(57)【要約】      （修正有）【課題】処置室内に配置された容器内での血液や血液成分のような生物学的流体の照射を含む装置、方法、システムにおいて、処置される生物学的流体の温度が安全な範囲外にある可能性を低減するように、装置の流体処置室の温度がやわらげられるように構成する。【解決手段】生物学的製剤／物質の照射装置１０は、ベース１４と；第１と第２の側を有し、照射されるべき生物学的製剤／物質を容器を受容するように構成されて前記ベースに関連づけられるトレイ１８と；トレイ１８の第１の側に隣接して装置１０内に設置される放射発光球の第１の列２２ａと；トレイ１８の第２の側に隣接して装置１０内に設置される放射発光球の第２の列２４ａとを有する。【選択図】図２
2017029717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ベースと、
ｂ）第１と第２の側を有し、照射されるべき生物学的製剤／物質を容器を受容するように構成されて前記ベースに関連づけられるトレイと、
ｃ）前記トレイの第１の側に隣接して当該装置内に設置される放射発光球の第１の列と、
ｄ）前記トレイの第２の側に隣接して当該装置内に設置される放射発光球の第２の列と、
ｅ）前記第１の列から放射された選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するために、前記ベース内において前記トレイと前記第１の放射発光球の列との間において当該装置内に設置される第１のフィルタと、
ｆ）前記第２の列から放射された選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するために、前記カバー内において前記トレイと前記第２の放射発光球の列との間において当該装置内に設置される第２のフィルタと、
ｇ）前記第１と第２のフィルタのそれぞれは、前記トレイに対向する第１の表面と、前記トレイと反対側を向いてその関連付けられる放射発光球の列に対向する第２の表面とを備え、前記フィルタのそれぞれの前記第２の表面は、選択された波長の光を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する、生物学的製剤／物質の照射装置。
【請求項２】
前記第１と第２のフィルタのそれぞれは、赤外線（ＩＲ）を遮蔽する、および／または、反射し、紫外線（ＵＶ）を通過させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１と第２のフィルタのそれぞれは、選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する基材を備える、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記基材はガラスを含み、前記コーティングは銀を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記コーティングは０．５μｍ〜１．０μｍの厚みを有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記基材は３．３ｍｍ±１．３ｍｍの厚みを有する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ベース内に設置されるファンをさらに備え、前記ベースはトレイ周辺において空気の循環と交換をさせる通気孔を含む、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
放射発光球からの放射を測定するためのセンサと、放射発光球からの放射を変更するためにセンサから受信される信号に基づいてファンの速度を調整するように構成される制御部をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ａ）照射されるべき生物学的製剤／物質を保持するための容器と、
ｂ）ｉ）ベースと、
ｉｉ）開放可能なカバーと、
ｉｉｉ）照射されるべき生物学的製剤／物質を容器を受容するように構成されてベースに関連づけられるトレイと、
ｉｖ）前記トレイの下において前記ベース内に設置される放射発光球の第１の列と、
ｖ）カバー内に設置される放射発光球の第２の列と、
ｖｉ）前記第１の列から放射された選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するために、前記ベース内において前記トレイと前記第１の放射発光球の列との間に設置される第１のフィルタと、
ｖｉｉ）前記第２の列から放射された選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するために、前記カバー内において前記トレイと前記第２の放射発光球の列との間に設置される第２のフィルタと、
ｖｉｉｉ）前記第１と第２のフィルタのそれぞれは、前記トレイに対向する第１の表面と、前記トレイと反対側を向いてその関連付けられる放射発光球の列に対向する第２の表面とを備え、前記フィルタのそれぞれの前記第２の表面は、選択された波長の光を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する、生物学的製剤／物質を照射するためのシステム。
【請求項１０】
前記第１と第２のフィルタのそれぞれは、赤外線（ＩＲ）を遮蔽および／または反射するが紫外線（ＵＶ）を通過させる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
第１と第２のフィルタのそれぞれは、選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する基材を備える、請求項９または請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記基材はガラスを含み、前記コーティングは銀を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コーティングは０．５μｍ〜１．０μｍの厚みを有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記基材は３．３ｍｍ±１．３ｍｍの厚みを有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ベース内に設置されるファンをさらに備え、前記ベースはトレイ周辺において空気の循環と交換をさせる通気孔を含む、請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
放射発光球からの放射を測定するためのセンサと、放射発光球からの放射を変更するためにセンサから受信される信号に基づいてファンの速度を調整するように構成される制御部をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
