包含一個整體彈性過濾器的血液採集系統的製作方法

2023-10-11 19:54:29

專利名稱：包含一個整體彈性過濾器的血液採集系統的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及血液採集和處理系統和方法。
在貯存用於後來輸血的血液成分之前，據信使存在的雜質或其它物質(它們可能會在接受者體內產生不希望的副作用)最小化是人們所希望的。例如，由於可能的反應，在貯存之前，或者至少在輸血之前，從血液成分中除去基本上所有的白血球，一般是人們所希望的。
傳統方法是採用過濾來實現白血球的減少。通過在多個血液袋結構中的過濾以降低白血球數目的系統和方法在例如Stewart的美國專利4,997,577、Stewart等人的美國專利5,128,048、Johnson等人的美國專利5,180,504和Bellotti等人的美國專利5,527,472之中有描述。
在一個優選實施例中，所述過濾介質可將血液中的白血球除去。
本發明的其它特徵和優點，在閱讀了下述的說明、附圖和所附權利要求書之後，將會變得更為清楚明了。
本發明並不局限於下述說明書或附圖所示中給出的具體結構和部件排列。可以使用其他實施方案和以其他不同的方式實施本發明。所用術語和詞組是用來說明的，不應該理解為對本發明的限定。優選實施例的說明

圖1所示為具有一個整體彈性過濾器20的人工血液採集和貯存系統10。所述系統10可保證基本不含有白血球的紅血球能夠長期地貯存。所述系統10可保證血小板濃縮物和低濃度血小板的血漿能夠長期地貯存。正如由美國的應用標準所確認的，所述血液採集和貯存系統10，一經消毒，就可形成一個消毒的「封閉」系統。所述系統10是一種可處置的一次性使用的物品。
如圖1所示，系統10包括一個主袋12和三個轉換袋或容器14、16和18。正如所述的彈性過濾器20一樣，所述的轉換袋14、16和18也都整體地連接到所述的系統10之上。在使用時，以常規方法操作所述系統10。所述主袋12(它也稱作供血袋)，經由一個與其整體連接的，帶有一個放血針24的供血管22接受來自獻血者的全血。在所述主袋12中含有一種合適的抗凝血劑A。全血在所述的主袋12中，採用傳統方法經離心分離為紅血球和富含血小板的血漿。白血球居於所述紅血球和富含血小板血漿之間的層面。
轉換袋14用來接收由採集在所述主袋12中的全血中分離出來的富含血小板的血漿。當從所述主袋12中轉移出富含血小板的血漿時，就能夠將白血球儘可能多地保留在所述主袋12中。富含血小板的血漿向轉換袋14中的轉移，使紅血球和白血球留在所述的主袋12中。
轉換袋16含有一種適於紅血球貯存的溶液S。這種溶液公開在Grode等人的美國專利4,267,269中，它由巴克斯特保健公司以商標名ADSOL溶液出售。所述貯存溶液S是在所述富含血小板的血漿轉移到所述轉換袋14中之後，轉移到所述主袋12之中的。
所述富含血小板的血漿是採用常規方法在所述轉換袋14中被離心分離為血小板濃縮物和除去血小板的血漿。所述除去血小板的血漿被轉移到轉換袋16中，此刻轉換袋16中的貯存溶液S已被倒空。所述轉換袋16用作除去血小板的血漿的貯存容器。所述轉換袋14用作所述血小板濃縮物的貯存容器。
所述貯存溶液S與存留在所述主袋12中的紅血球和白血球進行混合。貯存溶液S、紅血球和白血球的混合物經由管線26從所述主袋12中轉移出來。所述管線26與整體彈性過濾器20成一條直線連接。所述彈性過濾器20包括放置於殼體30之內的過濾介質28。所述過濾介質被選擇用來從紅血球中除去白血球。
所述除去白血球的紅血球進入轉換袋18。轉換袋18用作除去白血球的紅血球的貯存容器。
與所述處理系統10相關的袋和管線，可由常規被認可的醫用等級的塑料材料製成，如以苯二甲酸二-2-乙基己酯增塑的聚氯乙烯(PVC-CEHP)。所述袋是採用傳統熱封技術形成的，例如，射頻(RF)熱封。
