(57)【要約】  例えば吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを含むことができるカートリッジを使用して、体液を処理するためのシステムおよび方法。端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを含むことができる。入口を、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置することができる。
2021503358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体液の処理のためのカートリッジであって、
吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、
前記カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントと
を備えており、
前記端部セグメントは、
外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、
前記円形面の周囲に接合された円筒壁と、
前記体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口と
を備え、
前記入口は、前記カートリッジ本体内に配置された前記吸着材料に接触する前に前記内部円錐空間において体液を減速させるべく、前記カートリッジに進入する前記体液を前記内部円錐空間へと接線方向に導くように、前記円筒壁において前記円形面に対して接線方向に配置されている、カートリッジ。
【請求項２】
前記入口に添えられ、前記カートリッジを体液の供給源へと接続するように構成された入口ルアー継手をさらに備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記端部セグメントは、前記カートリッジ本体への取り付けに合わせて構成されたキャップを備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのキャップを前記カートリッジ本体に取り付けて封止するように構成された接着剤をさらに含む、請求項３に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記端部セグメントと前記カートリッジ本体との間に配置された１つ以上のスクリーンアセンブリをさらに備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記端部セグメントは、前記円形面の軸心に配置された入口をさらに備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記円形面は、前記カートリッジの長手軸に垂直な平面に対して、約５°から約３０°までの傾斜角を備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記円形面は、前記カートリッジの長手軸に垂直な平面に対して、約７°から約１５°までの傾斜角を備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記円筒壁は、約９５°から約１２０°までの角度で前記円形面に接合されている、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
体液中に存在する１つ以上の成分を除去して、浄化された体液を生成する方法であって、
カートリッジを体液の入力へと取り付けるステップと、
前記カートリッジを、前記カートリッジからの浄化された体液の出力へと取り付けるステップと、
前記カートリッジに体液を通すステップであって、
前記カートリッジは、
吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、
前記カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントと
を備えており、
前記端部セグメントは、
外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、
前記円形面の周囲に接合された円筒壁と、
前記体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口と
を備え、
前記入口は、前記カートリッジ本体内に配置された前記吸着材料に接触する前に前記内部円錐空間において体液を減速させるべく、前記カートリッジに進入する前記体液を前記内部円錐空間へと接線方向に導くように、前記円筒壁において前記円形面に対して接線方向に配置されている、前記カートリッジに体液を通すステップと、
前記体液から１つ以上の物質をろ過して、前記浄化された体液を生成するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
ポンプと前記カートリッジの前記入力または前記出力の少なくとも一方との間に流体の接続を確立させるステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポンプによって前記体液を前記カートリッジを通って送るステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
レベル検出器によって前記カートリッジの圧力を測定するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
対象者から前記体液を引き出すステップと、前記浄化された体液を前記対象者へと再び流すことを可能にするステップとをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
カートリッジ本体、
前記カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントであって、
前記端部セグメントは、
外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、