ａ）照射に適した採集容器を、非ＵＶＡ光を遮蔽および／または反射するコーティングを有する外表面によって規定される照射室内に配置し、前記照射室は第１と第２の光源の間に配置され、
ｂ）前記採集容器内に単核細胞を含む懸濁液を導入し、
ｃ）前記採集容器をＵＶＡ光に曝すためにＵＶＡ光を前記照射室に導入するために前記第１と第２の光源を活性化し、
ｄ）非ＵＶＡ光が前記採集室に入ることを防ぐ、単核細胞製剤を照射するための方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液や血液成分のような生物学的流体を処理し処置するための装置、方法、システムに関する。より特定的には、本発明は、処置室内に配置された容器内での血液や血液成分のような生物学的流体の照射を含む装置、方法、システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学的流体の処置において、照射装置は特に有用である。ここで用いられるように、生物学的流体とは、見出される、または体内に導入される、いかなる流体も表わすが、血液と血液製剤に限定されない。ここで用いられるように、「血液製剤」とは、全血、または、全血から分離された赤血球、白血球、血小板、血漿またはこれらの成分の一以上の組み合わせのような全血の成分を表す。
【０００３】
例えば、照射装置は、光化学剤と組み合わされた血液製剤を、光に曝された時に活性化するための処置において使用され得る。そのような光化学剤は、例えばウイルス、バクテリア、または他の汚染菌（全体的に「病原体」という。）の不活性において使用され得る。光化学剤はまた、白血球のような単核細胞の処置においても使用される。病原体を不活性化する機器においては、活性化された剤が血液製剤中に存在し得る病原体を不活性化させる。単核細胞の処置においては、剤は、疾患の処置の一部として、または、単核細胞療法の副作用として、単核細胞自体を標的とする。
【０００４】
典型的には、処置されるべき生物学的流体は照射装置内の流体処置室内の柔軟な、可塑性の、滅菌可能な、半透明の、生物学的に適合する容器内に導入される。容器は、照射装置によって提供される処置の前後の生物学的流体の処理のいずれにおいても使用可能な他の容器とプラスチックの管と一体的に接続され得る。
【０００５】
そのような照射装置の１つは、ここに参照として全文が組み込まれる米国特許第７，４３３，０３０号に記載されている。装置は中央に容器運搬トレイを配置するための空洞のある流体運搬引き出し具を含む。装置は、上部と下部光引き出し具を含み、そのそれぞれは、流体運搬引き出し具からガラス板によって分離されている。ガラス板は、生物学的流体の処置に用いられる波長の光に対して実質的に半透明である。特定の実施形態においては、ガラス板は、フォトフェレーシスに用いられる３２０〜４００ｎｍの波長の紫外線に対して半透明であるが、望ましくない光、特に３２０ｎｍよりも短い波長の光に対しては半透明ではない。
【０００６】
生物学的流体、より特定的には、血液と血液成分の懸濁液は、温度に敏感であり、処置の間、光のエネルギーが吸収されるので、溶血と細胞死を制限するために、４１℃以上、より好ましくは約３７℃以上の温度に曝されないように注意が必要である。このため、前述の特許の照射装置は処置室の温度制御のための送風機と、流体処置室内の温度を監視し測定するための温度センサを備える。流体処理室の温度が予め定められた範囲の外になれば、温度が限度に近付いている、または、超えているという警報が操作者に送られるので、適切な行動がとられ、すなわち、処理が終了され、生物学的流体の容器は「使用不可」にされる。
【０００７】
本開示の方法によって、照射装置は、処置される生物学的流体の温度が安全な範囲外にある可能性を低減するように、装置の流体処置室の温度がやわらげられるように構成される。
【発明の概要】
【０００８】
別々に、または同時に、装置とシステムにおいて具体化される本主題のこれらのいくつかの局面は、以下に説明され、特許請求される。これらの局面は、単独で、またはここに記載される主題の他の局面と組み合わせて用いられ、これらの記載の局面を合わせて記載することは、これらの局面の別々の使用、または、そのような局面を別々にまたは様々な組み合わせにおいてここに添付する特許請求の範囲に記載したように特許請求することを排除することを意図しない。
【０００９】
第１の局面において、生物学的製剤／物質の照射装置は、ベースと；第１と第２の側を有し、照射されるべき生物学的製剤／物質を容器を受容するように構成されてベースに関連づけられるトレイと；トレイの第１の側に隣接して当該装置内に設置される放射発光球の第１の列と；トレイの第２の側に隣接して当該装置内に設置される放射発光球の第２の列と；第１の列から放射された選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するために、ベース内においてトレイと第１の放射発光球の列との間において当該装置内に設置される第１のフィルタと；第２の列から放射された選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するために、カバー内においてトレイと第２の放射発光球の列との間において当該装置内に設置される第２のフィルタと；第１と第２のフィルタのそれぞれは、トレイに対向する第１の表面と、トレイと反対側を向いてその関連付けられる放射発光球の列に対向する第２の表面とを備え、フィルタのそれぞれの第２の表面は、選択された波長の光を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する。
【００１０】
第２の局面においては、第１と第２のフィルタのそれぞれは、赤外線（ＩＲ）を遮蔽する、および／または、反射し、紫外線（ＵＶ）を通過させる。
【００１１】
第３の局面においては、第１と第２のフィルタのそれぞれは、選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する基材を備える。
【００１２】
第４の局面においては、基材はガラスを含み、コーティングは銀を含む。
【００１３】
第５の局面においては、コーティングは好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍの厚みを有し、基材は好ましくは３．３ｍｍ±１．３ｍｍの厚みを有する。
【００１４】
第６の局面においては、装置はベース内に設置されるファンまたは送風機をさらに備え、ベースはトレイ周辺において空気の循環と交換をさせる通気孔を含む。
【００１５】
第７の局面においては、ファンの速度は、電球からのＵＶ放射の出力を変更するように制御される。好ましくは、ランプのＵＶＡ出力を測定するためにＵＶセンサが装置内において放射発光球の近傍に配置され、その指示信号が制御部に送られ、所望のＵＶＡ出力を得るように、ランプの温度を調整するために、制御部によってファンの速度が増大または低減される。
