JP2618793B2

JP2618793B2 - 血液成分の分離方法及び装置

Info

Publication number: JP2618793B2
Application number: JP4263134A
Authority: JP
Inventors: ヴォルフガング・ビーゼル; ヨハンネス・ギーベル; ヘニンク・ブラース
Original assignee: フレセニウス・アクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: EP0530688B1; DE4129516A1; EP0530688A1; JPH05203639A; ES2079758T3; DE4129516C2; DE59204481D1; US5281342A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は密度遠心分離により血液
を成分に分離するための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の方法においては、第１分離段にお
いて、監視されている界面によって血液を少なくとも粗
く２相に分離する。これらの２相のうち、第１の分画は
主に血液細胞からなり、第２の分画は主として血小板に
富む血漿からなる。そして第２分離段において、分画の
一つをある血液成分の濃縮物を得るために更に分離す
る。

【０００３】従来技術による密度遠心分離によって血液
をその成分に分離するための装置は、血液ポンプを経て
分離すべき血液を入口側より供給し、血液を少なくとも
粗く２相に分離するための第１分離室と、ここで、第１
の分画は主として血液細胞、第２の分画は主として血小
板に富む血漿からなり、２相の分画間の界面を捕らえる
ための手段とを有する第１分離段と、さらに、血漿ポン
プを経て血小板に富む血漿分画が供給され、かつある血
液成分の濃縮物を得るために該分画をさらに分離する補
集室である第２分離段と、そして、血漿ポンプの速度調
整を含む装置の動作のためのプログラム制御部とを有す
る。好ましくは、第２分離段において、血小板に富む血
漿分画を、血小板濃縮物を得るために更に分離する。

【０００４】この種の装置は、例えば出願人Ｆｒｅｓｅ
ｎｉｕｓ社のＡＳ１０４、Ｂａｘｔｅｒ社のＣＳ３
０００、又はＣｏｂｅ社のＳｐｅｃｔｒａといった細胞
分離器によって既知となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特定の病気の患者の治
療のために、特定の血液成分をその患者に投与すること
が必要となる。例えば、血小板欠乏症の患者の治療のた
めには、血小板濃縮物が必要となる。

【０００６】そのような血小板濃縮物の製造において
は、体外回路に接続した供血者の血液を、血液遠心分離
器で密度遠心にかけ、いくつかの成分に分離する。この
血液分離に際して、第１段において、血液は２種類の
相、すなわち、主としてはじめは赤血球からなる暗赤色
の細胞濃縮分画と、主として血小板に富む血漿からなる
明るくて黄色っぽい分画とに粗く分離される。

【０００７】この２相の界面の位置は、検知装置によっ
て監視され、例えば血漿ポンプによって調節される。そ
の際、細胞類の量が細胞に富んだ血漿の量を越える場合
には界面の位置を高位と称し、反対の場合には界面が低
位にあるという。

【０００８】既知の血小板濃縮物を得る方法において
は、通常の作動態様では、この界面位置は、所望の位置
に到達後、分離期間中一定に保持される。

【０００９】血小板濃縮物を得るため、血小板に富む血
漿を、第２段で血小板の少ない血漿と所望の血小板濃縮
物に分離する。血小板濃縮物は患者の治療に役立てら
れ、血液の残りの成分は再度合一され、他の目的に用い
ることができる。

【００１０】約３〜４×１０¹¹個の細胞からなる標準血
小板濃縮物は、できるだけ僅かな分離時間で、できるだ
け高い収率で、かつ白血球の混入をできるだけ減らした
かたちで得るべきである。というのは、白血球は、非自
己の生体、ここでは患者の体において、防衛機制を誘発
するからである。この防衛メカニズムは、以後に投与さ
れる薬剤の有効性を著しく制限する可能性がある。

【００１１】白血球のサブフラクションであるリンパ球
は、防衛機制の誘発に決定的な要素であるが、リンパ球
と血小板との間には僅かな大きさの相違しかないため、
既知の操作による遠心分離によっては、両者の相互の分
離は確実にはできない。

