DD228172A1

DD228172A1 - BLUTBEHAELTER

Info

Publication number: DD228172A1
Application number: DD84268425A
Authority: DD
Inventors: Friedrich Gropp; Rudolf Mueller; Christoph Drechsler; Wolfdietrich Toursel
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1985-10-09
Also published as: DE3521735A1; SE8503050L; SE8503050D0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Blutbehaelter mit integrierten Trennflaechen zur Abscheidung von Erythrozyten aus Blutplasma, welche fuer eine Infusion bestimmt sind. Ziel und Aufgabe ist es, unter Vermeidung umstaendlicher Verfahrensschritte durch Sedimentation und Filtration auch groessere Mengen konzentrierter Erythrozyten zu gewinnen. Das wird erreicht durch zwei Filterkammern, deren eine Filterkammer im Innern der anderen Filterkammer angeordnet ist und deren Trennflaeche ganz oder teilweise als Filtermembran mit nur minimaler Benetzbarkeit ausgebildet ist. In einem Teil der inneren Filterkammer befindet sich Stahlwolle, welche mit der Wirksamkeit eine Feldstromgradienten ein plasmafreies Erythrozytenkonzentrat entstehen laesst.The invention relates to a blood container with integrated Trennflaechen for the separation of erythrocytes from blood plasma, which are intended for infusion. The goal and task is to gain larger amounts of concentrated erythrocytes while avoiding cumbersome process steps through sedimentation and filtration. This is achieved by two filter chambers, one filter chamber is arranged in the interior of the other filter chamber and the Trennflaeche is wholly or partly formed as a filter membrane with minimal wettability. In one part of the inner filter chamber is steel wool, which with the effectiveness of a Feldstromgradienten a plasma-free erythrocyte concentrate produced.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Blutbehälter mit integrierten Trennflächen zur Abscheidung von Erythrozyten aus Blutplasma, welche für eine Infusion bestimmt sind.The invention relates to a blood container with integrated separation surfaces for the separation of erythrocytes from blood plasma, which are intended for infusion.

Characteristic of the known technical solutions

Einer Transfusion von Erythrozyten geht voraus, das gesamte Blut in Erythrozyten und Plasma zu trennen. Das geschieht bisher durch Sedimentation in einem Blutbehälter, der aus einem flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt und in Behälterabschnitte unterteilt ist. Ein solcher Blutbehälter, der einen ersten Behälterabschnitt, einen zweiten Behälterabschnitt und eine Verbindungsleitung aufweist, die den Boden des ersten Behälterabschnittes mit der Oberseite des zweiten Behälterabschnittes verbindet, ist durch die DE-OS 2741398 bekannt geworden. Seine Auffüllung mit Blut erfolgt über eine Leitung, und zwar in der Weise, daß das Blut, das in den ersten Behälterabschnitt durch die Leitung eingefüllt wird, in den zweiten Behälterabschnitt durch die Verbindungsleitung strömt, so daß schließlich beide Behälterabschnitte gefüllt werden. Der erste und der zweite Behälterabschnitt haben ein Volumenverhältnis zueinander, welches im wesentlichen das gleiche ist wie das Volumenverhältnis der Erythrozyten zum Plasma des gesamten Blutes. Nach Füllung der Behälterabschnitte mit Blut kann der Behälter in einem Kühlschrank etwa 8 Stunden bei einer Temperatur zwischen 2 und 6 Grad Celsius gespeichert werden, wobei zu beachten ist, daß der eine Behälterabschnitt über dem anderen Behälterabschnitt liegt. Dies führt dazu, daß infolge unterschiedlicher Schwere von Erythrozyten zum Plasma der obere Behälterabschnitt mit Plasma gefüllt wird und der untere Behälterabschnitt mit Erythrozyten, wobei die Grenzfläche, die das Plasma von den Erythrozyten trennt, in etwa der Mitte der Verbindungsleitung liegen wird. Haben sich die Erythrozyten und das Plasma getrennt, muß mittels einer Klemme die Verbindungsleitung geschlossen werden, damit eine Diffusion von toxischen Substanzen aus den Erythrozyten in das Plasma vermieden wird.A transfusion of erythrocytes precedes to separate all the blood into erythrocytes and plasma. This has hitherto been done by sedimentation in a blood container, which is made of a flexible plastic material and divided into container sections. Such a blood container having a first container portion, a second container portion and a connecting line connecting the bottom of the first container portion with the top of the second container portion has become known from DE-OS 2741398. Its filling with blood takes place via a line in such a way that the blood, which is filled in the first container portion through the conduit, flows into the second container portion through the connecting line, so that finally both container portions are filled. The first and second container portions have a volume ratio to each other which is substantially the same as the volume ratio of the erythrocytes to the plasma of the whole blood. After filling the container sections with blood, the container can be stored in a refrigerator for about 8 hours at a temperature between 2 and 6 degrees Celsius, it being noted that one container section is above the other container section. As a result, as a result of varying severity of erythrocytes to the plasma, the upper container portion is filled with plasma and the lower container portion with erythrocytes, the interface separating the plasma from the erythrocytes will be approximately at the center of the connecting conduit. If the erythrocytes and the plasma have separated, the connecting line must be closed by means of a clamp to prevent diffusion of toxic substances from the erythrocytes into the plasma.