【００１６】
第８の局面においては、単核細胞製剤を照射するための方法は、照射に適した採集容器を、非ＵＶＡ光を遮蔽および／または反射するコーティングを有する外表面によって規定される照射室内に配置し、照射室は第１と第２の光源の間に配置され、採集容器内に単核細胞を含む懸濁液を導入し、採集容器をＵＶＡ光に曝すためにＵＶＡ光を照射室に導入するために第１と第２の光源を活性化し、非ＵＶＡ光が採集室に入ることを防ぐことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示に従った生物学的流体の照射装置の斜視図である。
【図２】図１の照射装置の断面斜視図である。
【図３】詳細を示すために拡大された、図１の照射装置の部分断面図である。
【図４】照射装置の部分を形成する生物学的流体容器を支持するためのトレイの断面斜視図である。
【図５】照射装置に関連づけられるファンの速度を調整するための、マイクロプロセッサに基づく制御システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここに開示される実施形態は、本主題の例示の目的のために提供される。しかしながら、これらは単に例示のためであって、本主題は様々な形態で具体化され得る。従って、ここに開示される特定の詳細は、特許請求の範囲に記載された主題の限定を意図しない。
【００１９】
ここに記載されるように、照射装置は、システムの一部として細胞分離器と併せて用いられ得る独立型の装置である。そのようなシステムに従えば、細胞分離器は、生物学的流体を生物学的流体容器内に向けるように構成され、照射装置は生物学的流体容器を受容するように構成される流体処置室を含むであろう。
【００２０】
細胞分離器は、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ  Ｋａｂｉ  ＵＳＡ，  ＬＬＣ．の子会社であるイリノイ州のＦｅｎｗａｌ，Ｉｎｃ．によって販売されるＡｍｉｃｕｓ（登録商標）Ｓｅｐａｒａｔｏｒであり得る。Ａｍｉｃｕｓ（登録商標）を使用した単核細胞の採集は、ここに参照として全文が組み込まれる米国特許第６，０２７，６５７により具体的に説明されている。
【００２１】
容器は、流体と血液と血液成分の処理と採集のために、患者との流体連通を確立するために管と予め接続された容器のネットワークを含む流体回路（または処理セットともいう。）の一部であり得る。
【００２２】
具体的な流体回路は、ここに参照として組み込まれるＵＳ２０１３／０１９７４１９に開示されている。そこに開示されているように、流体回路は、柔軟な処理容器の壁によって規定される分離室と、抗凝固剤を供給するための容器と、単核細胞の処置と洗浄の処理の１以上の工程において廃棄物を採集するための廃棄容器と、生理食塩水または他の洗浄または再懸濁媒を保持する容器と、血漿を採集するための容器と、上述の操作から単核細胞を採集する容器と、任意で、光活性化剤を保持する容器とを含む。
【００２３】
単核細胞の採集容器は、照明または照射容器としても用いられ得、好ましくは使い捨てのセットに予め取り付けられている。流体回路は入口ライン、抗凝固剤（ＡＣ）をＡＣ容器から送達するための抗凝固剤（ＡＣ）ライン、赤血球を分離室から廃棄容器に輸送するためのＲＢＣライン、少血小板血漿（ＰＰＰ）を血漿容器に運搬するための少血小板血漿（ＰＰＰ）ライン、そして、分離室と採集／照明容器との間の単核細胞の輸送のためのラインを含む。血液処理セットはまた、患者の循環系にアクセスするための１以上の静脈穿刺針を含む。流体回路は、入口針と戻り針の両方を含み得る。代わりに、単一の針が入口と戻りの針として用いられてもよい。
【００２４】
単核細胞採集容器は、選択された波長の光の照射に適している。「照射に適している」とは、容器の壁が、選択された波長の光に対して十分に半透明であることを意味する。ＵＶＡ光を用いる処置において、例えば、容器の壁はエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）が適している。従って、単核細胞が採集される容器は、採集容器としても、照射容器としても用いられ得る。採集／照射容器は、操作者によって照射装置の内部に配置され得、または、より好ましくは、細胞分離と全血の引き込みを含む処置の最初に、照射装置の照射室内に配置され得る。いずれの場合も、単核細胞採集容器は、好ましくは、全処理の間、流体回路の他の部分に一体的に接続されたままにされており、それによって、流体回路の閉鎖または機能的な閉鎖状態が維持されている。流体回路を通る流体流は、好ましくは、分離装置と流体回路のバルブ、ポンプ、重量計、センサと協働するマイクロっプロセッサに基づく制御部によって駆動され制御され調整され、詳細は前述の米国特許第６，０２７，６５７に記載されている。
【００２５】
図１〜４に示すように、照射装置は、全体的に符号１０で示され、ベース１４とカバーまたは閉鎖部１６を含むハウジング１２を備えることがわかる。図示されるように、カバーはヒンジでベース１４に固定されているので、カバー１６は、ハウジング１２内部にアクセルできるように、ヒンジ周りに回動することができる。ハウジングの内部は、生物学的流体容器２０を受容し支持するように構成されるトレイ１８を含む流体処置室を規定する。
【００２６】
トレイ１８は、対向する第１と第２の側を有し、一方はベース１４に対向し、他方はカバー１６に対向する。トレイ１８は、部分的には、高分子材料によって作製され得、トレイの特定の部位はガラスのような他の材料で作製され得る。
【００２７】
光源は装置の内部において、トレイの第１と第２の側のそれぞれに隣接するように配置される。図示されるように、光源は、ベース内のトレイの第１の側に設置される複数の光源２２ａを含む第１の列２２と、カバー１６内のトレイ１８の第２の側に設置される複数の光源２４ａを含む第２の列２４とを含む。本開示に従えば、光源２２ａ，２４ａは、スペクトルの紫外線の部分の電磁波を提供する。
【００２８】
処置室は、生物学的流体容器２０のどの側面も照射されるように、トレイ１８と光源２４ａ，２２ａの上下の列との間にそれぞれ挟まれる半透明の天井２６と半透明の床２８によって規定される。床２８と天井２６は、例えばガラスによって作製され得る。図示されるように、ガラスのシートは、ハウジング１２の内部、例えば、ベース１４またはトレイ１８と、カバー１６とに、取り付けられるか固定されるか一体的に形成される枠３０（図３，４に最もよく見られる）内に設置される床と天井を形成している。
【００２９】
