CN103260670A

CN103260670A - 细胞分离灌流器及其用途

Info

Publication number: CN103260670A
Application number: CN2011800580961A
Authority: CN
Inventors: H·D·胡米斯; D·巴芬顿; C·J·皮诺
Original assignee: CYTOPHERX Inc
Current assignee: CYTOPHERX Inc
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-08-21
Also published as: CA2814586C; JP2014500735A; ES2909788T3; JP7057098B2; JP2021035635A; WO2012051595A1; US20180171293A1; EP2627369B1; IL225713A0; AU2011315839B2; JP7224329B2; US11866730B2; US20250041804A1; CA2814586A1; US11118162B2; AU2011315839A1; EP2627369A1; US20220177838A1; US20130288370A1; JP2018038845A

Abstract

本发明涉及一种用于在治疗和/或预防在受试者体内的炎性病症中使用的细胞分离灌流器并且涉及有关方法。更具体地说，本发明涉及一种包括一个壳体以及布置在该壳体之内的能够俘获活化白细胞和/或血小板的一个固体支持物的细胞分离灌流器。

Description

细胞分离灌流器及其用途

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年10月15日提交的美国临时申请号61/393,805的权益和优先权，通过引用以其全部披露结合在此。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

本发明是在由国立卫生研究院授予的批准号1R43DK080529下以及在由美国国防部授予的批准号W81XWH-05-2-0010下的政府支持下做出的。政府在本发明中具有一定的权利。

发明领域

本发明涉及用于治疗和/或预防在受试者中的炎性病症的灌流器、系统、以及方法。更具体地说，本发明涉及用于俘获（sequestering）与炎症相关的细胞（例如白细胞和血小板）并降低其炎症活性的灌流器和系统，并且涉及用于俘获这些细胞并降低其炎症活性的有关方法。

背景技术

不同的医学病症是由不希望的炎症引起、恶化、和/或表征的。感染，例如细菌、病毒、以及真菌感染；创伤，例如来自跌倒、汽车事故、枪伤和刀伤；心血管事件，例如常常与外科手术相关的动脉瘤和缺血事件；以及内源性炎症反应，例如胰腺炎和肾炎，常常导致在调节心血管与免疫系统功能中所涉及的稳态机制的严重功能障碍。这些病症中的一些，如缺血和感染，通过免疫系统的异常或过度活化，可以导致能发展历经数小时到数天时期的心血管功能障碍，并且在某些情况下可能危及生命或者甚至致命。

某些细胞类型对于心血管和免疫系统的功能障碍是关键性的。例如，白细胞，尤其是嗜中性粒细胞，促成了不同炎性病症（包括全身性炎症反应综合征（SIRS）、败血症、缺血/再灌注损伤以及急性呼吸窘迫综合征（ARDS））的发病和进展（参见例如，Kaneider等人，（2006）FEBS J273:4416-4424；Maroszynska等人，（2000）《移植学年鉴》（A_NN.T_RANSPLANT.5(4):5-11））。另外，活化血小板增强白细胞粘附并且促进白细胞活化。虽然炎症和系统免疫应答可以有益于某些情况，但它们也可以是致命的。

在器官中的炎性损伤可以导致由白细胞活化和聚集、连同血小板活化和聚集诱发的微血管损伤。这些活化的细胞可以通过将有毒化合物释放到患者的组织中而致使微血管淤滞和再灌注损伤。在急性炎症中，活化白细胞和血小板互相作用在血管内成为凝胶状结构。这导致通常由毛细血管供应氧和营养素的组织的灌注不良。另外，活化白细胞通过渗出穿过内皮进入组织中而引起损伤，在组织中它们释放毒性剂，通常这些毒性剂旨在破坏侵入的微生物或清除坏死碎片。另外，活化血小板通过增强白细胞的活化和跨内皮移行而引起损伤。当这些过程不受控制时，它们可能导致组织损伤和死亡。

在美国，SIRS是导致死亡的第十三大原因。在美国，每年在200,000名患者中发生伴随SIRS的严重败血症，即使伴随使用重症监护病房和广谱抗生素，仍然具有30%-40%的死亡率。SIRS在很大程度上是根据观察到的生理学变化而诊断的，例如体温的增加（发热）或降低（低体温）、心率增快（心动过速）、呼吸速率增加（呼吸急促）、白细胞计数上升或下降、以及组织和器官的灌注不足。血压的降低是与SIRS相关的并发症，它发生在该综合征病程的后期。确切地说，血压降低可以反映休克的产生并且致使多器官衰竭，是在这些患者中的死亡的主要原因。败血性休克是这样一种病症，它包括在感染和血压下降的存在下的临床观察，尽管有流体复苏以及适当的心血输出量。相似的病症，败血症综合征，包括相似的生理学信号而没有任何类型的感染的迹象。诱导败血症样病症的其他刺激包括胰腺炎、烧伤、缺血、多发性创伤以及组织损伤（常常归因于外科手术和移植）、出血性休克以及免疫介导的器官功能障碍。

用于SIRS和感染性休克的标准疗法涉及给予抗生素来控制感染，并且涉及用来维持循环血容量的流体/胶体疗法。经常还给予帮助维持血压的药物，例如多巴胺和加压素。

心肺分流术（CPB）可以诱导SIRS，从而活化补体和凝血系统并且刺激细胞因子产生。很多治疗方法处于限制在CPB过程中的白细胞的活化和累积的研究中。事实上，动物和早期临床数据表明在CPB手术过程中使用白细胞过滤器（leukocyte depletion filter）改善了肺部和肾脏损伤（参见，例如Gu等人（1996）《胸心血管外科杂志》（J.T_HORAC.C_ARDIOVASC.S_URG.112:494　500）；布林格（Bolling）等人（1997）《胸心血管外科杂志》（J.T_HORAC.C_ARDIOVASC.S_URG.113:1081　1090）；Tang等人（2002）《胸外科年鉴》（Ann.Thorac.Surg.74:372　377）；阿劳亚（Alaoja）等人（2006）《胸心血管外科杂志》（J.T_HORAC.C_ARDIOVASC.S_URG.132:1339　1347））。然而显示透析可以产生瞬时的中性粒细胞减少症（参见例如卡普洛（Kaplow）等人（1968）《美国医学会杂志》（JAMA203:1135））。

对于炎性病症（例如心血管性休克、败血症、全身性炎症反应综合征以及过敏反应）的改进治疗仍然存在着需要。

发明概述

炎性病症常常由与炎症相关的细胞（例如白细胞和血小板）的活化引起。本发明涉及通过体外俘获白细胞和/或血小板并且抑制它们的炎性作用或使它们的炎性作用失活而用于治疗和/或预防炎性病症的灌流器、系统、以及有关方法。例如，这些细胞可以被失活和/或它们的促炎物质的释放可以被抑制。

因为白细胞和血小板通常发现于血流中，可以通过使血液、或含有这些细胞的另外的体液通过一种装置的内部而将它们俘获，该装置提供了将这些细胞俘获一段时间的表面。现在已经发现，被俘获的白细胞和/或血小板的数目需要被控制，从而在没有去除太多细胞以致这些细胞缺乏的情况下治疗炎性病症。例如，太多白细胞的损失可以导致危及生命的并且甚至致命的被称为白细胞减少症的病症。同样，太多嗜中性粒细胞的损失可以导致危及生命的被称为中性粒细胞减少症的病症。太多血小板的损失可以导致血小板减少。此外，从受试者（例如，婴儿、儿童、以及重病的、在血流动力学上不稳定的患者）可获得的流体的体积可能对治疗功效具有显著影响。因此，具有在固体支持物（该固体支持物用于将细胞俘获到SCD灌流器壳体的内体积中）上的有效表面积的适当比率的SCD灌流器的选择可能对给定患者中的治疗功效具有深刻影响。

在一个方面，本发明提供了一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的灌流器。该灌流器包括一个刚性壳体，该刚性壳体具有一个流体入口端口、一个流体出口端口、以及体液可以通过的一个内体积（IV）。该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通。固体支持物被定位在该壳体之内，使得该固体支持物的至少一部分位于该流体入口端口与该流体出口端口之间。该固体支持物限定了具有一个表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获。在某些实施例中，SCD灌流器的SA/IV比率是大于150cm^-1（例如，在150cm^-1到1,500cm^-1的范围内、在300cm^-1到1,000cm^-1的范围内、在300cm^-1到800cm^-1的范围内、在300cm^-1到600cm^-1的范围内、在400cm^-1到800cm^-1的范围内、在400cm^-1到600cm^-1的范围内、或在200cm^-1到600cm^-1的范围内）。

在某些实施例中，IV任选地小于300cm³，并且可以小于150cm³或小于100cm³。在一些实施例中，IV可以是在从10cm³到150cm³，例如从75cm³到150cm³、从15cm³到120cm³、或从20cm³到80cm³的范围内。在某些实施例中，SA可以超过0.8m²。在其他实施例中，SA可以是在0.1m²到10.0m²或0.1m²到5.0m²的范围内。例如，该SA可以是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、或从6.8m²到7.2m²的范围内。

该固体支持物可以是由一种或多种纤维（例如，中空或实心纤维）、一种或多种平面支持构件、或其组合限定。该固体支持物可以是一种多孔的、半多孔的、或无孔的膜。此外，该固体支持物可以从一种生物相容材料（例如聚砜或聚醚砜）制成，和/或可以具有附着至其上的一种或多种细胞粘附分子。

如果该固体支持物占较大的该灌流器体积的百分比，则这降低了灌流器的内体积，从而增加了SA/IV比率。因此，在本发明的这个方面，该固体支持物以20%-65%的填充密度而被布置在该壳体内，从而有助于一个有利的SA/IV比率。

在另一方面，本发明提供了具有大于2.6m²的增大的表面积的灌流器，用于俘获活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞与活化血小板两者，以及使用这些灌流器治疗受试者的方法。该灌流器包括一个刚性壳体，该刚性壳体具有一个流体入口端口、一个流体出口端口、以及体液可以通过的一个内体积（IV）。该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通。固体支持物被定位在该壳体之内，使得该固体支持物的至少一部分位于该流体入口端口与该流体出口端口之间。该固体支持物限定了具有一个表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获。在这个实施例中，SA大于2.6m²并且可以例如是从3.0m²到10.0m²、从3.0m²到5.0m²、从3.0m²到3.5m²、从3.5m²到4.0m²、从4.0m²到4.5m²、从4.5m²到5.0m²、从5.0m²到5.5m²、从5.5m²到6.0m²、从6.0m²到6.5m²、从6.5m²到7.0m²、从7.0m²到7.5m²、从7.5m²到8.0m²、从8.0m²到8.5m²、从8.5m²到9.0m²、从9.0m²到9.5m²、或从9.5m²到10.0m²。

在某些实施例中，IV任选地小于300cm³，并且可以小于150cm³或小于100cm³。在一些实施例中，IV可以是在从10cm³到150cm³，例如从75cm³到150cm³、从15cm³到120cm³、或从20cm³到80cm³的范围内。SCD灌流器的SA/IV比率可以大于150cm^-1（例如，在150cm^-1到1,500cm^-1的范围内、在300cm^-1到1,000cm^-1的范围内、在300cm^-1到800cm^-1的范围内、在300cm^-1到600cm^-1的范围内、在400cm^-1到800cm^-1的范围内、在400cm^-1到600cm^-1的范围内、或在200cm^-1到600cm^-1的范围内）。

该固体支持物可以是由一种或多种纤维（例如，中空或实心纤维）、平面支持构件、或其组合限定。该固体支持物可以是一种多孔的、半多孔的、或无孔的膜。此外，该固体支持物可以从聚砜制成，和/或可以具有附着至其上的一种或多种细胞粘附分子。

在另一方面，本发明提供了具有多根实心纤维的灌流器。该灌流器包括一个刚性壳体，该刚性壳体具有一个流体入口端口、一个流体出口端口、以及体液可以通过的一个内体积（IV）。该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通。一种固体支持物被布置在该壳体之内，该固体支持物包括多根实心纤维，该多根实心纤维任选地包含聚砜和/或聚乙醚砜。该固体支持物限定了具有一个表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获。在这个实施例中，灌流器的SA/IV比率大于25cm^-1，并且可以大于80cm^-1、或大于150cm^-1（例如，在150cm^-1到1,500cm^-1的范围内、在150cm^-1到1,000cm^-1的范围内、在25cm^-1到800cm^-1的范围内、或在80cm^-1到800cm^-1的范围内）。SA可以大于0.09m²，或可以在从0.09m²到10.0m²的范围内。例如，该SA是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、从6.8m²到7.2m²、从7.2m²到7.6m²、从7.6m²到8.0m²、从8.0m²到8.4m²、从8.4m²到8.8m²、从8.8m²到9.2m²、从9.2m²到9.6m²、从9.6m²到10.0m²的范围内。IV任选地小于150cm³。在一些实施例中，IV可以在从75cm³到150cm³或从5cm³到50cm³的范围内。

本发明提供了一种用于处理包含在体液中的活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞与活化血小板两者的方法。该方法使用一个灌流器，该灌流器包括一个刚性壳体，该刚性壳体具有一个流体入口端口、一个流体出口端口、以及体液可以通过的一个内体积（IV）。该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通。一个固体支持物被定位在该壳体之内，使得该固体支持物的至少一部分被定位在该流体入口端口与该流体出口端口之间并且限定一个流体接触表面。该流体接触表面具有一个表面积（SA），如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获。SA/IV比率大于80cm^-1，并且任选地大于100cm^-1、大于125cm^-1、或大于150cm^-1（例如，在80cm^-1到1,500cm^-1的范围内、150cm^-1到1,500cm^-1的范围内、在300cm^-1到1,000cm^-1的范围内、在300cm^-1到800cm^-1的范围内、在300cm^-1到600cm^-1的范围内、在400cm^-1到800cm^-1的范围内、或在400cm^-1到600cm^-1的范围内）。

在某些实施例中，IV任选地被限制在小于150cm³，例如在从10cm³到150cm³、从75cm³到150cm³、从15cm³到120cm³、或从20cm³到80cm³的范围内。SA可以是在0.1m²到10.0m²或0.1m²到5.0m²的范围内。在某些实施例中，SA可以是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、或从6.8m²到7.2m²的范围内。

在该方法中，在允许将活化白细胞和/或活化血小板俘获在该固体支持物的流体接触表面上的条件下，将来自受试者的体液经由该流体入口端口引入该壳体中。体液任选地被允许以10cm³/分钟到8,000cm³/分钟（例如，50cm³/分钟到8,000cm³/分钟）范围内的流速经由流体出口端口退出该灌流器。

在某些实施例中，该固体支持物可以由一种或多种纤维（例如，中空或实心纤维）、一种或多种平面支持构件、或其组合限定。该固体支持物可以是一种多孔的、半多孔的、或无孔的膜。此外，该固体支持物可以从一种生物相容材料（例如聚砜或聚醚砜）制成，并且可以具有附着至其上的一种或多种细胞粘附分子。

在某些实施例中，该方法还可以包括处理被俘获的白细胞和/或血小板，从而抑制促炎物质的释放或者使该白细胞和/或该血小板失活。白细胞和/或血小板可以被俘获持续一段时间（例如至少一秒、至少一分钟、至少五分钟、至少十五分钟、或至少一个小时），该时间足以抑制促炎物质的释放或足以使该白细胞和/或该血小板失活。钙螯合剂（例如柠檬酸盐）可以用于抑制促炎物质的释放或者用于使白细胞或血小板失活。在处理之后，可以任选地使该白细胞或血小板返回至受试者。

在另一方面，本发明提供了用于治疗患有一种炎性病症或处于产生它的风险的受试者的方法。该炎性病症任选地选自下组，该组由以下各项组成：全身性炎症反应综合征（SIRS）、多动脉炎、韦格纳肉芽肿病、自身免疫性脉管炎、抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）脉管炎、体外膜式氧合（ECMO）、心肺分流综合征、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、急性肺损伤（ALI）、慢性阻塞性肺病（COPD）、败血症、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、炎性肠病、多发性硬化（MS）、银屑病、同种异体移植排斥、哮喘、急性肾衰竭、慢性肾衰竭（CRF）、终末期肾脏疾病（ESRD）、心肾综合征（CRS）、慢性心力衰竭（CHF）、中风、心肌梗死（MI）、肝肾综合征、肝硬化、糖尿病（2型糖尿病）、以及由对心肌、中枢神经系统、肝、肾、或胰脏的缺血再灌注损伤引起的急性器官衰竭。

该治疗方法使用一个灌流器，该灌流器包括一个刚性壳体，该刚性壳体具有一个流体入口端口、一个流体出口端口、以及体液可以通过的一个内体积（IV）。一个固体支持物被定位在该壳体之内，使得该固体支持物的至少一部分位于该流体入口端口与该流体出口端口之间并且限定一个流体接触表面。该流体接触表面具有一个表面积（SA），如果活化白细胞存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获。SA/IV比率大于80cm^-1，并且任选地大于100cm^-1、大于125cm^-1、大于150cm^-1（例如，在80cm^-1到1,500cm^-1的范围内、在150cm^-1到1,500cm^-1的范围内、在300cm^-1到1,000cm^-1的范围内、在300cm^-1到800cm^-1的范围内、在300cm^-1到600cm^-1的范围内、在400cm^-1到800cm^-1的范围内、或在400cm^-1到600cm^-1的范围内）。

在某些实施例中，IV可以任选地被限制在小于150cm³，例如在从10cm³到150cm³、从75cm³到150cm³、从15cm³到120cm³、或从20cm³到80cm³的范围内。SA可以是在0.1m²到10.0m²或0.1m²到5.0m²的范围内。在某些实施例中，该SA可以是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、或从6.8m²到7.2m²的范围内。

在该方法中，在允许将活化白细胞俘获在该固体支持物的该流体接触表面上的条件下，将来自受试者的体液经由该流体入口端口引入该壳体中。体液任选地被允许以10cm³/分钟到8,000cm³/分钟（例如，50cm³/分钟到8,000cm³/分钟）范围内的流速经由流体出口端口退出该灌流器。

在某些实施例中，该固体支持物可以是由一种或多种纤维（例如，中空或实心纤维）、一种或多种平面支持构件、或其组合限定。该固体支持物可以是一种多孔的、半多孔的、或无孔的膜。并且，该固体支持物可以从聚砜制成，并且可以具有附着至其上的一种或多种细胞粘附分子。

在某些实施例中，该方法任选地进一步包括：处理被俘获的白细胞和/或血小板，从而降低产生与该炎性病症相关的炎症的危险，或者减轻与该炎性病症相关的炎症。白细胞可以被俘获持续一段时间（例如少于一分钟、至少一分钟、至少五分钟、至少十五分钟、或至少一个小时），该时间足以使该白细胞失活和/或抑制促炎物质的释放。例如，可以使用钙螯合剂（例如柠檬酸盐、乙二胺四乙酸（EDTA）、或膦酸盐）使白细胞和/或血小板失活、和/或抑制促炎物质的释放。一旦处理后，可以任选地使该白细胞和/或血小板返回至受试者。

在本发明的各个前述方面中，SCD灌流器优选是无菌的并且是由一种或多种生物相容材料制成的，特别是在该壳体和该固体支持物的流体接触部分中。在某些实施例中，为了延伸与流体的接触、同时使湍流最小化，该固体支持物优选被定向为基本上与灌流器内的流体流动的方向平行。在其他方面，流体入口端口和流体出口端口任选地被确定大小为允许通过壳体的流速是在10cm³/分钟到8,000cm³/分钟或50cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。为了实现这些流速，该流体入口端口和该流体出口端口任选地并且独立地具有一个不小于0.01cm²、不小于0.1cm²、不小于0.2cm²、不小于0.4cm²、不小于0.6cm²、不小于0.8cm²、或不小于1.0cm²的最小截面，或者各自具有在从0.01cm²到1.0cm²的范围内的截面。此外，在某些实施例中，当一种体液以例如250cm³/分钟、500cm³/分钟、1000cm³/分钟、2000cm³/分钟、或4000cm³/分钟的速率通过该流体入口端口进入该壳体以及通过该流体出口端口退出该壳体时，该壳体被配置为产生一个小于100达因/cm²的剪切力。在本发明的不同实施例中，该流体入口和流体出口端口两者均布置在壳体的一侧上，或者在壳体的相对的两侧上。在一些实施例中，该壳体具有一个第一末端和一个与该第一末端相对的第二末端，并且其中该流体入口端口被配置为允许通过该第一末端的流体流动，而该流体出口端口被配置为允许通过该第二末端的流体流动。在某些实施例中，该固体支持物以15%-70%、20%-65%、20%-60%、30%-60%、40%-55%、或40%-50%的填充密度布置在壳体内。

