JPH11503664A - 単核細胞の間欠的収集 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 全血からの白血球、主として単核細胞を層として収集するために遠心装置を使用する。赤血球と血漿の界面に薄い単核（ＭＮＣ）層が形成される。遠心機の分離容器内の、前記薄い層をさえぎる位置に障壁を位置決めする。障壁の前方に前記薄い層を収集するためのＭＮＣ収集ポートを位置決めする。収集を開始する前に、ＭＮＣ流体を障壁の後方に貯めて、収集ポートを取り囲ませる。プールがなくなると収集を停止し、再度蓄積させる。収集を間欠的に行うことにより、純度と収集ボリュームの改善が得られる。この間欠的収集手段は、顆粒球を、一般には散在成分がより高密度の層とより低密度の層に分かれる、遠心分離された溶液の散在する層をなす成分を回収するのに有用となり得る。

Description

【発明の詳細な説明】 単核細胞の間欠的収集 本発明は、全血などの液体の遠心処理用のシステムに関し、より詳細には、全 血中の単核細胞成分など液体中に散在する物質種の収集の改善に関する。発明の背景 遠心法は、血液をその諸成分に分離するために全血を処理するのに使用される 技法である。血液産物と人間の接触を減らし、様々な血液源の相互汚染を低減す るために、遠心装置に使い捨てのプラスチック容器を装着し、この容器を通して 血液を循環させることができる。容器はモータ駆動される遠心取付具に装着され る。代表的な容器は周方向分離チャネルで、チャネル内の様々な径方向位置に、 遠心分離機で分離された血液諸成分を密度の異なる層として取り出すためのいく つかの出口が設けられている。最も密度の高い成分である赤血球（ＲＢＣ）はチ ャネル内の径方向で最も外側の位置に層をなし、血漿の層は径方向で最も内側に くる。軟層と呼ばれる比較的薄い層は白血球と血小板を含んでおり、赤血球層と 血漿層の界面位置にある。軟層内で血小板は血漿側に層をなし、白血球は赤血球 側に層をなす。遠心速度に応じて、血小板は血漿中に分散することもある。 遠心機内部の回転式取付具に装着される使い捨てプラスチック容器は、使い捨 ての配管セットを介して血液源と収集溜めに接続される。このようにして、遠心 装置自体を血液および配管セットと接触しないようにし、１回の操作ごとに分離 チャネルを廃棄する。血液源は、供血者または患者から直接採取した全血のこと もあり、また事前に提供された骨髄または血液のこともある。 血液諸成分は患者から採取して貯蔵し、大抵は凍結し、数日後、場合によって は数年経ってから患者に再注入することもできる。白血球の単核細胞成分は、上 記のようにして採取、貯蔵し、ガンなどの疾病治療のために患者に再注入するこ とがある。供血者の血液を使わずに、患者自身の血液から得た血液諸成分を戻す ことには明らかな利点がある。人間が受け入れることのできる最も安全な血液は 自分の血液（自血）であることは一般に認められている。自血を使用すると、輸 血によって伝搬する疾病や熱性／アレルギー性輸血反応が発生する危険が減少す る。白血球（ＷＢＣ）の収集を行うには、白血球を軟層から回収するためのアフ ェレーシス・システムが開発されている。具体的には、リンパ球、単球前駆細胞 および幹細胞を含む白血球の単核細胞（ＭＮＣ）成分が回収される。単核細胞収 集用の効率のよい装置は、米国特許第４，６４７，２７９号に記載されている。 しかし、効率のよい装置を使った場合でも、単核細胞は全血液ボリュームのごく 一部しか占めないので、その収集は難しい。正常なＭＮＣカウントを有する通常 の体格の患者では、ＭＮＣの全ボリュームは約１．５ｍｌで、全血液ボリューム の約０．０３％である。したがって、全血を遠心分離する場合、赤血球層と血漿 層の間にごく薄いＭＮＣ層しか現れない。 この薄いＭＮＣ層は、ＭＮＣの回収を試みる際に難題を提起する。全血のＭＮ Ｃ留分は非常に小さいので、上記の装置は、チャネル内のＲＢＣポートの上流に 障壁を備えている。ＭＮＣはこの障壁の所に蓄積され、障壁の前にＷＢＣ収集ポ ートが配置されている。このＷＢＣ収集ポートを通じて収集される留分は、実際 には白赤球、血小板、血漿、赤白球の混合物である。収集工程で収集した留分の 色を監視して、血液の流入速度と血漿の流出速度を手動または自動で調節し、Ｍ ＮＣ層の位置がＷＢＣ収集ポートと一致するようにＭＮＣ層とＲＢＣ層の界面を 微調整することができる。通常は、操作員が、ＭＮＣ層、すなわち単核白血球成 分の収集に適した位置にこの界面がくるように血漿ポンプの速度を極めて微細に 調節する。操作員は、収集チャネルから出る流体の色に基づいて界面の位置を判 断し、収集ポートに所望の色が現れるように調節を行う。毎分１／１０ｍｌ程度 の調節が行えるように、血漿ポンプの速度を微細制御する。ポンプ速度の小さな 変化はあり得るが、血漿ポンプの速度変化が、過大または過小補正をもたらし、 ポンプ速度のさらなる変更が必要になるようなことは稀である。したがって、適 正な界面位置の振動式追跡に手動または自動の界面位置調整システムが必要とな り、その結果、ＭＮＣ層収集の効率と純度が低下する可能性がある。もう一つの 問題は、ポンプ速度を変更するたびに、その後、その変更が有効になる、すなわ ち新しい界面位置が確立されるまでにある時間を要することである。