ES2323794T3 - Metodos para tratar uniformemente muestras biologicas con radiacion electromagnetica. - Google Patents

Abstract

Un método para reducir patógenos en un fluido, método que comprende las operaciones de: proporcionar el fluido contenido en un recipiente al menos parcialmente transparente, en que el fluido comprende partículas y en que las partículas son células, fragmentos de células, plasma, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, oligonucleótidos, biopolímeros, fotosensibilizadores, patógenos, agregados de patógenos, leucocitos, o combinaciones de los mismos; proporcionar medios para determinar el volumen del fluido; determinar el volumen del fluido; mezclar el fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente; calcular una energía radiante neta para reducir dichos patógenos en el fluido, utilizando el volumen determinado para el fluido; y suministrar una radiación electromagnética que tenga dicha energía radiante neta al fluido, generándose por ello una capa fotorreactiva en el fluido, en que dicha radiación electromagnética interacciona con dichas partículas y en que el mezclamiento del fluido en dicho recipiente transporta las partículas a través de la capa fotorreactiva, reduciéndose por ello los patógenos en el fluido.

Description

Métodos para tratar uniformemente muestras biológicas con radiación electromagnética.

La recogida, el procesamiento y la purificación de muestras biológicas son procesos importantes en una diversidad de terapias y procedimientos médicos. Las muestras biológicas importantes usadas como agentes terapéuticos y/o para reinfusión incluyen sangre completa y componentes sanguíneos purificados, tales como glóbulos rojos, plaquetas, glóbulos blancos y plasma. En el campo de la medicina de la transfusión, se introducen directamente uno o más componentes de sangre completa en la corriente sanguínea de un paciente para reponer un componente agotado o deficiente. La infusión de materiales procedentes de plasma, tales como proteínas sanguíneas, también desempeña un papel crítico en diversos procesos de reinfusión y otras terapias importantes. Por ejemplo, se proporciona comúnmente inmunoglobulina procedente de plasma para complementar el sistema inmune comprometido de un paciente. A causa de los aumentos en la demanda de muestras biológicas purificadas para terapias de transfusión, infusión y trasplante, se han dirigido esfuerzos de investigación sustanciales a mejorar la disponibilidad, la seguridad y la pureza de las muestras biológicas utilizadas como agentes terapéuticos y/o para reinfusión.

Aunque las muestras biológicas utilizadas para reinfusión u otros fines son actualmente más seguras que en el pasado, el riesgo de exposición a patógenos de muestras sanguíneas humanas sigue siendo significativo. Se ha identificado un gran número de contaminantes deletéreos en fracciones intracelulares y extracelulares de sangre humana. Por ejemplo, se estima que aproximadamente 1 de cada 34.000 muestras donadas de sangre y componentes sanguíneos está contaminada con contaminantes víricos tales como los virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) de tipos I/II, los virus de las hepatitis B y C (VHB y VHC) y los virus linfotróficos de células T humanas (HTLV; del inglés, human T-lymphotropic virus) de tipos I/II. Los contaminantes bacterianos son aún más comunes que los contaminantes víricos en las muestras donadas de sangre y componentes sanguíneos y pueden alcanzar una incidencia de contaminación tan elevada como aproximadamente 1 en 2000 muestras. La contaminación de componentes sanguíneos donados con leucocitos del donante es otro problema al que hay que enfrentarse frecuentemente.

Además de estos riesgos conocidos, se ha demostrado también que los depósitos sanguíneos humanos están rutinariamente contaminados con otros patógenos que no son examinados en los protocolos de exploración sanguínea convencionales, incluyendo el virus transmitido por transfusión, el virus de la hepatitis G, el herpesvirus humano 8, el HTLV-2, el virus de la hepatitis A, el virus TT, el virus SEN (SEN-V), parásitos de la malaria, parásitos de la babesiosis, el tripanosoma, y el parvovirus B19.

A lo largo de la última década, se han desarrollado diversos métodos para reducir los riesgos asociados con contaminantes patógenos en muestras biológicas, especialmente en componentes sanguíneos donados. Un planteamiento prometedor para reducir los riesgos asociados con la contaminación de estos materiales es utilizar vías químicas o físicas para reducir las actividades biológicas de los patógenos presentes en las muestras biológicas o para hacerlos incapaces de replicarse. A lo largo de la última década, se ha desarrollado una diversidad de métodos para reducir las actividades biológicas de los patógenos en fluidos biológicos, incluyendo la fotorreducción directa, el uso de detergentes para inactivar los virus que tienen membranas lipídicas, métodos de tratamiento químicos y técnicas de reducción química fotoinducida. A causa de su compatibilidad con la inactivación de patógenos en grandes cantidades, su eficiencia y su eficacia demostrada, la reducción química fotoinducida y la fotorreducción directa han surgido como dos técnicas especialmente prometedoras para el tratamiento de muestras biológicas. En las Patentes e EE.UU. números 6.277.337, 5.607.924, 5.545.516, 4.915.683, 5.516.629 y 5.587.490 se describen aplicaciones ejemplares de métodos de reducción química fotoinducida y métodos de fotorreducción directa para la reducción de patógenos en sangre. En el Documento WO 01/96340 se describe un sistema de flujo a través en el que se irradia un fluido para reducir los patógenos.

En los métodos de reducción química fotoinducida, se añaden cantidades eficaces de uno o más fotosensibilizadores a un fluido biológico, el cual puede ser posteriormente mezclado e irradiado con radiación electromagnética. La irradiación activa los fotosensibilizadores, iniciándose de este modo reacciones químicas y/o procesos físicos que matan los patógenos presentes en la muestra o evitan sustancialmente que los patógenos se repliquen. En los métodos de fotorreducción directa, la irradiación con una radiación electromagnética que tiene longitudes de onda seleccionadas da directamente lugar a la reducción de los patógenos.

Una consideración importante en los métodos de reducción química fotoinducida y de fotorreducción directa es que la exposición de ciertos componentes sanguíneos a una radiación electromagnética puede afectar deletéreamente a sus vitalidades y actividades biológicas. Las disminuciones en las vitalidades y actividades biológicas a causa de la exposición a radiación electromagnética pueden reducir la eficacia de estos materiales como agentes terapéuticos y/o para reinfusión. Por lo tanto, en los métodos de reducción química fotoinducida y de fotorreducción directa existe a menudo un compromiso entre optimizar el grado de reducción de patógenos y minimizar el daño a componentes sanguíneos que comprenden agentes terapéuticos y/o para reinfusión. Otra consideración importante en los métodos de reducción química fotoinducida y de fotorreducción directa es la capacidad de estos métodos para proporcionar un tratamiento uniforme a muestras fluidas que tienen características que están comúnmente sometidas a variación, tales como los volúmenes, las masas, las identidades de los donantes y las concentraciones de componentes celulares y no celulares de las muestras. Por ejemplo, los procedimientos convencionales para reducción de patógenos que suministran la misma energía radiante neta por área irradiada a todas las muestras de sangre y de componentes sanguíneos tratadas pueden dar lugar a un tratamiento no uniforme que varíe sistemáticamente con el volumen de las muestras de sangre o productos sanguíneos que se someten al tratamiento. Puesto que la sangre y los componentes sanguíneos presentan típicamente una diversidad de volúmenes de muestra que dependen de los atributos físicos del donante y de los procedimientos empleados para la recogida y el procesamiento, esta limitación práctica puede dar lugar a productos sanguíneos que tengan concentraciones de patógenos y cualidades terapéuticas que varíen significativamente. Dichas variaciones indeseables pueden socavar significativamente los esfuerzos en el control de calidad y pueden afectar negativamente a la validación de productos y a la aprobación regulativa.

Se apreciará a partir de lo precedente que existe una necesidad evidente de métodos y dispositivos para tratar uniformemente fluidos biológicos con radiación electromagnética. Específicamente, se necesitan métodos y dispositivos que proporcionen un tratamiento equivalente de las muestras fluidas con radiación electromagnética independientemente de las propiedades sujetas a variación de las muestras, tales como los volúmenes o masas de las muestras. Además, se necesitan métodos y dispositivos para el tratamiento de muestras fluidas con radiación electromagnética, que generen muestras tratadas que tengan niveles comparables de patógenos y que tengan componentes que comprendan agentes terapéuticos y/o para reinfusión y presenten viabilidades y actividades biológicas comparables.

El invento se define en las reivindicaciones.

Este invento proporciona un método y un sistema, es decir un dispositivo, para tratar uniformemente con radiación electromagnética fluidos que experimentan mezclamiento, particularmente útiles para el tratamiento de fluidos que comprenden materiales que dispersan y/o absorben eficazmente la radiación electromagnética incidente. Los métodos del presente invento permiten tratar uniformemente muestras fluidas con radiación electromagnética independientemente de las características físicas de las muestras, características que están comúnmente sometidas a variación, tales como los volúmenes y masas de las muestras fluidas tratadas. El presente invento proporciona un medio reproducible para distribuir uniformemente radiación electromagnética por todo el volumen de las muestras fluidas de modo que las muestras tratadas tengan unas composiciones adecuadas para ser posteriormente usadas en una aplicación seleccionada.

En esta descripción, la "uniformidad" se refiere a dos rasgos beneficiosos de los métodos presentes. En primer lugar, la uniformidad se refiere a la distribución de radiación electromagnética por todo el volumen de un fluido de modo que sustancialmente todas las partículas que comprende el fluido resulten expuestas a energías radiantes netas eficaces equivalentes. En segundo lugar, la uniformidad se refiere al tratamiento de una pluralidad de muestras fluidas con radiación electromagnética de modo que cada muestra fluida experimente un tratamiento equivalente, independientemente de las diferencias en sus características físicas, tales como las diferencias en sus respectivos volúmenes, masas y velocidades de mezclamiento durante el procesamiento. En este contexto, un tratamiento equivalente puede referirse a resultados finales equivalentes de un procedimiento de tratamiento, tal como la reducción de patógenos por todo el volumen de las diferentes muestras hasta niveles comparables, o puede referirse a un tratamiento en que sustancialmente todas las partículas de la pluralidad de muestras estén expuestas a una energía radiante neta eficaz equivalente durante el procesamiento.

En un aspecto del presente invento, los volúmenes completos de las muestras fluidas que experimentan mezclamiento son tratados con una radiación electromagnética que tiene una energía radiante neta o una potencia radiante, o ambas cosas, que son seleccionadas basándose en las características de la muestra y la técnica de procesamiento que determinan la velocidad de transporte de las partículas que comprenden los fluidos a través de una capa fotorreactiva formada tras la irradiación. En el método del presente invento, las energías radiantes netas se seleccionan basándose en el volumen de la muestra fluida. En otra realización de este aspecto del invento, las velocidades de agitación de las muestras fluidas que experimentan simultáneamente mezclamiento y tratamiento con radiación electromagnética son seleccionadas basándose en los volúmenes y/o las masas de las muestras para asegurar que las partículas que comprenden las diferentes muestras resultan expuestas a energías radiantes netas eficaces equivalentes durante el procesamiento.

En el presente invento, las muestras fluidas se proporcionan en recipientes al menos parcialmente transparentes y son sometidas a mezclamiento durante el tratamiento. Las energías radiantes netas que se van a suministrar a cada una de las muestras son determinadas basándose en el volumen de las muestras fluidas individuales que experimentan el tratamiento. En una realización de los métodos presentes, útiles para reducir uniformemente los patógenos en una pluralidad de muestras fluidas, las energías radiantes netas proporcionadas a cada muestra son seleccionadas basándose en los volúmenes de las muestras de modo que sustancialmente todas las partículas de cada una de las muestras fluidas resulten expuestas a energías radiantes netas eficaces equivalentes.

Durante el procesamiento, la radiación electromagnética que tiene una potencia radiante seleccionada es dirigida sobre una o más superficies al menos parcialmente transparentes del recipiente durante un tiempo de irradiación seleccionado. En esta realización del presente invento, las potencias radiantes y los tiempos de irradiación son variables que se seleccionan para proporcionar la energía radiante neta apropiada a cada muestra fluida, necesaria para proporcionar un tratamiento uniforme con radiación electromagnética. La exposición del fluido a la radiación electromagnética tiene lugar en una capa fotorreactiva situada próxima a la superficie del fluido que es irradiado con radiación electromagnética. En la capa fotorreactiva, la radiación electromagnética interacciona con partículas del fluido, lo que provoca cambios químicos y/o físicos que dan lugar a una reducción de patógenos. El mezclamiento del fluido en el recipiente transporta el fluido a través de la capa fotorreactiva, lo que proporciona un medio para distribuir uniformemente la radiación electromagnética suministrada por el volumen total y reduce por ello los patógenos por todo el volumen de la muestra. Opcionalmente, los métodos de este aspecto del presente invento comprenden además la operación de añadir una cantidad eficaz de uno o más aditivos al fluido, tales como fotosensibilizadores, agentes potenciadores, estabilizantes, agentes anticoagulantes, diluyentes, conservantes y todas las combinaciones de estos. Los aditivos se pueden añadir al fluido que experimenta el procesamiento, antes, durante o después del tratamiento con la radiación electromagnética.

En una realización de este aspecto del presente invento, el fluido es expuesto a una radiación electromagnética que tiene longitudes de onda, intensidades y/o potencias radiantes que reducen directamente las actividades biológicas de los patógenos por todo el volumen de la muestra. Alternativamente, el presente invento incluye métodos mediante los cuales se suministra un fotosensibilizador al volumen total de la muestra fluida que experimenta el procesamiento y se realiza una exposición a una radiación electromagnética que tiene longitudes de onda, intensidades y/o potencias radiantes que inician reacciones fotoquímicas, en las que está implicado el fotosensibilizador, que reducen las actividades biológicas de los patógenos por todo el volumen de la muestra.