附图简要说明

通过参考以下详细说明和权利要求书，本发明的前述方面和实施例可以被更完全地理解。

图1A是一个含有多根中空纤维的示例性的SCD灌流器的示意性截面图示。图1B-图1D是一个含有多根实心纤维和/或平面支持构件的SCD灌流器的示意性截面图示。

图2A是含有SCD灌流器的流体回路的示意性图示，其中毛细管内空间（intracapillary space，ICS）具有封端的两端。图2B是类似于图2A的实施例的示意性图示，不同的是超滤液（UF）是从SCD灌流器收集的，该SCD灌流器仅仅具有一端封端的ICS。图2C是含有一个第一装置（例如，血液过滤装置）以及SCD灌流器（该灌流器包括具有两端封端的ICS）的流体回路的实施例的示意性图示。图2D是类似于图2C的实施例的示意性图示，不同的是超滤液（UF）是从SCD灌流器收集的，其中ICS仅有一端封端。

图3A和图3B是系统配置的实施例的示意性图示，该系统配置可以用作CPB回路。在图3A中，该回路包括一个再循环环路，而在图3B中，流体回路缺乏再循环回路。

图4是在治疗患有败血症的受试者中使用的系统配置的实施例的示意性图示。

图5是患有败血症的受试者的心血管参数的变化的图形描绘，这些受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-H）；在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-C，F-40）；或在柠檬酸盐的存在下用F-80A SCD装置治疗（SCD-C，F-80A）。结果显示为平均动脉压（图5A）；心输出量（图5B）；全身血管阻力（图5C）；肺血管阻力（图5D）；肾血管阻力（图5E）；以及血细胞比容（图5F）。

图6是患有败血症的受试者的肾脏参数的变化的图形描绘，这些受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-H）；在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-C；F-40）；或在柠檬酸盐的存在下用F-80A SCD装置治疗（SCD-C；F-80A）。结果显示为血液尿素氮（BUN）（图6A）；肌酸酐（图6B）；肾血流量（图6C）；以及累积尿量（图6D）。

图7是患有败血症的受试者的存活时间的图形描绘，这些受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-H），或在柠檬酸盐的存在下用F-40或F-80A SCD装置治疗（SCD-C）。

图8是描绘患有败血症的受试者的存活时间的条形图，这些受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-H）；在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置治疗（F-40，SCD-C）；或在柠檬酸盐的存在下用F-80ASCD装置治疗（F-80A，SCD-C）。

图9是显示白细胞沿着SCD膜的外表面而附着和聚集的一系列光学显微照片。

图10A和图10B是描绘在细胞用于SCD装置中以治疗败血症受试者之后，从SCD膜洗脱的细胞数目（图10A）和分布（图10B）的条形图。这些受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-H）；在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置治疗（F-40SCD-C）；或在柠檬酸盐的存在下用F-80A SCD装置治疗（F-80A SCD-C）。

图11是如通过CD11b平均荧光强度测量的血清髓过氧化物酶（图11A）或全身性嗜中性粒细胞活化（图11B）的水平的图形描绘，显示了患有败血症的受试者中的血细胞比容水平，这些患有败血症的受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗（SCD-H）、或在柠檬酸盐的存在下用F-40或F-80A SCD装置治疗（SCD-C）。

图12是IL-8（图12A）以及TNF-α（图12B）从分离自针对败血症而治疗6小时之后的受试者的外周血单核细胞中释放的图形描绘，这些受试者是在肝素的存在下用F-40SCD装置（SCD-H）治疗；在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置（F-40SCD-C）治疗；或在柠檬酸盐的存在下用F-80A SCD装置（F-80A SCD-C）治疗。

图13是用初级抗CD11b抗体孵育、随后用抗小鼠IgGAlexafluor594结合物孵育的肺部切片的照片。将核用DAPI进行复染色。左图是来自在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗败血症的受试者；右图是来自在柠檬酸盐的存在下用SCD装置治疗败血症的受试者。在其方案中包括柠檬酸盐而不是肝素的患者的肺中观察到CD11b标记细胞的显著减少。

图14是描绘在非败血症受试者中、在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置治疗的败血症受试者中（F-40SCD-C）、在柠檬酸盐的存在下用F-80A SCD装置治疗的败血症受试者中（F-80A SCD-C）、或在肝素的存在下用F-40SCD装置治疗的败血症受试者中（F-40SCD-H）检测到的CD11b阳性细胞的数目的条形图。

图15是败血症受试者中的全身性白细胞计数（图15A）、全身性嗜中性粒细胞绝对计数（图15B）、以及全身性未成熟嗜中性粒细胞计数（图15C）的随时间推移的图形描绘，这些败血症受试者是在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD装置（SCD-C，F-40）治疗、在柠檬酸盐的存在下用F-80A SCD装置（SCD-C，F-80A）治疗、或在肝素的存在下用F-40SCD装置（SCD-H）治疗。

图16是描绘被检测为对膜联蛋白V是阳性的嗜中性粒细胞的百分比条形图，作为细胞的凋亡潜力的评定。在柠檬酸盐的存在下用F-40SCD（F-40SCD-C）或F-80A SCD（F-80A SCD-C）治疗败血症患者之后，测量了全身性嗜中性粒细胞和SCD粘附的嗜中性粒细胞两者。

图17是描绘在剪切流动的存在下并且在脂多糖（LPS）和/或柠檬酸盐的存在或不存在下附着至聚砜的白细胞的相对数目的条形图。

详细说明

通常，与炎症相关的细胞（例如白细胞（或白细胞）和血小板）保护身体免于感染和损伤。然而，在许多疾病状态和医疗程序期间，这些细胞可以变得活化，进而能产生可以是致命的不希望的免疫和炎症应答。已经发现的是：在体外俘获白细胞和/或血小板并且然后抑制它们的炎症作用的、被称为选择性细胞分离装置（selective cytophereticdevice）的装置在预防或治疗多种炎性病症（特别是由活化白细胞和/或血小板介导或促成的炎性病症）中可以是有用的。美国专利公开号US2009/0060890描述了示例性的选择性细胞分离装置以及它们在预防和/或治疗炎性病症中的用途。其中所述的选择性细胞分离装置典型地包括一个壳体，该壳体含有多根纤维或平面片材，该壳体的外表面接触来自正在被治疗的受试者的身体。中空纤维或平面片材的外表面提供了一种固体支持物，用于选择性地俘获存在于体液中的活化白细胞和/或活化血小板。

如在此使用的，术语“细胞分离”（“cytopheresis”）或“选择性细胞分离”是指俘获某些细胞，例如来自体液（例如，血液）的白细胞（例如活化白细胞）或血小板（例如活化血小板）。这些俘获的细胞可以被失活和/或促炎物质从这些细胞的释放可以被抑制。应当理解的是，这样的失活和/或抑制可以发生在俘获之前、期间、和/或之后。在一个具体实施例中，选择性细胞分离是指来自血液的白细胞（例如，活化白细胞）和/或血小板（例如，活化血小板）的俘获。术语“血液”是指血液的任何方面，例如全血、处理的血液、过滤的血液、或从血液衍生的任何液体（例如，血清或血浆）。

术语“选择性细胞分离装置”（“selective cytopheresis device”）、“选择性细胞分离装置”（“selective cytopheretic device”）、“选择性细胞分离抑制装置”（“selective cytopheresis inhibitorydevice”），以及“SCD”各自是指促进或能够促进细胞分离的装置。这种装置还可以在俘获之前、期间、和/或之后促进失活和/或抑制促炎物质从这些细胞的释放。SCD包括促进选择性细胞分离的一种或多种SCD灌流器。虽然在以下章节中的讨论大体上描述了一种特定细胞类型（例如，白细胞）的俘获以及抑制和/或失活，但应当理解的是相同的原理适用于与炎症相关的其他细胞类型（例如血小板，如活化血小板）的俘获以及抑制和/或失活。

“活化白细胞”应当被理解为表示这样一种白细胞，例如当暴露于内毒素（例如脂多糖）时，它响应于激发相对于未曾激发的白细胞具有增强的引出免疫应答的能力。例如，活化的嗜中性粒细胞（PMN）是这样一种嗜中性粒细胞，例如当暴露于内毒素（例如脂多糖）时，它响应于激发相对于未曾激发的嗜中性粒细胞具有增强的迁移、吞噬、以及产生氧化爆发反应的能力。活化还可以经由细胞表面CD11b的上调来确定。活化的单核细胞是这样一种单核细胞，例如当暴露于内毒素（例如脂多糖）时，它响应于激发相对于未曾激发的单核细胞具有增强的释放细胞因子的能力。“活化血小板”应当被理解为表示这样一种血小板，例如当暴露于内毒素（例如脂多糖）时，它响应于激发而变得粘附至其他血小板、白细胞、以及某些蛋白质（例如凝血因子）。可以通过确定循环单核细胞的百分比来量化血小板活化，这些单核细胞带有粘附至它们的细胞表面的血小板。活化白细胞还包括已接触抗原的（primed）白细胞。例如，已接触抗原的嗜中性粒细胞（PMN）是这样一种嗜中性粒细胞，例如当暴露于内毒素（例如脂多糖）时，它响应于激发相对于未曾激发的嗜中性粒细胞具有增强的经历氧化爆发反应的能力。

已经发现的是，在能够俘获白细胞和/或血小板的SCD灌流器中的固体支持物的表面积、以及容纳固体支持物的SCD灌流器的壳体的内体积（也称为填充体积）的选择可能对SCD在治疗炎性病症中的功效具有深刻影响。例如，固体支持物的表面积应该足以俘获有效的白细胞和/或血小板的一部分，但不俘获太多的白细胞和/或血小板。太多白细胞的俘获可以导致白细胞缺乏，白细胞缺乏进而引起危及生命的白细胞减少症。太多嗜中性粒细胞的俘获可能导致嗜中性白细胞减少症，并且太多血小板的俘获可能导致血小板减少症或出血素质。此外，可能重要的是，根据有待治疗的受试者来选择具有适当内体积（当固体支持物由中空纤维限定时，也称为填充体积或毛细管外空间）的壳体。例如，在婴儿、儿童、以及重病的、在血流动力学上不稳定的患者的情况下，重要的是选择具有较低填充体积的壳体，使得需要从受试者提取较少的体液来接触或浸湿固体支持物。因此，具有固体支持物的活性表面积与含有该固体支持物的SCD灌流器壳体的内体积之间的适当比率的SCD灌流器的选择可能对在给定患者中的治疗功效具有深刻影响。当选择具体的SCD灌流器时，年龄、重量、以及受试者的虚弱可能是重要的考虑事项。

此外，虽然本发明就血液和基于血液的体液在此大体上进行了描述，但本发明对于可以流动穿过体外回路的任何体液样品（例如，来自受试者的含有白细胞和/或血小板的任何体液）是适用的。示例性体外回路描述于例如美国专利号6,561,997和美国专利公开号US2009/0060890中。术语“样品”（“sample”）以及“标本”（“specimen”）是以它们最宽泛的意义而被使用。在一个方面，它们表示包括一种标本或培养物。在另一方面，它们表示包括生物样品和环境样品两者。体液包括但不限于血液、血清、血浆、脑脊液（CSF）、淋巴液、腹膜液或腹水、胸膜液、以及唾液。

以下章节描述了在设计用于治疗多种炎性病症的适当的SCD灌流器、以及结合有这样一种SCD灌流器的系统中的考虑事项。

1.灌流器考虑事项

虽然详细讨论了用于设计适当的SCD的基础原理，应当理解的是在本发明的实践中有用的SCD灌流器并不限于在此讨论的特定设计构型。

在一个方面，本发明提供了一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的SCD灌流器。该灌流器包括一个刚性壳体，该刚性壳体限定了一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口。该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口两者处于流体流动连通。该内体积在此也被称为填充体积，并且也称为毛细管外空间或（ECS），在实施例中，该毛细管外空间或（ECS）容纳中空纤维。可以通过将刚性壳体的流体入口端口或流体出口端口密封、用一种液体（例如，水）经由未密封的端口填充该SCD灌流器、并且然后测量将壳体填充至未密封端口顶部的液体体积来确定内体积。另外，该灌流器包括一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内，所以如果活化白细胞和/或活化血小板存在于一种经由该流体入口端口进入该壳体的生物流体中，则在流体入口端口与流体出口端口之间隔开的并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面的该固体支持物的至少一部分能够俘获活化白细胞和/或活化血小板。灌流器的SA/IV比率大于150cm^-1（例如，该SA/IV比率可以是在从150cm^-1到1,500cm^-1、从300cm^-1到1,000cm^-1、从400cm^-1到800cm^-1、或从200cm^-1到600cm^-1的范围内），并且该固体支持物（可以包括多根纤维或平面片材）以在从20%到65%（例如，从20%到60%、或从30%到60%或从40%到55%）的范围内的填充密度布置在该壳体之内。

如在此使用的，术语“填充密度”应当被理解为表示由固体支持物占灌流器内部总体积的百分比。由固体支持物所占的体积V_supp被理解为包括，例如，限定该固体支持物的所有纤维、片材、或其他元件的合计体积（aggregate volume）。如果固体支持物包括中空元件，例如中空纤维，则由固体支持物所占的体积被理解为包括任何中空的空间（例如，毛细管内空间）连同由固体支持物的材料所占的体积。因此，灌流器的内部的总体积是灌流器的填充体积（IV）与由固体支持物所占体积的总和。填充密度等于由固体支持物所占的体积“内体积”除以灌流器内部的总体积，并且可以表示为V_supp/（IV+V_supp），该式还可以表示为百分比。例如，如果V_supp的体积是10cm³，并且IV是20cm³，则填充密度是0.3%或30%。

在另一方面，本发明提供了一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的灌流器。该灌流器包括(a)一个刚性壳体，该壳体限定了一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口，其中该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通；以及(b)一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够俘获该活化白细胞和/或该活化血小板，其中该SA大于2.6m²（例如，从3.0m²到10.0m²或从3.0m²到5.0m²）。

在另一方面，本发明提供了一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的灌流器。该灌流器包括(a)一个刚性壳体，该壳体限定了一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口，其中该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通；以及(b)一个固体支持物，该固体支持物包括多根布置在该壳体之内的纤维，该固体支持物限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够俘获该活化白细胞和/或该活化血小板，其中SA/IV比率大于25cm^-1（例如，大于80cm^-1、大于150cm^-1、或在从150cm^-1到1,500cm^-1的范围内，在从80cm^-1到800cm^-1的范围内，在从25cm^-1到800cm^-1的范围内）。

在另一方面，本发明提供了使用一种灌流器(i)用于处理活化白细胞、活化血小板或其组合，或(ii)用于治疗处于产生炎性病症的风险或患有炎性病症的受试者的方法。该方法包括：提供一个灌流器，该灌流器包括(i)一个刚性壳体，该刚性壳体限定一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口；以及(ii)一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内，所以如果活化白细胞存在于经由该流体入口端口进入该壳体的生物流体中，则在流体入口端口与流体出口端口之间隔开的并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面的该固体支持物的至少一部分能够俘获该活化白细胞。在该方法中，灌流器的SA/IV比率大于80cm^-1。该方法进一步包括在允许将活化白细胞和/或活化血小板俘获在该固体支持物的流体接触表面上的条件下，将来自受试者的体液经由该流体入口端口引入该壳体中。

图1A显示了一个示例性的SCD灌流器100的示意性截面图。SCD灌流器100包括一个壳体110，该壳体限定了内体积或填充体积112、一个流体入口端口114、一个流体接触内表面116、以及一个流体出口端口118。流体入口端口114、内体积（或填充体积）112、以及流体出口端口118互相处于流体流动连通。如所示，流体入口端口114和流体出口端口118布置在壳体的相同的一侧（即，是同侧的）。在这个实施例中，该壳体进一步包括一个固体支持物120，该固体支持物由一根或多根中空纤维的外部表面限定。图1A显示了三根中空纤维。在这个实施例中，中空纤维120的内部一起限定了毛细管内空间（“ICS”）122，并且布置在壳体的流体接触内表面116与中空纤维120的外表面之间的体积一起限定了内体积112，该内体积还被称为毛细管外空间（“ECS”）。取决于具体的实施例，可以将流体（例如超滤液）经由ICS入口126引入SCD100的ICS122，该流体然后可以进入或穿过ICS122、并且如果希望的话经由ICS出口128而退出壳体110。然而，在某些实施例中，可以将ICS入口126阻塞或以其他方式用端盖130封端，和/或可以将ICS出口128阻塞或以其他方式用端盖132封端。在这个实施例中，固体支持物120的至少一部分被布置在流体入口端口114与流体退出端口118之间的壳体110之内。

在SCD灌流器的操作过程中，将感兴趣的流体样品经由流体入口114引入壳体110中的内体积（或ECS）112中。然后流体在基本上平行于固体支持物120的平面的一个平面中沿着固体支持物120的表面（沿着中空纤维的外部表面）经过，并且然后经由流体退出端口118而退出内体积（或ECS）112。在沿着固体支持物120经过的过程中，活化白细胞和/或血小板被俘获并且任选地被失活。结果，在操作过程中，来自体液（例如血液）的细胞（例如，白细胞）与由灌流器壳体限定的通路之内的特定区域结合，确切来说与中空纤维的外部表面结合。因此，在某些实施例中，被配置为俘获白细胞的通路区域可以包括多孔膜，该多孔膜允许较小的分子从其中穿过但是迫使较大的分子和/或细胞沿着膜流动。而且，在某些实施例中，被配置为俘获白细胞的通路区域由壳体的表面界定，并且被中空纤维的外部表面或表面界定、并且可以将其包含，该中空纤维的外部表面或表面被配置为使得生物样品（例如受试者的血液或过滤的血液）在这些表面（即，在中空纤维上）上流动。参见，例如，图1。中空纤维可以是多孔的、半多孔的、或无孔的，并且不同的流体（例如超滤液）可以任选地流动或存在于中空纤维之内。这些纤维可以从在此所述的任何适合的材料形成。

图1B显示了另一个示例性的SCD灌流器100的示意性截面图。SCD灌流器100包括一个壳体110，该壳体限定了内体积112、一个流体入口端口114、一个流体接触内表面116、以及一个流体出口端口118。流体入口端口114和流体出口端口118被布置在壳体的相同侧（即，是同侧的）。在这个实施例中，该壳体进一步包括一个固体支持物120，该固体支持物由固体基底的外部表面限定，该固体基底可以是例如一根或多根（复数根）实心纤维或一个或多个（复数个）平面支持物（例如，平板膜）。在这个显示SCD灌流器的截面图示的图1B中，该固体支持物是由平面支持构件（例如，平板膜）的三根实心纤维或三个片材限定的。然而，应当理解的是多根实心纤维或平面支持构件可以一起限定该固体支持物。布置在壳体的流体接触内表面118与实心纤维或平面支持构件的外部表面之间的体积一起限定了内体积（或填充体积）112。与在图1A中显示的实施例相相反，实心纤维或平面支持构件由于它们不是中空的，所以不限定ICS。在这个实施例中，固体支持物120的至少一部分被布置在流体入口端口114与流体退出端口118之间的壳体110之内。

在SCD灌流器的操作过程中，将感兴趣的流体样品经由流体入口部分114引入壳体110中的内体积（ECS）112中。然后流体在基本上平行于固体支持物120的平面的一个平面中沿着固体支持物120的表面（沿着实心纤维或平面支持物、或一根或多根实心纤维与一个或多个平面支持物的组合的外部表面）经过，并且然后经由流体退出端口118而退出内体积112。在流体沿着固体支持物120运动的过程中，活化白细胞和/或血小板被俘获。

在图1C和图1D中显示的SCD灌流器类似于图1B中显示的SCD灌流器。在图1C中，流体入口端口114和流体出口端口118是位于壳体的相对的两侧（即，是对侧的）。在图1C中，壳体110具有一个第一末端和一个与该第一末端相对的第二末端，其中流体入口端口114被配置为允许通过第一末端的流体流动，而流体出口端口118被配置为允许通过该第二末端的流体流动。

