DE602004003188T2

DE602004003188T2 - Verbessertes Gerät zur kontinuierlichen Auftrennung von biologischen Flüssigkeiten in ihre Komponenten

Info

Publication number: DE602004003188T2
Application number: DE602004003188T
Authority: DE
Inventors: Dennis Briggs; Steve Gara; Tom Watters; Mike Hutchinson
Original assignee: Therakos Inc
Current assignee: Therakos Inc
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: ATE422916T1; EP1736188A1; EP1512419B1; DE602004003188D1; CN1666822A; ATE345148T1; CN100415380C; SG109595A1; HK1080778A1; US7211037B2; US20040124157A1; EP1512419A1; CA2480236C; US7503889B2; US7914477B2; CA2480236A1; US20060189469A1; JP4405347B2; IL163706A0; EP1736188B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Vorrichtungen zum Trennen eines Fluids, zum Beispiel eines biologischen oder empfindlichen Fluids, wie beispielsweise Blut, in seine Komponenten und insbesondere Vorrichtungen, welche Zentrifugalkraft verwenden, um ein Fluid nach der Dichte in seine Komponenten zu trennen, um so die Komponentenausbeute zu verbessern.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Mit dem Fortschritt der medizinischen Wissenschaften ist es möglich geworden, das Blut eines Patienten in geschlossenen Kreislaufverfahren zu behandeln, wobei das eigene behandelte Blut des Patienten in einer medizinischen Behandlung zu ihm zurückgeführt wird. Beispiele solcher Verfahren schließen externe Behandlungsverfahren für Krankheiten ein, bei denen es eine pathologische Zunahme von Lymphozyten gibt, wie beispielsweise das kutane 7-Zell-Lymphom oder andere Erkrankungen, welche die weißen Blutkörperchen betreffen. Bei solchen Verfahren wird das Blut des Patienten in der Gegenwart einer Chemikalie oder eines Antikörpers mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Ultraviolettes Licht beeinflußt die Bindung zwischen den Lymphozyten und der Chemikalie oder dem Antikörper, die oder der die Stoffwechselvorgänge der Lymphozyten hemmt.
Während einer dieser medizinischen Behandlungen trennt eine Zentrifugentrommel, wie beispielsweise eine Latham-Trommel, wie sie in der US-Patentschrift Nr. 4,303,193 gezeigt wird, Blut in rote Blutkörperchen („RBC") und Buffy Coat. Die Latham-Trommel ist eine Blutkomponenten-Trennvorrichtung, die seit einiger Zeit sowohl im Markt der medizinischen Apherese als auch bei innovativen medizinischen Therapien, wie beispielsweise der extrakorporalen Photopherese (ECP), verwendet worden ist. Die PCT-Anmeldungen WO 97/36581 und WO 97/36634 und die US-Patentschriften Nr. 4,321,919, 4,398,906, 4,428,744 und 4,464,166 stellen Beschreibungen der extrakorporalen Photopherese bereit.
Die Wirksamkeit der Latham-Trommel wird häufig durch die „Ausbeute" an weißen Blutkörperchen („WBC") gemessen, die typischerweise etwa 50% beträgt. Die Ausbeute wird als der Prozentsatz aufgefangener Zellen gegenüber der Zahl verarbeiteter definiert. Im Vergleich mit ande ren Arten von Vollblut-Trennvorrichtungen ermöglicht diese hohe Ausbeute, daß die Latham-Trommel-Trennvorrichtung viel größere Volumina an WBC auffängt, während sie viel weniger Vollblut vom Spenderpatienten verarbeitet. Ein Hauptnachteil der Latham-Trommel-Trennvorrichtung ist jedoch, daß der Trennvorgang wiederholt angehalten werden muß, um die dichtgepackten RBC und das Plasma zu entfernen, sobald sie die Innenseite der Trommel füllen, was ein „Chargen"-Verfahren erzeugt. Obwohl die Latham-Trommel-Trennvorrichtung eine hohe Volumenausbeute hat, kostet das fortlaufende Füllen und Leeren Zeit. Folglich ist das Verfahren als weniger wirksam in Bezug auf die Zeit zu betrachten. Zusätzlich erfordert die Latham-Trommel eine Rotationsdichtung, die teuer und schwierig zu fertigen ist.
Ein zusätzlicher Nachteil von Zentrifugen-Verarbeitungsvorrichtungen sind deren hohe Fertigungskosten auf Grund strenger Toleranzen, Rotationsdichtungen und teurer Fertigungsverfahren.
Andere Zentrifugentrommeln werden in JP09192215 , EP0297216 und US3103489 offenbart. Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die von EP0297216 bekannt sind, sind in den Oberbegriff des hieran angefügten Anspruchs 1 gestellt worden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert wird, zum Trennen von Komponenten eines Fluids bereit, die folgendes umfaßt: ein Außengehäuse mit einem oberen Gehäuseende und einem unteren Gehäuseende, wobei das Außengehäuse im Durchmesser von dem oberen Gehäuseende zu dem unteren Gehäuseende zunimmt und das untere Gehäuseende einen Gehäuseboden aufweist, und das obere Gehäuseende einen Gehäuseauslaß aufweist, und das Außengehäuse dafür eingerichtet ist, sich um eine Mittelachse zu drehen; wobei das Außengehäuse einen Kern in dem Innenvolumen aufweist; der Kern eine Außenwand, ein oberes Kernende und ein unteres Kernende aufweist; der Kern mit dem Außengehäuse zur Drehung damit verbunden ist; und ein Trennungsvolumen zwischen dem Kern und dem Außengehäuse zur Verfügung stellt; wobei das Kernende einen Lumenverbinder und eine Lumenverbinderoberseite aufweist; ein erstes Lumen, um Fluidverbindungen von dem Gehäuseauslaß durch den Lumenverbinder und danach in Radialrichtung nach außen durch den Kern zum Fluidtrennungsvolumen zur Verfügung zu stellen; ein zweites Lumen, das Fluidverbindungen von dem Gehäuseauslaß zur Verfügung stellt, die sich axial entlang der Mittelachse zu dem Gehäu seboden erstrecken; und eine Verbindungshülse, die mit dem Lumenverbinder eine Kammer bildet und Fluidverbindungen zwischen dem Gehäuseauslaß und dem Trennungsvolumen zur Verfügung stellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird detailliert beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungen, Baugruppen, Systeme und Verfahren illustrieren.
1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Einwegbestecks zur Verwendung bei der Photopheresebehandlung, die einige der Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält.
2 ist eine erhöhte perspektivische Ansicht einer Kassette zum Steuern des Fluiddurchflusses in dem Einweg-Photopheresebesteck von 1.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Kassette von 2.
4 ist eine Draufsicht der Kassette von 2, wobei die Abdeckung entfernt ist und die inneren Röhrenkreise gezeigt werden.
5 ist eine Unteransicht der Kassette von 2.
6 ist eine erhöhte perspektivische Ansicht einer Filterbaugruppe.
7 ist eine Unteransicht der Filterbaugruppe von 6.
8 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Filterbaugruppe von 6.
9 ist eine hintere perspektivische Ansicht der Filterbaugruppe von 6.
10 ist eine schematische Darstellung der Filterbaugruppe von 6, gekoppelt an Drucksensoren und einen Datenprozessor.
11 ist eine Vorderansicht einer Bestrahlungskammer.
12 ist eine seitliche Längsansicht der Bestrahlungskammer von 11.
13 ist eine seitliche Queransicht der Bestrahlungskammer von 11.
14 ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Schnitts der ersten Platte und der zweiten Platte, bevor sie miteinander verbunden werden, um die Bestrahlungskammer von 11 zu bilden.
15 ist eine aufgeschnittene dimensionsgerechte Stirnansicht der Bestrahlungskammer von 11.
16 ist eine perspektivische Ansicht der Bestrahlungskammer von 11, angeordnet innerhalb einer UV-A-Lichtbaugruppe.
17 ist eine erhöhte perspektivische Ansicht eines dauerhaften Turmsystems für eine Verwendung in Verbindung mit einem Einwegbesteck zum Erleichtern einer Photopherese-Behandlungssitzung.
18 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Photoaktivierungskammer, ohne UV-A-Lichtbaugruppe, die im Turmsystem von 17 verwendet wird.
19 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Zentrifugenkammer, die im Turmsystem von 17 verwendet wird.
20 ist ein elektrisches Schaltbild des Lecksuchers, der in der Photoaktivierungskammer von 18 vorgesehen ist.
21 ist ein elektrisches Schaltbild des Lecksuchers, der in der Zentrifugenkammer von 19 vorgesehen ist.
22 ist eine erhöhte perspektivische Ansicht der Fluiddurchfluß-Steuerungsetage des Turmsystems von 17.
23 ist eine perspektivische Unteransicht der Steuerungsetage von 22.
24 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Steuerungsetage von 22.
25 ist eine perspektivische Draufsicht der Steuerungsetage von 22, mit der auf dieselbe geladenen Kassette von 2.
26 ist ein Ablaufdiagramm eines Photopherese-Behandlungsverfahrens.
27 ist ein Schema des Fluiddurchflußkreises, der beim Ausführen des Behandlungsverfahrens von 26 verwendet wird.
28 ist eine perspektivische Draufsicht einer peristaltischen Pumpe.
29 ist eine seitliche Querschnittsansicht der peristaltischen Pumpe von 28.
30 ist eine perspektivische Draufsicht des Rotors der peristaltischen Pumpe von 29.
31 ist eine perspektivische Unteransicht des Rotors von 30.
32 ist eine Draufsicht der peristaltischen Pumpe von 28.
33 ist eine Draufsicht der peristaltischen Pumpe von 28 in einer Ladeposition und nahe der Kassette von 2.
34 ist ein elektrisches Schaltbild des Infrarot-Kommunikationsanschlußkreises.
35 illustriert eine Ausführungsform der Erfindung, die eine Zentrifugentrommel und einen rotierenden Rahmen aufweist.
36 ist eine dimensionsgerechte Ansicht der Trommel von 35.
37 ist eine auseinandergezogene Ansicht der Trommel von 36.
38 zeigt eine Querschnittsansicht der Trommel von 36 längs der Linie XIX-XIX.
39A zeigt eine Querschnittsansicht einer Verbindungshülse an ihrem Platz mit einem Lumenverbinder der Trommel von 38 längs der Linie XX.
39B zeigt eine andere Querschnittsansicht einer Verbindungshülse an ihrem Platz mit einem Lumenverbinder der Trommel von 38.
40 zeigt eine Querschnittsansicht des Oberkerns der Trommel von 37.
41 zeigt eine dimensionsgerechte Ansicht des Oberkerns und der oberen Platte von 37.
42 zeigt eine Unteransicht des Oberkerns von 41.
43A zeigt eine dimensionsgerechte auseinandergezogene Ansicht des Bodenkerns und einer unteren Platte der Trommel von 37.
43B zeigt eine dimensionsgerechte Querschnittsansicht des Bodenkerns und einer unteren Platte der Trommel von 3, die aneinander befestigt sind.
44 zeigt eine auseinandergezogene Seitenansicht des Bodenkerns und einer unteren Platte von 43A.
45 zeigt eine dimensionsgerechte Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Leitungsbaugruppe.
46 zeigt eine dimensionsgerechte Ansicht der Verbindungshülse von 45.
47 zeigt eine dimensionsgerechte Ansicht eines Endes der Leitungsbaugruppe von 45.
48 zeigt eine dimensionsgerechte Ansicht eines Ankerendes der vorliegenden Erfindung.
49 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht eines Ankerendes.
50 zeigt eine horizontale Querschnittsansicht eines Ankerendes, längs der Linie XXI.
51 illustriert eine dimensionsgerechte Ansicht des rotierenden Rahmens von 35.
52 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Halterung für eine äußere Leitung.
53 zeigt eine alternative Ausführungsform der Trommel, wobei der Querschnitt ähnlich dem in 38 genommen wird.
54 zeigt eine alternative Ausführungsform des Oberkerns.
55 zeigt eine alternative Ausführungsform der Verbindungshülse.
MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in der dauerhaften Blutantriebsausrüstung, dem Einweg-Photopheresebesteck, den verschiedenen Vorrichtungen, die das Einwegbesteck ausmachen, und dem entsprechenden Behandlungsverfahren enthalten. Die folgende schriftliche Beschreibung ist wie folgt gegliedert:

I. Einweg-Photopheresebesteck
A. Kassette zum Steuern des Fluiddurchflusses
1. Filterbaugruppe
B. Bestrahlungskammer
C. Zentrifugentrommel
1. Antriebsröhre
II. Dauerhaftes Turmsystem
A. Photoaktivierungskammer
B. Zentrifugenkammer
C. Fluiddurchfluß-Steuerungsetage
1. Kassettenklemm-Mechanismus
2. Selbstladende peristaltische Pumpen
D. Infrarot-Kommunikation
III. Photopherese-Behandlungsverfahren

Die obige Gliederung ist eingefügt, um ein Verständnis der Merkmale der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, die in Anspruch 1 definiert wird. Die Gliederung begrenzt die vorliegende Erfindung nicht und soll keinen Aspekt der Erfindung kategorisieren oder begrenzen. Die Erfindung und ihre verschiedenen Merkmale werden ausreichend detailliert beschrieben und illustriert, damit Fachleute auf diesem Gebiet sie leicht herstellen und verwenden können. Es sollten jedoch leicht verschiedene Alternativen und Modifikationen offensichtlich werden, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert wird, abzuweichen. Im Einzelnen ist, während die Erfindung im Kontext eines Wegwerfbestecks und eines dauerhaften Blutantriebssystems zur Verwendung bei der Photopheresebehandlung beschrieben wird, die Erfindung nicht darauf begrenzt und ist daher anwendbar auf Bestecks und Systeme, die zum Verabreichen anderer Behandlungen, wie beispielsweise Apherese und anderer extrakorporaler Blutbehandlungstherapien, verwendet werden. Die Erfindung ist eine Vorrichtung zum Trennen von Komponenten eines Fluids.
I. Einweg-Photopheresebesteck
1 illustriert ein Einweg-Photopheresebesteck 1000, das die Merkmale der vorliegenden Erfindung ausführt. Es ist notwendig, daß für jede Behandlungssitzung ein neues steriles Besteck verwendet wird. Um den Umlauf von Fluiden durch das Photopheresebesteck 1000 zu erleich tern und um durch dasselbe umlaufende Blutfluid zu behandeln, ist das Photopheresebesteck 1000 in ein dauerhaftes Turmsystem 2000 (17) eingebaut. Der Einbau des Photopheresebestecks 1000 in das Turmsystem 2000 wird weiter unten detailliert beschrieben.
Das Photopheresebesteck 1000 umfaßt eine Kassette 1100, eine Zentrifugentrommel 10, eine Bestrahlungskammer 700, einen Hämatokritsensor 1125, eine herausnehmbare Datenkarte 1195, einen Behandlungsbeutel 50 und einen Plasma-Auffangbeutel 51. Das Photopheresebesteck 1000 umfaßt ferner einen Kochsalzlösungs-Anschlußdorn 1190 und einen Antikoagulans-Anschlußdorn 1191, um jeweils Kochsalzlösungs- und Antikoagulans-Fluidbeutel (nicht gezeigt) anzuschließen. Das Photopheresebesteck 1000 weist alle notwendigen Schläuche und Anschlüsse auf, um alle Vorrichtungen in Fluidverbindung zu bringen und um den Umlauf von Fluiden während einer Photopherese-Behandlungssitzung zu leiten. Alle Schläuche sind flexible Schläuche medizinischer Güte. An verschiedenen Positionen werden Dreiwegeanschlüsse 1192 zum Einleiten von Fluiden in die Schläuche, falls notwendig, bereitgestellt.
Nadeladapter 1193 und 1194 werden bereitgestellt, um das Photopheresebesteck 1000 jeweils an Nadeln zum Abziehen von Vollblut aus einem Patienten und Zurückführen von Blutfluiden zum Patienten anzuschließen. Alternativ dazu kann das Photopheresebesteck 1000 dafür eingerichtet sein, eine einzige Nadel zu verwenden, um sowohl Vollblut aus dem Patienten abzuziehen als auch Blutfluide zum Patienten zurückzuführen. Jedoch wird ein Zweinadelbesteck auf Grund der Fähigkeit, gleichzeitig Vollblut abzuziehen und Blutfluide zum Patienten zurückzuführen, bevorzugt. Wenn ein Patient an das Photopheresebesteck 1000 angeschlossen wird, wird ein geschlossenes Kreislaufsystem gebildet.
Die Kassette 1100 dient sowohl als Röhrenorganisationsmittel als auch als Fluiddurchflußleiter. Die Bestrahlungskammer 700 wird verwendet, um Blutfluide UV-Licht auszusetzen. Die Zentrifugentrommel 10 trennt Vollblut nach der Dichte in seine unterschiedlichen Komponenten. Der Behandlungsbeutel 50 ist ein 1000-ml-Beutel mit drei Anschlüssen. Ein gerader Verbindungsanschluß 52 wird verwendet, um eine photoaktivierbare oder lichtempfindliche Verbindung in den Behandlungsbeutel 50 zu injizieren. Der Plasma-Auffangbeutel 51 ist ein 1000-ml-Beutel mit zwei Anschlüssen. Sowohl der Behandlungsbeutel 50 als auch der Plasma-Auffangbeutel 51 haben eine Scharnierkappen-Dornröhre 53, die, falls notwendig, zur Drainage verwendet werden kann. Das Photopheresebesteck 1000 umfaßt ferner hydrophobe Filter 1555 und 1556, die zur Verbindung mit Drucksensoren 1550 und 1551 und einem Filter 1500 über Abzugsröhren 1552 und 1553 eingerichtet sind, um die Drücke innerhalb der den Patienten verbindenden Röhren zu überwachen und zu steuern (10). Das Überwachen des Drucks trägt dazu bei, sicherzustellen, daß das Besteck innerhalb sicherer Druckgrenzen arbeitet. Die einzelnen Vorrichtungen des Photopheresebestecks 1000 und ihre Funktionsweise werden weiter unten detailliert erörtert.
A. Kassette zum Steuern des Fluiddurchflusses
2 zeigt eine perspektivische Draufsicht einer Einwegkassette 1100 zum Abschiebern, Pumpen und Steuern der Bewegung von Blutfluiden während einer Photopherese-Behandlungssitzung. Die Kassette 1100 hat ein Gehäuse 1101, das einen Innenraum bildet, der als Ummantelung für deren verschiedene innere Komponenten und Röhrenkreise dient. Das Gehäuse 1101 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, kann aber aus einem beliebigen geeigneten steifen Material hergestellt sein. Das Gehäuse 1101 hat eine Seitenwand 1104 und eine Oberseite 1105. Die Seitenwand 1104 des Gehäuses 1101 hat Laschen 1102 und 1103, die sich von disem erstrecken. Während einer Photopheresebehandlung muß die Kassette 1100 an einer Etage 1200 eines Turmsystems 200 befestigt sein, wie am besten in 25 illustriert ist. Die Laschen 1102 und 1103 tragen dazu bei, die Kassette 1100 an der Etage 1200 anzuordnen und zu befestigen.
Die Kassette 1100 hat Fluideinlaßröhren 1106, 1107, 1108, 1109, 1110, 1111 und 1112 zum Aufnehmen von Fluiden in die Kassette 1100, Fluidauslaßröhren 1114, 1115, 1116, 1117, 1118 und 1119 zum Ausstoßen von Fluiden aus der Kassette 1100 und eine Fluideinlaß-/-auslaßröhre 1113, die sowohl zum Einleiten als auch zum Ausstoßen von Fluiden in die und aus der Kassette 1100 verwendet werden kann. Diese Fluideinlaß- und -auslaßröhren stellen eine Fluidkopplung der Kassette 1100 mit einem gerade behandelten Patienten sowie den verschiedenen Vorrichtungen des Photopheresebestecks 1000 her, wie beispielsweise der Zentrifugentrommel 10, der Bestrahlungskammer 700, dem Behandlungsbeutel 50, dem Plasma-Auffangbeutel 51 und den Beuteln, die Kochsalzlösung, Antikoagulansfluid enthalten, um einen geschlossenen extrakorporalen Fluidkreis (27) zu bilden.
Pumpenröhrenschleifen 1120, 1121, 1122, 1123 und 1124 springen aus der Seitenwand 1104 des Gehäuses 1101 vor. Die Pumpenröhrenschleifen 1120, 1121, 1122, 1123 und 1124 werden bereitgestellt, um den Umlauf von Fluiden durch das gesamte Photopheresebesteck 1000 während der Behandlung zu erleichtern. Im Einzelnen wird, wenn die Kassette 1100 für den Betrieb an der Etage 1200 befestigt ist, jede einzelne der Pumpenröhrenschleifen 1120, 1121, 1122, 1123 und 1124 in eine entsprechende peristaltische Pumpe 1301, 1302, 1303, 1304 und 1305 (4) geladen. Die peristaltischen Pumpen 1301, 1302, 1303, 1304 und 1305 treiben das Fluid in einer vorbestimmten Richtung durch die jeweiligen Pumpenröhrenschleifen 1120, 1121, 1122, 1123 und 1124, wodurch sie das Fluid, wie notwendig, durch das Photopheresebesteck 1000 (1) treiben. Der Betrieb und das selbsttätige Laden und Entladen der peristaltischen Pumpen 1301, 1302, 1303, 1304 und 1305 werden weiter unten mit Bezug auf 28 bis 33 detailliert erörtert.
3 zugewendet, wird nun die Kassette 1100 mit dem Gehäuse 1101 in einem auseinandergezogenen Zustand gezeigt. Der Leichtigkeit der Illustration und Beschreibung wegen werden in 3 die inneren Röhrenkreise innerhalb des Gehäuses 1101 nicht illustriert. Die inneren Röhrenkreise werden in 4 illustriert und werden unter Bezugnahme darauf erörtert. Die Kassette 1100 hat eine Filterbaugruppe 1500, die in dieser und in Fluidverbindung mit der Einlaßröhre 1106, der Auslaßröhre 1114 und einem Ende jeder der Pumpenschleifen 1120 und 1121 angeordnet ist. Die Filterbaugruppe 1500 umfaßt Abzugskammern 1540 und 1542. Die Filterbaugruppe 1500 und ihre Funktionsweise werden weiter unten mit Bezug auf 6 bis 10 detailliert erörtert.
Das Gehäuse 1101 umfaßt eine Abdeckung 1130 und eine Basis 1131. Die Abdeckung 1130 hat eine Oberseite 1105, eine Bodenseite 1160 (5) und eine Seitenwand 1104. Die Abdeckung 1130 hat Öffnungen 1132 und 1133, um zu ermöglichen, daß sich die Abzugskammern 1540 und 1542 der Filterbaugruppe 1500 durch dieselbe erstrecken. Die Seitenwand 1104 hat mehrere Röhrenschlitze 1134, um zu ermöglichen, daß die Einlaßröhren, die Auslaßröhren und die Pumpenschleifenröhren in den Innenraum des Gehäuses 1101 führen, für eine Verbindung mit den darin angeordneten inneren Röhrenkreisen. Nur einige Röhrenschlitze 1134 sind in 3 beschriftet, um eine Zahlenanhäufung zu vermeiden. Die Laschen 1102 und 1103 sind so an der Seitenwand 1104 angeordnet, daß sie sich nicht mit den Röhrenschlitzen 1134 überlagern. Die Abdeckung 1130 hat Verschlußriegel 1162 und 1162A, die sich von der Bodenseite 1160 (5) aus erstrecken. Die Verschlußriegel 1162 und 1162A werden vorzugsweise in die Bodenseite 1160 der Abdeckung 1130 während deren Formung gebildet.