光学式監視 装置を使って収集物の不透明度を判定し、血漿ポンプ速度を自動的に調整しよう とする試みが行われている。しかし、システムを自動化するために設計されたこ うした技術は、制御点を中心とする発振を招き、一般に手動操作のシステムに比 べてわずかな改善しか得られない。基本的にこれらの問題はすべて、ターゲット 種が散在しており、非常に薄い層を形成し、他の成分からそれを分取するのが難 しいことから生じる。 界面を適切に位置調整して維持するのが難しいため、薄い白血球層が確実に収 集されるようにＷＢＣポートから比較的広いバンドが収集される。しかし、広い バンドを収集することにより、白血球と共にかなりの量の血小板または赤血球も 収集される。こうした技法は、層となった白血球の大部分を収集できるという意 味では効率的であるが、純度は低い。また収集ボリュームが必要以上に増大する 。薄い層となった白血球だけを抽出するのは難しいので、高いＭＮＣ収率または 高い効率という目標と、高純度のものを小さな収集ボリュームでという目標は相 互に排除し合う。一般に、収集効率を優先するとボリュームと純度が犠牲になる 。 さらに例を挙げて説明すると、ＷＢＣは単核細胞と多形核細胞（顆粒球）から なる。顆粒球は通常、健康な人間ではＷＢＣ中でわずかな割合を占めるが、身体 が疾病に反応するときはその割合が増加する。全血を遠心分離するとき、遠心速 度に応じて、薄い軟層自体が、さらに薄いＭＮＣ層と薄い血小板層に分かれる。 顆粒球は軟層中でＲＢＣ層寄りの所に現れ、ＲＢＣ層内でもかなりの割合で見ら れる。患者の必要から顆粒球の回収が望ましいときは、通常、顆粒球をＲＢＣ層 から軟層中にＲＢＣとＭＮＣの間の薄い層として移行させる薬物を患者に投与す る。顆粒球を回収する際に、ＭＮＣも収集する必要があった。これらの層は別々 に回収するには薄すぎるからである。この工程でかなりのボリュームのＲＢＣと 血漿も収集される。 本発明の目的は、より少ないボリュームでより高純度で高い効率で収集するた めに、血液中の単核細胞など遠心分離した液体中の成分の薄い層を回収するため の改良された収集手順を提供することである。発明の概要 簡単に述べると、本発明は、全血を遠心分離したとき赤血球と血漿の界面に薄 い層を形成する単核細胞（ＭＮＣ）など液体内に散在する物質種の間欠的収集に 関する。遠心分離チャネル内の薄い層をさえぎる位置に障壁が配置される。障壁 のすぐ前方の薄い単核細胞層の位置と対応する高さの所に収集ポートが配置され る。血液を分離チャネルを介してポンプ注入するとき、流体が収集ポートを介し て間欠的に収集され、それによって、障壁の前方にＭＮＣ流体のプールが形成さ れ、ＭＮＣの収集が始まる前にこのプールで収集ポートを取り囲むことが可能に なる。収集が始まると、ＭＮＣプールの大部分を取り除くのに十分な時間だけ収 集が続けられる。次いで、プールが再形成されるのに十分な時間、収集は停止さ れる。再度収集が始まり、処理すべき全血のボリュームが完了するまで、この間 欠的プロセスが続けられる。 プロセス・サイクル・ボリュームとは、障壁の前方に所望のＭＮＣボリューム を形成するのに必要な全血の量である。プロセス・サイクル・ボリュームは、Ｍ ＮＣカウント、入口流量、分離要因、および障壁サイズの関数である。分離要因 は、遠心速度、血液流量、および分離チャネルの幾何形状の関数である。 本発明の間欠的収集手順は、顆粒球の収集にも有用であり、血小板の回収に使 用でき、一般に、回収すべき層がより高濃度の層とより低密度の層の間に形成さ れる、遠心分離した液体内の層をなす散在物質種を回収するのに有用である。図面の簡単な説明 添付の図面を参照して行う本発明の実施形態についての以下の説明を読めば、 本発明の上記その他の特徴と目的、ならびにそれを実現する方法がより明らかに なり、本発明自体が最もよく理解されよう。図面の簡単な説明は次の通りである 。 図１は、本発明を利用するためのＭＮＣ収集システムのブロック図である。 図２は、図１の収集システムで使用する制御システムの構成部品を示す図であ る。 図３および図４は、本発明のシステムで使用する周方向分離チャネルの諸態様 を示す図である。 図５および図６は、層をなす血液成分の位置を示す図である。図５は従来技術 による層状化を示し、図６は本発明を利用したときのＷＢＣプールの形成を図式 的に示す。 図７は、図１の収集システムで使用される本発明の制御システムの流れ図であ る。詳細な説明 次いで図面を参照するが、同じ番号は同じ特徴を示し、複数の図に出てくる参 照番号は同じ要素を示すものとする。 図１は血液諸成分の収集用の遠心システムのブロック図である。このシステム 液源１０は供血者または患者であり、通常は供血者または患者の片腕に差した針 からその全血を取り出す。血液源１０は事前に収集した全血または骨髄ではなく 、液溜めから図１のシステムに送ることができる。血液または骨髄が以前に収集 したものである場合、抗凝固剤（ＡＣ）溶液を収集時に全血または骨髄に添加し ておかねばならず、したがって収集工程で追加の抗凝固剤溶液は必要でないこと もある。しかし、供血者または患者から直接血液を取り出す場合は、ＡＣ源１１ を使用して必要量の抗凝固剤溶液を全血に供給する。