前記円形面の周囲に接合された円筒壁と、
体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口と
を備え、
前記入口は、前記カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に前記内部円錐空間において体液を減速させるべく、前記カートリッジに進入する前記体液を前記内部円錐空間へと接線方向に導くように、前記円筒壁において前記円形面に対して接線方向に配置されている端部セグメント、および
前記少なくとも１つの端部セグメントによって前記カートリッジ本体内に保持された吸着材料
を備えるカートリッジ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの端部セグメントの中心に配置され、前記少なくとも１つの端部セグメントの外側へと垂直に延びる少なくとも１つの入口ポートをさらに備える、請求項１５に記載のカートリッジ。
【請求項１７】
前記入口に添えられ、前記カートリッジを体液の供給源へと接続するように構成された入口ルアー継手をさらに備える、請求項１５に記載のカートリッジ。
【請求項１８】
前記入口ルアー継手に取り付けられるように構成されたルアープラグをさらに備える、請求項１７に記載のカートリッジ。
【請求項１９】
前記端部セグメントは、前記カートリッジ本体への取り付けに合わせて構成されたキャップを備える、請求項１５に記載のカートリッジ。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのキャップを前記カートリッジ本体に取り付けて封止するように構成された接着剤をさらに含む、請求項１９に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、Ｔｏｄｄ  Ｇｏｏｄｒｉｃｈらによって２０１７年１１月１６日に出願された「体外回路および体外回路用のカラムの設計（Ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ａｎｄ  Ｃｏｌｕｍｎ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ）」という名称の米国特許仮出願第６２／５８７，０９０号の優先権を主張し、この米国特許仮出願は、あたかもその全体が再掲されたかのように本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００２】
体液は、生きている人間の体内から由来する液体である。体液は、体内に存在する流体ならびに体内から排出または分泌される流体の両方を含む。体液は、病態生理学的事象の際に疾病の媒介物または疾病関連の毒素として機能し、あるいは自己免疫疾患の状況において機能する分子の貯蔵所として機能する。そのような分子に関して活性を弱めることで、対象者の生理学的幸福にとって有害なこれらの分子のレベルに関連する結果としての有害事象を抑制することが、多数の治療の選択肢への発展の継続的な可能性を秘めている。
【０００３】
したがって、体液からそのような分子を選択的に除去するためのシステム、装置、および方法について、継続的なニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００４】
一態様においては、体液の処理のためのカートリッジが、吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備えることができ、端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備え、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置される。
【０００５】
一態様においては、体液中に存在する１つ以上の成分を除去して、浄化された体液を生成する方法が、カートリッジを体液の入力へと取り付けるステップと、カートリッジを、カートリッジからの浄化された体液の出力へと取り付けるステップと、体液をカートリッジに通すステップとを含むことができ、カートリッジは、吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備え、端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備え、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置され、さらにこの方法は、体液から１つ以上の物質をろ過して、浄化された体液を生成するステップを含むことができる。
【０００６】
一態様においては、カートリッジが、カートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備えることができ、端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備え、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置され、さらにカートリッジは、少なくとも１つの端部セグメントによってカートリッジ本体内に保持された吸着材料を備えることができる。
【０００７】
次に、本開示をさらに完全に理解するために、以下の簡単な説明が、添付の図面および詳細な説明に関連して参照される。ここで、同様の参照番号は同様の部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一態様による体液中に存在する１つ以上の成分を除去して浄化された体液を生み出すためのカートリッジを含むシステムを示している。
【図２】本開示の一態様によるカートリッジの正面図を示している。
【図３】本開示の一態様によるカートリッジの側面図を示している。
【図４】本開示の一態様によるカートリッジの分解図を示している。
【図５】本開示の一態様によるカートリッジの断面図を示している。
【図６】本開示の一態様によるカートリッジの別の断面図を示している。
【図７】本開示の一態様によるカートリッジの端部セグメントの斜視図を示している。