Die Basis 1131 hat mehrere U-förmige Röhrenhalterungen 1135, die sich von der Oberseite 1136 nach oben erstrecken. Die U-förmigen Röhrenhalterungen 1135 halten die Einlaßröhren, die Auslaßröhren, die Pumpenschleifenröhren, die Filterbaugruppe und die inneren Röhrenkreise an ihrem Platz. Nur einige U-förmige Röhrenhalterungen 1135 sind in 3 beschriftet, um eine Zahlenanhäufung zu vermeiden. Vorzugsweise wird an jeder Stelle, wo eine Einlaßröhre, eine Auslaßröhre oder eine Pumpenschleifenröhre durch einen Röhrenschlitz 1134 an der Seitenwand 1104 hindurchgeht, eine U-förmige Röhrenhalterung 1135 bereitgestellt. Einsteckansätze 1136 springen aus der Oberseite 1136 vor, um mit entsprechenden Aufnahmelöchern 1161, die an einer Bodenseite 1160 der Abdeckung 1130 (5) angeordnet sind, zusammenzupassen. Vorzugsweise ist an oder nahe jeder der vier Ecken der Basis 1130 und nahe dem Filter 1500 ein Einsteckansatz 1136 angeordnet. Die Einsteckansätze 1136 passen mit den Aufnahmelöchern 1161 zusammen, um eine Schnappverschluß zu bilden und die Basis 1131 an der Abdeckung 1130 zu befestigen.
Die Basis 1131 umfaßt ferner ein Verbindungsstück 1140. Das Verbindungsstück 1140 ist ein Fünfwege-Röhrenverbinder, der verwendet wird, um die fünf Röhren der inneren Röhrenkreise zu verbinden. Vorzugsweise sind drei Öffnungen 1137 nahe den Röhren, die in das Verbindungsstück 1140 führen, angeordnet und umschließen dieselben. Das Verbindungsstück 1140 dient als zentrale Verbindungsstelle, die in Verbindung mit Druckstellorganen 1240 bis 1247 (22) verwendet werden kann, um Fluide durch das Photopheresebesteck 1000 und zu und von einem Patienten zu leiten. Zusätzlich zu dem Verbindungsstück 1140 werden passende Röhrenverbinder, wie beispielsweise T-Verbinder 1141 und ein Y-Verbinder 1142, verwendet, um die gewünschten flexiblen Schlauchwege zu erhalten.
Fünf Öffnungen 1137 sind am Boden der Basis 1131 angeordnet. Jede Öffnung 1137 ist umgeben von einer Öffnungswand 1138, die Schlitze 1139 hat, um Abschnitte der inneren Röhrenkreise durch dieselben zu führen. Eine längliche Öffnung 1157 wird ebenfalls am Boden der Basis 1131 bereitgestellt. Die Öffnungen 1137 sind an der Basis 1131 so angeordnet, daß sie mit den entsprechenden Druckstellorganen 1243 bis 1247 der Etage 1200 (22) fluchten. Die Öffnung 1157 ist an der Basis 1131 so angeordnet, daß sie mit den Druckstellorganen 1240 bis 1242 der Etage 1200 (22) fluchtet. Jede Öffnung 1137 ist so bemessen, daß sich ein einzelnes Druckstellorgan 1243 bis 1247 durch dieselbe erstrecken kann. Die Öffnung 1157 ist so bemessen, daß sich die drei Druckstellorgane 1240 bis 1242 durch dieselbe erstrecken können. Die Druckstellorgane 1240 bis 1247 werden verwendet, um bestimmte Fluiddurchgänge der inneren Röhrenkreise zu schließen/zu sperren und zu öffnen, um einen Fluiddurchfluß längs einer gewünschten Bahn zu ermöglichen oder zu verhindern. Wenn gewünscht wird, einen bestimmten Durchgang öffnen zu lassen, so daß Fluid durch denselben fließen kann, befindet sich das Druckstellorgan 1240 bis 1247 für diesen Durchgang in einer abgesenkten Position. Wenn jedoch gewünscht wird, einen bestimmten Durchgang zu schließen, so daß Fluid nicht durch denselben fließen kann, wird das entsprechende Druckstellorgan 1240 bis 1247 für diesen Durchgang angehoben, wobei sich das Druckstellorgan 1240 bis 1247 durch die Öffnung 1137 oder 1157 erstreckt und einen Abschnitt der flexiblen Röhrenkreise gegen die Bodenseite 1160 (5) der Abdeckung 1130 zusammendrückt, wodurch dieser Durchgang verschlossen wird. Vorzugsweise sind Verschlußriegel 1163 und 1173 (5) an der Bodenseite 1160 so angeordnet, daß sie mit den Druckstellorganen 1240 bis 1247 fluchten, so daß der gerade gesperrte Abschnitt der flexiblen Röhren gegen den Verschlußriegel 1163 oder 1173 zusammengedrückt wird. Alternativ dazu kann der Verschlußriegel weggelassen oder an den Druckstellorganen selbst angeordnet sein.
Es ist vorzuziehen, daß die Kassette 1100 einen eindeutigen Identifikator hat, der mit dem dauerhaften Turmsystem 2000 kommunizieren und Informationen an dasselbe weitergeben kann. Der eindeutige Identifikator wird bereitgestellt, um sicherzustellen, daß das Einweg-Photopheresebesteck kompatibel mit der Blutantriebsausrüstung ist, in die es geladen wird, und daß das Photopheresebesteck in der Lage ist, den gewünschten Behandlungsvorgang auszuführen. Der einzigartige Identifikator kann ebenfalls als Mittel verwendet werden, um sicherzustellen, daß das Einweg-Photopheresebesteck von einem bestimmten Markennamen oder Hersteller ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist der eindeutige Identifikator als Datenkarte 1195 (2) ausgeführt, die in einen Datenkarten-Aufnahmeanschluß 2001 des dauerhaften Turmsystems 2000 (17) eingesetzt wird. Die Datenkarte 1195 hat sowohl Lese- als auch Schreibfähigkeiten und kann Daten bezüglich der durchgeführten Behandlungstherapie für eine zukünftige Analyse speichern. Der eindeutige Identifikator kann ebenfalls eine Vielzahl von Formen annehmen, einschließlich beispielsweise eines Mikrochips, der mit der Blutantriebsausrüstung in Wechselwirkung tritt, wenn das Besteck geladen wird, eines Strichcodes oder einer Seriennummer.
Die Abdeckung 1130 hat eine Datenkartenhalterung 1134 zum Halten der Datenkarte 1195 (1). Die Datenkartenhalterung 1134 umfaßt vier erhöhte Stege in einer segmentierten rechteckigen Form zum Aufnehmen und Festhalten der Datenkarte 1195 an der Kassette 1100. Die Datenkartenhalterung 1134 hält die Datenkarte 1195 über eine Schnappverschluß (2) an ihrem Platz.
Unter Bezugnahme auf 1 und 4 werden nun die inneren Röhrenkreise der Kassette 1100 erörtert. Wenigstens ein Abschnitt der inneren Röhrenkreise ist vorzugsweise aus flexiblem Kunststoffschlauch hergestellt, der durch das Ausüben von Druck gequetscht werden kann, ohne die hermetische Integrität der Röhre zu beeinträchtigen. Die Basis 1131 der Kassette 1100 ist in 4 so illustriert, daß die inneren Röhrenkreise zu sehen sind. Die Einlaßröhren 1107 und 1108 und die Auslaßröhre 1115 werden bereitgestellt, um die Kassette 1100 an die Zentrifugentrommel 10 (1) zu koppeln. Im Einzelnen wird die Auslaßröhre 1115 bereitgestellt, um Vollblut von der Kassette 1100 der Zentrifugentrommel 10 zuzuführen, und die Einlaßröhren 1107 und 1108 werden jeweils bereitgestellt, um Blutkomponenten niedrigerer Dichte und Blutkomponenten höherer Dichte zum Weiterleiten durch das Photopheresebesteck 1000 zu der Kassette 1100 zurückzuführen. Die Blutkomponenten niedrigerer Dichte können zum Beispiel Plasma, Leukozyten, Blutplättchen, Buffy Coat oder eine beliebige Kombination derselben einschließen. Die Komponenten höherer Dichte können zum Beispiel rote Blutkörperchen einschließen. Die Auslaßröhre 1117 und die Einlaßröhre 1112 koppeln die Kassette 1100 in Fluidverbindung an die Bestrahlungskammer 700. Im Einzelnen wird die Auslaßröhre 1117 bereitgestellt, um eine unbehandelte Blutkomponente niedrigerer Dichte, zum Beispiel Buffy Coat, für eine Bestrahlung mit Lichtenergie der Bestrahlungskammer 700 zuzuführen, während die Einlaßröhre 1112 bereitgestellt wird, um die behandelte Blutkomponente niedrigerer Dichte zum Weiterleiten zu der Kassette 1100 zurückzuführen.
Die Einlaßröhre 1111 und die Auslaßröhre 1116 koppeln den Behandlungsbeutel 50 an die Kassette 1100. Die Auslaßröhre 1116 wird bereitgestellt, um eine unbehandelte Blutkomponente niedrigerer Dichte, zum Beispiel Buffy Coat, dem Behandlungsbeutel 50 zuzuführen. Die Auslaßröhre 1116 hat einen Hämatokrit-(„HCT"-)Sensor 1125, der funktionell mit dieser verbunden ist, um die Einleitung einer Blutkomponente höherer Dichte, wie beispielsweise roter Blutkörperchen, zu überwachen. Der HCT-Sensor 1125 ist eine Photosensor-Baugruppe und ist funktionell an ein Steuergerät gekoppelt. Der HCT-Sensor sendet ein Erkennungssignal an das Steuergerät, wenn rote Blutkörperchen in der Auslaßröhre 1116 erkannt werden, und das Steuergerät wird die entsprechende Maßnahme ergreifen. Die Einlaßröhre 1111 wird bereitgestellt, um die unbehandelte Blutkomponente niedrigerer Dichte aus dem Behandlungsbeutel 50 zum Weiterleiten zu der Kassette 1100 zurückzuführen. Die Einlaßröhren 1109 und 1110 sind jeweils über Dornen 1190 und 1191 mit einem Kochsalzlösungs- und einem Antikoagulansspeicherbeutel (nicht gezeigt) verbunden und werden bereitgestellt, um der Kassette 1100 zum Weiterleiten zum Patienten Kochsalzlösung und ein Antikoagulansfluid zuzuführen.
Die Einlaß-/Auslaßröhre 1113 und die Auslaßröhre 1118 koppeln den Plasma-Auffangbeutel 51 an die Kassette 1100. Im Einzelnen führt die Auslaßröhre 1118 dem Plasma-Auffangbeutel 51 eine Blutkomponente, wie beispielsweise Plasma, zu. Die Einlaß-/Auslaßröhre 1113 kann verwendet werden, um entweder rote Blutkörperchen aus der Kassette 1100 dem Plasma-Auffangbeutel 51 zuzuführen oder die Blutkomponente(n), die sich im Plasma-Auffangbeutel 51 ansammelt/ansammeln, zum Weiterleiten zu der Kassette 1100 zurückzuführen. Die Einlaßröhre 1106 und die Auslaßröhren 1119 und 1114 sind an einen Patienten gekoppelt. Im Einzelnen wird die Auslaßröhre 1114 bereitgestellt, um behandeltes Blut, Kochsalzlösung, unbehandelte Blutkomponenten, behandelte Blutkomponenten und andere Fluide zurück zum Patienten zurückzuführen. Die Einlaßröhre 1106 wird bereitgestellt, um unbehandeltes Vollblut (und eine vorbestimmte Menge eines Antikoagulansfluids) vom Patienten zum Leiten und Behandeln innerhalb des Photopheresebestecks 1000 der Kassette 1100 zuzuführen. Die Auslaßröhre 1119 wird insbesondere bereitgestellt, um der Einlaßröhre 1106 ein Antikoagulansfluid zuzuführen. Es ist vorzuziehen, daß alle Schläuche sterile Einwegschläuche medizinischer Güte sind. Flexible Kunststoffschläuche sind am meisten vorzuziehen.
Die Kassette 1100 hat fünf Pumpenröhrenschleifen 1120, 1121, 1122, 1123 und 1124, um Blutfluide durch die gesamte Kassette 1100 und das Photopheresebesteck 1000 zu treiben. Im Einzelnen wird die Pumpenröhrenschleife 1121 in die Vollblutpumpe 1301 geladen und treibt jeweils Vollblut über die Einlaßröhre 1106 und die Auslaßröhre 1115 in die und aus der Kassette 1100, wobei es längs des Weges durch den Filter 1500 hindurchtritt. Die Pumpenröhrenschleife 1120 wird in die Rückführungspumpe 1302 geladen und treibt Blutfluide über die Auslaßröhre 1114 durch den Filter 1500 und zurück zum Patienten. Die Pumpenröhrenschleife 1122 wird in die Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen geladen und zieht rote Blutkörperchen aus der Zentrifugentrommel 10 ab und treibt sie über die Einlaßleitung 1108 in die Kassette 1100. Die Pumpenröhrenschleife 1123 wird in die Antikoagulanspumpe 1304 geladen und treibt ein Antikoagulansfluid über die Einlaßröhre 1124 in die Kassette 1100 und über die Auslaßröhre 1119, die mit der Einlaßröhre 1106 verbunden ist, aus der Kassette 1100. Die Pumpenröhrenschleife 1124 wird in die Wiederumlaufpumpe 1303 geladen und treibt Blutfluide, wie beispielsweise Plasma, aus der Kassette 1100 durch den Behandlungsbeutel 50 und die Bestrahlungskammer 700.
Jede der peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 wird aktiviert, wenn es notwendig ist, um die Photopherese-Behandlungstherapie nach einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegen den Erfindung durchzuführen, das weiter unten unter Bezugnahme auf 26 bis 27 beschrieben wird. Die peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 können einzeln oder in einer beliebigen Kombination betätigt werden. Die Pumpen 1301 bis 1305 arbeiten in Verbindung mit den Druckstellorganen 1240 bis 1247, um Fluide durch gewünschte Bahnen des Photopheresebestecks 1000 zu leiten. Die Öffnungen 1137 und 1157 sind auf der Basis 1131 längs der inneren Röhrenkreise strategisch angeordnet, um das richtige Leiten zu ermöglichen. Durch die Verwendung der Druckstellorgane 1240 bis 1247 können die Fluide längs einer beliebigen Bahn oder Kombination derselben geleitet werden.
1. Filterbaugruppe
Der Filter 1500, der, wie oben beschrieben, innerhalb der Kassette 1100 angeordnet ist, wird in 6 bis 10 detailliert illustriert. Unter Bezugnahme zuerst auf 6 und 7 wird der Filter 1500 vollständig zusammengebaut illustriert. Der Filter 1500 umfaßt ein Filtergehäuse 1501. Das Filtergehäuse 1501 ist vorzugsweise aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Kunststoff medizinischer Güte aufgebaut. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt, und das Filterge häuse 1501 kann aus einem beliebigen Material aufgebaut sein, das Blut oder andere Fluide, die durch dasselbe fließen, nicht verunreinigt.
Das Filtergehäuse 1501 hat vier Fluidverbindungsanschlüsse, die von demselben ausgehen, nämlich den Vollblut-Einlaßanschluß 1502, den Vollblut-Auslaßanschluß 1503, den Einlaßanschluß 1504 für behandeltes Fluid und den Auslaßanschluß 1505 für behandeltes Fluid. Die Anschlüsse 1502 bis 1505 sind standardmäßige medizinische Schlauchverbindungsanschlüsse, die es ermöglichen, daß medizinische Schläuche in Fluidverbindung damit verbunden werden. Die Anschlüsse 1502 bis 1505 enthalten jeweils Öffnungen 1506, 1507, 1508 und 1509. Die Öffnungen 1506, 1507, 1508 und 1509 erstrecken sich durch die Anschlüsse 1502, 1503, 1504 und 1505, wobei sie an gewünschten Positionen Fluiddurchgänge in das Filtergehäuse 1501 bilden.
Die Anschlüsse 1502, 1503, 1504 und 1505 werden ebenfalls verwendet, um den Filter 1500 innerhalb der Kassette 1100 zu befestigen. Dabei können die Anschlüsse 1502, 1503, 1504 und 1505 die U-förmigen Halterungen 1135 der Kassette 1100 (3) in Eingriff nehmen. Das Filtergehäuse 1501 hat ebenfalls einen Vorsprung 1510, der sich über die Bodenseite des Gehäusebodens 1518 erstreckt. Der Vorsprung 1510 paßt in ein Führungsloch der Basis 1131 der Kassette 1100 (3).
Unter Bezugnahme auf 8 wird nun der Filter 1500 in einem auseinandergezogenen Zustand illustriert. Das Filtergehäuse 1501 ist eine zweiteilige Baugruppe, die ein Dach 1511 und eine Basis 1512 umfaßt. Das Dach 1511 ist durch ein beliebiges auf dem Gebiet bekanntes Mittel, wie beispielsweise Ultraschallschweißen, Wärmeschweißen, Aufbringen eines Klebstoffs oder durch Ausformen des Dachs 1511 und der Basis 1512 so, daß sich zwischen den beiden eine enge Passung ergibt, mit der Basis 1512 verbunden. Obgleich das Filtergehäuse 1501 als zweiteilige Baugruppe illustriert wird, kann das Filtergehäuse 1501 auch eine einteilige Struktur oder eine mehrteilige Struktur sein.
Die Basis 1512 hat eine Kammertrennwand 1513, die sich von einer Oberseite des Gehäusebodens 1518 (7) nach oben erstreckt. Wenn die Basis 1512 und das Dach 1511 zusammengebaut sind, berührt die Oberseite 1515 der Kammertrennwand 1513 die Bodenseite des Dachs 1511, wobei innerhalb des Filtergehäuses zwei Kammern gebildet werden, eine Vollblutkammer 1516 und eine Filterkammer 1517. Ein Fluid kann nicht unmittelbar zwischen der Vollblutkammer 1516 und der Filterkammer 1517 hindurchtreten.
Die Vollblutkammer 1516 ist eine im wesentlichen L-förmige Kammer, die einen Boden 1514 hat. Die Vollblutkammer 1516 hat ein Vollblut-Einlaßloch 1519 und ein Vollblut-Auslaßloch (nicht illustriert) im Boden 1514. Das Vollblut-Einlaßloch 1519 und das Vollblut-Auslaßloch sind an oder nahe den Enden der im wesentlichen L-förmigen Vollblutkammer 1516 angeordnet. Das Vollblut-Einlaßloch 1519 bildet einen Durchgang mit der Öffnung 1506 des Einlaßanschlusses 1502, so daß ein Fluid in die Vollblutkammer 1516 fließen kann. Ähnlich bildet das Vollblut-Auslaßloch (nicht illustriert) einen Durchgang mit der Öffnung 1507 des Auslaßanschlusses 1503, so daß ein Fluid aus der Vollblutkammer 1516 fließen kann.
Die Filterkammer 1517 hat einen Boden 1520. Der Boden 1520 hat einen erhöhten Steg 1521, der sich von demselben nach oben erstreckt. Der erhöhte Steg 1521 ist rechteckig und bildet eine äußere Begrenzung. Obgleich der erhöhte Steg 1521 bei der illustrierten Ausführungsform rechteckig ist, kann der erhöhte Steg 1521 eine beliebige Form haben, so lange er eine umschlossene äußere Begrenzung bildet. Die Höhe des erhöhten Stegs 1521 ist geringer als die Höhe der Kammertrennwand 1513. Daher besteht ein Raum zwischen dem Oberteil des erhöhten Stegs 1521 und der Bodenseite des Dachs 1511, wenn das Dach 1511 und die Basis 1512 zusammen gebaut sind. Der erhöhte Steg 1521 und die Kammertrennwand 1513 bilden eine Rinne 1524 zwischen denselben.
Um den Fluiddurchfluß durch die Filterkammer 1517 zu erleichtern, hat der Boden 1520 der Filterkammer 1517 ein Einlaßloch 1522 für behandeltes Fluid und ein Auslaßloch 1523 für behandeltes Fluid. Das Einlaßloch 1522 für behandeltes Fluid ist außerhalb der durch den erhöhten Steg 1521 gebildeten äußeren Begrenzung angeordnet und bildet einen Durchgang mit der Öffnung 1508 des Einlaßanschlusses 1504, so daß ein Fluid von außerhalb des Filtergehäuses 1501 in die Filterkammer 1517 fließen kann. Das Auslaßloch 1523 für behandeltes Fluid ist innerhalb der durch den erhöhten Steg 1521 gebildeten äußeren Begrenzung angeordnet und bildet einen Durchgang mit der Öffnung 1509 des Auslaßanschlusses 1505, so daß ein Fluid aus der Filterkammer 1517 fließen kann.
Der Filter 1500 umfaßt ferner ein Filterelement 1530. Das Filterelement 1530 umfaßt einen Rahmen 1531, das ein in demselben angeordnetes Filtermedium 1532 hat. Der Rahmen 1531 hat einen Hals 1534, der ein Filtereinlaßloch 1533 bildet. Das Filterelement 1530 ist so in der Filterkammer 1517 angeordnet, daß der Rahmen 1531 in die Rinne 1524 paßt und der Hals 1534 das Einlaßloch 1522 für behandeltes Blut umschließt. Das Filtereinlaßloch 1533 ist mit dem Einlaßloch 1522 für behandeltes Fluid ausgerichtet, so daß einströmendes Fluid frei durch die Löcher 1522 und 1533 in die Filterkammer 1517 fließen kann. Der Rahmen 1531 des Filterelements 1530 bildet eine hermetische Passung mit dem erhöhten Steg 1521. Alles Fluid, das durch die Löcher 1522 und 1533 in die Filterkammer 1517 eintritt, muß durch das Filtermedium 1532 hindurchgehen, um über das Auslaßloch Einlaßloch 1523 für behandeltes Fluid die Filterkammer 1517 zu verlassen. Das Filtermedium 1532 hat vorzugsweise eine Porengröße von ungefähr 200 Mikrometer. Das Filtermedium kann aus Netzgewebe, wie beispielsweise gewebtem Polyester, geformt sein.