SCD灌流器可以按任何俘获细胞（例如白细胞）的多种方式配置。如将在下文更详细地讨论的，SCD灌流器是根据所想到的具体的受试者和适应症而被优选地设计的。例如，固体支持物的表面积应该足以俘获有效的活化白细胞和/或活化血小板的一部分，但不俘获太多的白细胞（这可以潜在地引起危及生命的白细胞减少症、嗜中性粒细胞减少症）或太多的血小板（这导致血小板减少症或出血素质）。此外，可能重要的是根据有待治疗的受试者来选择具有适当内体积的壳体。例如，在婴儿、儿童、以及重病的、在血流动力学不稳定的患者的情况下，重要的是选择具有较低填充体积的壳体，使得需要从受试者提取较少的体液来接触或浸湿固体支持物。应当理解的是，SCD灌流器可以按任何俘获细胞（例如白细胞）并且具有适当内体积的多种方式配置。

固体支持物可以由任何数目的表面（例如，1、2、3、4、5、10、20、50、100、或更多个不同的表面）来限定。取决于有待治疗的受试者和适应症，固体支持物的表面积大于约0.09m²、大于约0.1m²、大于约0.2m²、大于0.4m²、大于0.6m²、大于0.8m²、大于1.0m²、大于1.5m²、或大于2.0m²。

固体支持物的表面积可以是在0.1m²到10.0m²、或0.1m²到5.0m²的范围内。更确切地说，该固体支持物的表面积可以是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、从6.8m²到7.2m²、从7.2m²到7.6m²、从7.6m²到8.0m²、从8.0m²到8.4m²、从8.4m²到8.8m²、从8.8m²到9.2m²、从9.2m²到9.6m²、或从9.6m²到10.0m²的范围内。

作为总指导原则，应当考虑的是：当治疗具有小于50kg的体重的受试者时，固体支持物的表面积优选地应当是在从0.4m²到0.8m²的范围内；当治疗具有大于50kg但小于100kg的体重的受试者时，固体支持物的表面积优选地应当是在从0.8m²到1.6m²的范围内；并且当治疗具有大于100kg的体重的受试者时，固体支持物的表面积优选地应当是在从1.6m²到5.0m²的范围内。然而，应当理解的是，当开始治疗时，如果患者显示出产生白细胞减少症和/或嗜中性白细胞减少症的症状，则可以用一个具有较低表面积的灌流器来替换该SCD灌流器从而避免俘获太多白细胞和/或血小板。

灌流器的壳体并不限于特定设置的尺寸（例如，长、宽、重量、或其他尺寸），以便实现特定的填充体积。取决于有待治疗的受试者和适应症，IV可以小于300cm³、或小于150cm³、或小于100cm³、或小于80cm³、或小于60cm³、或小于40cm³、或小于20cm³。在某些实施例中，IV是在从10cm³到150cm³、75cm³到150cm³、20cm³到80cm³、或15cm³到120cm³的范围内。在婴儿、儿童、以及重病的、在血流动力学上不稳定的患者的情况下，内体积可以小于40cm³，例如在从5cm³到50cm³、从1cm³到20cm³或从5cm³到30cm³的范围内。

在某些实施例中，SA/IV比率是在从25cm^-1到2,000cm^-1、25cm^-1到1,750cm^-1、25cm^-1到1,500cm^-1、25cm^-1到1,250cm^-1、25cm^-1到1,000cm^-1、25cm^-1到800cm^-1、80cm^-1到2,000cm^-1、80cm^-1到1,750cm^-1、80cm^-1到1,500cm^-1、80cm^-1到1,250cm^-1、80cm^-1到1,000cm^-1、80cm^-1到800cm^-1、100cm^-1到2,000cm^-1、100cm^-1到2,000cm^-1、100cm^-1到1,750cm^-1、100cm^-1到1,500cm^-1、100cm^-1到1,250cm^-1、100cm^-1到1,000cm^-1、100cm^-1到800cm^-1、从125cm^-1到2,000cm^-1、125cm^-1到1,750cm^-1、125cm^-1到1,500cm^-1、125cm^-1到1,250cm^-1、125cm^-1到1,000cm^-1、或125cm^-1到800cm^-1、150cm^-1到2,000cm^-1、150cm^-1到1,750cm^-1、150cm^-1到1,500cm^-1、150cm^-1到1,250cm^-1、150cm^-1到1,000cm^-1、150cm^-1到800cm^-1、200cm^-1到2,000cm^-1、200cm^-1到1,750cm^-1、200cm^-1到1,500cm^-1、200cm^-1到1,250cm^-1、200cm^-1到1,000cm^-1、200cm^-1到800cm^-1、200cm^-1到600cm^-1、从300cm^-1到2,000cm^-1、从300cm^-1到2,000cm^-1、从300cm^-1到1,750cm^-1、从300cm^-1到1,500cm^-1、从300cm^-1到1,250cm^-1、从300cm^-1到1,000cm^-1、300cm^-1到800cm^-1、从400cm^-1到1,200cm^-1、从400cm^-1到1,000cm^-1、从400cm^-1到800cm^-1、从500cm^-1到1,200cm^-1、从500cm^-1到1000cm^-1、或从500cm^-1到800cm^-1的范围内。

灌流器的壳体可以是从多种材料制成的，但是限定在内体积中的流体接触表面的材料应当是生物相容的。SCD灌流器可以由多种材料构成，这些材料包括金属（例如钛）、或具有或不具有耐火金属（包括钛、钽、或铌）的表面涂层的不锈钢；陶瓷（例如氧化铝、二氧化硅、或氧化锆）；或聚合物（例如聚氯乙烯、聚乙烯、或聚碳酸酯）。

固体支持物可以由俘获细胞的平坦表面（例如，片材）、弯曲表面（例如中空管、中空纤维、实心管、以及实心纤维）、图案化表面（例如，z形折叠片材或凹坑表面）、不规则形状表面、或其他构型来限定。应当理解的是，固体支持物可以由多种材料限定，可以包括例如，中空纤维、实心纤维、平面支持构件（例如，平面膜）或两种或更多种前述的组合（例如，中空纤维和实心纤维的组合，中空纤维和平面支持构件的组合，或实心纤维和平面支持构件的组合）。在某些实施例中，该固体支持物基本上平行于在SCD灌流器之内从流体入口端口114到流体退出端口的流体流动的平面。

取决于实施例，该固体支持物可以包括一种膜。术语“膜”是指这样一种表面，在该表面的两侧上能够接收流体、或在该表面的一侧上能够接收流体并且在另一侧上能够接收气体。膜可以是多孔的（例如可选择性地多孔的或半多孔的），使得流体或气体能够从其流动穿过。应当理解的是，如在此使用的、描述一种表面或膜的术语“多孔的”包括大体上多孔的、选择性多孔的和/或半多孔的表面或膜。而且，可以促进白细胞俘获的另外的表面，例如颗粒（例如，珠粒）表面、进入通路的一个或多个凸起的表面、或者一种或者多种膜的表面暴露于流动的生物样品。

应当理解的是，固体支持物不限于特定类型、种类或大小，并且可以由任何适当的材料制成；但是，该材料应当是生物相容的。例如，固体支持物的表面可以是任何生物相容聚合物，包括一种或多种尼龙、聚乙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚四氟乙烯（PTFE）、CUPROPHAN（一种通过铜氨法再生的纤维素，从Enka可获得）、HEMOPHAN（一种改性的CUPROPHAN，具有改进的生物相容性，从Enka可获得）、CUPRAMMONIUM RAYON（多种CUPROPHAN，从Asahi可获得）、BIOMEMBRANE（从Asahi可获得的铜氨人造丝）、皂化乙酸纤维素（例如从帝人（Teijin）或CD医药（CD Medical）可获得的纤维）、乙酸纤维素（例如从Toyobo Nipro可获得的纤维）、纤维素（例如通过改良的铜氨法或通过粘胶法再生的那种，对应地从泰尔茂（Terumo）或Textikombinat（Pirna，GDR）可获得）、聚丙烯腈（PAN）、聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、丙烯酸类共聚物（例如丙烯腈-NA-甲代烯丙基-磺酸盐共聚物，从Hospal可获得）、聚碳酸酯共聚物（例如GAMBRONE，一种从Gambro可获得的纤维）、聚甲基丙烯酸甲酯共聚物（例如从Toray可获得的纤维）、以及乙烯乙烯基共聚物（例如EVAL，一种从Kuraray可获得的乙烯-乙烯醇共聚物）。可替代地，表面可以是尼龙网、棉网、或编织纤维。该表面可以具有一致的厚度或不规则的厚度。在一些实施例中，表面可以包括硅，例如纳米制造的硅膜（参见，例如美国专利公开号2004/0124147）。在一些实施例中，表面可以包括聚砜纤维。其他适合的生物相容纤维在本领域中，例如在塞勒姆（Salem）和米亚斯（Mujais）（1993）《透析疗法》（D_IALYSIS T_HERAPY，第二版，第5章：透析器，尼森森（Nissensen）和费恩（Fine）编著，Hanley&Belfus公司，费城，宾夕法尼亚州）中是已知的。

可以使用任何促进俘获白细胞的技术或这些技术的组合，包括，例如，生物技术、化学技术、机械技术和/或物理技术。在一些实施例中，可以使用用于俘获的生物技术和化学技术。这样的技术包括使用组织、细胞、生物分子（例如，蛋白质或核酸）、或小分子来俘获白细胞。在一个实施例中，例如，在ECS中的固体支持物的流体接触支持物可以进一步包括用来促进俘获的附着至其上的细胞粘附分子。

例如，当白细胞活化时，由该白细胞生产选择素。这种改变的选择素产生可以促进在该白细胞与其他白细胞之间的结合。进而，在白细胞之间的结合可以增加在另外结合的白细胞中的选择素产生，从而产生白细胞的指数结合。因此，选择素对于增强俘获可以是有用的。已知结合白细胞的蛋白质、蛋白质复合物、和/或蛋白质组分包括CD11a、CD11b、CD11c、CD18、CD29、CD34、CD44、CD49d、CD54、足糖萼蛋白、内皮粘蛋白（endomucin）、糖胺聚糖细胞粘附分子-1（GlyCAM-1）、粘膜地址素细胞粘附分子-1（MAdCAM-1）、E-选择素、L-选择素、P-选择素、皮肤淋巴细胞抗原（CLA）、P-选择素糖蛋白配体1（PSGL-1）、白细胞功能性抗原-1（LFA-1）、Mac-1、白细胞表面抗原p150,95、白细胞整合素CR4、极迟抗原-4（VLA-4）、淋巴细胞派伊尔结粘附分子-1（lymphocyte Peyers patch adhesion molecule-1，LPAM-1）、细胞内粘附分子-1（ICAM-1）、细胞内粘附分子-2（ICAM-2）、细胞内粘附分子-3（ICAM-3）、灭活C3b（C3bi）、纤维蛋白原、纤连蛋白、外周淋巴结地址素（PNAd）、内皮血管粘附蛋白1（VAP-1）、趋化因子（fractalkine）、CCL19、CCL21、CCL25、以及CCL27。已知结合白细胞的其他大分子包括透明质酸、糖胺聚糖（GAG）、以及岩藻糖化的寡糖以及它们的前体。在某些实施例中，用来俘获白细胞的小分子或粘附物可以包括但不限于肽（例如包含氨基酸序列精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）的肽）、以及包括唾液酸的分子。因此，任何这些材料可以用来增强俘获。

在使用过程中，任何这些生物材料或化学材料可以结合至固体支持物的流体接触表面和/或灌流器壳体的流体接触表面，以促进或增强俘获。可替代地，或者组合地，任何这些材料可以与其他另外的技术一起使用以促进俘获。例如，材料可以用来在溶液中结合白细胞，从而引起它们凝聚并且相对于单个白细胞而言增加了它们的总尺寸。凝聚的白细胞然后可以用一种具有特定孔径的膜捕获。

应当理解的是，在此所述的俘获技术也可以应用于血小板。在血小板的情况下，如上所述的类似的生物技术、化学技术、机械技术和/或物理技术可以用来俘获血小板。在某些实施例中，用于俘获血小板的试剂包括一种或多种糖蛋白Ibα（GPIbα）、糖蛋白IIb（GPIIb）、糖蛋白IIIa（GPIIIa）、CD41、CD61、冯·维勒布兰德因子、β₂-整合素巨噬细胞抗原-1、选择素（例如P-选择素）、以及一种细胞粘附分子。

另外，还可以通过控制在SCD灌流器内产生的某些机械力来促进和/或增强俘获。例如，可以通过利用使白细胞与表面之间的剪切力最小化的流速和装置配置（允许白细胞与表面结合），将白细胞俘获在通路的（或通路中的）或通路区域（例如，多孔中空纤维的外面）的一个或多个表面上。例如，壳体被配置为产生一个低的剪切力环境，从而在体液横穿内体积时允许感兴趣细胞（例如，白细胞、血小板，等等）被俘获在固体支持物上。

更确切地说，灌流器被配置为当生物流体例如以在10mL（cm³）/分钟到大约8,000mL（cm³）/分钟或从50mL/分钟到大约8,000mL/分钟（例如，1,000cm³/分钟）的范围内的流速通过流体入口端口114进入灌流器壳体并且通过流体出口端口118退出灌流器壳体时，促进在流动细胞（例如，白细胞或血小板）与俘获表面之间的剪切力小于1000达因/cm²、小于500达因/cm²、小于100达因/cm²、小于80达因/cm²、小于60达因/cm²、小于40达因/cm²、小于20达因/cm²、小于10达因/cm²、或小于5达因/cm²。结果，流体入口端口114和流体出口端口118被确定尺寸为允许通过壳体的流速在从10mL/分钟到8,000mL/分钟或从50mL/分钟到8,000mL/分钟的范围内。例如，当治疗某些炎性疾病（例如在心肺分流术期间的炎症应答）时，应当理解的是可以容许治疗的大流速例如高达7000mL/分钟。同样，在败血症时，应当理解的是可以容许流速高达例如1000mL/分钟。这就是说，当治疗与其他适应症（例如急性肾衰竭和慢性肾衰竭）相关的炎症应答时，应当较低的流速，例如，小于大约500mL/分钟、从大约100mL/分钟到大约500mL/分钟、以及从大约200mL/分钟到大约500mL/分钟。结果，入口端口114和出口端口118被确定尺寸为允许所希望体积的体液在一个给定量的时间内穿过SCD灌流器壳体。应当理解的是，流体入口端口114和流体出口端口118各自具有不小于0.1cm到2cm、或0.2cm到1cm的内径，或者具有不小于0.01cm²、不小于0.1cm²、不小于0.2cm²、不小于0.4cm²、不小于0.6cm²、不小于0.8cm²、不小于1.0cm²、不小于2.0cm²、或不小于3.0cm²的截面表面积。在某些实施例中，入口端口、出口端口、或入口和出口端口两者具有0.01cm²到1cm²的截面表面积。在流体入口或流体出口到壳体最近端的距离（距离A）可以使得除以壳体长度的A在0.01与0.25之间。还应当理解的是，入口和/或出口端口的平面到由壳体最长尺寸（通常为长度）限定的平面可以是从5度到90度（即，垂直）的范围。

在某些实施例中，流体入口端口114和流体出口端口118两者都布置在壳体116的一侧，例如，如在图1A和图1B中显示的。可替代地，如在图1C中显示的，流体入口端口114和流体出口端口116可以布置在壳体116的相对的两侧。也可以设想流体入口端口114和流体出口端口116的其他取向。例如，如果壳体包括一个第一末端和一个与该第一末端相对的第二末端，则该流体入口端口可以被配置为允许通过该第一末端的流体流动，和/或该流体出口端口可以被配置为允许通过该第二末端的流体流动。在图1D中描绘了一个这样的定向，其中流体入口端口114允许通过壳体116的左端的流体流动，并且流体出口端口118允许流体通过壳体116的右端退出。

应当理解的是，可以将SCD灌流器的壳体的大小和形状设计为提供适当的填充体积并且在流体穿过SCD灌流器时使湍流最小化。此外，应当理解的是，可以将位于SCD灌流器之内的固体支持物的大小、形状以及组成设计为提供适当的表面积并且在流体穿过SCD灌流器时使湍流最小化。

举例来说，当实心纤维用来创造灌流器内的固体支持物时，如果具有1.8m²到2.5m²的总表面积的灌流器是所希望的，则可以将该灌流器设计为：当纤维长度是26cm并且纤维直径是50μm时，包含大约43,000根纤维；或当纤维长度是26cm并且纤维直径是100μm时，包含大约22,000根纤维；或当纤维长度是26cm并且纤维直径是200μm时，包含大约11,000根纤维；或当纤维长度是13cm并且纤维直径是100μm时，包含大约43,000根纤维；或当纤维长度是13cm并且纤维直径是200μm时，包含大约22,000根纤维。可替代地，如果具有3.6m²到5.0m²的总表面积的灌流器是所希望的，则可以将该灌流器设计为：当纤维长度是26cm并且纤维直径是50μm时，包含大约87,000根纤维；或当纤维长度是26cm并且纤维直径是100μm时，包含大约43,000根纤维；或当纤维长度是13cm并且纤维直径是100μm时，包含大约87,000根纤维。

相比之下，并且举例来说，当平面支持构件用于创造固体支持物时，如果具有1.8m²到2.5m²的总表面积的灌流器是所希望的，则该灌流器可以包含，例如，多个具有50μm的平均厚度以及5cm的平均宽度的片材（例如，具有长度大约12cm的大约115个膜片材、或长度大约26cm的约63个膜片材）。相比之下，如果具有3.6m²到5.0m²的总表面积的灌流器是所希望的，则灌流器可以包含大约125个具有50μm平均厚度、5cm平均宽度、以及26cm平均长度的膜片材。可以将这些片材放置在灌流器内，使得在某些实施例中在片材之间的间隔大约是50μm或100μm。

在某些实施例中，灌流器可以被设计为使得固体支持物（例如，构成固体支持物的纤维或平面支持物）以从20%到65%、20%到60%、从30%到60%、或从40%到55%的填充密度布置在该壳体之内。应当将填充密度选择为当血液在布置于壳体IV之内的固体支持物上经过时使得凝血的风险最小化。

当中空纤维用于SCD灌流器中时，SA/IV比率优选是至少80cm^-1或更多。具有大于80cm^-1的SA/IV比率的示例性SCD灌流器包括F-50、F-60、F-70以及F-80A灌流器，它们可商购于北美费森尤斯医疗（Fresenius Medical Care North America，沃尔瑟姆（Waltham），马萨诸塞州，美国）或来自巴克斯特公司（Baxter）（迪尔菲尔德，伊利诺伊州，美国）的Renaflow灌流器（PSH系列）。这些灌流器已经由USFDA批准用于急性和慢性的血液透析中。例如，F-80A灌流器具有一个固体支持物（由中空纤维束中的外部表面限定），该固体支持物具有能够俘获白细胞和/或血小板的大约2.5m²的表面积，具有大约250mL的内体积、以及大约100的SA/IV比率。

在某些实施例中，示例性灌流器可以具有在表1中提出的特征。

表1

装置	ECS SA（m²）	ECS SA（cm²）	ECS填充（cm³）	SA/V（cm^-1）
					1	0.98	9800	130	75
2	2.5	25000	250	100
					3	1.25	12500	125	100

4	2.5	25000	125	200
					5	2.5	25000	109	230
6	2.5	25000	94	267
					7	5	50000	93	536
8	5	50000	125	400
					9	6.7	67000	125	537
10	10	100000	125	800

在某些实施例中，特别是对于儿科用途，示例性灌流器可以具有在表2中提出的特征。

表2

在某些实施例中，一种系统可以通过使白细胞、血小板或感兴趣的细胞经受一系列灌流器（例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、或更多个灌流器（例如中空纤维灌流器））而实现俘获，每个灌流器包括一个或多个俘获通路、或通路区域，以便增加配置为俘获白细胞的区域的长度以及白细胞在其中的停留时间。在任何上述实施例中，这些装置被配置为在俘获之前、期间、或之后以一种允许抑制促炎物质从白细胞释放和/或白细胞失活的方式来完成白细胞的俘获。可以在俘获过程中和在转运通过本发明的通路、通路区域、或整个系统的过程中实现抑制促炎物质从白细胞释放和/或白细胞失活。

在一些实施例中，SCD灌流器或结合有SCD灌流器的流体回路被配置为俘获白细胞持续任何所希望的时间量，例如，从1到59秒、从1到59分钟、从1到24小时、从1到7天、一周或多周、一个或多个月、或一年或更长。在一些实施例中，这些装置被配置为俘获白细胞持续一个量时间，该时间量足以允许随后抑制促炎物质从白细胞释放和/或白细胞失活。在某些实施例中，白细胞和/或血小板被俘获在SCD灌流器内持续一段时间（例如，至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15分钟或至少一个小时），该段时间足以使白细胞失活和/或抑制促炎物质的释放。