Eine Infusion kann nun in der Weise erfolgen, daß entweder nur der Inhalt des mit Erythrozyten gefüllten Behälterabschnittes verwendet wird oder, wenn eine Infusion mit dem gesamten Blut erwünscht ist, die Erythrozyten und das Plasma miteinander vermischt werden. Beiden Infusionsarten geht jedoch eine Abtrennung und Ausscheidung einer möglicherweise sich ausgebildeten Leukozytenschicht voraus, bevor die Infusion beginnt. Das geschieht durch eine weitere Klemme unterhalb der Leukozytenschicht, die dann mittels einer Spritze entfernt wird.An infusion can now be done by either using only the contents of the erythrocyte-filled container portion or, if infusion of all blood is desired, by mixing the erythrocytes and the plasma. However, both types of infusion are preceded by separation and elimination of a possibly formed leukocyte layer before the infusion begins. This is done by another clamp below the leukocyte layer, which is then removed by means of a syringe.

Die geschaffene Möglichkeit, die Erythrozyten frei von Leukozyten zu machen, kann aber für den Fall eines größeren Bedarfs konzentrierter Erythrozyten nicht befriedigen. Besonders nach Nierentransplantationen besteht wegen der drohenden Abstoßungsreaktion ein hoher Bedarf an Blut, das frei von Leukozyten ist. Zur Gewinnung größerer Mengen konzentrierter Erythrozyten wurde ein Verfahren beschrieben, daß eine Erythrozytenabscheidung mit elektromagnetischem Filter erreichen will (Selecta, Planegg, Jahrgang 18,1976, Heft 20). Es beruht auf dem Eisengehalt der Erythrrzyten, die in nicht-oxygeniertem Zustand schwach paramagnetisch sind. Diese Eigenschaft ermöglicht es, die Erythrozyten mit Hilfe eines Magnetabscheiders, der einen hohen Feldstärkegradienten besitzt, aus der Blutflüssigkeit abzusondern.However, the ability to make the erythrocytes free of leukocytes can not be satisfactory in the event of a greater need for concentrated erythrocytes. Especially after kidney transplants there is a high demand for blood that is free of leukocytes because of the imminent rejection reaction. To obtain larger amounts of concentrated erythrocytes, a method has been described that wants to achieve erythrocyte separation with electromagnetic filter (Selecta, Planegg, Volume 18, 1976, No. 20). It is based on the iron content of the erythrates, which are weakly paramagnetic in a non-oxygenated state. This property makes it possible to separate the erythrocytes from the blood fluid with the aid of a magnetic separator which has a high field strength gradient.

Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Behälter mit einem Zu- und Abfluß vorgeschlagen, der teilweise mit feiner Stahlwolle zu füllen und mit dieser Füllung zwischen zwei kräftige Elektromagnetpole zu bringen ist. Der durch die Wirkung eines elektrischen Stromes erzeugte Magnetismus läßt in der Stahlwolle einen sehr großen Feldstärkegradienten entstehen, welcher die Erythrozyten in die Stahlwolle zieht, während die übrigen Blutbestandteile ungehindert passieren können. Mit der Abschaltung des elektrischen Stromes wird die Stahlwolle entmagnetisiert, so daß es dann möglich ist, die Erythrozyten aus der Stahlwolle auszuwaschen.To carry out the method, a container is proposed with an inflow and outflow, which is partly to fill with fine steel wool and bring with this filling between two strong electromagnetic poles. The magnetism generated by the action of an electric current causes a very large field strength gradient in the steel wool, which draws the erythrocytes into the steel wool, while the remaining blood components can pass unhindered. With the shutdown of the electric current, the steel wool is demagnetized, so that it is then possible to wash out the erythrocytes from the steel wool.

Es ist bisher nicht bekannt, daß dieses Verfahren auch über das Forschungsstadium hinaus in der Praxis verwendet wird, zumal die nachfolgende Frischhaltung der ausgewaschenen Erythrozyten und deren Einsatz in der Dialyse nicht problemlos ist.It is not yet known that this method is also used beyond the research stage in practice, especially since the subsequent preservation of the washed out erythrocytes and their use in dialysis is not without problems.

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Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung umständlicher Verfahrensschritte zur Trennung des Plasmas von den Erythrozyten und die Schaffung eines Blutbehälters, mit dem durch Sedimentation und Filtration auch größere Mengen konzentrierter Erythrozyten gewonnen werden können.The aim of the invention is to avoid cumbersome process steps for the separation of the plasma from the erythrocytes and the creation of a blood container with which larger amounts of concentrated erythrocytes can be obtained by sedimentation and filtration.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Blutbehälter mit integrierten Trennflächen zu entwickeln, dereine bessere Trennung des Plasmas von den Erythrozyten ermöglicht und mit dem ein plasmafreies Erythrozytenkonzentrat gewonnen werden kann.The invention has as its object to develop a blood container with integrated interfaces, which allows a better separation of the plasma from the erythrocytes and with which a plasma-free packed red blood cells can be obtained.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem aus zwei Behälterabschnitten bestehenden Blutbehälter, der mit Einrichtungen für den Bluteinlaß und Auslaß der Blutkomponenten versehen ist, durch die im kennzeichnenden Teil des Erfindungsanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Diese bestehen zum einen darin, daß die beiden Behälterabschnitte zwei Filterkammern sind, deren eine Filterkammer im Inneren der anderen Filterkammer angeordnet ist, daß die Außenwandung der die innere Filterkammer umhüllenden äußeren Filterkammer aus einem weichen, dehnbaren Kunststoff und die Trennfläche zwischen beiden Filterkammern aus einem weniger dehnbaren Material besteht, dessen Oberfläche ganz oder teilweise als Filtermembran ausgebildet ist und daß nur die innere Filterkammer einen Einlaß aufweist, jedoch beide Filterkammern mit mindestens einem Auslaß versehen sind. Zum anderen wird die Aufgabe gelöst durch eine optimale Unbenetzbarkeit des Filtermaterials bzw. der Filtermembran, welche in bekannter Weise beispielsweise durch eine Ionisierung in Edelgas erzielbar ist. Außerdem sind die Filterporen in der Filtermembran in Abhängigkeit vom Verwendungszweck des Blutbehälters entsprechend groß ausgebildet, weisen aber mindestens eine Größe auf, wie sie zur Trennung des Plasmas von den Erythrozyten erforderlich ist. Zur Erhöhung der filtrierenden Trennfläche kann auch deren mittlerer und größter Teil eine röhrenförmige Kanalanordnung aufweisen bzw. aus parallel verlaufenden Kanälen bestehen und kann diese so gestaltete innere Filterkammer auch in einer als Plastebeutel ausgebildeten äußeren Filterkammer angeordnet sein. Es ist fernerhin zweckdienlich, die innere Filterkammer mit einer bestimmten Menge Stahlwolle zu versehen, die entweder über ihren Einlaß einzubringen oder vor der Verschweißung der Außenwandung mit dem Filtermaterial zwischen dieses gebracht ist.According to the invention this object is achieved with a two container sections existing blood vessel, which is provided with means for the blood inlet and outlet of the blood components, by the features stated in the characterizing part of the invention claim. These consist firstly in that the two container sections are two filter chambers, one filter chamber is arranged in the interior of the other filter chamber, that the outer wall of the inner filter chamber enclosing the outer filter chamber of a soft, stretchable plastic and the interface between the two filter chambers of a less extensible material consists whose surface is wholly or partly formed as a filter membrane and that only the inner filter chamber has an inlet, however, both filter chambers are provided with at least one outlet. On the other hand, the object is achieved by an optimal non-wettability of the filter material or the filter membrane, which can be achieved in a known manner, for example by ionization in inert gas. In addition, the filter pores in the filter membrane depending on the intended use of the blood container are designed to be correspondingly large, but at least have a size as required for the separation of the plasma from the erythrocytes. In order to increase the filtering separation surface may also have their central and largest part of a tubular channel arrangement or consist of parallel channels and can be arranged so designed inner filter chamber in a formed as a plastic bag outer filter chamber. It is also convenient to provide the inner filter chamber with a certain amount of steel wool, which is either introduced through its inlet or brought before the welding of the outer wall with the filter material between them.