ＡＣ溶液の入口は針または カテーテルのごく近くが好ましい。以下の考察では、ＭＮＣ源として全血を使用 してＭＮＣ収集手順の説明を行う。骨髄を使用する場合でも同じ説明があてはま る。 血液源１０から入口管１２を通して入口ポンプ１３で全血を吸入し、管１４を 経て遠心装置１５に供給する。赤血球を血漿と共に収集して遠心機から出口管１ ６を通って取り出し、戻り管１７に入って供血者または患者に戻す。その中に懸 濁する血漿と血小板は血漿ポンプ１９により出口管１８から取り出し、やはり戻 り管１７を経て供血者または患者に戻すことができる。あるいは血漿の一部分を 収集する場合、これをトグル弁１９’によって血漿収集溜め２０に送ることもで きる。白血球はＷＢＣ収集ポンプ２２により遠心機から出口管２１を経て取り出 される。収集ポンプ２２の出口は弁２３’を経て収集溜め２３に接続されている 。このシステムを始動させるには、液溜め２４中の生理的食塩水を使用すること ができ、これはクランプ２４’を開くことによって供給され、収集工程の始まる 前に入口ポンプ１３を経てチャネルならびにシステムの配管セット内の様々な管 に送られる。生理的食塩水は工程終了時に管から血液を除去するのにも使用でき る。生理的食塩水を受けるための廃液溜め２５が含まれる。制御システム２６は 、弁、ポンプ、遠心機などシステム内の様々な構成部品を制御する。適当なもの ならど んな種類の制御技術を使用してもよいが、制御プログラムによってフレキシビリ ティが得られるためにシステム・パラメータが容易に変更できる、マイクロプロ セッサ・ベースのシステムを使用すると有利である。 図２には、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）２０１、ランダム・アクセス・メモリ （ＲＡＭ）２０２、制御盤２０３、表示装置２０４、および消去可能プログラマ ブル読取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）２０５に接続されたマイクロプロセッサ２０ ０を示す。制御盤２０３は、血漿ポンプの速度または他のシステム・パラメータ を変更するためのキーボードまたはキーパッドを含むことができる。希望する場 合は、制御盤上にアナログ入力制御装置をアナログ／デジタル（ＡＤＣ）コンバ ータと共に使用することもできる。表示装置２０４は制御盤から独立したモニタ でもよく、また制御盤に組み込んでもよい。表示装置は、システムの動作中にシ ステム・パラメータの手動調節が可能なようにオペレータにシステム情報を提供 するために使用できる。 ＲＯＭ２０１は初期化プログラムを格納しており、したがって、マイクロプロ セッサはすべての制御コンポーネントの利用可能性を検査し、その他必要とされ るどんな操作も実行できるよう制御システムを準備することができる。ＲＡＭ２ ０２は書込み可能メモリであり、実施すべき個々の手順に応じてシステムを動作 させるための制御プログラムがその中に格納される。ＲＡＭ２０２はマイクロプ ロセッサ２００との迅速なデータ交換が可能である。ＰＲＯＭ２０５は制御プロ グラムを格納している。たとえば、ＭＮＣの収集を行う場合、その手順用の制御 プログラムがＰＲＯＭ２０５内に格納されている。この制御手順はＲＡＭ２０２ に転送することもでき、またプロセッサ２００と直接インターフェースをとるこ ともできる。マイクロプロセッサ２００からの入出力線２０６は、システム内の 種々の弁、監視装置、ポンプ用の制御コンポーネントに通じている。ＣＯＢＥ“ ＳＰＥＣＴＲＡ”などのシステム内では、図２に示すようないくつかのマイクロ プロセッサ・システムが使用され、制御機能が様々なシステム間に分配されてい る。いくつかのマイクロプロセッサを利用することによって、冗長性が得られ、 装置がよりフェイル・セイフになる。 図３および図４は、ＣＯＢＥ“ＳＰＥＣＴＲＡ”で白血球を収集するために全 血をその諸成分に分離するのに使用される周方向分離チャネルを示す図である。 分離チャネル３０は使い捨てのエレメントであり、遠心装置１５内部に置かれる 。入口ポンプ１３が全血を入口管１４を経て入口チャンバ３１に供給する。出口 チャンバ３２は入口チャンバ３１と隣接しているが、中実の隔壁３３でそれから 分離されている。その結果、チャンバ３１に入った全血は出口チャンバ３２に達 する前に分離チャネル３０の全周の周りを流れなければならない。血液が分離チ ャネル３０中を流れる間に遠心機の動作により全血は様々な層に分離し、高密度 の赤血球は外壁３４に沿って蓄積し、血漿成分は径方向で内壁３５の近くに層と して蓄積する。 図４は入口チャンバと出口チャンバの断面図であるが、赤血球収集管１６が、 出口チャンバ３２の外壁２９近くに位置し、赤血球を受け取ることのできる位置 にある赤血球ポート３７に接続されている。血漿出口管１８は出口チャンバ３２ の内壁２８の近くに位置する血漿ポート３９に接続されている。その結果、より 軽い血漿はポート３９を通ってプラズマ出口管１８に吸い込まれる。 白血球収集管２１は、内壁２８と外壁２９のほぼ中間にある白血球ポートまた はＭＮＣポート４０に接続されている。