【００１２】従って、当面の技術により免疫化を確実に
避けるためには、患者に供給する前に血小板濃縮物から
白血球をさらにろ過して、分離する。他の血液成分に関
しても同様な処置が実施されている。

【００１３】従って、既知の処理方法においては、更に
別の分離装置による別の処理工程が必要であり、無菌性
の維持の点からも、時間と経費が増大する欠点がある。

【００１４】本発明の目的は、特に混入物が極めて少な
く、従ってさらに濾過する必要性のない血小板濃縮物を
直接的に得ることができるようにする方法並びに装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明により、第１分離
段の分離過程において、二つの分画間の界面を少なくと
も二つの位置の間で交互に移動させることによって、上
記の課題が解決された。

【００１６】本発明の装置において、プログラム制御器
６は、血漿ポンプ５に対する制御部を有する。この制御
部は、分離室１における分離過程の間に、二つの分画間
の界面が少なくとも二つの位置の間を交互に移動するよ
うに設計される。

【００１７】第１分離段における界面の交番移動によっ
て、血小板濃縮物を得ようとする場合には、血小板に富
んだ血漿とともに血小板のみを第２の分離段に慎重に輸
送し、白血球の混入を殆ど完全に排除することが可能で
ある。

【００１８】従来タイプの血球細胞分離器においては、
分離界面の位置を一定にして行う動作モードを設けるこ
とが知られており、この動作モードにおいては、短時間
にわたり、血漿ポンプを血液ポンプに比べてより高速度
で運転し、そして、もとの動作モードに戻す。

【００１９】この「あふれ」型の動作モードにおいて
は、赤血球細胞の通過が起きるまで、血小板に富む血漿
分画（ＰＲＰ分画）を溢れさせる。この間に血液細胞分
離器の血漿ポンプを高速度で運転して、例えば細胞密度
の上昇を認知した時点で、あるいは、予め与えられた採
取すべき分画量の移送後に、停止する。従って、このあ
ふれ型の分離法においては、界面はいったん壊される
が、予め与えられた一定値で再設定されなければならな
い。

【００２０】これに対して本発明による「交番分離界面
法」においては、分離界面は周期的に固定された二つの
位置の間を変動する。分離界面を変動させる間だけ血漿
の流速を変更する。

【００２１】ＰＲＰ分画は第２分離段に輸送され、血液
細胞は血液細胞分離器の分離室より第２の排出口を経て
押し出される。この操作は、他の生物学的液体の分離に
よって、細胞混合物からの他の細胞種を得るのに際して
も適用できる。

【００２２】

【実施例】本発明を以下に図面と実施例によって詳細に
説明する。

【００２３】実施例として血小板濃縮物を得る方法を説
明する。密度遠心分離により血液をそのいくつかの成分
に分離するための操作及び装置は公知である。これらは
例えば、米国特許第３６５５１２３号、４０５６２２４
号、４１０８３５３号から公知である。このような分離
装置（血液遠心分離器）における界面の監視のための手
段は、例えば、欧州特許公報第１１６７１６号から公知
である。従って、図示した概略図により発明の理解は充
分にできる。

【００２４】図１には、分離時間ｔの関数として、低位
の分離界面１における血液遠心分離器中の相の分布が模
式的に示されている。分離の経過につれて、分離血液成
分の層がいくつか形成される。赤血球２に支持されてお
り、血小板に富む血漿４からなる層の下にあるのは、比
較的に厚さのある血小板層６である。この血小板層６
は、白血球層８の上に形成される。血小板と白血球間の
界面１の仮構の理想状態が図示されている。

【００２５】比較的に厚さのあるこの血小板層が白血球
層に対するバリアを形成できることが実際に示されてい
る。血小板に富む血漿４のみが第２分離段に移送され
る。この第２分離段で、血小板は濃縮され（位置１
２）、血小板の少ない血漿１４は、第１分離段からの赤
血球２と良く混合された後、他の目的に用いることがで
きる。