【図８】本開示の一態様によるカートリッジの端部セグメントの側面図を示している。
【図９】本開示の一態様によるカートリッジの端部セグメントの上面図を示している。
【図１０】本開示の一態様によるカートリッジの端部セグメントの断面図を示している。
【図１１】本開示の一態様によるカートリッジの端部セグメントの別の側面図を示している。
【図１２】本開示の一態様によるカートリッジの端部セグメントの別の断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の態様は、対象者の体液を、体液中に存在する毒素または他の小分子などの１つ以上の成分を除去するように構成された装置に接触させて、浄化された体液を生成し、浄化された体液の少なくとも一部を対象者へと戻すためのシステム、装置、および方法を含む。いくつかの態様において、体液は、血液または血液成分であってよく、例えば、全血、赤血球（すなわち、エリスロサイト）、白血球（すなわち、ロイコサイト）、またはこれらの組み合わせであってよい。以下の態様のうちの１つ以上において、システム、装置、および方法は、血液または血液成分の処理に関して開示されるかもしれないが、本明細書で開示されるシステム、装置、および方法は、他の態様において、他の体液にも同様に適用可能であってよい。例えば、血液または血液成分に加え、あるいは血液または血液成分に代えて、種々の態様において、体液は、リンパ液、脳脊髄液、胆汁、腹膜液、漿液、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【００１０】
体液からの１つ以上の成分の除去に適したシステムの一態様が、図１に示されている。図１の態様において、システム１００は、対象者（例えば、患者）から血流を受け取るように構成されてよい入口１０２を備える。例えば、入口１０２を、対象者の動脈にアクセスして、対象者からの血流を入口１０２を介してもたらすように構成することができる。種々の態様においては、血流へのアクセスを、例えば  ２管腔カテーテルによって対象者の頸静脈、鎖骨下静脈、または大腿静脈を介して得ることができるが、対象者からの血流を確立させるための他の選択肢として、例えば、これに限られるわけではないが、例えばネイティブ動静脈瘻（ネイティブＡＶＦ）、移植材料を用いた動静脈シャント（ＡＶグラフト）、およびトンネル２管腔カテーテルなど、初期の外科的処置によって作成される血液透析において使用される血管アクセスなどの常在の血管アクセスが挙げられる。安全対策として、いくつかの態様において、入口１０２は、入口１０２の分離を感知して知らせるように構成された複数の電極（例えば、２〜４つの電極）を含むことができる。偶発的な分離を検出するための別の態様は、入口１０２の下方に導電性ブランケットを使用することである。そのような態様においては、血液の存在がブランケットの伝導度を変化させ、警報を発生させる。
【００１１】
入口１０２を、導管１９０を介してポンプ１５５に連通させることができる。導管１９０は、導管１９０を介したアクセスおよび連通を調整するように構成されてよいサンプリング注入ポート１０４を備えることができる。ポンプ１５５は、システム１００の残りの部分への対象者の血液の連絡を調整することができる。導管１９０は、任意の適切な種類または構成を含むことができ、本明細書で開示される方法における使用に適した材料で構成されてよい。導管１９０は、ポンプ入口ポート１０６を介してポンプ１５５に流体を通すことができるように接続される。ポンプ入口ポート１０６における圧力を、ピンチクランプ１５７を使用して選択的に動作させることができる動脈圧センサ１５９によって検出することができる。
【００１２】
いくつかの態様においては、ポンプ出口ポートを介してポンプ１５５から出る血液を、ピンチクランプ１６１によって選択的に制御されてよいヘパリン供給源１３０として示されている抗凝血剤の供給源へと接続された流通経路を介して、ヘパリンなどの有効量の抗凝血剤と接触させることができる。その後に、ヘパリン化された血液を、カートリッジ圧力センサ１４０と信号を通信するレベル検出器１１０へと出口ポート１０８を介して運び、その後に第１の端部セグメント１７５を介してカートリッジ１１２に進入させることができる。カートリッジ１１２は、処置（例えば、汚染物質または毒素などの成分の除去）のために、炭素を含む治療用調合物を含むことができる。次いで、カートリッジ１１２内に存在する治療用調合物と接触した血液は、特定の流れ方向１７２にてカートリッジを出る。バルブ１１４によって調節された出口を通ってカートリッジ１１２から出る血液は、静脈戻りポート１９８を備える導管１９５に進入することができる。導管１９５は、ピンチクランプ１６３を使用して選択的に動作させることができる静脈圧検出器１５０と信号を通信するレベル検出器１１８に流体を通すことができるように接続される。空気検出器１２０を（ピンチクランプ１２２およびトランスデューサプロテクタ１２６と共に）導管１９５に直列に配置することができ、これにより、リターン１２４を介し、これらに限られるわけではないが頸静脈、鎖骨下静脈、または大腿静脈、あるいは他の血管系などの任意の適切な経路によって、血液を対象者へと再び流すことを可能にできる。
【００１３】
種々の態様において、システム１００を、一般に、システム１００を通る体液（例えば、血漿、全血）の流量を、ユーザおよび／またはプロセスの何らかの目標をもたらすべく調整できるように、構成することができる。例えば、システム１００を通る血液の流量は、約１ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分または約２５ｍＬ／分〜約３００ｍＬ／分の範囲であってよく、あるいは約２５ｍＬ／分であってよい。
【００１４】
いくつかの態様において、カートリッジ１１２を、処理される体液（例えば、血液）とカートリッジに収容された適切な処理材料との間の充分な接触をもたらすように構成することができる。例えば、図２および図３を参照すると、図１の文脈および本明細書に開示される方法において適切に使用されるカートリッジ２００の一態様が示されている。とくには、図２がカートリッジ２００の正面図を示しており、図３がカートリッジ２００の側面図を示している。