制御ポート４１も内壁と外壁のほぼ中間 にあり、赤血球と血漿の界面、すなわち白血球が蓄積する界面の位置を制御する ために使用される。制御ポートは赤血球戻り管１６に接続されている。 入口ポンプ１３は全血を分離チャンバに供給し、ポンプ２２はこのチャンバか らの白血球を管２１を通って収集溜め２３（図１に示す）に吸い込むことに留意 されたい。血漿ポンプ１９は血漿出口管１８に接続され、血漿を分離チャンバか ら取り出して、血液源、通常は患者に戻す。一部の血漿を収集したい場合は、そ れを図１に示すように血漿収集溜め２０に偏流させることもできる。赤血球出口 管１６にはポンプはないことに留意されたい。 出口収集チャンバ３２の重要な一特徴は、収集チャンバの中央部にあり一方の 側壁から他方に向かって延びるダムまたは障壁４２である。収集チャンバ３２に 入った赤血球は、このダムを通過し外壁２９に沿って図４に示すように通路４３ に入る。血漿は内壁２８に沿ってダムを越え通路４４に入る。その結果、赤血球 も血漿も出口収集チャンバの区間４５に流入する。しかし白血球は、ＲＢＣ層の 上端にあるその相対密度フロートのために、ダム４２の前方で捕捉され、それに よってＷＢＣ出口ポート４０に位置決めされる。このようにして白血球は収集チ ャンバ内で適切に位置決めされて、出口チューブ２１を経てチャンバから出てい く。 図５は分離チャネル３０の線図であり、血液の重層と、収集チャンバ３２に関 連する様々な出口ポートを示す。上記で説明したように、血液が分離チャンバの 周りをＡの方向に動くとき、遠心力の影響で血液が様々な留分を含む層に分離し 、より重い粒子は径方向に外側に外壁３４に向かって移動する。図５は実質的に 、より高密度の粒子である赤血球からなる層５３を示している。血液中の最も軽 い成分である血漿は内壁３５に沿って５２に示されている。赤血球と血漿の界面 を示す界面５０は図５には図式的に示してある。薄い層である軟層５１がこの界 面に形成され、単核細胞と血小板を含んでいる。軟層を収集するための収集ポー ト４０がこの界面に配置されている。界面の位置を正確に維持するために、分離 チャンバ内に界面制御ポート４１が含まれている。界面を正確な位置に維持する ために、収集ポート４０は軟層を収集するのに適した位置に配置される。 界面位置調整ポート４１の動作は次の通りである。入口ポンプ１３の速度に従 って血漿ポンプ１９の速度を確定する。ポート４１を通して引き出される血漿の ボリュームである血液ヘマトクリットは、導入された全血のボリュームおよびそ のヘマトクリットの関数である。血漿ポンプの速度を適切に調節することにより 、界面を適正位置に保つのに十分な血漿が収集チャンバ３２から引き出される。 動作中に、界面５０が径方向に内側に移動し始めるならば、より多量の赤血球成 分が制御ポート４１を流れ始める。赤血球成分は血漿成分よりも粘性が大きいの で、赤血球の流量が増加するとポート４１中を流れるボリュームは減少する。こ の流量の減少により、チャンバ３２内に血漿成分が蓄積し、それによって界面が 径方向外側に適正位置へと押し戻される。同様に、界面５０がポート４１から径 方向外側に移動し始める場合、粘性のより低い血漿成分がより速くポート４１中 を流れ、収集チャンバ３２中の血漿を減少させ、赤血球層を増加させ、それによ って界面を制御ポート４１の位置に戻す。このようにして、界面５０が軟層の収 集を行うための収集チャンバ３２内の適正な位置である収集ポート４０の所に維 持さ れる。 上述のように、上記のようなシステムによって白血球を連続的に収集する技法 は、比較的高い効率をもたらす、すなわち白血球の大部分が収集される。しかし 、収集の純度はときに所望の純度よりも低くなり、収集されるボリュームは必要 量より大きくなる。こうなるのは、薄い軟層の位置を厳密に収集ポート４０の所 に位置決めし維持するのが難しいからである。その結果、このシステムは通常、 収集ポートから比較的広いバンドのボリュームを収集するように制御され、それ によって、白血球の大部分が収集される。しかし、より広いバンドを収集するこ とにより、白血球と共にかなりの量の血漿、血小板、赤血球も収集される。上記 のシステムでは、白血球成分の収集に適した位置に界面を調整するために、血漿 ポンプの速度を微調節しなければならない。この調節は、収集ポートを通る流れ を目視で検査して行われる。流れの不透明度が僅かに増した場合、操作員は、収 集チャンバ内の血漿のボリュームが僅かに増加するように血漿ポンプの速度を調 節することができる。界面の「追跡」に伴う問題は、上述のような結果をもたら すことがある。 界面の適正な位置調整に伴う問題は、本発明の使用によって解消される。図６ は収集チャンバ３２の線図であり、本発明が動作中の血液の層をなす成分を示す 。界面５０の位置は前述のように制御ポート４１によって維持されることに留意 されたい。遠心機の作用により軟層５１が界面の所に重層として現れる。しかし 、本発明においては白血球収集ポンプ２２は始動されない。その結果、ダム４２ の前方にＭＮＣ層が蓄積してプール４９を形成し、それによって収集ポート４０ の所にＭＮＣ成分のより厚いバンドを形成する。このようにして、収集ポンプ２ ２が始動するとき、より厚いＭＮＣ層が、装置内の制御機構のドリフトの影響を 受け難いより大きなターゲットをもたらす。