【００２６】図２は、界面が高位にある場合における、
分離された成分の分布を示す。関連記号は図１と同様に
選択されている。界面１は分離界面とも呼ばれるが、既
知の手段で、例えば血漿ポンプによる血漿分画の排出率
を変えることによって、移動され、制御される。

【００２７】界面が低位（図１）の場合の分離と比べ
て、血小板６の層が薄いので、白血球８の層に対して、
比較的小さいバリアが形成される。血漿層における流動
速度が比較的に高いため、血液細胞の沈降は困難であ
る。特にこれらの理由から、血小板に富む血漿４への白
血球８の混入は、必然的に比較的容易に起こることにな
る。

【００２８】分離処理のあいだを通して、細胞の濃縮物
の組成は、第１分離段内で変化する。表１は、分離界面
の真ん中における、いくつかの血液分画の量を処理血液
量に対するパーセントで示す。ここで各種の血液分画に
対して使用された省略記号は、以下の意味を有する。ＰＲＰ＝血小板に富む血漿ＰＬＴ＝血小板ＷＢＣ＝白血球ＲＢＣ＝赤血球

【００２９】

【表１】

【００３０】分離界面の位置が一定の場合には、表１に
よれば、主として血小板及び白血球からなる凝集物の中
間層の形成が分離室で起こる。血漿は界面位置の制御の
ために排出され、また、赤血球は血液遠心分離器の分離
室から強制排出される。

【００３１】経験によれば、第２分離段における血小板
の収量の損失は、第１分離段において分離界面が常に低
位にあることと関連している。一方、分離界面が低位に
あれば、白血球の転送が断たれ、それによって血小板濃
縮物における低い白血球混入が保証される。

【００３２】第１分離段において、分離界面位が常に高
位にある場合には、第２段における血小板の数は上昇す
る。しかし、白血球の数も増大し、それに伴って血小板
濃縮物への混入も増大する。界面が著しく高位の場合に
は、混入は次表に示すように、飛躍的に増加する。次表
には分離界面が一定の場合と、周期的に変動する場合
（交番変動）における血小板アフェレーシスの効率及び
白血球混入（ＷＢＣ）が示されている。

【００３３】

【表２】

【００３４】血漿層における流速が増加するので血小板
層の形成が不可能であり、渦巻きが起こり、白血球層と
血漿層の混合が増加する結果、白血球は血小板とともに
第２段に移送されることとなってしまう。血小板に関す
る分離効率は最高値に達するが、白血球の混入は極端な
場合には百倍も高くなる。ここでは所望の細胞種の収量
と供給の間の比率をパーセントで表して分離効率と称す
る。ある細胞種の供給量は、供給された血液におけるそ
の細胞種の平均濃度を求めることによって決定され、そ
の収量は、濃縮物におけるその細胞種の濃度を求めるこ
とによって決定される。

【００３５】本発明による方法では、第１分離段におけ
る分離処理の間、少なくとも二つの位置の間で分離界面
を交互に変化させることによって、捕集のための期間と
転送のための期間を別々に得る。ここでいう捕集期間の
間には、分離界面が低位から高位までのどこかに設定さ
れる結果、中間相に血小板が堆積して血小板層が形成さ
れる。血小板の大部分は、血小板に富む血漿に含まれた
形で連続的に第２段に移送される。分離された細胞は、
強制的にこの分離段から排出される。

【００３６】ここで転送期間と呼ぶ時間帯においては、
分離界面を著しく上昇させる結果、第１ステップで集積
された血小板が、分離界面の上昇につれて、あふれ出る
こととなる。血小板層の一定量が分離室に残り、白血球
の侵入を阻止する。

【００３７】この方法を利用すると、分離効率はある血
小板の量の分だけ幾分低下するが、白血球の混入は臨界
免疫の限界以下に抑えられ、さらに精製を行う必要が避
けられる。

