DE69129419T2

DE69129419T2 - Gerät und Verfahren zur Trennung von Blutbestandteilen aus Vollblut

Info

Publication number: DE69129419T2
Application number: DE69129419T
Authority: DE
Inventors: Yean Yow Arcadia California 91007 Hwang; Brian Long Beach California 90814 Ritchey; Donald W. Santa Ana California 92705 Schoendorfer
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2011-06-13
Also published as: EP0661064B1; EP0486675B1; JPH05500769A; US5171456A; DE69116649D1; WO1991019554A1; CA2064694A1; DE69116649T2; CA2064694C; EP0661064A1; DE69129419D1; JP3086859B2; EP0486675A4; EP0486675A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die automatische Trennung von Blutkomponenten und speziell die Förderung verschiedener funktioneller Charakteristiken in unterschiedlichen Blutkomponenten wie etwa eine erhöhte Plättchenausbeute bei der Plättchensammlung und erhöhte Gerinnungsbeständigkeit in Suspensionen von gepackten Erythrozyten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Es gibt heute eine Reihe von automatischen Spender- Hämapheresesystemen für die Trennung von Blut einschließlich Vollblut in Komponenten oder Fraktionen. Die Systeme sind ausgebildet zum Sammeln von ein oder mehr Komponenten wie etwa Plasma, Leukozyten, Thrombozyten bzw. Plättchen und Erythrozyten zur weiteren Verwendung oder Entsorgung; zur Rückführung bestimmter Komponenten zum Spender, der ein Patient sein kann; und/oder zur Aufbereitung einer Komponente, um sie anschließend zu einem Spender zurückzuführen. Ein solches System ist das Autopheresis-C®-System, das von Baxter Healthcare Corporation, Deerfield, Illinois, einer hundertprozentigen Tochtergesellschaft der Erwerberin der vorliegenden Erfindung, vertrieben wird. Dieses System verwendet ein mikroprozessor-gesteuertes Instrument einschließlich automatisierter Verarbeitungsprogramme im Zusammenhang mit einem Einmalset. Die Autopheresis-C®-Vorrichtung kann, wenn in sie ein Einmal-Plasmaphereseset installiert ist, zum Sammeln von Plasma aus Vollblut, das einem Spender entnommen wird, verwendet werden. Eine rotierende Membran in einer Trennkammer des Einmalsets kann dabei in einem Antikoagulans-Primingvorgang benetzt werden, bevor Blut vom Spender entnommen wird, wie in WO 89/03229 gezeigt ist.
Zum Sammeln von Plättchen und Plasma verwendet das Autopheresis-C®-System ein einziges Zweistufenset, wie es in US- PS 4 851 126 angegeben ist. Das Set kann eine rotierende Membrantrennkammer entsprechend der CA-PS 1 261 765 sowie einen Zentrifugenseparator gemäß den US-PS'en 4 776 964 und 4 911 833 und WO 88/05332 aufweisen. Wenn eine Antikoagulansquelle vorher an dem Set angebracht wird, kann ein biologisch geschlossenes System gemäß der medizinischen Definition gebildet werden.
Das Zweistufensystem ermöglicht das Sammeln von Blut von einem Spender zum Auftrennen in plättchenreiches Plasma und gepackte Erythrozyten. Die Erythrozytensuspension wird zum Spender durch dieselbe Nadel rückgeleitet, die zur Vollblutentnahme verwendet wurde. Das plättchenreiche Plasma wird in einem Behälter gesammelt. Die Maschine und das Set werden vom Spender getrennt. Das gesammelte plättchenreiche Plasma wird dann in Plasma und Plättchenkonzentrat getrennt, wobei die zweite Stufe des biologisch geschlossenen Sets verwendet wird.
Ein anderes automatisches geschlossenes System zum Trennen von Blutfraktionen ist der C5-3000®-Zellseparator von Baxter Healthcare Corporation. Noch ein anderes System ist der Separator Model 50 von Haemonetics Corp., Braintree, Massachusetts.
Während der Entnahme von Blut und dessen anschließender Aufbereitung/Trennung muß Antikoagulans zugefügt werden, um eine Gerinnung des Bluts in den Einmalschläuchen und dem Trennset während der Trennung oder des Sammelns des Bluts zu verhindern. Das herkömmliche Verfahren zur Verabreichung von Antikoagulans bei automatischen Aphereseverfahren besteht darin, Antikoagulans während des Entnahmeschritts des Vollbluts aus der Vene eines Spenders zuzufügen. Antikoagulans aus einem Antikoagulansbehälter wird durch einen Schlauch zu einer Stelle unmittelbar abstromseitig von der Phlebotomienadel an einer Schlauchverbindungsstelle zugefügt, an der der Antikoagulansschlauch sich mit der Schlauchleitung mit nichtgerinnungsgehemmtem Vollblut verbindet, also angrenzend an die Phlebotomienadel im Spender.
Es gibt wenigstens vier separate Gründe für die Zugabe von Antikoagulans zu dem Spenderblut während eines extrakorporalen Blutprozesses. Der erste Grund ist das Verhindern der Gerinnung des Bluts auf seinem Weg durch die verschiedenen Schläuche zu dem Blutseparator des Einmalsets. Der zweite Grund ist das Verhindern der Gerinnung des Bluts, während es aufgetrennt wird. Bei allen Separatoren ist es erforderlich, daß das Blut Fluidscherbeanspruchungen ausgesetzt wird, und diese Scherbeanspruchungen können eine Koagulation oder Agglomeration induzieren. Der dritte Grund ist das Verhindern der Gerinnung der abgetrennten Zellen, während sie durch Reinfusionsfilter und zurück zum Spender gepumpt werden. Der vierte Grund besteht darin, ausreichend Nährstoffe und eine ausreichende pH-Pufferung vorzusehen, um eine Lagerung der abgetrennten Blutkomponente über den geforderten Zeitraum zu ermöglichen.
Der Bedarf an Antikoagulans in jedem der vier oben angegebenen allgemeinen Schritte hängt von dem jeweiligen automatischen Aphereseverfahren ab. Einige Systeme können erheblich größere Scherbeanspruchungen während der Bluttrennung als andere Systeme induzieren, und daher ist die Bedarfsobergrenze für Antikoagulans durch den Trennschritt vorgegeben.
Außerdem kann die angewandte Trenntechnik verschiedene Stufen haben, wobei jede Stufe ihren eigenen, jeweils verschiedenen Bedarfswert für die Antikoagulansmenge im Blut haben kann. Wenn beispielsweise bei einer Zwischenstufentrennung etwa plättchenreiches Plasma zuerst gesammelt und dann eine Zweitstufentrennung angewandt wird, um das plättchenreiche Plasma (PRP) in Plasma und Plättchenkonzentrat aufzutrennen, können unterschiedliche Anforderungen für Antikoagulans in diesen beiden Stufen bestehen.
Wenn alternativ das abgetrennte Blutprodukt beispielsweise aus Plättchen besteht und die Forderung besteht, die Plättchen für fünf Tage zu lagern, kann diese relativ lange Plättchenlagerdauer häufig mehr Antikoagulans als jede andere Stufe in dem Blutentnahme- und -trennverfahren erfordern.
Die Zugabe unterschiedlicher Mengen an Antikoagulans zu verschiedenen Blutkomponenten beim manuellen (nichtautomatischen) Sammeln von Blut ist aufgeführt in "Platelet Concentrates from Acidified Plasma: A Method of Preparation Without the Use of Additives", Wanda S. Chappell. Nach bestem Verständnis verwendete das dort erläuterte Verfahren verschiedene Teilmengen Antikoagulans in verschiedenen Blutkomponentenbehältern, um die Antikoagulansmenge in einer gesammelten Blutkomponente besser optimieren zu können.
Allgemein befaßt sich der Stand der Technik mit der Frage des Antikoagulansbedarfs bei automatischen Verfahren, indem dem Vollblut nahezu sofort nach seiner Entnahme vom Spender ausreichend Antikoagulans zugefügt wird, um dem höchsten Antikoagulansbedarfswert während der gesamten Entnahme-, Trenn-, Rückführungs- und Aufbewahrungsvorgänge zu entsprechen. Das Antikoagulans wird angrenzend an die Phleboto mienadel zugegeben. Das Antikoagulans vermischt sich mit dem Vollblut während dessen Entnahme vom Spender. Die bekannten Systeme sind darauf gerichtet, so viel Antikoagulans zuzufügen, wie erforderlich ist, um eine Gerinnung zu verhindern, wobei die Aufmerksamkeit auf einer oberen Grenzdosis Antikoagulans liegt, oberhalb welcher eine sogenannte "Citratreaktion" beim Spender bei Rückführung einer gerinnungsgehemmten Blutkomponente zu dem Spender auftreten kann. Beispielsweise werden bei manchen Bluttrennsystemen Antikoagulansverhältnisse bis zu einem Teil Antikoagulans auf acht Teile gerinnungsgehemmtes Vollblut eingesetzt. Bei Plasmasammelverfahren unter Verwendung der Autopheresis-C®- Einrichtung werden charakteristisch 6% Antikoagulans eingesetzt, aber die Anwender sind imstande, diesen Prozentsatz zwischen 4 und 8% zu verändern. Für Plättchensammelverfahren mit der Autopheresis-C®-Einrichtung werden Antikoagulanswerte von 6 bis 8% eingesetzt. Aufgrund der Beschaffenheit einiger dieser Apheresesysteme wäre es schwierig, die vier oben angegebenen Antikoagulans-Bedarfsstufen voneinander zu trennen und unterschiedliche Mengen je nach der einzelnen Stufe zuzufügen.