ＭＮＣのより厚いボリュームが空に なると、収集ポンプ２２が停止し、ダム４２の前方でＭＮＣボリュームの蓄積が 再度可能になる。ＭＮＣボリュームは周期的に回収される。本発明の技法の使用 により、収集されるボリュームは従来の方法に比べてより小さく、純度はより高 くなる。さらに、収集管２１内の赤血球の有無を監視する必要はなくなり、また 操作員が収集管２１内の赤血球の存在に基づいて血漿ポンプの速度を微調整する 必 要もなくなる。 上述の所望の結果を実現し、図６に示したＭＮＣボリュームの厚いバンドを生 成する方法を図７に示す。図１のシステムを動作させるとき、工程パラメータを 確定する必要がある。その血液のヘマトクリットとＭＮＣカウントを決定するた めに処理すべき全血のテストを行う。供血者または患者の血液に与え得るアクセ スのタイプならびに（血液が静脈から直接引き出せる場合）そのＡＣ注入アクセ スに対する耐容性に応じて入口流量を確定する。ＡＣ比は臨床要件に従って確定 される。処理すべき全血の全ボリュームを上記の諸パラメータと共に制御盤２０ ３を介してシステムに入力する。全処理ボリュームは、ＭＮＣ濃度、入口流量、 分離要因および障壁の幾何形状の関数である。血漿ポンプの速度は制御システム により入力流量とヘマトクリットの関数として確定される。遠心機の速度を設定 する分離要因も確定される。これは多くの実施態様では一定である。もう一つの 工程パラメータは収集流量であり、多くの実施態様で一定である。 本発明の一実施形態では、上記の工程パラメータに従ってプロセス・サイクル ・ボリュームを算出する。プロセス・サイクル・ボリュームは、チャンバ内の障 壁の前方のスペースをあふれなしに充填する白血球のボリュームを確立するのに 必要な全血のボリュームであると定義される。流量が大きく、赤血球と血漿が高 速で障壁の周りを流れている場合には、こぼれる前に障壁の後方のプールに収集 できる白血球のボリュームが若干減少する場合があることに留意されたい。プロ セス・サイクル・ボリュームはＭＮＣカウント、分離要因、および障壁の幾何形 状の関数である。プロセス・サイクル・ボリュームは特定の装置に特有である。 プロセス・サイクル・ボリュームの確定に加えて、収集ポンプを動作させる期 間も確定しなければならない。これはやはり、障壁の寸法と収集ポンプの体積速 度に関係する。 図７を参照して、ステップ１００および１０１でこれらの要因がわかると、図 １のシステムをステップ１０２で初期化することができる。全血をシステムに導 入し、システムを始動し、収集ポンプをオフにして適切な界面位置を確立するた めに使用される生理的食塩水を除去するための時間を置く。システムが初期化さ れ安定になると、ステップ１０３で動作段階に入る。ステップ１０４で、事前に 計算したプロセス・サイクル・ボリュームを分離チャンバに導入し、それによっ て障壁の後方にＷＢＣボリュームが蓄積できるようにする。プロセス・サイクル ・ボリュームに達した後、ステップ１０５で収集ポンプを始動させる。収集ポン プは障壁の後方からＭＮＣのプールを除去するのに必要な事前に計算した時間だ け動作させ、その後ステップ１０７で収集ポンプを停止させる。ステップ１０８ で、動作段階に入って以降の全入口ボリュームを処理すべき全処理ボリュームと 比較する。両者が等しくない場合は、ステップ１０４に戻って別のプロセス・サ イクル・ボリュームを導入する。障壁の後方でＷＢＣポールを間欠的に収集する ために、全入口ボリュームが処理すべき全ボリュームと等しくなるまで、このプ ロセスを継続する。等しくなった時点で、１０９に分岐して、動作段階を終了し 、洗浄段階１１０に入る。ステップ１０９で、収集ポンプを短時間動作させて、 収集管からＷＢＣボリュームを除去し、それを収集溜めに移す。ステップ１１０ で、生理的食塩水を使用して、チャネルおよび配管セット全体を洗浄する。この 手順で全血がシステムから患者に潅流され、工程中の患者の血液損失はごく僅か である。 界面位置が確立され、本発明の手順の動作段階に入った後は、血漿ポンプの速 度をさらに調節する必要はないことに留意されたい。従来の技法では、界面にお ける白血球層の厚さが非常に薄かったため、界面の位置がクリティカルであった 。本発明の間欠的手順では、白血球ボリュームは障壁の後方で蓄積することがで き、したがって白血球層の厚さがかなりの厚さになり、厳密な界面位置はそれほ どクリティカルでなくなる。その結果、収集管のヘマトクリット内容を目視でま たは光学コンポーネントによって監視する必要はない。 上述のようにＷＢＣのＭＮＣ成分にはリンパ球のような成熟細胞が含まれ、ま た前駆細胞や幹細胞なども含まれる。前駆細胞や幹細胞を別々の物質種として回 収することは、国際特許出願ＷＯ９３／１２８０５号の主題であり、この明細書 にはそれらの物質種を液体培養媒体中で培養する方法が記載されている。本明細 書に記述する本発明は、前駆細胞および／または幹細胞を培養液から分離する際 に有効である。 以上、本発明を特定の実施形態に関して説明したが、本発明の趣旨および範囲 から逸脱することなく、その形態および細部に様々な変更を加えられることが当 業者には理解されよう。