【００３８】図４は、横軸上の分離時間に対して縦軸上
に血小板濃度をプロットしたグラフであり、本発明によ
る交番界面の状態を示す。図３は対応するグラフを示す
が、従来の技術に従って、第１分離段において界面が一
定の位置を有する場合のグラフを示す。双方のグラフを
比較してみると転送期間域の範囲における血小板の増加
が明瞭に認められる（図４）。

【００３９】分離界面が初め低位にあること、並びに分
離界面の位置の変化、及びそれによって変化した分離室
における流れの状況の変化によって、白血球は細胞排出
口を経て分離室から排出される。

【００４０】このようにして、分離界面が高位にある間
でも、血小板に富む血漿への白血球などの混入及び続い
て得られる血小板濃縮物の汚染の危険は存在しない。し
かし、この期間において、第２段に移送される血小板の
割合は、図４に示されるように有意に高められる。

【００４１】図４において、転送期間と名付けられた分
離界面が非常に高位にある時間帯は、図４において捕集
期間と名付けられた分離界面が低位にある期間に比較し
て短い。というのは、この転送期間の間に、とりわけ、
白血球が新しく凝集を開始するからである。

【００４２】好都合な各期間の長さ及び分離界面位置
は、実験によって決定することができる。得られた結果
は、個々の分離装置の分離プログラムに前もって入力し
ておくことができる。

【００４３】図５には血液遠心分離器が図示され、これ
によって本発明による方法が有利に実施される。ポイン
トを明確にするために、この遠心分離器の本質的部分の
みが示されている。

【００４４】血液細胞分離器とも名付けられる血液遠心
分離器は、第１分離段を有する。この第１分離段には、
血液ポンプ２を経て、分離の対象となる血液、すなわち
全血ＶＢが、その入り口から搬入される分離室１があ
る。

【００４５】この分離室１において、全血は粗く２相に
分離される。第１の分画は、血液細胞、特に赤血球細胞
（ＲＢＣ）からなる。第２の分画は、特に血小板に富む
血漿ＰＲＰからなる。他の個々の分画に対する詳細及び
それらの分離時間に依存する変化は、表１及び表２との
関連で、図１及び図２から理解される。

【００４６】二つの分画間の界面を検出するための手段
３、いわゆる「相探知器」が、分離室１に付属してい
る。

【００４７】血液遠心分離器は、更に第２の分離段、採
取室４を有し、この採取室４には、血漿ポンプ５を経
て、血小板に富む血漿分画（ＰＲＰ）が供給される。こ
の採収室においてＰＲＰ分画は、さらに分離されて、血
小板濃縮物ＴＫが得られる。

【００４８】遠心分離器は更にプログラム制御器６を有
し、このプログラム制御装置は、通常、マイクロプロセ
ッサー（図５の「μＰ」）を有する。この制御器は、す
べての必要なセンサーと血液遠心器の作動装置に接続し
ており、全体の運行状態を制御している。界面の位置が
ずれ、またはずれそうになると、直ちに血漿ポンプの流
速を変更するように、相探知器３とプログラム制御器６
の間の接続と、この制御器から血漿ポンプ５への接続と
が原則としてなされている。

【００４９】分離室における二つの分画間の界面の制御
は、血漿ポンプと血液ポンプのそれぞれの流速の間の関
係を予め設定しておくことによってなされる。

【００５０】血液遠心分離器の分離界面が低位にあっ
て、定常状態にあれば、血液ポンプと血漿ポンプは、予
め与えられた比（例えば５０／２０）で作動する。界面
をあげる場合には、この比率を血漿送出し速度を大きく
するように変更しなければならない。プログラム制御器
は、所要の制御操作を行う。血漿ポンプは、通常、高速
度で運転される。予め決められた分離界面の上限に到達
すると、このポンプは、直ちに元の比率（例えば５０／
２０）で作動するようになる。