半透明の天井２６と床２８は、好ましくは、生物学的流体の処置（例えば、生物学的流体中の光活性化剤の活性化）に要求されるスペクトル／波長の光を通過させるフィルタとして用いられるが、付随的な所望のスペクトルの光の吸収以外に処置容器の内容物の加熱を避けるために、所望のスペクトル／波長以外の光を遮蔽する。単核細胞の処置の文脈において、所望のスペクトルは、約３２０〜４００ｎｍのＵＶＡの範囲の波長を有するＵＶ光であり、遮蔽されるべき光はＵＶＡの範囲外の光であり、より特定的には、７５０ｎｍ〜１ｍｍの波長を有する赤外線である。
【００３０】
開示に合わせて、半透明の床２８と天井２６のそれぞれは、トレイ１８に対向する第１の表面と、トレイ１８の反対側を向き、関連づけられた放射発光球２２ａ，２４ａに対向する第２の表面２８ａ，２６ａを備える（図３に最もよく見られる）。床２８と天井２６の第２の表面２８ａ，２６ａ、すなわち、トレイ１８の逆側を向いている面は、選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する。これは、望まれない光（例えば、赤外線）を、吸収される前に床と天井から反射し、これによって床と天井が温められるのを防ぐために役に立つ。
【００３１】
床２８と天井２６のそれぞれは、選択された波長の放射を遮蔽および／または反射するためのコーティングを有する基材を備える。上述のように、床と天井はガラスで構成されるので、これが基材を提供し、コーティングは銀を含む。コーティングは、好ましくは０．５μｍ〜１．０μｍの厚みを有する。基材は、ＵＶ光を遮蔽するほど厚みを有しないが、過度に壊れやすくないように薄くない。従って、基材は好ましくは３．３ｍｍ±１．３ｍｍの厚みを有する。このような性質を有するガラス板は、例えばペンシルバニア州デュリエのＳｈｏｔｔ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｉｎｃ．から製品名Ｂ−２７０で得られる場合があり、３２０〜４００ｎｍのＵＶ光を通過させるが、７５０ｎｍ〜１ｍｍの波長のＩＲ光を遮蔽する。
【００３２】
処置室の温度をさらに和らげるために、装置は好ましくは、ベース内に設置されるファンまたは送風機３２を含み、ベースは、トレイの周辺で空気の循環または交換をさせるように通気孔３４を含む。さらに、ファン３２の速度は、好ましくは、光源２２ａ，２４ａのＵＶＡ出力を変更するために制御可能である。特に、光源の放射出力は温度によって変わり、光源の温度が（管壁で）４０℃に近づくと放射出力が最大限に増大し、その後減少する。従って、光源のＵＶＡ出力は、光源の温度を制御することによって、最大値に増大、または、最大値から減少し得る。制御は、（光源の温度を減少させるために）ファンの速度を上げることによって、または、（光源の温度を上げるために）ファンの速度を減少させることによって、照射装置１０を通る気流の側御を変更することによって達成され得る。
【００３３】
このため、また、図５を参照して、ＵＶＡセンサ３４が光源２２ａコンパートメント内において光源の近くに設置されている。センサ３４は、プログラム可能な制御部３６に送られる、光源の放射出力を示す信号を生成する。プログラム可能な制御部３６は、ＵＶＡセンサ３４からの信号と、光源について評価された最大の放射出力を比較し、その後、光源の放射出力を調整するために、光源の周囲の温度を増大または減少させるために、ファン３２の速度を制御する。例えば、光源２２ａ，２４ａのＵＶＡ出力の最大化は、流体容器２０の照射時間を短くする。
【００３４】
例示によれば、紫外線を用いた単核細胞の処置のためにここに表わされる照射装置の使用の説明は以下の通りである。このような処置方法においては、全血は患者から引かれ、細胞分離器の分離室に導入され、そこで全血が遠心場に曝される。遠心場は標的細胞、例えば、単核細胞を、赤血球、血小板、血漿から分離する。分離された赤血球と血小板は患者に戻されるか、さらなる処理のために容器によけられる。しかしながら、赤血球と血漿の残りの量は、典型的には、分離された単核細胞とともに懸濁している。
【００３５】
懸濁した単核細胞は、溶解剤と組み合わせれ、その後、赤血球の残りを分離し、または、溶解するために、溶解剤を活性化するためにインキュベートされる。その後、懸濁液はアフェレーシス装置によって、血漿を除去するために洗浄され、赤血球の溶解によってヘモグロビンの無い状態にされる。洗浄された、溶解された懸濁液は、その後、再懸濁され、活性化剤と組み合わされ、その後、処置された細胞製剤を得るために紫外線に曝される。非限定的な１つの例においては、処置の間、単核細胞製剤は、選択された時間の間、好ましくは５分間以下、約３２０〜４００ｎｍのＵＶＡの波長を有する紫外線電球に曝され、その結果、平均的なＵＶＡ放射は約０．５〜５．０Ｊ／ｃｍ２となる。処置室を規定する床と天井の赤外線の反射／遮蔽コーティングによって、単核細胞製剤の処置のために必要とされるＵＶＡ光は処置室内に透過し、一方、望まれない赤外線は反射され、従って、赤外線の吸収の結果生じる単核細胞製剤の加熱を避ける。
【００３６】
処置された細胞製剤は、その後、患者に戻される。任意で、処置された単核細胞はまず分離器に戻され、濃縮されていない細胞に比較してより小さい体積を有するように、濃縮された細胞を与えるように濃縮される。結果として、濃縮されたＭＮＣのより小さい体積がより迅速に患者に再注入される。
【００３７】
上述の実施形態は、本主題の原則のいくつかの応用の図示であると理解され得る。当業者によって、請求された主題の範囲と精神から出発して、ここに独立して開示または請求される特徴の組み合わせを含む種々の変形がなされ得る。これらの理由のため、範囲は上述の説明によっては制限されず、以下の特許請求の範囲によって述べられる。
【図１】
2017029717.tif 000003
【図２】
2017029717.tif 000004
【図３】
2017029717.tif 000005
【図４】
2017029717.tif 000006
【図５】
2017029717.tif 000007
【外国語明細書】
[TITLE]
IRRADIATION DEVICE FOR BIOLOGICAL FLUIDS
[Background]
[Field of the Disclosure]
[001]    This patent relates to devices, methods and systems for processing and treating biological fluids, such as blood and blood components.  More particularly, the patent relates to devices, methods and systems involving irradiation of biological fluids, such as blood and blood components, in a container disposed in a treatment chamber.