应当理解的是，一旦制成，SCD灌流器应当在使用前进行灭菌。无菌可以通过暴露于一种或多种灭菌剂（单独地或组合地）而实现，例如高温、高压、辐射、或化学试剂（例如，如环氧乙烷）。优选地SCD灌流器是在它已经被包装好时进行灭菌，例如在它已经密封于适当的容器中之后（即，灌流器被最终灭菌）。灭菌过程优选实现一个10^-3或更少的无菌保证水平（SAL）；即，在该过程之后任何给定单元有菌的可能性为在10³个中不多于1个。更优选地，该灭菌过程实现了不多于10^-4、不多于10^-5、或不多于10^-6的SAL。

2.系统配置

应当理解的是，根据有待治疗的适应症，SCD灌流器可以用于多种不同的流体回路中。参见，例如，美国专利公开号2009/0060890A1。

在一些实施例中，结合有SCD灌流器的流体回路任选地还可以进行其他血液处理。例如，流体回路任选地可以进一步包括可以过滤、氧合、加温的另外的装置，或以其他方式在血液进入SCD灌流器之前或之后处理血液。而且，SCD灌流器和/或系统中的另外的装置可以包括用于以其他方式或补充方式来处理血液的一种以上的部件，例如多孔滤器、氧泵、和/或异种移植的或同种异体移植的细胞（例如异种移植的或同种异体移植的肾细胞，如肾小管细胞）。在某些实施例中，SCD灌流器没有这样的另外的部件。例如，SCD灌流器可以没有细胞，例如异种移植的或同种异体移植的细胞（例如异种移植的或同种异体移植的肾细胞）。在下文更详细地描述这些基本原理。

流体回路被配置为完成选择性细胞分离。在基本形式中，该系统包括一个SCD灌流器、一个用于血液从血液源（例如，受试者，如患者）流动到SCD灌流器的流体连接、以及一个用于处理的血液从SCD灌流器流动到一个容器（例如，回到该受试者）的流体连接。SCD灌流器起作用以俘获细胞（例如白细胞，如活化白细胞），并且促进促炎物质从白细胞释放的抑制和/或白细胞的失活。可以使用在上文所述的SCD灌流器实现白细胞的俘获。可以通过在以下章节3中所述的任何技术实现促炎物质从白细胞释放的抑制和/或白细胞的失活。

作为原发性患者病症或针对其他类型的医疗干预的继发性患者病症，例如在经过滤血器（例如，参考图2C和图2D如在下文所述的）的过程中，白细胞可以在受试者体内变得活化。然后活化白细胞进入SCD灌流器，其中活化白细胞被俘获。在图2D中回路的情况下，等于产生的超滤液体积的替换流体任选地被提供给受试者。

换言之，在SCD灌流器中，来自血液的活化白细胞例如通过暂时粘附到灌流器内部的一个或多个表面上而被俘获。可以通过多种途径实现白细胞的俘获，例如，通过与灌流器中的通路或通路区域中的结合白细胞（例如，活化白细胞）的分子结合、或者通过将血液流动设定在装置内以提供在白细胞上的低剪切应力，从而允许它们与SCD灌流器内部的一个或多个表面结合。然后可以使这些俘获的白细胞暴露于一种试剂（例如，柠檬酸盐），从而使白细胞失活或抑制促炎物质它们释放。灌流器还可以用来俘获并且失活其他细胞类型，例如血小板。

人们认为钙螯合剂（例如柠檬酸盐）导致灌流器中低的Ca_i环境，由此抑制了促炎物质从白细胞的释放和/或使白细胞失活。促炎物质可以包括来自白细胞的破坏性的酶和/或细胞因子。这种抑制和/或失活导致白细胞的炎症状态的改善。以此方式，SCD灌流器俘获白细胞（例如嗜中性粒细胞和单核细胞）、并且例如用柠檬酸盐和/或低Ca_i环境抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活。以类似的方式可以获得血小板的俘获以及抑制和/或失活。

已经证明，将钙螯合剂（例如，柠檬酸盐）添加至本发明的包括一个壳体（该壳体包含俘获白细胞的中空纤维）的装置中具有出人意料的改进受试者先天免疫系统的结果。因此，应当考虑的是本发明的SCD灌流器可以通过直接处理受试者的包含白细胞（例如，活化白细胞）或血小板（例如，活化血小板）的血液来治疗或预防多种炎性病症（原发疾病状态或作为医疗干预的结果）。处理之后，将血液返回到受试者。

2.A.单一装置系统

如所提及的，一种系统可以在该系统中没有另外的治疗装置的情况下，包含SCD灌流器，以便完成选择性细胞分离以及任选地完成其他血液处理（参见图2A-图2B）。在一个实施例中，这样一种SCD灌流器示意性地显示于图1A中。在操作过程中，白细胞和/或血小板被俘获在SCD灌流器之内，例如在中空纤维的外表面处，并且暴露于一种能够抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活的试剂，例如柠檬酸盐。可以将该试剂注入流体入口114的管线上游中或者可以经由一个端口注入SCD本身中。可替代地，或另外地，SCD灌流器可以在它的使用之前用该试剂进行准备。将ECS中的流速被选择在在此所述的范围内，使得在纤维的表面处具有一个低的剪切力（在在此所述的范围内）以允许白细胞与此结合。以此方式，实现或启动了白细胞和/或血小板的抑制和/或失活。然后，在ECS中的血液经由出口118退出SCD，进入流出管线。

图2A以示例性流体回路显示图1A的示例性的SCD灌流器100。来自受试者的体液（例如，血液）进入血液透析回路管并且经由泵204而移动通过那个管。在相同的血液透析回路管上，可以在端口206处任选地用一个泵将白细胞抑制剂（例如柠檬酸盐）注入。然后在血液透析回路管中的血液进入入口114并且在出口118处退出SCD灌流器100。在入口114和出口118处的血液透析回路管分别使用血液透析回路管连接件而与锁定结构256附接。白细胞显示为在固体支持物120的外部表面处被俘获在ECS112中，该固体支持物被描绘为单一的中空纤维。来自出口118的血液流出管线使血液返回到受试者中。在这个血液流出管线上在端口258处可以注入另一种试剂（例如钙（例如，氯化钙或葡萄糖酸钙））以制备用于再进入受试者中的血液。在某些实施例中，ICS可以包括在每根纤维的ICS122的内衬上以单层培养的异种移植的或同种异体移植的细胞（例如肾小管细胞），从而进一步辅助血液的处理。然而，在其他实施例中，ICS是没有细胞的。在图2A的回路的一个实施例中，可以将SCD灌流器100的内腔122用盐水充满。

图2B的回路包括如图2A的相同的部件，并且以相同的方式运行，不同的是图2B利用其中产生了超滤液的SCD灌流器100。SCD灌流器100包含多个多孔膜，该多个多孔膜是中空纤维。在纤维之内的内腔空间是ICS122，并且在固体支持物120（如中空纤维所描绘的）外面并在SCD灌流器壳体110之内的周围空间是ECS112。包含白细胞的体液（例如血液）进入入口114并且移动进入围绕中空纤维的ECS112，并且在出口118处退出。可以如以上所述实现白细胞俘获以及抑制和/或失活。然而，在这个SCD中，只有ICS入口是用端盖130进行封端。ICS出口128没有封口。因此，取决于多孔中空纤维的特征（例如，渗透性和孔径），在ECS112中的血液的一部分可以经过中空纤维，并且作为超滤液（UF）进入ICS112中。可以将一个管连接到ICS出口128上用于收集超滤液（UF），该超滤液可以作为废物弃去。

在具有图1A SCD的图2A-图2B的回路中显示的实施例的流速和膜特征可以是如下所述的。例如，ECS流速可以是从大约100mL/分钟到约500mL/分钟。超滤液废物（例如，对于在图2B中显示的SCD灌流器）的流速可以包括例如从大约5mL/分钟到大约50mL/分钟的流速。在图2B中的回路的情况下，可以任选地将等于产生的超滤液废物体积的替换流体添加给受试者。

2.B.作为血液透析或血液过滤系统的部分的选择性细胞分离抑制装置

如所提及的，在一些实施例中，SCD灌流器可以是具有其他用于处理血液的装置的一个系统的一部分。例如，SCD灌流器可以是血液过滤系统、血液透析系统和/或血液透析过滤系统的一部分，该系统中包括在该系统之内与该SCD灌流器分离开的一个或多个过滤灌流器。当描述系统的不是SCD的部分时，术语“血液过滤”（“hemofiltration”）可以是指血液透析、血液透析过滤、血液过滤、和/或血液浓缩，并且“滤血器”（“hemofilter”）可以包括用于进行血液透析、血液透析过滤、血液过滤、和/或血液浓缩的一项或多项的一种装置（例如，一种灌流器）。血液过滤灌流器可以被配置为在体外血液回路中与SCD并联或串联，并且可以使用相关联的血液泵和管来使血液移动通过该体外回路。

例如，如在图2C和图2D中所示，血液从受试者流动通过血液透析回路管。血液经由泵204而移动通过血液透析回路管。可以在端口206处，将白细胞抑制剂（例如柠檬酸盐）在进入常规滤血器260中之前任选地用一个泵注入相同的血液透析回路管中。然后血液流动通过滤血器260中的中空纤维262。将透析液注入围绕中空纤维262并且在滤血器260的壳体内的ECS中，并且使透析发生，伴随溶质作为“废物”跨过滤血器滤膜262（中空纤维）而从血液中去除并且进入透析液中。透析液以相对于血液逆流的方式流动，并且透析液是用透析泵264而移动的。另外，取决于通过该膜的孔径，来自血液的分子和流体可以作为超滤液穿过滤血器滤膜262（中空纤维）。

图2C的示例性系统显示具有图1A的SCD灌流器100的回路，其中ICS入口和出口端口已经用端盖封端。血液退出滤血器260，并且在入口114处进入SCD灌流器100。然后血液通过SCD灌流器被处理，以一种对于以上图2A-图2B中所述的方式，该SCD灌流器在固体支持物120（描绘为中空纤维）上俘获白细胞并且抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活。从SCD灌流器100进入以及出来的血液透析回路管使用一个连接而与锁定结构256附接。然后血液经由血液流出管线从出口118返回到受试者中。在这个血液流出管线上在端口258处可以注入另一种试剂（例如钙）以便制备用于再进入受试者中的血液。在某些实施例中，SCD灌流器的毛细管间空间（ICS）可以包括在每个纤维的内腔的内衬上以单层培养的异种移植的或同种异体移植的细胞（例如肾小管细胞），从而进一步辅助血液的处理。然而，在其他实施例中，ICS是没有细胞的。在图2C显示的流体回路的某些实施例中，SCD100的ICS122用盐水充满，并且ICS的末端端口用端盖130和132封端。

图2D的回路包括如图2C的相同的部件，并且以相同的方式运行，不同的是图2D利用了产生超滤液的SCD灌流器100（即，ICS出口端口没有用端盖封端）。在图2B的背景下，上文描述了体液（例如血液）通过SCD灌流器100的流动。另外，在图2B的背景下，SCD灌流器100如以上所述起作用。如以上所指出的，SCD灌流器100仅仅具有用端盖130封端的ICS入口126。ICS出口128没有用端盖封端。因此，取决于多孔中空纤维的特征，在ECS112中的血液的一部分可以经过中空纤维，并且作为超滤液（UF）进入ICS中。可以将一个管连接到ICS出口128上用于收集超滤液（UF），该超滤液可以作为废物弃去。

不希望受到理论的束缚，应当考虑的是在SCD系统（以及显示于图2A-图2D以及图3A和图3B中的那些）的这些实施例中的流动几何学允许白细胞存在于SCD灌流器的ECS中的一个低剪切力环境中，并且因此与SCD灌流器中的一个或多个内部表面（例如，中空纤维）结合。相反，在血液过滤灌流器（例如，在图2C和图2D的回路中的第一装置260）的典型使用中，通过中空纤维的小直径内腔的血液流动产生了较高的剪切力（与在SCD中相比），该较高的剪切力防止在装置内白细胞与中空纤维的结合以及白细胞的俘获。因此，具有常规流动回路的、支持它的反向运行（即，血液在中空纤维外面而不是在中空纤维里面流动）的血液过滤装置可以作为一个SCD起作用从而俘获潜在损伤性的并且循环的活化白细胞。可以将这些俘获的白细胞用白细胞抑制剂（例如，柠檬酸盐）进行处理。

此外，应当考虑的是在俘获之前、期间、和/或之后在低Ca_i（例如通过柠檬酸盐引起的）的存在下，俘获的白细胞的炎症应答受到抑制和/或失活。低Ca_i环境可以抑制白细胞的炎症活性或使白细胞失活。

在某些实施例中，可以修改图2D的回路使得由滤血器260产生的透析液可以经由ICS入口126而被引入SCD灌流器100的ICS中。虽然ICS可以没有细胞，应当理解的是这个系统任选地还可以包括在ICS122之内的细胞，例如肾小管细胞。血液流动的速率被选择为在多孔中空纤维的表面处具有足够低的剪切力（在在此所述的范围内）以允许通过与这些纤维结合的白细胞的俘获，例如以从大约100mL/分钟到大约500mL/分钟的血流速度。可替代地，通过体外回路、通过滤血器260中的中空纤维内腔、并且通过SCD灌流器100的ECS112的血流速度可以是大约120mL/分钟。超滤液可以按在此所述的范围内的速率移动，例如，以小于大约50mL/分钟、从大约5mL/分钟到大约50mL/分钟、以及从大约10mL/分钟到大约20mL/分钟的流速。可替代地，该超滤液流速可以维持在15mL/分钟。任选地，可以将平衡的电解质替换液（例如，一种含有碳酸氢盐碱的溶液）基于对所产生的超滤液的1:1体积替换而注入血液透析回路管中。流体（例如超滤液）和血液（或包含白细胞的流体）可以按相同的方向或按相反的方向流动。

在这个和其他实施例中，通过SCD灌流器的血液流动配置与通过典型血液过滤灌流器的血液流动配置相反。即，血液流动通过在其预期使用中的血液过滤灌流器的中空纤维内部与血液流动围绕在SCD灌流器的中空纤维的外面。相对于在滤血器的中空纤维内腔之内的较高的剪切力，这种通过SCD灌流器的非常规的血液流动配置允许在中空纤维的外部表面处的ECS之内的较低的剪切力，因此促进在SCD的ECS中的白细胞的俘获。相反，由于由血液流动穿过中空纤维的小直径内腔产生的高剪切力，通过滤血器的中空纤维内部的血液流动阻止了白细胞俘获。例如，血液在滤血器的中空纤维的内部之内经过可以产生1.5x10⁷达因/cm²的剪切力，而通过SCD的某些实施例的ECS的血液流动产生10达因/cm²的剪切力、或大约10⁶的较小剪切力。作为比较，在典型的动脉壁处的剪切力是6达因/cm²到40达因/cm²，而在典型的静脉壁处的剪切力是1达因/cm²-5达因/cm²。因此，毛细管壁具有小于5达因/cm²的剪切力。

因此，SCD灌流器的使用利用了在通路区域中的一个表面处的足够低的剪切力，该通路区域被配置为俘获白细胞，以使白细胞能与那个表面结合并且俘获在该区域中的白细胞（例如活化白细胞）。例如，在一些实施例中，小于1000达因/cm²、或小于500达因/cm²、或小于100达因/cm²、或小于80达因/cm²、或小于60达因/cm²、或小于40达因/cm²、或小于20达因/cm²、或小于10达因/cm²、或小于5达因/cm²的剪切力在配置为俘获白细胞的通路区域中的表面处是有用的。应当理解的是，这些剪切力在在此所述的任何SCD实施例中可以是有用的。在某些具有两个装置（例如，滤血器和SCD）的实施例中，在滤血器中流动的血液与在SCD中流动的血液之间的剪切力的差异可以是至少1000达因/cm²。

在这些和其他实施例中，只要遵从了产生必要剪切力的非常规流动配置（即，血液在中空纤维外面而不是在中空纤维里面流动），该SCD可以由常规的由FDA批准用于急性和慢性血液透析的配置（例如，F-80A型号，北美费森尤斯医疗（Fresenius Medical Care North America，沃尔瑟姆（Waltham），马萨诸塞州，美国））组成。同样，这个或任何其他实施例的体外灌注回路可以使用标准的透析动静脉血液管路。可以将灌流器和血液管路置于当前用于慢性透析用途的任何透析液输给泵系统（例如费森尤斯（Fresenius）2008H）中。

在一个示例性系统中，该系统包括从受试者开始的管路（血液透析回路管），其中一袋柠檬酸盐溶液通过一个注入器被注入该管路中。在柠檬酸盐进入血液透析回路管中之后，在一个点处将第一F-40滤血器灌流器（北美费森尤斯医疗（Fresenius Medical Care North America，沃尔瑟姆（Waltham），马萨诸塞州，美国））与该血液透析回路管连接。然后在血液透析回路管中的血液从一个末端端口入口到一个末端端口出口流动穿过灌流器里面的中空纤维的内部（ICS），并且透析液以相对于血液流动的逆流方式从一侧端口到第二侧端口在这些中空纤维外面（ECS）并且在灌流器之内流动。收集从第二侧端口退出的透析液/超滤液混合物。从ICS到ECS基本上没有血细胞、血小板、或血浆穿过，并且基本上没有白细胞粘附至中空纤维的内部。中空纤维被布置为在一束中相互平行，并且各纤维具有大约240微米的直径。此外，中空纤维的孔是足够小的以防止白蛋白（一种大约30埃的分子）通过这些纤维，并且这些孔通常是横跨整个纤维的尺寸。然后过滤的血液继续从末端端口出口通过管路到达基于F-80A的灌流器（北美费森尤斯医疗（Fresenius Medical Care North America，沃尔瑟姆（Waltham），马萨诸塞州，美国）的一侧端口入口，该灌流器作为一个SCD灌流器运行。血液流动通过基于F-80A的灌流器的ECS并且在一侧端口出口处退出该灌流器。在基于F-80A的灌流器中产生的任何超滤液进入ICS并且通过一个末端端口退出。该灌流器的另一末端端口被封端。从ECS到ICS基本上没有血细胞、血小板、或血浆穿过，而白细胞粘附到中空纤维的外部持续一段时间。退出F-80A灌流器的血液进入管路，在该管路处使用一种注入器将一种钙溶液注入血液中。最后，管路将处理的血液返回到受试者中。在某些实施例中，系统中的血流速度不超过500mL/分钟，并且血液在任何点不置换系统中的空气。另外，泵送速率和注入速率可以基于电解质和白细胞计数的床边读数而手动改变。手提监测装置从自受试者抽取的少量血液产生这些读数。

应当考虑的是，使用这样一种系统的风险类似于与血液透析治疗相关的风险，并且包括例如灌注回路的凝血、空气进入回路、导管或血液管路扭结或断开、以及温度调节异常。然而，透析机和相关的透析血液灌注设置已经被设计为在使用警报系统的治疗过程中识别这些问题并且用凝块滤器和气泡捕捉器缓解到受试者中的任何凝块或空气栓塞。这些泵系统和血液管路设置是针对这种治疗适应症经FDA批准的。

如以上提及的，白细胞抑制剂（例如，柠檬酸盐）的注入可以是在SCD局部、区域性的、或贯穿该系统。在这个或任何实施例中，柠檬酸盐还可以用作抗凝血剂，在这种情况下贯穿该系统的灌注将是有用的。临床经验表明，如果凝血发生在血液过滤系统中，则它是起始于第一透析灌流器中。抗凝方案（例如全身性肝素或区域性柠檬酸盐）当前被建立并且常规地在临床血液透析中使用。

2.C.作为心肺分流系统的一部分的选择性细胞分离抑制装置

如在图3A-图3B中所显示的，SCD灌流器可以用于心肺分流术（CPB）回路中以治疗和/或预防继发于外科手术（例如，分流手术）后的炎性病症。图3A和图3B显示了在示例性CPB系统中的图1A的SCD灌流器。CPB用于从心和肺的左边和右边分流血液。这是通过从心脏的右边排出血液并且灌注动脉循环而实现的。然而，因为全身至肺部侧支，全身至全身侧支、以及外科手术部位出血使血液返回到心脏的左边，在CPB过程中需要心脏左边的特殊排出机构。任选地，可以通过特殊的泵和管路结构来递送心脏停搏液（cardioplegia）。标准的CPB系统具有可以宽泛地分成三个子系统的若干特征。第一子系统是氧合-通气子系统，它供应氧气并且从血液中去除二氧化碳。第二子系统是温度控制系统。第三子系统包括在线监测器和安全装置。