【００１５】
図２および図３の態様において、カートリッジ２００は、第１の端部セグメント２２０、第２の端部セグメント２２５、およびカートリッジ本体２３０を備える。種々の態様において、例えば第１の端部セグメント２２０、第２の端部セグメント２２５、またはカートリッジ本体２３０のうちの１つ以上など、カートリッジ２００を形成する１つ以上の構成要素は、例えばカートリッジ２００の使用が意図されるプロセスおよび組成物に適合した任意の適切な材料であってよい。そのような材料の例として、これらに限られるわけではないが、高温ポリカーボネートなどのポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、オートクレーブ可能なポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００１６】
いくつかの態様において、本明細書で開示されるカートリッジ２００の構成、より具体的には本明細書で開示される第１の端部セグメント２２０の構成は、体液がカートリッジ本体２３０内に配置された処理材料と相互作用する前に、体液の流れの無秩序な乱流の性質が減少するようなやり方で、血液などの体液をカートリッジ本体２３０に進入させることを可能にする。いくつかの態様において、（カートリッジ本体２３０内の）処理材料との相互作用に先立つ無秩序な乱流のこの低減は、本明細書において開示されるように、全血または血漿をクロマトグラフカートリッジに供することに関連する有害な影響を低減するのに効果的であり得る。
【００１７】
いくつかの態様において、カートリッジ本体２３０は、一般に、中空の円筒構造を備える。種々の態様において、カートリッジ本体２３０は、単一の一体的な構造を備えることができ、あるいは２つ以上の動作可能に結合した構成要素を備えてもよい。カートリッジ本体２３０は、一般に、本明細書で開示されるように、例えば処理材料を配置することができる内部空間を定めることができる。いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０および第２の端部セグメント２２５は、例えば実質的に密閉された内部空間を形成するように、カートリッジ本体２３０を実質的に囲むことができる。いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０および／または第２の端部セグメント２２５は、カートリッジ本体とは別個であり、カートリッジ本体２３０と係合するように構成された構成要素を備えることができる。例えば、いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０（例えば、第１のキャップまたはカバー）および／または第２の端部セグメント２２５（例えば、第２のキャップまたはカバー）を、第１の端部セグメント２２０および／または第２の端部セグメント２２５をカートリッジ本体２３０に固定するために、ねじ山によるインターフェースによってカートリッジ本体２３０と係合するように構成することができる。これに加え、あるいはこれに代えて、いくつかの態様においては、カートリッジ２００の構成要素を適切な接着剤によって互いに取り付けてもよい。例えば、追加または代替の例として、第１の端部セグメント２２０および／または第２の端部セグメント２２５を、接着剤の１つ以上の層を介してカートリッジ本体２３０に取り付けることができる。他の態様においては、カートリッジ２００の２つ以上の構成要素が互いに一体であってよい。例えば、いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０および／または第２の端部セグメント２２５は、カートリッジ本体２３０と一体であってよい（例えば、カートリッジ本体２３０の一部として形成されてよい）。
【００１８】
いくつかの態様において、カートリッジ２００は、例えば、第１の端部セグメント２２０とカートリッジ本体２３０との間に配置されてよい第１のスクリーンアセンブリ２１０、および／または第２の端部セグメント２２５とカートリッジ本体２３０との間に配置されてよい第２のスクリーンアセンブリ２１２など、１つ以上のスクリーンアセンブリを備えることができる。
【００１９】
いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０は、第１の端部セグメント２２０内に配置され、体液の流れをカートリッジ２００へと導き、とくには第１の端部セグメント２２０へと導くようにおおむね構成された第１の入口２２２を備える。いくつかの態様においては、本明細書で開示されるように、第１の入口２２２を、流体の流れを第１の端部セグメント２２０へと、第１の端部セグメントに対してほぼ接線方向に導くように構成することができる。いくつかの態様においては、第１の入口２２２を、例えば導管（例えば、図１の文脈における導管１９０）に流体を通すことができるように接続されるように、ルアープラグ２４０を受け入れるように構成されてよいルアー継手２６０と係合するように構成することができる。
【００２０】
いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０は、第２の入口２２３をさらに備えることができる。第２の入口２２３を、一般に、流体を第１の端部セグメント２２０へと、（例えば、第１の端部セグメント２２０の中心において）カートリッジ２００の長手軸におおむね平行な方向に導くように構成することができる。いくつかの態様においては、第２の入口２２３を、ルアーキャップ２８０などのルアー継手を受け入れるように構成することができる。種々の態様において、第２の入口２２３は、（例えば、治療化合物または第２の体液をもたらすための）第１の端部セグメント２２０への流体の流れの追加の経路、（例えば、流体の流れの一部を再循環させるための）第１の端部セグメント２２０からの流体の流れの経路、あるいはカートリッジ２００内の圧力の監視または解放のためのポートを提供することができる。
【００２１】