Die Filterkammer 1517 umfaßt ferner eine Filterabzugskammer 1540 innerhalb des Dachs 1511. Die Filterabzugskammer 1540 hat einen Gasabzug 1541 in der Form eines Lochs (9). Weil sich der Gasabzug 1541 in die Filterabzugskammer 1540 öffnet, die sich wiederum in die Filterkammer 1517 öffnet, können Gase, die sich innerhalb der Filterkammer 1517 ansammeln, durch den Gasabzug 1541 entweichen. Ähnlich umfaßt die Vollblutkammer 1516 eine Blutabzugskammer 1542 innerhalb des Dachs 1511. Die Blutabzugskammer 1542 hat einen Gasabzug 1543 in der Form eines Lochs. Weil sich der Gasabzug 1543 in die Blutabzugskammer 1542 öffnet, die sich wiederum in die Vollblutkammer 1516 öffnet, können Gase, die sich innerhalb der Vollblutkammer 1516 ansammeln, durch den Gasabzug 1543 entweichen.
10 ist eine Draufsicht des Filters 1500, der Drucksensoren 1550 und 1551 hat, die mit den Gasabzügen 1541 und 1543 verbunden sind. Die Drucksensoren 1550 und 1551 sind vorzugsweise Druckwandler. Der Drucksensor 1550 ist über einen Abzugsschlauch 1552 mit dem Gasabzug 1541 verbunden. Der Abzugsschlauch 1552 paßt in den Gasabzug 1541, so daß er eine enge Passung und Abdichtung bildet. Weil sich der Gasabzug 1541 in die Filterabzugskammer 1540 öffnet, die sich wiederum in die Filterkammer 1517 öffnet, ist der Druck im Abzugsschlauch 1552 der gleiche wie in der Filterkammer 1517. Durch Messen des Drucks im Abzugsschlauch 1552 mißt der Drucksensor 1550 ebenfalls den Druck innerhalb der Filterkammer 1517. Ähnlich ist der Drucksensor 1551 über einen Abzugsschlauch 1553 mit dem Gasabzug 1543 verbunden. Der Abzugsschlauch 1553 paßt in den Gasabzug 1543, so daß er eine enge Passung und Abdichtung bildet, und der Drucksensor 1551 mißt den Druck innerhalb der Vollblutkammer 1516. Die Filterabzugskammer 1540 und die Blutabzugskammer 1542 erstrecken sich durch die Öffnungen 1132 und 1133 der Kassette 1100, wenn der Filter 1500 in derselben angeordnet ist (2). Dies ermöglicht, daß der Druck innerhalb der Kammern 1516 und 1517 überwacht wird, während die Filterkammer 1517 und die Fluidverbindungen zu derselben doch geschützt werden.
Die Drucksensoren 1550 und 1551 sind an ein Steuergerät 1554 gekoppelt, das ein entsprechend programmierter Prozessor ist. Das Steuergerät 1554 kann ein Hauptprozessor sein, der zum Ansteuern des gesamten Systems verwendet wird, oder kann ein gesonderter, an einen Hauptprozessor gekoppelter, Prozessor sein. Die Drucksensoren 1550 und 1551 erzeugen elektrische Ausgangssignale, welche die Druckablesungen innerhalb der Kammern 1517 bzw. 1516 darstellen. Das Steuergerät 1554 empfängt auf einer häufigen oder fortlaufenden Grundlage Daten, die den Druck innerhalb der Kammern 1516 und 1517 darstellen. Das Steuergerät 1554 wird mit Werten programmiert, die gewünschte Drücke innerhalb der Kammern 1516 und 1517 darstellen. Das Steuergerät 1554 analysiert fortlaufend die Druckdaten, die es von den Drucksensoren 1550 und 1551 erhält, um zu bestimmen, ob die Druckablesungen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vom gewünschten Druck für die Kammern 1517 und 1516 liegen. Das Steuergerät 1554 ist dafür programmiert, als Reaktion auf die von den Drucksensoren 1551 und 1550 empfangenen Druckdaten die Geschwindigkeit der Vollblutpumpe 1301 und der Rückführungspumpe 1302 zu steuern, wodurch die Durchflußgeschwindigkeiten durch die Pumpen 1301 und 1302 eingestellt werden. Das Einstellen dieser Durchflußgeschwindigkeiten wiederum stellt den Druck innerhalb der Vollblutkammer 1516 bzw. der Filterkammer 1517 ein. Auf diese Weise wird der Druck innerhalb der Leitungen, die Blut vom Patienten abziehen und zu demselben zurückführen, auf annehmbaren Niveaus gehalten.
Die Funktionsweise des Filters 1500 während einer Photopherese-Behandlungssitzung wird nun unter Bezugnahme auf 1, 6 und 10 erörtert. Während die Funktionsweise des Filters 1500 detailliert in Bezug auf das Abziehen von Vollblut aus einem Patienten und das Zurückführen einer Komponente des Vollbluts in den Patienten, nach dem sie behandelt ist, beschrieben wird, ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Der Filter 1500 kann in Verbindung mit nahezu jedem Fluid, einschließlich von roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen, Buffy Coat, Plasma oder Kombinationen derselben, verwendet werden.
Die Vollblutpumpe 1601 zieht Vollblut aus einem Patienten ab, der über eine mit dem Anschluß 1193 verbundene Nadel an das Photopheresebesteck angeschlossen ist. Die Drehzahl der Vollblutpumpe wird so eingestellt, daß der Druck der das Vollblut aus dem Patienten abziehenden Leitung auf einem annehmbaren Niveau liegt. Nach dem Abziehen aus dem Patienten tritt das Vollblut über die Einlaßröhre 1106 in die Kassette 1100 ein. Die Einlaßröhre 1106 ist in Fluidverbindung mit dem Einlaßanschluß 1502 des Filters 1500. Das Vollblut tritt durch die Öffnung 1505 des Einlaßanschlusses 1502 und in die L-förmige Vollblutkammer 1516. Das Vollblut tritt durch das Einlaßloch 1519, das am Boden 1514 angeordnet ist, in die Kammer 1516 ein. Wenn mehr Vollblut in die Kammer 1516 eintritt, läuft das Vollblut längs des Bodens 1514, bis es das Vollblut-Auslaßloch (nicht illustriert) am anderen Ende der L-förmigen Vollblutkammer 1516 erreicht. Wie oben erörtert, bildet das Vollblut-Auslaßloch einen Durchgang mit der Öffnung 1507 des Auslaßanschlusses 1503. Das Vollblut, das sich innerhalb der Kammer 1516 befindet, fließt über den Boden 1514, durch das Vollblut-Auslaßloch, in den Auslaßanschluß 1503 und aus dem Filter 1500 durch die Öffnung 1507.
Wenn das Vollblut durch die Vollblutkammer 1516 hindurchgeht, entweichen die Gase, die in dem Vollblut eingeschlossen sind. Diese Gase sammeln sich in der Blutabzugskammer 1542 und entweichen danach über den Gasabzug 1543. Der Drucksensor 1551 überwacht fortlaufend durch die Abzugsröhre 1553 den Druck innerhalb der Blutkammer 1516 und übermittelt die entsprechenden Druckdaten an das Steuergerät 1554. Das Steuergerät 1554 analysiert die empfangenen Druckdaten und stellt, falls notwendig, die Geschwindigkeit der Vollblutpumpe 1301 ein, wodurch die Durchflußgeschwindigkeit und der Druck innerhalb der Kammer 1516 und der Einlaßröhre 1106 eingestellt werden. Das Steuergerät 1554 stellt die Pumpengeschwindigkeit ein, um sicherzustellen, daß der Druck innerhalb des gewünschten Druckbereichs liegt.
Danach tritt das Vollblut durch den Auslaßanschluß 1503 aus dem Filter 1500 aus und tritt über die Auslaßröhre 1115 aus der Kassette 1100 aus. Danach wird das Vollblut in Komponenten getrennt und/oder behandelt, wie weiter unten detailliert beschrieben. Bevor es zum Patienten zurückgeführt wird, muß dieses behandelte Fluid (d.h., behandeltes Blut oder Blutkomponenten) gefiltert werden. Unbehandelte Fluide, wie beispielsweise rote Blutkörperchen, müssen ebenfalls gefiltert werden und werden dem unten angeführten Filtervorgang unterworfen. Das behandelte Fluid wird durch die Öffnung 1508 des Einlaßanschlusses 1504 in die Filterkammer 1517 eingeleitet. Der Einlaßanschluß 1504 steht in Fluidverbindung mit der Pumpenschleifenröhre 1120. Das behandelte Fluid tritt durch das Einlaßloch 1522 in die Filterkammer 1517 ein und tritt durch das Filtereinlaßloch 1533 des Filterelements 1530 hindurch. Das behandelte Fluid füllt die Filterkammer 1517, bis es über den Rahmen 1531 des Filterelements 1530, das am erhöhten Steg 1521 befestigt ist, überläuft. Das behandelte Fluid tritt durch das Filtermedium 1532 hindurch. Das Filtermedium 1532 entfernt Verunreinigungen und andere unerwünschte Materialien aus dem behandelten Fluid, während es gleichzeitig das Freisetzen von eingeschlossenen Gasen aus dem behandelten Fluid erleichtert. Das behandelte Fluid, das durch das Filtermedium 1532 hindurchtritt, sammelt sich am Boden 1520 der Filterkammer 1517 innerhalb der durch den erhöhten Steg 1521 gebildeten äußeren Begrenzung. Dieses behandelte Fluid geht danach in das Auslaßloch 1523 für behandeltes Fluid und aus dem Filter 1500 durch die Öffnung 1506 der Auslaßöffnung 1502 hindurch. Das behandelte Fluid wird danach über die Auslaßröhre 1114, die in Fluidverbindung mit dem Auslaßanschluß 1502 steht, zu dem Patienten zurückgeführt. Das behandelte Fluid wird durch die Rückführungspumpe 1302 durch die Filterkammer 1517 und die Auslaßröhre 1114 getrieben.
Die Gase, die in dem behandelten Fluid eingeschlossen sind, entweichen und sammeln sich in der Filterabzugskammer 1540, wenn das behandelte Fluid durch die Filterkammer 1517 fließt. Diese Gase entweichen danach über den Gasabzug 1541 aus dem Filter 1500. Der Drucksensor 1550 überwacht fortlaufend durch die Abzugsröhre 1552 den Druck innerhalb der Filterkammer 1517 und übermittelt die entsprechenden Druckdaten an das Steuergerät 1554. Das Steuergerät 1554 analysiert die empfangenen Druckdaten und vergleicht sie mit dem gewünschten Druckwert und -bereich. Falls notwendig, stellt das Steuergerät 1554 die Geschwindigkeit der Rück führungspumpe 1302 ein, wodurch die Durchflußgeschwindigkeit und der Druck innerhalb der Kammer 1517 und der Auslaßröhre 1114 eingestellt werden.
B. Bestrahlungskammer
11 bis 16 illustrieren die Bestrahlungskammer 700 des Photopheresebestecks 1000 detailliert. Unter Bezugnahme zuerst auf 11 wird die Bestrahlungskammer 700 gebildet durch das Verbinden zweier Platten, einer vorderen und einer hinteren Platte, mit einer Dicke von etwa 0,06 Zoll bis 0,2 Zoll, die vorzugsweise aus einem Material gebildet sind, das idealerweise durchlässig für die Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung ist. Im Fall von ultravioletter A-Strahlung hat sich Polycarbonat als am meisten zu bevorzugen erwiesen, obwohl andere Materialien, wie beispielsweise Acrylharz, eingesetzt werden können. Ähnlich können viele bekannte Verbindungsverfahren eingesetzt werden und müssen hier nicht weiter ausgeführt werden.
Die erste Platte 702 hat eine erste Fläche 712 und eine zweite Fläche 714. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die erste Platte 702 einen ersten Anschluß 705 an einer ersten Fläche 712, in Fluidverbindung mit der zweiten Fläche 714. Die zweite Fläche 714 der ersten Platte 702 hat eine erhöhte Begrenzung 726A, die eine Einfassung definiert. Die Begrenzung 726A erstreckt sich vorzugsweise im wesentlichen senkrecht von der zweiten Fläche 714 (d.h., etwa 80 bis 100 Grad). Von der zweiten Fläche 714 erstrecken sich (vorzugsweise im wesentlichen senkrecht) erhöhte Unterteilungen 720A. Die Begrenzung 726A umschließt die Unterteilungen 720A. Ein Ende jeder Unterteilung 720A steht vor und berührt die Begrenzung 726A.
Die zweite Platte 701 hat eine erste Fläche 711 und eine zweite Fläche 713. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die erste Platte 701 vorzugsweise einen zweiten Anschluß 730 an einer ersten Fläche 711, in Fluidverbindung mit der zweiten Fläche 713. Die zweite Fläche 713 der hinteren Platte 701 hat eine erhöhte Begrenzung 726B, die eine Einfassung definiert. Die Begrenzung 726B erstreckt sich vorzugsweise wesentlich senkrecht von der zweiten Fläche 713 (d.h., etwa 80 bis 100 Grad). Von der zweiten Fläche 713 erstrecken sich (vorzugsweise wesentlich senkrecht) erhöhte Unterteilungen 720B. Die Begrenzung 726B umschließt die Unterteilungen 720B. Ein Ende jeder Unterteilung 720B steht vor und berührt eine Seite der Begrenzung (726B).
Das Verbinden der zweiten Flächen der ersten und der zweiten Platte führt zu einer fluiddichten Verbindung zwischen den Begrenzungen 726A und 726B, wodurch eine Begrenzung 726 gebildet wird. Die Unterteilungen 720A und 720B werden ebenfalls verbunden und bilden eine fluiddichte Verbindung, wodurch eine Unterteilung 720 gebildet wird. Die Begrenzung 726 bildet eine Bestrahlungskammer 700 und stellt zusammen mit den Unterteilungen 720 eine Bahn 710 bereit, die Kanäle 715 zum Leiten eines Fluids hat. Die Bahn kann schlangenförmig, zickzackförmig oder schwalbenschwanzförmig sein. Gegenwärtig wird eine schlangenförmige Bahn bevorzugt.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 umfaßt die Bestrahlungskammer 700 eine schlangenförmige Bahn 710 zum Leiten eines Patientenfluids, wie beispielsweise von Buffy Coat oder weißen Blutkörperchen, vom Einlaßanschluß 705 zum Auslaßanschluß 730, d.h., die schlangenförmige Bahn 710 steht in Fluidverbindung mit dem Einlaßanschluß 705 der vorderen Platte 702 und dem Auslaßanschluß 730 der hinteren Platte 701. Das Patientenfluid wird über die Auslaßröhre 1117 von der Kassette 1100 dem Einlaßanschluß 705 zugeführt. Nach der Photoaktivierung und dem Hindurchgehen durch die schlangenförmige Bahn 710 wird das behandelte Patientenfluid über die Einlaßröhre 1112 (1 und 4) zur Kassette 1100 zurückgeführt. Das Patientenfluid wird durch die Wiederumlaufpumpe 1303 angetrieben. Die Selbstabschirmungswirkungen der Zellen werden verringert, während die Zellen durch eine Bestrahlung photoaktiviert werden, die auf beiden Seiten der Bestrahlungskammer 700 auftrifft.
11 zeigt einen Stift 740 und eine Aussparung 735, welche die zwei Platten der Bestrahlungskammer ausrichten, bevor sie durch HF-Schweißen, Wärmeimpulsschweißen, Quellschweißen oder Klebeverbindung in eine dichte Konfiguration miteinander verbunden werden. Das Verbinden der Platten durch Klebeverbindung und HF-Schweißen ist am stärksten bevorzugt. Das Verbinden der vorderen und der hinteren Platte durch HF-Schweißen ist am stärksten bevorzugt, da die Auslegung der erhöhten Unterteilungen 720 und der äußeren Begrenzung 725 das Gratbilden auf ein Minimum verringert und eine gleichmäßige Anwendung von HF-Energie erlaubt. Die Anordnung des Stifts 740 und der Aussparung 735 kann innerhalb der schlangenförmigen Bahn 710 oder außerhalb der schlangenförmigen Bahn 710 sein. 2 zeigt ebenfalls eine Ansicht einer Bestrahlungskammer mit einer Achse L. Ein Drehen der Bestrahlungskammer 700 um 180 Grad um die Achse L ergibt die ursprüngliche Konfiguration der Bestrahlungskammer. Die Bestrahlungskammer der vorliegenden Erfindung hat eine C₂-Symmetrie um die Achse L.
Unter Bezugnahme auf 11, 13 und 16 werden das leukozytenangereicherte Blut, das Plasma und die Starterlösung durch den Einlaßanschluß 705 der vorderen Platte 702 der Bestrahlungskammer 700 in den Kanal 715 zugeführt. Der Kanal 715 in der Bestrahlungskammer 700 ist verhältnismäßig „dünn" (z.B. in der Größenordnung von ungefähr 0,04 Zoll als Abstand zwischen den zwei Platten), um eine große Oberfläche des leukozytenreichen Bluts der Bestrahlung auszusetzen und die Selbstabschirmungswirkungen, die bei niedrigeren Oberflächen-Volumen-Verhältnissen anzutreffen sind, zu verringern. Die Querschnittsform des Kanals 715 ist im wesentlichen rechteckig (z.B. rechteckig, rhombenförmig oder trapezförmig), wobei sie als ihre lange Seite den Abstand zwischen den Unterteilungen 720 bildet und der Abstand zwischen den Platten als ihre kurze Seite bildet. Die Form des Querschnitts ist für eine optimale Bestrahlung von Zellen, die durch den Kanal 715 hindurchgehen, ausgelegt. Obgleich eine schlangenförmige Bahn 710 zu bevorzugen ist, um stagnierende Fließbereiche zu vermeiden oder auf ein Minimum zu verringern, sind auch andere Anordnungen vorgesehen.
Die Bestrahlungskammer 700 erlaubt ein wirksames Aktivieren von photoaktivierbaren Wirkstoffen durch Bestrahlung von einer Lichtanordnungsbaugruppe, wie beispielsweise den zwei Bänken von UV-A-Lampen (758) der PHOTOSETTE^®, zum Aktivieren. Die Bestrahlungsplatte und die UV-A-Lichtbaugruppe (759) sind dafür ausgelegt, in einer Einstellung verwendet zu werden, in der eine Kante 706 nach unten ausgerichtet ist und eine Kante 707 nach oben zeigt. In dieser Ausrichtung können Fluide, die in den Einlaßanschluß 705 eintreten, mit Hilfe der Schwerkraft aus dem Auslaßanschluß 730 austreten. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform findet die Bestrahlung gleichzeitig auf beiden Seiten der Bestrahlungskammer statt, während noch ein leichtes Entfernen der Kammer ermöglicht wird. Die UV-A-Lichtbaugruppe 759 ist innerhalb einer UV-Kammer 750 des dauerhaften Turmsystems 2000 (17 und 18) angeordnet.
Die Fluidbahn der Bestrahlungskammer bildet eine Schleife, um zwei oder mehr Kanäle zu formen, in denen das leukozytenangereicherte Blut während des Photoaktivierens durch UV-A-Licht umgewälzt wird. Vorzugsweise hat die Bestrahlungskammer 700 zwischen 4 und 12 Kanäle. Noch bevorzugter hat die Bestrahlungskammer 6 bis 8 Kanäle. Insbesondere hat die Bestrahlungskammer 8 Kanäle.
14 zeigt aufgeschnittene Ansichten der Bestrahlungskammer. Die Kanäle 715 der schlangenförmigen Bahn 710 werden durch das Verbinden der erhöhten Unterteilung 720 und der äußeren Begrenzung 726 der Platten gebildet.
Die Bestrahlungskammer der vorliegenden Erfindung kann aus einem bioverträglichen Material hergestellt sein und kann durch bekannte Verfahren, wie beispielsweise Erhitzen, Bestrahlung oder Behandlung mit Ethylenoxid (ETO), sterilisiert werden.
Das bei der Behandlung eines Patienten zu verwendende Verfahren (wie beispielsweise zum Induzieren einer Apoptose in den Zellen und Verabreichen der Zellen in den Patienten) zum Bestrahlen von Zellen unter Verwendung der Bestrahlungskammer 700 während einer extrakorporalen Behandlung von Zellen mit elektromagnetischer Strahlung (UV-A) wird nun erörtert. Vorzugsweise werden die behandelten Zellen weiße Blutkörperchen sein.
Bei einer Ausführungsform dieses Verfahrens wird vor der extrakorporalen Behandlung der Zellen zuerst wenigstens einem Teil des Blutes eines Empfängers eine photoaktivierbare oder lichtempfindliche Verbindung verabreicht. Die photoaktivierbare oder lichtempfindliche Verbindung kann in vivo (z.B. oral oder intravenös) verabreicht werden. Die lichtempfindliche Verbindung kann, wenn sie in vivo verabreicht wird, oral verabreicht werden, kann aber ebenfalls intravenös und/oder durch andere herkömmliche Verabreichungswege verabreicht werden. Die orale Dosierung der lichtempfindlichen Verbindung kann im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 0,7 mg/kg, insbesondere etwa 0,6 mg/kg, liegen.
Wenn sie oral verabreicht wird, kann die lichtempfindliche Verbindung wenigstens etwa eine Stunde vor der Photopheresebehandlung und nicht mehr als etwa drei Stunden vor der Photopheresebehandlung verabreicht werden. Falls sie intravenös verabreicht würde, wären die Zeiten kürzer. Alternativ dazu kann die lichtempfindliche Verbindung vor oder gleichzeitig mit der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht verabreicht werden. Die lichtempfindliche Verbindung kann an Vollblut oder an eine Fraktion desselben verabreicht werden, vorausgesetzt, daß die Zielblutzellen oder -blutkomponenten die lichtempfindliche Verbindung erhalten. Ein Teil des Blutes könnte zuerst unter Verwendung bekannter Verfahren bearbeitet werden, um die Erythrozyten im wesentlichen zu entfernen, und die lichtempfindliche Verbindung kann danach an die sich ergebende leukozytenangereicherte Fraktion verabreicht werden. Bei einer Ausführungsform umfassen die Blutzellen weiße Blutkörperchen, insbesondere T-Zellen.
Die photoaktivierbare oder lichtempfindliche Verbindung kann, im Fall einiger Psoralene, in der Lage sein, sich nach einer Aktivierung durch Belichten mit elektromagnetischer Strahlung eines vorgeschriebenen Spektrums, z.B. ultraviolettem Licht, an Nukleinsäuren zu binden.
Photoaktive Verbindungen können, aber ohne darauf begrenzt zu sein, Verbindungen, die als Psoralene (oder Furocumarine) bekannt sind, sowie Psoralenabkömmlinge, wie beispielsweise jene, die zum Beispiel in der US-Patentschrift Nr. 4,321,919 und der US-Patentschrift Nr. 5,399,719 beschrieben werden, einschließen. Die photoaktivierbaren oder lichtempfindlichen Verbindungen, die nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen, aber ohne darauf begrenzt zu sein, Psoralen und Psoralenabkömmlinge, 8-Methoxypsoralen, 4,5',8-Trimethylpsoralen, 5-Methoxypsoralen, 4-Methylpsoralen, 4,4-Dimethylpsoralen, 4-5'-Dimethylpsoralen, 4'-Aminomethyl-4,5',8-trimethylpsoralen, 4'-Hydroxymethyl-4,5',8-trimethylpsoralen, 4',8-Methoxypsoralen und ein 4'-(Omega-amino-2-oxa)alkyl-4,5',8-trimethylpsoralen ein, einschließlich von 4'-(4-Amino-2-oxa)butyl-4,5',8-trimethylpsoralen, aber ohne darauf begrenzt zu sein. Bei einer Ausführungsform umfaßt die lichtempfindliche Verbindung, die verwendet werden kann, den Psoralenabkömmling Amotosalen (S-59) (Cerus, Corp., Concord, CA). Siehe z.B. die US-Patentschriften Nr. 6,552,286, 6,469,052 und 6,420,570. Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt die lichtempfindliche Verbindung, die nach der Erfindung verwendet werden kann, 8-Methoxypsoralen.