Eine beschleunigte Trennung des Plasmas von den Erythrozyten kann auch durch eine konventionelle Zentrifugation erreicht werden. Zur Durchführung dieses Prozesses weist der Blutbehälter entsprechende Haltemittel, z. B. Ösen, auf. Diese können auch für eine Aufhängung des Blutbehälters zwischen zwei Elektromagnetpolen ausgelegt sein, die bei Wirksamkeit eines elektrischen Stromes in der Stahlwolle einen Feldstärkegradient entstehen lassen, durch den die Erythrozyten an der Metalloberfläche gebunden werden. Nach Abfluß des Plasmas ist ein plasmafreies Erythrozytkonzentrat hergestellt.An accelerated separation of the plasma from the erythrocytes can also be achieved by a conventional centrifugation. To carry out this process, the blood container corresponding holding means, for. As eyelets on. These can also be designed for a suspension of the blood container between two electromagnet poles which, when an electric current in the steel wool is effective, produce a field strength gradient by means of which the erythrocytes are bound to the metal surface. After discharge of the plasma, a plasma-free packed red blood cell concentrate is produced.

embodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen darinAn embodiment of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It show in it

Figur 1: einen Blutbehälter in schematischer Darstellung undFigure 1: a blood vessel in a schematic representation and

Figur 2: eine Schnittdarstellung des Blutbehälters nach Figur 1 mit integrierten Trennflächen.FIG. 2: a sectional view of the blood container according to FIG. 1 with integrated separating surfaces.