いくつかの態様において、第２の端部セグメントは、出口２２６を備えることができる。出口２２６を、一般に、流体をカートリッジ２００の外へと導くように構成することができる。いくつかの態様においては、出口２２６を、例えば導管（例えば、図１の文脈における導管１９５）に流体を通すことができるように接続されるように、ルアープラグ２７０を受け入れるように構成されてよいルアー戻り継手２５０と係合するように構成することができる。
【００２２】
いくつかの態様において、カートリッジ本体２３０は、例えばカートリッジ本体２３０の内部へのアクセスを可能にするために、プラグ２９０をさらに備えることができる。
【００２３】
図４を参照すると、カートリッジ２００の分解図が示されている。いくつかの態様においては、カートリッジ２００の構成要素を、例えばねじ山による接続、圧縮インターフェース、接着剤、などの任意の適切なインターフェースによって互いに係合させることができる。例えば、スクリーンアセンブリ２１０を、カートリッジ本体２３０への第１の端部セグメント２２０の装着または接着剤の１つ以上の層によって、第１の端部セグメント２２０とカートリッジ本体２３０との間の適所に保持することができる。同様に、スクリーンアセンブリ２１２を、カートリッジ本体２３０への第２の端部セグメント２２５の装着または接着剤の１つ以上の層によって、第２の端部セグメント２２５とカートリッジ本体２３０との間の適所に保持することができる。
【００２４】
図５を参照すると、カートリッジ２００の断面図が示されている。図５の平坦な断面は、第１の端部セグメント２２０の第１の入口２２２（ならびに、ルアープラグ２４０およびルアー継手２６０）の中心を通って延びる平面における断面である。いくつかの態様においては、図５に示されるように、カートリッジ２００は、例えば１つ以上のスクリーンアセンブリ２１０および２１２によってカートリッジ本体２３０内に保持される吸着材料２３５など、処理材料をさらに含むことができる。
【００２５】
いくつかの態様において、吸着材料は、多孔質のフェノール樹脂から形成されたマイクロポア、メソポア、および／またはマクロポアを含んでいる合成炭素粒子（ＳＣＰ）、例えば活性炭（例えば、活性炭ビーズ、および／または医療グレードの炭素）を含む。本明細書において使用されるとき、用語「マイクロポア」は、チッ素吸着法および水銀ポロシメトリ法による測定ならびにＩＵＰＡＣによる定義において、直径が２ｎｍ未満の細孔を指す。本明細書において使用されるとき、用語「メソポア」は、チッ素吸着法および水銀ポロシメトリ法による測定ならびにＩＵＰＡＣによる定義において、直径が約２ｎｍから約５０ｎｍまでの細孔を指す。本明細書において使用されるとき、用語「マイクロポア」は、チッ素吸着法および水銀ポロシメトリ法による測定ならびにＩＵＰＡＣによる定義において、直径が５０ｎｍよりも大きい細孔を指す。
【００２６】
本開示での使用に適したＳＣＰは、本明細書で開示される組成物および方法に適合する任意の形状を有することができる。例えば、ＳＣＰの形状は、不規則な顆粒、角張っていない形状、球形（例えば、ビーズ）、ペレット、ミニリス、モノリス、などの形状であってよい。簡単にするために、本開示はＳＣＢのビーズの使用に言及するかもしれないが、ＳＣＰが任意の適切な形状であってよいことを、理解すべきである。ＳＣＰを、本明細書に開示の特性を有する材料をもたらすための任意の適切な方法を使用して形成することができる。ＳＣＰを形成するための典型的な方法においては、例えば樹脂形成成分１００部に対して２５０部のエチレングリコールまたは他の細孔形成剤など、細孔形成剤の割合が大きい前駆体樹脂調合物が使用される。
【００２７】
本明細書において、メソポーラス樹脂を、フェノール化合物またはフェノール縮合プレポリマーを含む求核成分を、ジオール（例えば、エチレングリコール）、ジオールエーテル、環状エステル、置換環状エステル、置換直鎖状アミド、置換環状アミド、アミノアルコール、および上記のいずれかと水との混合物からなる群から選択される細孔形成剤の存在下で、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、フルフラール、およびヘキサメチレンテトラミンから選択される少なくとも１つの求電子性架橋剤と縮合させることによって樹脂を形成することで、形成することができる。細孔形成剤は、樹脂にメソ多孔性またはマクロ多孔性を付与するための有効な量にて存在し（例えば、少なくとも１２０重量部の細孔形成剤が、１００重量部の全樹脂形成成分、すなわち求核成分と求電子性成分との合計を溶解させるために使用される）、水によるカスケード洗浄または真空乾燥によって縮合後の多孔質樹脂から除去される。得られた樹脂を、不活性雰囲気において少なくとも６００℃の温度に加熱することによって炭化させ、マイクロポアならびにメソポアまたはマクロポアを含むチッ素吸着ポロシメトリによって推定される細孔構造である細孔の二峰性分布を有する材料をもたらすことができる。メソポアの細孔半径の対数に関する細孔容積の微分（ｄＶ／ｄ  ｌｏｇ  Ｒ）の値は、２０〜５００Åの範囲の細孔サイズの少なくともいくつかの値について、０．２よりも大きい。メソポーラスカーボンのＢＥＴ表面積は、活性化なしで２５０〜８００ｍ２／ｇであってよい。メソポーラスカーボンを、例えば二酸化炭素中で８００℃を超えて加熱するなど、二酸化炭素、蒸気、またはそれらの混合物の存在下で高温で加熱することによって活性化させることができ、あるいは空気中で４００℃を超えて加熱することによって活性化させることができる。その場合、その表面積は、例えば１，０００〜２，０００ｍ２／ｇなど、最大で２，０００ｍ２／ｇ以上になる可能性がある。本明細書において使用されるとき、用語「ＢＥＴ表面積」は、ＡＳＴＭ  Ｄ１９９３−９１に従ってＢｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、およびＴｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法によって決定される。ＡＳＴＭ  Ｄ６５５６−０４も参照されたい。
【００２８】