Methoxsalen ist eine natürlich vorkommende photoaktive Substanz, die im Samen der Ammi majus (Pflanze der Familie der Doldengewächse) zu finden ist. Es gehört zu einer Klasse von Verbindungen, die als Psoralene oder Furocumarine bekannt sind. Der chemische Name ist 9-Methoxy-7H-furo[3,2-g][1]-benzopyran-7-on. Die Formulierung des Arzneimittels ist eine sterile Flüssigkeit mit einer Konzentration von 20 μg/ml in einer 10-ml-Ampulle. Siehe http://www.therakos.com/TherakosUS/pdf/uvadexpi.pdf. Toxikologiestudien der extrakorporalen Photopherese und unterschiedliche Dosierungen von UVADEX^® und ultraviolettem Licht bei Beagle-Hunden sind in der Broschüre des Forschers zu finden.
Als Nächstes wird derjenige Teil des Blutes der Person, des Blutes des Empfängers oder des Blutes des Spenders, dem die photoaktive Verbindung verabreicht worden ist, dadurch behandelt, daß der Teil des Blutes unter Verwendung von ultraviolettem Licht einer Photopherese unterworfen wird. Die Photopheresebehandlung kann unter Verwendung von langwelligem ultra violettem Licht (UV-A) mit einer Wellenlänge innerhalb des Bereichs von 320 nm bis 400 nm ausgeführt werden. Ein solcher Bereich ist jedoch nicht begrenzend, sondern ist nur als Beispiel vorgesehen. Die Belichtung mit ultraviolettem Licht während der Photopheresebehandlung kann eine Dauer von ausreichender Länge haben, um dem Blut zum Beispiel etwa 1 bis 2 J/cm² zuzuführen.
Der Photophereseschritt wird in vitro ausgeführt durch Einbauen der Bestrahlungskammer 700 in die Photoaktivierungskammer 750 des dauerhaften Turmsystems 2000 (17 und 18). Bei einer Ausführungsform wird, wenn der Photophereseschritt in vitro ausgeführt wird, wenigstens eine Fraktion des behandelten Blutes zu der Person, dem Empfänger oder Spender zurückgeführt. Das behandelte Blut oder die behandelte leukozytenangereicherte Fraktion (je nach Sachlage) kann danach wieder der Person, dem Empfänger oder Spender verabreicht werden.
Der Photopheresevorgang besteht aus drei Phasen, die Folgendes einschließen: 1) das Auffangen einer Buffy-Coat-Fraktion (leukozytenangereichert), 2) Bestrahlung der aufgefangenen Buffy-Coat-Fraktion und 3) Reinfusion der behandelten weißen Blutkörperchen. Dieser Vorgang wird weiter unten detaillierter erörtert. Im Allgemeinen wird Vollblut in der Zentrifugentrommel 10 zentrifugiert und getrennt. Insgesamt werden ungefähr 240 ml Buffy Coat und 300 ml Plasma abgetrennt und für eine UV-A-Bestrahlung aufbewahrt.
Das aufgefangene Plasma und Buffy Coat werden mit heparinisierter physiologischer Kochsalzlösung und UVADEX^® (wasserlöslichem 8-Methoxypsoralin) vermischt. Diese Mischung fließt in einer 1,4 mm dicken Schicht durch die Bestrahlungskammer der vorliegenden Erfindung. Die Bestrahlungskammer 700 ist zwischen zwei Bänken von UV-A-Lampen der PHOTOSETTE^® (15) in die Photoaktivierungskammer 750 des Turmsystems 2000 eingesetzt. Die PHOTO-SETTE^®-UV-A-Lampen bestrahlen beide Seiten dieser UV-A-transparenten Bestrahlungskammer 700, was ein Belichten mit Ultraviolett-A-Licht ermöglicht und eine mittlere Belichtung pro Lymphozyt von 1 bis 2 J/cm² ergibt. Anschließend an den Photoaktivierungszeitraum werden die Zellen aus der Bestrahlungskammer 700 entfernt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Zellen durch die Wirkung der Schwerkraft entfernt, und alle Zellen, die in der Kammer verbleiben, werden mit einem zusätzlichen Fluid, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Kochsalzlösung, Plasma und Kombinationen derselben besteht, aus der Kammer verdrängt. Für Patienten, die klein sind, wie beispielsweise Kinder (z.B. unter 30 kg), oder Patienten, deren Gefäßsystem leicht mit Fluiden zu überlasten ist, wird die Menge an zusätzlichem Fluid, das zum Spülen der Bestrahlungskammer verwendet wird, vorzugsweise nicht mehr als das zweifache Volumen der Kammer, vorzugsweise nicht mehr als das einfache Volumen der Kammer, noch bevorzugter nicht mehr als das 0,5-fache Volumen der Kammer oder nicht mehr als das 0,25-fache Volumen der Kammer betragen. Das Volumen der behandelten Zellen wird dem Patienten reinfundiert.
Wegen einer Beschreibung ähnlicher Photopheresesysteme und -verfahren siehe die US-Patentanmeldung Nr. 09/480,893. Ebenfalls nützlich hierin sind die Verfahren und Systeme, die in den US-Patentschriften Nr. 5,951,509, 5,985,914, 5,984,887, 4,464,166, 4,428,744, 4,398,906 und 4,321,919 und den PCT-Veröffentlichungen WO 97/36634 und WO 97/36581 beschrieben werden.
Die wirksame Menge an Lichtenergie, die den biologischen Fluiden zugeführt wird, kann unter Verwendung der Verfahren und Systeme bestimmt werden, die in der US-Patentschrift Nr. 6,219,584, die hierin ausdrücklich im Wege der Bezugnahme aufgenommen wird, beschrieben werden. Tatsächlich kann die Anwendung von ECP auf die verschiedenen hierin beschriebenen Erkrankungen ein Einstellen der Menge an Lichtenergie erfordern, um den Behandlungsvorgang zu optimieren.
Ferner kann der bei dem ECP-Vorgang verwendete photosensibilisierende Wirkstoff vor dem Zurückführen des behandelten biologischen Fluids zu dem Patienten entfernt werden. Zum Beispiel wird bei dem ECP-Vorgang Methoxsalen (UVADEX^®) verwendet. Methoxsalen gehört zu einer Gruppe von Verbindungen, die als Psoralene bekannt sind. Die Einwirkung von Methoxsalen oder anderen Psoralenen kann bei der Person, dem Empfänger oder Spender unerwünschte Wirkungen, wie beispielsweise Phototoxizität oder andere toxische Wirkungen, die mit Psoralen und dessen Zerfallsprodukten verbunden sind, verursachen. Daher können das Psoralen, die Psoralenabkömmlinge oder Psoralen-Zerfallsprodukte, die in dem biologischen Fluid verbleiben mögen, nach der UV-Belichtung entfernt werden. Ein Verfahren für das Entfernen von Psoralen aus biologischen Fluiden wird in der US-Patentschrift Nr. 6,228,995 beschrieben.
C. Zentrifugentrommel
Bei einer spezifischen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren und Vorrichtungen, die Fluidkomponenten, wie beispielsweise die Komponenten eines biologischen Fluids, nach Dichte oder Gewicht trennen. Biologische Fluide beinhalten Fluide, die lebende Organismen umfassen, in denselben vorhanden sind oder in denselben verwendet werden oder denselben zugeführt werden. Tatsächlich können biologische Fluide Körperfluide und deren Komponenten, wie beispielsweise Blutzellen, Plasma und andere Fluide umfassen, die biologische Komponenten umfassen, einschließlich lebender Organismen, wie beispielsweise Bakterien, Zellen oder anderer zellulärer Komponenten. Biologische Fluide können ebenfalls Vollblut oder spezifische Vollblutkomponenten, einschließlich von roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen und Vorläuferzellen, umfassen. Insbesondere kann es wünschenswert sein, Blut für eine Behandlung, wie beispielsweise für eine extrakorporale Behandlung, aus einem Patienten zu entfernen. Es sollte sich jedoch verstehen, daß die vorliegende Erfindung an eine Verwendung mit verschiedenen Zentrifugalbearbeitungsvorrichtungen angepaßt werden kann und das hierin gegebene spezifische Beispiel nur illustrativen Zwecken dient. Andere Verwendungen für die Trenntechniken und -vorrichtungen können andere medizinische Verfahren, wie beispielsweise Dialyse, Chemotherapie, Blutplättchentrennung und -entfernung und die Trennung und Entfernung anderer spezifischer Zellen einschließen. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um andere Arten von Fluiden zu trennen, die eine breite Vielfalt von nicht medizinischen Verwendungen, wie beispielsweise die Öl- und Fluidkomponententrennung, einschließen. Alle in der vorliegenden Erfindung verwendeten Komponenten sollten biologische Fluide nicht beeinträchtigen oder sie für deren beabsichtigte Verwendungen, wie beispielsweise die hierin beschriebenen, ungeeignet machen und können aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt sein, das mit den hierin beschriebenen Verwendungen verträglich ist, einschließlich, aber ohne darauf begrenzt zu sein, von Kunststoffen, wie beispielsweise Polycarbonat, Methylmethacrylat, Styren-Acrylonitril, Acrylharzen, Styren, Acrylonitril oder einem beliebigen anderen Kunststoff. Wenn angezeigt wird, daß Teile der vorliegenden Erfindung aneinander befestigt sind und eine fluiddichte Abdichtung bilden, kann ein beliebiges passendes herkömmliches Mittel zum Verbinden der Teile verwendet werden, einschließlich, aber ohne darauf begrenzt zu sein, von Klebstoffen, Ultraschallschweißen oder HF-Schweißen.
Die vorliegende Erfindung hat mehrere Vorteile gegenüber Zentrifugen, die eine herkömmliche Latham-Trommel verwenden. Die Latham-Trommel in dem System UVAR^® XTS^TM hat einen Einlaßanschluß, der ermöglicht, daß Vollblut in die Trommel gelangt, und einen Auslaßan schluß, der ermöglicht, daß Plasma und Buffy Coat herauskommen. Daß sie nur zwei Anschlüsse hat, begrenzt das Volumen an Buffy Coat, das pro Zyklus aufgefangen werden kann. Jeder Zyklus schließt ein, die Trommel mit Vollblut zu füllen, 2) die Trommel zu schleudern, um das Vollblut in Plasma, Buffy Coat und rote Blutkörperchen zu trennen, 3) die Buffy Coat für eine Behandlung aufzufangen, 4) die Trommel zum Stillstand zu bringen und 5) aufgefangenes Plasma und rote Blutkörperchen zurückzuführen. Dieses Buffy-Coat-Auffangverfahren kann als „chargenartig" gekennzeichnet werden, da das Volumen an Buffy Coat, das für eine Bestrahlungsbehandlung erforderlich ist, nur nach mehreren Zyklen des Buffy-Coat-Auffangens aufgefangen werden kann. Das begrenzte Volumen an aufgefangener Buffy Coat pro Zyklus ergibt sich aus den angesammelten roten Blutkörperchen, die innerhalb der Trommel verblieben. Folglich sind die angesammelten roten Blutkörperchen, die erst am Ende eines Buffy-Coat-Auffangzyklus entleert werden können, eine innewohnende Begrenzung der Latham-Trommel.
Die Trommel der vorliegenden Erfindung hat drei gesonderte Fluidleitungen, die als ein Einlaßanschluß und zwei Auslaßanschlüsse verwendet werden können. Die zusätzliche Fluidleitung ermöglicht, 1) die Patientenbehandlungszeit dadurch zu verringern, daß es während des gesamten Buffy-Coat-Auffangverfahrens ein durchgehendes Schleudern gibt, ohne das Schleudern der Trommel zum Entfernen der angesammelten roten Blutkörperchen anhalten zu müssen, 2) Patienten mit kleinem Blutvolumen zu behandeln, diese Patienten können zugänglicher für medizinische Behandlungen, welche die Verwendung von Buffy Coat oder Fraktionen davon erfordern, wie beispielsweise extrakorporale Photopherese, sein, 3) bessere Trennung unterschiedlicher Komponenten von Fraktionen von Zellen innerhalb der Buffy Coat auf Grund der gesteigerten Schleuder- oder Rotationszeit und 4) die Fähigkeit, Fraktionen roter Blutkörperchen mit hoher Dichte aus dem Vollblut zu trennen. Diese Zentrifugentrommel bietet ebenfalls die Möglichkeit für eine verringerte Behandlungszeit für ein beliebiges medizinisches Verfahren, das erfordert, von Patienten Buffy-Coat-Fraktionen aufzufangen, die wesentlich frei von roten Blutkörperchen sind, wie beispielsweise die extrakorporale Photopherese.
35 und 36 bilden spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ab, um die Aufgaben gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben wird, zu lösen. Die in 35 abgebildete Ausführungsform umfaßt eine Zentrifugentrommel 10A, eine Leitungsbaugruppe 860A, einen Rahmen 910A und eine feststehende Zwangshalterung 918A. Die Zentrifugentrommel 10A steht in Fluidverbindung mit einer äußeren Leitung 20A der Leitungsbaugruppe 860A. Ein unteres Hülsenende 832A (46) einer Verbindungshülse 500A ist an der Trommel 10A befestigt. Ein oberes Hülsenende 831A der Verbindungshülse 500A ist an der äußeren Leitung 20A befestigt, wobei sie die äußere Leitung 20A mit der Trommel 10A verbindet und eine Fluidverbindung von der äußeren Leitung 20A zur Trommel 10A gewährleistet. Die Fluidverbindung ermöglicht, daß der Trommel 10A durch die äußere Leitung 20A ein Fluid 800 zugeführt wird. Ähnlich ermöglicht diese Fluidverbindung ebenfalls, daß abgetrennte Fluidkomponenten 810 und 820 durch die äußere Leitung 20A aus der Trommel 10A entfernt werden. Die Trommel 10A und der Rahmen 910A sind dafür eingerichtet, um eine Mittelachse 11A gedreht zu werden.
Unter Bezugnahme auf 36 umfaßt die Trommel 10A ein Außengehäuse 100A, eine Verbindungshülse 500A, einen Oberkern 200A, einen Bodenkern 201A und einen Gehäuseboden 180A. Das Außengehäuse 100A kann aus einem beliebigen geeigneten bioverträglichen Material aufgebaut sein, wie zuvor beschrieben, ist das Außengehäuse 100A zum Zweck der Illustration in 36 aus einem klaren Kunststoff aufgebaut, so daß die Kerne 200A und 201A durch dasselbe sichtbar sind. Das Außengehäuse 100A ist an einem Gehäuseboden 180A befestigt, der wiederum Vorsprünge 150A umfaßt, um die Trommel 10A in einer Drehvorrichtung, wie beispielsweise der Drehvorrichtung 900A, zu arretieren. Die Trommel 10A ist vorzugsweise im Aufbau vereinfacht und ist leicht durch Formen oder ein anderes bekanntes Fertigungsverfahren zu fertigen derart, daß sie ein Einwegartikel sein oder für eine begrenzte Zahl von Behandlungen verwendet werden kann, und ist insbesondere in der Lage, etwa 125 ml eines Fluids zu enthalten, wobei ein solches Fluid möglicherweise unter Druck gesetzt wird. Bei alternativen Ausführungsformen kann das Volumenfassungsvermögen der Trommel in Abhängigkeit von der Gesundheit des Patienten und seinem oder ihrem zulässigen extrakorporalen Volumen variieren. Das Volumenfassungsvermögen der Trommel kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Verwendung der Trommel oder der besonderen Behandlung, für welche die Trommel benutzt wird, variieren. Zusätzlich werden, um eine Verunreinigung biologischer Fluide oder ein Einwirken der Fluide auf Personen, die am Bearbeitungsverfahren beteiligt sind, zu vermeiden, werden die Übertragungsvorgänge vorzugsweise innerhalb eines abgedichteten Durchflußsystems ausgeführt, das möglicherweise unter Druck gesetzt, vorzugsweise aus einem flexiblen Kunststoff oder einem ähnlichen Material, das nach der Verwendung verworfen werden kann, geformt ist.
Wie in 36 und 37 illustriert, ist das Außengehäuse 100A wesentlich konisch, wobei es ein oberes Gehäuseende 110A, eine Gehäuseaußenwand 120A und ein unteres Gehäuseende 190A hat. Das Außengehäuse 100A kann aus Kunststoff (wie beispielsweise den zuvor aufgelisteten Kunststoffen) oder einem beliebigen anderen geeigneten Material hergestellt sein. Das obere Gehäuseende 110A hat eine Außenfläche 110B, eine Innenfläche 110C und einen Gehäuseauslaß 700A, der einen Durchgang zwischen den Flächen bereitstellt. Vorzugsweise wird das obere Gehäuse ebenfalls einen Hals 115A, der um den Gehäuseauslaß 700A geformt ist, haben. Der Gehäuseauslaß 700A und der Hals 115A sind dafür bemessen, zu ermöglichen, daß ein Körper 830A der Verbindungshülse 500A hindurchgeht, während ein Hülsenflansch 790A, der sich vom Körper 830A der Verbindungshülse 500A aus erstreckt, zurückgehalten wird. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein O-Ring 791A zwischen dem Hülsenflansch 790A und der Innenfläche 110C des Gehäuseendes 110A eingesetzt sein, um zu sichern, daß eine fluiddichte Abdichtung gewährleistet ist. Bei einer in 53 illustrierten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich distal zu dem Hülsenflansch 790A ein zweiter Hülsenflansch 790B vom Körper 830A der Verbindungshülse 500B. Beide Hülsenflansche 790A und 790B sind dafür eingerichtet, in den Hals 115A zu passen und den O-Ring 791A zwischen sich festzuhalten. Bei dieser Ausführungsform wird eine fluiddichte Abdichtung durch den O-Ring, der den Körper 830A und die Innenfläche 110C des Gehäuseendes 110A angrenzend an den Hals 115A berührt, gewährleistet. Jedoch kann die Verbindungshülse 500A durch ein beliebiges geeignetes Mittel an der Trommel 10A befestigt sein, einschließlich beispielsweise einer Lippe, einer Rille oder einer engen Passung und eines Klebstoffs mit einer Komponente der Trommel 10A. Die Gehäuseaußenwand verbindet das obere Gehäuseende 110A und das untere Gehäuseende 190A. Das untere Gehäuseende 190A ist an einem Gehäuseboden 180A mit einem größeren Durchmesser als das obere Ende 110A befestigt. Der Gehäuseboden 180A ist dafür eingerichtet, mit dem unteren Gehäuseende 190A zusammenzupassen und eine fluiddichte Abdichtung mit demselben zu gewährleisten. Es kann ein beliebiges herkömmliches Mittel verwendet werden, um das untere Gehäuseende 190A an dem Gehäuseboden 180A zu befestigen, einschließlich, aber ohne darauf begrenzt zu sein, von Klebstoffen, Ultraschallschweißen oder HF-Schweißen. Der Gehäuseboden 180A kann einen Einschnitt 185A haben, der verwendet wird, um ein dichteres Fluid 810 aufzufangen. Der Durchmesser des Außengehäuses 100A steigert sich von dem oberen Gehäuseende 110A zu dem unteren Gehäuseende 190A.
Das Außengehäuse 100A ist dafür eingerichtet, drehbar mit einer Drehvorrichtung 900 (35), wie beispielsweise einem Rotorantriebssystem oder einem rotierenden Träger 910, verbunden zu werden. Die drehbare Verbindung kann zum Beispiel ein Lager sein, das ein freies Drehen der Trommel 10A ermöglicht. Das Außengehäuse 100A hat vorzugsweise einen Arretiermechanismus. Der Arretiermechanismus kann ein oder mehrere Vorsprünge 150A sein, die dafür gestaltet sind, mit entsprechenden Einschnitten in einem Zentrifugenbehälter in Wechselwirkung zu treten, oder ein beliebiger anderer Verbindungs- oder Arretiermechanismus oder ein auf dem Gebiet bekanntes Äquivalent. Der Arretiermechanismus kann ebenfalls eine Keilnut 160 (51) umfassen.
Unter Bezugnahme auf 37 definieren das Außengehäuse 100A und die Basis 180A ein Innenvolumen 710A, in das die Kerne 200A und 201A passen werden, wenn die Trommel 10A zusammengebaut ist. Wenn sie vollständig zusammengebaut sind, befinden sich die Kerne 200A und 201A vollständig innerhalb des Innenvolumens 710A des Außengehäuses 100A, wobei sie ein koaxiales Volumen des Innenvolumens 710A um die Achse 11A einnehmen.
Unter Bezugnahme auf 38, 40 und 44 sind der Oberkern 200A und der Bodenkern 201A wesentlich konisch und haben jeweils obere Kernenden 205A, 206A, Kernaußenwände 210A, 211A und untere Kernenden 295A, 296A. Die Kerne 200A und 201A nehmen koaxiale Volumina des Innenvolumens 710A der Trommel 10A ein und bilden ein Trennungsvolumen 220A zwischen dem oberen Ende 205A und der Außenwand 210A des Oberkerns 200A und der Außenwand 211A und dem unteren Kernende 296A des Bodenkerns 201A und dem Außengehäuse 100A. Das Trennungsvolumen 220A ist derjenige Raum des Innenvolumens 710A, der zwischen den Kernen 200A und 201A und dem Außengehäuse 100A liegt.
Wie in 40 und 41 abgebildet, umfaßt der Oberkern 200A ein oberes Kernende 205A und ein unteres Kernende 295A, die durch die Kernaußenwand 210A verbunden sind. Die Kernaußenwand 210A hat eine Außenfläche 210B und eine Innenwandfläche 210C und eine Unterkante 210D. Der Durchmesser des Oberkerns 200A nimmt vorzugsweise vom oberen Kernende 205A zum unteren Kernende 295A zu. Das obere Kernende 205A umfaßt ebenfalls eine Außenfläche 205B und eine Innenfläche 205C. Ein Lumenverbinder 481A ist mittig um die Mittelachse angeordnet und erstreckt sich senkrecht von der oberen Fläche 205B aus. Der Lumenverbinder 481A hat eine Oberseite 482A und eine Wandfläche 482B. Die Oberseite 482A hat zwei Durchgänge 303B und 325D, die durch das obere Kernende 205A eine Fluidverbindung mit einem zweiten Mantelkanal 410A bzw. einem ersten Mantelkanal 420A gewährleisten. Der zweite Mantelkanal 410A ist eine Leitung, die eine Leitungswand 325A hat, die sich senkrecht von der Innenfläche 481C des Lumenverbinders 481A aus erstreckt.