たとえば入口ポンプではなくＲＢＣポンプを利用するこ とができる。事前に計算したプロセス・サイクル・ボリュームの値を利用するの ではなく、監視装置を使用してＭＮＣプールの蓄積を識別することもできる。同 様に監視装置を使って収集期間を変化させることもできる。工程の制御はプログ ラム式マイクロプロセッサによって行うものとして示した。こうした制御は、既 知の任意の数の制御技術によって行うこともできる。上記その他の変形例は、下 記の請求の範囲における定義を受ける本発明の趣旨および範囲に含まれる。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年１１月１３日 【補正内容】 (1) 明細書第１頁第９行の「技法である。」の後へ 『全血を少なくとも二つの成分に分離する装置が米国特許第３６５５１２３号 に開示されている。遠心分離器から引き出される成分の量の制御は、出力ポンプ の速度を変えることによって達成され得る。』 を加入する。 (2) 同第１１頁第２９行から第１２頁第２行の「以上、本発明を特定の実施形態 に関して説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、その形態 および細部に様々な変更を加えられることが当業者には理解されよう。たとえば 」を削除する。 (3) 請求の範囲を別紙の通りに補正する。 請求の範囲 １．液体の散在成分を分離し収集するための液体遠心処理システムであって、 前記液体を受ける入口管（１４）と、 前記入口管（１４）に接続された分離容器を備える、該成分を前記容器内部で 層に分離するための遠心装置（１５）と、 前記分離容器内部にあり、より高密度の成分とより低密度の成分の界面に形成 される前記散在成分の層をさえぎるための障壁（４２）と、 前記障壁の前方にあり、前記界面の所に位置決めされた、前記散在成分の前記 層を収集するための収集ポート（４０）と、 前記散在成分のプールが前記障壁（４２）の前方に形成できるように前記シス テムを動作させる第１制御手段と、 前記プールの少なくとも一部分を前記収集ポート（４０）を通して取り出すよ うに前記システムを動作させる第２制御手段と、 前記第１制御手段と前記第２制御手段の間で前記システムの制御を交替する第 ３制御手段と、 前記収集ポート（４０）に収集管（２１）によって接続された手段であって、 前記第１制御手段と前記第２制御手段とに制御自在に接続された手段とを有する システム。 ２．収集管（２１）によって前記収集ポート（４０）に接続された前記手段が 収集ポンプ（２２）をさらに含む、請求項１に記載のシステム。 ３．入口ポンプ（１３）が設けられており、 前記分離容器が、 前記入口ポンプ（１３）から前記液体を受け取るように接続された入口チャン バ（３１）と、 出口チャンバ（３２）と、 第１端で前記入口チャンバ（３１）に接続され、第２端で前記出口チャンバ（ ３２） に接続され、前記液体が前記分離容器を介して前記入口チャンバ（３１） から出口チャンバ（３２）にポンプ給送され、かつ前記液体が前記遠心装置の動 作によって様々な層に層別化される周囲チャネル（３０）と をさらに含む、請求項２に記載のシステム。 ４．前記出口チャンバ（３２）が、前記障壁（４２）と、前記収集ポート（４ ０） と、前記収集ポートを通して除去されなかった液体を除去するための少なく とも１つの他のポートとをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のシステ ム。 ５．前記出口チャンバ（３２）が、前記障壁（４２）の後方に位置する界面位 置調整ポート（４１）をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のシステ ム。 ６．プロセス・サイクル・ボリュームが、前記液体内の前記散在成分のカウン トと、前記システムの分離要因と、前記障壁の寸法との関数として確定され、前 記プロセス・サイクル・ボリュームが、前記障壁（４２）を越えてこぼれずに前 記障壁（４２）の前方のスペースを充填する散在成分の前記プールを確立する前 記液体の ボリュームであり、前記分離要因が、遠心速度と、入口流量と、分離容 器の形状との関数であり、 該システムが散在成分の前記プールを前記障壁（４２）の前方で形成させるた めの第１の期間を確立するための制御手段をさらに含み、前記第１の期間が前記 プロセス・サイクル・ボリュームと前記入口ポンプ（１３）の体積速度との関数 であること を特徴とする、請求項５に記載のシステム。 ７．散在成分の前記プールのボリュームと前記収集ポンプの体積速度との関数 として第２の時間を確立するための制御手段をさらに含む、請求項６に記載のシ ステム。 ８．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記よ り高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血漿 であることを特徴とする、請求項１又は７に記載のシステム。 ９．