如在图3A的实施例中所显示的，血液经由静脉插管300从受试者移动进入血液透析回路管310。血液流动通过血液透析回路管310，经过连接至SCD流出管线330的再循环接点320。SCD流出管线330包含由SCD装置100处理的血液。血液透析回路管310中的血液与SCD处理的血液混合，并且继续前行到静脉贮血器350并且到氧合器360上，在该氧合器处血液被氧合。然后氧合的血液从氧合器360流动到接点370，该接点具有SCD流入管线380。在此，在血液透析回路管310中的血液的一部分经由SCD流入管线380而分流至SCD100，用于经过SCD灌流器100处理。通过SCD流入管线380的血液的流动是由泵382控制的。SCD灌流器100被设计为俘获选择与炎症相关的细胞，例如，白血病或血小板。包含白细胞的血液进入入口114并且移动进入围绕中空纤维的ECS112（参见图1A中）中。白细胞被俘获在装置中，例如在固体支持物120（参见图1A中）的流体接触表面上（即，中空纤维的外部表面）。可以在在此所述的范围内选择泵382的流速，使得在中空纤维的表面处具有一个低的剪切力（在在此所述的范围内）以允许白细胞与其结合。在ECS112（参见图1A中）中的血液经由出口118退出SCD并且进入SCD流出管线330。在接点370处，在血液透析回路管310中的血液的一部分在动脉插管395处返回到受试者之前还继续前行到动脉过滤器/气泡捕捉器390。

虽然没有试剂需要添加到血液，在一个实施例中，柠檬酸盐供给装置335和柠檬酸盐泵336将柠檬酸添加到SCD流入管线380中的血液中，并且钙供给装置345和钙泵346将钙添加到SCD流出管线330中的血液中。柠檬酸盐（或在此所述的另外的白细胞抑制剂）被从柠檬酸盐供给装置335添加至流动进入SCD灌流器100的血液中，从而抑制和/或灭活与炎症相关的细胞（例如白细胞）。可以将钙添加回血液中，以制备用于再进入受试者中的血液。

在图3B中显示的回路与图3A的回路的不同之处在于它在回路内（例如，在再循环接点320处（参见图3A））不使血液再循环。相反，如在图3B中所示的，血液经由静脉插管300从受试者移动到血液透析回路管310中，在该血液透析回路管处血液直接流动到静脉贮血器350并且到氧合器360上，在该氧合器处血液被氧合。然后氧合的血液从氧合器360流动到接点370，该接点具有SCD流入管线380。在此，在血液透析回路管310中的血液的一部分经由SCD流入管线380而分流至SCD灌流器100，用于由SCD灌流器100俘获白细胞，如以上对于图3A所述的。退出SCD灌流器100的血液进入SCD流出管线330，并且与氧合的血液在接点386处混合。在来自SCD灌流器的血液与在血液透析回路管310中的血液混合之后，它在动脉插管395处返回到受试者之前继续在血液透析回路管310中前行到动脉过滤器/气泡捕捉器390。

柠檬酸盐供给装置335和柠檬酸盐泵336将柠檬酸盐添加到SCD流入管线380中的血液中，而钙供给装置345和钙泵346将钙添加至SCD流出管线330中的血液中。如对于图3A所述的，柠檬酸盐或任何其他的白细胞抑制剂被从柠檬酸盐供给装置335添加至血液中，以抑制和/或灭活与炎症相关的细胞（例如白细胞）。可以将钙添加回血液中，以制备用于再进入受试者中的血液。

2.D.选择性细胞分离抑制装置的另外的特征

在一些实施例中，SCD灌流器被配置用于治疗和/或预防某些失调。然而应当理解的是，多种不同的配置可以用于治疗和/或预防一种特定的失调。

而且，SCD灌流器可以水平地或垂直地定向并且可以置于温度受控的环境中。贯穿SCD的运行，包含细胞的SCD灌流器的温度优选被维持在大约37℃至大约38℃，以确保SCD灌流器中的细胞的最佳功能。例如，但不限制于此，可以使用保温毯将SCD灌流器保持在适当的温度。如果在系统中利用其他装置，则可能需要针对最佳性能的不同温度。

在一些实施例中，SCD灌流器和/或结合有SCD灌流器的流体回路由一个处理器（例如，计算机软件）控制。在这样的实施例中，一种装置可以被配置为检测在受试者中的活化白细胞水平的变化，并且将这种信息（例如，与白细胞水平和/或增加的产生一种炎性失调的风险有关的信息）提供给该处理器。在一些实施例中，当达到某一活化白细胞水平时或认为受试者处于产生一种炎性失调（例如，SIRS）的某种风险时，将受试者的血液通过SCD处理，目的是降低产生炎性失调的可能性。在一些实施例中，流体回路可以响应于这些测量而通过SCD自动处理受试者的血液。在其他实施例中，卫生专业人员被警示在受试者体内的白细胞水平升高或风险增加，并且卫生专业人员启动治疗。

应当考虑的是，可以用不同套件或系统来包括本发明的灌流器。例如，这些套件或系统可以包括本发明的SCD灌流器、白细胞抑制剂（例如钙螯合剂，例如柠檬酸盐）、同种异体移植的细胞（例如肾小管细胞）、或其他部分。另外，SCD灌流器可以与不同的外科手术器械组合，这些外科手术器械对于将过滤装置移植到受试者中是必需的。

3.与炎症相关的细胞的移植和/或失活

SCD灌流器被配置，并且当进行本发明的方法时抑制促炎物质从白细胞释放和/或使在受试者的血液中的白细胞（例如活化白细胞）失活，使得受试者体内的炎症应答被阻止和/或减弱。可以使用不同的技术。例如，在一些实施例中，SCD灌流器以及结合有一个或多个SCD灌流器的流体回路可以抑制促炎物质从白细胞释放和/或通过将白细胞（例如俘获的活化的和/或已接触抗原的白细胞）暴露于白细胞抑制剂而使白细胞失活。白细胞抑制剂可以共价地或非共价地结合至SCD灌流器的流体接触表面（例如中空纤维）。另外或可替代地，可以在白细胞的俘获之前、期间、或之后例如在膜表面处或其附近，将白细胞抑制剂注入到SCD灌流器中或结合有SCD灌流器的回路中。

本发明不限于特定类型或种类的白细胞抑制剂。白细胞抑制剂包括，例如抗炎生物制剂、抗炎小分子、抗炎药、抗炎细胞、以及抗炎膜。在一些实施例中，白细胞抑制剂是能够抑制活化白细胞的活性的任何材料或化合物，包括但不限于，非甾体抗炎药（NSAID）、抗细胞因子、甲磺酸伊马替尼、索拉非尼、苹果酸舒尼替尼、抗趋化因子、免疫抑制剂、丝氨酸白细胞抑制剂、一氧化氮、多形核白细胞抑制因子、分泌性白细胞抑制剂、以及钙螯合剂。钙螯合剂的实例包括但不限于柠檬酸盐、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸（EDTA）、三乙烯四胺、二乙烯三胺、邻菲啰啉、草酸等等。白细胞抑制剂可以是任何已知的抑制白细胞或免疫细胞的蛋白质或肽，包括但不限于血管生成素、MARCKS、MANS、补体因子D、包含胰蛋白酶血管生成素片段（tryptic angiogenin fragment）LHGGSPWPPC⁹²QYRGLTSPC³⁹K（SEQ ID NO:1）的二硫化物C39-C92及其合成的同系物；该试剂还可以是由切舍（Tschesche）等人（1994）《生物化学杂志》（J.B_IOL.C_HEM.269(48):30274-80），霍尔（Horl）等人（1990）《美国国家科学院院刊》（PNAS USA87:6353-57），Takashi等人（2006）《美国呼吸细胞和分子生物学杂志》（AM.J.R_ESPIRAT.C_ELL _AND M_OLEC.BIOL.34:647-652），以及巴尔克（Balke）等人（1995）《欧洲生化学会联合会快报》（FEBS L_ETTERS371:300-302）报道的、可以促进抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活的那些蛋白质、肽、以及同系物。而且，白细胞抑制剂可以是已知的、抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活的任何核酸。白细胞抑制剂可以处于溶液中或是冻干的。

任何量或浓度的白细胞抑制剂可以用于抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活。可以将白细胞抑制剂通过任何本领域已知的方法引入一个系统的通路、通路区域、装置、装置区域、或系统区域中。例如，可以将白细胞抑制剂在一个端口注入。注入通路中的白细胞抑制剂的量可以足以抑制促炎物质从白细胞释放和/或使俘获在相同通路之内或邻近通路之内的白细胞失活。在一些实施例中，可以将白细胞抑制剂（例如柠檬酸盐）注入系统、系统的区域、或在系统之内的一个或多个装置（包括执行其他功能而不俘获白细胞的装置）中。更具体地，可以将白细胞抑制剂（例如柠檬酸盐）注入俘获白细胞的通路的上游、之中、或下游。可替代地，白细胞抑制剂可以被容纳在一个系统之内的一个或多个通路、通路区域、装置、或系统区域中。例如，白细胞抑制剂能以一个足以抑制促炎物质从白细胞释放和/或使白细胞失活的量而被结合到被配置为俘获白细胞的通路中或另一个通路中的表面上。

促炎物质从白细胞释放的抑制和/或白细胞的失活可以暂时发生在白细胞俘获之前、期间、和/或之后。而且，在俘获之后白细胞可以保持为受抑制或失活持续一段时间。在某些实施例中，白细胞可以在白细胞暴露于目标浓度的白细胞抑制剂或暴露于目标浓度的Ca_i（典型地从约0.20mmol/L到约0.40mmol/L）（这是由于在白细胞抑制剂，例如柠檬酸盐中的暴露）的时期期间被抑制或失活。白细胞暴露于目标浓度的白细胞抑制剂或目标浓度的Ca_i的时期可以先于、包括、和/或后随于白细胞被俘获的时期。在某些实施例中，在暴露于白细胞抑制剂之后，白细胞可以继续变得或保持为抑制或失活持续一段时间。

暴露于白细胞抑制剂的时间可以取决于所使用的试剂、白细胞活化的程度、促炎物质产生的程度、和/或炎性病症已经危害患者健康到什么程度而变化。暴露可以是例如从1到59秒、从1到59分钟、从1到24小时、从1到7天、一周或多周、一个月或多个月、或一年或更长。可以在操作系统之前或期间将白细胞抑制剂施用于该系统。在某些实施例中，白细胞抑制剂是在系统运行期间施用的，并且对施用至系统的白细胞抑制剂的量进行监测。

在一些实施例中，可以将白细胞抑制剂逐步滴加到系统中（例如，如在图2A-图2D中所示端口206处，或从如在图3A和图3B中所示的供给装置335和泵336处）。可以相对于监测的血液特征调整该逐步滴加。例如，可以将柠檬酸盐逐步滴加到系统中以将血液中的Ca_i维持在某一水平，例如在大约0.2mmol/L到大约0.4mmol/L的Ca_i浓度。可以使用任何类型的生物相容的柠檬酸盐，例如，0.67%柠檬酸三钠或0.5%柠檬酸三钠。参见，例如，Tolwani等人（2006）《美国肾脏病学会临床杂志》（C_LIN.J.A_M.S_OC.N_EPHROL.1:79-87）。在一些实施例中，在促炎物质从白细胞释放的抑制和/或白细胞的失活之后，可以将一种第二溶液添加入系统中（例如，如在图2A-图2D中所示的端口258处，或从如图3A和图3B中所示的供给装置335和泵336处），以便再调整用于再进入受试者中的血液。例如，在其中钙螯合剂被用作白细胞抑制剂的实施例中，可以在血液再进入受试者之前将钙添加回血液中。

在一个实施例中，可以将一个包含柠檬酸盐溶液（例如，ACD-A（Baxter Fenwal公司，芝加哥，伊利诺伊州；每100mL的内容物：葡萄糖2.45g，柠檬酸钠2.2g，柠檬酸730mg，pH4.5-5.5，在25℃）的1000mL袋附接至注入泵上并且然后附接至系统的动脉管路上（从受试者流出到装置）（例如，在端口206处；从处于CPB情形中的受试者的流出称为静脉管路，并且注入是从例如供给装置335和泵336处发生）。可以使用负压阀来促进柠檬酸盐泵功能（在血液泵的近端注入负压区中）。柠檬酸盐的初始速率可以是恒定的，例如，是血流速度（以mL/分钟计）的1.5倍（以mL/小时计），（例如，如果血流速度是约200mL/分钟，则柠檬酸盐注入的初始恒定速率可以是大约300mL/小时）。另外，可以在系统的静脉端口附近（例如，图2A-图2D的端口258）增加大约20mg/mL浓度的氯化钙的注入；在CPB情形中的类似的位置是如在图3A和图3B中的供给装置335和泵336所显示的。可以将初始的钙注入设定为柠檬酸盐注入速率的10%（例如，30mL/小时）。可以持续地或在不同的时间监测Ca_i，例如对于第一个八小时为每两小时，然后对于下一个十六小时为每四小时，然后此后每六或八小时监测一次。可以根据需要增加监测，并且可以在系统中的一个以上的位置进行监测，例如，在柠檬酸盐注入之后以及在钙注入之后。

示例性的柠檬酸盐和氯化钙逐步滴加方案对应地显示于表3中和表4中。在这个实施例中，在SCD中的目标Ca_i范围是从大约0.20mmol/L到大约0.40mmol/L，其中Ca_i目标浓度是通过注入柠檬酸盐（例如，ACD-A柠檬酸盐溶液）实现的。由于这是一个动态过程，柠檬酸盐注入的速率可能需要改变以实现SCD中的目标Ca_i范围。用于这样做的方案显示如下，其中注入发生在以上所述的注入点处。

表3

柠檬酸盐注入滴定指南

表4

钙注入滴定指南

应当理解的是，在此所述的失活技术还可以适用于血小板。在某些实施例中，用于使血小板失活和/或抑制促炎物质从血小板释放的试剂包括但不限于抑制凝血酶的试剂、抗凝血酶III、meglatran、herudin、蛋白质C以及组织因子途径抑制剂。另外，一些白细胞抑制剂可以起血小板抑制剂的作用。例如，钙螯合剂，如柠檬酸盐、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸（EDTA）、三乙烯四胺、二乙烯三胺、邻菲啰啉、以及草酸可以使血小板失活和/或抑制促炎物质从血小板释放。

4.适应症

本发明的SCD灌流器、结合有SCD灌流器的回路、以及方法可以用于治疗和/或预防与炎症相关的多种病症。如在此使用的，术语“炎性病症”（“inflammatory condition”）包括任何炎性疾病（inflammatorydisease）、任何炎性失调（inflammatory disorder）、和/或其中生物的免疫细胞被活化的任何白细胞活化失调。这样一种病症其特征可以在于(i)具有病理后遗症的持久炎症应答和/或(ii)导致组织破坏的白细胞（例如单核细胞和嗜中性粒细胞）的浸润。炎性病症包括出现在受试者中的原发炎性疾病和/或作为对医疗程序的响应而出现的继发炎性失调。本发明的系统、装置、以及方法可以治疗任何受试者的任何炎性病症。如在此使用的，术语“受试者”是指任何动物（例如，一种哺乳动物），包括但不限于人（例如，病人）、非人类哺乳动物（例如非人类灵长类）以及其他实验动物、农场动物、伴侣动物、等等，是特定诊断试验或治疗的接受者。

白细胞（例如嗜中性粒细胞）是对于许多临床炎性病症（包括全身性炎症反应综合征（SIRS）、败血症、缺血/再灌注损伤以及急性呼吸窘迫综合征（ARDS））的发病和进展的主要诱发因素（contributor）。一些不同且相异类型的白细胞存在；但是，它们都是从骨髓中的称为造血干细胞的多能细胞产生和衍生的。

白细胞（leukocyte），也称为白细胞（white blood cell），发现于全身，包括在血液和淋巴系统中。存在若干不同类型的白细胞，包括粒细胞和无粒细胞。粒细胞是特征为当在光学显微镜下观察时在它们的细胞质中存在不同染色颗粒的白细胞。这些颗粒包含膜结合酶，该酶主要在胞吞的颗粒的消化中起作用。有三种类型的粒细胞：嗜中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、以及嗜酸性粒细胞，它们是根据它们的染色特性来命名的。无粒细胞是特征在于在它们的细胞质中不存在颗粒的白细胞，并且包括淋巴细胞、单核细胞、以及巨噬细胞。

血小板（或凝血细胞）也是导致炎性病症以及稳态的原因。在活化后，血小板聚集以形成血小板栓子，并且它们分泌细胞因子和趋化因子以吸引并活化白细胞。发现血小板遍及身体循环，并且是从巨核细胞衍生的。

主要负责白细胞和血小板粘附至内皮的启动的分子分别是P-选择素和冯·维勒布兰德因子。这些分子发现于内皮细胞中的相同颗粒中，这些颗粒称为怀布尔-帕拉德体（Weibel-Palade bodies）。在内皮细胞活化后，怀布尔-帕拉德体迁移至细胞膜从而在内皮细胞表面处暴露P-选择素和可溶性冯·维勒布兰德因子。这进而诱导了白细胞和血小板活性以及聚集的级联反应。

因此，本发明的系统、装置、以及方法可以治疗和/或预防任何炎性病症，包括出现在受试者体内的原发炎性疾病和/或作为对医疗程序（例如，透析或心肺分流术）的响应而出现的继发炎性失调。适用的炎性病症（包括炎性疾病（diseases）和/或炎性失调（disorders））的实例包括但不限于：全身性炎症反应综合征（SIRS）、多动脉炎、韦格纳肉芽肿病、自身免疫性脉管炎、抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）脉管炎、体外膜式氧合（ECMO）、心肺分流综合征、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、急性肺损伤（ALI）、慢性阻塞性肺病（COPD）、败血症、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、炎性肠病、多发性硬化（MS）、银屑病、同种异体移植排斥、哮喘、急性肾衰竭、慢性肾衰竭（CRF）、终末期肾脏疾病（ESRD）、心肾综合征（CRS）、慢性心力衰竭（CHF）、中风、心肌梗死（MI）、肝肾综合征、肝硬化、糖尿病（2型糖尿病）、以及由对心肌、中枢神经系统、肝、肾、或胰脏的缺血再灌注损伤引起的急性器官衰竭。

炎性病症的另外的实例包括但不限于：移植（例如器官移植、急性移植、异种移植（xenotransplant））或异种移植（heterograft）或自体移植（例如在烧伤治疗中使用）排斥；缺血或再灌注损伤，例如在收获或器官移植、心肌梗死或中风期间引发的缺血或再灌注损伤；移植耐受诱导；关节炎（例如类风湿关节炎、银屑病关节炎或骨关节炎）；呼吸道和肺部疾病，包括但不限于慢性阻塞性肺病（COPD）、肺气肿、以及支气管炎；溃疡性结肠炎以及克罗恩病（Crohn's disease）；移植物抗宿主病（graft vs.host disease）；T细胞介导的过敏性疾病，包括接触性超敏反应、迟发型超敏反应、以及谷蛋白敏感性肠病（乳糜泻）；接触性皮炎（包括由于毒葛造成的）；桥本氏甲状腺炎；干燥综合征（Sjogren's syndrome）；自身免疫性甲状腺功能亢进，例如格雷夫斯病；阿狄森病（肾上腺的自身免疫性疾病）；自身免疫性多内分泌腺病（也称为自身免疫性多内分泌腺综合征）；自身免疫性脱发；恶性贫血；白癜风；自身免疫性垂体机能低下症（autoimmunehypopituatarism）；格林-巴利综合征；其他自身免疫性疾病；肾小球肾炎；血清病；荨麻疹（uticaria）；过敏性疾病，例如呼吸道过敏（花粉热、过敏性鼻炎）或皮肤过敏；硬皮病；蕈样肉芽肿病；急性炎症和呼吸道反应（例如，急性呼吸窘迫综合征以及缺血/再灌注损伤）；皮肌炎；脱发（alopecia greata）；慢性光化性皮炎；湿疹；白塞病；掌跖脓疱病（Pustulosis palmoplanteris）；坏疽性脓皮病（Pyodermagangrenum）；塞扎里综合征（Sezary's syndrome）；特应性皮炎；系统性硬化；硬斑病；创伤，例如来自枪、刀、汽车事故、跌倒、或争斗的创伤；以及细胞疗法，例如自体的、同种异体的或异种的细胞替代。另外的炎性病症在本文别处被描述或者以其他方式是本领域已知的。