Wie in 39B, 39A und 40 gezeigt, hat der zweite Mantelkanal 410A eine Fluidverbindung mit einem Leitungskanal 760A durch eine Leitung 321A, die ein erstes Ende 321B und ein zweites Ende 321C hat, das dafür eingerichtet ist, in den Durchgang 325D des Lumenverbinders 481A zu passen. Im Betrieb hat der Leitungskanal 760A der äußeren Leitung 20A eine Fluidverbindung mit dem Mantelkanal 410A. Der erste Mantelkanal 420A ist eine zweite Leitung, die eine Leitungswand 401A hat, die sich wesentlich senkrecht von der Innenfläche 481C des Lumenverbinders 481A aus erstreckt. Wie in 39A, 39B und 40 gezeigt, hat der erste Mantelkanal 420A eine Fluidverbindung mit einem Leitungskanal 780A der äußeren Leitung 20A durch einen Hohlzylinder 322A, der ein erstes Ende 322B und ein zweites Ende 322C hat, das dafür eingerichtet ist, in die Öffnung 303B der Oberseite 482A zu passen. Wie illustriert, ist bei einer Ausführungsform der zweite Mantelkanal 410A innerhalb des ersten Mantelkanals 420A angeordnet. Bei einer in 53 illustrierten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Leitungswand 325A aus einem oberen Teil 325F und einem unteren Teil 325G zusammengesetzt sein und mit den Kanalwänden 401A und 402A verschmolzen sein.
Die Oberseite 482A hat ebenfalls einen Einschnitt 483A, der eine Fluidverbindung mit einer Kammer 740A gewährleistet. Wenn sie zusammengebaut ist, wird die Kammer 740A durch eine Lumenanbringungsaussparung 851A, ohne die durch die Hohlzylinder 321A und 322A in der Anschlußverbindungsstelle der Verbindungshülse 500A und des Lumenverbinders 481A eingenommenen Volumina, definiert. Die Kammer 740A hat durch den Einschnitt 483A eine Fluidverbindung mit einem Leitungskanal 770A und mit dem Trennungsvolumen 220A nahe dem Hals 115A. Folglich bildet der Einschnitt 483A einen Durchgang zum Entfernen einer zweiten abgetrennten Fluidkomponente 820 durch die Mantelkammer 740A. Wahlweise sind an der Außenfläche 205B mehrere Abstandsstücke 207A vorhanden, die sich von der Außenfläche aus erstrecken und die Innenfläche 110C des oberen Gehäuseendes 110A berühren, um eine Fluidverbindung zwischen dem Trennungsvolumen 220A und dem durch die Einschnitte 483A geformten Durchgang zu sichern.
Bei einer in 53, 54 und 55 illustrierten alternativen Ausführungsform können die Leitungen 321A und 322A an Öffnungen 325D und 303B in der Oberseite 482A des Lumenverbinders 481A befestigt sein. Zusätzlich können die Einschnitte 483A mehrere Kanäle in dem Lumenverbinder 481A bilden und dafür eingerichtet sein, eine Kammer 740B zu bilden, wenn sie mit der Verbindungshülse 500A oder 500B verbunden sind. Die Kammer 740B ist dafür eingerichtet, eine oder mehrere Flächen 742A zu haben, die mit dem Einsteckende 853A der Verbindungshül se 500A (das Einsteckende 853A umschließt das Ende 861 der äußeren Leitung 20A) zusammenpassen können. Um die richtige Ausrichtung der Verbindungshülse 500A zu dem Lumenverbinder 481A zu erleichtern, kann die Form des Einsteckendes 853A und der Kammer 740B asymmetrisch sein, oder, wie in 53, 54 und 55 illustriert wird, kann eine Führung 855A vorgesehen sein, die sich von der Oberseite des Lumenverbinders 481A aus erstreckt und dafür eingerichtet ist, in eine Öffnung 857A des Hülsenflanschs 790A zu passen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 40 umfaßt das untere Kernende 295A eine obere Platte 299A, die eine Oberseite 298A, eine Bodenseite 297A und eine Kante 299B hat, die an der Unterkante 210D der Kernaußenwand 210A befestigt ist und eine unmittelbare Berührung mit derselben herstellt. Die Kante 299B der oberen Platte 299A ist dafür eingerichtet, mit der Unterkante 210D der Kernaußenwand 210A verbunden zu werden und eine fluiddichte Abdichtung mit derselben zu bilden. Senkrecht von der Oberseite 298A der oberen Platte 299A erstreckt sich eine Kanalwand 402A, die ein oberes Ende 402B und ein unteres Ende 402C hat und eine Öffnung 303A umschließt, die wesentlich in der Mitte der oberen Platte 299A liegt. Eine Zahl von Rippen 403A, die an der Außenseite der Kanalwand 402A und der Oberseite 298A befestigt sind, stützt die Lumenwand 402A. Die Kanalwand 402A ist dafür eingerichtet, mit der Kanalwand 401A zusammenzupassen, wobei sie eine fluiddichte Abdichtung bilden und ein Lumen 400A bereitstellen. Der erste Mantelkanal 420A ist durch die Leitung 322A in Fluidverbindung mit dem Leitungskanal 780A der äußeren Leitung 20A. Die Öffnung 303A gewährleistet, wie im Weiteren erörtert wird, eine Fluidverbindung vom Lumen 400A zum Trennungsvolumen 220A. Der erste Mantelkanal 420A umschließt ebenfalls den zweiten Mantelkanal 410A.
Unter Bezugnahme auf 43A, 43B und 44 umfaßt der Bodenkern 201A ein oberes Kernende 206A, eine Kernaußenwand 211A und ein unteres Kernende 296A. Die Kernaußenwand 211A hat eine Außenfläche 211B, eine Innenwand 211C und eine Unterkante 211D. Der Durchmesser des Bodenkerns 201A nimmt vorzugsweise vom oberen Kernende 206A zum unteren Kernende 296A zu. Der Bodenkern 201A hat ebenfalls eine Oberseite 309A und eine Bodenseite 309B. Die Oberseite 309A hat wesentlich in der Mitte der Seite 309A des oberen Kernendes 206A einen Einschnitt 186A (vorzugsweise allgemein kreisförmig). Der Einschnitt 186A hat eine obere Fläche 186B und eine Innenfläche 186C. Die obere Fläche 186B des Einschnitts 186A hat in derselben eine Öffnung 324D, die sich durch die Innenfläche 186C erstreckt. Bei einer in 53 illustrierten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die obere Fläche 186B ebenfalls eine Aussparung 186D haben, die dafür eingerichtet ist, einen O-Ring aufzuneh men und eine fluiddichte Abdichtung um das untere Ende 325B der Leitungswand 325A zu bilden. Von der Innenfläche 186C erstreckt sich senkrecht um die Öffnung 324D eine Leitungswand 324A, die ein distales Ende 324B hat. An der Oberseite 309A erstrecken sich von dem Einschnitt 186A zur Außenfläche 211B der Kernaußenwand 211A ein oder mehrere Kanäle 305A. Die Oberseite 309A kann horizontal sein oder sich von dem Einschnitt 186A nach oben oder unten neigen. Falls sich die Oberseite 309A von dem Einschnitt 186A zum Kernende 206A nach oben oder unten neigt, wäre ein Fachmann auf dem Gebiet in der Lage, die Formen der oberen Platte 299A und des oberen Kernendes 295A dementsprechend anzupassen. Die Kanäle 305A können über die gesamte Länge des Kanals 305A eine gleichmäßige Tiefe haben. Jedoch kann sich der Kanal 305A von der Mitte aus nach unten oder nach oben neigen. Ein Fachmann auf dem Gebiet würde sehen, daß, falls sich die Oberseite 309A nach oben oder unten neigt und der Kanal 305A eine gleichmäßige Tiefe hat, sich der Kanal 305A dann entsprechend nach unten oder nach oben neigt.
Unter Bezugnahme auf 38 steht die Bodenseite 297A der oberen Platte 299A in unmittelbarer Berührung mit der Oberseitenfläche 309A des Bodenkerns 201A, wenn sie vollständig zusammengebaut sind. Diese Berührung bildet eine fluiddichte Abdichtung zwischen den zwei Oberflächen, die eine Öffnung 305B von dem Einschnitt 186A zu dem Kanal 305A bilden. Eine zweite Öffnung 305C vom Kanal 305A ist in der Außenfläche 211B der Kernaußenwand 211A geformt. Die Öffnung 305B gewährleistet eine Fluidverbindung von dem Einschnitt 186A durch den Kanal 305A und die Öffnung 305C zu dem Trennungsvolumen 220A (38 und 40). Folglich fließt das Fluid 800 durch den Leitungskanal 780A und geht anschließend durch den ersten Mantelkanal 420A hindurch. Von dem ersten Mantelkanal 420A geht das Fluid 800 danach durch den Kanal 305A zu dem Trennungsvolumen 220A.
Unter Bezugnahme auf 43A und 44 umfaßt das untere Kernende 296A eine obere Platte 300A, die eine Oberseite 300B, eine Bodenseite 3000 und eine Außenkante 300D hat. Die Außenkante 300D ist dafür eingerichtet, an der Unterkante 211D der Kernaußenwand 211A befestigt zu sein und eine fluiddichte Abdichtung mit derselben zu gewährleisten. Angeordnet oberhalb des Gehäusebodens 180A, ist die untere Platte 300A kreisförmig und wölbt sich von ihrer Mitte aus in Radialrichtung nach oben (illustriert in 44). Alternativ dazu kann die untere Platte 300A flach sein. Wie in 38 gezeigt, besteht, wenn sie oberhalb des Gehäusebodens 180A angeordnet ist, ein Volumen 220C zwischen der unteren Platte 300A und dem Gehäuseboden 180A. Dieses Volumen 220C steht in Fluidverbindung mit dem Trennungsvolumen 220A.
Die untere Platte 300A kann aus Kunststoff oder einem beliebigen anderen geeigneten Material hergestellt sein. Zusätzlich erstreckt sich wesentlich senkrecht von der unteren Fläche 3000 der unteren Platte 300A eine Leitung 320A. Die Leitung 320A hat ein erstes Ende 320B, das sich in den Raum 220C zwischen der unteren Platte 300A und dem Gehäuseboden 180A erstreckt, und ein zweites Ende 320C, das sich oberhalb der Oberseite 300B der unteren Platte 300A erstreckt. Der Durchmesser der Leitung 320A ist so eingerichtet, daß sie eine enge Passung mit dem Leitungswandende 324B hat. Das Volumen innerhalb der Leitungswände 324A und 325A umfaßt ein Lumen 400B. Das durch die untere Platte 300A, die Innenfläche 211C und eine Decke 253A des Bodenkerns 201A definierte Volumen, ausschließlich des zweiten Mantelkanals 410A, kann aus Luft oder einem festen Material gebildet sein (siehe 43B und 44).
Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 53 illustriert wird, können wahlweise Stützwände 405A und 407A vorhanden sein. Die Stützwand 405A erstreckt sich senkrecht von der Bodenseite 309B. Die Stützwand 407A erstreckt sich senkrecht von der Oberseite 300B der unteren Platte und ist mit der Stützwand 405A verbunden, wenn der Bodenkern 201A zusammengebaut ist. Die Leitungswand 324A kann mit der Leitung 320A verbunden sein, um eine fluiddichte Abdichtung zu bilden, und die Leitungen 324A, 320A können jeweils mit den Stützwänden 405A und 407A verschmolzen sein. Zusätzlich sind ein oder mehrere, sich von der Bodenseite 3000 der unteren Platte 300A aus erstreckende, Ausrichtungsabstandsstücke 409A vorhanden, die in den Einschnitt 185A passen.
Wie für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet leicht offensichtlich sein wird, wird die Trommel 10A um die Mittelachse 11A ausgewuchtet werden müssen. Dementsprechend können als Teil der Vorrichtung Gewichte, wie beispielsweise das in 53 illustrierte Gewicht 408A, hinzugefügt werden, wie es angebracht ist, um das Auswuchten der Trommel 10A zu erleichtern.
Unter Bezugnahme auf 38 ist die Trommel 10A so eingerichtet, daß das Außengehäuse 100A, die Kerne 200A und 201A, die untere Platte 300A und die obere Platte 299A, die äußeren Leitungen 20A und die Verbindungshülse 500A und die Lumina 400A und 400B in Verbindung stehen und sich zusammen drehen. Der Gehäuseboden 180A des Außengehäuses 100A umfaßt Aussparungen 181A an seiner Oberseite, und diese Aussparungen sind so geformt, daß sie mit einem Vorsprung 301A der unteren Platte 300A zusammenpassen. Wie gezeigt, hat die untere Platte 300A den runden Vorsprung 301A an ihrer Bodenseite 3000, um die Bewegung der unteren Platte 300A in Bezug auf den Gehäuseboden 180A zu beschränken. Wenn sie zusammenge baut ist, bildet jeder einzelne Vorsprung 301A an der Bodenseite der unteren Platte 300A eine enge Passung mit einer Aussparung 181A am Gehäuseboden 180A. Folglich werden, wenn das Außengehäuse 100A gedreht wird, sich die äußeren Leitungen 20A und die Verbindungshülse 500A, der Oberkern 200A, die obere Platte 299A, der Bodenkern 201A, die untere Platte 300A, der Gehäuseboden 180A und die Lumina 400A und 400B mit demselben drehen.
Wie in 38 illustriert, ermöglicht das Lumen 400A, daß Blut über einen ersten Mantelkanal 420A in die Trommel 10A gelangt. Der erste Mantelkanal 420A stellt einen Durchgang zum Einströmen des Fluids 800 durch das Lumen 400A zu dem Einschnitt 186A und danach zu dem Trennungsvolumen 220A durch den Kanal 305A bereit. Das Lumen 400A ist innerhalb des Oberkerns 200A angeordnet. Das Lumen 400A hat eine Höhe von dem oberen Lumenende 480A und dem unteren Lumenende 402C. Das Lumen 400A wird durch die Verbindung der Kanalwand 401A, die sich von der Innenfläche 481C des Lumenverbinders 481A aus erstreckt, und der Kanalwand 402A, die sich von der Oberseite 298A der oberen Platte 299A aus erstreckt, gebildet. Die Kanalwand 401A wird durch mehrere Rippen 251A gestützt, die an der Innenwandfläche 210C der Kernaußenwand 210A und der Innenfläche 205C des oberen Kernendes 205A befestigt sind, und die Kanalwand 402A wird durch mehrere Rippen 403A (40) gestützt. Es ist leicht zu sehen, daß die Höhe des Lumens 400A durch Verändern der Größen und Formen des Kerns 200A, der Kanalwand 401A, der Kanalwand 402A, der Leitungswand 325A und der Höhe der Leitungswand 324A eingestellt werden kann.
Wie in 38 illustriert, umschließt das Lumen 400A, vom oberen Lumenende 480A bis zum unteren Lumenende 402C, ein inneres Lumen 400B. Das untere Lumenende 402C hat eine Öffnung 303A, die durch eine Zahl von Kanälen 305A in Fluidverbindung mit dem Trennungsvolumen 220A steht. Bei der illustrierten Ausführungsform umfaßt das Lumen 400A den ersten Mantelkanal 420A. Der zweite Mantelkanal 410A ist innerhalb des ersten Mantelkanals 420A des Oberkerns 200A angeordnet und ist in demselben von dem Lumenende 480A bis zu dem Lumenende 402C eingeschlossen. Ferner bildet der zweite Mantelkanal 410A von unterhalb der unteren Platte 300A einen Durchgang durch das Lumen 400B zum Entfernen einer ersten abgetrennten Fluidkomponente 810, die sich in dem Einschnitt 185A des Gehäusebodens 180A sammelt. Der zweite Mantelkanal 410A erstreckt sich vom Gehäuseboden 180A des Außengehäuses 100A durch das Lumen 400B und zu dem Leitungskanal 760A der äußeren Leitung 20A.
Unter Bezugnahme auf 38 (gezeigt ohne die Leitung 321C) ermöglicht das innere Lumen 400B, daß rote Blutkörperchen 810 über einen zweiten Mantelkanal 410A, der eine Fluidverbindung von dem Gehäuseboden oberhalb des Einschnittes 185A zu einer Öffnung 324E gewährleistet, aus der Trommel 10A austreten. Das innere Lumen 400B hat ein oberes Leitungsende 325C und ein unteres Leitungsende 324B und umfaßt zwei Leitungswände 324A und 325A, die auf eine fluiddichte Weise verbunden sind und den zweiten Mantelkanal 410A bilden, der einen kleineren Durchmesser hat als der erste Mantelkanal 420A und von demselben getrennt und unterschieden ist. Die Leitungswand 325A wird durch eine Rippe 251A, die sich durch die Kanalwand 401A erstreckt und an der Leitungswand 325A befestigt ist, gestützt. Anders als das Lumen 400A, das ein Ende nahe dem Einschnitt 186A hat, erstreckt sich das Lumen 400B über den Einschnitt 186A hinaus und durch die Bodenplatte 300A. Die erste Leitungswand 325A hat ein oberes Ende 325C, das eine Öffnung 325D an der Oberseite 482A des Lumenverbinders 481A hat, und ein unteres Ende 325B, das eine Öffnung 325E hat, die dafür eingerichtet ist, eng mit dem oberen Ende 324C der Leitungswand 324A zusammenzupassen. Das obere Ende 324C der Leitungswand 324A ist höher als der Einschnitt 186A und hat eine Öffnung 324D. Die Leitungswand 324A hat ebenfalls ein unteres Ende 324B und wird durch mehrere Rippen 252A gestützt. Das untere Ende 324B, das eine Öffnung 325E hat, ist dafür eingerichtet, mit der Leitung 320A verbunden zu werden, die eine Öffnung 302A hat, die nahe der Mitte der unteren Platte 300A angeordnet ist. Die Verbindung der Öffnungen 325E und 302A gewährleistet eine Fluidverbindung zwischen dem Lumen 400B und dem Raum 220C zwischen der unteren Platte 300A und dem Gehäuseboden 180A. Der Raum 220C zwischen der unteren Platte 300A und dem Gehäuseboden 180A wiederum steht in Fluidverbindung mit dem Trennungsvolumen 220A.
Die Leitung 320A gewährleistet eine enge Passung mit dem unteren Ende 324B, was eine Stütze für den zweiten Mantelkanal 410A bereitstellt. Jeder Mantelkanal 420A und 410A kann aus einer beliebigen Art von flexiblen oder starren Röhren (wie beispielsweise Metallröhren) oder eine anderen derartigen Vorrichtung hergestellt sein, die einen abgedichteten Durchgang, möglicherweise für den Durchfluß eines unter Druck gesetzten oder nicht unter Druck gesetzten Fluiden, bereitstellt und die vorzugsweise ein Einwegartikel und sterilisierbar sein kann, d.h., von einfacher und effizienter Fertigung.
1. Antriebsröhre
Wie in 39A und 39B illustriert, ist die Leitungsbaugruppe 860A an der Trommel 10A befestigt über die Verbindungshülse 500A, die am ersten Ende 861A der äußeren Leitung 20A befestigt ist, die einen ersten Leitungskanal 780A, einen zweiten Leitungskanal 760A und einen dritten Leitungskanal 770A hat. Jeder Leitungskanal hat eine Fluidverbindung mit einem ersten Mantelkanal 420A, einem zweiten Mantelkanal 410A und einer Mantelkammer 740A. Die drei Leitungskanäle sind in der äußeren Leitung 20A mit gleichem Zwischenraum von 120° zueinander angeordnet und im Durchmesser gleich (siehe 50). Wenn er in Fluidverbindung mit der äußeren Leitung 20A und der Trommel 10A steht, ist der Leitungskanal 780A in Fluidverbindung mit dem ersten Mantelkanal 420A, um das Fluid 800 zum Trennen aus der äußeren Leitung 20A in die Trommel 10A fließen zu lassen. Ähnlich ist der zweite Leitungskanal 760A in Fluidverbindung mit dem zweiten Mantelkanal 410A, um die erste abgetrennte Fluidkomponente 810 aus der Trommel 10A in die äußere Leitung 20A zu entfernen. Schließlich ist der dritte Leitungskanal mit der Mantelkammer 740A verbunden, um die zweite abgetrennte Fluidkomponente 820 aus der Trommel 10A zu entfernen.
Wie in 45 illustriert wird, hat die äußere Leitung 20A eine Verbindungshülse 500A am ersten Ende 861A und eine Ankerhülse 870A am zweiten Ende 862A der äußeren Leitung 20A. Wahlweise sind zwischen der Verbindungshülse 500A und der Ankerhülse 870A an der äußeren Leitung 20A ein erster Absatz 882 und ein zweiter Absatz 884 vorhanden, die sich senkrecht von der äußeren Leitung 20A aus erstrecken und einen größeren Durchmesser haben. Zwischen der Verbindungshülse 500A und der Ankerhülse 870A (oder, falls vorhanden, dem ersten und dem zweiten Absatz) gibt es einen ersten und einen zweiten Lagerring 871A und 872A. Die äußere Leitung 20A, die Ankerhülse 870A und die Verbindungshülse können aus dem gleichen oder unterschiedlichen bioverträglichen Materialien mit geeigneter Festigkeit und Flexibilität für eine Verwendung bei dieser Art von Röhren in einer Zentrifuge hergestellt sein (ein solches bevorzugtes Material ist HYTREL^®). Die Verbindungshülse 500A und die Ankerhülse 870A können durch ein beliebiges geeignetes Mittel, wie beispielsweise Klebstoffe, Schweißen usw. befestigt werden, jedoch ist der Leichtigkeit der Fertigung wegen vorzuziehen, daß die Verbindungshülse 500A und die Ankerhülse 870A auf die äußere Leitung 20A überformt werden.
Unter Bezugnahme auf 45, 48 und 49 umfaßt die Ankerhülse 870A einen Körper 877B, der ein erstes Ankerende 873A und ein zweites Ankerende 874A hat. Die Ankerhülse 870A ist (vorzugsweise durch Überformen) an dem zweiten Leitungsende 862A der äußeren Leitung 20A befestigt und nimmt von dem ersten Bund 873A zu dem zweiten Bund 874A im Durchmesser zu. Mit Zwischenraum in Distalrichtung vom zweiten Ende 874A ist ein Bund 886A angeordnet, der sich senkrecht vom Körper 877B aus erstreckt und einen größeren Durchmesser hat als der Körper 877B der Ankerhülse 870A. Mehrere Rippen 877A, die ein erstes Rippenende 877B zwischen dem Bund 886A und dem zweiten Ankerende 874A und ein zweites Rippenende 877C, das sich über das erste Ankerende 873A hinaus erstreckt, haben, sind an dem Körper 877B befestigt. Die zweiten Rippenenden 877C werden durch einen Ring 88A, der ebenfalls an der äußeren Leitung 20A befestigt ist, miteinander verbunden. Die Rippen 877A verlaufen parallel zu der äußeren Leitung 20A und sind vorzugsweise über den Bereich angeordnet, in dem die Leitungskanäle 760A, 770A und 780A der Oberfläche der äußeren Leitung 20A am nächsten sind (50). Die Bereiche, in denen die Leitungskanäle 760A, 770A und 780A dem Außendurchmesser der äußeren Leitung 20A am nächsten sind, neigen dazu, wenn sie nicht verstärkt sind, während einer Hochgeschwindigkeitsdrehung zu versagen. Das Vorhandensein von Rippen parallel zu den Leitungskanälen über das Ankerhülsenende 873A hinaus gewährleistet eine Verstärkung dieses Bereichs und verhindert einen Leitungsausfall bei einer Hochgeschwindigkeitsdrehung. In einem Aspekt verhindern die Rippen das Knicken der äußeren Leitung 20A in diesem Bereich und wirken als Strukturelemente, um die Torsionsbeanspruchung auf die Ankerhülse 870A zu übertragen.