El método del presente invento incluye la operación de determinar el volumen, y opcionalmente la masa, de las muestras fluidas antes del tratamiento con las energías radiantes netas seleccionadas. En una realización, se mide directamente el volumen de una muestra fluida antes de la irradiación. Alternativamente, el presente invento incluye métodos mediante los cuales se determina el volumen de una muestra fluida midiendo la masa de la muestra fluida y dividiendo la masa medida por la densidad del fluido o por una estimación de la misma. Los métodos del presente invento pueden comprender además la operación de generar una señal de salida que corresponda al volumen o la masa medida, y transmitir esta señal de salida a un dispositivo o un componente de dispositivo, tal como un controlador de fuentes de radiación electromagnética, capaz de ejecutar un algoritmo que determine las energías radiantes netas, las potencias radiantes y/o los tiempos de irradiación necesarios para conseguir la reducción de patógenos en las muestras fluidas.

En una realización de este aspecto del presente invento, se proporcionan métodos para tratar un fluido con radiación electromagnética en que las energías radiantes netas suministradas a las muestras están inversamente correlacionadas con las velocidades de mezclamiento de las mezclas fluidas que experimentan el tratamiento. En este aspecto del presente invento, por ejemplo, se proporciona menos energía radiante neta a los fluidos sometidos a mayores velocidades de mezclamiento de fluidos que a los fluidos sometidos a menores velocidades de mezclamiento de fluidos. En el presente invento, las energías radiantes netas y las velocidades de mezclamiento pueden estar inversamente relacionadas de cualquier modo que dé lugar al tratamiento eficaz de un fluido con radiación electromagnética, incluyendo, pero sin limitarse a, un modo lineal o sustancialmente lineal, un modo exponencial o sustancialmente exponencial, un modo logarítmico o sustancialmente logarítmico, un modo cuadrático o sustancialmente cuadrático, y cualquier combinación de estas relaciones funcionales.

En otra realización de este aspecto del presente invento, se proporcionan métodos para tratar un fluido con radiación electromagnética en que las energías radiantes netas suministradas a las muestras están positivamente correlacionadas con (es decir, son directamente proporcionales a) los volúmenes o las masas de las muestras fluidas que experimentan el tratamiento. En el contexto de esta aplicación de los métodos del presente invento, las expresiones "volumen de fluido" y "masa de fluido" se refieren al volumen y la masa del fluido presente en el recipiente durante la irradiación e incluyen cualesquier aditivos que se suministren al fluido antes o durante la irradiación. Por ejemplo, los fluidos que tienen volúmenes y/o masas más grandes son expuestos a mayores energías radiantes netas que los fluidos que tienen volúmenes y/o masas más pequeños. En ciertas realizaciones, los beneficios de utilizar energías radiantes netas positivamente correlacionadas con los volúmenes o las masas de las muestras fluidas que experimentan el tratamiento surgen de consideraciones de mezclamiento que atañen al mezclamiento de muestras fluidas contenidas en recipientes de volumen fijo equivalentes. Por ejemplo, para el mezclamiento de fluidos por medio de técnicas para agitación de muestras, los fluidos que tienen volúmenes más grandes tienden a experimentar velocidades de mezclamiento más pequeñas que los fluidos que tienen volúmenes más pequeños contenidos en recipientes de volumen fijo similares. En el presente invento, las energías radiantes netas y los volúmenes y/o masas de los fluidos pueden estar positivamente correlacionados de cualquier modo que dé lugar al tratamiento eficaz de un fluido con radiación electromagnética, incluyendo, pero sin limitarse a, un modo lineal o sustancialmente lineal, un modo exponencial o sustancialmente exponencial, un modo logarítmico o sustancialmente logarítmico, un modo cuadrático o sustancialmente cuadrático, y cualquier combinación de estas relaciones funcionales.

La capacidad del presente invento para tratar uniformemente fluidos con radiación electromagnética es particularmente beneficiosa para el uso de los métodos presentes para la reducción de los patógenos de fluidos. La reducción de los patógenos mediante el tratamiento uniforme de muestras fluidas con radiación electromagnética es útil para evitar la exposición de muestras que tienen volúmenes y/o masas más pequeñas a intensidades radiantes netas mayores que las requeridas para una eficaz reducción de patógenos, y/o para evitar la exposición de muestras fluidas que tienen volúmenes y/o masas más grandes a intensidades radiantes netas menores que las requeridas para una eficaz reducción de patógenos. El tratamiento uniforme de muestras con radiación electromagnética proporcionado por los métodos presentes también asegura que a los volúmenes totales de las muestras fluidas que experimentan el procesamiento se proporcionen energías radiantes de radiación electromagnética suficientes para conseguir una eficaz reducción de patógenos para el uso subsiguiente de las muestras fluidas tratadas, tal como, por ejemplo, el uso subsiguiente como agentes terapéuticos y/o para reinfusión. Por lo tanto, los métodos para reducción de patógenos de este aspecto del presente invento permiten generar fluidos tratados que tienen concentraciones de patógeno por debajo de un nivel predeterminado y bien definido. Además, la reducción de patógenos mediante el tratamiento uniforme de muestras fluidas con radiación electromagnética es útil para mantener, y en algunos casos optimizar, las vitalidades y actividades biológicas de componentes fluidos tratados que comprenden agentes terapéuticos, diagnósticos o para reinfusión en las muestras fluidas al evitar la sobreexposición de estos componentes a intensidades de radiación electromagnética que darían lugar a su pérdida o daño.

En el presente invento se emplean algoritmos para calcular parámetros de irradiación útiles para el tratamiento de muestras fluidas con radiación electromagnética. Los algoritmos aplicables de acuerdo con el presente invento utilizan volúmenes medidos, calculados o estimados de las muestras fluidas para determinar las energías radiantes netas y, opcionalmente, las potencias radiantes o tiempos de irradiación necesarios para proporcionar el tratamiento uniforme de las muestras fluidas con radiación electromagnética. En una realización útil para reducir los patógenos en una pluralidad de muestras fluidas que tienen volúmenes diferentes, el presente invento proporciona, por ejemplo, un algoritmo con el que se determinan las energías radiantes netas suministradas a las muestras fluidas al multiplicar la relación entre el volumen del fluido y el área superficial del recipiente que transmite la luz al fluido por una constante de proporcionalidad que tiene un valor superior a cero. Para las realizaciones en que se suministra luz a las muestras usando una potencia radiante constante, los algoritmos del presente invento permiten utilizar los volúmenes y/o masas de las muestras fluidas para determinar los tiempos de irradiación necesarios para tratar uniformemente una pluralidad de muestras fluidas. Los algoritmos útiles en los métodos del presente invento pueden concernir a un gran número de otras variables, incluyendo, pero sin limitarse a, la densidad del fluido, el área superficial del recipiente o reactor de flujo que transmite luz al fluido, el volumen del recipiente que contiene el fluido, la velocidad de agitación del recipiente, la concentración e identidad de las partículas que absorben y/o dispersan la radiación electromagnética, la composición del fluido incluyendo la concentración e identidad de los componentes sanguíneos, las concentraciones y composiciones de los fotosensibilizadores añadidos al fluido, la distribución de las longitudes de onda de la luz suministrada al fluido, la potencia radiante empleada durante la irradiación, el método empleado para el mezclamiento de fluidos, las condiciones de la dilución de fluidos antes del tratamiento con la radiación electromagnética, y cualquier combinación de estas variables. Los algoritmos de este aspecto del presente invento pueden ser ejecutados por una diversidad de procesadores, dispositivos y controladores de dispositivos, incluyendo microordenadores, ordenadores de uso general y sistemas de procesamiento capaces de llevar a cabo un software para aplicaciones.

En otro aspecto, el presente invento proporciona métodos para tratar muestras fluidas en recipientes al menos parcialmente transparentes que tienen un volumen fijo y que experimentan agitación, con los que se determina también la velocidad de agitación empleada basándose en el volumen del fluido. En el contexto de esta descripción, la velocidad de agitación se refiere a la velocidad con que se somete un recipiente a ciclos de desplazamiento periódicos, y puede ser cuantitativamente caracterizada en términos del número de ciclos de agitación por unidad de tiempo (por ejemplo, ciclos por minuto). En una realización, la velocidad de agitación empleada se selecciona para obtener velocidades de mezclamiento de fluido equivalentes en una pluralidad de muestras fluidas que experimentan el tratamiento, que son independientes de los volúmenes de las muestras. Por ejemplo, la velocidad de agitación del recipiente puede estar positivamente correlacionada con el volumen del fluido que experimenta tratamiento en el recipiente. Los algoritmos ejemplares útiles en el presente invento que relacionan la velocidad de agitación del recipiente y el volumen del fluido incluyen, pero no se limitan a, correlaciones sustancialmente lineales, correlaciones sustancialmente exponenciales, corre-
laciones sustancialmente logarítmicas, correlaciones sustancialmente cuadráticas y cualquier combinación de éstas.

Los métodos y el dispositivo del presente invento son aplicables, en términos generales, a cualquier procedimiento mediante el cual se expone a radiación electromagnética un fluido que experimenta un procesamiento. Los métodos presentes son particularmente aplicables a procedimientos para tratamiento de fluidos en que es deseable un tratamiento uniforme de las partículas de un fluido con energías radiantes seleccionadas. El presente invento proporciona métodos para reducir las actividades biológicas de patógenos en fluidos biológicos que incluyen sangre o componentes sanguíneos, tales como componentes sanguíneos que contienen glóbulos rojos, componentes sanguíneos que contienen plaquetas, componentes que contienen plasma, componentes que contienen glóbulos blancos, y disoluciones que contienen una o más proteínas procedentes de sangre, y en fluidos que se administran como agentes terapéuticos y/o para reinfusión, tales como medicinas intravenosas y disoluciones peritoneales. Los métodos del presente invento también proporcionan la reducción eficaz de patógenos en fluidos generados a partir de sistemas de expresión, tales como sistemas de expresión recombinantes. En el contexto de esta descripción, la expresión "sistemas de expresión recombinantes" se puede referir a sistemas de cultivo celular o tisular que incluyen sistemas de fermentación a gran escala. Otras aplicaciones ejemplares de los métodos del presente invento incluyen, pero no se limitan a, reducción de las actividades biológicas de leucocitos en fluidos que incluyen fluidos biológicos, métodos para purificación de fluidos, métodos para controlar las velocidades y el grado de las reacciones fotoquímicas en un fluido, técnicas de fotopolimerización, y métodos para regular reacciones de síntesis química en fluidos.

En otro aspecto, el presente invento proporciona métodos para reducir patógenos en un fluido, que comprende las operaciones de: (1) proporcionar el fluido contenido en un recipiente al menos parcialmente transparente, fluido que comprende partículas; (2) determinar el volumen del fluido; (3) mezclar el fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente, opcionalmente con una velocidad de mezclamiento seleccionada; (4) calcular una energía radiante neta para reducir los patógenos en el fluido, utilizando el volumen y, opcionalmente, la velocidad de mezclamiento del fluido; y (5) suministrar al fluido una radiación electromagnética que tenga la energía radiante neta, generándose por ello en el fluido una capa fotorreactiva, en que la radiación electromagnética interacciona con las partículas y en que el mezclamiento del fluido en el recipiente transporta las partículas a través de la capa fotorreactiva, reduciéndose por ello los patógenos en el fluido. Opcionalmente, los métodos de este aspecto del presente invento pueden incluir además la operación de añadir aditivos, tal como un fotosensibilizador, al fluido.

En otro aspecto, el presente invento proporciona métodos para tratar uniformemente una pluralidad de muestras fluidas con radiación electromagnética, método que comprende las operaciones de: (1) proporcionar la pluralidad de muestras fluidas, en que cada muestra fluida comprende partículas; (2) determinar el volumen de cada una de las muestras fluidas contenidas en recipientes al menos parcialmente transparentes; (3) proporcionar cada una de las muestras fluidas contenida en un recipiente al menos parcialmente transparente; (4) mezclar cada una de las muestras fluidas contenidas en los recipientes al menos parcialmente transparentes, opcionalmente con una velocidad de mezclamiento seleccionada; (5) calcular las energías radiantes netas para cada una de las muestras fluidas utilizando el volumen de cada una de las muestras fluidas; y (6) suministrar a cada una de las muestras fluidas una radiación electromagnética que tenga las energías radiantes netas, generándose por ello capas fotorreactivas en cada una de las muestras fluidas, en que la radiación electromagnética interacciona con las partículas en las capas fotorreactivas de cada muestra fluida y en que el mezclamiento de las muestras fluidas transporta las partículas a través de las capas fotorreactivas, tratándose uniformemente por ello la pluralidad de las muestras fluidas con radiación electromagnética. Opcionalmente, los métodos de este aspecto del presente invento pueden incluir además la operación de añadir aditivos, tales como fotosensibilizadores, a cada una de las muestras fluidas.

Se describirá ahora adicionalmente el invento, sólo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un dibujo esquemático de un dispositivo ejemplar para reducir las actividades biológicas de patógenos en un fluido que experimenta un mezclamiento continuo.