本发明的系统、装置、以及方法还可以用于支持离体组织和器官的研发和使用。例如，可以使用本发明来支持用于移植的器官收获程序、组织工程应用、器官的离体再生、以及生物微机电系统（MEMs）的制造和使用。

根据前述说明，以下呈现的具体的非限制性实例是出于说明性目的并且不是旨在以任何方式限制本发明的范围。

实例

实例1在动物模型中与急性败血症相关的炎症的治疗

活化白细胞，尤其是嗜中性粒细胞，是败血症连同其他临床炎性失调的发病和进展的主要诱发因素。这个实例描述了评估不同SCD灌流器对白细胞俘获和失活的作用的体内实验。结果证明，在大动物模型中，特定SCD灌流器的选择可以对败血症的发病和进展具有深刻影响。具体而言，结果证明在减轻与败血症相关的并发症中以及在延长存活中，具有较大俘获面积的SCD灌流器与具有较小俘获面积的SCD灌流器相比是更有效的。

(I)方法和材料

A-动物模型

在一个良好建立急性败血性休克的猪模型中，评估了SCD灌流器在治疗炎症中的功效。（参见，例如，休姆斯（Humes）等人（2003）《危重病急救医学》（Crit.Care Med.31:2421　2428））。

采用了重30kg-35kg的猪。在在给予麻醉和插管之后，使这些猪经历动脉导管和斯旺-甘兹热稀释导管（Swan-Ganz thermodilutioncatheter）（这两者连接至传感器）放置以监测动脉血压、心输出量、以及中心静脉压。将超声流量探测器放置在肾动脉上用于肾血流量（RBF）的连续评估。

为了诱导败血性休克，这些猪接受30×10¹⁰个细菌/kg体重的大肠杆菌（E.coli）到它们的腹膜腔中。为了更好地复制人类临床情景，在细菌注入15分钟之后给予抗生素头孢曲松（Cefriaxione）（100mg/kg）。在细菌注入之后的第一个小时期间，用80mL/kg的类晶体和80mL/kg的胶体使所有的动物复苏。所有的治疗组接受完全相同的体积复苏方案。没有动物接受血管加压药或变力剂（inotropic agent）。

B.-包含SCD灌流器的体外回路

在给予细菌之后即刻，将这些动物连接至一个体外回路，该体外回路包含标准的连续性肾脏替代治疗（CRRT）滤血器以及SCD装置，如在图4中描绘的。滤血器是费森尤斯（Fresenius）F-40血液过滤灌流器（Fresenius AG）。使用特殊的血液透析回路管连接件，将SCD灌流器（CytoPherx公司）通过它的侧端口连接至滤血器的血液端口。测试两种类型的SCD灌流器。第一类型的SCD灌流器（基于费森尤斯（Fresenius）F-40血液过滤灌流器）具有一个面向毛细管外空间的1.0m²的膜表面积，该毛细管外空间具有130mL的ECS填充体积。第二种类型的SCD灌流器（基于费森尤斯（Fresenius）F-80A血液过滤灌流器）具有一个面向毛细管外空间的2.5m²的膜表面积，该毛细管外空间具有250mL的ECS填充体积。F-40和F-80A SCD灌流器各自包含具有200μm内径和40μm壁厚度的聚砜中空纤维。跨SCD的压降是70mmHg-75mmHg。Gambro AK-10或Fresenius2008H透析泵系统被用于这些实验。将体外血流调节在100mL/min-150mL/min。

针对将退出回路的净超滤液，在1:1体积替换基础上，将电解质平衡替换液（在葡萄糖5%中的Na150mEq/L、Cl115mEq/L、HCO₃38mEq/L、Ca2.5mEq/L、以及Mg1.6mEq/L）注入血液透析回路管中。另外，采用生理盐水以150mL/h进行的连续体积复苏来保持在治疗的动物中的平均动脉压和心输出量。

作为对照，一组动物（n=3）经历在一个仅包含滤血器但没有SCD装置的回路中的体外血液灌注。这些动物还接受区域性柠檬酸盐注入，并且被称作常规柠檬酸盐（Con-citrate）组。类似于SCD组，将第二组动物用柠檬酸盐但不用细菌注入进行治疗。这些动物称作非败血症对照（NS-对照）组。

C-抗凝过程

在这个系列的实验中，抗凝过程是个临界变量。一组被称为SCD-肝素组的动物（SCD-H，n=12）接受全身性肝素化以保持体外回路的通畅，该肝素化具有200-300秒的目标活化凝血时间（ACT），并且该组用基于费森尤斯F-40灌流器的SCD灌流器（具有面向毛细管外空间的1.0m²的膜表面积）治疗。将称为SCD-柠檬酸盐F-40组的第二组动物（SCD-C，F-40；n=13）用基于费森尤斯F-40灌流器的SCD灌流器（具有面向毛细管外空间的1.0m²的膜表面积）治疗，接受区域性柠檬酸盐抗凝（平林克（Pinnick,R.V.）等人，（1983）《新英格兰医学杂志》（N.Engl.J.Med.,308(5):258-261）；洛尔（Lohr,J.W.）等人，（1989）《美国肾脏病杂志》（Am.J.Kidney Dis.,13(2):104-107）；托布（Tobe,S.W.）等人，（2003）《危重病急救杂志》（J.Crit.Care,18(2):121-129））。另外，第三组动物也接受区域性柠檬酸盐抗凝，并且用基于费森尤斯F-80A的SCD灌流器（具有具有面向毛细管外空间的2.5m²的膜表面积）治疗（SCD-C，2.5；n=3）。区域性柠檬酸盐凝固是通过以2.5Mm-5.0Mm/1000mL全血的柠檬酸盐的速率将柠檬酸盐葡萄糖-A（ACD-A，巴克斯特公司（Baxter））注入到预滤血器而实现的。这实质上将在回路中的iCa浓度降低到0.2mmol/L-0.5mmol/L。将氯化钙注入回路的静脉回流中以保持1.1mmol/L-1.3mmol/L的全身性iCa值。使用iSTAT阅读器（Abbott Labs）来监测iCa水平。

D-全血计数、血清化学、以及全身性炎症参数

用Hemavet自动分析仪（Drew Scientific）和VET测试自动分析仪（IDEXX）分别测量全血计数和血清化学。使用改良的o-联茴香胺试验（包含4-氨基苯甲酸酰肼作为有力的并且特异的MPO抑制剂）测量血清髓过氧化物酶（MPO）活性（菲茨（Fietz S）等人，（2008）《兽医科学研究》（Res.Vet.Sci.,84(3):347-353））。用可商购的来自R&D系统的酶联免疫吸附试验（ELISA）试剂盒来测量细胞因子浓度（包括IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α以及

）。

E-白细胞活化的评估

将FITC结合的抗-猪CD11b抗体（SeroTec）添加到预冷的外周血中。通过添加FACS溶解液（Becton-Dickinson），将红血细胞溶解并且将剩余的白细胞固定。通过离心收集细胞，并且将其再悬浮，用于流式细胞术分析。用Accuri流式细胞仪将CD11b表达定量地评定为平均荧光强度（MFI）。

将外周血单核细胞（PBMC）从静脉血分离。使用聚蔗糖-泛影葡胺（Ficoll-Hypaque）梯度技术分离单核细胞（休姆斯（Humes）等人（2003）《危重病急救医学》（Crit.Care Med.31:2421　2428））。然后将这些细胞在脂多糖（LPS）的不存在或存在（1μg/mL）下在含有添加有抗生素的RPMI-1640培养基的培养平板中孵育持续24小时。收集上清液并且测量细胞因子浓度。然后计算在上清液中刺激的细胞因子与未刺激的细胞因子浓度的比率。

F-肺部组织学和免疫组织化学

从在SCD-柠檬酸盐或SCD-肝素下治疗的、死后的败血症猪收获肺部样品。将来自5个肺叶的每一个的两个随机区段进行处理用于冷冻切片。将冷冻的肺部样品切成5μm厚度并且在冰上用4%多聚甲醛进行固定持续10分钟。将组织用苏木精和曙红染色，用于光学显微镜检验、或用于CD11b评估；通过将切片在PBS中的山羊血清中孵育持续1小时而使非特异性吸附最小化。

为了评估CD11b表达，在室温下，将肺部切片用以所推荐的稀释度与初级抗-CD11b抗体孵育1小时。在此之后，在室温下，与抗-小鼠IgGAlexafluor594结合物（1:200稀释）孵育30分钟，并且用DAPI对细胞核进行复染。使用ImageJ软件（阿布拉莫夫（Abramoff，M.D.）（2004）《国际生物光子学》（Biophotonics International,11(7):36-42））量化在用固定捕获设置采取的随机10x图像中的CD11b阳性区域的百分比。通过确定在相同照片中的DAPI阳性区域的百分比而实现细胞数归一化。结果表示为CD11b阳性区域百分比除以DAPI阳性区域百分比的比率。

G-从SCD灌流器的细胞洗脱

在断开回路之前，通过用替换流体的灌注将血液返回到猪的体内。然后将SCD毛细管外空间（ECS）用替换流体连续冲洗，直到灌注液流体不含可见的血液。在替换流体流出之后，将灌流器进行固定用于组织学处理（休姆斯（Humes H.D.）等人，（2010）《血液净化》，29:183-190）或与含有钙螯合剂的稳定化缓冲液进行交换。将粘附细胞机械地从SCD洗脱液去除用于分析。为了确保所有的粘附到装置的细胞被洗脱，在洗脱之后用DNA分离缓冲液（SDS和蛋白酶K）将若干灌流器消化。以此方式提取的DNA平均地少于从灌流器洗脱的DNA的5%。

H-统计学分析

在多个时间点的组比较利用了使用重复测量的ANOVA。另外，在适当的情况下，组间比较使用配对的或未配对的学生T检验（Students’T test）。统计显著性被定义为p<0.05。

(II)结果与讨论

A-心血管参数的观察

采用败血性休克的猪模型来评估具有不同膜表面积的SCD灌流器的有效性，这些SCD灌流器与全身性肝素或区域性柠檬酸盐抗凝相组合。确切地说，一个动物组（SCD-H）用全身性肝素抗凝以及基于F-40的SCD或基于F-80A的SCD灌流器治疗。第二个动物组用区域性柠檬酸盐抗凝以及基于F-40的SCD灌流器（SCD-C，F-40）治疗。第三个动物组用区域性柠檬酸盐抗凝以及基于F-80A的SCD灌流器（SCD-C，F-80A）治疗。第四个动物组在没有SCD装置的情况下接受柠檬酸盐（常规柠檬酸盐（con-citrate））。

如在表5和图5A中所指示的，在所有四个动物组中，细菌的腹膜内给予诱导了平均动脉压（MAP）的快速并显著的下降。这种下降是进行性的并且是最终是致命的。

表5-心血管参数

还评定了心输出量（CO）。如在图5B中所描绘的，在SCD-C组中的CO显著较高（p<0.02）。由于在所有三个组中肺毛细血管楔压是相似的，CO的这种增加不是由于左心室充盈压的不同所致。相反，在SCD-C组中CO的增加与全身血管阻力（SVR；p<0.03；图5C）以及肺血管阻力（PVR；p<0.001；图5D）的较低水平相关。值得注意的是，SCD-C，F-80A组一致显示在心输出量方面的最大改善，并且当与其他组相比较时还具有较低的SVR、PVR、以及肾血管阻力（图5E）。

作为由细菌性败血症诱导的全身毛细管渗漏的定量测量，评定了在血细胞比容（HCT）方面的变化。如在图5F中所描绘的，SCD-H组具有较高的HCT增长率，反映了来自血管内隔室的较大的体积损失速率。相比而言，在SCD-C组中，在6小时之后HCT水平达到稳定。值得注意的是，SCD-C，F-80A组显示对细菌活化的全身毛细管渗漏的最大保护。

还评定了肾脏参数。如在图6中所显示的，如在较低的BUN（p<0.02）和血清肌酸酐水平（p=0.007）所反映的，与SCD-H组相比，SCD-C组展现出更好的肾功能。与SCD-H组相比，在SCD-C，F-80A组中还更好地保持了肾血流量（RBF）（p<0.05）。此外，SCD-C，F-80A组还展现出更高的尿排出量（p<0.05）。

在SCD-C组观察到的改善的心血管和肾脏参数被转换成较长的存活时间。如在图7中所示的，相比于SCD-H动物的6.4±0.3小时，柠檬酸盐治疗的动物存活8.8±0.4小时（p=0.0002）。值得注意的是，SCD-C、F-80A组具有最长的存活时间（11.5、10、以及9.5小时），如在图8中所显示的。

只有用SCD装置和柠檬酸盐组合治疗的那些动物展现出改善的心血管参数和器官功能。用单个滤血器灌流器和柠檬酸盐抗凝一起治疗的动物的常规柠檬酸盐组（但不用SCD装置）显示出与SCD-H组相似的心血管参数，具有6.5±0.5小时的平均存活时间。因此，需要SCD灌流器与柠檬酸盐抗凝方案两者来提供生存优势。此外，发现用于俘获的表面积可能对减轻与败血症有关的并发症和延长感染后存活时间具有深刻影响。

B-白细胞俘获和活化的观察

为了评定活化白细胞沿着SCD膜的俘获，将SCD灌流器进行处理，用于在猪败血症研究完结时的组织学评估。在图9中所描绘的光学显微镜发现清楚地显示白细胞沿着SCD膜的外表面的附着和聚集。为了确定粘附的白细胞的量和类型，将这些装置进行处理并且在治疗期结束时将细胞从膜洗脱下来。从SCD-H和SCD-C，F-40灌流器洗脱下的白细胞（WBC）的数目对应地是6.44±3.4x10⁸和1.72±1.20x10⁸个细胞（图10A）（p<0.05），指示柠檬酸盐抗凝减少了粘附白细胞的数目。此外，与在SCD-C，F-40组中的55±4嗜中性粒细胞和30%±5%单核细胞相比，在SCD-H组中的洗脱的细胞的分布是79%±5%嗜中性粒细胞和21%±4%单核细胞（图10B）。出人意料地，从SCD-C，F-80A组的灌流器洗脱下平均1.88±1.21x10⁷个细胞（图10A），这比从SCD-C，F-40组洗脱的细胞的平均数大约低十倍。因此，即使F-80A的实质上较大的膜表面积可以导致增加的白细胞的保留，SCD灌流器使白细胞失活的效率明显地导致到程序结束时在白细胞保留方面的急剧减少。从非败血症对照动物的灌流器洗脱了平均8x10⁶个细胞（n=2），表明俘获在SCD-H和SCD-C组的灌流器中的大多数细胞是活化白细胞。SCD-C组具有从用内腔血液灌注的灌流器的内腔洗脱的少于2x10⁴个的细胞。

为了确定用柠檬酸盐抗凝的SCD灌流器是否可以影响在体循环中的嗜中性粒细胞的活性，评定了嗜中性粒细胞活化的生物标记。活化的嗜中性粒细胞响应于侵入的微生物或组织损伤而释放不同的酶。由于从嗜中性粒细胞颗粒释放的占优势的酶是髓过氧化物酶（MPO）（科里班诺夫（Klebanoff,S.J.），等人，（2005）《白细胞生物学》（L_EUKOC.B_IOL.77(5):598-625）），血液MPO水平反映了嗜中性粒细胞活化的水平。如在图11A中所描绘的，与SCD-H组相比，在SCD-C组中的血浆MPO水平显著较低，反映了较低的活化嗜中性粒细胞水平。此外，SCD-C，F-80A组显示了最低的MPO水平。还通过测量在循环的嗜中性粒细胞上的CD11b表达的量来评定体循环的嗜中性粒细胞活化。CD11b是涉及在炎症部位处白细胞粘附至活化内皮的一种膜蛋白（Fan,S.T.,等人，（1993）《免疫学杂志》（J.I_MMUNOL.,150(7):2972-2980））。如在图11B中所描绘的，与SCD-H组相比，在SCD-C组中在循环的嗜中性粒细胞上的CD11b表达的量显著降低（p=0.03），指示较低的嗜中性粒细胞活化水平。

为了进一步评定SCD灌流器和区域性柠檬酸盐凝固的免疫调节作用，评估了全身性细胞因子水平。虽然在SCD-H组中的促炎症细胞因子IL-1β和IL-8显得稍微较高，在SCD-H与SCD-C组之间的各种细胞因子（包括IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α以及IFN-γ）的血清水平并不是显著不同。由于SCD装置还俘获单核细胞，针对细胞因子释放分离并且评定了PBMC。在败血症诱导之前，响应于LPS，在SCD-H组中，TNF-α和IL-8的PBMC释放对应地是2.1±1.8和6.5±2.8pg/10⁶个细胞；在SCD-C组中，该释放对应地是5.1±0.9和18.7±8.1pg/10⁶个细胞。在败血症后6小时，响应于LPS，与SCD-H组相比，在SCD-C组中的TNF-α和IL-8的PBMC释放显著较低（p<0.05）（图12A和图12B）。这些结果表明，在SCD-C组中，在败血症状态中的总体促炎细胞因子谱被抑制。再次，显示具有2.5m²的膜表面积的SCD装置具有最大的免疫调节作用。

以前的研究已经报道，肺是在内毒素血症或败血症之后活化白细胞俘获和浸润所靶向的第一个器官（韦尔伯恩（Welbourn,C.R.）等人，（1992），《英国外科学杂志》（BR.J.S_URG.,79(10):998-1003）；安多奈吉（Andonegui,G.）等人，（2009），《临床研究杂志》（J.C_LIN.I_NVEST.,119(7):1921-1930））。因此，我们评估了SCD装置和柠檬酸盐抗凝对在肺组织中的活化白细胞的俘获的作用。如在图13中所证明的，与SCD-H组相比，在SCD-C组中观察到了在肺中的CD11b标记细胞的显著减少。此外，组织形态计量学分析显示，在SCD-C组和SCD-H组中，CD11b阳性区域百分比除以DAPI-阳性区域的比率对应地是0.114±0.21与0.334±0.052（p=0.007）（图14）。这些结果一起表明在用SCD装置和柠檬酸盐治疗的动物中，活化白细胞的肺部俘获减少。

白细胞（WBC）动力学还提供了这样一种方式的认识，在这种方式中SCD装置可以影响白细胞对感染的应答。为了确定在SCD-H和SCD-C组中白细胞的循环池的动力学，测量了绝对WBC和嗜中性粒细胞计数（图15）。SCD-H和SCD-C，F-40组两者在败血症诱导后3小时对应地达到了1125±240和1094±166个嗜中性粒细胞/mm³的最低点。由于在败血症诱导后3小时处开始的来自骨髓的未成熟嗜中性粒细胞的增加，这些组没有达到绝对的嗜中性粒细胞减少（定义为500以下的计数），如通过血涂片的手工检查所确定的。值得注意的是，SCD-C，F-80A组一致地展现出在6小时处达到457±77的最低点的低的嗜中性粒细胞计数。这是由于来自骨髓的未成熟嗜中性粒细胞的明显减少的释放所致，表明具有较大表面积的SCD装置可以起作用以改变未成熟嗜中性粒细胞的骨髓释放的动力学。常规柠檬酸盐F-40组具有与SCD-H F-40组相似的白细胞计数的下降和反弹，然而NS对照动物趋向于具有嗜中性粒细胞增多，其中嗜中性粒细胞计数在8小时评估时期中从大约4,000上升至14,000。

在败血症的情况下，活化的嗜中性粒细胞具有增加的寿命，伴随凋亡的延迟。评定了从SCD-C组分离的循环白细胞和粘附白细胞的凋亡潜力。如在图16中所示，与SCD-C，F-40组相比，SCD-C，F-80A组具有较高数目的凋亡循环嗜中性粒细胞，表明这种具有较大膜表面积的SCD装置降低了循环嗜中性粒细胞的活化状态。在另一方面，SCD-C，F-80A组具有较少的粘附SCD灌流器的凋亡嗜中性粒细胞，表明这种SCD装置选择性地俘获了活化的嗜中性粒细胞，因此将它们从循环池中去除。

以上结果一起证明了在败血性休克的猪模型中与柠檬酸盐组合的SCD装置在缓解心血管不稳定性、减轻肾功能不全、以及改进存活时间中的功效。更重要地，这些结果证明，具有较大俘获面积的SCD灌流器在减轻与败血症相关的并发症中是更有效的。