いくつかの態様においては、第１の入口２２２の配置を、例えば吸着材料２３５と接触する前に、スクリーンアセンブリ２１０を通過してカートリッジ本体２３０へと進入する体液の流量および／または方向を制御するために、体液を特定の流れのパターンにて導くように構成することができる。例えば、図６は、組み立てられたカートリッジ２２０の断面図を示しており、断面の平面は、ポート２９０の中心を通って延びている。図６は、組み立てられたカートリッジ２２０（例えば、吸着材料がカートリッジ本体２３０内に配置されていない）を示している。図５および図６に示され、以下の図に関してさらに詳しく開示されるように、第１の入口２２２は、第１の入口２２２を介して受け取られる体液が第１の端部セグメント２２０に対して接線方向に第１の端部セグメント２２０内へと導かれるように、第１の端部セグメント２２０に配置される。
【００２９】
より具体的には、図７および図８を参照すると、第１の端部セグメント２２０は、第１の端部セグメント２２０の円形面３２０に対して接線方向に配置された第１の入口２２２を備える。さらに、第１の端部セグメント２２０は、第１の端部セグメント２２０の円形面３２０の中心（例えば、円錐点または頂点）に配置された第２の入口２２３を備えることができる。第２の入口２２３は、第１の端部セグメント２２０の外側に対しておおむね垂直に延びてよい。
【００３０】
第１の端部セグメント２２０の円形面３２０は、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備えることができ、内部円錐空間を定めることができる。円形面３２０は、第１の端部セグメント２２０の中心の長手軸３００におおむね平行に延びてよい円筒壁３３０に接続または接合されてよい。図示のように、第１の入口２２２を、第１の入口２２２を介して第１の端部セグメント２２０に進入する体液の流れを内部円錐空間へと接線方向に導くように、円形面３２０に対して接線方向に円筒壁３３０に配置することができる。
【００３１】
さらに、第１の端部セグメント２２０は、円筒壁３３０に接合された棚状部３４０を備えることができる。棚状部３４０は、第１の端部セグメント２２０の中心軸３００におおむね垂直な平面内を延びてよい。棚状部３４０を、例えば（すでに示したとおりの）スクリーンアセンブリおよび／またはカートリッジ本体など、第１の端部セグメント２２０が取り付けられるカートリッジの１つ以上の要素に対して適合するように構成することができる。さらに、第１の端部セグメント２２０は、棚状部３４０の周辺に接合された第２の円筒壁３５０を備えることができ、第２の円筒壁３５０も、第１の端部セグメント２２０の中心軸３００におおむね平行に延びる。いくつかの態様において、第２の円筒壁３５０は、第１の端部セグメント２２０をカートリッジ、例えばカートリッジ本体２３０に取り付けるように構成された１つ以上の取り付け要素を備えることができる。いくつかの態様においては、円筒壁３５０を、カートリッジ本体２３０の一部分にぴったりとかぶさるように構成することができる。例えば、棚状部３４０および／または円筒壁３５０を、接着剤またはねじ山によるインターフェースによってカートリッジ本体２３０に取り付けることができる。
【００３２】
図９が、第１の端部セグメント２２０の上面図を示しており、図１０が、第１の端部セグメント２２０の断面図を示しており、この断面は、第１の端部セグメント２２０の第２の入口２２３を通る断面である。いくつかの態様において、第２の入口２２３は、例えばルアーキャップなどのカートリッジの別の要素を受け入れるように構成された内面または内側プロファイル３１２を備えることができる。円形面３２０は、外面３２１および内面３２２を備えることができる。第１の円筒壁３３０は、外面３３１および内面３３２を備えることができる。棚状部３４０は、外面３４１および内面３４２を備えることができる。第２の円筒壁３５０は、外面３５１および内面３５２を備えることができる。円形面３２０は、厚さ３２３をさらに備えることができる。
【００３３】
いくつかの態様においては、円形面３２０、第１の円筒壁３３０、棚状部３４０、および第２の円筒壁３５０が協働して、第１の端部セグメント２２０内の流体の流れを導くように全体または一部が構成された内面３６０を定めることができる。内面３６０を、円形面３２０の内面３２２、第１の円筒壁３３０の内面３３２、棚状部３４０の内面３４２、および／または第２の円筒壁３５２の内面３５２によって定めることができる。
【００３４】
いくつかの態様において、内面３６０は、第２の入口２２３の内面３１２を円形面３２０の内面３２２へと接続する湾曲面３１５によって定められてよい。いくつかの態様において、内面３６０は、円形面３２０の内面３２２を第１の円筒壁３３０の内面３３２へと接続する湾曲面３２５を含むことができる。いくつかの態様において、内面３６０は、第１の円筒壁３３０の内面３３２を棚状部３４０の内面３４２へと接続する湾曲面または突起３３５によって定められてよい。いくつかの態様において、内面３６０は、棚状部３４０の内面３４２内の湾曲面３４４によって定められてよい。いくつかの態様において、内面３６０は、棚状部３４０の内面３４２を第２の円筒壁３５０の内面３５２へと接続する湾曲面３４５によって定められてよい。いくつかの態様において、第２の円筒壁３５０は、第１の端部セグメント２２０の中心軸３００に垂直な第１の端部セグメント２２０の底面を定めることができる端面３５５を備えることができる。
【００３５】
図１１が、第１の端部セグメント２２０の別の側面図を示している。いくつかの態様において、カートリッジの長手軸３００に垂直な平面（例えば、底面３５５）に対する円形面３２０の傾斜角３０４は、約５°〜約３０°の間であってよい。いくつかの態様において、カートリッジの長手軸３００に垂直な平面（例えば、底面３５５）に対する円形面３２０の傾斜角３０４は、約７°〜約１５°の間であってよい。いくつかの態様において、円筒壁３３０は、約９５°〜約１２０°の角度３０６で円形面３２０に接合されてよい。
【００３６】