Beispielsweise gibt es in der Einrichtung Haemonetics Model 50 keine Zwischenstufen im Trennverfahren. Wenn das Ziel darin besteht, Plättchenkonzentrat herzustellen, wird das Plättchenkonzentrat direkt aus dem Vollblut und nicht aus einer Zwischenkomponente wie beispielsweise plättchenreichem Plasma gewonnen. Bei anderen Systemen wie etwa der Einrichtung C5-3000® gibt es Zwischenstufen. Wenn beispielsweise das Ziel die Plättchenpherese ist, wird plättchenreiches Plasma zuerst von Vollblut getrennt. Dann wird plättchenreiches Plasma in Plättchenkonzentrat abgetrennt. Bei der Einrichtung C5-3000® erfolgt dies unter Anwendung von separaten Blutkomponentenbehältern innerhalb eines geschlossenen Systems in einem Zentrifugenbecher. Die Autopheresis-C®-Ein richtung trennt diese Komponenten gemeinsam mit einem Einmalset in vollkommen gesonderten Stufen, aber in einem einzigen geschlossenen System. Das plättchenreiche Plasma wird aus dem Spenderblut geerntet, und der Spender wird anschließend vom System getrennt. In der nächsten Stufe wird das gesammelte plättchenreiche Plasma in Plättchenkonzentrat und plättchenarmes Plasma umgewandelt, und diese werden zwei Produkte des Verfahrens.
Bis heute gibt es kein automatisches Blutkomponenten-Trenngerät und -Verfahren zur Optimierung des Einsatzes von Antikoagulans während verschiedener Schritte des automatischen Aphereseverfahrens. Bisher sind die Vorteile der Verringerung der Menge an Antikoagulans, die dem Vollblut vor dem Trennschritt zugesetzt wird, nicht erkannt worden. Es gibt kein automatisches Verfahren zur Optimierung der funktionellen Charakteristiken unterschiedlicher Blutkomponenten in einem automatischen Verfahren durch die Zugabe von Teilmengen an Antikoagulans oder einer anderen Flüssigkeit in verschiedenen Stufen des Aphereseverfahrens.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 1 und 4 aufgeführt, deren Kennzeichenteile auf US-A-4 851 126 basieren.
Es ist zwar bekannt, daß es vorteilhaft ist, dem Bollblut Antikoagulans im Überschuß der Menge zuzufügen, die zur Vermeidung einer Gerinnung der Erythrozyten erforderlich ist, um notwendige Nährstoffe und pH-Pufferung für Plättchenkonzentrat vorzusehen, das später aus dem Vollblut abgetrennt wird; wir haben aber nunmehr entdeckt, daß im Gegensatz zu bekannten Lehren die aus Blut gewonnene Plättchenausbeute mit abnehmenden Antikoagulansmengen im Vollblut ansteigt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird während des automatisch ablaufenden Verfahrens eine geeignete Menge an Antikoagulans dem Vollblut angrenzend an die Phlebotomienadel zugefügt, um die Gerinnung und Aktivierung des Bluts auf seinem Weg zu der Trennkammer des Einmalsets und während der Trennung des Bluts in End- oder Zwischenfraktionen wie etwa plättchenreiches Plasma (PRP) zu verhindern. Die ausreichend gerinnungsgehemmten gepackten Erythrozyten, die aus der Trenneinrichtung austreten, können zum Spender rückgeführt werden. Dann wird eine weitere Teilmenge Antikoagulans anschließend dem PRP zugefügt, um die Lagerung zu unterstützen, nachdem das PRP von dem Vollblut abgetrennt ist.
Die Herabsetzung von Antikoagulans im Vollblut und die spätere Zugabe von Antikoagulans zu dem PRP führt zu einer starken Herabsetzung der Häufigkeit einer "Citratreaktion" in Spendern, und zwar aufgrund der verringerten Antikoagulansmenge in zum Spender rückgeführten Komponenten.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Schlauch-/Separatorset zur Verwendung bei der Produktion von Plättchenkonzentrat;
Fig. 2 ist eine Draufsicht von vorn auf ein mikroprozessorgesteuertes automatisches Blutkomponenten-Trenngerät, wobei eine erste Stufe des Sets von Fig. 1 gezeigt ist, das in dem Gerät installiert ist;
Fig. 3 ist eine Draufsicht von vorn auf das Instrument mit einer zweiten Stufe des Sets von Fig. 1, das in dem Gerät installiert ist;
Fig. 4 ist ein Schema/Fluiddurchflußbild des Blutentnahme- und -trennzyklus der ersten Stufe des Sets, das in dem Instrument installiert ist, wie Fig. 2 zeigt;
Fig. 5 ist ein Schema/Fluiddurchflußbild des Trenn- und Reinfusionszyklus der ersten Stufe des Sets, wie in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 6 ist ein Schema/Fluiddurchflußbild der ersten Stufe des Sets, wobei die Einleitung einer zweiten Teilmenge Antikoagulans in das PRP gezeigt ist; und
Fig. 7 ist ein Schema/Fluiddurchflußbild eines weiteren Bereichs der ersten Stufe des Sets zum Einleiten einer anschließenden Teilmenge Antikoagulans in das PRP.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und speziell Fig. 1 ist ein Trennset gezeigt, das allgemein mit 10 bezeichnet und in der vorgenannten US-P5 4 851 126 beschrieben ist. Das Set 10 umfaßt Schläuche 11 und Separatoren 46, 62, die Durchflußbahneinrichtungen bilden. Das Set 10 kann an einem mikroprozessorgesteuerten Hämaphereseinstrument wie etwa dem Instrument H, das in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, auf solche Weise angebracht sein, daß Vollblut von einem Spender durch eine Einzelnadel gesammelt wird; die Trennung des Vollbluts in gepackte Erythrozyten und plättchenreiches Plasma bzw. PRP durchgeführt wird; die gepackten Erythrozyten in den Spender reinfundiert werden (oder alternativ ein Teil der gepackten Erythrozyten in einen Erythrozyten-Sammelbehälter überführt wird); und die anschließende Trennung von Plättchen aus dem plättchenreichen Plasma durchgeführt wird, um Plättchenkonzentrat und zellverarmtes, plättchenarmes Plasma (PPP) zu ergeben. Bei den bevorzugten Ausführungsformen wird das Set 10 im Zusammenhang mit einer Einzelnadel mit den entsprechenden Merkmalen und Vorteilen beschrieben, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auch bei Doppelnadelsystemen anwendbar ist.
Das Set 10 weist eine einzige Phlebotomienadel 12 auf, die abwechselnd Vollblut von einem Spender empfängt und ein oder mehr Blutfraktionen wie etwa gepackte Erythrozyten in den Spender reinfundiert. Die Nadel 12 ist mit einer Blutleitung 14 in Verbindung. Eine Antikoagulansleitung 16 hat an einem Ende einen Antikoagulansdorn 178, der in einem Antikoagulans-Vorratsbehälter 20 aufnehmbar ist, der in Fig. 2 gezeigt ist. Am entgegengesetzten Ende mündet die Antikoagulansleitung 16 in die Blutleitung 14 in einer Y-Verbindung 13 ganz nahe an der einzigen Phlebotomienadel 12.
Das Set 10 weist außerdem ein Reservoir 22 auf. Das Reservoir 22 ist in ein Paar von nebeneinander liegenden Kammern 24, 26 unterteilt. Öffnungen 26 und 30 sind an den jeweiligen unteren Enden der Kammern 24, 26 vorgesehen. Maschensiebe/Filterrohre 32, 34 sind in den Kammern 24 bzw. 26 angeordnet und mit den jeweiligen Einlaßöffnungen 36 und 38 am oberen Ende des Reservoirs 22 in Verbindung. Die Blutleitung 14 verzweigt sich an einem Y-Verbinder 40 in eine Abzweigleitung 42, die die Blutleitung 14 mit der Öffnung 28 der Kammer 24 verbindet, und eine Abzweigleitung 44, die die Blutleitung 14 mit der Öffnung 36 der Kammer 26 verbindet. Das Set 10 weist zusätzlich einen Separator 46 auf, um plättchenreiches Plasma und gepackte Erythrozyten aus gerinnungsgehemmtem Vollblut abzutrennen. Ein Separator dieses Typs ist in der oben angegebenen internationalen PCT- Veröffentlichung WO 88/05332 sowie in der US-P5 4 776 964 von Schoendorfer et al. mit dem Titel "Closed Hemapheresis System and Methods" beschrieben und gezeigt. Für die vorliegenden Zwecke hat der Separator 46 eine Vollbluteinlaßöff nung 48, eine Auslaßöffnung 50 für gepackte Zellen und eine PRP-Auslaßöffnung 52. Die Leitung 54 verbindet die untere Vollblutauslaßöffnung 30 der Reservoirkammer 26 mit der Einlaßöffnung 48 des Separators 46. Eine Leitung 56 verbindet den Auslaß 50 für gepackte Zellen des Separators 46 mit der Einlaßöffnung 36, um der Kammer 24 des Reservoirs 22 gepackte Zellen zuzuführen. Ein Schlauch 58 stellt eine Verbindung zwischen der Auslaßöffnung 52 für plättchenreiches Plasma des Separators 46 und dem Sammelbehälter 60 für plättchenreiches Plasma (PRP) her.