La Figura 2A es un dibujo esquemático que ilustra un perfil de radiación electromagnética, a una longitud de onda seleccionada, para una capa fotorreactiva generada en un fluido que experimenta un tratamiento con radiación electromagnética. En el gráfico mostrado en la Figura 2A, se representa gráficamente la intensidad lumínica frente a la distancia desde la superficie irradiada del fluido. En la Figura 2B se muestra un gráfico (A) de profundidad de penetración (eje Y; milímetros) en función de la longitud de onda (eje X) y un gráfico (B) de la salida radiante de una fuente ejemplar de radiación electromagnética (eje Y) en función de la longitud de onda (eje X). En la Figura 2B, la escala mostrada para el eje Y en la parte derecha de la representación corresponde al gráfico (A), la escala mostrada para el eje Y en la parte izquierda de la representación corresponde al gráfico (B), y la unidad del eje X es el nanómetro.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra operaciones de procesamiento de un método ejemplar para tratar uniformemente una pluralidad de muestras fluidas, en que las energías radiantes netas a que se exponen las muestras fluidas individuales se determinan basándose en sus volúmenes calculados.

En la Figura 4A se proporciona un gráfico de barras que muestra la reducción media del patógeno BVDV (virus de la diarrea vírica bovina; del inglés, bovine viral diarrhea virus) en muestras fluidas que tienen dos volúmenes diferentes, están contenidas en recipientes que tienen etiquetas no transmisoras y son expuestas a una energía radiante neta fija igual a 3 julios\cdotcm^{-2}. En la Figura 4B se proporciona un gráfico de barras que muestra la reducción media del patógeno BVDV en muestras fluidas que tienen dos volúmenes diferentes, están contenidas en recipientes que no tienen etiquetas no transmisoras y son expuestas a una energía radiante neta fija igual a 3 julios\cdotcm^{-2}. Las barras de error mostradas en las Figuras 4A y 4B corresponden a desviaciones estándares (1\sigma) que corresponden a seis mediciones independientes para cada volumen.

En la Figura 5 se muestra la reducción media del patógeno PPV (parvovirus porcino; del inglés, porcine parvovirus) en muestras humanas que contienen plaquetas y plasma en función del volumen, para muestras fluidas expuestas a una energía radiante neta que se calcula basándose en el volumen.

En la Figura 6 se muestra la reducción media del patógeno VHA (virus de la hepatitis A) en muestras humanas que contienen plaquetas y plasma en función del volumen, para muestras fluidas expuestas a una energía radiante neta que se calcula basándose en el volumen.

En la Figura 7 se proporciona un gráfico de barras que muestra la reducción media de bacterias S. aureus en muestras fluidas que tienen volúmenes de 210 ml y 390 ml, expuestas a energías radiantes netas calculadas basándose en el volumen y utilizando la Ecuación V. Las barras de error mostradas en la Figura 7 corresponden a la desviación estándar (1\sigma) que corresponde a cuatro mediciones independientes para cada volumen.

En relación con los dibujos, números iguales indican elementos iguales, y un mismo número que aparece en más de un dibujo se refiere al mismo elemento. Además, en lo sucesivo se aplican las definiciones siguientes.

Las expresiones "radiación electromagnética" y "luz" se utilizan sinónimamente en la presente descripción y se refieren a ondas de campos eléctricos y magnéticos. La radiación electromagnética útil para los métodos del presente invento incluye, pero no se limita a, luz ultravioleta, luz visible y luz infrarroja, y cualquier combinación de éstas. La selección de la distribución de longitudes de onda de la radiación electromagnética utilizada en los métodos del presente invento se puede basar en diversos factores que incluyen, pero no se limitan a, el espectro de absorción de uno o más fotosensibilizadores proporcionados al fluido que experimenta el tratamiento, los coeficientes de extinción de las partículas del fluido que experimenta el tratamiento en función de la longitud de onda, y una combinación de estos. En los métodos ejemplares para el tratamiento de fluidos se puede utilizar una radiación electromagnética caracterizada por una distribución de longitudes de onda que son sustancialmente absorbidas por los fotosensibilizadores añadidos al fluido. En los métodos y dispositivos ejemplares del presente invento, útiles para tratar componentes sanguíneos que contienen glóbulos rojos, se utiliza una radiación electromagnética que tiene longitudes de onda en la región visible del espectro electromagnético. Por ejemplo, en un aspecto del presente invento, útil para tratar fluidos que contienen glóbulos rojos y en el que se emplea un fotosensibilizador tal como un material que absorbe luz en la región visible del espectro electromagnético, se puede emplear una radiación electromagnética que tenga una distribución de longitudes de onda seleccionada a lo largo del intervalo de aproximadamente 400 nm a aproximadamente 800 nm. En los métodos y dispositivos ejemplares del presente invento, útiles para tratar componentes sanguíneos que contienen plasma y plaquetas, se puede usar una radiación electromagnética que tenga longitudes de onda en la región ultravioleta del espectro electromagnético. Por ejemplo, en un aspecto del presente invento que puede ser útil para tratar fluidos que contienen plaquetas y plasma, se puede emplear una radiación electromagnética que tenga una distribución de longitudes de onda seleccionada a lo largo del intervalo de aproximadamente 300 nm a aproximadamente 400 nm. Como entenderán las personas expertas en la técnica, el espectro de absorción de los fotosensibilizadores puede variar cuando estos están en presencia de ciertas partículas, tales como proteínas, y los métodos presentes pueden tener en cuenta este cambio en el espectro de absorción del fotosensibilizador a la hora de la selección de la apropiada distribución de las longitudes de onda de la radiación electromagnética suministrada a un fluido que experimenta un tratamiento.

La "energía radiante neta" se refiere a la cantidad total de energía radiante suministrada a un fluido durante un proceso de tratamiento de fluidos o una combinación de procesos de tratamiento de fluidos. La energía radiante neta se puede expresar en términos de potencia, tiempo de exposición y área superficial irradiada, mediante la ecuación:

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en la que E_{net} es la energía radiante neta suministrada, P(t) es la potencia de la radiación electromagnética a la que se expone el fluido en función del tiempo y el área, t_{f} es el intervalo de tiempo para la irradiación, t es el tiempo, A es el área, y A_{I} es el área irradiada del recipiente que contiene el fluido. En los métodos del presente invento en que se emplea una potencia sustancialmente constante, la energía radiante neta se puede expresar en términos de potencia radiante y tiempo de exposición mediante la ecuación:

101

en la que E_{net} es la energía radiante neta suministrada, P es la potencia radiante constante de la radiación electromagnética, y t_{f} es el intervalo de tiempo para la irradiación. La energía radiante neta también se puede expresar por unidad de área o por unidad de volumen.

La expresión "tratamiento de un fluido con radiación electromagnética" se refiere a un procedimiento por el cual se suministra radiación electromagnética a un fluido para conseguir un cambio deseado en la composición del fluido o de las partículas que comprenden el fluido y/o para conseguir un cambio en las actividades biológicas de una o más partículas del fluido. En un aspecto, los métodos del presente invento permiten tratar uniformemente una pluralidad de fluidos con radiación electromagnética, para reducir uniformemente las actividades biológicas de los patógenos presentes en los fluidos.

La expresión "modo sustancialmente lineal" se refiere a cambios de una o más variables que pueden ser precisamente representadas mediante una relación lineal. En la variación de un parámetro de un modo sustancialmente lineal se quiere incluir cierta desviación de la variación lineal absoluta. En una realización, la variación de un parámetro de un modo sustancialmente lineal incluye desviaciones de la linealidad absoluta inferiores al 10% a lo largo del intervalo de valores relevante, y preferiblemente inferiores al 5% para ciertas aplicaciones de tratamiento de
fluidos.

Los términos "intensidad" e "intensidades" se refieren al cuadrado de la amplitud de una onda electromagnética o de una pluralidad de ondas electromagnéticas. En este contexto, el término "amplitud" se refiere a la magnitud de una oscilación de una onda electromagnética. Alternativamente, los términos "intensidad" e "intensidades" pueden referirse al flujo energético medio temporal de un haz de radiación electromagnética o de una pluralidad de haces de radiación electromagnética, tal como, por ejemplo, el número de fotones por centímetro cuadrado y unidad de tiempo de un haz de radiación electromagnética o de una pluralidad de haces de radiación electromagnética.

La expresión "modo sustancialmente exponencial " se refiere a cambios de una o más variables que pueden ser precisamente representadas mediante una relación exponencial. En la variación de un parámetro de un modo sustancialmente exponencial se quiere incluir cierta desviación de la variación exponencial absoluta. En una realización, la variación de un parámetro de un modo sustancialmente exponencial incluye desviaciones del comportamiento puramente exponencial inferiores al 10% a lo largo del intervalo de valores relevante, y preferiblemente inferiores al 5% para ciertas aplicaciones de tratamiento de fluidos.

La expresión "velocidad de mezclamiento" se refiere a la velocidad con que las partículas que comprende un fluido son internamente transportadas o hechas circular durante el tratamiento con radiación electromagnética. En un aspecto del presente invento, la velocidad de mezclamiento de fluidos se refiere a la velocidad con que las partículas que comprende un fluido son transportadas dentro y fuera de una o más capas fotorreactivas formadas tras la irradiación con radiación electromagnética.

La expresión "partículas que comprende un fluido" se refiere a los materiales que componen un fluido que experimenta un tratamiento. Las partículas de un fluido incluyen, pero no se limitan a, moléculas, iones, células, fragmentos de células, plasma, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, oligonucleótidos, biopolímeros, disolventes, aditivos, agua, fotosensibilizadores, patógenos, agregados de moléculas y complejos, agregados de patógenos, leucocitos, y cualesquier combinaciones de estos. En ciertas realizaciones del presente invento, se proporcionan energías radiantes netas eficaces equivalentes a sustancialmente todas las partículas que comprende un fluido que experimenta un tratamiento. En el contexto de este aspecto del presente invento, la expresión "sustancialmente todas las partículas de un fluido" se refiere a más de al menos el 99% de las partículas que comprende el fluido y, para ciertas aplicaciones, se refiere preferiblemente a más de al menos el 99,5% del volumen de un fluido.

El término "fotosensibilizadores" se refiere a materiales que absorben radiación electromagnética a una apropiada longitud de onda o intervalo de longitudes de onda y utilizan la energía absorbida para llevar a cabo procesos químicos y/o físicos deseados. Los fotosensibilizadores para aplicaciones de tratamiento sanguíneo son capaces de iniciar una reducción en las actividades biológicas de los patógenos presentes en un fluido tras la absorción de radiación electromagnética. Los fotosensibilizadores útiles para ciertas aplicaciones del presente invento incluyen compuestos que preferentemente se unen a, absorben o se intercalan en, ácidos nucleicos, centrando por ello sus efectos fotodinámicos en microorganismos tales como microorganismos patógenos. Los fotosensibilizadores ejemplares útiles en los métodos presentes incluyen, pero no se limitan a, compuestos de aloxazina, compuestos de isoaloxazina, 7,8-dimetil-10-ribitil-isoaloxazina, porfirinas, psoralenos, colorantes tales como rojo neutro, azul de metileno, acridina, toluidinas, derivados de flavina (hidrocloruro de acriflavina) y de fenotiazina, cumarinas, quinolonas, quinonas y antraquinonas. Los fotosensibilizadores útiles en ciertas aplicaciones incluyen, pero no se limitan a, fotosensibilizadores endógenos y atóxicos que no requieren su eliminación de un fluido biológico que comprende agentes terapéuticos y/o para reinfusión antes de la administración a un paciente. Los fotosensibilizadores pueden estar presentes en los fluidos en estados ionizados, parcialmente ionizados y/o neutros. Los fotosensibilizadores pueden estar presentes en los fluidos como agregados de compuestos y complejos moleculares.

El término "endógeno" significa hallado naturalmente en un organismo humano o mamífero, sea como resultado de una síntesis por el organismo o sea debido a la ingestión como un producto alimenticio esencial (por ejemplo, vitaminas) o a la formación de metabolitos y/o subproductos in vivo. La expresión "no endógeno" significa no hallado naturalmente en un organismo humano o mamífero, sea como resultado de una síntesis por el organismo o sea debido a la ingestión de un producto alimenticio esencial o a la formación de metabolitos y/o subproductos in vivo.

El término "potenciador" se refiere a materiales añadidos a un fluido que experimenta un tratamiento, que hacen que el procedimiento de tratamiento deseado sea más eficaz y selectivo. Los potenciadores incluyen antioxidantes y otros agentes añadidos para evitar la degradación de componentes del fluido que comprenden agentes terapéuticos y/o para reinfusión. Además, los potenciadores incluyen materiales que mejoran la velocidad de reducción de las actividades biológicas de los patógenos y/o leucocitos. Los potenciadores ejemplares incluyen, pero no se limitan a, adenina, histidina, cisteína, galato de propilo, glutation, mercaptopropionilglicocola, ditiotreitol, nicotinamida, BHT, BHA, lisina, serina, metionina, glucosa, manitol, Trolox^{TM}, glicerol y cualquier combinación de los compuestos.