[Background of the Art]
[002]    An irradiation device is particularly useful in the treatment of biological fluids.  As used herein, biological fluid refers to any fluid that is found in or that may be introduced into the body including, but not limited to, blood and blood products.  As used herein, "blood product" refers to whole blood or a component of whole blood such as red blood cells, white blood cells, platelets, plasma or a combination of one or more of such components that have been separated from whole blood.
[003]    For example, an irradiation device may be used in the treatment of a blood product that has been combined with a photochemical agent for activation when subjected to light.  Such photochemical agents may be used, for example, in the inactivation of viruses, bacteria and other contaminants (collectively referred to herein as "pathogens").  Photochemical agents are also used in the treatment of mononuclear cells, such as white blood cells. In pathogen inactivation applications, the activated agent inactivates pathogens that may be present in a blood product. In the treatment of mononuclear cells, the agent targets the mononuclear cells themselves as part of a treatment of a disease or a side effect of a mononuclear cell therapy.
[004]    Typically, the biological fluid to be treated is introduced into a fluid treatment chamber within the irradiation device in flexible, plastic, sterilizable, translucent, biologically compatible containers.  The containers may be integrally connected to other containers and plastic tubing useful in the processing of the biological fluid both before and after the treatment provided by the irradiation device.
[005]    One such irradiation device is described in U.S. Patent No. 7,433,030, which is incorporated by reference herein in its entirety. The device includes a fluid carrying drawer with a central cavity to allow for placement of a container-carrying tray. The device includes upper and lower light drawers, each of which is separated from the fluid carrying drawer by a glass plate. The glass plates are substantially translucent to light of the wavelengths used for the treatment of biological fluid. In a specific embodiment, the glass plates are translucent to ultraviolet light within the range of 320-400 nm used for photopheresis, but not translucent to unwanted light, specifically light of a wavelength of less than 320 nm. 
[006]    Biological fluids, and, more specifically, blood and suspensions of blood components, are temperature sensitive, and care needs to be taken to ensure that during treatment , in which light energy is being absorbed, it is not subjected to temperatures higher than about 41°C, and more preferably about 37°C, to limit hemolysis and cell death. To this end, the irradiation device in the above-referenced patent includes a blower for temperature control of the treatment chamber, and temperature sensors for monitoring and measuring the temperature within the fluid treatment chamber. If the temperature in the fluid treatment chamber falls outside of a predetermined range, an alert is sent to the operator that the temperature is approaching or has exceeded its limit, so that appropriate action may be taken, namely terminating the procedure and marking the container of biological fluid as “unusable.” 
[007]    By way of the present disclosure, an irradiation device is provided by which the temperature of the fluid treatment chamber of the device is moderated, so as to reduce the likelihood that the temperature of the biological fluid being treated is outside of a safe range. 
[Summary]
[008]    There are several aspects of the present subject matter that may be embodied separately or together in the devices and systems described and claimed below.  These aspects may be employed alone or in combination with other aspects of the subject matter described herein, and the description of these aspects together is not intended to preclude the use of these aspects separately or the claiming of such aspects separately or in different combinations as set forth in the claims appended hereto. 
[009]    In a first aspect, a device for irradiation of a biological product/substance comprising a base; a tray having a first and second side associated with the base and configured to receive a container holding the biological product/substance to be irradiated; a first array of radiation-emitting bulbs mounted in the device adjacent the first side of the tray; a second array of radiation-emitting bulbs mounted in device adjacent a second side of the tray; a first filter mounted in the device between the tray and the first array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the first array of a selected wavelength; and a second filter mounted in the device between the tray and the second array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the second array of the selected wavelength; each of the first and second filters comprising a first surface facing the tray and a second surface facing away from the tray and toward its associated array of radiation-emitting bulbs, the second surface of each filter having a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength. 
[0010]  In a second aspect, each of the first and second filters blocks and/or reflects infrared (IR) radiation, while permitting ultraviolet (UV) radiation (and, more specifically, UVA radiation) to pass therethrough.
[0011]  In a third aspect, each of the first and second filters comprises a substrate with a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength.
[0012]  In a fourth aspect, the substrate comprises glass and the coating comprises silver. 