Der vorstehend beschriebene Bereich des Sets 10 wird der Einfachheit halber nachstehend als der Erststufen-Setbereich bezeichnet und mit "A" in Fig. 1 gekennzeichnet, wogegen der verbleibende Bereich des Sets 10 als der Zweitstufen-Setbereich bezeichnet und mit "B" in Fig. 1 gekennzeichnet ist. Die mit "B"' bezeichnete Einheit in Fig. 1 zeigt eine alternative Ausführungsform mit einer zur Rückleitung zum Spender dienenden zweiten Nadel. Es versteht sich aus der vorliegenden Beschreibung, daß die Erst- und Zweitstufen-Bereiche A und B ein integrales oder einheitliches Set 10 bilden, das verpackt und für den Einmalgebrauch mit dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Instrument H verkauft wird.
Der Zweitstufenbereich des Sets 10 weist außerdem im Gebrauch den PRP-Behälter 60 auf, der als der plättchenreiche Plasmavorrat dient, aus dem Plättchen bei Installation des Zweitstufenbereichs B an dem Instrument H konzentriert werden, wie nachstehend beschrieben wird. Der Zweitstufenbereich umfaßt ferner einen Separator 62 vom Drehfiltermembran-Typ, wie er in der vorher genannten CA-Patentschrift 1 261 765 beschrieben und gezeigt ist. Für die vorliegenden Zwecke filtriert die Separatorkammer 62 das aus dem Behälter 60 erhaltene plättchenreiche Plasma, um Plättchenkonzentrat und verarmtes oder plättchenarmes Plasmafiltrat (PPP) zu liefern. Der Separator 62 hat eine Einlaßöffnung 64 für plättchenreiches Plasma, eine Auslaßöffnung 66 für plättchenarmes oder zellverarmtes Plasma und eine Plättchenkonzentrat-Auslaßöffnung 68. Der Behälter 60 hat eine PRP-Auslaßöffnung 70, die mit der Einlaßöffnung 64 des Separators 62 über den Schlauch 72 kommuniziert. Ein Sammelbehälter 74 für plättchenarmes Plasma kommuniziert mit der Auslaßöffnung 66 des Separators 62 über einen Schlauch 76. Schließlich kommuniziert die Plättchenkonzentrat-Auslaßöffnung 68 des Separators 62 mit einem Plättchenkonzentrat-Sammelbehälter 78 über einen Schlauch 80.
Alternativ kann der Schlauch 72 für plättchenreiches Plasma mit der unteren tangentialen Öffnung 68 des Separators 62 verbunden werden, und der Plättchenkonzentrat-Schlauch 80 kann mit der oberen tangentialen Öffnung 64 des Separators 62 verbunden sein. Der Separator ist wirksam, um Plättchenkonzentrat zu liefern, wenn diese alternative Verbindung angewandt wird. Die gezeigte Ausführungsform wird aber bevorzugt, weil sie die einfache Entnahme der letzten Teilmenge an Blutprodukt aus dem Separator 62 am Ende des Verfahrens erleichtert.
Wie bereits erwähnt, ist das Set 10 ein Einmalset, und bevorzugt ist jeder der Erststufen- und Zweitstufenbereiche separat in getrennten flexiblen Kunststoffbehältern oder Überbeuteln vorgesehen, wie die Strichlinien A bzw. B in Fig. 1 zeigen. Wenn daher der Erststufenbereich gemeinsam mit dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Instrument verwendet wird, wie nachstehend beschrieben wird, kann der zweite Schlauchbereich in seinem Kunststoffbehälter oder Überbeutel B verbleiben und an einem verfügbaren Haken an dem Instrument angeordnet werden, bis der ERststufenbereich von dem Instrument abgenommen und der Zweitstufenbereich daran angebracht wird. Es versteht sich jedoch, daß die Erst- und Zweitstufenbereiche des Sets 10 miteinander integral verbunden sind und ein einziges geschlossenes Blutsammel-, -reinfusions- und -trennsystem aufweisen. Während also die Erst- und Zweitstufenbereiche A, B in gesonderten Beuteln vorgesehen sein können, sind sie doch miteinander verbunden, und ihre Unterbringung in getrennten Beuteln dient nur dem einfacheren Gebrauch, wie aus dieser Beschreibung ersichtlich ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 und besonders die Fig. 4 und 5 werden die relevanten Betriebskomponenten des Hämephereseinstruments H beschrieben. Das Instrument weist verschiedene Pumpen, Detektoren, Klemmen und dergleichen unter Steuerung durch einen Mikroprozessor zum Zusammenwirken mit dem Set 10 auf, wenn dieses an dem Instrument angebracht ist. Wie die Fig. 2, 4 und 5 zeigen, sind Pumpen P1, P2, P3 und P4 an der Frontseite des Instruments H vorgesehen. Diese Pumpen sind bevorzugt vom peristaltischen Typ und wirken mit den verschiedenen Schläuchen 11 des Sets zusammen, um Blut in die gewünschten Richtungen zwischen den verschiedenen Elementen des Sets fließen zu lassen. Außerdem ist eine Reihe von Klemmen vorgesehen, die verschiedene Schlauchsegmente des Sets 0 aufnehmen. Die Klemmen sind zwischen geöffneten oder geschlossenen Positionen bewegbar und sind daher wirksam, um die Lichtungen der Schlauchsegmente, die in den Klemmen angeordnet sind, zu öffnen oder zu schließen. Für die vorliegenden Zwecke brauchen nur die Klemmen C1, C2, C4 und C5 genannt zu werden. Die Vorderseite des Instruments enthält ferner einen Druckwandler 82, einen Hämoglobindetektor 84, einen Luftdetektor 86, Fühler (nicht gezeigt) zum Bestimmen der Flüssigkeitspegel in dem Reservoir 22 und eine Befestigung oder untere Halterung 88 für die Separatoren 46 und 62 des Schlauchsets 10. Die Vorderseite des Instruments H weist ferner einen Motorbecher 90 zum Anbringen von Motormagneten auf, die ihrerseits die Se paratorläufer treiben. So können die Separatoren 46 und 62 sequentiell an der unteren Befestigung 88 installiert werden, wobei ihre oberen Enden sich in dem Motorbecher befinden, wodurch eine magnetische Verbindung zwischen dem magnetischen Antriebsmotor und dem Läufer des installierten Separators hergestellt wird.
Gemäß dem Verfahren zum Auftrennen von Blut in Bestandteile wird der Erststufenbereich des Sets 10 an der Instrumentvorderseite angebracht, während der Zweitstufenbereich bevorzugt in seinem Überbeutel B zurückgehalten und an einem verfügbaren Haken an dem Instrument aufgehängt wird. Unter Steuerung durch den Mikroprozessor betätigt das Instrument H die Pumpen, Klemmen, Detektoren und dergleichen im Zusammenwirken mit dem Erststufenbereich des Sets 10, um plättchenreiches Plasma von Vollblut zu trennen und gepackte Erythrozyten in den Spender zu reinfundieren. Während dieses Trennvorgangs wird Antikoagulans dem Vollblut zugemessen, das vom Spender entnommen wird. Nachdem das PRP gesammelt ist, wird die Phlebotomienadel vom Spender abgenommen, und dem PRP wird zusätzliches Antikoagulans zugeführt. Der Erststufenbereich wird dann von dem Instrument abgenommen, von dem Zweitstufenbereich getrennt und entsorgt. Dann wird der Zweitstufenbereich des Sets an dem Instrument H installiert, wie Fig. 3 zeigt, um Plättchenkonzentrat aus dem plättchenreichen Plasma zu gewinnen. Es wird nun der Vorgang im Detail beschrieben, bei dem letztlich Plättchenkonzentrat erhalten wird.
