DE69218265T2

DE69218265T2 - Apparat zur einbringung von medikamenten in rote blutkörperchen

Info

Publication number: DE69218265T2
Application number: DE69218265T
Authority: DE
Inventors: Christophe F-93370 Montfermeil Bailleul; Etienne F-37550 Saint-Avertin Pages; Claude F-37550 Saint-Avertin Ropars
Original assignee: EUROP COMMUNITIES
Current assignee: EUROP COMMUNITIES
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2012-07-03
Also published as: EP0679101B1; FR2678512A1; ATE149846T1; DK0679101T3; NO306327B1; CA2112685A1; US5589389A; ES2098519T3; FR2678512B1; JPH06509250A; DE69218265D1; EP0679101A1; JP3148239B2; NO934899L; GR3023360T3; FI935940L; NO934899D0; FI935940A0; WO1993000940A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Apparat für die Durchführung der Technik der sogenannten "Lyse und Wiederversiegelung", die es ermöglicht, aktive Substanzen in rote Blutkörperchen einzuführen.
Die Technik der Lyse und Wiederversiegelung ist in den Patentschriften EP 101341, US 4752586 und US 4652449 beschrieben und das entsprechende Prinzip wird hier nicht noch einmal behandelt.
Bei der Technik der sogenannten "Lyse und Wiederversiegelung" wird das Primärgehäuse eines ersten Dialysegerätes kontinuierlich mit einer wässrigen Erythrozytsuspension beschickt, während die zweite Kammer eine gegenüber der Erythrozytsuspension hypotonisch wirkende wässrige Lösung enthält, um die Erythrozyten zu lysen. Das Erythrozytlysat steht dann mit der biologische Aktivitäten entwickelnden Substanz in Kontakt und um die Membran der Erythrozyten erneut zu versiegeln, wird der osmotische und/oder onkotische Druck des Erythrqzytlysats erhöht, nachdem es mit der biologisch aktiven Substanz in Kontakt gebracht worden ist.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsart des Verfahrens erfolgt die Wiederversiegelung in einem getrennten Behälter, obwohl es, wie in dem Patent beschrieben, möglich ist, die Wiederversiegelung durchzuführen, indem man nacheinander zwei Dialysespulen einsetzt.
Genauer gesagt, wird bei diesem Verfahren der globuläre Bodensatz durch Zentrifugieren und Dekantieren des Plasmas erreicht, welches für diese Behandlung auf einer Temperatur von 4ºC gehalten wird. Die roten Blutkörperchen werden einer ersten Reihe von Waschungen unterzogen. Mit Hilfe der ersten Waschung in einem physiologischen Serum erhält man ein globuläres Konzentrat, dessen "buffy-coat" (weiße Blutkörperchen, Blutplättchen) entfernt worden ist. Das Konzentrat aus roten Blutkörperchen wird anschließend zum Beispiel im Laufe der beiden nachfolgenden Waschungen mit IHP (Inositolhexaphosphat) in Kontakt gebracht.
Im hypertonischen Medium schwellen die roten Blutkörperchen auf ein Volumen an, welches bis zu 175% ihres Ausgangswertes erreichen kann (ROPARS et Coll., 1986). In diesem Stadium entwickeln sich Poren in der Größe von einigen hundert Angström. Es findet dann insbesondere für die zu verabreichende Substanz ein Austausch zwischen dem extrazellulären und dem intrazellulären Medium statt. Nach Zugabe einer hypertonischen Lösung in das Erythrozytlysat wird die Isotonizität wiederhergestellt, die Poren schließen sich und halten das IHP zum Beispiel in den roten Blutkörperchen fest. Darauffolgt eine Inkubationsphase in einer regenerierenden Lösung, welche notwendig ist, damit die beladenen roten Blutkörperchen die gleichen Eigenschaften der Durchlässigkeit zurückgewinnen, wie sie die ursprünglichen roten Blutkörperchen hatten. Nach der Wiederversiegelung werden die roten Blütkörperchen einer zweiten Reihe von Waschungen unterzogen. Für die beiden ersten Waschungen wird eine Lösung aus einem physiologischen Serum verwendet: dies ermöglicht, die nicht wiederversiegelten roten Blutkörperchen auszuscheiden.
Die roten Blutkörperchen werden anschließend in ein gegen die physiologische Hämatokritis autologes Plasma gegeben, welches die Transfusion ermöglicht. Die umgewandelte Bluteinheit besteht aus roten Blutkörperchen, die verbesserte Sauerstoffeigenschaften aufweisen, und deren morphologe und physiologische Eigenschaften den nicht umgewandelten roten Blutkörperchen sehr nahe kommen.