实例2.白细胞俘获和失活的体外研究

这个实例描述了评估SCD装置对白细胞俘获和失活的作用的体外实验。

(I)方法和材料

A-白细胞与SCD灌流器的膜相互作用的体外评定

建立一个定制的显微流动室系统以便能够进行白细胞与SCD膜相互作用的显微分析。该流动室是由聚碳酸酯壳体组成，具有用于灌注的入口和出口。将聚砜膜用引导剪切流的垫圈附接到聚碳酸酯块上。垫圈厚度（100μm）连同通道的长度（2cm）和宽度（1.5mm）决定了流动室的体积。通过由盖玻片组成的光学窗来完成显微成像，该盖玻片附接到聚碳酸酯块的底部。分离的血液或纯化的白细胞用于此研究。

分离的血液易于因为过度操作而活化。因此，在流动室研究之前，5mL的新鲜肝素化的猪血液被最低程度地操作。简言之，将白细胞使用50μg/mL的Hoechst33342染料进行荧光标记。此外，通过将1μg/ml脂多糖（LPS）直接添加到血液样品中而活化白细胞。同样，将125μL的抗凝柠檬酸盐葡萄糖溶液USP（ACD）配方A（巴克斯特（Baxter））添加到5mL的分离的血液，并且在显微流动分析之前用i-stat EG-7+灌流器测量离子钙水平。血液以20μL/min的速率穿过流动室，其中计算的剪切力在1达因/cm²-10达因/cm²之间。对于每个分离的血液样品，获得以一式三份的序列（sequence）。

使用Zeiss Axiovert200M或Axio-Observer落射荧光显微镜来完成细胞捕获事件的显微分析，该显微镜配备有显微镜载物台培养箱（microscope stage-top incubator）以控制环境温度和CO₂含量。用Zeiss MRm3或Icc1照相机以1帧/秒的频率持续5分钟获得荧光图像，用于白细胞/膜相互作用的分析，并且以1帧/分钟的频率持续1小时序列而获得荧光图像，用于长期白细胞附着的分析。进行了白细胞滚动、白细胞的附着和脱离的逐帧评估，从而确定这些现象的总数目和持续时间。一个附着事件被定义为：当白细胞对于在一个序列之内的多个帧在相同位置中出现时。脱离被定义为与上述定义的附着的白细胞相关联的释放事件。滚动事件被定义如下：在一个序列之内的多重序列帧中识别相同的白细胞，其中白细胞不是在相同的准确位置，但接近之前的位置。

B-体外白细胞活化的评定

将肝素化的人全血添加至具有或不具有脂多糖（LPS）（10μg/mL）或甲酰-甲硫氨酰-亮氨酰-苯丙氨酸（fMLF，50nM）的试管中。通过将柠檬酸盐葡萄糖溶液（ACD）添加到试管中实现柠檬酸盐抗凝（达姆斯高（Damsgaard,C.T.）（2009）《免疫学方法杂志》（J.I_MMUNOL.M_ETHODS,340(2):95-101）；武茨勒（Wutzler,S.）（2009）《创伤杂志》（J.T_RAUMA,66(5):1273-1280））。使用可商购的来自R&D系统（R&D Systems）的ELISA试剂盒测量IL-6、IL-8、或IL-10的释放。使用可商购的来自Bender MedSystems的ELISA试剂盒测量弹性蛋白酶的释放。使用可商购的来自EMD化学公司（EMD Chemicals）的ELISA试剂盒测量乳铁蛋白的释放。使用I-STAT阅读器测量iCa水平，并且将该水平确认为在柠檬酸盐处理的或未处理的样品中对应地为≤0.25mM和1.25mM。将样品在37℃和5%CO₂进行孵育持续不同的时间。使用FITC结合的小鼠抗人抗体（AbD Serotech）来测量CD11b活化，并且在Accuri C6流式细胞仪上进行评估。

(II)结果与讨论

A-白细胞参数的观察

为了评定白细胞和SCD聚砜膜的相互作用，建立了一个定制的具有视频显微镜的流动室。柠檬酸盐的添加使血液iCa水平从1.32±0.05mmol/L降低到0.32±0.05mmol/L。白细胞附着事件的分析证实，在柠檬酸盐不存在下的白细胞的LPS活化显著增加了在剪切流过程中到聚砜膜的白细胞附着（p<0.05，图17）。在柠檬酸盐处理的、低离子钙流动室中，观察到白细胞附着的统计显著性减少（p<0.05），表明白细胞到聚砜膜上的附着可能依赖于离子钙。这些结果与上述败血症猪模型中的离体数据一致，其中在研究结束时柠檬酸盐处理的膜灌流器具有较少的粘附白细胞。另外，1小时序列的初步分析证明，与仅用LPS处理的血液相比，对于LPS和柠檬酸盐处理的血液的持久白细胞粘附事件更少。然而，对于LPS和柠檬酸盐处理的血液存在着观察到的滚动事件的增加。这表明了在柠檬酸盐的存在下的当白细胞与聚砜膜相互作用时的捕捉和释放现象。

进行了实验来评定柠檬酸盐促进的血液iCa的减少对白细胞活性的影响。确切地说，利用了体外全血测定系统（达姆斯高（Damsgaard,C.T.）（2009）《免疫学方法杂志》（J.I_MMUNOL.M_ETHODS,340(2):95-101）；武茨勒（Wutzler,S.）（2009）《创伤杂志》（J.T_RAUMA,66(5):1273-1280））来评定降低的血液iCa水平对白细胞细胞因子产生（IL-6、IL-8、IL-10）以及预先形成的炎症蛋白质（乳铁蛋白，弹性蛋白酶）从嗜中性粒细胞胞吐囊泡的释放的影响。结果总结于表6中。

表6-柠檬酸盐对白细胞活化参数的影响

*p<0.05；

p<0.02；**p<0.005；§p<0.002，如用在肝素和柠檬酸盐组之间的配对t-检验确定的。

如表4所示，用柠檬酸盐降低的iCa抑制细胞因子（IL-6、IL-8、IL-10）以及嗜中性粒细胞胞吐蛋白的释放，表明低iCa环境促进白细胞的失活。

实例3在心肺分流手术过程中SCD装置的使用

全身性炎症反应综合征（SIRS）可以与心肺分流（CPB）手术伴随发生，导致多器官功能障碍（MOD）。作为在这个过程中的主要激发因子，活化的嗜中性粒细胞已经被牵涉到。这个实例描述了体外和体内实验，这些实验评估了供在CPB手术过程中使用的SCD灌流器的作用。结果证明SCD灌流器的使用可以破坏在CPB手术过程中的全身性白细胞应答，导致针对CPB介导的MOD的结果的改善。

(I)背景

白细胞（尤其是嗜中性粒细胞）是对于许多临床炎性失调（包括全身性炎症反应综合征（SIRS）、败血症、缺血/再灌注损伤、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以及急性肾损伤（AKI））的发病和进展的主要诱发因素。心外科进展已经依赖于用于心肺分流术（CPB）的技术。已经认识到全身性炎症反应与CPB伴随发生，导致术后的多器官功能障碍（MOD）。在CPB过程中的多重刺激已经被显示为启动并且扩大了这种炎症应答，这些刺激包括血液组分的人工膜活化（膜式氧合器）、手术创伤、对器官的缺血再灌注损伤、体温的变化、伴随心脏切开吸引的血液活化、以及内毒素的释放。这些刺激促进复杂的炎症应答，包括白细胞活化、细胞因子的释放、补体活化、以及自由基生成。这种复杂的炎症过程常常促成了急性肺损伤、急性肾损伤、出血障碍、肝脏功能改变、神经功能障碍、以及最终的MOD。

造成CPB后MOD的机制是众多的、相关的并且复杂的，但是越来越多的证据表明在CPB诱导的泵后综合征中的ARDS的发展中在循环的血液白细胞（尤其是嗜中性粒细胞）的活化方面的关键作用。俘获的并且活化的嗜中性粒细胞迁移进入肺部组织，导致组织损伤和器官功能障碍。活化白细胞和微血管功能障碍的重要性已经被证明在急性肾损伤中是重要的。

在此方面，已经在临床前动物模型和临床研究中开发并且评估了在CPB过程中的体外血液回路之内的白细胞过滤器的用途。虽然过滤器在体外去除白细胞，它们并没有表现出一致地在体内降低白细胞浓度。多数论文报道循环白细胞没有显著减少，这是一个类似于通过荟萃分析（meta-analysis）做出的结论。在实验评估期间已经重复观察到“过滤消耗”的确认，即，在CPB过程中白细胞减少效率的进行性降低。

本发明利用了称为选择性细胞分离装置（SCD）的仿生膜以及区域性柠檬酸盐抗凝以促进在遭受急性炎症的动物和患者中活化白细胞的减少。早期临床前和临床结果表明，该装置改善了SIRS的MOD效应并且影响了在重症监护病房（ICU）患者中的多器官衰竭的死亡率。在此所述的结果证明，SCD在体内和体外都降低了嗜中性粒细胞的循环水平并且减少了嗜中性粒细胞活化的标记。

(II)方法和材料

A-选择性细胞分离装置（SCD）

测试的SCD是一个聚碳酸酯壳体，该壳体包含多孔聚砜中空纤维，这些中空纤维具有200μm的内径、40μm的壁厚度、以及40kDa至50kDa的截留分子量。血流被导引到毛细管外空间（ECS）。使用的SCD分别具有2.2m²和2.6m²的外膜表面积（SA）、以及486cm^-1和508cm^-1的表面积/内体积（SA/IV）。SCD是由CytoPherx公司（安阿伯市，密歇根州）供应。

B-体外血液回路研究

启动了体外血液回路研究，从而在一系列10个配对研究中比较两种减少白细胞的膜系统：Pall Leukogard LGB（安阿伯市，密歇根州）和SCD装置。将新鲜的、肝素化的牛血（5L-6L）收集在7L的具有90,000IU肝素钠（Clipper Distributing LLC，圣约瑟夫，密苏里州）的硅酮引流袋（B Braun Medical公司，伯利恒，宾夕法尼亚州）中，并且将其平均分到两个相同的引流袋（用作用于两个分开的血液回路的容器）中，各自用来测试对应的装置。体外血液回路利用了FDA批准的Tygon管线（Cole-Parmer，弗农山（Vernon Hills），伊利诺伊州（IL））。建立回路从而在灌注过程中在装置前和装置后用T型热电偶监测温度，以及用4通道90XL（Mesa Labs，莱克伍德，美国科罗拉多州）进行压力测量。在相同的水浴（34.5℃）中将两种贮血库进行加温以确保相同的加热行为，并且采用手持式IR高温计来测量在每个测试装置之内的内部温度（大约31℃）。血液蠕动泵（费森尤斯2008H，核桃溪，加利福尼亚州）保持在两个回路中的300mL/min的恒定流速。

如前所述，每15分钟获得血液样品，以便测量总白细胞、嗜中性粒细胞、以及血小板，还用于其他试验。为了血浆髓过氧化物酶（MPO）和游离血红蛋白（Hgb）分析，将血液样品进行立即冷却并且离心为不含细胞。使用用3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）的比色测定在化学上确定血浆血红蛋白浓度，并且通过ELISA测量MPO。在实验结束时，如前所述，将回路断开，并且用生理盐水连续冲洗通过SCD的毛细管外空间（ECS），直到流体没有可见的血液，并且然后将SCD进行洗脱以定量粘附细胞。还实施了类似的过程来洗脱LGB过滤器。

C-体内心肺分流模型

将威斯康星小牛（Wisconsin calves）（100kg-110kg）通过肌内（IM）注射给予阿托品（0.04mg/kg）和氯胺酮（25mg/kg）进行术前用药，并且然后用5μg/kg的硫喷妥钠进行麻醉。在用气管内导管（Mallinckrodt公司，墨西哥城，墨西哥）进行插管之后，用一个容积转换型通气机（volume cycle ventilator）建立通气。通过5mg/kg/h的硫喷妥钠以及20μg/kg/h的芬太尼的连续输注来维持麻醉。用0.2mg/kg的泮库溴铵、随后以0.1mg/kg间歇性再注入来诱导肌肉松弛。将聚乙烯监测管线放置在颈外静脉和股动脉和静脉内。进行正中胸骨切开术。将16mm到20mm跨音速血管周流动探针（Transonic perivascularflow probe）放置在肺动脉主干上，并且将米勒微尖压力传感器（Millarmicrotip pressure transducer）放置在肺动脉和左心房中。在启动心肺分流术之前，取基线肺动脉压和流速以及左心房压读数用于心输出量的确定。在全身肝素化（300U/kg）之后，将18F Medtronic DLP动脉套管置于左颈动脉并且将24F Medtronic DLP单孔型静脉套管（single-stage venous cannula）置于右心房中。

将CPB回路用1,000mL的乳酸盐林格溶液和25mEq的NaHCO₃预处理。回路由Sarns滚压血泵、带有整合的热交换器的Medtronic Affinity中空纤维氧合器、以及心切开贮血器组成。将Medtronic Affinity38-μm过滤器被置于动脉枝（arterial limb）中以捕获微粒碎片。使用12-GaMedtronic标准主动脉根部套管使左心室通气，该主动脉根部套管带有连接至Sarns滚压泵和心切开贮血器的通气管路。启动心肺分流术，中断通气，并且以2.4L/min/m²体表面积维持全身灌注。使用适度的灌注低温（32℃直肠温度），并且通过流量的改变以及静脉输注去氧肾上腺素（0-2μg/kg/min）将平均主动脉压保持在60mmHg-80mmHg。将升主动脉交叉夹紧。CPB维持255分钟。

评估了三组动物：没有SCD的CPB回路、具有SCD的CPB回路、具有带柠檬酸盐/钙区域性灌注以便提供仅沿着SCD回路的低离子钙（iCa）血液环境的SCD的CPB回路。将SCD回路血液流动用AK12血液泵系统（Gambro）控制在200mL/min。如前所述，柠檬酸盐/钙注入是基于用于柠檬酸盐区域性抗凝的良好开发的临床方案。

类似于体外血液回路研究，对于所有取样时间，使用全身性血液来评定CBC。将SCD或LGB在T=225分钟时常规地去除，同时在去除15分钟之后取最终的血液样品来评估治疗后动力学。使用Unopette系统（BD生物科学公司）来确定总的人工白细胞计数，并且根据在乙醇固定和Wright染色（Richard-Allen Scientific）之后的血涂片确定人工差异。在每个研究之后，如果使用SCD或LGB，则如前所述将粘附细胞进行洗脱和定量。

D-统计学分析

对于所有的研究进行方差分析（ANOVA），具有p<0.05的统计显著性。

(III)结果与讨论

A-体外血液回路研究

在整个研究中在SCD与LGB回路之间的血液的温度是相似的，对应地平均为31.1℃±0.4℃和31.1℃±0.3℃。在装置上的压力分布是：对于SCD前和SCD后为92.0±49.1和29.2±16.2mmHg，具有62.9±39.8的压降，而对于LGB前和LGB后为98.8±71.5和40.1±17.1mmHg，具有31.3±3.9mmHg的压降。压力的变异性与回路中的血液的血细胞比容（平均值为31.1%±3.9%）的差异有关。

对于LGB回路的总白细胞计数在第一个15分钟之内下降了大于50%，并且保持稳定直到实验结束。这个下降在很大程度上是在循环嗜中性粒细胞方面的大于80%下降的结果。SCD回路显示在实验过程中在总白细胞和嗜中性粒细胞方面的实质性的但是较小的下降，其中嗜中性粒细胞计数下降在40%与60%之间。将来自每个装置的有差异的白细胞计数进行评估。单核细胞和嗜酸性粒细胞浓度也下降，但是由于它们在循环血液中的低百分比，准确定量具有挑战性。特别是对于SCD和LGB，观察到血小板在数目上的实质性下降，显示在15分钟处大于80%的相对血小板减少。然而，在这两种情况中，血小板计数回弹到相当于大约50%的在开始实验之前已列举的血小板计数的水平。

B-体外血液回路装置洗脱

将从LGB和SCD洗脱的细胞的总数进行计数。与从SCD回收的细胞相比，从LGB回收的细胞为两倍之多。计算从各个装置回收的在闭合循环环路中的嗜中性粒细胞、单核细胞、以及嗜酸性粒细胞的百分比。将从各个装置回收的各白细胞群的总数除以在启动每个实验之前存在于血液中的各白细胞群的总数。显示了对于10个SCD和10个LGB的嗜中性粒细胞、单核细胞、以及嗜酸性粒细胞的平均值±SEM。从两个白细胞过滤器来看，虽然嗜酸性粒细胞以一个可变的并且非常小的数目和百分比存在，嗜中性粒细胞在数目上超过单核细胞，粗略地为2比1。将更多的嗜中性粒细胞和单核细胞从LGB和SCD中消除。

将在各实验终止时保持在血液中的总细胞数目与从装置洗脱的细胞数目相加，并且与在实验开始时存在于血液样品中的细胞数目进行比较。在这些数目中的差异被报道为“总细胞数目的变化”，并且最有可能指示在四小时循环实验过程中破坏的细胞的数目。与在SCD的情况下相比，在使用LGB的回路中显著更多的细胞未包括在数目中（P<0.05）。数据呈现为10个配对实验的平均值±SEM。

C-体外血液回路血液生物相容性

嗜中性粒细胞释放的髓过氧化物酶（MPO）活性被测定为对于SCD（N=8）以及对于LGB（N=10）以μg/ml计的平均值±SEM。相对于SCD，LGB的血浆MPO活性显著较高，具有在回路启动之后的第一个取样时间处的一个峰值（7.45±3.02μg/mL）并且在实验的剩余部分继续上升（p<0.05）。SCD回路MPO值在所有时间保持在0.4μg/mL以下。还评定了血浆中的游离血红蛋白（Hgb）（溶血的一种度量），表示为对于LGB（N=10）和SCD（N=10）的以mg/mL计的平均值±SEM，具有在回路启动后的第一个取样时间处的一个峰值（0.06±0.04mg/mL）并且始终为升高的水平。SCD回路游离血红蛋白值在所有时间保持在0.005mg/mL以下。

D-CPB的体内牛科小牛模型

对于CPB体内牛研究，评定了全身性白细胞（WBC）计数。在CPB中没有SCD对照组，在90分钟之后WBC增加在基线水平计数之上并且达到基线WBC的几乎两倍的峰值。对于装置处理的组，WBC计数在CPB的第一个小时内减少。在SCD肝素治疗组中，在这个最初的减少之后，在60分钟之后WBC逐渐增加，并且贯穿CPB，其中对于此后15分钟的最终测量，在去除SCD（常规地在t=225分钟处）之后急剧上升。当将LGB置于回路中而不是常规的动脉管路过滤器中时，观察到了相似的结果（数据未显示）。在SCD柠檬酸盐组中，贯穿CPB中WBC是低的，并且甚至在SCD去除之后。

在不用SCD的心肺分流（CPB）手术过程中嗜中性粒细胞群的定量显示大约5倍升高的全身性水平。在CPB过程中仅仅用全身性肝素凝固的SCD治疗在第一个120分钟过程中显著降低了全身性嗜中性粒细胞浓度，但是随后为平稳上升直到SCD去除（常规地在t=225分钟处），其中在SCD去除15分钟之后具有较大的增加。在CPB过程中，具有区域性柠檬酸盐的SCD导致全身性嗜中性粒细胞浓度与前SCD水平相比大约低75%，这持续贯穿CPB，并且在SCD去除15分钟之后保持为低水平。

在SCD疗法结束时，将SCD进行彻底洗涤，并且将结合的白细胞进行洗脱和计算。对应地从采用区域性柠檬酸盐或全身性肝素的SCD洗脱下平均8x10⁷和1.63x10⁹个白细胞。洗脱的细胞具有独立于使用区域性柠檬酸盐的粒细胞谱系，平均地由大约80%嗜中性粒细胞、20%单核细胞、以及可变量的嗜酸性粒细胞（典型地<2%）组成，类似于在体外血液回路研究中报道的分布。来自通过人工计数进行未成熟嗜中性粒细胞的定量的初步结果证明对于SCD-柠檬酸盐组在CPB的240分钟结束时的低计数趋势（每μL230，0，n=2），然而SCD-肝素（每μL1630、6300、1390，n=3）、无SCD（每μL160、2660，n=2）以及LGB（每μL1760、3880，n=2）组均具有未成熟嗜中性粒细胞的量增加的情况。