Gemäß den Fig. 2 und 4 werden die verschiedenen Schläuche 11 des Erststufenbereichs A an dem Instrument H wie folgt angebracht: Die Blutleitung 14 wird in der Blutpumpe P1 angeordnet; die Leitungen 42 und 44 werden in den Klemmen C5 bzw. C2 angeordnet; die Leitung 54 wird an der Pumpe P3 und die Leitung 56 an der Pumpe P4 angebracht. Das Reservoir 22 wird an der Vorderseite des Instruments durch nicht gezeigte Mittel angebracht, und der Separator 46 wird an der Befestigung 88 angeordnet, wobei sein oberes Ende in dem Motorbecher 90 positioniert ist, so daß der treibende Läufer des Separators 46 magnetisch mit dem Antriebsmotor des Instruments gekoppelt ist. Die Leitung 58 für plättchenreiches Plasma wird in dem Hämoglobindetektor 84 und der Klemme C1 angeordnet, und der Behälter 60 für plättchenreiches Plasma wird an einer Waage an einem unteren Teil des Instruments aufgehängt.
Eine Umlenkleitung 104, die sich von der PRP-Leitung 68 zu der Kammer 26 an der Öffnung 39 (Fig. 4) erstreckt, ist in der Klemme C4 angebracht. Alternativ, jedoch nicht von Wichtigkeit für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Umlenkleitung 104, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, stattdessen in die Zweigleitung 44 an dem Y-Verbinder 41 münden, um zu der Kammer 26 an der Öffnung 38 rückgeführt zu werden.
Die Antikoagulansleitung 16 ist in der Antikoagulanspumpe P2 angeordnet und mit einem Ende an einen Antikoagulansvorrat, d. h. einen Vorratsbehälter 20, angeschlossen, um Antikoagulans durch Leitung 16 zu der Blutleitung 14 angrenzend an die Nadel 12 zu liefern. Die Blutleitung 14 erstreckt sich außerdem durch den Luftdetektor 86. Der Zweitstufenbereich verbleibt in seinem eigenen Überbeutel B, der an einem verfügbaren Haken an dem Instrument an einer Stelle, an der er nicht stört, aufgehängt ist.
Im Gebrauch laufen verschiedene Vorgänge unter Steuerung durch den Mikroprozessor ab, um bestimmte Instrumentfunktionen auszuführen, die hier nicht beschrieben werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist nach dem Einrichten und nach der Venenpunktion, die am Spender durchgeführt wird, und nach dem Priming des Separators und des Reservoirs das Instrument gemeinsam mit dem Erststufenbereich A bereit, alternierend Vollblut vom Spender zu sammeln und gepackte Erythrozyten in den Spender zu reinfundieren, während Vollblut gleichzeitig und kontinuierlich der Trenneinrichtung zugeführt wird, um plättchenreiches Plasma und gepackte Zellen zu produzieren. Somit wird die Klemme C2 geöffnet, die Klemme C5 wird geschlossen, und die Pumpen P1, P2, P3 und P4 werden aktiviert. Vollblut fließt daher durch die Nadel 12 und die Blutleitung 14, durch die offene Klemme C2 und in die Vollblutkammer 26 durch die Abzweigleitung 44 und die Einlaßöffnung 38 des Reservoirs 22.
Antikoagulans, beispielsweise das bekannte Antikoagulans Citratdextroselösung Formel A (ACDA), wird dem Vollblut von der Pumpe P2 durch die Leitung 16 an ihrer Y-Verbindungsstelle mit der Blutleitung 14 zugefügt. Dieses bekannte Antikoagulans umfaßt Dextrose (wasserhaltig), Natriumcitrat (wasserhaltig) und Citronensäure (wasserfrei). Andere Koagulanzien können ebenfalls entsprechend den medizinischen Vorgaben für verschiedene Antikoagulans-Formulierungen eingesetzt werden.
Die geschlossene Klemme C5 verhindert den Durchfluß von gerinnungsgehemmtem Blut in die Reinfusionsleitung 42. Die Pumpe P3 fördert Vollblut aus der Kammer 26 durch die Auslaßöffnung 30 und durch Leitung 54 in den Separator 46 durch die Einlaßöffnugn 48. Erythrozyten werden aus dem Separator 46 durch den Auslaß 50 und die Leitung 56 von der Pumpe P4 in die Reservoirkammer 24 durch die Einlaßöffnung 36 gefördert. Plättchenreiches Plasma fließt vom Separator 46 durch Leitung 58 durch den Hämoglobindetektor 84 und die offene Klemme C1 in den Sammelbehälter 60. Die Umlenkklemme C4 ist geschlossen. Während des Sammelns wird somit gerinnungsgehemmtes Vollblut der Kammer 26 und dem Separator 46 zugeführt, während gleichzeitig gepackte Zellen der Kammer 24 zugeführt werden und plättchenreiches Plasma dem Behälter 60 zugeführt wird.
Das System sieht das abwechselnde Sammeln von Vollblut vom Spender und die Reinfusion gepackter Zellen oder von plättchenarmem Plasma in den Spender vor, während der Separator 46 gleichzeitig und kontinuierlich gerinnungsgehemmtes Vollblut zur Auftrennung in das plättchenreiche Plasma und gepackte Zellen empfängt. Um dies zu erreichen, erfassen Fühler (nicht gezeigt) an der Instrumentvorderseite den Pegel von Flüssigkeiten in den Kammern 24, 26 des Reservoirs 22. Wenn die Kammern voll sind, veranlaßt der Mikroprozessor das Instrument H in Abhängigkeit von den Detektiersignalen, von seinem Blutsammelzyklus in seinen Reinfusionszyklus umzuschalten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird in dem Reinfusionszyklus die Klemme 2 geschlossen und die Klemme C5 geöffnet, und die Antikoagulanspumpe P2 wird angehalten. Die Pumpe P1 wird umgesteuert, so daß sie gepackte Zellen aus der Kammer 24 des Reservoirs 22 durch die Nadel 12 in den Spender pumpt. Die Pumpen P3 und P4 bleiben jedoch fortgesetzt in Betrieb, um gerinnungsgehemmtes Vollblut aus der Kammer 26 des Reservoirs 22 zum Separator 46 zu fördern bzw. gepackte Zellen aus dem Separator 46 zu der Kammer 24 des Reservoirs 22 zu fördern. Wenn die gepackten Zellen und der Vollblutvorrat aus den Kammern 24 bzw. 26 im wesentlichen entleert sind, werden diese beiden niedrigen Flüssigkeitspegel erfaßt. Zu diesem Zeitpunkt veranlaßt der Mikroprozessor das Instrument H, von seinem Reinfusionszyklus wieder in seinen Blutsammelzyklus umzuschalten. Somit wird die Klemme C2 geöffnet, die Klemme C5 wird geschlossen, die Pumpe P2 wird aktiviert, und die Pumpe P1 wird umgesteuert, um wieder mit dem Entnahmezyklus zu beginnen, der in Fig. 4 gezeigt ist, wobei gerinnungsgehemmtes Vollblut zu der Vollblutkammer 26 fließt, die während des in Fig. 5 gezeigten Reinfusionszy klus im wesentlichen von Vollblut entleert wurde. Es versteht sich, daß während der abwechselnden Sammel- und Reinfusionszyklen Vollblut kontinuierlich aus der Reservoirkammer 26 zum Separator 46 von der Pumpe P3 gefördert wird, so daß die Trennung kontinuierlich durchgeführt wird. Daher fließt plättchenreiches Plasma (PRP) kontinuierlich aus dem Separator 46, während gleichzeitig gerinnungsgehemmtes Vollblut dem Separator 46 kontinuierlich zugeführt wird.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen endet das Sammeln von PRP, wenn ein vorher gewähltes Gewicht an PRP erreicht ist, wobei eine Waage 43 verwendet wird. Der vorher gewählte Gewichtswert kann vom Bediener aus den jeweiligen Spender betreffenden Gründen wie etwa Gewicht und Alter etc. des Spenders, gewählt werden.
Wenn das vorher gewählte PRP-Gewicht in dem Behälter 60 erreicht ist, geht das Instrument automatisch in einen letzten Rückführungsmodus über, wobei aus dem Schlauch 11 sämtliche gepackten Zellen mit Ausnahme einer ganz kleinen Menge (z. B. ca. 10 ml) entleert werden. Dann informiert das Instrument automatisch den Bediener, daß er den Spender vom Instrument trennen soll. Der Bediener verwendet einen Hämostat 100 oder eine andere bekannte Klemme, um das Schlauchsegment 102 zu schließen, das zwischen der Phlebotomienadel 12 und dem Verbinder 13 liegt, der die Antikoagulans-Zuführungsleitung 16 und die Blutleitung 14 miteinander verbindet. Der Bediener kann dann die Phlebotomienadel aus der Vene des Spenders entfernen. Der Spender kann ruhen und dann gehen. Der Hämostat 100 ist schematisch in den Fig. 5 und 6 gezeigt.