Die Durchführung des Verfahrens der Lyse und Wiederversiegelung ermöglicht die Einführung einer großen Anzahl von aktiven Substanzen in die roten Blutkörperchen, welche dem gleichen Patienten oder auch unterschiedlichen Patienten injiziert werden können. Zum Beispiel ermöglicht es die Einführung des IHP in die Erythrozyten, die Konstante der Affinität des Hämoglobins mit dem Sauerstoff zu verändern. Weitere Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens sind in den weiter oben genannten Patentschriften beschrieben.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Apparat, welcher die Einführung mit Hilfe der Technik der Lyse und Wiederversiegelung von einer oder mehreren biologisch aktiven Substanzen in rote Blutkörperchen ermöglicht, wie dies im Anspruch 1 beschrieben ist.
Unter der Angabe "für den einmaligen Gebrauch bestimmt" ist hier zu verstehen, daß selbst wenn diese Elemente erneut verwendet werden sollen, dies erst nach deren Sterilisierung und/oder viraler Inaktivierung erfolgen kann, daß sie jedoch im Prinzip als Elemente für den einmaligen Gebrauch konzipiert sind, und daher in einfacher Weise und zu geringen Kosten angebracht und abgenommen werden können.
In dem erfindungsgemäßen Apparat enthält das Lysemodul A
- einen Zusammenbau für die Weiterleitung eines Lysepuffers 2 bis zum Eingang der Dialysekartusche und die eventuelle Entfernung 3 des Lysepuffers, sowie Elemente, welche es ermöglichen, das Modul auf einer bestimmten Temperatur, insbesondere auf einer Temperatur von 4ºC zu halten,
- einen abnehmbaren vorzugsweise für den einmaligen Gebrauch bestimmten Zusammenbau, welcher eine Dialysekartusche 9 enthält, die am Eingang des Dialysepuffers befestigt werden kann, um eine der Kammern zu speisen, während die andere Kammer der Kartusche mit dem Venenende an einen Behälter 6 angeschlossen ist, welcher für die Temperierung der Erythrozytsuspension bestimmt ist, und mit dem Arterienende an einen Vorratsbehälter 11 angeschlossen ist.
Das Modul für die Wie derversiegelung besteht aus einer Reihe von Elementen, welche es ermöglichen, das Modul auf einer bestimmten Temperatur, vorzugsweise einer Temperatur von 37 ºC, zu halten, sowie aus einer vorzugsweise für den einmaligen Gebrauch bestimmten abnehmbaren Einheit, welche flußaufwärts und flußabwärts einen Behälter 26 mit einer Zuleitung 28 für die Wiederversiegelungslösung enthält.
Der Zusammenbau aus diesen Modulen enthält eine Pumpe für den Einlaß der Erythrozytsuspension in das Lysemodul, sowie eine Pumpe für den Auslaß der Erythrozytsuspension aus dem Wiederversiegelungsmodul, und eine zwischengeschaltete Pumpe, welche die Zirkulation zwischen dem Lysemodul und dem Wie der versiegelungsmodul gewährleistet. Diese Pumpen sind vorzugsweise peristaltische Pumpen, welche jedweden Kontakt mit der Suspension verhindern.
Außerdem enthält der Apparat vorzugsweise vor der Wiederversiegelungseinheit einen Einlaßstutzen für die zu verabreichende eine aktive Substanz enthaltende Lösung, wie zum Beispiel ATP (Adenosintriphosphat). Je nach der zu verabreichenden Substanz kann diese für die Verabreichung mit der Erythrozytsuspension vor der Lyse (im Falle von IHP) oder nach der Lyse bei 4ºC (im Falle von ATP) eingegeben werden. Die Behälter für die Temperierung der Suspensionen bestehen vorzugsweise aus Kunststoffbeuteln, die in ihrem Inneren eine Drosselklappe aufweisen. Diese Beutel, die vorzugsweise eine längliche Form haben, werden vertikal angeordnet und von der Oberseite befüllt und von der Unterseite entleert.
Die Erwärmung und die Abkühlung der Module kann mit Hilfe einer Stützplatte gewährleistet werden, auf deren einer Seite die für den einmaligen Gebrauch bestimmten Elemente angeordnet sind, während sie auf der anderen Seite mit einem Kühl- oder Heizelement in Berührung steht. Im Falle des Lysemoduls wird der Lysepuffer während des Durchlaufs durch ein geeignetes Kühlsystem abgekühlt.
Das Dialysegerät selbst kann als Wärmetauscher zwischen dem Blut und dem durchlaufenden Dialysepuffer ohne Zuhilfenahme anderer Vorrichtungen eingesetzt werden. Dieser Wärmetausch ermöglicht eine besondere Behandlung der Erythrozyten.
Die auf diesen Platten angeordneten verschiedenen Module, deren Form vorzugsweise so ausgelegt ist, daß abnehmbare Elemente darauf befestigt werden können, kännen mit einem Deckel und einer Verkleidung versehen werden, welche die Einhaltung der Temperatur in einem bevorzugten Bereich von 4ºC und 37ºC ermöglichen.