Der in Figur 1 dargestellte Blutbehälter besitzt eine Außenwandung 1 aus weichem dehnbaren Kunststoff und eine Trennfläche 2 aus weniger dehnbarem Material, dessen Oberfläche ganz oder teilweise als Filtermembran ausgebildet ist. Die Außenwandung 1 und die Trennfläche 2 sind miteinander verschweißt und bilden zwei Filterkammern 3,4, deren eine Filterkammer 3 im Inneren der anderen Filterkammer 4 angeordnet ist. Die innere von der äußeren Filterkammer 4.umhüllte Filterkammer 3 weist einen Einlaß 5, der verlängerbar ist und mindestens einen Auslaß 6 auf, die Filterkammer 4 hingegen nur einen Auslaß 7 gleicher Anzahl.The blood container shown in Figure 1 has an outer wall 1 of soft stretchable plastic and a separation surface 2 of less extensible material, the surface of which is wholly or partly formed as a filter membrane. The outer wall 1 and the separating surface 2 are welded together and form two filter chambers 3,4, one filter chamber 3 is arranged in the interior of the other filter chamber 4. The inner of the outer filter chamber 4. enveloped filter chamber 3 has an inlet 5, which is extendible and at least one outlet 6, the filter chamber 4, however, only an outlet 7 of the same number.

Die Porengröße des Filtermaterials ist je nach Verwendungszweck variabel, ist jedoch vorzugsweise so ausgebildet, daß eine Trennung des Plasmas von den Erythrozyten dreh Filtration gewährleistet wird. Das Filtermaterial ist weiterhin durch optimale Unbenetzbarkeit gekennzeichnet, welche u. a. durch eine Ionisierung in Edelgas erzielbar ist. Zur Erhöhung der filtrierenden Trennfläche 2 kann deren mittlerer Teil eine Anordnung röhrenförmiger Kanäle 8 aufweisen. Auch kann die äußere Filterkammer 4 durch einen einfachen Plastebeutel gebildet sein, in dem dann die röhrenförmig gestaltete oder beutelsackähnliche Filterkammer 3 angeordnet ist.The pore size of the filter material is variable depending on the purpose, but is preferably designed so that a separation of the plasma from the erythrocyte rotary filtration is ensured. The filter material is further characterized by optimal non-wettability, which u. a. can be achieved by ionization in noble gas. To increase the filtering separation surface 2, the central part thereof may have an arrangement of tubular channels 8. Also, the outer filter chamber 4 may be formed by a simple plastic bag, in which then the tubular shaped or bag-bag-like filter chamber 3 is arranged.

Die Trennung des Plasmas von den Erythrozyten wird mit der Füllung der Filterkammer 3 mit Blut eingeleitet, welche über den Einlaß 5 erfolgt. Auf Grund der unterschiedlichen Schwere von Erythrozyten zum Plasma konzentrieren sich die Erythrozyten am Boden der Filterkammer 3. Das Plasma, welches sich im oberen Kammerraum ansammelt, diffundiert schließlich durch die Filterporen in die Filterkammer 4. Dieser Prozeß kann unter Anwendung einer Zentrifugation des Blutbehälters beschleunigt werden, der zur Durchführung dieses Prozesses mit geeigneten Haltemitteln, beispielsweise mit Ösen 9 versehen ist. Nach Vollendung des Trennprozesses erfolgt die Gewinnung der Fraktionen über die Auslässe 6,7. Die Trennfläche 2 bzw. Filtermembran ist in ihrer halbdurchlässigen Bauart in der Lage, das Plasma in die Filterkammer 3 zurückfließen zu lassen, da ihr Material durch eine minimale Benetzbarkeit gekennzeichnet ist.The separation of the plasma from the erythrocytes is initiated with the filling of the filter chamber 3 with blood, which takes place via the inlet 5. Due to the different gravity of erythrocytes to the plasma, the erythrocytes concentrate at the bottom of the filter chamber 3. The plasma, which accumulates in the upper chamber space, finally diffuses through the filter pores in the filter chamber 4. This process can be accelerated using a centrifugation of the blood vessel , which is provided for carrying out this process with suitable holding means, for example with eyelets 9. After completion of the separation process, the recovery of the fractions takes place via the outlets 6, 7. The separating surface 2 or filter membrane is in its semipermeable design able to flow back the plasma in the filter chamber 3, since their material is characterized by a minimum wettability.