Die Verbindungshülse 500A umfaßt einen Körper 830A, der ein oberes Hülsenende 831A und ein unteres Hülsenende 832A (46 und 47) hat. Das untere Hülsenende 832A hat einen Hülsenflansch 790A und mehrere Vorsprünge 843A, die bemessen sind, um Einschnitte 484A an der Wandfläche 482A des Lumenverbinders 481A in Eingriff zu nehmen. Wenn die Trommel 10A zusammengebaut wird, kann durch Anordnen eines O-Rings 791A um den Körper 830A und Zusammendrücken des O-Rings 791A zwischen dem Flansch 790A und dem Gehäuse 100A eine fluiddichte Abdichtung gewährleistet werden. Das obere Hülsenende 831A ist dafür eingerichtet, an der äußeren Leitung 20A befestigt zu werden. Unter Bezugnahme auf 46, 39A und 39B ist die Verbindungshülse 500A mit Hilfe des Hülsenflanschs 790A an der Trommel 10A befestigt und ist dafür eingerichtet, die Leitungskanäle 780A, 760A, 770A der äußeren Leitung 20A mit den Mantelkanälen 420A und 410A und der Kammer 740A der Trommel 10A in Fluidverbindung zu bringen. Wenn sie zusammengebaut ist, ist die Verbindungshülse 500A am Lumenverbinder 481A (39A und 39B) angebracht.
Die Verbindungshülse 500A nimmt vorzugsweise vom oberen Hülsenende 831A zum unteren Hülsenende 832A im Durchmesser zu und ist auf das erste Leitungsende 861A der äußeren Lei tung 20A überformt. Die Verbindungshülse 500A verbindet die Trommel 10A ohne Verwendung einer drehbaren Dichtung, die normalerweise zwischen der Trommel 10A und der Verbindungshülse 500A angeordnet wäre, mit der äußeren Leitung 20A. Die dichtungslose Verbindung zwischen der Trommel 10A und der Verbindungshülse 500A kann erfolgen, wie oben erläutert, oder durch die Verwendung beispielsweise eines O-Rings, einer Rille oder Lippe, einer Verbindung der Art einer Durchführungsdichtung, Schweißen oder eine enge Passung mit oder ohne Klebstoff entweder in der Trommel 10A oder in der Verbindungshülse 500.
Wie in 46 und 39B illustriert, hat der Hülsenflansch 790A eine Bodenseite 847A, die sich mit der Oberseite 482A des Lumenverbinders 481A berührt und eine dichte Abdichtung bildet. Jedoch hat der Lumenverbinder 481A mehrere Einschnitte 483A, die eine Fluidverbindung zwischen der Trennungskammer 220A und der Mantelkammer 740A gewährleisten, die wiederum eine Fluidverbindung mit dem Leitungskanal 770A hat. Die Mantelkammer 740A wird durch die Lumenanbringungsaussparung 851A und die Oberseite 482A des Lumenverbinders 481A, ausschließlich des durch die Hohlzylinder 321A und 322A eingenommenen Raums, definiert. Mehrere Vorsprünge 843A an der Bodenseite 847A des Hülsenflanschs 790A nehmen die Einschnitte 484A an der Wandfläche 482A des Lumenverbinders 481A in Eingriff und gewährleisten folglich eine enge Passung.
Die Verbindungshülse 500A trägt dazu bei, die äußere Leitung 20A an der Trommel 10A zu befestigen und folglich eine Fluidverbindung der äußeren Leitung 20A mit der Trommel 10A herzustellen. Diese Fluidverbindung ermöglicht, daß das Fluid 800 durch die äußere Leitung 20A der Trommel 10A zugeführt wird. Ähnlich ermöglicht diese Fluidverbindung ebenfalls, daß die abgetrennten Fluidkomponenten 820 durch die äußere Leitung 20A aus der Trommel 10A entfernt werden.
Die äußere Leitung 20A hat einen annähernd gleichbleibenden Durchmesser, was dazu beiträgt, die Steifigkeit zu verringern. Eine übermäßig steife äußere Leitung 20A wird sich aufheizen und schneller ausfallen. Außerdem ist eine Leitung mit gleichbleibendem Durchmesser billig/leicht zu fertigen, ermöglicht ein leichtes Experimentieren mit den Größen der Verbindungshülse 500A und der Ankerhülse 870A und ermöglicht, daß die Lagerringe 871A und 872A durch den ersten und den zweiten Absatz 882A und 884A festgehalten werden. Die äußere Leitung 20A kann aus einer beliebigen Art von flexiblem Schlauch (wie beispielsweise medizinischem Schlauch) oder einer andere solchen Vorrichtung hergestellt sein, die einen abgedichteten Durchgang für den Durchfluß von Fluiden, die unter Druck gesetzt sein können, in einen oder aus einem Behälter einer beliebigen Art bereitstellen und die vorzugsweise Einwegartikel und sterilisierbar sein können.
II. Dauerhaftes Turmsystem
17 illustriert das Turmsystem 2000. Das Turmsystem 2000 ist das dauerhafte (d.h. kein Einwegartikel) Anlagenteil, das die verschiedenen Vorrichtungen des Photopheresebestecks 1000, wie beispielsweise die Kassette 1100, die Bestrahlungskammer 700 und die Zentrifugentrommel 10 (1), aufnimmt. Das Turmsystem 2000 führt das Abschiebern, Pumpen und die Gesamtsteuerung und den Antrieb des Fluiddurchflusses durch das Einweg-Photopheresebesteck 1000 durch. Das Turmsystem 2000 führt alle notwendigen Steuerungsfunktionen durch die Verwendung eines entsprechend programmierten Steuergeräts, zum Beispiel eines Prozessors oder eines integrierten Schaltkreises, gekoppelt an alle notwendigen Komponenten, selbsttätig aus. Während nach jeder Photopherese-Behandlungssitzung ein neues Einwegbesteck verworfen werden muß, wird das Turmsystem 2000 immer wieder verwendet. Das Turmsystem 2000 kann durch entsprechendes Programmieren des Steuergeräts oder durch Austauschen einiger seiner Komponenten modifiziert werden, um eine Zahl von extrakorporalen Blutkreislaufbehandlungen, zum Beispiel eine Apherese, durchzuführen.
Das Turmsystem 2000 hat ein Gehäuse, das einen oberen Abschnitt 2100 und einen Basisabschnitt 2200 hat. Der Basisabschnitt 2200 hat einen Oberteil 2201 und einen Unterteil 2002. Räder 2203 werden an oder nahe dem Unterteil 2002 des Basisabschnitts 2200 bereitgestellt, so daß das Turmsystem 2000 beweglich ist und in einem Krankenhausumfeld leicht von Raum zu Raum bewegt werden kann. Vorzugsweise können die Vorderräder 2203 um eine vertikale Achse geschwenkt werden, um eine Leichtigkeit beim Lenken und Manövrieren des Turmsystems 2000 zu ermöglichen. Das Oberteil 2201 des Basisabschnitts 2200 hat eine Oberseite 2204, die eine in dieselbe eingebaute (siehe 22) Steuerungsetage 1200 hat, die am besten in 22 illustriert wird. In 17 ist die Kassette 1100 auf die Steuerungsetage 1200 geladen. Der Basisabschnitt 2200 hat ebenfalls Haken (nicht illustriert) oder andere Verbinder, um den Plasma-Auffangbeutel 51 und den Behandlungsbeutel 50 daran aufzuhängen. Solche Haken können woanders am Turmsystem 2000 angeordnet sein, solange ihre Positionierung nicht das Funktionieren des Systems während der Behandlung stört. Der Basisabschnitt 2200 hat eine hinter einer Tür 751 angeordnete Photoaktivierungskammer 750 (18). Zusätzliche Haken (nicht illustriert) werden an dem Turmsystem 2000 bereitgestellt, um Kochsalzlösungs- und Antikoagulansbeutel aufzuhängen. Vorzugsweise sind diese Haken am oberen Abschnitt 2100 angeordnet.
Die Photoaktivierungskammer 750 (18) ist im Basisabschnitt 2200 des Turmsystems 2000 zwischen dem Oberteil 2201 und dem Unterteil 2202 hinter der Tür 751 vorgesehen. Die Tür 751 ist schwenkbar mit dem Basisabschnitt 2200 verbunden und wird für einen Zugang zur Photoaktivierungskammer 750 bereitgestellt und, um zu ermöglichen, daß der Bediener die Photoaktivierungskammer 750 schließt, so daß das UV-Licht während der Behandlung nicht in die Umgebung entweicht. Eine Aussparung 752 wird bereitgestellt, um zu ermöglichen, daß Röhren 1112, 1117 (1) in die Photoaktivierungskammer 750 hindurchtreten, wenn die Bestrahlungskammer 700 geladen ist und wenn die Tür 751 geschlossen ist. Die Photoaktivierungskammer wird weiter unten unter Bezugnahme auf 16 und 18 detailliert erörtert.
Der obere Abschnitt 2100 ist oben auf dem Basisabschntt 2200 angeordnet. Eine Zentrifugenkammer 2101 (19) ist in dem oberen Abschnitt 2100 hinter einer Zentrifugenkammertür 2102 angeordnet. Die Zentrifugenkammertür 2102 hat ein Fenster 2103, so daß ein Bediener in die Zentrifugenkammer 2101 sehen und auf jegliche Probleme überwachen kann. Das Fenster 2103 ist mit Glas aufgebaut, das dick genug ist, um jeglichen Kräften zu widerstehen, die von einem Unfall während des Zentrifugierens darauf ausgeübt werden können, wobei sich die Zentrifugentrommel mit Drehzahlen von mehr als 4800 U/min drehen kann. Die Tür 2102 ist schwenkbar mit dem oberen Abschnitt 2100 verbunden und hat einen selbsttätigen Verriegelungsmechanismus, der während des Systembetriebs durch das Systemsteuergerät aktiviert wird. Die Zentrifugenkammer 2101 wird weiter unten in Bezug auf 19 detaillierter erörtert.
Vorzugsweise ist die Etage 1200 an der Oberseite 2204 des Basisabschnitts 2200 an oder nahe der Vorderseite des Systemturms 2000 angeordnet, während sich der obere Abschnitt 2100 vom Basisabschnitt 2200 nahe der Rückseite des Turmsystems 2000 nach oben erstreckt. Dies ermöglicht dem Bediener einen leichten Zugriff auf die Steuerungsetage 1200, während es dem Bediener gleichzeitig Zugang zu der Zentrifugenkammer 2101 bietet. Durch Gestalten des Turmsystems 2000 so, daß es die Zentrifugenkammer 2101 im oberen Abschnitt hat und die Photoaktivierungskammer 750 und die Etage 1200 im Basisabschnitt 2200 hat, wird eine aufrechtstehende Konfiguration erreicht. Daher hat der Systemturm 2000 eine verringerte Stellflächengröße und nimmt eine verringerte Menge an wertvollem Krankenhausbodenplatz ein. Die Höhe des Systemturms 2000 bleibt unter sechzig Zoll, so daß einem die Sicht nicht versperrt ist, wenn die Maschine von hinten durch das Krankenhaus befördert wird. Zusätzlich wird die ziemlich horizontale Position der Etage 1200 dem Bediener einen Platz zum Absetzen von Vorrichtungen des Photopheresebestecks 1000 während des Ladens anderer Vorrichtungen bereitstellen, was das leichte Laden erleichtert. Das Turmsystem 2000 ist ausreichend robust, um den Kräften und Vibrationen zu widerstehen, die durch den Zentrifugiervorgang verursacht werden.
Ein Monitor 2104 wird an der Zentrifugenkammertür 2102 oberhalb des Fensters 2103 bereitgestellt. Der Monitor 2104 hat eine Anzeigefläche 2105 zum visuellen Anzeigen von Daten für einen Bediener, wie beispielsweise Benutzerschnittstellen für die Dateneingabe, Ladeanweisungen, Grafiken, Warnungen, Alarmen, Behandlungsdaten oder Behandlungsfortschritt. Der Monitor 2104 ist an das Systemsteuergerät gekoppelt und wird durch dasselbe gesteuert. Ein Datenkarten-Aufnahmeanschluß 2001 wird an einer Seite des Monitors 2104 bereitgestellt. Der Datenkarten-Aufnahmeanschluß 2001 wird bereitgestellt, um gleitend eine Datenkarte 1195 aufzunehmen, die mit jedem Einweg-Photopheresebesteck 1000 (1) geliefert wird. Wie oben erwähnt, kann die Datenkarte 1195 vorprogrammiert sein, um eine Vielzahl von Daten zu speichern, um sie dem Systemsteuergerät des Turmsystems 2000 bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Datenkarte 1195 programmiert sein, um Informationen weiterzugeben, so daß das Systemsteuergerät sicherstellen kann: (1) daß das Einweg-Photopheresebesteck kompatibel mit der Blutantriebsausrüstung ist, in die es geladen wird, (2) daß das Photopheresebesteck in der Lage ist, den gewünschten Behandlungsvorgang auszuführen, und (3) daß das Einweg-Photopheresebesteck von einem bestimmten Markennamen oder Hersteller ist. Der Datenkarten-Aufnahmeanschluß 2001 hat die notwendigen Ausrüstungen und Schaltungen, um sowohl Daten von der Datenkarte 1195 zu lesen als auch Daten auf dieselbe zu schreiben. Vorzugsweise wird der Datenkarten-Aufnahmeanschluß 2001 Behandlungstherapiedaten auf die Datenkarte 1195 schreiben. Solche Informationen können zum Beispiel Auffangzeiten, Auffangvolumina, Behandlungszeiten, volumetrische Durchflußgeschwindigkeiten, jegliche Alarme, Fehlfunktionen, Störungen im Verfahren oder beliebige andere gewünschte Daten einschließen. Während der Datenkarten-Aufnahmeanschluß 2001 am Monitor 2104 bereitgestellt wird, kann er woanders am Turmsystem 2000 angeordnet sein, solange er an das Systemsteuergerät oder ein anderes passendes Steuerungsmittel gekoppelt ist.
A. Photoaktivierungskammer zum Aufnehmen der Bestrahlungskammer
Unter Bezugnahme auf 16 und 18 wird nun die Photoaktivierungskammer 750 im Querschnitt illustriert. Die Photoaktivierungskammer 750 wird durch ein Gehäuse 756 gebildet. Das Gehäuse 756 paßt in den Basisabschnitt 2200 des Turmsystems 1000 hinter der Tür 751 (17). Die Photoaktivierungskammer 750 hat mehrere elektrische Verbindungsanschlüsse 753, die an einer Rückwand 754 bereitgestellt werden. Die elektrischen Verbindungsanschlüsse 753 sind elektrisch an eine Elektroenergiequelle gekoppelt. Die Photoaktivierungskammer 750 ist dafür gestaltet, eine UV-A-Lichtbaugruppe 759 (16) aufzunehmen. Wenn sie vollständig in die Photoaktivierungskammer 750 geladen ist, bilden an einer Kontaktwand 755 der UV-A-Lichtbaugruppe 759 angeordnete elektrische Kontakte (nicht illustriert) eine elektrische Verbindung mit den elektrischen Verbindungsanschlüssen 753. Diese elektrische Verbindung ermöglicht es, daß UV-A-Lampen 758 Elektroenergie zugeführt wird, so daß sie aktiviert werden können. Vorzugsweise werden für jeden Satz von UV-A-Lampen 758 drei elektrische Verbindungsanschlüsse bereitgestellt. Insbesondere hat die UV-A-Lichtbaugruppe 759 zwei Sätze von UV-A-Lampen 758, die einen Raum bilden, in den die Bestrahlungskammer 700 eingesetzt werden kann. Die Zufuhr von Elektroenergie zu den UV-A-Lampen 758 wird durch das entsprechend programmierte Systemsteuergerät unter Verwendung eines Schalters gesteuert. Die UV-A-Lampen 758 werden während der Photopherese-Behandlungssitzung durch das Steuergerät nach Notwendigkeit aktiviert und deaktiviert.
Im Oberteil des Gehäuses 756 wird nahe der Rückwand 754 der Photoaktivierungskammer 750 ein Abzugsloch 757 bereitgestellt. Das Abzugsloch 757 ist mit einer Abzugsleitung 760 verbunden, die aus der Rückseite des Turmsystems 2000 herausführt. Wenn während einer Behandlungstherapie die durch die UV-A-Lampen 758 erzeugte Wärme in der Photoaktivierungskammer 750 zunimmt, entweicht diese Wärme über das Abzugsloch 757 und die Abzugsleitung 760 aus der Photoaktivierungskammer 750. Die Wärme tritt durch ein Turmgehäuseloch 761, das in der Rückseite des Turmsystems 2000, weg von dem Patienten und dem Bediener, angeordnet ist, aus dem Turmsystem 2000 aus.
Die Photoaktivierungskammer 750 umfaßt ferner einen Trakt 762 zum Aufnehmen der Bestrahlungskammer 700 und Halten der Bestrahlungskammer in einer aufrechten Position zwischen den UV-A-Lampen. Der Trakt 762 befindet sich an oder nahe dem Boden der Photoaktivierungskammer 750. Vorzugsweise wird unterhalb des Trakts 762 ein Leckortungskreis 763 bereitgestellt, um jegliches Fluid zu orten, das vor, während oder nach dem Betrieb aus der Bestrahlungskammer 700 ausläuft. Der Leckortungskreis 762 hat zwei in einer U-Form ausgeführte Elektroden, die an einem flexiblen Kreis mit Kleberücken angeordnet sind. Die Elektroden sind dafür gestaltet, das Anlegen eines Kurzschlusses zu ermöglichen, um auf Unterbrechungen zu prüfen. Das eine Ende jeder Elektrode geht zu einem integrierten Schaltkreis, während das andere Ende jeder Elektrode mit einem Festkörperschalter verknüpft ist. Der Festkörperschalter kann verwendet werden, um auf den Durchgang der Elektroden zu prüfen. Durch Schließen des Schalters werden die Elektroden miteinander kurzgeschlossen. Danach erfaßt der integrierte Schaltkreis den Kurzschluß. Das Schließen des Schalters verursacht eine Situation, die der entspricht, wenn die Elektroden naß werden (d.h., einem Leck). Falls die Elektroden auf irgendeine Weise beschädigt sind, wird die Durchgangsprüfung versagen. Dies ist eine sicher Anzeige, daß die Elektroden nicht beschädigt sind. Diese Prüfung kann jedes Mal beim Systemstart oder periodisch während des normalen Betriebs durchgeführt werden, um zu sichern, daß der Leckortungskreis 762 richtig arbeitet. Der Leckortungskreis 762 trägt dazu bei, zu sichern, daß Lecks nicht während einer ganzen Behandlungssitzung unbemerkt bleiben, weil der Leckortungskreis beschädigt ist. Ein elektrisches Schaltbild des Leckortungskreises 762 wird in 20 bereitgestellt.
B. Zentrifugenkammer
19 illustriert die Zentrifugenkammer 2101 im Querschnitt, wobei das Gehäuse des Turmsystems 2000 entfernt ist. Eine Drehvorrichtung 900 (ebenfalls im Querschnitt), die in der Lage ist, eine 1-Omega-2-Omega-Schleudertechnologie zu benutzen, ist innerhalb der Zentrifugenkammer 2101 angeordnet. Die Drehvorrichtung 900 schließt einen rotierenden Träger 910 und eine Trommelhalteplatte 919 zum drehbaren Befestigen der Zentrifugentrommel 10 (1) ein. Ein Gehäuse 2107 der Zentrifugenkammer 2101 ist vorzugsweise aus Aluminium oder einem anderen leichten haltbaren Metall hergestellt. Alternativ dazu können innerhalb des Turmsystems 2000 andere Drehsysteme, wie beispielsweise das in der US-Patentschrift Nr. 3,986,442 beschriebene, verwendet werden.
Ein Leckortungskreis 2106 wird an einer Rückwand 2108 des Gehäuses 2107 bereitgestellt. Der Leckortungskreis 2106 wird bereitgestellt, um während der Verarbeitung jegliche Lecks innerhalb der Zentrifugentrommel 10 oder der Verbindungsröhren zu erfassen. Der Leckortungskreis 2106 ist identisch mit dem oben beschriebenen Leckortungskreis 762. Ein elektrisches Schaltbild des Leckortungskreises 2106 wird in 21 bereitgestellt.
C. Fluiddurchfluß-Steuerungsetage
22 illustriert die Steuerungsetage 1200 des Turmsystems 2000 (17) ohne eine auf dieselbe geladene Kassette 1100. Die Steuerungsetage 1200 führt das Abschiebern und Pumpen aus, um so den Fluiddurchfluß durch das gesamte Photopheresebesteck 1000 anzutreiben und zu steuern. Vorzugsweise ist die Etage 1200 eine gesonderte Platte 1202, die über Schrauben oder andere Befestigungsmittel, wie beispielsweise Bolzen, Muttern oder Klemmen, am Basisabschnitt 2200 des Turmsystems 2000 befestigt ist. Die Platte 1202 kann aus Stahl, Aluminium oder einem anderen dauerhaften Metall oder Material hergestellt sein.
Die Etage 1200 hat fünf peristaltische Pumpen, die Vollblutpumpe 1301, die Rückführungspumpe 1302, die Wiederumlaufpumpe 1303, die Antikoagulanspumpe 1304 und die Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen, die sich durch die Platte 1202 erstrecken. Die Pumpen 1301 bis 1305 sind so auf der Platte 1202 angeordnet, daß sich die Pumpenschleifenröhren 1120 bis 1124 über und um die Pumpen 1301 bis 1305 erstrecken, wenn die Kassette 1100 für den Betrieb auf die Etage 1200 geladen ist.