Die Waschanlage kann verschiedene Formen haben, hat jedoch vorzugsweise die Form eines Trenngefässes und kann wiederverwendet werden, um eine Waschung nach der Behandlung der Suspension durchzuführen.
Im Prinzip besteht die Waschanlage aus einem Behälter mit einer umlaufenden Symmetrie, welche aus zwei konzentrischen stumpfkegeligen Hüllen besteht, wobei die eigentliche Trennkammer durch den Freiraum gebildet wird, welcher sich zwischen zwei konischen Flächen befindet.
Eine der Besonderheiten des Trenngefässes ist darin zu sehen, daß seine Befüllung an seiner Unterseite und an seinem Umfang erfolgt; jedes der eingeleiteten Produkte, welches eine geringere Dichte aufweist, als diejenigen, die sich bereits in der Trennkammer befinden, muß also in Gegenrichtung der Sedimentation zirkulieren.
Die abgetrennten Komponenten des eingefüllten Produktes bilden konzentrische Ringe, welche sich durch die progressive Verringerung ihres Durchmessers und die Verringerung ihrer Höhe aufgrund der Konizität der Trennkammer konzentrieren.
Die verschiedenen Fluide zirkulieren und gelangen mit Hilfe einer peristaltischen Pumpe und acht pneumatischen Clamps zu diesem Gefäß. Ein Luftmesser, zwei optische Sensoren und zwei Kodierräder, von denen das eine auf der Achse der Pumpe und das andere auf der Achse der Zentrifuge angeordnet ist, ermöglichen die notwendige Erfassung der Informationen für die steuerung des gesamten Umfangs der peripheren Anlagen, welche aus der Pumpe, der Zentrifuge und den Clamps bestehen.
Elemente, welche die gleiche Funktion haben, sind bereits im Handel erhältlich und werden insbesondere von der Firma Haemonetics für Maschinen vom Typ V50/PCS/CELL SAVER vertrieben, wie zum Beispiel die Waschanlage COBE 2997, die Trennvorrichtungen COBE Spectra, DIEDECO Vivacell, BAXTER CS 3000 und Autopheresis PC.
Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf eine Ausführungsart des erfindungsgemäßen Apparates, in dem vorzugsweise ein Separator V50 der Firma Haemonetics eingesetzt wird.
Die Fig. 1 zeigt ein Gesamtschema der Vorrichtung für den einmaligen Gebrauch;
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des Trenngefässes.
Der in der Fig. 1 dargestellte Apparat für die Lyse und Wiederversiegelung enthält eine Lyseinheit A und eine Wiederversiegelungseinheit B.
Die Lyseeinheit A besteht aus einem Verdampfer, der mit einer Metallplatte 1 aus rostfreiem Stahl in Kontakt steht, welche die Form der Elemente des einmalig verwendbaren Kits hat. Die nicht dargestellte andere Seite des Verdampfers, welche mit dem nicht wegwerfbaren Wärmetauscher in Kontakt steht, enthält eine metallische Rohrschlange. Im Gebrauch enthält eine zweite gekühlte Platte oder eine aus einem isolierenden Material bestehende Platte, welche an der ersten Platte angelenkt ist, das für den einmaligen Gebrauch bestimmte Kit in einem minimalen gekühlten Volumen. Diese so ausgebildete Kammer bestimmt außerdem das maximale Volumen der verschiedenen Beutel und Stutzen.
Diese Metallplatte 1 enthält zwei Elemente für den Einlaß 2 und den Auslaß 3 des Lysepuffers, deren Versorgungssystem hier nicht dargestellt ist, jedoch weitgehend aus einer Pumpe, einem Kühlkreis und einem Speisebehälter besteht. An der Platte 1 ist löslich das für den einmaligen Gebrauch bestimmte Kit des Lysemoduls befestigt. Zwischen dem Bluteinlaß und dem Auslaß des bereits behandelten Blutes besteht dieses Teil aus folgendem: einem Perforator 4 gefolgt von einem PVC-Stutzen 5, welcher in einen speziellen Beutel mündet, der in Form einer Rohrschlange 6 verschweißt ist und als Wärmetauscher dient. Statt des spiralförmigen Beutels aus PVC kann auch eine Rohrschlange der Qualität INOX 1/8 OD für den Wärmetausch mit dem Blut eingesetzt werden. Das andere Ende dieses Wärmetauschers ist an einem Stutzen 7 befestigt, welcher über einen speziellen Stecker an den Arterieneingang 8 der Dialysekartusche 9 angeschlossen ist. Am Venenausgang 10 des Dialysegerätes führt ein Stutzen 12 zur Oberseite eines PVC-Beutels 11 mit einem Inhalt von 600 ml, welcher als Puffervolumen dient, und an diesen Stutzen schließt sich ein "Y-Anschluß" 13 zwischen