デバイス。
１１８．  白血球低減デバイスをさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１１９．  血小板分離デバイスをさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。
１２０．  赤血球編集デバイスをさらに備える、上記９１に記載の枯渇化デバイス。