CN103415309A - 用于从血液中或者从血液衍生物中除去物质的改进的过滤器以及用于获得所述过滤器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从全血中或者从血液衍生物中除去物质的过滤器，所述物质包括作为非限制性实例的白细胞和血小板，所述过滤器包含容纳层状的过滤器元件的壳体，至少一层该层状的过滤器元件涂覆有聚氨酯；该聚氨酯的分子量为10,000道尔顿至20,000道尔顿。还要求保护形成用于如前所述之过滤器的层状的过滤器元件的方法，其中至少一层该过滤器元件浸渍有聚氨酯，所述浸渍通过将所述过滤器元件浸入容纳其中存在所述聚氨酯的混合物的容器中进行。该混合物由其中聚氨酯溶解于极性溶剂如水中的溶液组成。

Description

用于从血液中或者从血液衍生物中除去物质的改进的过滤器以及用于获得所述过滤器的方法

根据主权利要求的介绍，本发明涉及一种用于从血液中或者从血液衍生物中除去物质(特别是如白细胞和血小板)的过滤器。根据相应的独立权利要求，本发明还涉及用于形成上述过滤器的方法。

用于输注的血液成分的过滤是经常对取自供体的血液实施的已知实践。该过滤或纯化的主要目的是尽可能地减少被输注血液中白细胞的存在(白细胞去除(leukodepletion))以及其中血小板的存在，以减少与输注相关的可能的有害影响，如：异源免疫；非溶血性发热性输注反应的预防(non-hemolytic febrile transfusion reaction prevention)；由巨细胞病毒引起的感染；细胞因子释放的减少等。

因此，在制备血液成分时，使用过滤器来进行白细胞去除变得普遍，并且事实上是由监管机构所推荐和规定的实践。

特别参考这些产品，目前可用的过滤器包括壳体，所述壳体一般为塑性材料，提供入口和出口，入口和出口二者均连接至管，血液经过管流动进入和离开壳体。该壳体包含通常层状的过滤器元件，所述过滤器元件一般由筛网、膜或更通常地由非织造织物组成。最常用于非织造织物的聚合物是聚酯，尤其是PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)。US4701267描述了用于从包含白细胞的悬液中除去白细胞的过滤器单元，特别描述了使用具有特定尺寸和密度之纤维的非织造织物的过滤器元件。该专利描述了特别用于生产这种非织造织物的构成纤维的材料。

EP329303描述了用于在来源于血液的血小板浓缩物中进行白细胞去除的方法和设备；文中描述了以PTFE(聚四氟乙烯)、PBT或具有羟基或阴离子基团的其它纤维获得的过滤器装置。特别描述了使用聚酯、聚酰胺和丙烯酸纤维。

过滤器材料通常是通过聚集过滤层而获得的，所述过滤层的物理特征(如渗透性、平均孔隙尺寸、平均纤维尺寸和表面张力)不同。过滤的结果是白细胞被除去：通过与细胞尺寸(筛选过滤)相关的物理机械作用(筛选)，通过白细胞附着至合成纤维(深度过滤)的能力(与细胞尺寸无关)，以及通过与存在于细胞膜外表面上的具有附着特性的蛋白质分子(整联蛋白(intergrine)、选择素(selectine)、免疫球蛋白类似物(immunoglobulin-like))的存在相关的生物学现象的影响。过滤器材料的表面张力在确定过滤器的液压强度中以及在促进或不促进控制从血液中除去特定物质(白细胞)的有效性的吸附作用中极其重要。

在这方面，已知材料的高表面张力减少了血液过滤过程中血小板的附着现象。相反，过滤材料的低表面张力使得与滤液引发疏水反应，跨过过滤器的压降更大(相等压力差的通过量(throughput)更小)，渗透均匀性不足，经优先回路相对形成通道。

上述类型的过滤器及其生产方法是已知的。例如，EP1897571描述了一种用于从血液或血液衍生物中除去物质的过滤器，其包含具有聚氨酯涂层的过滤用聚合物材料，其中聚氨酯涂层的平均分子量不大于10,000道尔顿(Da)。这种聚氨酯是通过脂肪族二异氰酸脂、聚乙二醇和丁二醇的加成反应，采用过量的后者，使得该加成反应在化学计量上不平衡而获得的。

这种已知的过滤器是通过涉及使用需要特别注意其处理的污染物化学产品的方法而获得的。这导致生产成本乃至所获得的最终产品之成本的增加。

另一专利文献WO2005/113136描述了用于白细胞吸附的平均分子量等于或大于20,000Da的聚氨酯材料，该现有技术文献陈述了使用分子量小于20,000Da的聚氨酯是不适当的，因为该分子量对于待用于白细胞去除的材料而言太低。

因此，这两个现有技术专利都描述了使用至少一层涂覆有聚氨酯的过滤器元件的白细胞去除过滤器。然而，该涂层可示出可能不足以适当地过滤血液的分子量，或者相反根据本发明人所述的适当的分子量；但是将其应用于非制造织物使用涉及以下的方法：使用会给环境带来高风险的化学溶剂。因此就这些方法的实施而言，要求用以防止污染物排放到大气中的手段，这些手段意味着一些成本被转移到最终的产品。