dem Ausgang des Dialysegerätes 10 und dem sogenannten "Retardbeutel" 11 an. Schließlich führt ein letzter Stutzen 14 von der Unterseite dieses Beutels zum Ausgang des Moduls. Der Eingang des Lysepuffers des Dialysegerätes besteht aus einem Stutzen, welcher eine peristaltische Pumpe durchquert und zu einem Wärmetauscher aus einer nicht wegwerfbaren metallischen Rohrschlange führt, welche an den Verdampfer angeschlossen ist. Der Ausgang des Dialysegerätes für die Dialyseflüssigkeit besteht aus einem einfachen Stutzen, welcher in einen Behälter mündet. Die zu kühlenden Elemente bestehen daher global aus zwei Teilen, das heißt einerseits aus dem Kit für den einmaligen Gebrauch aus Kunststoff (PVC, Polykarbonat) und dem wiederverwendbaren Kit aus Metall, die beide in engem Kontakt mit der temperaturgeregelten Metallplatte stehen, und andererseits aus den Fluiden (Blut, Lysepuffer, Lösung der aktiven Substanz), welche in dem Kit zirkulieren und darin die gewünschte Temperatur annehmen.
Das Lysemodul enthält ebenfalls einen Pumpenstutzen 15 für den Einlaß einer Zusatzlösung, die dem bei einer Temperatur von 4ºC lysierten Blut beigemischt werden kann, wie zum Beispiel ATP oder ein kleines Molekül, und dieser Stutzen ist wiederum an den Stutzen 7 angeschlossen. Es sind also zwei Ebenen möglich, um die aktive Substanz und die roten Blutkörperchen in Kontakt zu bringen, und zwar sowohl vor als auch unmittelbar nach der Lyse.
Schließlich wird die Zirkulation des Blutes durch eine peristaltische Pumpe 16 gewährleistet, welche durch eine Reihe von Betätigungsmitteln ebenso wie die anderen peristaltischen Pumpen der Vorrichtung gesteuert wird, und die an dem Stutzen 18 angeordnete Pumpe 17, welche an den "Y-Anschluß" 13 angeschlossen ist, dient hauptsächlich für die Entlüftung der Dialysespule 9 und ebenso wie die vorige Pumpe wird auch diese Pumpe mit Hilfe der zentralen Steuereinheit geregelt.
Die Zufuhr der aktiven Substanz über den Stutzen 15 kann entweder von Hand oder mit Hilfe einer hier nicht dargestellten Pumpe erfolgen.
Das Modul B für die Wiederversiegelung besteht ebenfalls aus einem Metallgehäuse 20, welches mit einem nicht dargestellten Deckel ausgerüstet ist, welcher ein Kit für den einmaligen Gebrauch abdeckt, wobei dieses Metallgehäuse, welches an eine Wärmequelle angeschlossen ist, das Modul auf einer Temperatur von 37ºC hält. Das Kit für den einmaligen Gebrauch besteht zwischen dem Bluteinlaß bei einer Temperatur von 4ºC und dem Auslaß für das erwärmte Blut aus einem Stutzen 14, welcher direkt aus dem "Modul 4ºC" austritt und die Vorwärmung des Blutes ermöglicht. Dieser Stutzen verläßt vorübergehend das Modul und durchquert das Gehäuse einer Blutpumpe 21, bevor er auf einen Wärmetauscher 22 trifft, welcher mit dem in dem auf 4ºC geregelten Modul verwendeten Wärmetauscher identisch ist. Der aus dem Wärmetauscher austretende in. dem 37ºC-Modul angeordnete Stutzen 23 erreicht einen "Y-Anschluß" 24, dessen eine Ableitung in einem Stecker 25 (für den Anschluß an den Behälter für die Wiederversiegelung) endet. Die andere Ableitung des "Y- Anschlusses" führt zu einem PVC-Beutel 26 mit einem Inhalt von 600 ml. Dieser Beutel besitzt zwei gegenüberliegende Zuleitungen 27 und 28, was ermöglicht, daß das zuerst eingeleitete Blut auch als erstes wieder austreten kann, und dieser Beutel ist identisch mit dem sogenannten "Retardbeutel" des "4ºC-Moduls" Ein mit einem Innengewinde 29 versehener Stutzen für einen Per forator bildet den Ausgang dieses sogenannten "Retardbeutels".
Der Einlaß der Lösung für die Wiederversiegelung über den Stutzen 25 und die Pumpe 30 wird in der gleichen Weise über die zentrale Steuereinheit gesteuert, wie die anderen peristaltischen Pumpen. Beim Betrachten dieser Figur wird man feststellen, daß alle Stutzen der vier Beutel 6, 11, 22 und 26 und der Dialysespule 9, welche mit der Suspension der roten Blutkörperchen in Kontakt stehen, löslich in den beiden Einheiten für die die Wiederversiegelung angeordnet sind und daher entweder erneut sterilisiert oder nach ihrem Gebrauch entsorgt werden können.