一種替代方案是，由於所述轉換袋14可用來貯存血小板濃縮物，所以它可由聚烯烴材料(如Gajewski等人在美國專利4,140,162中所公開)或以偏苯三三-2-乙基己酸酯(TEHTM)增塑的聚氯乙烯材料製成。這些材料與DEHP-增塑的聚氯乙烯材料相比，具有更大的透氣性，這對於血小板的貯存是有利的。
所述彈性過濾器20，與所述系統10中的其它元件一樣，也是可處置的一次性使用的物品。而且，與所述系統10中的其它元件一樣，所述過濾器殼體30是採用常規被認可的醫用等級的塑料材料製成的。此外，與所述系統10中的其它元件一樣，所述過濾器殼體30是採用傳統的射頻熱封技術形成的。所述過濾器20是彈性的，便於操作並可減少在離心處理過程中發生的對所述系統10中其它部件的損害。
在圖示實施例中(參見圖2)，所述過濾器殼體30包括第一和第二薄片32和34，它們是由醫用等級的塑料材料製成的，如以苯二甲酸二-2-乙基己酯增塑的聚氯乙烯(PVC-DEHP)。也可採用不是PVC和/或不含有DEHP的其它醫用等級的塑料材料，只要所述材料置於射頻能量之中能夠發熱並流動即可。
所述過濾介質28是由一種纖維材料製成的，它夾心地位於所述薄片32和34之間。所述過濾介質28可以單層排列，或以多層堆疊形式進行排列。所述介質28可含有熔噴的或紡絲粘合的合成纖維(例如，尼龍或聚酯或聚丙烯)、半合成纖維、再生纖維或無機纖維。在使用中，所述介質28通過深度過濾除去白血球。
在所述圖示實施例中，所述過濾介質28，沿著血液流動方向，包括一個預過濾區、一個主過濾區和一個後過濾區。所述預過濾器和後過濾器是由具有不適合除去白血球的孔徑尺寸和纖維直徑的纖維材料製成的(例如，聚乙烯)。相反，所述預過濾器的纖維材料，其尺寸大小是用來除去血液中存在的大的血塊和凝聚物。所述後過濾器的纖維材料尺寸大小是用來在所述過濾器的出口提供流體匯流管效果。在一個具有代表性實施例中，所述預過濾材料的孔徑尺寸在約15-約20μm之間。所述主過濾區是由一種具有可通過深度過濾除去白血球的孔徑尺寸和直徑大小的纖維材料製成的(例如，聚乙烯)。所述主過濾區的材料可具有Watanabe等人在美國專利4,701,267或Nishimura等人在美國專利4,936,998中所述的特徵，在此引入這些專利作為參考。
如已經公開的文獻所述，所述過濾介質28可以製成對稱形式的，這樣無論流動方向如何在流經所述介質28進程中所接觸的過濾介質的材料層都是相同的。這樣，所述介質28的每一側都可用作入口或出口。過濾介質28的這種對稱性質簡化了製造方法，使得在製造中沒有必要區分所述過濾介質28的「入口」和「出口」側面或所述薄片32和34的「入口」或「出口」取向。
按照本發明，整體連續的外周密封36是通過在一個單一過程中，對所述兩個薄片32和34和過濾介質28施加壓力和射頻加熱而形成。所述密封36將所述兩個薄片32和34彼此連接在一起，如同將所述過濾介質28連接到所述兩個薄片32和34之間一樣。所述密封36使所述的過濾介質28的材料和所述塑料薄片32和34的材料形成一個可靠的、堅固的、防漏的整體邊界。由於所述密封36是整體且連續的，所以可以避免血液沿所述過濾介質30的周邊分流。
所述過濾器20還含有入口和出口部件38和40。所述部件38和40包括由醫用等級的塑料材料如PVC-DEHP製成的管線。如圖3所示，所述部件38和40可位於所述整體外周密封36中，並在形成所述的整體外周密封36的同時密封在適當的位置。一種替代方案是採用與Fischer等人在美國專利5,507,904中所述的方法同樣的方式進行的(參見圖4)，所述部件38和40可在形成所述整體外周密封之前的一個單獨的組合過程中，插入並密封到薄片32和34之中。還有一種替代方案是，所述部件38和40可包括單獨的模型部件，它們是在所述薄片中形成的小孔上通過射頻能量進行熱密封而成的。
如上所述，所述過濾介質28的對稱取向可使所述過濾器30能夠「適合各個方向」。所述部件38可以取向放置分別用作入口部件或出口部件，而另一個部件40用作相應的出口部件或入口部件，反之亦然。