【００５１】分離界面を下げる場合には、逆の制御を行
う。血漿ポンプをより遅いポンプ速度に制御し、より低
位の分離界面位置に到達するまで、送出量を減らす。

【００５２】本発明によれば、プログラム制御器は、血
漿ポンプ５のための制御部分を有するが、この制御部分
は、分離室１において二つの分画間の界面が、成分分離
の過程で少なくとも二つの位置の間を交互に移動するよ
うに設計されている。この制御部分により、低位から高
位の界面までを制御するための第１の期間と、界面を著
しく高位に制御するための第２の期間が設けられる。こ
こで、捕集期間である第１の期間は、転送期間である第
２の期間より長い。

【００５３】また、血液遠心分離操作の制御を、それぞ
れ個々の供血者の蓄積された血小板の量に合わせること
が可能であり、それによって供血者の血液における個々
の相違、例えば血小板の大きさ、血小板の濃度等を考慮
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】界面が低位にある場合の血液遠心分離器中の相
の分布を図示する。

【図２】界面が高位にある場合の、図１に対応する図で
ある。

【図３】従来技術による一定の界面位置において、横軸
の時間に対して縦軸に血小板濃度をプロットした図面で
ある。

【図４】本発明による交番界面の場合の、図３に対応す
る図である。

【図５】血液細胞分離器（血液遠心分離器）のブロック
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヘニンク・ブラースドイツ連邦共和国、6650 ホンブルク、オストリンク 75 (56)参考文献特開昭54−68092（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−49461（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１分離段において、血液を少なくとも
二の相に粗く分離し、これらの相のうち第１分画は主と
して血液細胞から、第２分画は主として血小板に富む血
漿からなり、上記二分画間の界面を少なくとも二つの位
置の間で交互に移動させ、続いて、第２分離段におい
て、該二分画の一を更に分離して血液成分濃縮物を得
る、密度遠心分離により血液を成分に分離することを特
徴とする密度遠心による血液成分の分離方法。
【請求項２】第１の捕集期間において低位から高位の
間に界面を設定し、第２の転送期間においてより高位に
界面を設定することを特徴とする請求項１に記載の方
法。
【請求項３】上記第１の補集期間が上記第２の転送期
間よりも長いことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】上記の各期間及び／又は界面位置を実験
的に決定することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】上記の各期間及び／又は界面位置を得る
べき血液成分の蓄積量に依存して自動的に決定すること
を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】分離が行われる間、少なくとも二の補集
期間及び少なくとも二の転送期間が連続して設けられる
ことを特徴とする請求項３、４又は５に記載の方法。
【請求項７】密度遠心分離によって血液をその成分に
分離する請求項１から請求項６までのいずれか一に記載
の方法を実施するための装置であって、該遠心分離装置
が第１分離段と第２分離段とを有し、該第１分離段の分
離室（１）に血液ポンプ（２）を経て分離すべき血液を
供給し、該分離室において血液を少なくとも二の相に粗
く分離し、該二相のうち、第１の分画は主として血液細
胞からなり、第２の分画は主として血小板に富む血漿か
らなり、該第２分離段の採集室（４）に血漿ポンプ
（５）を経て第２分画である血小板に富む血漿を供給
し、該採集室で該分画は血液成分の濃縮物を得るために
更に分離され、更に血漿ポンプ（５）のポンプ速度の制
御を含む該装置の稼動のためのプログラム制御器を有す
る遠心分離装置において、プログラム制御器（６）が血
漿ポンプ（５）のための制御部を有し、該分離室（１）
における分離過程の間、該二分画の間の界面が少なくと
も二の位置の間を交互に移動するようになっていること
を特徴とする血液成分の分離装置。
【請求項８】上記制御部が、低位から高位まで間に界
面を設定するための第１の期間と、より高位に界面を設
定するための第２の期間とを設けることを特徴とする請
求項７に記載の装置。
【請求項９】上記第１の補集期間が上記第２の転送期
間よりも長いことを特徴とする請求項８に記載の装置。