Die Beutel für die Temperierung bestehen aus PVC und sind aus zwei weitgehend rechteckigen und identischen Folien aus PVC hergestellt, welche in Form einer Rohrschlange miteinander verschweißt sind. Diese Rohrschlange führt von einem Stutzen 5 aus PVC an der Oberseite des Beutels zu einem zweiten Stutzen 7, welcher an der Unterseite des Beutels angeschweißt ist.
Innerhalb des den Beutel enthaltenden geschlossenen Gehäuses ist der maximale Abstand zwischen den Innenseiten des Beutels vorgeschrieben und beträgt einige Zehntel Millimeter. Auf diese Weise ist das Volumen des Wärmetauschers nur gering (10 bis 20 ml) und die mit der 4ºC-Platte 1 in Kontakt stehende Oberfläche erreicht einen maximalen Wert.
Die Dialysekartusche 9 enthält eine Kammer in Form eines Parallelepipeds und ist aus einem steifen Kunststoff hergestellt. Diese Kammer ist mit Hilfe von halbdurchlässigen Membranen in zwei Abteile unterteilt, und jedes dieser Abteile ist mit zwei Stutzen für den Ein- und Auslaß ausgerüstet. In der einen Kammer zirkuliert das Blut, in der anderen zirkuliert der Lysepuffer. Die Montage dieses Elementes in dem Modul erfolgt so, daß das Blut von unten nach oben zirkuliert, um eine natürliche Entlüftung des das Blut enthaltenden Abteils zu gewährleisten.
Die Dialysekartusche kann auch vom Typ "hohle Fasern" sein, wobei die Kammer für das Blut aus dem Inneren der hohlen Fasern (aus halbdurchlässigem Material) und die Kammer für den Lysepuffer durch das Volumen an der Außenseite der Fasern und das innere Volumen des die Fasern enthaltenden steifen Gehäuses gebildet wird.
Der Pufferbeutel 11 für den Dialyseausgang ist ein Transferbeutel mit einem maximalen Volumen von 600 ml, welches in einem Volumen von etwa 500 ml enthalten ist, das im Laufe der Befüllung das Volumen vergrößert. Das Besondere daran ist, daß die Stutzen für die Einspeisung und die Abgabe beide an der Schmalseite des Beutels jedoch einander gegenüberliegend. angebracht sind. Bei einer vertikalen Position des Beutels tritt das als erstes (von oben) eingefüllte Blut auch als erstes wieder aus (von unten).
Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Waschanlage und die Beschreibung dieses Trenngefässes wird hier nicht im Einzelnen vorgenommen, da es sich um ein im Handel erhältliches Produkt handelt, welches an den hier vorgesehenen Verwendungszweck angepaßt wurde.
In dem in der Fig. 2 dargestellten Querschnitt erkennt man, daß das Dekantiergefäß 41 im Prinzip aus zwei steifen stumpfkegeligen konzentrischen Hüllen 42 und 43 besteht. Die erste Hülle 42 befindet sich an der Außenseite, die zweite Hülle 43 ist auf der gleichen Achse angeordnet und in der ersten Hülle enthalten. Die Trennkammer 44 besteht aus dem Zwischenraum zwischen zwei konischen Flächen. Dieses Gefäß ist mit einem Einspritzsystem 45 und einem Kollektor 46 ausgestattet, welche von der Trennkammer mit Hilfe einer drehbaren Dichtung 47 an der Spitze der beiden Kegelstümpfe getrennt sind.
Während der Abtrennung der Zellen aus der eingefüllten Suspension wird der Behälter mit Hilfe einer Zentrifuge geschleudert, wobei das Einspritzsystem und der Kollektor von zwei angelenkten Hebeln in der geschlossenen Stellung gehalten werden.
Über seinen Anschluß an ein Netz von Stutzen ermöglicht das Einspritzsystem 45 die Einfüllung der Lösung mit den abzutrenenden Zellen in den Separator, oder aber bei Stillstand des Gefässes dessen Entleerung.
Der Kollektor 46 ermöglicht die Auffangung der abgetrennten Bestandteile, die ihn sequentiell erreichen und von der eingefüllten Suspension nach der Außenseite abgestoßen werden. Der Kollektor ist ebenfalls an ein Netz angeschlossen, welches aus einem Stutzen besteht, der zu einem Beutel für Abfälle führt.
Die festen Bestandteile der Suspension werden fortlaufend durch Zentrifugieren an der Außenseite der Kammer 44 angesammelt. Ein vor dem Zentrifugieren kalibriertes Meßsystem ermöglicht es, sobald die Konzentration der roten Blutkörperchen ein bestimmtes Volumen erreicht hat, und/oder sobald die roten Blutkörperchen ausreichend gewaschen worden sind, eine Suspension aus roten Blutkörperchen zu erhalten, welche die gewünschten Eigenschaften aufweist.
Die nachstehend beschriebenen Beispiele sind dafür gedacht, noch weitere Vorteile und Charakteristika der vorliegenden Erfindung hervorzuheben, ohne daß die Erfindung jedoch hierdurch in irgendeiner Weise eingeschränkt werden soll.