El término "fluido" se refiere a cualquier material que es capaz de adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. Los fluidos utilizables con los métodos del presente invento incluyen, pero no se limitan a, líquidos y mezclas de más de un líquido, coloides, espumas, emulsiones, soles, y cualquier combinación de estos. Los fluidos están compuestos de partículas. Los fluidos ejemplares utilizables en los métodos del presente invento incluyen fluidos biológicos, tales como sangre completa, componentes sanguíneos, subcomponentes sanguíneos, componentes sanguíneos que contienen plasma, componentes sanguíneos que contienen plaquetas, componentes sanguíneos que contienen glóbulos rojos, componentes sanguíneos que contienen glóbulos blancos, disoluciones que contienen una o más proteínas procedentes de sangre, y cualesquier combinación de estos. Los fluidos ejemplares también comprenden, pero no se limitan a, disoluciones peritoneales utilizadas para diálisis peritoneal, medicinas intravenosas, medicinas inyectables, fluidos nutricionales, productos alimenticios, medios de fermentación generados a partir de métodos de recombinación, materiales producidos por técnicas recombinantes que incluyen materiales terapéuticos y diagnósticos, materiales producidos a partir de animales y vegetales transgénicos que incluyen materiales terapéuticos y diagnósticos, leche y productos lácteos, agua, zumos de frutas, caldos, sopas, bebidas, productos químicos y farmacéuticos, y vacunas.

Como aquí se utilizan, "sangre", "producto sanguíneo" y "componente sanguíneo" incluyen sangre completa, componentes sanguíneos y materiales que pueden proceder de sangre completa o de un componente de la misma. Como aquí se utilizan, "sangre", "producto sanguíneo" y "componente sanguíneo" también incluyen sangre, componentes sanguíneos y/o productos sanguíneos tratados con uno o más aditivos, tal como un agente anticoagulante, un potenciador, un fotosensibilizador, un conservante o un diluyente. "Sangre", "producto sanguíneo" y "componente sanguíneo" también se refieren a mezclas de estos materiales y aditivos tales como fotosensibilizadores, potenciadores, estabilizadores, agentes anticoagulantes y conservantes. Los componentes sanguíneos celulares incluyen, pero no se limitan a, eritrocitos (glóbulos rojos), leucocitos (glóbulos blancos), trombocitos (plaquetas), eosinófilos, monocitos, linfocitos, granulocitos, basófilos, plasma y células madre sanguíneas. Los componentes sanguíneos no celulares incluyen plasma y proteínas sanguíneas aisladas de muestras sanguíneas, proteínas que incluyen, pero no se limitan a, factor III, factor de Von Willebrand, factor IX, factor X, factor XI, factor de Hageman, protrombina, antitrombina III, fibronectina, plasminógeno, fracción proteica del plasma, globulina sérica inmune, globulina inmune modificada, albúmina, hormona del crecimiento plasmática, somatomedina, plasminógeno, complejo de estreptocinasa, ceruloplasmina, transferrina, haptoglobina, antitripsina y precalicreína.

La expresión "modo sustancialmente logarítmico" se refiere a cambios de una o más variables que pueden ser precisamente representadas mediante una relación logarítmica (es decir, y = a\cdote^{X}). En la variación de un parámetro de un modo sustancialmente logarítmico se quiere incluir cierta desviación de la variación logarítmica absoluta. En una realización, la variación de un parámetro de un modo sustancialmente logarítmico incluye desviaciones del comportamiento puramente logarítmico inferiores al 10% a lo largo del intervalo de valores relevante, y preferiblemente inferiores al 5% para ciertas aplicaciones de tratamiento de fluidos.

La expresión "energías radiantes netas eficaces" se refiere a las energías radiantes netas a que se exponen las partículas de un fluido que experimenta un mezclamiento, durante el tratamiento del fluido con radiación electromagnética. En una realización, la energía radiante neta eficaz proporcionada a una partícula es la energía radiante integrada a que se expone una partícula conforme es transportada dentro y fuera de una capa fotorreactiva durante la irradiación del fluido con radiación electromagnética. Con "energías radiantes netas eficaces equivalentes" se quiere incluir ciertas desviaciones de la equivalencia absoluta. Por ejemplo, en una realización ejemplar, la exposición a energías radiantes netas eficaces equivalentes corresponde a unas condiciones de irradiación y mezclamiento bajo las cuales las partículas de un fluido resultan expuestas a aproximadamente las mismas energías radiantes netas eficaces durante el tratamiento con la radiación electromagnética, con desviaciones de la equivalencia absoluta inferiores al 20%, preferiblemente inferiores al 10% para ciertas aplicaciones, y más preferiblemente inferiores al 5% para ciertas aplicaciones.

Las expresiones "contaminantes patógenos" y "patógenos" se usan sinónimamente y se refieren a virus, bacterias, bacteriófagos, hongos, protozoos, y parásitos de transmisión sanguínea. Los virus ejemplares incluyen el virus de la inmunodeficiencia adquirida (VIH), los virus de las hepatitis A, B, C y G, el virus Sindbis, el citomegalovirus, el virus de la estomatitis vesicular, los virus herpes símplex, retrovirus linfotróficos humanos de células T, HTLV-III, el virus LAV/IDAV de la linfadenopatía, el parvovirus, el virus de la transfusión (TT), el virus de Epstein-Barr, el virus del Nilo Occidental y otros conocidos en la técnica. Los bacteriófagos ejemplares incluyen, pero no se limitan a, \phiX174, \phi6, \lambda, R17, T4 y T2. Las bacterias ejemplares incluyen P. aeruginosa, S. aureus, S. epidermidis, L. monocytogenes, E. coli, K. pneumoniae, B. cereus, Y. enterocolitica y S. marcescens. Los parásitos ejemplares incluyen los de la malaria, la babesiosis y la enfermedad de Chagas, y los tripanosomas.

La expresión "biológicamente activo" se refiere a la capacidad de una composición, material, célula, microorganismo o patógeno para efectuar un cambio en un organismo vivo o en un componente del mismo.

La expresión "ácido nucleico" incluye tanto ácido ribonucleico (RNA) como ácido desoxirribonucleico (DNA).

La expresión "parcialmente transparente" se refiere a la propiedad de un material, dispositivo o componentes de dispositivo por la que, cuando es irradiado, transmite intensidades de al menos una porción de la radiación electromagnética incidente. Los materiales parcialmente transparentes útiles en el presente invento son capaces de transmitir la radiación electromagnética incidente de un modo que proporciona intensidades radiantes, a una capa fotorreactiva de un fluido, que son suficientes para provocar los deseados cambios químicos y/o físicos en el fluido. Los materiales parcialmente transparentes pueden transmitir al menos una porción de radiación electromagnética que tiene longitudes de onda absorbidas por fotosensibilizadores y ácidos nucleicos, y pueden absorber, transmitir y/o dispersar radiación electromagnética de otras longitudes de onda. "Parcialmente transparente" también se refiere a materiales que tienen al menos una región parcialmente transmisora y al menos una región absorbente o dispersiva. Los materiales parcialmente transparentes ejemplares incluyen, pero no se limitan a, policarbonato, vidrio, cuarzo, poliestireno, poli(cloruro de vinilo), poliolefina, poli(metacrilato de metilo), acetato-butirato de celulosa, poli(tereftalato de etileno) modificado con glicol, policlorotrifluoroetileno y cualesquier combinaciones de estos materiales.

Las expresiones "reducción de patógenos" y "reducir patógenos" se utilizan sinónimamente en la descripción presente y se refieren a procedimientos que evitan parcial o totalmente la reproducción de los patógenos. La reducción de patógenos puede tener lugar por la muerte directa de los patógenos, la interferencia en su capacidad para reproducirse, o una combinación de muerte de patógenos e interferencia en su capacidad para reproducirse. La reducción de patógenos reduce las actividades biológicas de los patógenos presentes en un fluido.

La expresión "modo sustancialmente cuadrático" se refiere a cambios de una o más variables que pueden ser precisamente representadas mediante una relación cuadrática (es decir, y = ax^{2} + bx + c). En la variación de un parámetro de un modo sustancialmente cuadrático se quiere incluir cierta desviación de la variación cuadrática absoluta. En una realización, la variación de un parámetro de un modo sustancialmente cuadrático incluye desviaciones del comportamiento puramente cuadrático inferiores al 10% a lo largo del intervalo de valores relevante, y preferiblemente inferiores al 5% para ciertas aplicaciones de tratamiento de fluidos.

La expresión "capa fotorreactiva" se refiere a una capa situada adyacentemente a una superficie irradiada de fluido, que tiene intensidades de radiación electromagnética que son suficientes para iniciar cambios químicos y/o físicos en el fluido con una velocidad suficientemente elevada para una aplicación de tratamiento de fluidos seleccionada. En una realización útil para reducir patógenos en fluidos, la capa fotorreactiva tiene un espesor igual a una profundidad de penetración que corresponde a la distancia desde una superficie irradiada de un fluido hasta un punto del fluido en que la intensidad de la radiación electromagnética es igual al 10% de la intensidad de la radiación electromagnética en la superficie irradiada del fluido. El presente invento incluye métodos mediante los cuales la irradiación de un fluido genera una capa fotorreactiva que se extiende parcial o totalmente a través del volumen del fluido.

La expresión "comunicación óptica" se refiere a la orientación de dos o más elementos de tal modo que la luz sea capaz de propagarse de un elemento a otro elemento. Los elementos pueden estar en comunicación óptica por medio de uno o más elementos adicionales, tales como reflectores, lentes, conectores de fibra óptica, guías de ondas y cualesquier combinación de estos.

En la descripción siguiente se exponen numerosos detalles específicos de los dispositivos, componentes de dispositivo y métodos del presente invento con objeto de proporcionar una explicación minuciosa de la naturaleza exacta del invento. Sin embargo, resultará evidente a los expertos en la técnica que el invento puede ser llevado a la práctica sin estos detalles específicos.

Este invento proporciona métodos y un dispositivo para tratar uniformemente muestras fluidas con radiación electromagnética. En particular, el presente invento proporciona métodos y dispositivos para tratar uniformemente una pluralidad de muestras que comprenden fluidos biológicos de modo que cada muestra experimente un tratamiento equivalente. Los métodos del presente invento son útiles para reducir las actividades biológicas de patógenos por todo el volumen de un fluido, generándose de este modo fluidos tratados que tienen niveles comparables de patógenos y que tienen componentes que comprenden agentes terapéuticos y/o para reinfusión con vitalidades y actividades biológicas comparables.

En la Figura 1 se ilustra esquemáticamente un sistema (100) ejemplar de tratamiento de fluidos para tratar uniformemente muestras fluidas con radiación electromagnética. En relación con la Figura 1, el fluido (110) es contenido en un recipiente (120) al menos parcialmente transparente. El recipiente (120) está operativamente conectado con un medio (125) de mezclamiento que permite mezclar continuamente el fluido (110) a una velocidad de mezclamiento de fluido constante y seleccionada o a una velocidad de mezclamiento que es selectivamente ajustada durante la irradiación. Opcionalmente, el recipiente (120) puede estar operativamente conectado con un depósito (123) a través de la válvula (124) de fluidos para la introducción de aditivos, tales como fotosensibilizadores, en el fluido antes, durante o después del tratamiento con la radiación electromagnética. Se proporciona una fuente (140) de radiación electromagnética y se dispone en comunicación óptica con el fluido (110). El presente invento incluye realizaciones que tienen una pluralidad de fuentes (140) de radiación electromagnética dispuestas de modo que irradien una pluralidad de superficies diferentes del recipiente (120), tales como configuraciones de dispositivo en que la parte superior (116) y la parte inferior (117) del recipiente (120) son irradiadas simultáneamente. La fuente (140) de radiación electromagnética está operativamente conectada con un controlador (130) de fuentes de radiación electromagnética que permite determinar las energías radiantes netas, las potencias radiantes y/o los tiempos de irradiación necesarios para tratar uniformemente una pluralidad de muestras fluidas, incluyendo muestras fluidas que tienen diferentes volúmenes y/o masas y muestras fluidas que experimentan mezclamiento con diferentes velocidades de mezclamiento. El controlador (130) de fuentes de radiación electromagnética puede ser configurado de modo que pueda ajustar selectivamente la potencia radiante de la fuente (140) de radiación electromagnética o ajustar el período de irradiación durante el cual se expone el recipiente (120) a la radiación electromagnética.

Opcionalmente, el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética puede ser también operativamente conectado con detectores (150) que permiten medir las energías radiantes netas, y/o las potencias radiantes generadas por la fuente (140) de radiación electromagnética, en función del tiempo. Los detectores (150) ejemplares están en comunicación óptica con la fuente (140) de radiación electromagnética y son capaces de generar señales de salida (esquemáticamente representadas mediante flechas en la Figura 1) que proporcionan mediciones correspondientes a energías radiantes netas y/o potencias radiantes al controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética. En una realización ejemplar, los detectores (150) son capaces de proporcionar mediciones de la energía radiante neta a la que se expone un fluido durante un periodo de irradiación. En otra realización, los detectores (150) y el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética están configurados para proporcionar un control de retroalimentación de la fuente (140) de radiación electromagnética en bucle cerrado, necesario para mantener una potencia radiante constante durante un período de irradiación seleccionado y/o para proporcionar una energía radiante neta seleccionada a una muestra fluida.