[0013]  In a fifth aspect, the coating preferably has a thickness of from 0.5 μm to 1.0 μm, and the substrate preferably has a thickness of 3.3 mm +/- 1.3 mm.
[0014]  In a sixth aspect, the device further comprises a fan or blower mounted within the base, and the base includes vents to permit air circulation and exchange around the tray.
[0015]  In a seventh aspect, the speed of the fan is controlled to vary the output of UV radiation from the bulbs.  Preferably, a UV sensor is positioned within the device in proximity to the radiation-emitting bulbs to measure the UVA output of the lamps, a signal indicative of which is transmitted to a controller, and the speed of the fan is increased or decreased by the controller to adjust the temperature of the lamps to obtain the desired UVA output.
[0016]  In an eighth aspect, a method for irradiating a mononuclear cell product is provided comprising: placing a collection container suitable for irradiation into an irradiation chamber defined by an exterior surface having a coating thereon that blocks and/or reflects non-UVA light, the irradiation chamber being positioned between first and second light sources; introducing a suspension comprising mononuclear cells into the collection container; activating the first and second light sources to introduce UVA light into the irradiation chamber  to expose the collection container to UVA light; and preventing non-UVA light from entering into the collection chamber. 
[Brief Description of the Drawings]
[0017]  
Fig. 1 is a perspective view of an irradiation device for biological fluids in accordance with the present disclosure.
Fig. 2 is a perspective view, in cross section, of the irradiation device of Fig. 1.
Fig. 3 is a fragmentary cross sectional view of the irradiation device of Fig. 1, enlarged to show detail.
Fig. 4 is a perspective view, in cross section, of a tray for supporting a biological fluid container that forms a part of the irradiation device.
Fig 5 is a schematic view of a microprocessor-based control system for adjusting the speed of a fan associated with the irradiation device.
[Description of the Illustrated Embodiments]
[0018]  The embodiments disclosed herein are for the purpose of providing an exemplary description of the present subject matter.  They are, however, only exemplary, and the present subject matter may be embodied in various forms.  Therefore, specific details disclosed herein are not to be interpreted as limiting the subject matter as defined in the accompanying claims.
[0019]  As described herein, the irradiation device is a stand-alone device that may also be used in conjunction with a cell separator as part of a system.  According to such a system, the cell separator would be configured to direct a biological fluid into a biological fluid container, and the irradiation device would include a fluid treatment chamber configured to receive the biological fluid container. 
[0020]  The cell separator may be an Amicus (R) Separator made and sold by Fenwal, Inc., of Lake Zurich, Illinois, a subsidiary of Fresenius Kabi USA, LLC.  Mononuclear cell collections using a device such as the Amicus (R) are described in greater detail in U.S. Patent No. 6,027,657, the contents of which is incorporated by reference herein in its entirety.
[0021]  The container may be part of a fluid circuit (also referred to as a processing set) that includes a network of tubing and pre-connected containers for establishing flow communication with the patient and for processing and collecting fluids and blood and blood components.  
[0022]  An exemplary fluid circuit is disclosed in US 2013/0197419, incorporated herein by reference. As disclosed therein, the fluid circuit includes a separation chamber defined by the walls of a flexible processing container, as well as a container for supplying anticoagulant, a waste container for collecting waste from one or more steps in the process for treating and washing mononuclear cells, a container for holding saline or other wash or resuspension medium, a container for collecting plasma, a container for collecting the mononuclear cells from the operation discussed above and, optionally, a container for holding a photoactivation agent.  
[0023]  The mononuclear cell collection container may also serve as the illumination or irradiation container, and is preferably pre-attached to the disposable set.  The fluid circuit includes an inlet line, an anticoagulant (AC) line for delivering AC from the AC container, an RBC line for conveying red blood cells from the separation chamber to a waste container, a platelet-poor plasma (PPP) line for conveying PPP to plasma container, and a line for conveying mononuclear cells between the separation chamber and the collection/illumination container.  The blood processing set also includes one or more venipuncture needle(s) for accessing the circulatory system of the patient.  The fluid circuit may include both an inlet needle and a return needle.  Alternatively, a single needle can serve as both the inlet and return needle.
[0024]  The mononuclear cell collection container is suitable for irradiation by light of a selected wavelength.  By “suitable for irradiation”, it is meant that the walls of the container are sufficiently translucent to light of the selected wavelength.  In treatments using UVA light, for example, container walls made of ethylene vinyl acetate (EVA) are suitable.  Accordingly, the container in which the mononuclear cells are collected may serve both as the collection container and the irradiation container.  The collection/irradiation container may be placed inside the irradiation device by the operator or, more preferably, may be placed inside the irradiation chamber of irradiation device at the beginning of a procedure including the cell separator and prior to whole blood withdrawal.  In any event, the mononuclear cell collection container preferably remains integrally connected to the remainder of the fluid circuit during the entire procedure, thereby maintaining the closed or functionally closed condition of the fluid circuit. Fluid flow through fluid circuit is preferably driven, controlled and adjusted by a microprocessor-based controller in cooperation with the valves, pumps, weight scales and sensors of the separation device and fluid circuit, the details of which are described in U.S. Patent No. 6,027,657, referenced above.
[0025]  Turning to Figs. 1-4, an irradiation device, generally designated 10, is seen that comprises a housing 12 including a base 14 and a cover or closure 16. As illustrated, the cover is secured to the base 14 by a hinge so that the cover 16 can be pivoted about the hinge to provide access to the interior of the housing 12. The interior of the housing defines a fluid treatment chamber that includes a tray 18 configured to receive and support a biological fluid container 20.