Beispiel 1: Abtrennung der Erythrozyten aus dem Plasma

Die Abtrennung der Erythrozyten erfolgt im Laufe der ersten Waschung, genannt Waschung I, und ermöglicht die Behandlung des Blutes vor der Etappe der umkehrbaren Lyse der Erythrozyten und ihrer Wiederversiegelung.
Die Waschung I, welche an einer kompletten Blutprobe durchgeführt wird, umfaßt folgende Schritte:
- die Entfernung des Plasmas,
- die Entfernung der Leukozyten,
- die Entfernung der Blutplättchen,
- die Justierung der Hämatokritis,
- die Suspendierung der Erythrozyten in der zu verabreichenden Produktlösung (IHP),
- die Kontrolle der Osmolarität.
Diese Arbeitsschritte, die derzeitig manuell durchgeführt werden, können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung automatisch durchgeführt werden. Wenn eine größere Menge Blut gewaschen werden soll, so kann diese Waschung mehrere Zyklen umfassen.

Ablauf der Arbeitsschritte

Eine zellulare Suspension mit einer Hämatokritis von etwa 40% wird durch Beimischung eines physiologischen Serums aus einer Erythrozytkonzentration hergestellt, und zwar automatisch und gleichzeitig mit der Einfüllung des Erythrozytkonzentrats in das Gefäß, wobei abwechselnd ein Teil Wasser und ein Teil Blut in einem Verhältnis eingefüllt wird, welches maschinell errechnet wird, um eine Hämatokritis von 40% zu erhalten.
Das verdünnte Sediment wird in das in der Fig. 2 dargestellte Gefäß bis zur optischen Feststellung oder der Vakuummessung des Beutels eingefüllt, das heißt, ein Volumen von etwa 480 cc mit einem Durchsatz der Blutpumpe von 100 cc/min (einstellbar zwischen 0 und 250 ml/min) und einer Drehgeschwindigkeit der Zentrifuge von 6000 U/min. Die an der Oberfläche schwimmende Lösung wird in einem Abfallbeutel mit 5 1 Inhalt aufgefangen. Im Laufe dieser Etappe wird die Hämatokritis empirisch dadurch bestimmt, daß man die Befüllung des Separators an einer bestimmten Schnittstelle der Aufschwemmung/Zellen (42 ml) unterbricht, und zwar bei präzisen Bedingungen für Durchsatz und Zentrifugieren.
Die Waschung der Erythrozyten erfolgt durch Einfüllung eines vorprogrammierten Volumens der 9 %-igen NaCl-Lösung bei einem variablen Durchsatz unter optischer Kontrolle des Stutzens. Der Durchsatz der Pumpe wird so geregelt, daß die aus dems Gefäß austretende Flüssigkeit eine Hämatokritis in der Größenordnung von 1% hat, so daß das "buffy coat" ausgeschieden und gleichzeitig der Verlust an roten Blutkörperchen auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann. Diese Etappe betrifft den Abschluß der Entfernung des Plasmas sowie die Ausscheidung der Blutplättchen und der weißen Blutkörperchen.
Nachdem das Blut jetzt in Form einer Suspension aus "reinen" roten Blutkörperchen in der Waschlösung vorhanden ist, wird die Suspension in der IHP-Lösung durchgeführt, und zwar durgh (viermalige) Wiederholung des folgenden Arbeitsganges:
- ein geringes Volumen von IHP wird in das Gefäß eingefüllt (in der Größenordnung von 50 ml bis 38 mM/l HIP), wodurch die Waschlösung an den Abfallbeutel geleitet wird und dann wird die Zentrifuge angehalten, um das IHP in der Suspension aus roten Blutkörperchen zu homogenisieren, unmittelbar gefolgt von einer erneuten Einschaltung der Zentrifuge und einer Wartezeit von etwa 1 Minute, um eine korrekte Sedimentation zu erreichen.
Sobald die gewünschte Anzahl der Waschungen erreicht ist, wird das Gefäß in einen Transferbeutel (150 ml/min) entleert.
Wenn das Volumen des zu behandelnden Blutes nicht ausreicht, um eine Hämatokritis von 72 % vor der Entfernung der Leukozyten in dem Separator (Gefäß mit 265 cc) zu erreichen, das heißt, wenn das Volumen der Erythrozyten unter 192 ml liegt, so gibt die Maschine Alarm (Feststellung von Luft). In diesem Fall hat der Benutzer die Wahl zwischen drei Alternativen:
- die Waschung mit einer anomalen Hämatokritis fortsetzen,
- eine andere Einheit anschließen und die Befüllung des Gefässes normal fortsetzen,
- wenn kein anderes als das bereits im IHP befindliche Blut verfügbar ist, so wird letzteres verwendet, um die Befüllung des Gefässes bis zu einer Hämotokritis von 72% fortzusetzen. Die Waschung kann dann wie vorstehend beschrieben, abgeschlossen werden.
Die Waschung 1 wird dann beendet und die Phase der Dialyse kann beginnen.

Beispiel II : Etappe der Lyse und Wiederversiegelung

Diese Phase der Lyse und der Wiederversiegelung erfolgt nach Durchführung der Waschung I und bezieht sich daher auf eine Erythrozytsuspension (70 %) in einer IHP-Lösung mit variablem Volumen, mindestens jedoch 265 cc auf etwa 1,3 Liter. Diese Suspension wird folgenden Arbeitsschritten unterzogen:
- Absenkung der Temperatur auf 4ºC,
- Durchlauf im Dialysegerät,
- Vermischung mit einer ATP-Lösung,
- etwa 10 Minuten bei 4 Grad warten,
- Erwärmung auf 37ºC,
- Vermischung mit der Lösung für die Wiederversiegelung,
- Haltezeit von etwa 30 Minuten der Waschung II bei 37ºC.