El sistema (100) de tratamiento de fluidos incluye el medio para determinar el volumen del fluido (127) y, opcionalmente, el medio para determinar la velocidad (128) de mezclamiento del fluido. En una realización ejemplar, el medio para determinar el volumen y/o la masa del fluido (127) y/o el medio para determinar la velocidad (128) de mezclamiento del fluido están operativamente conectados con el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética. En esta realización, el medio para determinar el volumen y/o la masa del fluido (127) y el medio para determinar la velocidad (128) de mezclamiento del fluido son capaces de generar señales de salida (esquemáticamente representadas mediante flechas en la Figura 1) que proporcionan parámetros de entrada al controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética, tales como el volumen, la masa y/o la velocidad de mezclamiento, útiles para determinar las energías radiantes netas necesarias para tratar uniformemente las muestras fluidas. El sistema (100) de tratamiento de fluidos puede también incluir opcionalmente un sistema (151) para refrigeración de fluidos, operativamente conectado con el recipiente (120) y capaz de mantener la temperatura del fluido por debajo de límites predeterminados durante un tiempo de irradiación seleccionado. Los sistemas (151) ejemplares para refrigeración de fluidos incluyen sistemas de refrigeración por convección forzada.

En una realización, el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética determina las energías radiantes netas para el tratamiento uniforme de los fluidos (110) basándose en el volumen del fluido (110), la masa del fluido (110), la seleccionada velocidad de mezclamiento proporcionada por el medio (125) de mezclamiento, o cualquier combinación de estos parámetros. En una realización del presente invento en que se proporciona radiación electromagnética al fluido (110) utilizando una potencia radiante constante, el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética determina los tiempos de irradiación necesarios para proporcionar el tratamiento uniforme de una pluralidad de muestras fluidas. En una realización, el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética recibe parámetros de entrada procedentes del medio para determinar el volumen y/o la masa del fluido (127) y/o del medio para determinar la velocidad (128) de mezclamiento del fluido, los cuales se usan en un algoritmo que determina las energías radiantes netas, las potencias radiantes y los tiempos de irradiación necesarios para proporcionar un tratamiento uniforme con radiación electromagnética. Alternativamente, el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética recibe parámetros de entrada de un operador o un usuario, los cuales se utilizan para determinar las energías radiantes netas, las potencias radiantes y los tiempos de irradiación.

El controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética genera señales de control (esquemáticamente representadas mediante flechas en la Figura 1) que son transmitidas a la fuente (140) de radiación electromagnética. Las señales de control son recibidas por la fuente (140) de radiación electromagnética, que expone el fluido (110) a la energía radiante neta seleccionada, calculada por el controlador (130) de la fuente de radiación electromagnética. El medio (125) de mezclamiento proporciona el mezclamiento continuo del fluido (110) en el recipiente (120) a la velocidad de mezclamiento del fluido seleccionada durante la exposición del fluido (110) a la energía radiante neta seleccionada. En una realización ejemplar, la fuente (140) de radiación electromagnética proporciona una energía radiante neta seleccionada al fluido (110) durante un tiempo de irradiación seleccionado. En la Figura 1, la energía radiante proporcionada al fluido (110) es esquemáticamente representada mediante las flechas (141). La exposición del fluido (110) a la radiación electromagnética tiene lugar en una capa fotorreactiva (160) (no dibujada a escala en la Figura 1) próxima a la superficie irradiada del fluido (110). En la capa fotorreactiva (160), la radiación electromagnética interacciona con las partículas que comprende el fluido (110), iniciándose por ello cambios químicos y/o físicos en el fluido (110). La exposición de sustancialmente todas las partículas del fluido (110) a energías radiantes netas y eficaces equivalentes es proporcionada al ser transportadas, por medio de mezclamiento, las partículas que comprende el fluido (110) a través de la capa fotorreactiva (160).

En el presente invento, se pueden utilizar los detectores (150) para controlar y facilitar, durante la irradiación, la distribución de una potencia radiante seleccionada. Los detectores (150) pueden también proporcionar mediciones de potencia radiante in situ, útiles para determinar el tiempo de irradiación que es necesario para exponer las partículas del fluido (110) a energías radiantes netas y eficaces equivalentes. El presente invento incluye realizaciones en que las señales de salida proporcionadas por los detectores (150) representan las energías radiantes y potencias radiantes a las que se expone realmente el fluido (110), y, por lo tanto, incluyen correcciones que dan cuenta de la absorción y la dispersión por el recipiente al menos parcialmente transparente (120).

Un fluido irradiado puede ser caracterizado en términos de un perfil de intensidades de radiación electromagnética que corresponde a las intensidades de radiación electromagnética en un fluido irradiado en función de la distancia desde la superficie del fluido que es irradiado con la radiación electromagnética. En la Figura 2A se muestra un perfil ejemplar de intensidades de radiación electromagnética a una longitud de onda seleccionada, relativo a la radiación electromagnética incidente que penetra en una muestra fluida. El perfil de radiación electromagnética mostrado ilustra una capa fotorreactiva (esquemáticamente ilustrada en la Figura 1 como elemento -160- dibujado) del presente invento. En el gráfico mostrado en la Figura 2A, se representa gráficamente la intensidad lumínica frente a la distancia desde la superficie irradiada del fluido. El perfil de intensidades de radiación electromagnética ilustrado en la Figura 2A se caracteriza por una elevada intensidad radiante en la superficie irradiada del fluido, que disminuye en función de la profundidad de penetración. El gradiente de intensidades mostrado en la Figura 2A es el resultado de la absorción y/o dispersión de la luz por las partículas del fluido. En el caso de reducción de patógenos en fluidos que comprenden materiales absorbentes y/o dispersivos concentrados, tales como glóbulos rojos y plaquetas, la disminución de intensidad observada es a menudo muy rápida, generándose por ello una capa fotorreactiva muy delgada (espesor < 2 mm). Sin embargo, el presente invento incluye métodos en que la capa fotorreactiva formada tras la irradiación está definida por un gradiente de intensidades que se extiende a través del volumen completo de una muestra fluida que no es muy dispersiva ni absorbente, tal como una muestra de plasma. En estas realizaciones, el mezclamiento es útil para exponer sustancialmente todas las partículas del fluido a energías radiantes netas y eficaces equivalentes a pesar de la existencia del gradiente de intensidades. En los métodos del presente invento son también útiles las configuraciones ópticas que proporcionan una pluralidad de superficies irradiadas y que dan lugar a una pluralidad de capas fotorreactivas.

En la Figura 2B se muestra un gráfico (A) de la profundidad de penetración en función de la longitud de onda para un fluido que contiene plaquetas y plasma y es irradiado con radiación electromagnética. En el contexto de esta descripción, "profundidad de penetración" se refiere a la distancia desde una superficie irradiada de un fluido hasta el punto del fluido en que la intensidad lumínica es igual al 10% de la intensidad de luz en la superficie. En la Figura 2B también se muestra un gráfico (B) de la salida radiante de una fuente ejemplar de radiación electromagnética en función de la longitud de onda. Como se muestra en la Figura 2B, las diferentes longitudes de onda de la radiación electromagnética incidente se caracterizan por diferentes profundidades de penetración a causa de los procesos de absorción y dispersión, dependientes de la longitud de onda, por las partículas que comprende el fluido.

Los métodos del presente invento incluyen la operación de determinar el volumen del fluido. En el presente invento son utilizables cualesquier medios conocidos en la técnica para la determinación de volúmenes. En una realización ejemplar, la masa de la muestra fluida se determina utilizando un dispositivo de pesaje, tal como una báscula o una balanza de masas. Específicamente, se determina la masa del fluido (110) y se divide la masa medida por la densidad del fluido para determinar el volumen del fluido. Por ejemplo, el volumen de un fluido que comprende una mezcla de plaquetas en plasma sanguíneo puede ser calculado a partir de la masa medida del fluido por medio de la ecuación:

1

En la densidad utilizada en los cálculos del volumen se pueden tener en cuenta las operaciones que implican la dilución del fluido y la adición de uno o más aditivos, tales como fotosensibilizadores, potenciadores, agentes anticoagulantes, diluyentes y/o conservantes. La densidad utilizada en los cálculos del volumen en el presente invento puede ser una densidad aproximada del fluido (110), y estar, por ejemplo, dentro del 5% de la densidad real o dentro del 1% de la densidad real. El presente invento incluye métodos en que el volumen utilizado para el cálculo de las energías radiantes netas es corregido para que refleje la adición de aditivos al fluido que experimenta el tratamiento.

En un aspecto del presente invento que proporciona el tratamiento uniforme de muestras fluidas con radiación electromagnética, la energía radiante neta suministrada al fluido (110) para conseguir la reducción de patógenos se determina mediante la aplicación de un algoritmo que relaciona directamente la energía radiante neta con el volumen del fluido (110). Por ejemplo, en una realización ejemplar, la energía radiante neta está linealmente relacionada con el volumen mediante la ecuación:

2

en que la energía radiante neta está en unidades de julio por centímetro cuadrado, V es el volumen, Z es una constante de proporcionalidad que tiene un valor superior a 0 y está en unidades de julio por unidad de volumen, A es el área superficial del recipiente o reactor de flujo que transmite la radiación electromagnética al fluido desde una o más fuentes de radiación electromagnética, y b es una constante en unidades de julio por centímetro cuadrado. En algunas realizaciones, el área superficial del recipiente o reactor de flujo que transmite la radiación electromagnética al fluido (A) esta reducida a causa de la presencia de una etiqueta u otro elemento no transmisor que impide la transmisión de luz. Por lo tanto, en estas realizaciones, el valor de A en la Ecuación IV tiene en cuenta la presencia de la etiqueta. En el presente invento, los valores de Z y b pueden depender de un gran número de variables que incluyen, pero no se limitan a, la composición del fluido que experimenta el tratamiento, la cantidad de patógenos en el fluido, el nivel deseado de reducción de patógenos, la geometría óptica, el medio para el mezclamiento del fluido y el mezclamiento del fluido, la transparencia, forma, volumen y/o área superficial del recipiente, y cualquier combinación de estos parámetros. En una realización ejemplar útil para el tratamiento de fluidos que contienen plasma y plaquetas y tienen volúmenes superiores a aproximadamente 200 mililitros e inferiores a aproximadamente 400 mililitros contenidos en un recipiente de 1 litro de capacidad, Z tiene un valor de aproximadamente 6,24 J\cdotml^{-1} y b tiene un valor de aproximadamente 0.

Los métodos del presente invento pueden incluir opcionalmente la operación de añadir una cantidad eficaz de uno o más aditivos al fluido (110) que experimenta el tratamiento. En el contexto del presente invento, el término "aditivo" incluye, pero no se limita a, fotosensibilizadores, potenciadores, estabilizadores, agentes anticoagulantes, diluyentes, conservantes y todas las combinaciones de estos. En el presente invento, los aditivos pueden ser introducidos en el fluido utilizando un vehículo fluido adecuado tal como agua, una disolución salina o un tampón, y los aditivos pueden ser añadidos al fluido (110) antes de la colocación del fluido en el recipiente (120). Alternativamente, los aditivos pueden ser añadidos al fluido (110) del recipiente (120) desde el depósito (123). Los aditivos pueden ser añadidos al fluido que experimenta el tratamiento antes de colocar el fluido en el recipiente o pueden ser hechos fluir separadamente al recipiente antes, durante o después de la irradiación con radiación electromagnética. En una realización, se añaden fotosensibilizadores a un agente anticoagulante y se añade la mezcla de fotosensibilizador y anticoagulante al fluido (110). En una realización ejemplar, los fotosensibilizadores del presente invento se mezclan uniformemente por todo el volumen del fluido (110) antes y durante la irradiación con radiación electromagnética.

Además, los métodos del presente invento pueden comprender opcionalmente la operación de añadir un diluyente al fluido (110) antes del tratamiento con radiación electromagnética. La dilución antes del tratamiento puede ser útil para ajustar selectivamente la profundidad óptica de un fluido que experimenta tratamiento y controlar de ese modo el espesor de las capas fotorreactivas del fluido formadas tras la irradiación. La dilución de un fluido antes del tratamiento puede ser también útil para ajustar selectivamente la concentración de aditivos, tales como fotosensibilizadores, potenciadores, conservantes y agentes anticoagulantes, en un fluido.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra operaciones de procesamiento de un método ejemplar para tratar uniformemente una pluralidad de muestras fluidas, en el que las energías radiantes netas a las que se exponen las muestras fluidas individuales son determinadas basándose en sus volúmenes calculados. Como se muestra en la Figura 3, se proporciona una muestra fluida en un recipiente al menos parcialmente transparente para un tratamiento uniforme con radiación electromagnética. Opcionalmente, se suministran aditivos al fluido, incluyendo la adición de fotosensibilizadores y/o agentes anticoagulantes. Opcionalmente, el fluido es diluido para conseguir un espesor óptico deseado. En relación de nuevo con la Figura 3, se mide la masa de la muestra fluida, incluyendo la de los aditivos, si se han añadido, y se utiliza dicha masa para calcular el volumen del fluido dividiendo la masa medida por una densidad estimada del fluido. La densidad estimada utilizada en este cálculo tiene en consideración la cantidad de los aditivos suministrados al fluido que experimenta el tratamiento.

