[發明專利]具有受控細胞捕獲室的血液處理設備和方法

無效

• 申請號: 200680031138.1
• 申請日: 2006-09-06
• 公開（公告）號: CN101248012A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: J·科倫布蘭德
• 申請（專利權）人: 甘布羅BCT公司
• 主分類號: C02F1/38
• 分類號: C02F1/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 柴毅敏

技術領域

本發明涉及一種用于分離流體的粒子或成分的設備和方法。本發明尤其益于對血液成分進行分離，例如白血球和血小板。

本申請與下列申請相關：1998年3月3日授權的美國專利5722926；1999年9月14日授權的美國專利5951877；2000年4月25日授權的美國專利6053856；2002年1月1日授權的美國專利6334842；申請于2004年7月1的美國專利申請號10/884877；以及申請于2004年12月29日的美國專利申請號10/905353。這些美國專利和專利申請中的每個都通過引用而全部結合在此。

背景技術

在許多不同的領域，承載粒子物質的液體必須通過過濾或處理以獲得凈化的液體或凈化的粒子終產物。廣義上，過濾器是能夠將粒子從物質中移除或分離的任何裝置。因而，此處所用的術語“過濾器”并不限制為一種多孔介質材料，而包括許多不同類型的裝置和工藝，在該裝置和工藝中將粒子彼此分離或從液體中分離。

在醫學領域，經常需要過濾血液。全血由不同的液體成分和粒子成分組成。血液的液體成分大部分由血漿組成，而粒子成分包括紅血球(紅細胞)、白血球(白細胞)、和血小板(凝血細胞)。雖然這些組成部分具有相似的密度，但它們的平均密度的關系按照密度減少的次序排列如下：紅血球、白血球、血小板和血漿。另外，粒子成分根據尺寸的關系按照尺寸減小的次序排列如下：白血球、紅血球、血小板。當前大多數凈化裝置依賴于密度以及尺寸的差異或者表面化學特性來分離和/或過濾血液成分。

典型地，所捐獻的血小板是使用離心分離機從其他血液成分中分離和采集的。白血球或其他所選成分也可進行采集。離心分離機將血液分離容器旋轉，以利用離心力使容器或儲罐中的成分分離。在工作時，當分離容器高速旋轉時，血液進入分離容器并且離心力將血液成分進行分層，以便分別移除特定成分。經由設置在血液成分的所分層的層內的端口將成分進行移除。

血漿中的白血球和血小板形成了分層的中密度層或“血沉棕黃層(buffy?coat)”。由于典型離心分離機收集過程不能從血沉棕黃層的血小板中不斷地和令人滿意地分離出白血球，只得增加其他過程來改善結果。在一種過程中，在離心分離之后，使血小板通過可以具有改性表面的多孔織物或非織物的介質過濾器，以移除白血球。然而，多孔過濾器的使用導致其自身的一系列問題。由于傳統的多孔過濾器可永久地移除或捕獲大約5-20％的血小板，傳統的多孔過濾器可能效率低。傳統的過濾器還可能減少“血小板活力”，也就是一旦通過過濾器，1％的血小板就喪失其正常功能，并且可能部分地或完全地具有活性。另外，多孔過濾器可導致釋放血管舒緩激肽、炎癥介體和血管舒張劑，這可能導致病人的降血壓。多孔過濾器也昂貴，并且經常需要額外耗時的手工操作來完成過濾處理。盡管多孔過濾器有效地移除大量的白血球，但是活化血小板可能阻塞過濾器。因此，至少一些多孔過濾器的使用在在線處理中并不可行。

另一種分離處理是一種稱為離心淘析(elutriation)的處理。這種處理并不使用薄膜濾器而將懸浮于液體介質中的細胞分離。在一種常見形式的淘析中，分批的細胞引入到液體流淘析緩沖器。然后將承載懸浮的分批細胞的該液體引入到位于旋轉離心分離機中的漏斗狀室中。當另外的液體緩沖溶液流經該室時，流體朝著室內的淘析邊界清掃尺寸較小、沉積較慢的細胞，而較大、沉積較快的細胞遷移到室的具有最大離心力的區域。

當離心力和流體流產生的力達到平衡時，增大流體流以促使沉積較慢的細胞從室內的出口排出，而將沉積較快的細胞保持在室內。如果增加流經室的流體流，可以逐步將較大、沉積較快的細胞從室內移除。

因而，離心分離處理分離具有不同沉積速度的粒子。斯托克定律(Stoke’s?law)對于球形粒子的沉積速度(V_S)的描述如下：

V_S＝(((D²_cell*(ρ_cell-ρ_medium))/(18*μ_medium))*ω²r