[0026]  The tray 18 has opposed first and second sides, one facing the base 14 and the other facing the cover 16.  The tray 18 may be made, in part, of a polymeric material, with certain sections of the tray being made of another material, such as glass.
[0027]  A light source is disposed on the interior of the device adjacent each of the first and second sides of the tray.  As illustrated, the light source includes a first array 22, including a plurality of light sources 22a, mounted in the base on the first side of the tray, and a second array 24, including a plurality of light sources 24a, mounted in the cover 16 on the second side of the tray 18.  According to the present disclosure, the light sources 22a, 24a provide electromagnetic radiation in the ultraviolet portion of the spectrum.  
[0028]  The treatment chamber is defined by a translucent ceiling 26 and a translucent floor 28 that are interposed between the tray 18 and the upper and lower arrays of light sources, 24a, 22a, respectively, to permit the illumination on both sides of the biological fluid container 20.  The floor 28 and ceiling 26 may be made of, e.g., glass. As illustrated, the glass sheets forming the floor and ceiling are mounted in a frame 30 (best seen in Figs. 3 and 4) that is attached or secured to, or formed integrally with, the interior of the housing 12, e.g., the base 14 or tray 18 and the cover 16. 
[0029]  The translucent ceiling 26 and floor 28 preferably serve as filters that permit passage of light of the spectrum/wavelength required for treatment of the biological fluid (e.g., activation of a photoactive agent in the biological fluid), but block light outside of the desired spectrum/wavelength, so as to avoid heating of the contents of the treatment container other than that incidental to the absorption of light of the desired spectrum. In the context of the treatment of mononuclear cells, the desired spectrum is UV light having a wavelength in the UVA range of about 320 nm to 400 nm, while the light to be blocked is light falling outside the UVA range, and more specifically, IR light having a wavelength of from about 750 nm to 1 mm. 
[0030]  In keeping with the disclosure, each of the translucent floor 28 and ceiling 26 comprises a first surface facing the tray 18 and a second surface 28a, 26a (best seen in Fig. 3), facing away from the tray 18 and toward its associated array of radiation-emitting bulbs 22a, 24a. The second surface 28a, 26a,of each of the floor 28 and ceiling 26, i.e., that surface facing away from the tray 18, has a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength. This helps to reflect the undesirable light (e.g., IR) away from the floor and ceiling before being absorbed, and thus prevents warming of the floor and ceiling. 
[0031]  Each of the floor 28 and the ceiling 26 comprises a substrate with a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength. As noted above the floor and ceiling comprise glass, which provides the substrate and the coating comprises silver. The coating preferably has a thickness of from 0.5 μm to 1.0 μm.  The substrate should have a thickness that is not so great as to block UV light, but not so thin as to be unduly prone to breaking.  Accordingly, the substrate preferably has a thickness of 3.3 mm +/- 1.3 mm.  Glass plates having such characteristics will transmit UV light having a wavelength of 320-400 nm, while blocking IR light having a wave length of 750 nm - 1mm, and may be obtained from, e.g., Shott North America, Inc. of Duryea, PA, under the product designation B-270.
[0032]  In order to further moderate the temperature of the treatment chamber, the device preferably includes a fan or blower 32 mounted within the base, and the base includes vents 34 to permit air circulation and exchange around the tray.  Further, the speed of the fan 32 is preferably controllable to vary the UVA output of the light sources 22a, 24a.  Specifically, the radiant output of the light sources varies with temperature, with the radiant output increasing to a maximum as the temperature of the light sources approaches 40°C (at the tube wall) and then decreasing.  Thus, the UVA output of the light sources may be increased to or decreased from a maximum value by controlling the temperature of the light sources, which can be accomplished by varying the rate of air flow through the irradiation device 10 by increasing the fan speed (to decrease the temperature of the light sources) or decreasing the fan speed (to increase the temperature of the light sources). 
[0033]  To this end, and with reference to Fig. 5, a UVA sensor 34 is mounted on the interior the compartments for the light sources 22a, 24a in proximity to the light sources.  The sensor(s) 34 generate a signal indicative of the radiant output of the light sources that is transmitted to a programmable controller 36.  The programmable controller 36 compares the signal from the UVA sensor(s) 34 to a rated maximum radiant output for the light sources, and then controls the speed of the fan 32 to either increase or decrease the ambient temperature of the light sources to adjust the radiant output of the light sources.  For example, maximizing the UVA output of the light sources 22a, 24a would shorten the time of irradiation of the fluid container 20.
[0034]  By way of example, a description of the use of the irradiation device described herein for the treatment of mononuclear cells with ultraviolet light follows.  In such a treatment method, whole blood is withdrawn from a patient and introduced into the separation chamber of the cell separator, where the whole blood is subjected to a centrifugal field.  The centrifugal field separates the target cell population, i.e., mononuclear cells, from red blood cells, platelets and plasma. The separated red blood cells and platelets may be returned to the patient, or may be diverted to a container for further processing.  However, a residual quantity of red blood cells and plasma typically remains in suspension with the separated mononuclear cells. 
[0035]  The suspended mononuclear cells may be combined with a lysing agent and then incubated to activate the lysing agent to disintegrate or dissolve the residual red blood cells. The suspension is then washed with the apheresis device to remove plasma and hemoglobin freed by the lysis of the red blood cells. The washed, lysed suspension is then re-suspended, and combined with an activation agent, and then exposed to ultraviolet light to obtain a treated cell product.  In one non-limiting example, during treatment, the mononuclear cell product may be exposed to UV bulbs having a wavelength in the UVA range of about 320 nm to 400 nm for a selected period of time, preferably 5 minutes or less, resulting in an average UVA exposure of approximately 0.5-5.0 J/cm2. Due to the IR reflective/blocking coating on the floor and ceiling that define the treatment chamber, the UVA light needed for treating the mononuclear cell product passes into the treatment chamber, while the undesirable IR light is reflected away, thus avoiding heating of the mononuclear cell product that would have otherwise resulted due to its absorption of the IR light.   