Als nächstes betätigt der Bediener eine Weiterschalttaste 105 an dem Instrument H, die die Mikroprozessorsteuerung in dem Instrument darüber informiert, daß der Spender vom Gerät getrennt wurde. Die Mikroprozessorsteuerung schaltet dann das Verfahren automatisch in den neuen PRP-Antikoagulanszugabe-Zyklus weiter, der in Fig. 6 gezeigt ist, um dem PRP in dem Behälter 60 eine zusätzliche Menge an Antikoagulans zuzuführen. Dieser Zyklus wird von dem Mikroprozessor im Instrument gesteuert. Wie Fig. 6 zeigt, werden die Pumpen P1, P2 und P3 aktiviert. Die Pumpen P1 und P2 fördern mit einer Geschwindigkeit von ca. 15 ml/min höchstens ca. 250 ml Antikoagulans insgesamt durch die Leitung 16 in die Blutleitung 14, und ebenso wie in dem Entnahmezyklus von Fig. 4 ist die Klemme C2 geöffnet und die Klemme C5 geschlossen, so daß die Pumpe P1 Antikoagulans aus der Quelle 20 durch die Abzweigleitung 44 und durch die Öffnung 38 in die Kammer 26 fördert. Die Zulaufpumpe P3 fördert das Antikoagulans aus der Kammer 26 in den Separator 46 durch die Schlauchleitung 54 gemeinsam mit signifikanten restlichen Erythrozyten in dem Schlauch und dem Reservoir. Die Pumpe P3 kann mit einer Rate von ca. 15 ml/min fördern. Bevorzugt wird die Auslaßpumpe P4 nicht betätigt. Daher sammeln sich zusätzliche gepackte Zellen in dem Separator 46. Der Läufer in dem Zentrifugalseparator 46, der normalerweise in dem Bereich von ungefähr 2400 bis 3600 U/min während des Trennvorgangs arbeitet, wird hierbei mit einer Drehzahl von ungefähr 2000 U/min betrieben.
Wenn das mit den restlichen Blutzellen vermischte Antikoagulans durch die Leitung 54 in den Separator 46 gelangt, in dem sich zusätzliche Erythrozyten befinden, wird durch die Fliehkraft innerhalb des Separators das Antikoagulans auf die gleiche Weise von diesen Zellen getrennt, in der der Separator wirksam ist, um PRP aus dem Spendervollblut während des oben beschriebenen Trennvorgangs abzutrennen. Das abgetrennte Antikoagulans tritt aus dem Separator 46 durch die Öffnung 52 und die Leitung 58 aus, die in dem Hämoglobindetektor 84 angeordnet ist.
Das System ist für einen Zeitraum angehalten worden, um dem Bediener zu ermöglichen, den Spender von dem Instrument und dem Set zu trennen. Damit ist der Wirkungsgrad des Separators 46 anfangs weniger als optimal, wenn der PRP-Antikoagulans-Zugabezyklus, der in Fig. 6 gezeigt ist, beginnt. Es ist also wahrscheinlich, daß die erste Antikoagulans-Teilmenge, die während des PRP-Antikoagulans-Zugabeschritts durch die Leitung 58 fließt, eine unannehmbar hohe Erythrozytenkonzentration hat. Wenn das der Fall ist, schließt der Hämoglobindetektor 84 durch die Mikroprozessorsteuerung die Klemme C1 der Plättchenleitung und öffnnet die Umgehungsklemme C4, so daß das Gemisch aus gepackten Zellen/Antikoagulans durch die Umlenkschlauchleitung 104 und die Öffnung 39 zurück zur Reservoirkammer 26 umgeleitet und anschließend durch die Schlauchleitung 54 erneut in den Separator 46 rezirkuliert wird. Wie bereits erwähnt und in Fig. 2 gezeigt, kann die Umlenkleitung alternativ in die Abzweigleitung 44 münden, um die Kammer 26 über die Öffnung 38 zu erreichen.
Nach kurzer Zeit (ungefähr 30 s) arbeitet der Separator 46 mit ausreichendem Wirkungsgrad, so daß er den von dem. Detektor 84 vorgegebenen niedrigen Hämoglobinstandard erfüllt. Bei Erfassung des unteren Hämoglobingehalts weist der Detektor 84 den Mikroprozessor an, die Klemme C4 zu schließen und die Klemme C1 zu öffnen, so daß die gewünschte zusätzliche Teilmenge an Antikoagulans an das plättchenreiche Plasma abgegeben wird, das vorher in dem Sammelbehälter 60 gesammelt wurde.
Indem die Pumpe P4 nicht betätigt wird, haben die gepackten Zellen die Tendenz, in dem Separator zu verbleiben, wodurch das Antikoagulansvolumen verringert und damit die Zeitdauer verkürzt wird, die erforderlich ist, um den in Fig. 6 ge zeigten PRP-Antikoagulans-Zugabeschritt auszuführen. Der Zentrifugalseparator selber hat ein geringes Blutvolumen von ca. 15 ml. Wenn die letzte Schlauchreinigung, die unmittelbar vor dem Trennen des Spenders durchgeführt wird, mehr als das gewünschte Volumen an Erythrozyten in dem Set 10 beläßt, kann das zu höherem Druck im Separator 46 führen, als für den gewählten Wirkungsgradbereich des Separators während des PRP-Antikoagulans-Zugabeschritts erwünscht ist. Wenn der Druck höher als ca. 320 mmHg ist, kann die Pumpe P4 mit niedriger Förderrate, beispielsweise einer Rate von 15 ml/min. aktiviert werden, so daß ein Teil der gepackten Zellen aus dem Separator 46 in die Reservoirkammer 24 durch die Öffnung 36 rückgeführt wird, bis der Druck der Einrichtung verringert ist.
Durch den soeben beschriebenen PRP-Antikoagulanszugabevorgang erhält das PRP die erforderlichen Nährstoffe und pH- Pufferung für die PRP-Lagerung, und zwar mindestens äquivalent zu dem, was bei den bekannten Verfahren durchgeführt wird, bei denen das gesamte Antikoagulans dem Vollblut während des Entnahmezyklus vom Spender zugegeben wird. Außerdem erlaubt dieses System die Verringerung der Antikoagulansmenge, die dem Vollblut zugefügt wird, was zu zwei wichtigen Ergebnissen führt: (1) einer erhöhten Plättchenausbeute und (2) einer verringerten Gefahr einer Citratreaktion im Spender.
Erstens wurde entdeckt, daß die verminderte Antikoagulanskonzentration in dem Vollblut, das in dem Separator im Entnahme- wie auch im Reinfusionszyklus, die in den Fig. 4 und 5 gezeigt sind, aufgetrennt wird, in einer höheren Plättchenausbeute resultiert, was ein hocherwünschtes Ziel ist. Typischerweise verwenden Bediener mit dem Autopherese-C®-Instrument Werte von 8 oder 6% Antikoagulans in dem Vollblut. Mit dem neuen PRP-Antikoagulanszugabeverfahren kann das dem Vollblut während des Entnahme/Trennzyklus zugefügte Antikoagulans verringert werden, und zwar auf einen Wert von beispielsweise ungefähr 4% Antikoagulans.
In der vorliegenden Beschreibung bezeichnen die Antikoagulansspiegel den Volumenprozentsatz Antikoagulans in Vollblut, dem Antikoagulans zugefügt ist. Anders ausgedrückt bedeutet ein Spiegel von 8% 8 Teile Antikoagulans auf 92 Teile Vollblut oder 8 Teile Antikoagulans in 100 Teilen gerinnungsgehemmtem Vollblut. Das ist das Standardsystem für den Vergleich von Antikoagulansspiegeln unter Medizinern. Während ferner Antikoagulansspiegel in abgetrennten Blutfraktionen veränderlich sind, werden typischerweise Vergleiche durchgeführt, indem man den Antikoagulansspiegel in dem aufzutrennenden Vollblut heranzieht.
Die Menge an Antikoagulans, die Blutkomponenten durch das Instrument A zugefügt wird, kann durch Anwendung unter Zuhilfenahme des Pumpenkalibriersystems präzise eingestellt werden, das in der eigenen US-P5 4 769 001 beschrieben ist.
Die Tabellen I und II zeigen die Verbesserung der Plättchenausbeute in dem abgetrennten PRP, erreicht durch Senken der Antikoagulansmenge, die dem Vollblut während des Entnahme/Trennzyklus von Fig. 4 zugeführt und durch den späteren PRP-Antikoagulanszugabezyklus ermöglicht wird. TABELLE 1 8% ACDA Antikoagulans
N= Spender gesamt
x = mittl. PRP-Wirkungsgrad
SD = Standardabweichung
N= Spender gesamt
x = mittl. PRP-Wirkungsgrad
SD = Standardabweichung 6% ACDA Antikoagulans
N= Spender gesamt
x = mittl. PRP-Wirkungsgrad
SD = Standardabweichung
N= Spender gesamt
x = mittl. PRP-Wirkungsgrad
SD = Standardabweichung 4% ACDA Antikoagulans
N= Spender gesamt
x = mittl. PRP-Wirkungsgrad
SD = Standardabweichung
N= Spender gesamt
x = mittl. PRP-Wirkungsgrad
SD = Standardabweichung TABELLE II
Unter Bezugnahme auf die Tabelle I ist der PRP-Wirkungsgrad ein relevanter Parameter, um die Verbesserung der Plättchenausbeute zu zeigen. Zum Errechnen des PRP-Wirkungsgrads wird das gesammelte Volumen an plättchenreichem Plasma mit der Plättchenkonzentration dieses plättchenreichen Plasmas multipliziert, und das Produkt bildet den Zähler. Der Nenner, der zur Bestimmung des PRP-Wirkungsgrads verwendet wird, ist das Produkt der Plättchenkonzentration in dem gerinnungsgehemmten Spendervollblut (Vorzählwert), multipliziert mit dem Blutvolumen, das bei dem Verfahren verarbeitet wurde.