En relación de nuevo con el diagrama de flujo de la Figura 3, se determina la energía radiante neta necesaria para proporcionar un tratamiento uniforme de la muestra fluida, basándose en el volumen calculado del fluido incluyendo los aditivos suministrados, tales como fotosensibilizadores, agentes anticoagulantes y/o diluyentes, al fluido. La mezcla es continuamente mezclada a una velocidad de mezclamiento de fluido seleccionada y es expuesta a la energía radiante neta necesaria para proporcionar el tratamiento uniforme. En la Figura 3 se muestran dos métodos para exponer la muestra a la energía radiante neta necesaria para proporcionar el tratamiento uniforme. En una realización, se determina la potencia radiante neta suministrada al fluido, en función del tiempo. Cuando la potencia radiante neta suministrada al fluido es igual a, o está dentro de un intervalo especificado de, la energía radiante neta determinada para proporcionar el tratamiento uniforme, se genera una señal de control que detiene la exposición de la muestra a la radiación electromagnética. Alternativamente, se calcula el periodo de irradiación necesario para proporcionar el tratamiento uniforme, para una seleccionada potencia radiante constante, y se expone la muestra fluida a la seleccionada potencia radiante constante durante un periodo de irradiación calculado. Opcionalmente, se puede emplear un control de retroalimentación en bucle cerrado para mantener una potencia radiante constante durante el periodo de irradiación seleccionado, basándose en mediciones de potencia radiante en tiempo real. En ambos métodos, la exposición de la muestra a la radiación electromagnética se detiene, por ejemplo, apagando la fuente de radiación electromagnética, cuando la muestra ha sido expuesta a la energía radiante neta necesaria para proporcionar el tratamiento uniforme con radiación electromagnética. Como se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 3, después del tratamiento de la muestra fluida, se proporcionan nuevas muestras fluidas y se repite la serie de operaciones de procesamiento en todas las muestras fluidas que van a experimentar el tratamiento uniforme con radiación electromagnética.

La selección de la potencia radiante y el tiempo de irradiación necesarios para proporcionar la deseada energía radiante neta también establece la velocidad con la que se introduce energía radiante en la capa fotorreactiva. El presente invento incluye métodos en que la velocidad de mezclamiento del fluido y la velocidad de suministro de energía radiante a la capa fotorreactiva están positivamente correlacionadas para evitar una infraexposición y/o sobreexposición de los componentes del fluido que comprenden agentes terapéuticos y/o para reinfusión, a la radiación electromagnética. Los métodos del presente invento en que se emplean potencias radiantes y tiempos de irradiación seleccionados basándose en la velocidad de mezclamiento del fluido, el volumen del fluido, la masa del fluido o cualquier combinación de estos parámetros, permiten controlar selectivamente las velocidades de los cambios fotoquímicos que ocurren en un fluido. En métodos ejemplares para tratamiento de fluidos del presente invento, se emplean potencias radiantes mayores y tiempos de irradiación más cortos para las muestras de volumen más pequeño que presentan una circulación más rápida de partículas dentro y fuera de la capa fotorreactiva, que para las muestras de volumen más grande que presentan una circulación menos rápida de partículas dentro y fuera de la capa fotorreactiva. Se emplean potencias radiantes menores y tiempos de irradiación más largos para las muestras de volumen más grande que presentan una circulación más lenta de partículas dentro y fuera de la capa fotorreactiva, que para las muestras de volumen más pequeño que presentan una circulación más rápida de partículas dentro y fuera de la capa fotorreactiva.

Los métodos del presente invento son bien adecuados para el tratamiento de fluidos contenidos en recipientes al menos parcialmente transparentes de volumen fijo. En este contexto, la expresión "recipiente de volumen fijo" se refiere a un espacio cerrado, el cual puede estar hecho de un material rígido o flexible. Los recipientes útiles en los métodos del presente invento pueden tener cualquier volumen, tamaño, área superficial y forma. Los recipientes útiles para algunas aplicaciones son muy transparentes en al menos una región, teniendo, por ejemplo, un porcentaje de transmisión superior o igual al 70% con respecto a una radiación electromagnética que tiene longitudes de onda que son capaces de reducir directamente los patógenos y/o excitar los fotosensibilizadores presentes en el fluido. Los recipientes útiles en los presentes métodos y dispositivos pueden tener una sola superficie transparente para transmitir radiación electromagnética o pueden tener una pluralidad de superficies transparentes. Quienes tienen experiencia en la técnica pueden determinar fácilmente, sin una experimentación excesiva, los materiales para hacer los recipientes, las dimensiones físicas de los recipientes y las geometrías ópticas de los recipientes y las fuentes de radiación electromagnética utilizables en el presente invento.

En el presente invento, se puede proporcionar energía radiante a los fluidos que experimentan el tratamiento, mediante cualquier medio conocido en la técnica. La expresión "fuente de radiación electromagnética" se refiere a cualquier dispositivo o material capaz de generar radiación electromagnética o a una pluralidad de dispositivos o materiales capaces de generar radiación electromagnética. Las fuentes de radiación electromagnética ejemplares utilizables en los métodos y dispositivos del presente invento son capaces de proporcionar radiación electromagnética a una muestra biológica que experimenta un tratamiento, particularmente luz que tiene una distribución seleccionada de longitudes de onda en la región visible, la región ultravioleta o ambas regiones, que es seleccionada para que excite a uno o más sensibilizadores presentes en el fluido. La energía radiante puede ser proporcionada a una muestra fluida utilizando una sola fuente de radiación electromagnética o una pluralidad de fuentes de radiación electromagnética. Las fuentes ejemplares de radiación electromagnética utilizables en el presente invento incluyen, pero no se limitan a, lámparas fluorescentes, lámparas fluorescentes de vapor de mercurio, lámparas fluorescentes de cátodo frío, lámparas excimer, diodos emisores de luz, redes de diodos emisores de luz, lámparas de descarga de arco, lámparas de filamento de volframio, y cualquier combinación de estos elementos. Las fuentes electromagnéticas del presente invento pueden incluir dispositivos y componentes de dispositivo adicionales para dirigir, atenuar, filtrar y enfocar la radiación electromagnética, incluyendo, pero sin limitarse a, guías lumínicas, lentes, filtros ópticos, reflectores, y cualquier combinación de estos. Las fuentes de radiación electromagnética ejemplares proporcionan una luz que tiene longitudes de onda seleccionadas a lo largo del intervalo de aproximadamente 200 nm a aproximadamente 800 nm.

En el presente invento es utilizable cualquier medio conocido en la técnica para mezclamiento de fluidos que sea capaz de hacer circular sistemáticamente las partículas dentro y fuera de capas fotorreactivas en un recipiente o reactor de flujo de volumen fijo. Para ciertas aplicaciones, son útiles los medios de mezclamiento que proporcionan una velocidad de mezclamiento de fluidos constante y seleccionada o una velocidad de mezclamiento de fluidos selectivamente ajustable. Los medios ejemplares para mezclar un fluido incluyen, pero no se limitan a, agitadores, dispositivos revolvedores, dispostivos para hacer circular, mezcladoras, sacudidores, osciladores, dispositivos batidores, mezcladoras estáticas, y cualquier combinación de estos. Los medios de mezclamiento ejemplares también incluyen dispositivos para la recirculación de fluidos que consiguen el transporte de las partículas dentro y fuera de la capa fotorreactiva por medio de la recirculación de las partículas a través de las diferentes regiones del recipiente o reactor de flujo. En las Solicitudes Internacionales números PCT/GB99/03082, PCT/GB01/01426 y PCT/EP01/13058 y en la Solicitud de Patente de EE.UU. nº 10/196.020 se describen mezcladoras estáticas ejemplares utilizables en el presente invento. En el contexto del presente invento, un "agitador" se refiere a un aparato que agita un recipiente que contiene el fluido con, por ejemplo, una velocidad de agitación seleccionada. Los agitadores ejemplares sacuden un recipiente con respecto a una o más dimensiones o hacen girar el recipiente utilizando movimientos circulares o elípticos u otros movimientos orbitales. Un agitador ejemplar útil en el presente invento comprende un dispositivo incubador/agitador Helmer para plaquetas (Helmer Company, Noblesville, Indiana, EE.UU.).

En el presente invento se puede utilizar cualquier controlador de fuentes de radiación electromagnética conocido en la técnica, que sea capaz de calcular una energía radiante neta, una potencia radiante, un tiempo de irradiación o cualquier combinación de estos parámetros basándose en el volumen del fluido, la velocidad de mezclamiento del fluido o ambas cosas. En una realización, el controlador de la fuente de radiación electromagnética es también capaz de establecer y mantener una potencia radiante sustancialmente constante hasta dentro de aproximadamente un 10% durante un tiempo de irradiación seleccionado, y más preferiblemente hasta dentro de aproximadamente un 5% para ciertas aplicaciones de los métodos presentes. Los controladores de fuentes de radiación electromagnética ejemplares del presente invento incluyen, pero no se limitan a, microordenadores, ordenadores, tal como un ordenador personal IBM o un equivalente adecuado del mismo, ordenadores terminales de redes, procesadores, microprocesadores, reguladores de corriente ajustables y todos los equivalentes de hardware.

Los presentes métodos y dispositivos del presente invento pueden ser sometidos a automatización asistida por ordenador y, por lo tanto, son bien adecuados para el tratamiento de un gran número de muestras fluidas con elevado rendimiento. Aunque, para ciertas aplicaciones del presente invento, se prefiere usar un ordenador para realizar muchas de las operaciones de los métodos presentes, se contempla que se pueda utilizar un ordenador para llevar sólo a cabo una cierta operación o una serie seleccionada de operaciones en los métodos presentes.

Los términos y expresiones que aquí se han empleado se utilizan como términos y expresiones de descripción y no de limitación, y, en el uso de dichos términos y expresiones, no hay intención de excluir equivalentes de las características mostradas y descritas ni de porciones de las mismas, pero se reconoce que son posibles diversas modificaciones dentro del alcance del invento reivindicado. De este modo, debería entenderse que, aunque el presente invento ha sido específicamente descrito mediante realizaciones preferidas y características opcionales, los expertos en la técnica pueden recurrir a modificaciones y variaciones de los conceptos aquí descritos y que se considera que dichas modificaciones y variaciones van a estar dentro del alcance de este invento, como se define mediante las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones específicas aquí proporcionadas son ejemplos de realizaciones útiles del presente invento, y resultará evidente a un experto en la técnica que se puede llevar a cabo el presente invento utilizando un gran número de variaciones de los dispositivos, componentes de dispositivo y operaciones de método expuestos en la presente descripción. Los métodos y dispositivos útiles para los métodos presentes pueden incluir un gran número de componentes y elementos de dispositivo opcionales que incluyen, pero no se limitan a, sensores de temperatura, controladores de temperatura, filtros ópticos, lentes y reflectores, recipientes desechables y tubos, válvulas y bombas.

Resultará evidente a quien tiene una experiencia normal en la técnica que, para la práctica del invento como aquí se describe en términos generales, se pueden aplicar métodos, dispositivos, elementos de dispositivo, materiales, procedimientos y técnicas diferentes de los aquí descritos específicamente sin recurrir a una experimentación excesiva. Se pretende que todos los equivalentes funcionales, conocidos en la técnica, de los métodos, dispositivos, elementos de dispositivo, materiales, procedimientos y técnicas aquí descritos específicamente queden abarcados por este invento, como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Ejemplo 1 Reducción de patógenos en fluidos que comprenden componentes sanguíneos que contienen plaquetas y plasma

Mediante estudios experimentales se verificó la capacidad de los métodos y dispositivos del presente invento para tratar uniformemente muestras fluidas con radiación electromagnética para reducir los patógenos en componentes sanguíneos humanos. Específicamente, una finalidad del presente invento es proporcionar métodos para tratar muestras fluidas que comprenden componentes sanguíneos con radiación electromagnética para que las muestras tratadas tengan niveles comparables de patógenos, preferiblemente niveles lo suficientemente bajos para que las muestras tratadas sean útiles como agentes terapéuticos y/o para reinfusión. Además, una finalidad del presente invento es proporcionar métodos para tratar componentes sanguíneos con radiación electromagnética que proporcionen componentes sanguíneos celulares y no celulares que presenten propiedades uniformes, tales como elevadas viabilidades y actividades biológicas.

Para alcanzar las finalidades susodichas, se determinaron la calidad celular y el grado de reducción de patógenos en componentes sanguíneos humanos que contenían plaquetas y plasma y habían sido tratados mediante los métodos del presente invento, para una diversidad de condiciones de irradiación y condiciones de mezclamiento de fluidos. Se irradiaron muestras fluidas que contenían plaquetas y plasma y tenían volúmenes seleccionados a lo largo del intervalo de aproximadamente 200 ml a aproximadamente 400 ml, en recipientes parcialmente transparentes con un volumen fijo de 1 litro. Antes de la irradiación, se añadieron aproximadamente 30 mililitros de una disolución 5,00 x 10^{-4} M de 7,8-dimetil-10-ribitil-isoaloxazina en disolución salina normal a cada fluido que contenía plaquetas y plasma.

La radiación electromagnética fue suministrada por dos filas de seis lámparas fluorescentes de vapor de mercurio (número de modelo: XG25T8E; distribuidas por Ushio Nichia NP-803 Phosphor) situadas encima y debajo de los recipientes de los fluidos. Esta geometría óptica define dos capas fotorreactivas que tienen espesores iguales a aproximadamente 1 milímetro y corresponden a las superficies irradiadas superior e inferior del fluido. La combinación de lámparas fluorescentes generaba una potencia radiante de aproximadamente 0,6 J\cdotcm^{-2}\cdotmin^{-1} durante un tiempo de irradiación seleccionado a lo largo del intervalo de aproximadamente 7 minutos a aproximadamente 10 minutos. Se determinó la potencia radiante in situ mediante detectores lumínicos fotodiódicos y se observó que variaba menos de aproximadamente 0,1% durante el tiempo de irradiación seleccionado después de haber alcanzado el estado estacionario. La radiación electromagnética suministrada a las muestras fluidas tiene una distribución de longitudes de onda que varía de aproximadamente 265 nm a aproximadamente 375 nm y una longitud de onda central de aproximadamente 306-308 nm que corresponde a la longitud de onda que presenta la máxima intensidad. Las potencias radiantes netas a las que se expuso el fluido variaban de aproximadamente 1,7 J\cdotcm^{-2} a aproximadamente 3,5 J\cdotcm^{-2}. El área superficial de los recipientes que recibe radiación electromagnética procedente de las fuentes de radiación electromagnética situadas encima y debajo de los recipientes es aproximadamente 584 cm^{2}. Los recipientes empleados en estos experimentos tienen un área de 110 cm^{2} que corresponde a una etiqueta que no transmite radiación electromagnética procedente de las fuentes de radiación electromagnética. El valor de área superficial de 584 cm^{2} anteriormente citado tiene en cuenta (es decir, no incluye) la presencia de la etiqueta no transmisora de 110 cm^{2}.