本发明的一个目的是提供一种能够从血液中除去物质的过滤器及其形成方法，其代表了对类似的已知过滤器和方法的改进。本发明的一个特别目的是提供具有高白细胞保留和高血小板保留的过滤器，其具有极低的非期望释放和最佳的过滤次数，并且可以通过考虑到环境并且具有低环境影响的方法获得。

另一目的是提供一种具有低实施成本和高效率的所述类型的方法。

根据附随的权利要求，通过过滤器及其形成方法达到了对于本领域技术人员而言明显的上述及其它目的。

根据本发明，过滤器由非制造织物制成，所述非织造织物由PBT层(或疏水基底)组成，PBT具有低表面张力和高疏水性。该过滤器包含至少一层这样的材料。

所述层涂覆有聚氨酯材料，聚氨酯材料的分子量为10,000Da至20,000Da，有利地为12,000Da至18,000Da，优选为15,000Da到17,500Da。在这方面，出乎意料地发现：可以用分子量在前述范围内的聚氨酯形成用于从血液中除去白细胞和血小板的过滤器。特别地，用这些数值已显示可以以10⁴至10⁶倍的数量级的值降低白细胞的总数目。

聚氨酯涂层通过浸渍技术而施加于疏水基底，其通过将所述疏水基底浸入其中存在混合物的容器中来进行，所述混合物含有受控浓度的聚氨酯。该混合物由其中聚氨酯溶解于例如异丙醇或者丙二醇甲醚的惰性极性有机溶剂中的溶液、或者优选由水中的分散体组成。无论是在有机溶液中还是在水性分散体中，所述混合物中的聚氨酯浓度为按重量计0.5％至20％，优选为约8％。

可替选地，可以使用惰性极性有机溶剂混合物与水的混合物的溶液或悬液。

以下被用作聚氨酯成分：脂肪族异氰酸酯(异氰酸酯-N＝C＝O基团)，其特征与二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)类似；多元醇(通常是聚乙二醇或者聚酯)，异氰酸酯与之反应形成氨酯键(urethane bond)。

浸渍技术是常规的，并且由将非纺织织物浸入容纳混合物的容器中组成。涂覆在非织造织物层上的聚氨酯的作用是增加非织造织物层的表面张力。因此，该层就丧失了疏水特征，并且变得亲水和易于用水润湿。此外，非织造织物的涂覆使得过滤层的平均孔隙直径控制在3微米至15微米，因此，使得可以因待通过机械过滤而除去的血液成分的平均直径而获得特定的过滤特征。例如，如从文献中报道和已知的，白细胞的平均直径为4微米至10微米，红细胞的平均直径为7微米至8微米。

涂覆有聚氨酯的非织造织物层可以夹在在已知类型的疏水层之间(或者在亲水性比涂覆有聚氨酯的非织造织物层差的材料层之间)。

因为形成过滤器的特殊方法，所以可以以对环境无危险也不污染环境的方式获得过滤器。这使得可以避免用于浸渍过程的特别昂贵的控制仪器，也可以避免那些用于目前已知的过滤层的浸渍中之在现有技术中使用的溶剂或产品(如PBT)的处理成本。该费用的节约在成品成本中明显地反映出来。

现通过本发明过滤器的以下实施例来对本发明进行进一步说明，这些实施例是非限制性的。

由所述实施例发现，通过使用聚氨酯的水性分散体来代替有机溶剂的溶液，可以获得具有更高涂覆稳定性的过滤器，其通过比从有机溶剂的溶液中获得的水中残余物值小的水中残余物值而证实。

实施例1

使用了分子量为12kDa至18kDa的聚氨酯在水中的分散体，聚合物含量为按重量计5％。该分散体通过以下方法获得：将多元醇与异氰酸酯成分溶解于酮溶剂中，然后分散于水中；最后通过蒸馏除去溶剂。

通过在保持于环境温度的分散体中浸润来将聚氨酯涂层施加至PBT非织造织物，在60℃下干燥，干燥20小时之后，将其在50℃下于渗透水(osmotized water)中洗涤。然后在60℃下干燥。

实施例2

使用了分子量为12kDa至18kDa的聚氨酯在水中的分散体，其是这样得到的：通过在环境温度下于水中稀释聚氨酯分散体，PU含量为按重量计50％，并且进一步添加水以达到按重量计为0.5％的聚合物含量。