Abfolge der Arbeitsschritte

Die aus der Waschung I stammende. Erythrozytsuspension wird mit Hilfe einer peristaltischen Pumpe 16 durch einen Wärmetauscher 6 geleitet, in dem ihre Temperatur auf 4ºC abgesenkt wird. Dieser Durchsatz kann auf 0 bis 32 cc/min in Schritten von 1 ml/min geregelt werden und bestimmt die Durchlaufzeit des Blutes im Dialysegerät 9 bei einem vorgegebenen Totvolumen des Blutabteils. Die Temperatur kann auf 1ºC im Vergleich zur Umgebungstemperatur geregelt werden. Dieser Pumpvorgang wird ohne Unterbrechung durchgeführt, bis der Luftsensor am Eingang der Pumpe aktiviert wird, welcher den Zustand der Entleerung in dem Beutel mit dem zu behandelnden Blut anzeigt. In diesem Augenblick wird zum Zwecke auch nur der teilweisen Entleerung des Wärmetauschers und danach der Dialysekartusche sterile Luft in einem bestimmten Volumen eingepumpt.
Sobald sie in dem Wärmetauscher (suspendiert in der IHP- Lösung) abgekühlt worden sind, durchqueren die roten Blutkörperchen die Blutkammer eines Dialysegerätes mit einem Durchsatz, welcher vom Benutzer vorprogrammiert wird. Die Temperatur des Dialysegerätes wird gesteuert (4ºC). Der transmembrane Druck wird gemessen. Der Durchsatz der (nicht dargestellten) Pumpe für den Dialysepuffer wird so geregelt, daß der transmembrane Druck konstant auf der gewünschten Höhe von bis 300 mmHg gehalten wird. Der Lysepuffer selbst wird auf einer Temperatur von 4ºC gehalten, indem er durch einen nicht wegwerfbaren Wärmetauscher geleitet wird.
Am Ausgang des Dialysegerätes und immer noch bei einer Temperatur von 4ºC wird die erhaltene Zellsuspensiqn mit Hilfe des Stutzens 17 mit einer ATP-Lösung in einer regulierbaren Proportion von 1/20 bis 1/5 vermischt (vorbestimmtes Verhältnis 1/10), und dann über einen maximalen Zeitraum von 15 Minuten (regulierbar zwischen 0 und 20 Minuten) in dem Beutel 11 stehengelassen. Die Pumpe 17 wird mit der ATP-Lösung beschickt und der Bereich ihres Durchsatzes liegt zwischen 0 und 16 ml/min. Anschließend wird die Suspension mit einem zwischen 0 bis 32 ml/min in Schritten von 1 ml/min regulierbaren Durchsatz gepumpt und in einem Wärmetauscher auf eine Temperatur von 37ºC gebracht. Dies wird mit Hilfe der Pumpe 21 erreicht, welche hinter dem Wärmetauscher angeordnet ist&sub1; so daß sie an einem Abschnitt des Stutzens arbeiten kann, welcher nicht durch eine zu niedrige Temperatur versteift ist. Anschließend wird proportional zu dem Blutdurchsatz in einem Verhältnis von 1/5 bis 1/20 das Produkt der Wiederversiegelung in dem Beutel 26 mit dem auf 37ºC erwärmten Blut vermischt, welches den Erwärmungsbeutel 22 durchlaufen hat. Zu diesem Zweck wird eine peristaltische Pumpe 21 eingesetzt, deren Durchsatzbereich zwischen 0 bis 16 ml/min liegt.
Die letzte Etappe besteht aus einer Wartephase des erreichten Produktes, um die komplette Wiederversiegelung der Erythrozyten zu erreichen. Die Erythrozytsuspension wird in dem 600 ml Beutel über einen Zeitraum von 15 bis 30 min auf einer Temperatur von 37ºC gehalten. Anschließend kann die Waschung II durchgeführt werden.

Beispiel III : Waschung der Erythrozyten nach der Wiederversiegelung

Der Zweck der zweiten Waschung besteht darin, die nach der Phase der Lyse und Wiederversiegelung erhaltene zellulare Suspension wieder im Plasma zu suspendieren. Dieser Arbeitsgang besteht aus den folgenden Etappen:
- Befüllung des Gefässes und Ausscheiden der die Erythrozyten erneut suspendierenden Lösung, welche hauptsächlich das IHP&sub1; das ATP und das freie Hämoglobin enthält,
- Ausscheiden der Stroma der Zellen,
- Suspendierung der behandelten Erythrozyten in einer konservierenden Lösung, im Plasma oder in einer Lösung aus Makromolekülen der Synthese.

Abfolge der Arbeitsschritte

Die Suspension der mit Hilfe der Dialyse behandelten Zellen wird in das bereits für die Waschung 1 verwendete Gefäß mit einem Durchsatz von 100 cc/min eingefüllt, und zwar verdünnt mit einem physiologischen Wasser in einem Verhältnis von 1:2 und mit einer Drehgeschwindigkeit der Zentrifuge von 5000 U/min. Diese Phase wird unterbrochen, nachdem ein Volumen von etwa 1 Liter eingeleitet worden ist, oder wenn das Vorhandensein von Luft in der Speiseleitung des Beutels festgestellt worden ist, was auf den Zustand der Entleerung in dem Beutel schließen läßt. Im Falle der Feststellung von Luft stellt sich die Frage, ob die Waschung begonnen werden soll, oder ob man abwarten soll, bis ein anderes zu waschendes Blut verfügbar ist.
Die Waschung kann dann durch Einleitung eines w vorprogrammierten Volumens einer 9%-igen NaCl-Lösung in den Beutel gestartet werden, und zwar mit einem variablen Durchsatz und mit einer Zentrifugiergeschwindigkeit von 6000 U/min unter optischer Kontrolle der Zuleitung. Der Pumpendurchsatz wird so gesteuert, daß die aus dem Gefäß auslaufende Flüssigkeit eine maximale Hämatokritis in der Größenordnung von 1% besitzt, was die Ausscheidung der Stroma der Zellen und gleichzeitig die Verringerung des Verlustes an roten Blutkörperchen ermöglicht. In dieser Phase wird ein Teil des freien Härnoglobins ausgeschieden, ohne daß jedoch das Hämoglobin, welches sich zwischen den Erythrozyten befindet, tatsächlich beeinflußt würde.
Die Zentrifuge wird dann abgeschaltet und sofort wieder eingeschaltet, um die Suspensionslösung der roten Blutkörperchen zu hornogenisieren, bevor für ein bestimmtes Volumen die Einleitung eines physiologischen Serums erneut begonnen wird. Auf diese Weise werden drei Waschungen mit 500 ml eines physiologischem Wassers durchgeführt.
Diese Phase des Anhaltens und des erneuten Starts der Zentrifuge wird ein zweites Mal wiederholt, jedoch nur in zwei Etappen mit einer Menge von jeweils etwa 100 ml, wobei das physiologische Serum durch Plasma ersetzt wird.
Die Zentrifuge wird dann angehalten und die Entleerung des Gefässes erfolgt mit einem Durchsatz von 150 ml/min in Richtung eines Transferbeutels.
Die Waschungen I und II kännen einem zyklischen Vorgang (einem oder mehreren Zyklen) entsprechen, wobei ein Zyklus mehreren Phasen und Etappen entspricht.