E-讨论

CPB促进了常常导致MOD的SIRS。炎性失调是由多因素过程引起的，但是循环白细胞活化被假定发挥着重要作用。已经在临床前研究和临床研究两者中评估了在CPB过程中被导向白细胞消耗的治疗性干预。关于减少循环白细胞计数和缓和向MOD的进展，结果已经是不一致的。

开发了体外测试回路，用来评定在31℃与34.5℃之间并且具有300ml/min的可比的血流速度的循环肝素化血液回路中的白细胞消耗。当整合在血液回路中时，LGB和SCD两者提示循环白细胞和嗜中性粒细胞计数的显著减少，其中与SCD相比，LGB组对于降低WBC计数具有更大的影响。与SCD组相比，在LGB组中白细胞计数的这种减少是由于在装置中更高程度的俘获（洗脱的细胞）、以及更高程度的白细胞的破坏（通过质量平衡）两者所致。在血液之内的细胞元件的破坏是以在LGB对SCD中更高的游离血红蛋白和MPO水平而反映的。具有在第一个15分钟内超过80%的减少、随后恢复到50%的研究前血小板浓度的血小板动力学表明了血小板结合到回路部件上的快速起始期、继之为后续释放。

为了进一步评定SCD对降低循环白细胞计数的影响，检验了采用CPB的牛模型。在没有SCD的情况下进行的CPB证明在CPB灌注的第一个60分钟内WBC计数的小的但是统计学上不显著的减少最可能是由于沿着灌注回路的人工膜和血液管路的非特异性附着所致。在60分钟之后，WBC计数增加两倍，并且嗜中性粒细胞相对于起始值增加高达5倍。当SCD置于利用全身性肝素化的回路中时，实现了白细胞减少，持续2小时，但是它导致在更后的时间点处以及在SCD去除之后嗜中性粒细胞的大幅度增加。当将SCD灌注回路用柠檬酸盐区域性地灌注以使离子钙降低到0.25mM至0.40mM时，白细胞和嗜中性粒细胞计数在整个CPB中保持低水平，甚至在去除SCD（常规地在t=225分钟处）之后也是如此（对于在去除SCD之后最终测量15分钟）。

在这些牛研究中的WBC和嗜中性粒细胞动力学还提供了这样一种方式的认识，在这种方式中SCD治疗可以影响白细胞对CPB的应答。被俘获在SCD中的嗜中性粒细胞的数目大约是10⁸个细胞，为循环和边缘池的小的百分比。然而，嗜中性粒细胞响应于CPB的全身性刺激而从骨髓和边缘存储处释放的幅值被SCD（尤其是区域性柠檬酸盐注入）钝化，表明SCD-C治疗可以改变嗜中性粒细胞凋亡的动力学和/或用于嗜中性粒细胞从边缘池或骨髓池的募集所需要的信号。

此外，在柠檬酸盐注入过程中从SCD洗脱的白细胞的数目比在肝素情况下小10倍、而保持在血液中较低的白细胞浓度的发现表明：低iCa环境可以促进活化白细胞的粘附、随后在俘获和失活一段时间之后的释放。这种“捕捉和释放”的动力学现象在利用体外剪切室的公开的和进行中的研究中得以支持。这些体外和离体研究表明本发明的SCD装置可以通过钝化全身性白细胞应答而改善SIRS的自然进展，导致改进的心血管稳定性、呼吸性能以及肾功能。这项研究证明了改善CPB促白细胞应答和减少进展为MOD的预防性治疗途径。在此提供的体外和离体数据证明了用于CPB应用的SCD的安全性和有效性。

实例4用于在治疗受试者中的炎性病症用途的示例性SCD灌流器

为了证明本发明的SCD灌流器的功效，可以使用以上所述的方案，将患有不同炎性病症的受试者（例如，猪动物模型或人类受试者）用在下表7中列出的SCD装置进行治疗，以改进心血管和/或肾脏参数。

表7-示例性SCD灌流器

装置	ECS SA（m²）	ECS SA（cm²）	ECS填充（cm³）	SA/V（cm^-1）
					1	0.98	9800	130	75
2	2.5	25000	250	100
					3	1.25	12500	125	100
4	2.5	25000	125	200
					5	2.5	25000	109	230
6	2.5	25000	94	267
					7	5	50000	93	536
8	5	50000	125	400
					9	6.7	67000	125	537
10	10	100000	125	800

本发明的SCD灌流器还可以经适配用于治疗患有炎性病症的小受试者（例如，儿科患者）。表8描绘了可以在这样的应用中有用的各种SCD灌流器。

表8-示例性SCD灌流器

通过引用结合

出于所有目的，在此引用的每种出版物和专利文件的全部披露通过引用以其全文结合，其引用程度就如同将每种单独的出版物或专利文件这样单独地指示。

等效物

还可以在不偏离本发明的精神或实质性特征的情况下，以其他特殊形式来实施本发明。因此前述实施例将被考虑为在所有方面是说明性的，而不是限制于在此所述的本发明。因此本发明的范围是由所附权利要求书而不是前述说明指示的，并且在权利要求书的等效意义和范围内出现的改变都旨在被包含在其中。

权利要求书：

Claims

1.一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的灌流器，包括：

(a)一个刚性壳体，该刚性壳体限定一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口，其中该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通；以及

(b)一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获，其中SA/IV比率大于150cm^-1，并且该固体支持物以一个在从20%到65%范围内的填充密度布置在该壳体之内。

2.如权利要求1所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在从150cm^-1到1,500cm^-1的范围内。

3.如权利要求2所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在从300cm^-1到1,000cm^-1的范围内。

4.如权利要求3所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在从400cm^-1到800cm^-1的范围内。

5.如权利要求2所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在从200cm^-1到600cm^-1的范围内。

6.如权利要求1-5中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物是一种膜。

7.如权利要求6所述的灌流器，其中该膜是多孔的。

8.如权利要求1-7中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物包括一种平面支持构件。

9.如权利要求8所述的灌流器，其中该平面支持构件是一种膜。

10.如权利要求1-7中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物包含一种纤维。

11.如权利要求10所述的灌流器，其中该纤维是一种中空纤维或一种实心纤维。

12.如权利要求1-11中任一项所述的灌流器，其中该SA大于0.8m²。

13.如权利要求1-11中任一项所述的灌流器，其中该SA是在从0.1m²到10.0m²的范围内。

14.如权利要求13所述的灌流器，其中该SA是在从0.1m²到5.0m²的范围内。

15.如权利要求13所述的灌流器，其中该SA是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、从6.8m²到7.2m²、从7.2m²到7.6m²、从7.6m²到8.0m²、从8.0m²到8.4m²、从8.4m²到8.8m²、从8.8m²到9.2m²、从9.2m²到9.6m²、或从9.6m²到10.0m²的范围内。

16.如权利要求1-15中任一项所述的灌流器，其中该IV小于300cm³。

17.如权利要求16所述的灌流器，其中该IV小于150cm³。

18.如权利要求17所述的灌流器，其中该IV小于100cm³。

19.如权利要求1-15中任一项所述的灌流器，其中该IV是在从10cm³到150cm³的范围内。

20.如权利要求19所述的灌流器，其中该IV是在从75cm³到150cm³的范围内。

21.如权利要求19所述的灌流器，其中该IV是在从15cm³到120cm³的范围内。

22.如权利要求21所述的灌流器，其中该IV是在从20cm³到80cm³的范围内。

23.如权利要求1-22中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口被确定大小为允许通过该壳体的流速处于从10cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。

24.如权利要求23所述的灌流器，其中通过该壳体的流速是在从50cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。

25.如权利要求1-24中任一项所述的灌流器，其中当一种体液以1000cm³/分钟的速率通过该流体入口端口进入该壳体以及通过该流体出口端口退出该壳体时，该壳体被配置为产生一个小于大约100达因/cm²的剪切力。

26.如权利要求1-25中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物的流体接触表面包含聚砜。

27.如权利要求1-26中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物的流体接触表面包含一种附着至其上的细胞粘附分子。

28.如权利要求1-27中任一项所述的灌流器，其中该灌流器是无菌的。

29.如权利要求1-28中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口各自具有一个不小于0.01cm²、不小于0.1cm²、不小于0.2cm²、不小于0.4cm²、不小于0.6cm²、不小于0.8cm²、或不小于1.0cm²的截面。

30.如权利要求1-28中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口各自具有一个在从0.01cm²到1cm²的范围内的截面。

31.如权利要求1-30中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物基本上平行于该灌流器之内的流体流动的方向。

32.如权利要求1-30中任一项所述的灌流器，其中该壳体的一个流体接触表面包含一种生物相容性材料和/或该固体支持物的流体接触表面包含一种生物相容性材料。

33.一种用于处理包含在体液中的活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞与活化血小板两者的方法，该方法包括：

(a)提供一种灌流器，该灌流器包括

(i)一个刚性壳体，该刚性壳体限定一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口，其中该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通；以及

(ii)一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获，其中该SA/IV比率大于80cm^-1；并且

(b)在允许将活化白细胞和/或活化血小板俘获在该固体支持物的流体接触表面上的条件下，将来自受试者的体液经由该流体入口端口引入该壳体中。

34.如权利要求33所述的方法，进一步包括

(c)处理在步骤(b)中俘获的白细胞和/或血小板，从而抑制一种促炎物质的释放或者使该白细胞和/或该血小板失活。

35.如权利要求34所述的方法，其中该白细胞或该血小板被俘获持续一段时间，该时间足以抑制该促炎物质的释放或足以使该白细胞或该血小板失活。

36.如权利要求35所述的方法，其中该白细胞和/或该血小板被俘获持续至少一分钟。

37.如权利要求34-36中任一项所述的方法，进一步包括使在步骤(c)中产生的该白细胞和/或该血小板返回到受试者的步骤。

38.如权利要求34-37中任一项所述的方法，其中在步骤(c)中，一种钙螯合剂抑制该促炎物质的释放或使该白细胞或该血小板失活。

39.一种用于治疗患有炎性病症或处于产生它的风险的受试者的方法，该方法包括：

(a)提供一种灌流器，该灌流器包括

(ii)一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获，其中该SA/IV比率大于80cm^-1；并且

40.如权利要求39所述的方法，进一步包括

(c)处理在步骤(b)中俘获的该白细胞和/或血小板，从而降低产生与该炎性病症相关的炎症的风险，或者减轻与该炎性病症相关的炎症。

41.如权利要求39或40所述的方法，其中该炎性病症选自下组，该组由以下各项组成：全身性炎症反应综合征（SIRS）、多动脉炎、韦格纳肉芽肿病、自身免疫性脉管炎、抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）脉管炎、体外膜式氧合（ECMO）、心肺分流综合征、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、急性肺损伤（ALI）、慢性阻塞性肺病（COPD）、败血症、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、炎性肠病、多发性硬化（MS）、银屑病、同种异体移植排斥、哮喘、急性肾衰竭、慢性肾衰竭（CRF）、终末期肾脏疾病（ESRD）、心肾综合征（CRS）、慢性心力衰竭（CHF）、中风、心肌梗死（MI）、肝肾综合征、肝硬化、糖尿病（2型糖尿病）、以及由对心肌、中枢神经系统、肝、肾、或胰脏的缺血再灌注损伤引起的急性器官衰竭。

42.如权利要求39-41中任一项所述的方法，其中该白细胞和/或血小板被俘获持续一段足以使该白细胞和/或该血小板失活的时间。

43.如权利要求39-42中任一项所述的方法，其中该白细胞和/或该血小板被俘获持续至少一分钟。

44.如权利要求40-43中任一项所述的方法，进一步包括使在步骤(c)中产生的该白细胞和/或该血小板返回到受试者的步骤。

45.如权利要求40-44中任一项所述的方法，其中在步骤(c)中，一种钙螯合剂使该白细胞和/或该血小板失活。

46.如权利要求33-45中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的SA/IV比率大于150cm^-1。

47.如权利要求33-45中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的SA/IV比率是在从80cm^-1到1,500cm^-1的范围内。

48.如权利要求47所述的方法，其中该SA/IV比率是在从150cm^-1到1,500cm^-1的范围内。

49.如权利要求33-48中任一项所述的方法，其中该固体支持物包括一种膜。

50.如权利要求33-48中任一项所述的方法，其中该固体支持物包括一种平面支持构件。

51.如权利要求33-48中任一项所述的方法，其中该固体支持物包含一种纤维。

52.如权利要求33-51中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的SA是在从0.1m²到10.0m²的范围内。

53.如权利要求52所述的方法，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的SA是在从0.1m²到5.0m²的范围内。

54.如权利要求52所述的方法，其中该SA是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、从6.8m²到7.2m²、从7.2m²到7.6m²、从7.6m²到8.0m²、从8.0m²到8.4m²、从8.4m²到8.8m²、从8.8m²到9.2m²、从9.2m²到9.6m²、或从9.6m²到10.0m²的范围内。

55.如权利要求33-54中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的内体积小于150cm³。

56.如权利要求33-54中任一项所述的方法，其中该内体积是在从10cm³到150cm³的范围内。

57.如权利要求56所述的方法，其中该内体积是在从75cm³到150cm³的范围内。

58.如权利要求56所述的方法，其中该内体积是在从15cm³到120cm³的范围内。

59.如权利要求58所述的方法，其中该内体积是在从20cm³到80cm³的范围内。

60.如权利要求33-59中任一项所述的方法，进一步包括允许该体液以一个在10cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内的流速经由该流体出口端口退出该灌流器。

61.如权利要求60所述的方法，其中该流速是在50cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。

62.一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的灌流器，包括：

(a)一个刚性壳体，该壳体限定了一个内体积（IV）、一个流体入口端口以及一个流体出口端口，其中该内体积与该流体入口端口和该流体出口端口处于流体流动连通；以及

(b)一个固体支持物，该固体支持物布置在该壳体之内并且限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获，其中该SA大于2.6m²。

63.如权利要求62所述的灌流器，其中该SA是在从3.0m²到10.0m²的范围内。

64.如权利要求63所述的灌流器，其中该SA是在从3.0m²到5.0m²的范围内。

65.如权利要求62-64中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物是一种膜。

66.如权利要求65所述的灌流器，其中该膜是多孔的。

67.如权利要求62-66中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物包括一种平面支持构件。

68.如权利要求67所述的灌流器，其中该平面支持构件是一种膜。

69.如权利要求62-66中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物包含一种纤维。

70.如权利要求69所述的灌流器，其中该纤维是一种中空纤维或一种实心纤维。

71.如权利要求62-70中任一项所述的灌流器，其中该IV小于300cm³。

72.如权利要求71所述的灌流器，其中该IV小于150cm³。

73.如权利要求72所述的灌流器，其中该IV小于100cm³。

74.如权利要求62-73中任一项所述的灌流器，其中该内体积是在从10cm³到150cm³的范围内。

75.如权利要求74所述的灌流器，其中该内体积是在从75cm³到150cm³的范围内。

76.如权利要求74所述的灌流器，其中该内体积是在从15cm³到120cm³的范围内。

77.如权利要求76所述的灌流器，其中该IV是在从20cm³到80cm³的范围内。

78.如权利要求62-77中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口被确定大小为允许通过该壳体的流速处于从10cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。

79.如权利要求78所述的灌流器，其中通过该壳体的流速是在一个从50cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。

80.如权利要求62-79中任一项所述的灌流器，其中当一种体液通过该流体入口端口进入该壳体以及通过该流体出口端口退出该壳体时，该壳体被配置为产生一个小于大约100达因/cm²的剪切力。

81.如权利要求62-80中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物的流体接触表面包含聚砜。

82.如权利要求62-81中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物的流体接触表面包含一种附着至其上的细胞粘附分子。

83.如权利要求62-82中任一项所述的灌流器，其中该灌流器是无菌的。

84.如权利要求62-83中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口各自具有一个不小于0.01cm²、不小于0.1cm²、不小于0.2cm²、不小于0.4cm²、不小于0.6cm²、不小于0.8cm²、或不小于1.0cm²的截面。

85.如权利要求62-83中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口各自具有一个在从0.01cm²到1cm²的范围内的截面。

86.如权利要求62-85中任一项所述的灌流器，其中该固体支持物基本上平行于该灌流器之内的流体流动的方向。

87.如权利要求62-86中任一项所述的灌流器，其中该壳体的一个流体接触表面包含一种生物相容性材料和/或该固体支持物的流体接触表面包括一种生物相容性材料。

88.一种用于处理活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞和活化血小板两者的灌流器，包括：

(b)一个固体支持物，该固体支持物包含多根布置在该壳体之内的实心纤维，该固体支持物限定了具有表面积（SA）的一个流体接触表面，如果活化白细胞和/或活化血小板存在于经由该流体入口端口进入该壳体的体液中，则该流体接触表面能够将其俘获，其中该SA/IV比率大于25cm^-1。

89.如权利要求88所述的灌流器，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的SA/IV比率大于80cm^-1。

90.如权利要求89所述的灌流器，其中在步骤(a)中提供的该灌流器的SA/IV比率大于150cm^-1。

91.如权利要求90所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在150cm^-1到1,500cm^-1的范围内。

92.如权利要求91所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在80cm^-1到800cm^-1的范围内。

93.如权利要求92所述的灌流器，其中该SA/IV比率是在25cm^-1到800cm^-1的范围内。

94.如权利要求88-93中任一项所述的灌流器，其中该SA大于0.09m²。

95.如权利要求88-93中任一项所述的灌流器，其中该SA是在从0.1m²到10.0m²的范围内。

96.如权利要求95所述的灌流器，其中该SA是在从0.1m²到0.4m²、从0.4m²到0.8m²、从0.8m²到1.2m²、从1.2m²到1.6m²、从1.6m²到2.0m²、从2.0m²到2.4m²、从2.4m²到2.8m²、从2.8m²到3.2m²、从3.2m²到3.6m²、从3.6m²到4.0m²、从4.0m²到4.4m²、从4.4m²到4.8m²、从4.8m²到5.2m²、从5.2m²到5.6m²、从5.6m²到6.0m²、从6.0m²到6.4m²、从6.4m²到6.8m²、从6.8m²到7.2m²、从7.2m²到7.6m²、从7.6m²到8.0m²、从8.0m²到8.4m²、从8.4m²到8.8m²、从8.8m²到9.2m²、从9.2m²到9.6m²、从9.6m²到10.0m²的范围内。

97.如权利要求88-96中任一项所述的灌流器，其中该IV小于150cm³。

98.如权利要求97所述的灌流器，其中该IV是在从75cm³到150cm³的范围内。

99.如权利要求97所述的灌流器，其中该IV是在从5cm³到50cm³的范围内。

100.如权利要求88-99中任一项所述的灌流器，其中该流体入口端口和该流体出口端口被确定大小为允许通过该壳体的一个流速处于从10cm³/分钟到8,000cm³/分钟的范围内。

101.如权利要求88-100中任一项所述的灌流器，其中当一种体液通过该流体入口端口进入该壳体以及通过该流体出口端口退出该壳体时，该壳体被配置为产生一个小于大约100达因/cm²的剪切力。

102.如权利要求88-101中任一项所述的灌流器，其中这些实心纤维包含聚砜。

103.如权利要求88-101中任一项所述的灌流器，其中这些实心纤维包含聚醚砜。

104.如权利要求88-103中任一项所述的灌流器，其中这些实心纤维基本上平行于该灌流器之内的流体流动的方向。

105.如权利要求1-104中任一项所述的灌流器或方法，其中该流体入口端口以及该流体出口端口两者都布置在该壳体的一侧上。

106.如权利要求1-104中任一项所述的灌流器或方法，其中该流体入口端口和该流体出口端口被布置在该壳体的相对的两侧上。

107.如权利要求1-104中任一项所述的灌流器或方法，其中该壳体包括一个第一末端和一个与该第一末端相对的第二末端，并且其中该流体入口端口被配置为允许通过该第一末端的流体流动，并且该流体出口端口被配置为允许通过该第二末端的流体流动。

108.如权利要求1-107中任一项所述的灌流器或方法，其中该固体支持物以一个从20%到60%的填充密度布置在该壳体之内。

109.如权利要求108所述的灌流器，其中该填充密度是在从30%到60%的范围内。

110.如权利要求109所述的灌流器，其中该填充密度是在从40%到55%的范围内。

111.一种用于处理包含在体液中的活化白细胞、活化血小板、或活化白细胞与活化血小板两者的方法，该方法包括：

(a)提供一种根据权利要求1-32或62-110中任一项所述的灌流器；并且