Bei den vierzehn Spendern 1 bis 14 verbesserte sich der mittlere PRP-Wirkungsgrad von 42 auf 47 bis 48% bei Antikoagulansspiegeln von 8% bzw. 6% bzw. 4%.
Bei den Spendern 15 bis 18 wurden Antikoagulansspiegel von 6% und 4% angewandt, was in einem mittleren PRP-Wirkungsgrad von 47% bzw. 56% resultierte.
Die Daten könnten ohne Plättchenkonzentration sowohl bei der Vorzählung als auch dem PRP präsentiert werden, so daß nur die Wirkung der Antikoagulanskonzentration auf den PRP-Wirkungsgrad gezeigt wird. Dies würde aber den Vorteil außer acht lassen, daß weniger Antikoagulans das Blut weniger verdünnt, so daß das System mit einem höheren Vorzählwert starten kann.
Die Tabelle II ist eine Zusammenfasung, die die prozentuale Änderung der Plättchenausbeute bei verschiedenen Antikoagulansspiegeln zeigt. Die Plättchenausbeute ist dabei der Plättchenzählwert in dem PRP. Vergleiche der Ausbeute werden unter Verwendung eines konstanten PRP-Volumens durchgeführt. Beim Sammeln von Plättchen ist es erwünscht, die Plättchenausbeute zu maximieren.
Wir haben gefunden, daß durch Vermindern des Vollblut-Antikoagulansspiegels von 8% auf 6% eine Erhöhung der Plättchenausbeute von ungefähr 21% erhalten wird. Ungefähr die Hälfte des Anstiegs von 21% geht auf ein geringeres Flüssigkeitsvolumen infolge von weniger Antikoagulans zurück, und ungefähr die Hälfte dieser 21% Steigerung geht auf andere Faktoren zurück, die bisher unklar sind und die in dem Separator infolge des verminderten Antikoagulansspiegels auftreten können. Ebenso resultiert eine Abnahme von 8% auf 4% Antikoagulans in dem entnommenen Vollblut in einer Verbesserung der Plättchenausbeute von ungefähr 31%, wobei ungefähr die Hälfte davon aus dem verminderten Fluidvolumen resultiert. Die andere Hälfte der Verbesserung geht auf andere Gründe zurück.
Die zweite deutliche günstige Auswirkung einer Senkung des Antikoagulansspiegels in dem Vollblut ist die, daß dadurch die Gefahr einer nachteiligen Citratreaktion im Spender stark vermindert wird. Die Citratreaktion ist ein bekannter Zustand, der eintritt, wenn die zum Spender rückgeführte Menge an Antikoagulans zu hoch wird. Dieser Wert ist von einem Spender zum anderen unterschiedlich. Das Problem wird bei einem Plättchensammelvorgang im Vergleich mit dem Sammeln von Plasma noch verschärft, und zwar aus den folgenden Gründen.
Antikoagulans ist in Plasma löslich. Bei jedem manuellen oder automatischen Plasmasammelverfahren, d. h. einem Verfahren, bei dem es erwünscht ist, daß die Plättchen bei den gepackten Zellen (Plasmasammlung) und nicht bei dem Plasma (beispielsweise zum Sammeln von Plättchen) verbleiben, ist der Hämatokrit (d. h. die Konzentration gepackter Zellen) typischerweise höher als bei einem Plättchensammelverfahren, wie es oben erläutert wird. Typischerweise ist bei dem Autopheresis-C®-System ein erwarteter Hämatokritwert für ge packte Zellen, die bei einem Plasmasammelvorgang zum Spender rückgeführt werden, ungefähr 70. Bei einem Plättchensammelvorgang jedoch, wie er oben beschrieben wird, ist der resultierende Hämatokritwert für die gepackten Zellen typischerweise niedriger, und zwar in der Größenordnung von ca. 55 im' Fall eines typischen Spenders.
Anders ausgedrückt ist der Prozentsatz, der Plasma der gesamten Suspension von gepackten Zellen aufweist, die zum Spender rückgeführt wird, bei dem Plättchensammelvorgang höher als der Prozentsatz von Plasma in der Suspension gepackter Zellen, die zum Spender bei einem Plasmasammelvorgang rückgeführt wird. Da Antikoagulans im Plasma löslich ist, ist also bei einer gegebenen Antikoagulansmenge, die dem Vollblut zugefügt wird, die Antikoagulansmenge in der zum Spender bei einem Plättchensammelvorgang rückgeführten Suspension gepackter Zellen höher als bei einem Plasmasammelvorgang.
Schon dies ist ein wesentlicher Grund dafür, weshalb nachteilige Citratreaktionen bei Plättchensammelverfahren mit höherer Wahrscheinlichkeit auftreten als bei Plasmasammelvorgängen. Das Problem wird noch verschärft bei Plättchensammelvorgängen, die nach bekannten Verfahren durchgeführt werden, und zwar wegen der typischerweise höheren Antikoagulansspiegel in dem Vollblut, die gewollt waren, um einen höheren Antikoagulansspiegel in dem plättchenreichen Plasma zu erhalten, wobei das Ziel darin bestand, bereits vorgegebene Anforderungen für die Lagerungsbedingungen des Plättchenkonzentrats zu erfüllen.
Der hier angegebene neue PRP-Antikoagulanszugabeschritt genügt den Lageranforderungen für gesammelte Plättchen, wie sie durch den Stand der Technik erreicht werden, während sich gleichzeitig die zusätzlichen Vorteile einer erhöhten Plättchenausbeute und einer verminderten Häufigkeit von Citratreaktionen beim Spender einstellen.
Diese Vorteile werden mit dem oben beschriebenen neuen Verfahren erreicht, (1) obwohl die meisten Bluttrennverfahren auf die Plättchen wirkende Beanspruchungen erzeugen, so daß die aus der Trennkammer austretenden Plättchen teilaktiviert sind, wodurch ausreichend Antikoagulans erforderlich ist, um eine sonst auftretende Gerinnung zu eliminieren; und (2) obwohl bei Plättchensammelverfahren wie etwa dem oben beschriebenen Verfahren eine signifikante Anzahl von Plättchen, die teilweise aktiviert sind, mit den Erythrozyten zum Spender rückgeführt wird.
Daher erlaubt der PRP-Antikoagulanszugabeschritt die Zugabe von ca. 4% oder weniger Antikoagulans zu dem Spendervollblut, was gerade ausreichend ist, um das System hinreichend an einer Gerinnung zu hindern und doch die hohe Leistung und Plättchenausbeute zu erhalten, die aus einem so niedrigen Antikoagulansspiegel resultieren. Die anschließende Zugabe von Antikoagulans zu dem PRP erlaubt die adäquate Lagerung des Plättchenkonzentratprodukts nach Trennung von dem Plasma.
Weitere Verbesserungen werden durch das in Fig. 7 gezeigte Blutverarbeitungssystem erzielt. Dabei werden für gleiche Komponenten wie bei der vorhergehenden Ausführungsform gleiche Bezugszeichen verwendet. Fig. 7 zeigt ein Set 106, das mit dem mikroprozessor-gesteuerten Instrument H verwendet wird.
Das Set 106 umfaßt den Separator 46, das Reservoir 22, den PRP-Sammelbehälter 60, die Phlebotomienadel 12 und die Schläuche 11, wie das bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 6 angegeben ist. Eine Y-Verbindung 108 ist in dem Antiko agulansschlauch 16 zwischen dem Antikoagulansvorrat 20 und der Pumpe P2 angeordnet. Eine Y-Verbindung 110 ist in der Schlauchleitung 56 zwischen der Separator-Auslaßöffnung 50 und der Abgabepumpe P4 angeordnet. Eine sekundäre Antikoagulansleitung 112 stellt eine Verbindung zwischen der Antikoagulansleitung 16 und der Leitung 56 über die Y-Verbinder 108 und 110 her. Das Instrument H weist eine weitere Pumpe P5 auf, die als eine sekundäre Antikoagulanspumpe dient.