所述過濾器20(參見圖5)是由所述第一和第二塑料薄片32的連續長膠片42和44所形成的。過濾介質28的層由連續長膠片46提供。所述連續長膠片42、44和46提供一個連續分層的過濾器預組件48。所述預組件48以測量好的位移被送至一對模具50和52之間(參見圖6)。在每次位移之間，所述相對模具50和52移動到一起(參見圖7)，施加壓力使所述預組件48的周邊邊緣擠壓到一起。優選地，提供一個擋板54用來精確地間隔所述的模具50和52使之彼此分離。
在所述模具50和52對所述周邊邊緣施加壓力時，通過所述的模具50和52施加RF能量。RF能量和壓力的結合，可使所述薄片32和34的塑料材料軟化。所施加的壓力使得所述薄片32、34的熱軟化材料能夠透過所述過濾介質28的空隙，從而形成過濾介質材料與薄片材料共混合的內部基質。在所述基質中，所述過濾介質熔化形成一種複合密封36。
沿著所述薄片32和34，在其表面，所述密封36主要包括所述薄片32和34的材料。隨著離表面的距離的增加，所述密封36包括一種所述薄片32和34的材料和所述過濾介質28的材料共混合熔化的基質。因為所述薄片材料可經通電加熱並可通過所施加的射頻能量引起流動，還可進一步由所施加的壓力導致流入並透過所述的介質28的間隙，這樣便形成了共混合熔化的基質。所述在壓力作用下流入到所述介質28的間隙中的受熱的薄片材料可引起所述介質28自身發生熔化。
在經過短期的冷卻之後，撤下所述密封36裝置和所述模具50和52。在一個具有代表性的實施例中，所述模具50和52被連接到一個4KW的射頻能量發生器之上。施加60 PSI的壓力，並保持模具間隙為1.2mm。採用的密封時間約為5.5秒，隨後冷卻約5秒。
如圖8所示，多個密封過濾器組件56可依次地沿著預組件48形成。所述過濾器組件被模具分割為單獨的過濾器20(如圖8中的虛線84所示)。然後將所述過濾器20結合到血液處理和採集系統10，如圖1所示。
如圖6和7所示，當所述部件管38和40位於所述外周密封36之中時，則所述模具50和52可配置對準的凹槽58。所述凹槽58對齊以容納所述部件管38和40。所述模具50和52圍繞部件管38和40並沿著預組件48的餘下周邊結合在一起。心軸(圖中未畫出)插入所述管38和40之中，以防止所述管38和40在形成密封36時發生變形。在密封36冷卻後移去心軸。
一旦結合成所述系統10，則所述彈性過濾器殼體30可包括一個容積可變的容器，它可在過濾之後用來接受留在所述轉換袋18中的殘餘空氣。在這種設計中，在除去白血球的紅血球已經從所述過濾器20轉移到所述袋18之後，殘餘空氣受壓從所述轉換袋18回到所述過濾器殼體30中。過濾器20的逆流管可以被鉗住以將空氣欄截在過濾器殼體30中。由於是彈性的，所以所述殼體30可膨脹容納殘餘的空氣體積。
一種替代方案是，所述轉換袋18中的殘餘空氣可經由一個繞過所述過濾器20的空氣排放通道被轉移回到所述主袋12之中。例如，如圖1所示，管道60從所述轉換袋18通向所述主袋12，殘餘空氣可經由它從所述轉換袋18中排放出來。
為了替代所述管道60(參見圖9)，可在所述過濾器20周圍設置一個空氣旁路通道62。一個同軸的單向閥64，可設置在所述旁路通道62中，以防止血液流過指向所述轉換袋18方向的通道。在另一個替代設計方案中(參見圖10)，所述轉換袋18中的殘餘空氣，可經由一個整體空氣排放管68被轉移到一個空氣排放袋66之中。
彈性過濾器可以不同方式結合到多個血液袋系統之中。例如(參見圖11)，與圖1所述相似的系統10』，可包括第二個整體彈性過濾器20』，串聯在位於所述主袋12和所述轉換袋14之間。在這種設計中，所述過濾介質28』是選用來在除去血小板的血漿進入所述轉換袋14之前從其中除去白血球。