Wie die Schnittdarstellung in Figur 2 zeigt, kann die Filterkammer 3 teilweise mit Stahlwolle 10 gefüllt sein. Ihre Lage erfolgt in der unteren Kammerhälfte, da auch dort die Erythrozyten sich ansammeln werden. Die Stahlwolle 10 kann entweder über den Einlaß 5 eingebracht oder vor der Verschweißung der Außenwandung 1 mit der Trennfläche 2 zwischen diese gelegt werden.As the sectional view in Figure 2 shows, the filter chamber 3 may be partially filled with steel wool 10. Their location is in the lower half of the chamber, because there, too, the erythrocytes will accumulate. The steel wool 10 can either be introduced via the inlet 5 or placed between the latter before the welding of the outer wall 1 with the separating surface 2.

Die Anordnung der Stahlwolle 10 in der inneren Filterkammer 3 hat den besonderen Vorteil, daß nach Abscheidung der Hauptmenge des Plasmas durch Sedimentation und Filtration nunmehr noch Restmengen des Plasmas durch die Wirksamkeit eines elektromagnetischen Feldes ausgeschieden werden können. Dazu wird der Blutbehälter zwischen zwei kräftige Elektromagnetpole 11,12 gebracht, die bei Zuschaltung eines elektrischen Stromes in der Stahlwolle 10 einen großen Feldstromgradienten entstehen lassen. Dieser bewirkt eine Bindung der Erythrozyten an der Metalloberfläche und damit einerseits einen von Erythrozyten freien Abfluß des Plasmas, andererseits die Herstellung eines besonders plasmafreien Erythrozytenkonzentrats.The arrangement of the steel wool 10 in the inner filter chamber 3 has the particular advantage that after removal of the bulk of the plasma by sedimentation and filtration now residual amounts of plasma can be eliminated by the effectiveness of an electromagnetic field. For this purpose, the blood container is brought between two strong electromagnetic poles 11,12, which give rise to a large Feldstromgradienten when connecting an electric current in the steel wool 10. This causes a binding of the erythrocytes on the metal surface and thus on the one hand a free of erythrocyte effluent of the plasma, on the other hand, the production of a particularly plasma-free packed red blood cells.

Claims

Invention claims:

1. A blood vessel with integrated separation surface, which divides the container volume into two container sections, with means for the blood inlet and the outlet of the blood components, characterized in that the two container sections are two filter chambers (3,4) having a filter chamber (3) inside the other filter chamber (4) is arranged, that the outer wall (1) of the inner filter chamber (3) enveloping the outer filter chamber (4) made of a soft, stretchable plastic and the separation surface (2) between the two filter chambers (3,4) of a less extensible material whose surface is wholly or partly formed as a filter membrane and in that the inner filter chamber (3) has an inlet (5), however, both filter chambers are provided with at least one outlet (6,7).

2. Blood container according to item 1, characterized in that the separating surface (2) or the filter membrane has an optimal non-wettability, which is prepared in a known manner, for example by ionization in inert gas.

3. Blood container according to item 1 and 2, characterized in that the filter pores in the separating surface (2) have a variable size, but at least the size which is required for the separation of the plasma from the erythrocytes.

4. Blood container according to item 1 to 3, characterized in that the middle and most of the parting surface (2) has a tubular channel arrangement or consists of parallel channels (8).

5. A blood container according to item 1 to 4, characterized in that the outer filter chamber (4) is formed by a plastic bag, iri the tubular or bag-bag-like filter chamber (3) is arranged.

6. Blood container according to item 1 to 4, characterized in that the inner filter chamber (3) is partially filled with steel wool (10).

7. Blood container according to item 1 to 4, characterized in that for carrying out a centrifugation or an electromagnetic separation of the plasma from the erythrocytes of the container with holding means, preferably eyelets (9) or hanger is provided.

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