En el presente ejemplo, se emplearon y compararon dos tipos de condiciones de irradiación. En una serie de experimentos, las muestras que contenían plaquetas y plasma fueron expuestas a una energía radiante neta constante igual a aproximadamente 3 J\cdotcm^{-2}, independientemente del volumen de cada muestra fluida. En una segunda serie de experimentos, las muestras que contenían plaquetas y plasma fueron expuestas a energías radiantes netas determinadas utilizando la ecuación siguiente:

3

en la que E_{net} es la energía radiante neta en unidades de julios por centímetro cuadrado, V es el volumen de la muestra fluida y 584 cm^{2} es el área superficial del recipiente que recibe la radiación electromagnética procedente de las dos fuentes de radiación electromagnética.

Los fluidos que contenían plaquetas y plasma fueron continuamente mezclados durante la irradiación proporcionando una velocidad de agitación sustancialmente constante del recipiente, de 120 ciclos de agitación por minuto. En otro conjunto de experimentos, se utilizaron dos velocidades de agitación del recipiente que correspondían a 120 ciclos\cdotmin^{-1} y 20 ciclos\cdotmin^{-1}. Las muestras fluidas fueron enfriadas durante la irradiación mediante un enfriamiento por convección forzada, de modo que su temperatura no excediera nunca de aproximadamente 33ºC.

Se examinaron el virus de la diarrea vírica bovina (BVDV), el parvovirus porcino (PPV), el virus de la hepatitis A (VHA) y bacterias S. aureus antes y después de la irradiación utilizando TCID_{50} o métodos de siembra para obtener mediciones cuantitativas del grado de reducción de patógenos alcanzado. Además, se midieron diversos indicadores de calidad celular para evaluar la calidad de los componentes sanguíneos tratados, después del tratamiento. Como aquí se utiliza, "indicador de calidad celular" se refiere a un indicador de la calidad de los componentes sanguíneos celulares. Los indicadores ejemplares de calidad celular son parámetros que corresponden al estado físico de un fluido que contiene células o componentes sanguíneos celulares y proporcionan una medición útil para evaluar su calidad para el uso subsiguiente en aplicaciones terapéuticas.

En la Figura 4A se proporciona un gráfico de barras que muestra la reducción media del patógeno BVDV en muestras fluidas que tienen dos volúmenes diferentes, están contenidas en recipientes que tienen etiquetas no transmisoras y son expuestas a una energía radiante neta fija. Específicamente, la energía radiante neta proporcionada a las muestras fluidas fue igual a 3 julios\cdotcm^{-2} (es decir, 3 julios por área superficial del recipiente que recibe la radiación electromagnética procedente de las fuentes de radiación electromagnética) independientemente del volumen de las muestras. Como se muestra en la Figura 4A, el grado de reducción del patógeno BVDV disminuye de un valor logarítmico de aproximadamente 2,0 a un valor logarítmico de aproximadamente 1,4 tras aumentar el volumen de la muestra fluida de aproximadamente 230 ml a aproximadamente 280 ml. Los datos de la Figura 4A fueron estadísticamente analizados por medio de la prueba T de Student, que reveló que la diferencia observada en la reducción de patógenos para las muestras de 230 ml y 280 ml es estadísticamente significativa (valor de P = 0,004). Se llevaron a cabo experimentos similares utilizando recipientes que tenían diferentes áreas superficiales que transmitían la radiación electromagnética procedente de las fuentes de radiación electromagnética. Estos recipientes no tienen etiquetas no transmisoras y, por lo tanto, tienen mayores áreas superficiales que transmiten la radiación electromagnética procedente de las fuentes de radiación electromagnética. En la Figura 4B se proporciona un gráfico de barras que muestra la reducción media del patógeno BVDV en muestras fluidas que tienen dos volúmenes diferentes, están contenidas en recipientes que no tienen etiquetas no transmisoras y son expuestas a una energía radiante neta fija igual a 3 julios\cdotcm^{-2}. Como se muestra en la Figura 4B, el grado de reducción del patógeno BVDV disminuye de un valor logarítmico de aproximadamente 2,3 a un valor logarítmico de aproximadamente 1,9 tras aumentar el volumen de la muestra fluida de aproximadamente 230 ml a aproximadamente 280 ml. Los datos de la Figura 4B fueron estadísticamente analizados por medio de la prueba T de Student, que reveló que la diferencia observada en la reducción de patógenos para las muestras de 230 ml y 280 ml es estadísticamente significativa (valor de P = 0,008). Los datos de las Figuras 4A y 4B ilustran que los fluidos que contienen plaquetas y plasma y tienen volúmenes más grandes experimentan una reducción estadística y significativamente más pequeña del patógeno BVDV que los fluidos que contienen plaquetas y plasma y tienen volúmenes más pequeños, cuando se irradian con energías radiantes netas equivalentes. Las barras de error mostradas en las Figuras 4A y 4B corresponden a desviaciones estándares (1\sigma) que corresponden a seis mediciones independientes para cada volumen.

En la Figura 5 se muestra la reducción media del patógeno PPV, representada gráficamente en función del volumen, para fluidos que contienen plaquetas y plasma y son expuestos a energías radiantes netas calculadas sobre la base del volumen usando la Ecuación V. En la Figura 6 se muestra la reducción media del patógeno VHA, representada gráficamente en función del volumen, para fluidos que contienen plaquetas y plasma y son expuestos a energías radiantes netas calculadas sobre la base del volumen usando la Ecuación V. Los gráficos de las Figuras 5 y 6 son líneas esencialmente horizontales que tienen una pendiente que incluye cero dentro de las incertidumbres de sus respectivos ajustes lineales por mínimos cuadrados. En la Figura 7 se proporciona un gráfico de barras que muestra la reducción media de bacterias S. aureus en muestras fluidas que tienen volúmenes de 210 ml y 390 ml y son expuestas a energías radiantes netas calculadas sobre la base del volumen usando la Ecuación V. Las barras de error mostradas en la Figura 7 corresponden a la desviación estándar (1\sigma) que corresponde a cuatro mediciones independientes para cada volumen. Los datos de la Figura 7 fueron estadísticamente analizados por medio de la prueba T de Student, que reveló que la diferencia observada en la reducción de patógenos en las muestras de 210 ml y 390 ml no es estadísticamente significativa (valor de P = 0,06). Una comparación de los gráficos de las Figuras 4A y 4B con las representaciones y gráficos de las Figuras 5, 6 y 7 ilustra que el uso de energías radiantes netas derivadas del volumen del fluido proporciona una reducción uniforme de patógenos independientemente del volumen de la muestra.

También se midió para una variedad de concentraciones de plaquetas el grado de reducción de patógenos alcanzado al utilizar las energías radiantes netas determinadas mediante la Ecuación V. Estos experimentos mostraron que el grado de reducción de patógenos alcanzado al utilizar energías radiantes netas derivadas del volumen de la muestra era independiente de la concentración de plaquetas a lo largo de un intervalo de concentraciones de plaquetas que variaba de aproximadamente 1000 x 10^{3} plaquetas por microlitro a aproximadamente 2000 x 10^{3} plaquetas por microlitro.

Se determinaron la velocidad de consumo de glucosa, la velocidad de producción de lactato y el pH para evaluar la calidad de las muestras fluidas tratadas con radiación electromagnética. Durante el metabolismo, las células consumen glucosa y generan dos moléculas de lactato por cada molécula de glucosa consumida. El lactato formado tiene el efecto de reducir el pH de la muestra de componentes sanguíneos. Puesto que se proporciona una cantidad finita de glucosa a las células durante el almacenamiento, los componentes sanguíneos celulares almacenados que consumen glucosa demasiado rápidamente se degradan. Velocidades de consumo de glucosa y velocidades de producción de lactato menores son indicativas de componentes sanguíneos celulares que conservan una elevada eficacia terapéutica cuando están almacenados. Por lo tanto, las velocidades de consumo de glucosa y velocidades de producción de lactato pequeñas son consideradas indicadoras de alta calidad celular.

En la Tabla I se muestran el pH, la velocidad de consumo de glucosa y la velocidad de producción de lactato en muestras que contienen plaquetas y plasma, tienen volúmenes de 200 ml y 250 ml y son expuestas a una energía radiante neta fija de 3 J\cdotcm^{-2}. Como se muestra en la Tabla I, las muestras de 250 ml que contienen plasma y plaquetas presentan velocidades de consumo de glucosa y velocidades de producción de lactato significativamente menores que las muestras de 200 ml que contienen plasma y plaquetas. En la Tabla II se muestran el pH, la velocidad de consumo de glucosa y la velocidad de generación de lactato en muestras que contienen plaquetas y plasma y tienen volúmenes de entre 200 y 225 ml y en muestras que contienen plaquetas y plasma y tienen volúmenes de entre 375 y 400 ml, que son expuestas a energías radiantes netas determinadas al utilizar la Ecuación V. Por contraste con los datos de la Tabla I, en los datos de la Tabla II no se puede discernir tendencia alguna en la velocidad de consumo de glucosa ni en la velocidad de generación de lactato con respecto al volumen de la muestra. Específicamente, todas las muestras investigadas tenían velocidades de consumo de glucosa y velocidades de producción de lactato que están dentro de las incertidumbres de estas mediciones independientemente de sus volúmenes. Además, los datos de velocidad de consumo de glucosa y de velocidad de producción de lactato mostrados en la Tabla II reflejan un cambio de volumen aproximadamente dos veces mayor que los datos mostrados en la Tabla I. En combinación, los datos de las Tablas I y II demuestran que el uso de energías radiantes netas basadas en el volumen proporciona componentes sanguíneos tratados que presentan indicadores de calidad celular sustancialmente uniformes independientemente del volumen de la muestra.

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TABLA I Resultados de calidad celular (CC) para muestras que contienen plaquetas y plasma, tratadas con una energía radiante neta fija de 3 J\cdotcm^{-2}

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TABLA II Resultados de calidad celular (CC) para muestras que contienen plaquetas y plasma, tratadas con energías radiantes calculadas basándose en el volumen de la muestra

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La activación prematura de las plaquetas durante el almacenamiento puede degradar su capacidad para ser posteriormente usadas en procedimientos terapéuticos. La selectina P, también conocida como GMP-140, es una proteína expresada cuando las células resultan activadas y, por lo tanto, proporciona una medida cuantitativa de la capacidad de las muestras que contienen plaquetas para sobrevivir bajo condiciones de almacenamiento de larga duración. Se ha demostrado previamente que unos niveles bajos de selectina P en muestras que contienen plaquetas son indicativos de buen almacenamiento y subsiguientes calidades terapéuticas [Transfusion, volumen 42, páginas 847-854 (2002), y Transfusion, volumen 42, páginas 1333-1339 (2002)]. Para evaluar la calidad de las muestras que contienen plaquetas y plasma, tratadas mediante los métodos presentes, se midió el porcentaje de células que expresan selectina P después del tratamiento de la muestra fluida con radiación electromagnética.

En la Tabla I se muestra el porcentaje de células que expresan selectina P en muestras de 200 ml y muestras de 250 ml que son expuestas a una energía radiante neta fija de 3 J\cdotcm^{-2}. Como se muestra en la Tabla I, las muestras de 250 ml presentan un porcentaje significativamente menor de células que expresan selectina P que las muestras de 200 ml para una irradiación con una energía radiante neta fija. En la Tabla II se muestra el porcentaje de células que expresan selectina P en muestras que son expuestas a unas energías radiantes netas calculadas utilizando la Ecuación V, que tienen volúmenes de 200 ml a 225 ml y que tienen volúmenes de 375 ml a 400 ml. Como se muestra en la Tabla II, las muestras que tienen volúmenes de 200 ml a 225 ml y las muestras que tienen volúmenes de 375 ml a 400 ml presentan porcentajes sustancialmente idénticos de células que expresan selectina P. Además, los datos de porcentaje de selectina P mostrados en la Tabla II reflejan un cambio de volumen aproximadamente dos veces mayor que los datos mostrados en la Tabla I. Una comparación de los datos de las Tablas I y II demuestra que el tratamiento de muestras que contienen plaquetas con energías radiantes derivadas del volumen de las muestras proporciona compuestos sanguíneos celulares que presentan indicadores de calidad celular uniformes que no varían significativamente con el volumen de las muestras.