聚氨酯是由NOVOTEX ITALIANA SPA公司生产的NORETHANEWB8301。

通过在保持于环境温度的分散体中浸渍来将聚氨酯涂层施加至PBT的非织造织物，在50℃下干燥。干燥20小时之后，将其在40℃下于渗透水中洗涤。然后在30℃下干燥。

实施例3

使用了分子量为12kDa至18kDa的聚氨酯在水中的分散体，聚合物含量为按重量计5％。

通过浸渍将聚氨酯涂层施加于PBT的非织造织物。

在100℃下干燥。

实施例4

代替聚氨酯在水中的分散体，使用了分子量为12kDa至18kDa的聚氨酯在异丙醇中的溶液，聚合物含量为按重量计3％。

通过浸渍将聚氨酯涂层施加于PBT的非织造织物。

这些实施例总结于下表中：

实施例	PU基质	聚氨酯浓度
			实施例1	水	8％PU
实施例2	水	0.5％PU
			实施例3	水	15％PU
实施例4	有机溶剂	3％PU

白细胞保留、血小板保留、及过滤次数的有效性

为了比较过滤的有效性，生产了适于大规模过滤红细胞浓缩物(血库的实验室过滤)的过滤器。过滤器形成有硬质塑性壳体，每个过滤器包含各自表面为46平方厘米的36个堆叠的层，其中过滤材料得自所述实施例中。过滤了通过从全血离心分离而获得的数袋红细胞浓缩物。该浓缩物在收集的前十天内使用，并且在过滤前于4℃下保存。

将所进行的测试的结果与用根据EP189757和WO2005113136生产的过滤器所获得的结果进行比较，使用了EP189757和WO2005113136中所报道的数据。

在过滤之前和之后通过自动细胞计数器获得白细胞和血小板计数。通过在Nageotte室中计数来确定过滤后的白细胞计数。

与南安普顿大学解决方案的比较可能只是小规模样本，这同样存在于EP189757中。

如从表中可见，白细胞(WBC)去除的有效性远高于EP189757。

水中残余物的评价

针对上述实施例中所制备的每个过滤器来评价水溶性提取物。参照ISO标准1135-4第六章化学要求，将三个过滤器与蠕动泵串联，以1l/小时的流量并在37℃的温度下将水重循环2小时。在测试结束时收集渗透液的样本，在250-320nm的范围分析样本的吸光度。

测量结果总结于表1中。WBC的对数减少值用下式来计算：

Log₁₀(过滤前白细胞数目/过滤后白细胞数目)。

血小板去除值计算为：

血小板去除＝[(过滤后血小板数目/μl)/(过滤前血小板数目/μl)]％。

实施例	处理参数	WBC对数减少	过滤时间	血小板去除	吸光度
						实施例1	8％PU在水基质中	7.0	19.2	95％	＜0.2
实施例2	0.5％PU在水基质中	3.4	5.7	100％	＜0.2
						实施例3	15％PU在水基质中	2.0	13.5	50％	＜0.2
实施例4	3％PU在有机溶剂基质中	4.0	14.2	90％	＞0.2

Claims (12)

1.一种用于从血液中或者从血液衍生物中除去物质特别是如白细胞和血小板的过滤器，所述过滤器包含容纳层状的过滤器元件的壳体，所述层状的过滤器元件包含多个层，所述层状的过滤器元件的至少一层涂覆有聚氨酯，其特征在于所述聚氨酯的分子量为10,000道尔顿至20,000道尔顿。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述聚氨酯的分子量为12,000道尔顿至18,000道尔顿，优选为15,000道尔顿至17,500道尔顿。

3.根据权利要求1和2所述的过滤器，其特征在于所述聚氨酯至少得自：脂肪族异氰酸酯(异氰酸酯-N＝C＝O基团)，该脂肪族异氰酸酯的特征与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类似；多元醇(通常是聚乙二醇或聚酯)，所述异氰酸酯与该多元醇形成氨酯键。

4.根据前述权利要求所述的过滤器，其特征在于所述聚氨酯涂覆的层由非织造织物如聚对苯二甲酸丁二酯、聚酯等制成。

5.根据前述权利要求所述的过滤器，其特征在于所述聚氨酯涂覆的层夹在亲水性较小的层之间。

6.一种用于形成用于从血液中或者从血液衍生物中除去物质特别是如白细胞和血小板的过滤器的层状的过滤器元件的方法，所述过滤器元件包含至少一层浸渍有聚氨酯的非织造织物，所述浸渍通过将所述非织造织物浸入容纳其中存在聚氨酯的混合物的器皿或容器中来进行，其特征在于所述混合物由其中所述聚氨酯溶解于极性溶剂中或者分散于包含极性溶剂的混合物中的溶液组成。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述极性溶剂是水。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述极性溶剂是惰性极性有机溶剂，如异丙醇或丙二醇甲醚。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述混合物是惰性极性有机溶剂与水的混合物。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述混合物中所述聚氨酯浓度为按重量计0.5％至20％，优选为按重量计约8％。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于包括：将待被涂覆的所述层浸入容纳所述混合物的所述容器中，将所述层在所述混合物中浸渍10秒至30秒的时间，从所述容器中取出所述层，并对其进行挤压，将所述层在烘箱中干燥5分钟至20分钟的时间，所述烘箱的温度为30℃至110℃，优选为45℃至55℃，然后在干燥后优选地用渗透水在40℃至50℃的温度下有利地洗涤所述干燥层，接着在30℃至60℃的温度下进一步干燥。

12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于通过所述聚氨酯涂覆来控制所述非织造织物的孔隙直径，所述直径为3μm至15μm。