[0036]  The treated cell product is then returned to the patient. Optionally, the treated mononuclear cells may first be returned to separator and concentrated to provide for the concentrated cells to have a smaller total volume as compared to un-concentrated cells. As a result, the smaller volume of concentrated MNCs may be more quickly reinfused to a patient.  
[0037]  It will be understood that the embodiments described above are illustrative of some of the applications of the principles of the present subject matter. Numerous modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the claimed subject matter, including those combinations of features that are individually disclosed or claimed herein. For these reasons, the scope hereof is not limited to the above description, but is set forth in the following claims.
CLAIMS:
1.            A device for irradiation of a biological product/substance comprising:
a)            a base;
b)            a tray having a first and second side associated with the base and configured to receive a container holding the biological product/substance to be irradiated;
c)            a first array of radiation-emitting bulbs mounted in the device adjacent the first side of the tray;
d)            a second array of radiation-emitting bulbs mounted in device adjacent the second side of the tray;
e)            a first filter mounted in the device between the tray and the first array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the first array of a selected wavelength; and 
f)             a second filter mounted in the device between the tray and the second array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the second array of the selected wavelength; 
g)            each of the first and second filters comprising a first surface facing the tray and a second surface facing away from the tray and toward its associated array of radiation-emitting bulbs, the second surface of each filter having a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength. 
2.            The device of Claim 1 wherein the first and second filters each blocks and/or reflects infrared (IR) radiation while permitting ultraviolet (UV) radiation to pass therethrough. 
3.            The device of claim 1 or 2 wherein each of the first and second filters comprises a substrate with a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength
4.            The device of Claim 2 wherein the substrate comprises glass and the coating comprises silver.
5.            The device of Claim 4 wherein the coating has a thickness of from 0.5 μm to 1.0 μm.
6.            The device of claim 5 wherein the substrate has a thickness of from 3.3 mm +/- 1.3 mm.
7.            The device of any one of Claims 1-6 further comprising a fan mounted within the base, the base including vents to permit air circulation and exchange around the tray.
8.            The device of Claim 7 further comprising a sensor for measuring the radiant output of the radiation-emitting bulbs and a controller configured to adjust the speed of the fan based on a signal received from the sensor to vary the radiant output of the radiation-emitting bulbs.
9.            A system for irradiating a biological product/substance comprising: 
a)            a container for holding the biological product/substance to be irradiated;
b)         an irradiation device comprising: 
i)          a base;
ii)         an openable cover;
iii)        a tray associated with the base configured to receive the container of the biological product/substance to be irradiated;
iv)           a first array of radiation-emitting bulbs mounted in the base beneath the tray;       
v)          a second array of radiation-emitting bulbs mounted in the cover;
vi)         a first filter mounted in the base between the tray and the first array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the first array of a selected wavelength; and 
vii)       a second filter mounted in the cover between the tray and the second array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the second array of the selected wavelength;
viii)      each of the first and second filters comprising a first surface facing the tray and a second surface facing away from the tray and toward its associated array of radiation-emitting bulbs, the second surface of each filter having a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength. 
10)         The device of Claim 9 wherein the first and second filters each blocks and/or reflects infrared (IR) radiation while permitting ultraviolet (UV) radiation to pass therethrough. 
11)         The device of Claim 9 or 10 wherein each of the first and second filters comprises a substrate with a coating thereon for blocking and/or reflecting radiation of the selected wavelength.
12)         The device of Claim 11 wherein the substrate comprises glass and the coating comprises silver.
13)         The device of Claim 12 wherein the coating has a thickness of from 0.5 μm to 1.0 μm.
14)         The device of claim 13 wherein the substrate has a thickness of from 3.3 mm +/- 1.3 mm.
15)         The device of any one of Claims 9-14 further comprising a fan mounted within the base, the base including vents to permit air circulation and exchange around the tray.
16)         The device of Claim 15 further comprising a sensor for measuring the radiant output of the radiation-emitting bulbs and a controller configured to adjust the speed of the fan based on a signal received from the sensor to vary the radiant output of the radiation-emitting bulbs.
17)         A method for irradiating a mononuclear cell product comprising:
a)    placing a collection container suitable for irradiation into an irradiation chamber defined by an exterior surface having a coating thereon that blocks and/or reflects non-UVA light, the irradiation chamber being positioned between first and second light sources;
b)    introducing a suspension comprising mononuclear cells into the collection container;
c)    activating the first and second light sources to introduce UVA light into the irradiation chamber to expose the collection container to UVA light; and
d)    preventing non-UVA light from entering into the collection chamber. 
A device for irradiation of a biological product/substance is provided comprising a base; a tray having a first and second side associated with the base and configured to receive a container holding the biological product/substance to be irradiated; a first array of radiation-emitting bulbs mounted in the device adjacent the first side of the tray; a second array of radiation-emitting bulbs mounted in device adjacent a second side of the tray; a first filter mounted in the device between the tray and the first array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the first array of a selected wavelength; and a second filter mounted in the device beneath the second array of radiation-emitting bulbs for blocking and/or reflecting radiation emitted by the second array of the selected wavelength. 
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