También se verificó cuantitativamente la uniformidad de la composición proteica de las muestras que contienen plasma, tratadas mediante los métodos del presente invento. En estos estudios, se trataron muestras de 200 ml y 400 ml con energías radiantes netas determinadas utilizando la Ecuación V, y se evaluaron posteriormente con respecto a las concentraciones de diversas proteínas plasmáticas en las muestras tratadas. En la Tabla III se muestran las concentraciones medias de las proteínas examinadas en seis muestras tratadas de 200 ml y seis muestras tratadas de 400 ml, y los valores que corresponden a las mediciones máxima y mínima en los grupos de seis mediciones que corresponden a cada volumen. Una comparación de las concentraciones proteínicas de la Tabla III muestra que las concentraciones de las proteínas examinadas en las muestras de 200 ml y 400 ml que contenían plasma eran idénticas en muchos casos y siempre estaban dentro de sus respectivos intervalos alto y bajo. Estos resultados indican que los métodos presentes permiten tratar uniformemente fluidos que contienen plasma con radiación electromagnética y que las muestras tratadas mediante los métodos presentes tienen composiciones que no varían significativamente en función del volumen.

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TABLA III Concentraciones proteicas en muestras que contienen plasma, tratadas con energías radiantes calculadas basándose en los volúmenes de las muestra

6

Variando la velocidad de agitación proporcionada al recipiente de la muestra durante la irradiación, se estudió también el efecto de la velocidad de agitación sobre el grado de reducción de patógenos alcanzado tras el tratamiento de los fluidos con radiación electromagnética. Se expusieron muestras que contenían plaquetas y plasma a energías radiantes netas calculadas utilizando la Ecuación V. Las muestras fueron mezcladas durante la irradiación utilizando dos velocidades de agitación diferentes: 120 ciclos por minuto y 20 ciclos por minuto. Las muestras que contenían plaquetas y plasma y eran mezcladas utilizando una velocidad de agitación de 120 ciclos por minuto presentaban una disminución logarítmica de 4,65 en la actividad biológica de los patógenos PPV, y las muestras que contenían plaquetas y plasma y eran mezcladas utilizando una velocidad de agitación de 20 ciclos por minuto presentaban una disminución logarítmica de 0,72 en la actividad biológica de los patógenos PPV. Estos resultados demuestran que, para obtener una reducción eficaz de patógenos por toda una muestra fluida, la velocidad de mezclamiento del fluido durante la irradiación debe ser suficientemente grande para que los fotosensibilizadores sean eficazmente transportados dentro y fuera de la capa fotorreactiva. Particularmente, para optimizar la reducción de patógenos, la escala temporal relativa al mezclamiento del fluido debe corresponder con la escala temporal relativa a la introducción de energía radiante en una muestra.

Claims (34)

1. Un método para reducir patógenos en un fluido, método que comprende las operaciones de:

proporcionar el fluido contenido en un recipiente al menos parcialmente transparente, en que el fluido comprende partículas y en que las partículas son células, fragmentos de células, plasma, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, oligonucleótidos, biopolímeros, fotosensibilizadores, patógenos, agregados de patógenos, leucocitos, o combinaciones de los mismos;

proporcionar medios para determinar el volumen del fluido;

determinar el volumen del fluido;

mezclar el fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente;

calcular una energía radiante neta para reducir dichos patógenos en el fluido, utilizando el volumen determinado para el fluido; y

suministrar una radiación electromagnética que tenga dicha energía radiante neta al fluido, generándose por ello una capa fotorreactiva en el fluido,

en que dicha radiación electromagnética interacciona con dichas partículas y en que el mezclamiento del fluido en dicho recipiente transporta las partículas a través de la capa fotorreactiva, reduciéndose por ello los patógenos en el fluido.

2. El método de la Reivindicación 1, en que la energía radiante neta calculada es proporcional al volumen del fluido.

3. El método de la Reivindicación 1, en que la energía radiante neta calculada está relacionada con el volumen del fluido de un modo lineal.

4. El método de la Reivindicación 1, en que la energía radiante neta calculada es determinada utilizando la expresión:

102

en que E_{net} es la energía radiante neta calculada, V es el volumen del fluido, Z es una primera constante que tiene un valor superior a cero, b es una segunda constante y A es el área superficial del recipiente que transmite la radiación electromagnética al fluido.

5. El método de la Reivindicación 4, en que el volumen del fluido es un valor seleccionado del intervalo de valores de aproximadamente 200 ml a aproximadamente 400 ml y en que dicha primera constante (Z) es igual a aproximadamente 6,24 J\cdotcm^{-3} y dicha segunda constante (b) tiene un valor igual a aproximadamente 0.

6. El método de la Reivindicación 1, en que la energía radiante neta calculada está relacionada con el volumen de dicho fluido de un modo seleccionado del grupo que consiste en:

un modo logarítmico;

un modo cuadrático; y

un modo exponencial.

7. El método de la Reivindicación 1, en que dicha operación para determinar el volumen del fluido comprende las operaciones de:

medir la masa del fluido utilizando los medios para determinar el volumen; y

dividir dicha masa del fluido por la densidad del fluido, determinándose de esta manera el volumen del fluido.

8. El método de la Reivindicación 1, en que dicha operación para mezclar el fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente transporta el volumen completo del fluido a través de dicha capa fotorreactiva, reduciéndose de esta manera los patógenos por todo el volumen del fluido.

9. El método de la Reivindicación 1, que comprende además la operación de añadir un fotosensibilizador al fluido, y en que dicha operación para determinar el volumen del fluido comprende determinar el volumen del fluido que tiene dicho fotosensibilizador.

10. El método de la Reivindicación 9, en que dicho fotosensibilizador es 7,8-dimetil-10-ribitil-isoaloxazina.

11. El método de la Reivindicación 1, en que todas las citadas partículas resultan expuestas a energías radiantes netas y eficaces equivalentes.

12. El método de la Reivindicación 1, en que el fluido es un fluido biológico.

13. El método de la Reivindicación 12, en que dicho fluido biológico es seleccionado del grupo que consiste en:

sangre completa;

un componente sanguíneo;

un componente sanguíneo que contiene glóbulos rojos;

un componente sanguíneo que contiene plasma;

un componente sanguíneo que contiene plaquetas;

un componente sanguíneo que contiene glóbulos blancos;

una disolución que contiene una o más proteínas procedentes de sangre; y

una disolución peritoneal.

14. El método de la Reivindicación 1, en que dicha radiación electromagnética suministrada al fluido tiene longitudes de onda en la región ultravioleta del espectro electromagnético.

15. El método de la Reivindicación 1, en que dicha radiación electromagnética suministrada al fluido tiene longitudes de onda en la región visible del espectro electromagnético.

16. El método de la Reivindicación 1, en que dicha operación para mezclar el fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente comprende agitar el fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente.

17. El método de la Reivindicación 1, en que la radiación electromagnética que tiene dicha energía radiante neta es suministrada al fluido proporcionando una potencia radiante seleccionada, durante un período de irradiación seleccionado.

18. Un método para tratar uniformemente una pluralidad de muestras fluidas con radiación electromagnética, método que comprende las operaciones de:

proporcionar dicha pluralidad de muestras fluidas, en que cada muestra fluida comprende partículas y en que las partículas son células, fragmentos de células, plasma, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, oligonucleótidos, biopolímeros, fotosensibilizadores, patógenos, agregados de patógenos, leucocitos, o combinaciones de los mismos;

proporcionar cada una de las muestras fluidas contenida en un recipiente al menos parcialmente transparente;

proporcionar medios para determinar el volumen de cada una de las muestras fluidas;

determinar el volumen de cada una de las muestras fluidas contenidas en recipientes al menos parcialmente transparentes;

mezclar cada una de las muestras fluidas contenidas en los recipientes al menos parcialmente transparentes;

calcular las energías radiantes netas para cada una de las muestras fluidas utilizando los volúmenes determinados para cada una de las muestras fluidas; y

suministrar una radiación electromagnética que tenga dichas energías radiantes netas a cada una de las muestras fluidas, generándose por ello capas fotorreactivas en cada una de las muestras fluidas,

en que dicha radiación electromagnética interacciona con dichas partículas en las capas fotorreactivas de cada muestra fluida y en que el mezclamiento de las muestras fluidas transporta dichas partículas a través de dichas capas fotorreactivas, tratándose uniformemente por ello la pluralidad de muestras fluidas con radiación electromagnética.

19. El método de la Reivindicación 18, en que las calculadas energías radiantes netas proporcionadas a cada una de las muestras fluidas están relacionadas con el volumen de cada una de las muestras fluidas de un modo lineal.

20. El método de la Reivindicación 18, en que dicha operación para mezclar cada una de las muestras fluidas contenidas en recipientes al menos parcialmente transparentes transporta los volúmenes enteros de las muestras fluidas a través de dichas capas fotorreactivas, reduciéndose por ello los patógenos por los volúmenes completos de las muestras fluidas.

21. El método de la Reivindicación 18, en que la energía radiante neta calculada y proporcionada a cada muestra fluida viene dada por la expresión:

7

en que E_{net} es la energía radiante neta, V es dicho volumen de la muestra fluida, Z es una primera constante que tiene un valor superior a cero, b es una segunda constante y A es el área superficial del recipiente que transmite la radiación electromagnética suministrada a la muestra fluida.

22. El método de la Reivindicación 21, en que los volúmenes de las muestras fluidas son seleccionados del intervalo de valores de aproximadamente 200 ml a aproximadamente 400 ml y en que dicha primera constante (Z) es igual a aproximadamente 6,24 J\cdotcm^{-3} y dicha segunda constante (b) tiene un valor igual a aproximadamente 0.

23. El método de la Reivindicación 18, en que todas las citadas partículas que comprenden todas las muestras fluidas resultan expuestas a energías radiantes netas eficaces equivalentes.

24. El método de la Reivindicación 18, en que dicha operación para determinar el volumen de cada una de las muestras fluidas comprende las operaciones de:

medir la masa de cada una de las muestras fluidas utilizando los medios para determinar el volumen; y

dividir la masa de cada una de las muestras fluidas por una estimación de la densidad de cada una de las muestras fluidas, determinándose de esta manera el volumen de cada una de las muestras fluidas.

25. El método de la Reivindicación 18, en que dicha operación para mezclar cada una de las muestras fluidas comprende agitar cada una de las muestras fluidas contenidas en recipientes al menos parcialmente transparentes.

26. Un sistema para reducir patógenos en un volumen de un fluido que comprende partículas, en que las partículas son células, fragmentos de células, plasma, proteínas, péptidos, ácidos nucleicos, oligonucleótidos, biopolímeros, fotosensibilizadores, patógenos, agregados de patógenos, leucocitos, o combinaciones de los mismos; sistema que comprende:

un recipiente parcialmente transparente para contener el fluido;

un medio para determinar el volumen del fluido;

un medio para mezclar el fluido con una velocidad de mezclamiento seleccionada;

un controlador de fuentes lumínicas para determinar una energía radiante neta para reducir los patógenos en el fluido, en que dicho controlador de fuentes lumínicas calcula dicha energía radiante neta basándose en el volumen del fluido y en que dicho controlador de fuentes lumínicas genera una señal de salida que corresponde a dicha energía radiante neta calculada; y

una fuente de radiación electromagnética operativamente conectada con dicho controlador de fuentes lumínicas para recibir la señal de salida que corresponde a dicha energía radiante neta calculada y para exponer el fluido a una radiación electromagnética que tiene dicha energía radiante neta, generándose por ello una capa fotorreactiva en el fluido, en que dicha radiación electromagnética interacciona con dichas partículas; por lo que el mezclamiento del fluido hace circular dichas partículas a través de la capa fotorreactiva, reduciéndose por ello los patógenos en el volumen del fluido.

27. El sistema de la Reivindicación 26, en que el controlador de fuentes lumínicas ejecuta un algoritmo que permite determinar la energía radiante neta, y en que la energía radiante neta se relaciona linealmente con el volumen del fluido mediante la aplicación del algoritmo.

28. El sistema de la Reivindicación 27, en que dicho algoritmo permite determinar la energía radiante neta utilizando la expresión:

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en que E_{net} es la energía radiante neta, V es dicho volumen del fluido, Z es una primera constante que tiene un valor superior a cero, b es una segunda constante y A es el área superficial del recipiente que transmite la radiación electromagnética suministrada a la muestra fluida.

29. El método de la Reivindicación 28, en que el volumen del fluido es un valor seleccionado del intervalo de valores de aproximadamente 200 ml a aproximadamente 400 ml y en que dicha primera constante (Z) es igual a aproximadamente 6,24 J\cdotcm^{-3} y dicha segunda constante (b) tiene un valor igual a aproximadamente 0.

30. El sistema de la Reivindicación 26, en que el controlador de fuentes lumínicas ejecuta un algoritmo que permite determinar la energía radiante neta calculada, y en que la energía radiante neta se relaciona inversamente con la velocidad de mezclamiento del fluido mediante la aplicación del algoritmo.

31. El sistema de la Reivindicación 26, en que el medio para mezclar el fluido con una velocidad de mezclamiento seleccionada es un agitador operativamente conectado con dicho recipiente parcialmente transparente.

32. El sistema de la Reivindicación 26, en que el mezclamiento del fluido contenido en el recipiente al menos parcialmente transparente transporta el volumen completo del fluido a través de dicha capa fotorreactiva, reduciéndose de esta manera los patógenos por todo el volumen del fluido.

33. El sistema de la Reivindicación 26, en que todas las citadas partículas que comprende el fluido resultan expuestas a energías radiantes netas eficaces equivalentes.

34. El sistema de la Reivindicación 26, en que dicha fuente de radiación electromagnética proporciona una radiación electromagnética que tiene longitudes de onda en la región ultravioleta del espectro electromagnético, la región visible del espectro electromagnético o ambas regiones al fluido.