図１２が、第１の端部セグメント２２０の別の断面図を示しており、この断面は、第１の入口２２２を通る断面である。いくつかの態様において、第１の入口２２２は、第１の端部セグメント２２０の長手軸３００に垂直な中心軸３０２を備えることができる。いくつかの態様において、第１の入口２２２は、例えば（上述のとおりの）ルアー継手および／またはルアープラグを受け入れるように構成された内面または内側プロファイル２２４を備えることができる。いくつかの態様において、第２の円筒形表面は、畝または不連続部と、第１の端部セグメント２２０をカートリッジ（例えば、カートリッジ本体）へと封止するように構成されてよい畝または不連続部を有する内部同心凹状隆起表面３５１とを備えることができる。
【００３７】
いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０に対する第１の入口２２２の配置は、例えば体液がカートリッジ２００に進入するときに半径方向に（例えば、螺旋パターンにて）流れるように、第１の端部セグメントに対して接線方向の第１の端部セグメント２２０への体液の流れをもたらす。理論に拘束される意図はないが、この流れのパターンは、例えば吸着材料２３５を通過する前の第１の端部セグメントにおいて利用可能な経路長を増やすことにより、軸方向の流れと比べて、体液を無秩序な乱流の挙動にあまり曝されないようにすることができる。例えば、第１の端部セグメント２２０の部分的な円錐形状が、第１の入口２２２の接線方向配置と相俟って、流入する体液をスクリーンアセンブリ２１０を通って吸着材料２３５へと進入する前に減速させ（例えば、流速を下げ）、エネルギを失わせることができる。
【００３８】
第１の入口２２２を備える第１の端部セグメント２２０は、半径方向の流れの力学を通じてカートリッジ本体２３０へのより滑らかな入口を提供することができる。第１の端部セグメント２２０によって生み出される流れの力学は、流入する血液（または、体液）を第１の端部セグメント２２０およびカートリッジ本体２３０の内部に存在する半径方向の流れの力学に整列させることによって層流をより厳密に模倣するように構成されてよい接線方向の入口２２２によるカートリッジ本体２３０へのより穏やかな進入をもたらすことができる。この体液の流れの方向によって生み出されるより長い経路は、流速を低下させることができ、スクリーンアセンブリ２１０を通過する前に流体の流れの乱流を最小限にすることができる。いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０は、体液を第１の入口２２２への体液の進入時の速度から、この入口速度の約５％〜９０％だけ減速させるように構成されてよい。いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０は、体液を第１の入口２２２への体液の進入時の速度から、この入口速度の約５％〜５０％だけ減速させるように構成されてよい。いくつかの態様において、第１の端部セグメント２２０は、体液を第１の入口２２２への体液の進入時の速度から、この入口速度の約５％〜２５％だけ減速させるように構成されてよい。
【００３９】
反対に、接線方向の入口を有する端部セグメント（例えば、本明細書に開示のとおりの第１の入口２２２を有する第１の端部セグメント２２０）を持たないカートリッジにおいては、スクリーンメッシュバリアによって閉じ込められた吸着材料で満たされた閉じた空間（例えば、カートリッジ本体２３０）に軸方向に進入する血液が、血小板の活性化ならびに／あるいはスクリーンメッシュおよび閉じ込められた吸着材料の両者へのフィブリノーゲンの付着を引き起こす充分な速度および乱流を呈する可能性がある。さらに、結果として生じる差圧の増加が、流れおよび吸着の動力学の低下ならびに負の血液学的変化の原因となる可能性がある。上述のやり方で血液をカートリッジ２００に通すとき、血小板の活性化およびフィブリノーゲンの付着を大幅に低減することができる。
【００４０】
したがって、いくつかの態様において、本開示のカートリッジ２００は、体外回路における使用において、他のカートリッジ設計に関連する問題を効果的に軽減することができ、体液が血液または血液の成分である場合に、例えば（ｉ）血小板の喪失、（ｉｉ）白血球の喪失、（ｉｉｉ）血小板の凝集、（ｉｖ）動作時のカートリッジをまたぐ圧力の上昇、（ｖ）血小板減少症の発生、（ｖｉ）白血球減少の発生、（ｖｉｉ）微小塞栓、（ｖｉｉｉ）血液デブリ、またはこれらの組み合わせの相対的低減をもたらすことによって、きわめて好都合に使用され得る。
【００４１】
本開示のいくつかの態様は、体液中に存在する１つ以上の成分を除去して浄化された体液を生み出すための方法を含むことができる。典型的な方法は、カートリッジ（例えば、上述のカートリッジ２００）を体液の入力へと取り付けることを含むことができる。いくつかの態様において、体液の入力は、患者からの動脈の血流であってよい。この方法は、カートリッジを、カートリッジからの浄化された体液の出力へと取り付けることを含むことができる。いくつかの態様において、浄化された体液の出力は、患者への静脈の血流を含むことができる。この方法は、体液をカートリッジに通すことを含むことができ、カートリッジは、吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備える。カートリッジの端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備えることができ、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置される。この方法は、体液から１つ以上の物質を（例えば、カートリッジ内に含まれる吸着材料によって）ろ過して、浄化された体液を生成することをさらに含むことができる。
【００４２】
いくつかの態様において、この方法は、ポンプとカートリッジの入力または出力の少なくとも一方との間に流体の接続を確立させることを含むことができる。いくつかの態様において、この方法は、ポンプによって体液をカートリッジを通って送ることを含むことができる。いくつかの態様において、この方法は、レベル検出器によってカートリッジの圧力を測定することを含むことができる。いくつかの態様において、この方法は、（例えば、動脈アクセス流通経路を介して）対象者から体液を引き出すことと、浄化された体液を（例えば、静脈戻り流通経路を介して）対象者へと再び流すことを可能にすることとを含むことができる。