Das Set 106 wird wie vorher erläutert in dem Instrument H installiert. Zusätzlich wird die Schlauchleitung 112 in der sekundären Antikoagulanspumpe P5 angebracht. Der Betrieb des Sets 106 während eines Bluttrennvorgangs ist am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 sowie Fig. 7 zu verstehen. Die primäre Antikoagulanspumpe P2 ist eine diskontinuierlich arbeitende Pumpe, da sie nur während des in Fig. 4 gezeigten Entnahmezyklus betrieben wird. Dagegen ist die sekundäre Antikoagulanspumpe eine sogenannte kontinuierlich arbeitende Pumpe, da sie unter Steuerung durch den Mikroprozessor sowohl während des Entnahme- als auch während des Trennzyklus gemäß Fig. 4 und des Reinfusions- und Trennzyklus gemäß Fig. 5 in Betrieb ist. Sowohl während der Entnahme als auch während der Reinfusion mißt die sekundäre Antikoagulanspumpe P5 Antikoagulans zu, indem sie es von dem Vorrat 20 durch den Schlauch 112 in die Schlauchleitung 56 fördert. Antikoagulans, das in die Schlauchleitung 56 aus der Schlauchleitung 112 eintritt, wird von der Pumpe P4 in die Kammer 24 der Reinfusionskammer 22 zusammen mit den aus dem Separator 46 austretenden gepackten Zellen gefördert.
Die sekundäre Antikoagulansleitung 112 und die Pumpe P5 erleichtern noch einen weiteren Schritt bei der Förderung unterschiedlicher funktioneller Charakteristiken der Blutfraktionen, die während eines automatischen Blutkomponententrennverfahrens abgetrennt werden. Im Vergleich mit der in Fig. 6 gezeigten vorhergehenden Ausführungsform erlauben das Trennsystem und -verfahren, die in Fig. 7 gezeigt sind, noch eine weitere Senkung der Antikoagulansmenge, die dem Vollblut an der Verbindungsstelle 13 zuzufügen ist, wenn das Blut vom Spender entnommen wird, wodurch noch höhere Plättchenausbeuten in dem Separator 46 erleichtert werden. Dabei kann der Antikoagulansspiegel in dem Vollblut auf einen Wert herabgesetzt werden, der unzureichend wäre, um eine Gerinnung in den gepackten Zellen zu verhindern, die durch den Schlauch 56 aus dem Separator 46 austreten, wenn nicht der sekundäre Antikoagulansschlauch 112 und die Pumpe P5 vorgesehen wären.
PRP-Sammelvorgänge wurden mit einem Antikoagulansspiegel von 3% in dem Vollblut, das vorher vom Spender entnommen wurde, durchgeführt. Es wird angenommen, daß die Verminderung des Antikoagulansspiegels auf diesen sehr niedrigen Spiegel in einer weiteren Verbesserung der Plättchenausbeute resultiert, wenn man beispielsweise mit dem Antikoagulansspiegel von 4% vergleicht, der selbst wiederum eine Verbeserung darstellt, die aus dem in Fig. 6 gezeigten PRP-Antikoagulanszugabeschritt resultiert. Der Antikoagulansspiegel von 3% ist anscheinend bei der Vollblutentnahme während des Trennverfahrens akzeptabel, um eine Gerinnung zu verhindern.
Dieser Pegel ist jedoch für die aus dem Separator 46 austretenden gepackten Zellen nicht ausreichend. Dieser zusätzliche Bedarf an Antikoagulans kann auf die Anwesenheit von Leukozyten in den gepackten Zellen oder auf die oben beschriebene Plättchenaktivierung zurückgehen, die während des Trennschritts im Separator 46 stattfindet. Wie bereits erwähnt, wird eine signifikante Anzahl Plättchen zusammen mit den gepackten Zellen selbst während eines PRP-Sammelvorgangs zurückgeführt. Die Zugabe von sekundärem Antikoagulans durch die Schlauchleitung 112 verhindert eine solche Gerinnung.
Antikoagulans wird bevorzugt durch die Schlauchleitung 112 mit einem Wert zugefügt, der ausreichend ist, um das Antikoagulansverhältnis in den rückgeführten gepackten Zellen bis auf ca. 4 bis 6% zu bringen. So kann die primäre Antikoagulanspumpe P2 bei einer bevorzugten Ausführungsform Antikoagulans in einer Menge von 3% oder weniger (möglicherweise sogar nur Null) fördern. Die sekundäre Antikoagulanspumpe P5 könnte Antikoagulans in einer Menge von 1% oder mehr fördern, so daß gerade ausreichend Antikoagulans, um die Bildung von Gerinnseln in dem Reinfusionskreislauf zu verhindern, jedoch nicht ausreichend Antikoagulans zugeführt wird, um eine Citrattoxizität im Spender zu induzieren.
Die Zugabe von Antikoagulans zu den gepackten Zellen, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, erlaubt die Herabsetzung von Antikoagulansspiegeln im Blut, das in den Separator eintritt, so daß noch höhere Plättchenausbeuten erzielt werden.
Tests in bezug auf den niedrigeren akzeptablen Grenzwert von Antikoagulans, das dem Vollblut bei einem automatischen Bluttrennvorgang zugeführt wird, sind zwar aus verschiedenen Gründen noch nicht durchgeführt worden, wobei Fragen der Wirksamkeit beim Menschen sowie verschiedene durch Vorschriften gegebene Anordnungen eingeschlossen sind; es kann jedoch sein, daß der dem Vollblut, das vom Spender entnommen wird, zugefügte Antikoagulanswert auf Null herabgesetzt werden kann. Eine solche Herabsetzung kann tatsächlich die Plättchenausbeuten vom Separator 46 noch weiter steigern. Da die Gerinnung typischerweise einige Minuten dauert, kann die Verweildauer des Vollbluts aus der Nadel 112 durch das Reservoir 22 und den Separator 446 ausreichend kurz sein, so daß die erste Zugabe von Antikoagulans tatsächlich erst durch den Schlauch 112 an der Abstromseite des Separators erfolgen kann, was die Notwendigkeit für eine Antiko agulanszugabe an der Y-Verbindung 13 beseitigt. Wenn das Antikoagulans, das dem gerade entnommenen Vollblut durch die Pumpe P2 zugefügt wird, von 3% ausgehend weiter verringert würde, ist zu erwarten, daß die Antikoagulansmenge, die den gerade abgetrennten gepackten Zellen von der Pumpe P5 zugefügt wird, erhöht werden müßte.
Um eine vollständige Beschreibung zur Verfügung zu stellen, folgt nachstehend eine Erörterung der zweiten Stufe des Sets 10, 106.
Nachdem der Spender von dem Set 10, 106 getrennt worden ist und nach dem in Fig. 6 gezeigten Antikoagulanszugabevorgang, falls er angewandt wird, wird der Erststufenbereich des Sets 10 durch den Bediener von dem Instrument H abgenommen.
Die Leitung 58 für plättchenreiches Plasma wird dann unmittelbar oberhalb der Einlaßöffnung zum Behälter 60 warmverschweißt. Der Erststufenbereich kann dann über dem Verschluß abgeschnitten und entsorgt werden. Der Zweitstufenbereich B einschließlich des Behälters 60 mit dem darin befindlichen plättchenreichen Plasma wird dann an dem Instrument H angebracht, wie Fig. 3 zeigt. Es versteht sich, daß bei der gezeigten Ausführungsform das gleiche spezielle Instrument H verwendet werden kann, um PRP und Plättchenkonzentrat mit dem Setbereich B zu erhalten, wie es verwendet wurde, um das PRP unter Verwendung des Setbereichs A zu erhalten, obwohl ersichtlich ist, daß dieser separate Vorgang zum Erzeugen des Plättchenkonzentrats von einem gesonderten Instrument durchgeführt werden kann. Alternativ kann eine Maschine verwendet werden, in der die Setbereiche A und B gleichzeitig angeordnet sind und beispielsweise zwei Nadeln (B') verwendet werden, um Blut kontinuierlich vom Spender zu entnehmen und kontinuierlich wieder in den Spender zu reinfundieren.
Der Behälter 60, der Behälter 74 für plättchenreiches Plasma und der Plättchenkonzentrat-Behälter 78 werden an Haken aufgehängt, die zweckmäßig entlang der Unterseite des Instruments angeordnet sind. Der Separator 62 wird an der Befestigung 88 angeordnet, und sein oberes Ende ist in dem Befestigungsbecher 90 angeordnet, um mit dem Antriebsmotor des Instruments magnetisch gekoppelt zu sein. Ein Schlauch 72, der den Behälter 60 für plättchenreiches Plasma und den Separator 62 miteinander verbindet, wird in der Pumpe P1 und dem Ultraschall-Luftdetektr 86 angeordnet. Ein Schlauch 76 wird in der Pumpe P3 angeordnet, während ein Schlauch 80 in dem Hämoglobindetektor 84 und der Klemme C1 angeordnet wird.
Zum Erzeugen von Plättchenkonzentrat steuert der Mikroprozessor das Instrument so, daß die Pumpe P1 aktiviert wird, um plättchenreiches Plasma aus dem Behälter 60 in den Separator 62 zu fördern. Der Rotationsmembranfilter des Separators 62 bewirkt, daß das plättchenreiche Plasma in plättchenarmes Platsma und Plättchenkonzentrat aufgetrennt wird. Das plättchenarme Plasma wird von der Pumpe P3 aus dem Separator 62 durch Leitung 76 gefördert und im Behälter 74 gesammelt. Das gewünschte Plättchenkonzentrat fließt aus dem Separator 62 durch Leitung 80 und durch den Hämoglobindetektor 84 in den Behälter 78 für Plättchenkonzentrat.