作為另一個實例，圖12給出了一種包括一個主袋72和轉換袋74、76、78的系統70。所述主袋72接受獻血者的全血。全血經由管線80從所述主袋72轉移到所述轉換袋74中。所述管線80成一線地帶有一個如前所述的整體彈性的過濾器82。所述過濾介質84用來從所述全血中除去白血球，但不會也除去血小板或紅血球。所述除去白血球的全血在所述轉換袋74中進行離心處理，分離為紅血球和富含血小板的血漿，它們兩者都除去了白血球。
所述轉換袋76接受所述的除去白血球的富含血小板的血漿，而除去白血球的紅血球則貯存在所述轉換袋74中。所述富含血小板的血漿在所述轉換袋76中採用常規方法被離心分離為血小板濃縮物和除去血小板的血漿。所述除去血小板的血漿，轉移到所述轉換袋78中貯存。這將使所述血小板濃縮物存留在所述轉換袋76貯存容器中。
本發明的所用彈性過濾器，可避免以往剛性過濾器殼體存在的操作和處理問題。與剛性殼體不同，所述彈性殼體30也是由彈性的塑料材料製成的，因此不會刺破相關的袋，並且所述彈性殼體30可符合併適應使用過程中所引入的應力和壓力。
在所述過濾器20入口端，所述彈性薄片32和過濾介質28之間的緊密接近可形成毛細作用，在來自源容器的重力流的流體高壓差下，它有助於空氣的排出和所述過濾器30的自動起動。所述流體高壓差可使在起動之後的彈性薄片32擴大或膨脹。這樣，就可形成一個天然的壓力歧管，它可均勻地分布所述流體流過所述過濾介質28的入口平面。這可保證截留空氣得以排放出來，並能保證所述流體在均勻壓力的分布下流過所述過濾介質28。
當所述流體容器放空時，所述過濾器20下遊會形成負壓。由於所述殼體30的入口和出口薄片32和34是彈性的，所以，它們將會在所述過濾介質28佔據的空間附近發生收縮，使在使用之後存留在所述過濾器30中的殘餘血液量達到最小。不需要採用輔助的空氣排放裝置，流體就可從所述出口端得以排放出來。
採用同樣的方法，所述彈性過濾器30在使用過程中會對上遊閉塞或阻塞作出直觀的指示。如果在使用過程中的閉塞發生在所述過濾器30上遊的入口管道(例如，由所述管道中扭結的形成或管線內血塊的形成所引起)中，則所述殼體30的入口和出口薄片32和34，將會通過收縮作出反應，與由於空的源容器所引起的情形完全相同。所以，在使用過程中，所述過濾器30的意外的收縮表明所述過濾器30上遊存在閉塞。
此外，所述彈性殼體30在加熱消毒過程中不會破裂，而且在加熱消毒過程中，也不會阻止熱量的滲透。相反，所述殼體30可允許均勻的熱量滲透進入到所述過濾介質28之中。所述過濾器20，可在整個系統10消毒的同時進行消毒，這使得一步消毒方法變為可能。
本發明的多方面特徵如隨後的權利要求書中所述。
權利要求
1.一種血液採集系統，包括一個用來盛放血液的容器，和一個與所述容器相連的過濾器，該過濾器包含含有一種可熔化材料的第一和第二彈性薄片、含有一種可熔化材料的深度過濾介質、一種將所述薄片直接連接到所述過濾介質上以使所述過濾介質密封在所述第一和第二薄片之間的外周密封，所述密封包括一種含有所述薄片材料和所述過濾介質材料的共混合熔化基質。
2.權利要求1所述的系統，其中所述過濾介質可從血液中除去白血球。
3.權利要求1所述的系統，其中將所述過濾器通過管線整體連接到所述容器上。
全文摘要
一種血液採集系統,它包括一個整體彈性過濾器以便從血液成分中除去白血球。所述過濾器包括含有一種可熔化材料的第一和第二彈性薄片(32,34)、含有一種可熔化材料的深度過濾介質(28)、一個將所述薄片(32,34)直接連接到所述過濾介質(28)上以使所述過濾介質(28)密封在所述第一和第二薄片(32,34)之間的外周密封(36),其中所述密封包括一種含有所述薄片(32,34)材料和所述過濾介質(28)材料的共混合熔化基質。
文檔編號B01D39/20GK1362891SQ01800146
公開日2002年8月7日 申請日期2001年2月1日 優先權日2000年2月4日
發明者丹尼爾·R·林恩, 朱利安·布賴拉特, 約翰·伯納姆 申請人:巴克斯特國際公司