Eine Luftblasen-Sensorbaugruppe 1204 und eine HCT-Sensorbaugruppe 1205 werden auf der Platte 1202 bereitgestellt. Die Luftblasen-Sensorbaugruppe 1204 hat drei Rinnen 1206 zum Aufnehmen der Röhren 1114, 1106 und 1119 (25). Die Luftblasen-Sensorbaugruppe 1204 verwendet Ultraschallenergie, um die Röhren 1114, 1106 und 1119 auf Unterschiede in der Dichte zu überwachen, die das Vorhandensein von Luft in den flüssigen Fluiden anzeigen würden, die normalerweise durch dieselben hindurchgehen. Die Röhren 1114, 1106 und 1119 werden überwacht, weil diese Leitungen zum Patienten laufen. Die Luftblasen-Sensorbaugruppe 1204 ist wirksam an das Systemsteuergerät gekoppelt und übermittelt ihm Daten zur Analyse. Falls eine Luftblase erfaßt wird, wird das Systemsteuergerät den Betrieb herunterfahren und durch Verschließen der Röhren 1114, 1106 und 1119 durch Bewegen der Druckstellorgane 1240 bis 1242 zu einer erhöhten Position, wodurch die Röhren 1114, 1106 und 1119, wie oben erörtert, gegen die Kassette 1100 zusammengedrückt werden, und/oder Abschalten der entsprechenden Pumpe einen Fluiddurchfluß in den Patienten verhindern. Die HCT-Sensorbaugruppe 1205 hat eine Rinne 1207 zum Aufnehmen einer HCT-Komponente 1125 der Röhre 1116. Die HCT-Sensorbaugruppe 1205 ist ebenfalls wirksam an das Systemsteuergerät gekoppelt und übermittelt ihm Daten. Nachdem die HCT-Sensorbaugruppe 1205 das Vorhandensein von roten Blutkörperchen in der Röhre 1116 erfaßt, wird das Systemsteuergerät die entsprechende Maßnahme ergrei fen, wie beispielsweise die entsprechende Pumpe anhalten oder eines der Druckstellorgane 1243 bis 1247 aktivieren, um den Fluiddurchfluß durch die Röhre 1116 anzuhalten.
Die Etage 1200 hat ebenfalls fünf Druckstellorgane 1243 bis 1247 und drei Druckstellorgane 1240 bis 1242, die strategisch auf der Platte 1202 angeordnet sind, so daß jedes der Druckstellorgane 1240 bis 1247 mit den entsprechenden Öffnungen 1137 und 1157 ausgerichtet ist, wenn die Kassette 1100 für den Betrieb auf die Etage 1200 geladen ist. Die Druckstellorgane 1240 bis 1247 können zwischen einer abgesenkten Position und einer erhöhten Position bewegt werden. Wie in 22 illustriert, befinden sich die Druckstellorgane 1243 bis 1247 in der abgesenkten Position, und die Druckstellorgane 1240 bis 1242 befinden sich in der erhöhten Position. Wenn sie sich in der erhöhten Position befinden und wenn die Kassette 11000, wie in 25 illustriert, auf die Etage 1200 geladen ist, werden sich die Druckstellorgane 1240 bis 1247 durch die entsprechenden Öffnungen 1137 oder 1157 erstrecken und den Abschnitt des flexiblen Schlauchs, der mit dieser Öffnung ausgerichtet ist, zusammendrücken, wodurch die flexible Röhre zugequetscht wird, so daß kein Fluid hindurchgehen kann. Wenn sie sich in der abgesenkten Position befinden, erstrecken sich die Druckstellorgane 1240 bis 1247 nicht durch die Öffnungen 1137 und 1157 und drücken folglich den flexiblen Schlauch nicht zusammen.
Die Druckstellorgane 1243 bis 1247 sind durch Federn eingezogen, so daß ihre Vorgabeposition ist, sich zur abgesenkten Position zu bewegen, wenn sie nicht aktiviert werden. Die Druckstellorgane 1243 bis 1247 werden unabhängig gesteuert und können unabhängig voneinander angehoben oder abgesenkt werden. Die Druckstellorgane 1240 bis 1242 andererseits sind aneinander gekoppelt. Daher werden, wenn ein Druckstellorgan 1240 bis 1242 abgesenkt oder angehoben wird, die anderen zwei Druckstellorgane 1240 bis 1242 ebenfalls entsprechend abgesenkt oder angehoben. Zusätzlich sind die Druckstellorgane 1240 bis 1242 so gefedert, daß ihre Vorgabeposition ist, sich zur erhöhten Position zu bewegen. Folglich werden sich die Druckstellorgane 1240 bis 1242, falls das System während einer Behandlungssitzung an Leistung verliert, selbsttätig zur erhöhten Position bewegen, wobei sie die Röhren 1114, 1106 und 1119 verschließen und verhindern, daß Fluide in den Patienten eintreten oder ihn verlassen.
Unter Bezugnahme auf 23 und 24 schließt die Etage 1200 ferner das Systemsteuergerät 1210, eine Zylinderbaugruppe 1211, Verteilerbaugruppen 1213, ein Pumpenkabel 1215, ein Pumpenmotorkabel 1216 und eine Synchronriemen-Baugruppe 1217 ein. Das Systemsteuergerät 1210 ist ein entsprechend programmierter integrierter Schaltkreis, der wirksam an die notwendi gen Komponenten des Systems gekoppelt ist, um alle oben erörterten und zum Durchführen einer Photopheresebehandlung nach der vorliegenden Erfindung erforderlichen Funktionen, Wechselwirkungen, Entscheidungen und Reaktionen durchzuführen. Die Zylinderbaugruppe 1211 koppelt jedes der Druckstellorgane 1240 bis 1247 an einen Pneumatikzylinder. Luftanschlüsse 1212 werden an den verschiedenen Elementen der Etage 1200 nach Notwendigkeit bereitgestellt, um Luftleitungen mit den Vorrichtungen und dem entsprechenden der Verteiler 1213 zu verbinden. Daher kann den Vorrichtungen nach Notwendigkeit Luft zugeführt werden, um die notwendige Komponente, wie beispielsweise die Druckstellorgane 1240 bis 1247, zu betätigen. Alle diese Funktionen und die Zeitsteuerung werden durch das Systemsteuergerät 1210 gesteuert. Schließlich schließt die Platte 1202 mehrere Löcher 1215, 1219, 1220, 1221 und 1218 ein, so daß die verschiedenen Komponenten der Etage 1200 richtig in dieselbe geladen werden können und so daß die Etage 1200 am Turmsystem 2000 befestigt werden kann. Im Einzelnen passen die Pumpen 1301 bis 1305 in die Löcher 1314, die HCT-Sensorbaugruppe 1205 paßt in das Loch 1220, die Luftblasen-Detektorbaugruppe 1204 paßt in das Loch 1219, die Druckstellorgane 1240 bis 1247 erstrecken sich durch die Löcher 1218, und Bolzen erstrecken sich durch die Löcher 1221, um die Etage 1200 an der Turmbaugruppe 2000 zu befestigen.
1. Kassettenklemm-Mechanismus
Unter Bezugnahme auf 22 und 25 wird nun das Verfahren erörtert, wodurch die Kassette 1100 in die Etage 1200 geladen und daran befestigt wird. Damit das System 2000 eine Photopheresebehandlung durchführt, muß die Kassette 1100 richtig auf die Etage 1200 geladen werden. Auf Grund des in der vorliegenden Erfindung eingeschlossenen Druckstellorgan-Abschieberungssystems ist es unerläßlich, daß die Kassette 1100 richtig an der Etage 1200 befestigt ist und sich nicht verlagert oder verschoben wird, wenn die Druckstellorgane 1240 bis 1247 Abschnitte des flexiblen Schlauchs durch Zusammendrücken des flexiblen Schlauchs gegen die Abdeckung 1130 der Kassette 1100 (3) verschließen. Jedoch konkurriert diese Forderung mit den erwünschten Zielen einer Leichtigkeit beim Laden der Kassette 1100 auf die Etage 1200 und einer Verringerung von Bedienerfehlern. Alle diese Ziele werden durch den weiter unten beschriebenen Kassettenklemm-Mechanismus erreicht.
Um das Festklemmen der Kassette 1100 an der Etage 1200 zu erleichtern, ist die Etage 1200 mit zwei Rasten 1208 und zwei Drehklemmen 1203 und 1223 versehen. Die Rasten 1208 haben einen Schlitz 1228 nahe der Mitte der Oberplatte. Die Rasten 1208 sind an vorbestimmten Positio nen an der Platte 1202 befestigt, so daß der Abstand zwischen ihnen wesentlich der gleiche ist wie der Abstand zwischen den Laschen 1102 und 1103 an der Kassette 1100. Die Drehklemmen 1203 und 1223 werden in einer geschlossenen Position illustriert. Jedoch können die Drehklemmen 1203 und 1223 von Hand oder durch das selbsttätige Betätigen eines Pneumatikzylinders zu einer offenen Position (nicht illustriert) gedreht werden. Die Drehklemmen 1203 und 1223 werden durch Drehmomentfedern so gefedert, daß sie selbsttätig zur geschlossenen Position zurückkehren, wenn kein zusätzliches Drehmoment ausgeübt wird. Die Drehklemmen 1203 und 1223 werden durch die Synchronriemen-Baugruppe 1217 (24) miteinander verknüpft.
Unter Bezugnahme auf 23 umfaßt nun die Synchronriemen-Baugruppe 1217 einen Synchronriemen 1226, Drehmomentfedergehäuse 1224 und eine Spannbaugruppe 1225. Die Synchronriemen-Baugruppe 1217 koordiniert das Drehen der Drehklemmen 1203 und 1223 so, daß, falls die eine gedreht wird, sich die andere ebenfalls in der gleichen Richtung und im gleichen Ausmaß dreht. Mit anderen Worten, die Drehklemmen 1203 und 1223 sind gekoppelt. Die Spannbaugruppe 1217 sichert, daß der Synchronriemen 1226 unter ausreichender Spannung steht, um die Drehklemme 1203 oder 1223, die koordiniert wird, in Eingriff zu nehmen und zu drehen. Die Drehmomentfedergehäuse 1224 stellen Ummantelungen für die Drehmomentfedern bereit, welche die Drehklemmen 1203 und 1223 zur geschlossenen Position drehen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 22 und 25 wird die Kassette 1100, wenn die Kassette 1100 auf die Etage 1200 geladen wird, in einem Winkel zur Etage 1200 angeordnet, und die Laschen 1102 und 1103 (2) werden mit den Rasten 1208 ausgerichtet. Die Kassette 1100 wird so bewegt, daß die Laschen 1102 und 1103 gleitend in die Rasten 1208 eingesetzt werden. Die Drehklemmen 1203 und 1223 sind zu diesem Zeitpunkt in der geschlossenen Position. Die Rückseite der Kassette 1100 (d.h., die Seite gegenüber den Laschen 1102 und 1103) berührt die Drehklemmen 1203 und 1223, wenn die Laschen 1102 und 1103 in die Rasten 1208 eingesetzt werden. Wenn auf die Kassette 1100 eine Kraft nach unten ausgeübt wird, werden die Drehklemmen 1203 und 1223 zur offenen Position gedreht, was ermöglicht, daß sich die Rückseite der Kassette 1100 nach unten zu einer Position unterhalb von Stegen 1231 der Drehklemmen 1203 und 1223 bewegt. Sobald die Kassette 1100 in dieser Position ist, federn die Drehklemmen 1203 und 1223 von der durch die Drehmomentfedern ausgeübten Kraft zurück und drehen sich zurück zur geschlossenen Position, was die Kassette 1100 an ihrem Platz arretiert. Wenn sie in der arretierten Position ist, kann die Kassette 1100 Aufwärts- und Seitenkräften widerstehen.
Um die Kassette 1100 zu entfernen, nachdem die Behandlungssitzung abgeschlossen ist, werden die Drehklemmen 1203 und 1223 entweder von Hand oder selbsttätig zur offenen Position gedreht. Das selbsttätige Drehen wird durch einen Luftzylinder erleichtert, der an eine Luftleitung und das Systemsteuergerät 1210 gekoppelt ist. Sobald die Drehklemmen 1203 und 1223 in der offenen Position sind, wird die Kassette 1100 durch einfaches Anheben und Herausschieben der Laschen 1102 und 1103 aus den Rasten 1208 entfernt.
2. Selbstladende peristaltische Pumpen
Unter Bezugnahme auf 24 werden die peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 auf der Etage 1200 bereitgestellt und werden verwendet, um Fluide längs gewünschter Bahnen durch das Photopheresebesteck 1000 (1) zu treiben. Die Aktivierung, Deaktivierung, Zeitsteuerung, Geschwindigkeit, Koordination und alle anderen Funktionen der peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 werden durch das Systemsteuergerät 1210 gesteuert. Die peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 sind in der Struktur identisch. Jedoch bestimmt die Anordnung jeder peristaltischen Pumpe 1301 bis 1305 auf der Etage 1200 die Funktion jeder peristaltischen Pumpe 1301 bis 1305 in Bezug darauf, welches Fluid angetrieben wird und längs welcher Bahn. Dies liegt daran, daß die Anordnung der peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 bestimmt, welche Pumpenschleife 1220 bis 1224 darin geladen wird.
Unter Bezugnahme auf 28 und 29 wird nun die Vollblutpumpe 1301 detailliert illustriert. Die Struktur und Funktionsweise der Vollblutpumpe werden in dem Verständnis beschrieben, daß die peristaltischen Pumpen 1301 bis 1305 identisch sind. Die Vollblutpumpe 1301 hat einen Motor 1310, einen Positionssensor 1311, einen Pneumatikzylinder 1312, ein Pneumatikstellorgan 1313, einen Rotor 1314 (am besten illustriert in 30) und ein Gehäuse 1315.
Der Rotor 1314 ist drehbar innerhalb des Gehäuses 1315 angeordnet und steht in betätigbarer Verbindung mit einer Antriebswelle 1316 des Motors 1310. Im Einzelnen ist der Rotor 1314 innerhalb einer gekrümmten Wand 1317 des Gehäuses 1315 so angeordnet, daß er durch den Motor 1310 um eine Achse A-A gedreht werden kann. Wenn der Rotor 1314 innerhalb des Gehäuses 1315 angebracht ist, besteht zwischen dem Rotor 1314 und der gekrümmten Wand 1317 ein Raum 1318. Dieser Raum 1318 ist der Röhrenpumpbereich der Vollblutpumpe 1301, in den die Pumpenschleifenröhre 1121 (33) paßt, wenn sie zum Pumpen geladen wird. Der Positionssensor 1311 ist an die Antriebswelle 1316 des Motors 1310 gekoppelt, so daß die Dreh position des Rotors 1314 durch Überwachen der Antriebswelle 1316 überwacht werden kann. Der Positionssensor 1311 ist wirksam mit dem Systemsteuergerät 1210 (24) verbunden und überträgt Daten zu demselben. Durch Analysieren dieser Daten kann das Systemsteuergerät 1210, das ebenfalls an den Motor 1310 gekoppelt ist, den Motor 1310 aktivieren, um den Rotor 1314 in einer beliebigen gewünschten Drehposition anzuordnen.
Das Gehäuse 1315 schließt ebenfalls einen Gehäuseflansch 1319 ein. Der Gehäuseflansch 1319 wird verwendet, um die Vollblutpumpe 1301 an der Platte 1202 der Etage 1200 (22) zu befestigen. Im Einzelnen erstreckt sich ein Bolzen durch Bolzenlöcher 1320 des Gehäuseflanschs 1319, um Löcher innerhalb der Platte 1202 in Gewindeeingriff zu nehmen. Der Gehäuseflansch 1319 schließt ebenfalls ein Loch (nicht gezeigt) ein, um zu ermöglichen, daß sich das Pneumatikstellorgan 1313 durch dasselbe erstreckt. Dieses Loch ist so bemessen, daß sich das Pneumatikstellorgan 1313 ohne beträchtlichen Widerstand zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position bewegen kann. Das Pneumatikstellorgan 1313 wird durch den Pneumatikzylinder 1312 auf eine kolbenartige Weise durch die Verwendung von Luft aktiviert und deaktiviert. Wenn dem Pneumatikzylinder 1312 Luft zugeführt wird, erstreckt sich das Pneumatikstellorgan durch den Gehäuseflansch 1319 nach oben zu einer angehobenen Position. Wenn die Luftzufuhr zum Pneumatikzylinder 1312 aufhört, fährt sich das Pneumatikstellorgan zurück in den Pneumatikzylinder 1312 ein, wobei es zur abgesenkten Position zurückkehrt. Das Systemsteuergerät 1210 (22) steuert die Zufuhr von Luft zu einem Lufteinlaßloch 1321.
Die gekrümmte Wand 1317 des Gehäuses 1315 enthält zwei Schlitze 1322 (nur einer sichtbar). Die Schlitze 1322 sind auf wesentlich entgegengesetzten Seiten der gekrümmten Wand 1317 angeordnet. Die Schlitze 1322 sind vorgesehen, um zu ermöglichen, daß die Pumpenschleifenröhre 1121 (33) in den Röhrenpumpbereich 1318 paßt. Im Einzelnen gehen der Pumpeneinlaßabschnitt 1150 und die Auslaßabschnitte 1151 (33) der Pumpenschleifenröhre 1121 durch die Schlitze 1322 hindurch.
Unter Hinwendung zu 30 und 31 wird nun der Rotor 1314 entfernt von Gehäuse 1315 illustriert, so daß seine Komponenten deutlicher zu sehen sind. Der Rotor 1314 hat eine Oberseite 1323, eine abgewinkelte Führung 1324, einen Rotorflansch 1325, zwei Führungsrollen 1326, zwei Antriebsrollen 1327 und einen Rotorboden 1328. Die Führungsrollen 1326 und die Antriebsrollen 1327 sind zwischen dem Rotorboden 1328 und einer Bodenfläche 1329 des Rotorflanschs 1325 drehbar um Kerne 1330 befestigt. Wie am besten in 29 illustriert ist, passen die Kerne 1330 in Löcher 1331 des Rotorbodens 1328 und Aussparungen 1332 in der Bodenfläche 1329. Die Führungsrollen 1326 und die Antriebsrollen 1327 passen um die Kerne 1330 und können sich um dieselben drehen. Vorzugsweise werden zwei Führungsrollen 1326 und zwei Antriebsrollen 1327 bereitgestellt. Insbesondere werden die Führungsrollen 1326 und die Antriebsrollen 1327 so am Rotor 1314 bereitgestellt, daß sie sich in einem abwechselnden Muster befinden.
Unter Bezugnahme auf 29 und 31 werden die Antriebsrollen 1327 bereitgestellt, um den Abschnitt der Pumpenschleifenröhre 1121, der in den Röhrenpumpbereich 1318 geladen ist, gegen die Innenseite der gekrümmten Wand 1317 zusammenzudrücken, wenn sich der Rotor 1314 um die Achse A-A dreht, wodurch die Röhre verformt und Fluide gezwungen werden, durch die Röhre zu fließen. Ein Verändern der Drehzahl des Rotors 1314 wird dementsprechend die Durchflußgeschwindigkeit des Fluiddurchflusses durch die Röhre verändern. Die Führungsrollen 1326 werden bereitgestellt, um den Abschnitt der Pumpenschleifenröhre 1121, der in den Röhrenpumpbereich 1318 geladen ist, während des Pumpens richtig ausgerichtet zu halten. Zusätzlich tragen die Führungsrollen 1326 dazu bei, die Pumpenschleifenröhre 1121 richtig in den Röhrenpumpbereich 1318 zu laden. Während die Führungsrollen 1326 so illustriert werden, daß sie einen gleichförmigen Querschnitt haben, ist es vorzuziehen, daß die Oberplatte der Führungsrollen verjüngt ist, um so nahe ihrem Außendurchmesser zu einer schärferen Kante zu kommen. Das Verjüngen der Oberplatte führt zu einer Führungsrolle mit einem asymmetrischen Querschnittsprofil. Die sich verjüngende Ausführungsform trägt dazu bei, ein richtiges Laden des Schlauchs in den Röhrenpumpbereich zu sichern.
Der Rotor 1314 schließt ferner einen Hohlraum 1328 ein, der sich durch dessen Mitte erstreckt. Der Hohlraum 1328 ist dafür ausgelegt, den Rotor 1314 mit der Antriebswelle 1316 des Motors 1310 zu verbinden.
Unter Bezugnahme auf 30 und 32 hat nun der Rotorflansch eine Öffnung 1333. Die Öffnung 1333 wird durch eine vordere Kante 1334 und eine hintere Kante 1335 definiert. Die Begriffe vordere und hintere werden unter der Annahme verwendet, daß ein Drehen des Rotors 1314 im Uhrzeigersinn die Vorwärtsrichtung ist, während ein Drehen des Rotors 1314 gegen den Uhrzeigersinn die Rückwärtsrichtung ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt und kann für Pumpen gegen den Uhrzeigersinn modifiziert werden. Die vordere Kante 1334 ist nach unten in die Öffnung 1333 abgeschrägt. Die hintere Kante 1335 erstreckt sich höher von der Oberseite des Rotorflanschs 1325 als die vordere Kante 1334. Die vordere Kante wird für die hintere Kante bereitgestellt, um die Pumpenschleifenröhre 1121 zu erfassen und in den Röhrenpumpbereich 1318 einzuführen, nachdem der Rotor 1314 in der Vorwärtsrichtung gedreht wird.
Der Rotor 1314 hat ebenfalls die abgewinkelte Führung 1324, die sich von Rotorflansch 1325 in einem umgekehrten Winkel nach oben erstreckt. Die abgewinkelte Führung 1324 wird bereitgestellt, um die Pumpenschleifenröhre 1121 zum Rotorflansch 1325 hin zu verschieben, nachdem der Rotor 1314 in der Vorwärtsrichtung gedreht wird. Vorzugsweise hat die abgewinkelte Führung 1324 einen erhöhten Steg 1336, der längs der Oberseite 1323 verläuft, für einen manuellen Eingriff durch einen Bediener, falls notwendig. Insbesondere ist die abgewinkelte Führung 1324 vor der vorderen Kante 1334 angeordnet.
Unter Bezugnahme auf 28 und 33 kann die Vollblutpumpe 1301 nun selbsttätig die Pumpenschleifenröhre 1121 in den Röhrenpumpbereich 1318 und aus demselben laden. Unter Verwendung des Positionssensors 1311 wird der Rotor 1314 zu einer Ladeposition gedreht, in der die abgewinkelte Führung 1324 der Kassette 1100 gegenüberliegen wird, wenn die Kassette 1100 auf die Etage 1200 (25) geladen wird. Im Einzelnen wird der Rotor 1314 in eine Position voreingestellt, so daß die abgewinkelte Führung 1324 zwischen dem Einlaßabschnitt 1150 und dem Auslaßabschnitt 1151 der Pumpenschleife 1121 angeordnet ist, wenn die Kassette 1100 an der Etage befestigt ist, wie in 13 illustriert wird. Wenn die Kassette 1100 an der Etage 1200 befestigt ist, erstreckt sich die Pumpenschleifenröhre 1121 über und um den Rotor 1314. Das Pneumatikstellorgan 1313 ist zu diesem Zeitpunkt in der abgesenkten Position.
Sobald die Kassette 1100 richtig befestigt ist und das System bereit ist, wird der Rotor 1314 im Uhrzeigersinn (d.h., in der Vorwärtsrichtung) gedreht. Wenn sich der Rotor 1314 dreht, wird die Pumpenschleifenröhre 1121 durch die abgewinkelte Führung 1324 berührt und verschiebt sich gegen die Oberseite des Rotorflanschs 1325. Die Abschnitte der Pumpenschleifenröhre 1121, die gegen den Rotorflansch 1325 verschoben werden, werden danach durch die hintere Kante 1335 berührt und durch die Öffnung 1333 nach unten in den Röhrenpumpbereich 1318 eingespeist. Eine Führungsrolle 1326 wird unmittelbar nach der Öffnung 1333 bereitgestellt, um den Schlauch zum Pumpen durch die Antriebsrollen 1327 richtig innerhalb der Röhrenpumpkammer anzuordnen. Wenn sie geladen ist, gehen der Einlaßabschnitt 150 und der Auslaßabschnitt 1151 der Pumpenschleifenröhre 1121 durch die Schlitze 1322 der gekrümmten Wand 1317 hindurch. Es werden anderthalb Umdrehungen benötigt, um den Schlauch vollständig zu laden.