Claims

1. Apparat zur Einbringung von einer oder mehreren biologisch aktiven Substanzen in rote Blutkörperchen mit Hilfe der Technik der Lyse und Wiederversiegelung, wobei dieser Apparat folgendes aufweist:

(i) ein Dekantiergefäß, welches es ermöglicht, auf der Basis eines vollständigen oder nicht vollständigen Blutes eine Erythrozytsuspension herzustellen, und zwar insbesondere nach:

- Entfernung des Plasmas

- Entfernung der Leukozyten

- Entfernung der Blutplättchen

- Justierung der Hämatokritis

- Suspendierung des Erythrozyts in der zu verabreichenden Produktlösung

- Kontrolle der Osmolarität

(ii) eine Einheit für die Lyse (A) und die Wiederversiegelung (B) für die Behandlung der Erythrozytsuspension, welche aus einem Lysemodul mit einer Temperatur von weniger als 10º C und einem Modul für die Wiederversiegelung mit einer Temperatur von über 20º C besteht, wobei alle Bauteile der Einheit für die Lyse und die Wiederversiegelung, welche mit der Erythrozytsuspension in Berührung treten, für einen einmaligen Gebrauch bestimmt sind.

2 Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Lysemodul aus folgendem besteht:

- einer Baugruppe für die Weiterleitung eines Lysepuffers bis zum Eingang der Dialysekartusche und die eventuelle Entfernung des Dialysepuffers, sowie aus den Elementen, welche es ermöglichen, das Modul auf einer bestimmten Temperatur, insbesondere auf 4ºC, zu halten,

- einer löslichen Baugruppe, welche vorzugsweise für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist und eine Dialysekartusche aufweist, welche am Einlaß des Lysepuffers befestigt werden kann, um eine der Kammern zu speisen, während die andere Kammer der Kartusche an ihrem Venenende an einem Behälter angeschlossen ist, welcher für die Temperierung der Erythrozytsuspension bestimmt ist, während sie an ihrem Arterienende an einen Vorratsbehälter angeschlossen ist.

3. Apparat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul für die Wiederversiegelung aus einer Gruppe von Elementen besteht, welche es ermöglichen, das Modul auf einer bestimmten Temperatur, vorzugsweise auf 37ºC zu halten, und aus einer löslichen Gruppe, die vorzugsweise für den einmaligen Gebrauch bestimmt ist und die, von oben nach unten gesehen, einen Behälter für die Temperierung der Suspension aufweist, welcher an einen Behälter angeschlossen ist, der eine Zuleitung für die Wiederversiegelungslösung aufweist.

4. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine peristaltische Pumpe vorgesehen ist, um die behandelte Suspension von dem Ausgang des Lysemoduls an den Eingang des Wiederversiegelungsmoduls zu leiten.

5. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Apparat außerdem zwei peristaltische Pumpen aufweist, welche für die Einleitung der in dem Lysemodul aufzubereitenden Erythrozytsuspension und deren Auslaß aus dem Wiederversiegelungsmodul sorgen.

6. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter der verschiedenen Module Beutel aus Kunststoff sind.

7. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für die Temperierung der Erythrozytsuspension ein Beutel mit einer Drosselklappe ist.

8. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Beutel vertikal angeordnet sind und von oben befüllt und von unten entleert werden. mccc ca cc cc cc

9. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dialysekartusche von der Unterseite mit der Erythrozytsuspension befüllt wird.

10. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Apparat Mittel aufweist, welche eine Waschung der Erytrhozytsuspension nach der Wiederversiegelung ermöglichen.

11. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel für die Waschung der Suspension nach der Wiederversiegelung das gleiche ist, wie das Mittel für die Waschung vor dem Lyseschritt.

12. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurchgekennzeichnet, daß sie in dem Lysernodul Mittel für die Einspeisung einer Lösung in den Kreislauf aufweist.

13. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat Mittel für die Entlüftung der Kreisläufe aufweist.

14. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Module thermisch isoliert ist.

15. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Halterung der Module aus einer Metallplatte besteht, auf deren einer Seite die löslichen Elemente befestigt sind, während sie mit ihrer anderen Seite mit einem Kühlkreis, bzw. mit einem Heizkreis in Berührung steht.

16. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie um einen Separator vom Typ V50/PCS/CELL SAVER oder eine beliebige andere Art eines Separators angeordnet ist.