Das Instrument ist so programmiert, daß es das Gewicht des in dem Behälter 60 während der ersten Stufe gesammelten plättchenreichen Plasmas kennt. Zusätzlich kann der Bediener in das Instrument die gewünschte Menge an Plättchenkonzentrat eingeben. Die Pumpen werden von dem Mikroprozessor so gesteuert, daß die gewünschte Produktmenge in dem Plättchenkonzentrat-Sammelbehälter 78 zur Verfügung gestellt wird. Das Ende des Verfahrens wird festgestellt, wenn der Ultraschall-Luftdetektor 86 Luft in dem Schlauch 72 erfaßt, wodurch das Ende des Plättchenkonzentrationszyklus unter Ver wendung der Zweitstufe des Sets 10, 106 erreicht ist. Wenn das Endgewicht der Plättchenkonzentratsuspension niedrig ist, kann das Instrument plättchenarmes Plasma aus dem Behälter 74 zurück durch die Vorrichtung 62 und in den Plättchenkonzentrat-Behälter 78 fördern. Wenn das Endgewicht der Plättchenkonzentratsuspension hoch ist, kann das Instrument mehr Plättchenkonzentrat aus dem Behälter 78 zurück durch den Separator 62 in den Behälter 60 für plättchenreiches Plasma fördern, und die Flüssigkeit im Behälter 60 kann dann erneut verarbeitet werden, wobei das oben ausgeführte Verfahren angewandt wird.
Es ist bedeutsam, daß die von der Trenneinrichtung 62 abgetrennten Plättchen keine Inkubationsperiode oder Resuspension erfordern, um infundierbare Plättchen zu ergeben. Dadurch wird die Arbeit erheblich verringert und die Produktgüte verbessert.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ersichtlich, daß verbesserte Vorrichtungen und Verfahren bereitgestellt werden, um Antikoagulans in verschiedenen Phasen eines automatischen Blutkomponenten-Trennverfahrens zuzufügen, um erwünschte Nährstoffe und pH-Pufferung in dem Plättchenkonzentrat zu erhalten; um die Menge an Antikoagulans zu senken, die dem Vollblut zugefügt wird, um eine Citrattoxizität im Spender zu vermeiden; um das Antikoagulans im Blut zu senken und dadurch eine höhere Plättchenausbeute zu erhalten; um Antikoagulansspiegel in gepackten Zellen, die zum Spender zurückgeleitet werden, zu senken und dadurch die ansonsten höheren Antikoagulansanforderungen eines Plättchensammelverfahrens im Gegensatz zu einem Plasmasammelverfahren auszugleichen; und um in dem Set von Fig. 7 ein noch weiteres Herabsetzen des Antikoagulansspiegels in dem Vollblut zum Zweck einer verbesserten Spenderreaktion sowie einer verbesserten Plättchenausbeute zu ermöglichen, und zwar bei Anti koagulansspiegeln, die ungenügend wären, um eine Gerinnung in den gepackten Zellen zu verhindern, wenn nicht das Set 106 und das zugehörige Verfahren vorhanden wären. Es wird angenommen, daß es durch die Zugabe von Antikoagulans zu gepackten Zellen bald nach ihrem Austritt aus dem Separator tatsächlich möglich sein kann, den Antikoagulansspiegel in dem Vollblut, das in den Separator eintritt, auf Null zu senken, und es wird angenommen, daß dies zu weiteren Verbesserungen der Plättchenausbeute führen sollte.

Claims

1. Verfahren zum Trennen von Blutplättchen aus Vollblut in einer extrakorporalen Trennvorrichtung (H), die ein Set (10) hat, in dem eine Blutbestandteil-Trenneinheit (46) und eine Durchflußbahn installiert sind, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Trennen von plättchenreichem Plasma von dem Vollblut in der Trenneinheit (46) in einem ersten Trennvorgang, Trennen eines Plättchenkonzentrats von dem plättchenreichen Plasma in einem zweiten Trennvorgang, und Einleiten von Antikoagulanslösung in das Vollblut in der Durchflußbahn an der Aufstromseite der Trenneinheit (46) in einer Menge, die ausreicht, um die Gerinnung des Vollbluts während des ersten Trennvorgangs zu verhindern,

dadurch gekennzeichnet, daß weitere Antikoagulanslösung in die Durchflußbahn an der Aufstromseite der Trenneinheit (46) eingeleitet wird, nachdem die Zuführung von Vollblut zu der Trenneinheit angehalten worden ist, und durch die Trenneinheit zu dem plättchenreichen Plasma geleitet wird, bevor das plättchenreiche Plasma in dem zweiten Trennvorgang einer Trennung unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das folgendes aufweist: Überwachen der Menge an resuspendiertem Restbestandteil in einer weiteren Antikoagulanslösung an der Abstromseite der Trenneinheit (46), Rezirkulieren der Antikoagulanslösung durch die Trenneinheit, bis der Restbestandteil auf einen vorbestimmten Pegel verringert ist, und anschließendes Zugeben der Antikoagulanslösung zu dem gesammelten plättchenreichen Plasma.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das folgende Schritte aufweist: Sammeln eines zweiten Vollblutbestandteils in einem Reservoir (22) während des ersten Trennvorgangs, Transportieren des gesammelten zweiten Bestandteils aus dem Reservoir vor dem zweiten Trennvorgang, Transportieren der weiteren Antikoagu lanslösung in das Reservoir, um restlichen zweiten Bestandteil zu resuspendieren, und anschließendes Transportieren der Antikoagulanslösung zu der Trenneinheit (46).

4. Extrakorporale Vorrichtung (11) mit einem Set (10), das eine Blutvorratseinrichtung (12), eine Bluttrenneinheit (46) und eine Durchflußbahn (14, 42, 44, 54, 56, 58) hat, die in der Vorrichtung installiert sind, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Pumpeinheiten (P1, P2, P3), um Vollblut von der Blutvorratseinrichtung (12) entlang der Durchflußbahn zu der Trenneinheit (46) zu pumpen, eine Blutplättchen-Trenneinheit (62), eine Durchflußleitung (72), um plättchenreiches Plasma zu der Blutplättchen-Trenneinheit (62) zu leiten, eine Einrichtung (78) zum Sammeln von Plättchenkonzentrat von der Blutplättchen- Trenneinheit, eine Antikoagulansquelle (18), wobei die Durchflußbahn eine Einrichtung (16) zum Zuführen von Antikoagulans von der Quelle zu dem Vollblut an der Aufstromseite der Bluttrenneinheit (46) aufweist, und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Vorrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung so programmiert ist, daß sie weiteres Antikoagulans von der Quelle (18) an der Aufstromseite der Bluttrenneinheit (46) einleitet, nachdem die Zuführung von Blut von der Blutvorratseinrichtung (12) angehalten worden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Durchflußbahn folgendes aufweist: eine Rezirkulationsbahn (44, 54, 58, 104), die die Bluttrenneinheit (46) enthält, so daß die Pumpeinheiten (P1, P2, P3) betätigbar sind, um Antikoagulanslösung in der Rezirkulationsbahn durch die Bluttrenneinheit zu rezirkulieren, und Verschlußeinrichtungen (C1, C4), die betätigbar sind, um die Rezirkulationsbahn zu schließen und die Bahn von der Bluttrenneinheit (46) zu der Sammeleinrichtung (60) zu öffnen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die eine Detektiereinrichtung (84) in der Rezirkulationsbahn (44, 54, 58, 104) aufweist, wo bei die Detektiereinrichtung (84) betätigbar ist, um einen vorbestimmten verringerten Pegel von Restbestandteil an der Abstromseite der Bluttrenneinheit (46) zu detektieren, und die Verschlußeinrichtungen (C1, C4) in Abhängigkeit von der Detektiereinrichtung betätigbar sind, um die Rezirkulationsbahn zu schließen und die Bahn von der Bluttrenneinheit (46) zu der Sammeleinrichtung (60) zu öffnen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, die ein Reservoir (22) in der Durchflußbahn für einen zweiten getrennten Bestandteil von der Bluttrenneinheit (46) aufweist, wobei die Steuereinrichtung betätigbar ist, um die Pumpeinrichtung (P1, P2, P3) zu betätigen, um den zweiten Bestandteil aus dem Reservoir (22) und der Durchflußbahn (14, 42, 44, 54, 56, 58) heraus zu pumpen und dann Antikoagulanslösung durch das Reservoir (22) zu der Bluttrenneinheit (46) zu pumpen, wobei die Rezirkulationsbahn das Reservoir (22) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die eine Sammeleinrichtung (60) aufweist, die mit der Bluttrenneinheit (46) zum Sammeln von plättchenreichem Plasma in Kommunikation ist und mit der Blutplättchen-Trenneinheit (62) in Verbindung bringbar ist, um der Blutplättchen-Trenneinheit plättchenreiches Plasma zuzuführen.