【００４３】
本明細書においてさまざまな装置および方法を説明してきたが、典型的な態様または態様は、これらに限られるわけないが、以下を含むことができる。
【００４４】
第１の態様において、体液の処理のためのカートリッジが、吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備えることができ、端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備え、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置される。
【００４５】
第２の態様は、入口に添えられ、カートリッジを体液の供給源へと接続するように構成された入口ルアー継手をさらに備える、第１の態様のカートリッジを含むことができる。
【００４６】
第３の態様は、端部セグメントが、カートリッジ本体への取り付けに合わせて構成されたキャップを備える、第１または第２の態様のカートリッジを含むことができる。
【００４７】
第４の態様は、少なくとも１つのキャップをカートリッジ本体に取り付けて封止するように構成された接着剤をさらに含む、第３の態様のカートリッジを含むことができる。
【００４８】
第５の態様は、端部セグメントとカートリッジ本体との間に配置された１つ以上のスクリーンアセンブリをさらに備える、第１〜第４の態様のいずれかのカートリッジを含むことができる。
【００４９】
第６の態様は、端部セグメントが、円形面の軸心に配置された入口をさらに備える、第１〜第５の態様のいずれかのカートリッジを含むことができる。
【００５０】
第７の態様は、円形面が、カートリッジの長手軸に垂直な平面に対して、約５°から約３０°までの傾斜角を備える、第１〜第６の態様のいずれかのカートリッジを含むことができる。
【００５１】
第８の態様は、円形面が、カートリッジの長手軸に垂直な平面に対して、約７°から約１５°までの傾斜角を備える、第１〜第７の態様のいずれかのカートリッジを含むことができる。
【００５２】
第９の態様は、円筒壁が、約９５°から約１２０°までの角度で円形面に接合されている、第１〜第８の態様のいずれかのカートリッジを含むことができる。
【００５３】
第１０の態様においては、体液中に存在する１つ以上の成分を除去して、浄化された体液を生成する方法が、カートリッジを体液の入力へと取り付けるステップと、カートリッジを、カートリッジからの浄化された体液の出力へと取り付けるステップと、体液をカートリッジに通すステップとを含むことができ、カートリッジは、吸着材料を保持するように構成されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備え、端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備え、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置され、さらにこの方法は、体液から１つ以上の物質をろ過して、浄化された体液を生成するステップを含むことができる。
【００５４】
第１１の態様は、ポンプとカートリッジの入力または出力の少なくとも一方との間に流体の接続を確立させるステップをさらに含む、第１０の態様の方法を含むことができる。
【００５５】
第１２の態様は、ポンプによって体液をカートリッジを通って送るステップをさらに含む、第１１の態様の方法を含むことができる。
【００５６】
第１３の態様は、レベル検出器によってカートリッジの圧力を測定するステップをさらに含む、第１０〜第１２の態様のいずれかの方法を含むことができる。
【００５７】
第１４の態様は、対象者から体液を引き出すステップと、浄化された体液を対象者へと再び流すことを可能にするステップとをさらに含む、第１０〜第１３の態様のいずれかの方法を含むことができる。
【００５８】
第１５の態様においては、カートリッジが、カートリッジ本体と、カートリッジ本体の第１の端部を覆うように構成された端部セグメントとを備えることができ、端部セグメントは、外向きの頂部が切り落とされた円錐形状を備え、内部円錐空間を定めている円形面と、円形面の周囲に接合された円筒壁と、体液の供給源への連通をもたらすように構成された入口とを備え、入口は、カートリッジ本体内に配置された吸着材料に接触する前に内部円錐空間において体液を減速させるべく、カートリッジに進入する体液を内部円錐空間へと接線方向に導くように、円筒壁において円形面に対して接線方向に配置され、さらにカートリッジは、少なくとも１つの端部セグメントによってカートリッジ本体内に保持された吸着材料を備えることができる。
【００５９】
第１６の態様は、少なくとも１つの端部セグメントの中心に配置され、少なくとも１つの端部セグメントの外側へと垂直に延びる少なくとも１つの入口ポートをさらに備える、第１５の態様のカートリッジを含むことができる。
【００６０】
第１７の態様は、入口に添えられ、カートリッジを体液の供給源へと接続するように構成された入口ルアー継手をさらに備える、第１５または第１６の態様のカートリッジを含むことができる。
【００６１】
第１８の態様は、入口ルアー継手に取り付けられるように構成されたルアープラグをさらに備える、第１７の態様のカートリッジを含むことができる。
【００６２】
第１９の態様は、端部セグメントが、カートリッジ本体への取り付けに合わせて構成されたキャップを備える、第１５〜第１８の態様のいずれかのカートリッジを含むことができる。
【００６３】
第２０の態様は、少なくとも１つのキャップをカートリッジ本体に取り付けて封止するように構成された接着剤をさらに含む、第１９の態様のカートリッジを含むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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