Um die Pumpenschleifenröhre 1121 selbsttätig aus der Vollblutpumpe 1301 zu entladen, nachdem die Behandlung abgeschlossen ist, wird der Rotor 1314 zu einer Position gedreht, in der die Öffnung 1333 mit dem Schlitz 1322 ausgerichtet ist, durch den der Auslaßabschnitt 1151 hindurchgeht. Sobald sie ausgerichtet ist, wird das Pneumatikstellorgan 1313 aktiviert und zur angehobenen Position ausgefahren, wobei es den Auslaßabschnitt 1151 berührt und zu einer Höhe oberhalb der hinteren Kante 1335 anhebt. Der Rotor 1314 wird danach gegen den Uhrzeigersinn gedreht, was bewirkt, daß die hintere Kante 1335 die Pumpenschleifenröhre 1121 berührt und über die Öffnung 1333 aus dem Röhrenpumpbereich 1318 entfernt.
D. Infrarot-Kommunikation
Unter Bezugnahme auf 34 schließt das Turmsystem 2000 (17) vorzugsweise ferner eine drahtlose Infrarot-(„IR"-)Kommunikationsschnittstelle (nicht gezeigt) ein. Die drahtlose IR-Schnittstelle besteht aus drei Hauptelementen, dem Systemsteuergerät 1210, einem integrierten IrDA-Protokoll-Schaltkreis 1381 und einem hDA-Transceiver-Anschluß 1382. Die IR-Kommunikationsschnittstelle ist in der Lage, Daten über IR-Signale von einem entfernten Rechner oder einem anderen Gerät mit IR-Fähigkeiten sowohl zu senden als auch zu empfangen. Beim Senden von Daten sendet das Systemsteuergerät 1210 serielle Kommunikationsdaten zum IrDA-Protokoll-Chip 1381, um die Daten zwischenzuspeichern. Der IrDA-Protokoll-Chip 1381 fügt dem übertragenen String zusätzliche Daten und andere Kommunikationsinformationen hinzu und sendet ihn danach zum IrDA-Transceiver 1382. Der Transceiver 1382 wandelt die elektrisch übertragenen Daten in codierte Lichtimpulse um und überträgt sie über einen Lichtsender zu einem entfernten Gerät.
Beim Empfangen der Daten werden durch einen auf dem Transceiverchip 1382 angeordneten Fotodetektor IR-Datenimpulse empfangen. Der Transceiverchip 1382 wandelt die optischen Lichtimpulse in elektrische Daten um und sendet den Datenstrom zum IrDA-Protokoll-Chip 1381, wo das elektrische Signal von dem Steuerungs- und dem zusätzlichen IrDA-Protokoll-Inhalt getrennt wird. Die verbleibenden Daten werden danach zum Systemsteuergerät 1210 gesendet, wo der Datenstrom nach dem Kommunikationsprotokoll analysiert wird.
Durch Einbeziehen einer IR-Kommunikationsschnittstelle am Turmsystem 2000 können Echtzeitdaten bezüglich einer Behandlungssitzung zum Aufzeichnen, Analysieren oder weiteren Übermitteln zu einem entfernten Gerät übertragen werden. Daten können über IR-Signale zum Turmsystem 2000 gesendet werden, um die Behandlung zu steuern oder zu ermöglichen, daß Protokolle in einem Blendzustand verändert werden. Zusätzlich stören IR-Signale keine andere Krankenhausausrüstung, wie andere drahtlose Übertragungsverfahren, wie beispielsweise Hochfrequenz.
III. Photopherese-Behandlungsverfahren
Unter gemeinsamer Bezugnahme auf 26, ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform der Erfindung illustriert, welche die Photoaktivierung von Buffy Coat einschließt, und 27, eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die bei einer solchen Ausführungsform eingesetzt werden kann, beginnt 1400 das Verfahren mit einem Patienten 600, angeschlossen mit Hilfe eines Nadeladapters 1193, der eine Nadel zum Abziehen von Blut trägt, und einem Nadeladapter 1194, der eine andere Nadel zum Zurückführen von behandeltem Blut und anderen Fragmenten trägt. Ein Kochsalzlösungsbeutel 55 ist durch den Verbinder 1190 angeschlossen, und ein Antikoagulansbeutel 54 ist durch den Verbinder 1191 angeschlossen. Die Stellorgane 1240, 1241 und 1242 werden geöffnet, die Antikoagulanspumpe 1304 wird angeschaltet, und das Kochsalzlösungsstellorgan 1246 wird geöffnet, so daß der gesamte verfügbare Röhrensatz mit Kochsalzlösung 55 und Antikoagulans 54 vorbereitet 1401 wird. Die Zentrifuge 10 wird angeschaltet 1402, und ein Blut-Antikoagulans-Gemisch wird zur Zentrifugentrommel 10 gepumpt 1403, wobei die Antikoagulanspumpe 1304 und die Vollblutpumpe 1301 in einem Geschwindigkeitsverhältnis von 1:10 gesteuert werden.
Wenn das aufgefangene Volumen 150 ml erreicht 1404, wird die Rückführungspumpe 1302 auf die Geschwindigkeit der Auffangpumpe 1301 gesetzt 1405, bis an einem HCT-Sensor (nicht gezeigt) in der Zentrifugenkammer 1201 (19) rote Blutkörperchen erfaßt 1406 werden. Die dichtgepackten roten Blutkörperchen und die Buffy Coat haben sich an diesem Punkt in der schleudernden Zentrifugentrommel angesammelt und werden mit einer durch den Prozessor gesteuerten Geschwindigkeit hinausgepumpt, welche die rote Zell-Linie auf dem Sensorschnittstellenniveau erhält.
Danach wird die Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen auf 35% der Einlaßpumpengeschwindigkeit gestellt 1407, während die Geschwindigkeit gesteuert wird 1408, um die Zell-Linie auf dem Schnittstellenniveau zu erhalten, bis das Auffangzyklusvolumen erreicht ist 1409, wobei an die sem Punkt die Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen abgeschaltet wird 1410, und die Fluidbahn zum Behandlungsbeutel 50 über den HCT-Sensor 1125 wird durch Absenken des Stellorgans 1244 geöffnet und hält an, wenn der HCT-Sensor 1125 rote Blutkörperchen erfaßt 1411. Das „Auffangzyklusvolumen" ist definiert als das Vollblut-Verarbeitungsziel, dividiert durch die Zahl von Auffangzyklen, zum Beispiel kann ein Vollblut-Verarbeitungsziel von 1500 ml 6 Zyklen erfordern und so ist 1500/6 ein Volumen von 250 ml. Wenn bei 1410 weiter Vollblut vom Patienten der Trommel zugeführt wird und die Pumpe für rote Blutkörperchen abgeschaltet ist, werden sich rote Blutkörperchen ansammeln und werden die Buffy Coat aus dem Inneren der Trommel 10 hinausschieben. Die roten Blutkörperchen werden verwendet, um die Buffy Coat hinauszuschieben und werden durch den Abfluß-Hämatokrit-(HCT-)Sensor erfaßt, was anzeigt, daß die Buffy Coat aufgefangen worden ist.
Falls ein weiterer Zyklus benötigt wird 1412, wird die Abflußbahn der Zentrifuge 10 zum Plasmabeutel 51 zurückgeführt 1413, und die Geschwindigkeit der Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen wird auf die Geschwindigkeit der Einlaßpumpe 1301 gesteigert 1413, bis rote Blutkörperchen erfaßt werden 1414, was der Beginn des zweiten Zyklus ist. Fall kein weiterer Zyklus benötigt wird 1412, wird die Zentrifuge 10 abgeschaltet 1415, und die Einlaßpumpe 1301 und die Antikoagulanspumpe 1304 werden auf die KVO-Rate, bei dieser Ausführungsform 10 ml/h, gestellt. Die Abflußbahn wird zum Plasmabeutel 51 gerichtet 1416, die Geschwindigkeit der Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen wird auf 75 ml/h gestellt 1417, die Wiederumlaufpumpe 1303 und die Photoaktivierungslampen werden angeschaltet 1418, für einen zum Behandeln der Buffy Coat ausreichenden Zeitraum, berechnet durch das Steuergerät in Abhängigkeit von dem Volumen und der Art der behandelten Krankheit.
Wenn die Trommel 10 leer ist 1419, wird die Pumpe 1305 für rote Blutkörperchen abgeschaltet 1420, und der Plasmabeutel 51 wird durch Öffnen des Stellorgans 1247 und Fortführen der Rückführungspumpe 1302 entleert 1421. Die Rückführungspumpe 1302 wird abgeschaltet 1422, wenn der Plasmabeutel 51 leer ist, und wenn die Photoaktivierung abgeschlossen ist 1423, werden die behandelten Zellen mit Hilfe der Rückführungspumpe 1302 von der Platte 700 zum Patienten zurückgeführt 1424. Kochsalzlösung wird verwendet, um das System zu spülen, und die Spülung wird zum Patienten zurückgeführt, was das Verfahren abschließt 1425.
Das Antikoagulans, das Blut von Patienten und das Fluid zurück zum Patienten werden alle durch die Luftdetektoren 1204 und 1202 überwacht, und das Fluid zurück zum Patienten geht durch eine Tropfkammer und den Filter 1500. Die Pumpen 1304, 1301, 1302, 1303 und 1305, die Stellorgane 1240, 1241, 1242, 1243, 1244, 1245, 1246 und 1247 und das Schleudern der Trommel 10 werden alle durch den programmierten Prozessor im Turm gesteuert.
Das Verfahren und die damit verbundene Vorrichtung haben bedeutsame Vorzüge gegenüber Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik insofern, als die Erfindung ermöglicht, daß die Buffy Coat länger in der Trommel ist, weil rote Blutkörperchen abgezogen werden, während die Buffy Coat während des Zentrifugierens in der Trommel aufgefangen wird, was mehr Buffy Coat in der Trommel hält, bis die gewünschte Menge an Buffy-Coat-Zellen aufgefangen ist, bevor die aufgefangenen Buffy-Zellen abgezogen werden. Blutplättchen, Leukozyten und andere Buffy-Coat-Fraktionen können aufgefangen werden, statt sie mit Plasma zum Patienten zurückzuführen, wie es das illustrierte Verfahren tut.
Es hat sich gezeigt, daß ein Steigern der Zeit, über welche die Buffy Coat 820 einer Drehbewegung in der Zentrifugentrommel 10 ausgesetzt ist, einen „saubereren Schnitt" an Buffy Coat 820 ergibt. Ein „saubererer Schnitt" bedeutet, daß die Hämatokritzahl (HCT%) vermindert wird. HCT% ist die Menge an roten Blutkörperchen, die pro Volumen an Buffy Coat vorhanden sind. Die Zeitdauer, über welche die Buffy Coat 820 einer Drehbewegung in der Zentrifugentrommel 10 ausgesetzt ist, kann auf die folgende Weise auf ein Maximum gesteigert werden. Zuerst wird das Vollblut 800 dem ersten Mantelkanal 420 zugeführt, wenn sich die Zentrifugentrommel 10 dreht. Wie oben erörtert, wird das Vollblut 800 in Buffy Coat 820 und RBC 810 getrennt, wenn es sich auf der unteren Platte 300 nach außen bewegt. Der zweite Mantelkanal 410 und der dritte Mantelkanal 740 sind zu dieser Zeit geschlossen. Das Einströmen von Vollblut 800 wird fortgesetzt, bis das Trennungsvolumen 220 mit einer Kombination von Buffy Coat 820 nahe dem Oberteil und RBC 810 nahe dem Boden der Zentrifugentrommel 10 gefüllt ist. Durch Entfernen der RBC 810 aus der Zentrifugentrommel 10 nur über den zweiten Mantelkanal 410 wird ein zusätzliches Volumen für das Einströmen von Vollblut 800 geschaffen, und die nicht entfernte Buffy Coat 820 wird über einen ausgedehnten Zeitraum Rotationskräften ausgesetzt. Wenn sich die Zentrifugentrommel 10 weiterdreht, werden einige der RBC 810, die in der Buffy Coat 820 mitgerissen werden können, zum Boden der Zentrifugentrommel 10 und weg von dem dritten Mantelkanal 740 und der Buffy Coat 820 gezogen. Folglich hat, wenn der dritte Mantelkanal 740 geöffnet wird, die Buffy Coat 820, die entfernt wird, einen niedrigeren HCT%. Durch Steuern der Einströmungsgeschwindigkeit des Vollbluts 800 und der Ausströmungsgeschwindigkeiten der Buffy Coat 820 und der RBC 810 kann ein stabiler Zustand erreicht werden, der eine Buffy Coat 820 mit einem annähernd gleichbleibenden HCT% ergibt.
Das Beseitigen der Chargenverarbeitung und die verbesserten Ausbeuten, die durch die vorliegende Erfindung erreicht werden, haben die Behandlungszeit verringert, die notwendig ist, um Patienten richtig zu behandeln. Für einen Erwachsenen mittlerer Größe müssen 90 bis 100 ml an Buffy Coat/weißen Blutkörperchen aufgefangen werden, um eine vollständige Photopheresebehandlung durchzuführen. Um diese Menge an Buffy Coat/weißen Blutkörperchen aufzufangen, muß die vorliegende Erfindung rund 1,5 Liter an Vollblut verarbeiten. Die erforderliche Menge an Buffy Coat/weißen Blutkörperchen kann unter Verwendung der vorliegenden Erfindung in etwa 30 bis 45 Minuten aus den 1,5 Liter an Vollblut entfernt werden, wobei rund 60% oder mehr der Gesamtmenge der Buffy Coat/weißen Blutkörperchen, die dem Trennungsverfahren unterworfen werden, aufgefangen werden. Die aufgefangenen Buffy Coat/weißen Blutkörperchen haben einen HCT von 2% oder weniger. Im Vergleich braucht eine vorhandene Vorrichtung, die UVAR XTS, rund 90 Minuten, um 1,5 Liter an Vollblut zu verarbeiten, um die ausreichende Menge an Buffy Coat/weißen Blutkörperchen zu gewinnen. Die UVAR XTS fängt nur rund 50% der Gesamtmenge der Buffy Coat/weißen Blutkörperchen, die dem Trennungsverfahren unterworfen werden, auf. Der HCT der durch die UVAR XTS aufgefangenen Buffy Coat/weißen Blutkörperchen liegt bei rund 2%, aber nicht wesentlich darunter. Eine andere vorhandene Vorrichtung, die Cobe Spectra^TM von Gambro, muß 10 Liter an Vollblut verarbeiten, um die ausreichende Menge an Buffy Coat/weißen Blutkörperchen aufzufangen. Dies dauert typischerweise rund 150 Minuten, wobei nur 10 bis 15% der Gesamtmenge der Buffy Coat/weißen Blutkörperchen, die dem Trennungsverfahren unterworfen werden, aufgefangen werden, und sie einen HCT von etwa 2% haben. Es ist folglich entdeckt worden, daß die vorliegende Erfindung die gleichen Funktionen in weniger als 70 Minuten ausführen kann, während vorhandene Vorrichtungen und Systeme ungefähr von 152 bis 225 Minuten erfordern, um die erforderliche Menge an weißen Blutkörperchen oder Buffy Coat abzutrennen, zu verarbeiten, zu behandeln und zu reinfundieren. Diese Zeiten schließen nicht die Patientenvorbereitung oder die Vorbereitungszeit ein. Die Zeiten zeigen nur die Gesamtzeit an, über die der Patient an das System angeschlossen ist.

Claims

Vorrichtung zum Trennen von Komponenten eines Fluids, die folgendes umfaßt: ein Außengehäuse (100A) mit einem oberen Gehäuseende (110A) und einem unteren Gehäuseende (190A), wobei das Außengehäuse (100A) im Durchmesser von dem oberen Gehäuseende (110A) zu dem unteren Gehäuseende (190A) zunimmt und das untere Gehäuseende (190A) einen Gehäuseboden (180A) aufweist, und das obere Gehäuseende (110A) einen Gehäuseauslaß (700A) aufweist, und das Außengehäuse (100A) dafür eingerichtet ist, sich um eine Mittelachse zu drehen; wobei das Außengehäuse (100A) einen Kern (200A) in seinem Innenvolumen (710A) aufweist; der Kern (200A) eine Außenwand (210A), ein oberes Kernende (205A) und ein unteres Kernende (295A) aufweist; der Kern (200A) mit dem Außengehäuse (100A) zur Drehung damit verbunden ist; und ein Trennungsvolumen zwischen dem Kern (200A) und dem Außengehäuse (100A) zur Verfügung stellt; wobei das Kernende einen Lumenverbinder (481A) und eine Lumenverbinderoberseite (482A) aufweist; ein Lumen Fluidverbindungen von dem Gehäuseauslaß (700A) zur Verfügung stellt, die sich axial entlang der Mittelachse zu dem Gehäuseboden (180A) erstrecken; und eine Verbindungshülse (500A), die mit dem Lumenverbinder eine Kammer bildet und Fluidverbindungen zwischen dem Gehäuseauslaß (700A) und dem Trennungsvolumen zur Verfügung stellt; gekennzeichnet durch ein weiteres Lumen zum Bereitstellen einer Fluidverbindung von dem Gehäuseauslaß (700A) durch den Lumenverbinder (481A) und dann radial nach außen durch den Kern (200A) zu dem Fluidtrennungsvolumen, wobei das weitere Lumen nachfolgend als das erste Lumen und das erste erwähnte Lumen nachfolgend als das zweite Lumen bezeichnet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Lumen sich radial nach außen zu dem Außengehäuse (100A) etwa auf halbem Weg zu dem Gehäuseboden (180A) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das erste Lumen sich radial nach außen zu dem Außengehäuse (100A) etwa auf halbem Weg zu dem Gehäuseboden (180A) durch einen bis acht Kanäle erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Außenwand des Kerns (200A) im Durchmesser von dem oberen Ende (205A) zu dem unteren Ende (295A) zunimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine Verbindungshülse (500A) dafür eingerichtet ist, an der Vorrichtung nahe des Gehäuseauslasses (700A) des Außengehäuses (100A) drehbar daran befestigt zu werden, wobei die Verbindungshülse (500A) dafür eingerichtet ist, fluidtechnisch einen ersten Mantelkanal, zweite Mantelkanäle und eine Kammer zu verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Außengehäuse (100A) ein Innenvolumen (710A) aufweist; der Kern ein Oberkern (200A) mit einer Außenwand, einem oberen Oberkernende und einem unteren Oberkernende ist und ein oberstes koaxiales Volumen des Innenvolumens (710A) des Außengehäuses (100A) einnimmt; und ein oberstes Trennungsvolumen zwischen dem Oberkern und dem Außengehäuse zur Verfügung stellt; das obere Oberkernende einen Lumenverbinder aufweist; der Lumenverbinder eine erste Lumenwand aufweist, die sich von einer Oberseite des Lumenverbinders nach unten erstreckt; der Lumenverbinder weiterhin eine innere Lumenwand in der ersten Lumenwand aufweist und sich von der Oberseite nach unten erstreckt; und die innere Lumenwand ein oberstes Wandende und ein Bodenwandende aufweist; wobei die Vorrichtung weiterhin folgendes umfaßt: eine obere Platte mit einer Oberseite, einer Bodenseite, eine zweite Lumenwand, die sich über die Oberseite erstreckt; wobei die obere Platte dafür eingerichtet ist, eine dichte Passung mit dem unteren Oberkernende zu bilden, um sich damit zu drehen; die zweite Lumenwand (402A) dafür eingerichtet ist, mit der ersten Lumenwand (401A) zu überlappen, um ein Lumen (400A) mit einem oberen Lumenende (480A) und einem unteren Lumenende (490A) zu bilden; das Lumen (400A) sich axial durch den Kern (200A) erstreckt unter Bildung eines ersten Mantelkanals (420A) zum Einströmen des Fluids (800) und das Lumen eine Fluidverbindung mit dem Trennungsvolumen (220A) über eine Rinne (305A) aufweist; einen Bodenkern (201A) mit einer Außenwand (211A), einer Oberseite (309A), die die Bodenseite (297A) der oberen Platte (299A) zur Drehung damit berührt und damit verbunden ist; ein oberes Bodenkernende (206A), ein unteres Bodenkernende (296A), die Oberseite (309A) einen Einschnitt (186A) und eine Rinne (305A) und eine Lumenwand (324A) aufweist, die ein oberes Wandende (324C) und ein unteres Wandende (324B) besitzt; der Bodenkern ein unterstes koaxiales Volumen des Innenvolumens (710A) des Außengehäuses (100A) einnimmt; das obere Wandende (324C) der Lumenwand (324A) dafür eingerichtet ist, mit dem Bodenwandende (324B) der inneren Lumenwand (325A) in Eingriff zu stehen, um ein inneres Lumen (400B) mit einem oberen Lumenende (325C) und einem unteren Lumenende (324B) zu bilden; wobei das innere Lumen (400B) einen zweiten Mantelkanal (410A) bildet, um eine erste abgetrennte Fluidkomponente (810) zu entfernen; eine untere Platte (300A) mit einer Oberseite (730A), einer Bodenseite (730B) und einem Hohlzylinder (320A) nahe dem Zentrum der unteren Platte (300A), wobei der Hohlzylinder (320A) eine Öffnung (302A) aufweist, die dafür eingerichtet ist, mit dem unteren Wandende (324B) des Lumens (324A) in Eingriff zu stehen; und die untere Platte (300A) einen Umfang aufweist, der dafür eingerichtet ist, eine dichte Passung mit dem unteren Bodenkernende (296A) zur Drehung damit zu bilden; und wobei die Verbindungshülse einen Hülsenflansch aufweist, der eine Lumenbefestigungsvertiefung umgibt; die Lumenbefestigungsvertiefung und die Oberseite des Lumenverbinders in Eingriff stehen, um eine Mantelkammer zum Entfernen einer zweiten abgetrennten Fluidkomponente zu bilden; und die Verbindungshülse weiterhin dafür eingerichtet ist, an der Vorrichtung nahe des Gehäuseauslasses des Außengehäuses zur Drehung damit befestigt zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Außenwand (210A) des Oberkerns (200A) im Durchmesser von dem oberen Ende (205A) zu dem unteren Ende (295A) zunimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Außenwand (211A) des Bodenkerns (201A) im Durchmesser von dem oberen Ende (206A) zu dem unteren Ende (296A) zunimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Lumen (400A) eine Höhe (404A) aufweist, und die Lumenwand (324A) eine Höhe (324F) aufweist, und die Höhe (404A) des Lumens (400A) etwa ein Drittel bis etwa das Vierfache der Höhe (324F) der Lumenwand (324A) beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der die Höhe (404A) des Lumens (400A) und die Höhe der Lumenwand (324A) etwa gleich sind.