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に顆粒球であり、前記より 高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に単核細 胞および／または血漿であることを特徴とする、請求項１又は７に記載のシステ ム。 １０．前記散在成分が本質的に前駆細胞および／または幹細胞であることを特 徴とする、請求項１又は７に記載のシステム。 １１．液体の散在成分を分離するための液体遠心処理の方法であって、 より高密度の成分とより低密度の成分の界面に形成された散在成分の層をさえ ぎるための障壁（４２）を容器内部に有する、遠心装置（１５）の分離容器の入 口管（１４）に液体を供給する段階と、 遠心装置（１５）を連続的に動作させて、散在成分とより高密度の成分とより 低密度の成分の層に液体を分離させる段階と、 散在成分層を蓄積して障壁（４２）の前方にプールを形成させる段階と、 前記散在成分のプールが蓄積された後に、蓄積した散在成分の少なくとも一部 分を、前記障壁（４２）の前方にあり、前記プール内の前記界面近くで位置決め された収集ポート（４０）を通じて取り出す段階と、 終了点に達するまで、前記蓄積段階と取出し段階を繰り返す段階とを含む方法 。 １２．前記より高密度の成分を前記障壁（４２）の先に流れさせ、前記より高 密度の成分を前記障壁の後方にある第１出口ポート（３７）を通して取り出す段 階と、 前記より低密度の成分を前記障壁を越えて流れさせ、前記より低密度の成分を 、前記障壁の後方にある第２出口ポート（４１）を通して取り出す段階とをさら に含む、請求項１１に記載の方法。 １３．前記液体内の前記散在成分のカウントと、前記システムの分離要因と、 前記障壁の寸法との関数としてプロセス・サイクル・ボリュームを確立する段階 をさらに含み、前記プロセス・サイクル・ボリュームが、前記障壁を越えてこぼ れることなく前記障壁の前方のスペースを充填する散在成分の前記プールを確立 するに必要な前記液体の ボリュームであり、前記分離要因が、遠心速度と、入口流 量と、分離容器の寸法形状との関数であることを特徴とする、請求項１２に記 載の方法。 １４．前記散在成分の前記プールを前記障壁（４２）の前方に形成させるため の第１の期間を確立する段階をさらに含み、前記第１の期間が前記プロセス・サ イクル・ボリュームと前記入口管（１４）の体積流量との関数であることを特徴 とする、請求項１３に記載の方法。 １５．散在成分の前記プールのボリュームと前記収集ポート（４０）を通る体 積流量との関数として第２の期間を確立する段階をさらに含む、請求項１４に記 載の方法。 １６．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記 より高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血 漿であることを特徴とする、請求項１２又は１５に記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体の散在成分を分離し収集するための液体遠心処理システムであって、 前記液体を受ける入口管と、 前記入口管に接続された分離容器を備える、該成分を前記容器内部で層に分離 するための遠心装置と、 前記分離容器内部にあり、より高密度の成分とより低密度の成分の界面に形成 される前記散在成分の層をさえぎるための障壁と、 前記障壁の前方にあり、前記界面の所に位置決めされた、前記散在成分の前記 層を収集するための収集ポートと、 前記散在成分のプールが前記障壁の前方に形成できるように前記システムを動 作させる第１制御手段と、 前記プールの少なくとも一部分を前記収集ポートを通して取り出すように前記 システムを動作させる第２制御手段と、 前記第１制御手段と前記第２制御手段の間で前記システムの制御を交替する第 ３制御手段とを備えるシステム。 ２．収集管によって前記収集ポートに接続され、前記第１制御手段および前記 第２制御手段に制御可能に接続されている収集ポンプをさらに含む、請求の範囲 第１項に記載のシステム。 ３．前記分離容器が、 前記入口ポンプから前記液体を受け取るように接続された入口チャンバと、 出口チャンバと、 第１端で前記入口チャンバに接続され、第２端で前記出口チャンバに接続され 、前記液体が前記分離容器を介して前記入口チャンバから出口チャンバにポンプ 給送され、かつ前記液体が前記遠心装置の動作によって様々な層に層別化される 周囲チャネルと をさらに含む、請求の範囲第２項に記載のシステム。 ４．前記出口チャンバが、前記障壁と、前記収集ポートと、前記収集ポートを 通して除去されなかった液体を除去するための少なくとも１つの他のポートとを さらに含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載のシステム。 ５．前記出口チャンバが、前記障壁の後方に位置する界面位置調整ポートをさ らに含むことを特徴とする、請求の範囲第４項に記載のシステム。 ６．プロセス・サイクル・ボリュームが、前記液体内の前記散在成分のカウン トと、前記システムの分離要因と、前記障壁の寸法との関数として確定され、前 記処理ボリュームが、前記障壁を越えてこぼれずに前記障壁の前方のスペースを 充填する散在成分のボリュームであり、前記分離要因が、遠心速度と、入口流量 と、分離容器の形状との関数であることを特徴とする、請求の範囲第５項に記載 のシステム。 ７．前記プロセス・サイクル・ボリュームを前記障壁の前方で形成させるため の第１の期間を確立するための制御手段をさらに含み、前記第１の期間が前記サ イクル・プロセス・ボリュームと前記入口ポンプの体積速度との関数であること を特徴とする、請求の範囲第６項に記載のシステム。 ８．プロセス・サイクル・ボリュームと前記収集ポンプの体積速度との関数と して第２の時間を確立するための制御手段をさらに含む、請求の範囲第７項に記 載のシステム。 ９．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記よ り高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血漿 であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のシステム。 １０．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記 より高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血 漿であることを特徴とする、請求の範囲第８項に記載のシステム。 １１．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に顆粒球であり、前記よ り高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に単核 細胞および／または血漿であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のシ ステム。 １２．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記 より高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血 漿であることを特徴とする、請求の範囲第８項に記載のシステム。 １３．前記散在成分が本質的に前駆細胞および／または幹細胞であることを特 徴とする、請求の範囲第１項に記載のシステム。 １４．前記散在成分が本質的に前駆細胞および／または幹細胞であることを特 徴とする、請求の範囲第８項に記載のシステム。 １５．液体の散在成分を分離するための液体遠心処理の方法であって、 より高密度の成分とより低密度の成分の界面に形成された散在成分の層をさえ ぎるための障壁を容器内部に有する、遠心装置の分離容器の入口管に液体を供給 する段階と、 遠心装置を連続的に動作させて、散在成分とより高密度の成分とより低密度の 成分の層に液体を分離させる段階と、 散在成分層を蓄積して障壁の前方にプールを形成させる段階と、 前記散在成分のプールが蓄積された後に、蓄積した散在成分の少なくとも一部 分を、前記障壁の前方にある前記プール内の前記界面近くで位置決めされた収集 ポートを通じて取り出す段階と、 所定の処理時間が経過するまで、あるいは所望の量の散在成分が収集させるま で、前記蓄積段階と取出し段階を繰り返す段階とを含む方法。 １６．前記より高密度の成分を前記障壁の下を流れさせ、前記より高密度の成 分を前記障壁の後方にある第１出口ポートを通して取り出す段階と、 前記より低密度の成分を前記障壁を越えて流れさせ、前記より低密度の成分を 、前記障壁の後方にある第２出口ポートを通して取り出す段階とをさらに含む、 請求の範囲第１５項に記載の方法。 １７．前記液体内の前記散在成分のカウントと、前記システムの分離要因と、 前記障壁の寸法との関数としてプロセス・サイクル・ボリュームを確立する段階 をさらに含み、前記プロセス・サイクル・ボリュームが、前記障壁を越えてこぼ れることなく前記障壁の前方のスペースを充填する散在成分のボリュームであり 、前記分離要因が、遠心速度と、入口量と、分離容器の寸法形状との関数である ことを特徴とする、請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８．前記プロセス・サイクル・ボリュームを前記障壁の前方に形成させるた めの第１の期間を確立する段階をさらに含み、前記第１の期間が前記サイクル・ プロセス・ボリュームと前記入口管のボリューム流量との関数であることを特徴 とする、請求の範囲第１７項に記載の方法。 １９．プロセス・サイクル・ボリュームと前記収集ポートを通る体積速度との 関数として第２の期間を確立する段階をさらに含む、請求の範囲第１８項に記載 の方法。 ２０．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記 より高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血 漿であることを特徴とする、請求の範囲第１９項に記載の方法。 ２１．前記液体が全血であり、前記散在成分が本質的に単核細胞であり、前記 より高密度の成分が本質的に赤血球であり、前記より低密度の成分が本質的に血 漿であることを特徴とする、請求の範囲第１６項に記載の方法。