用于处理同种异体移植产品的装置和方法

专利名称：：用于处理同种异体移植产品的装置和方法
技术领域：
：本发明通常涉及用于对同种异体移植产品进行超声处理的装置和方法。
背景技术：
：肌骨同种异体移植组织在骨科重建矫形手术和其他医疗手术中的使用在过去的十年间有了显著的增长。在过去的十年间，安全进行了超过五百万例的肌骨同种异体移植。最常见的同种异体移植是骨移植。不过，肌腱、皮肤、心脏瓣膜和角膜也是组织同种异体移植其他的常见类型。为了充分消除微生物污染并清洗残留的血液组份、骨髓、残留的结締组织和整个肌肉组织，同种异体移植组织在使用之前必须用各种制剂进行处理。为了从同种异体移植物中去除污染物并去除同种异体移植物上存留的微生物污染物的活性，已经提出了多种清洗方法。但是，这些清洗和去活性方法都是很费力和很繁瑣的，而且经常不能提供同种异体移植物得到充分清洗的高标准保证(例如低水平或不稳定的微生物污染对数减少量)。特别地，很多现有的同种异体移植物清洗方法都需要在各步骤之间对同种异体移植物进行多种处理，由此增大了环境交叉污染的可能性。现有的方法往往还难于调节和控制，因此其效果就可能会依赖于技术人员。现有的方法往往还具有能够显著降低超声波能量穿透力的屏蔽效应或分层效应并因此而无法有效地清洗。而且，屏蔽效应还会阻止微生物污染物从组织中释放并进入本可以更容易地清除微生物污染物的溶液中。随后的处理中，在释放组织用于移植之前，必须对同种异体移植产品进行细菌污染物测试。但是，现有的评估细菌污染物的方法却会受到上述的相同限制(例如各步骤之间的多种处理、环境交叉污染的可能性、难于调节和控制、技术人员依赖性等)的不利影响。在过去，超声波已被用于降低和/或消除同种异体移植物中的微生物污染物。超声波对绝大多数细菌都有抑菌性，并主要被用于通过针对革兰氏阴性菌的特定杀菌作用来降低无生命体的细菌承载。随着同种异体移植产品使用量的不断增加，为了有助于提供最洁净和最安全的同种异体移植物以及确保同种异体移植物不被细菌的需求。
发明内容本发明提供了一种用于处理同种异体移植物的装置，包括设置用于将超声波能量传入罐内部的超声处理罐、可旋转地位于超声处理罐内并设置用于将同种异体移植物容纳在内的处理筒，和与处理筒流体连通的处理流体源。在一个实施例中，处理筒可以开有小孔以使得超声处理罐内的流体能够流入处理筒。可选地，超声处理罐可以装有超声处理流体而处理筒被相对于超声处理罐密封以使得超声处理流体无法进入处理筒内部。可以提供与清洗筒内部选择性流体连通的多个处理流体源，也可以包括适用于无需将同种异体移植物从处理筒中取出即可更换处理筒内流体的流体控制系统。在一个实施例中，该装置至少可以包括第一和第二处理流体源，并具有适用于将第一处理流体送入处理筒内以及用第二处理流体替换处理筒内的第一处理流体的控制系统。也可以包括与处理筒流体连通的处理流体出口，以及与处理流体出口选择性流体连通的过滤器。处理筒的内部也可以在垂直于旋转轴的平面内具有非圆形的截面形状。还提供了一种处理同种异体移植物的方法，包括以下步骤提供超声处理装置，该处理装置包括超声处理罐，可旋转地安装在超声处理罐内的处理筒，和至少一个设置用于将超声波能量传入罐和处理筒内部的超声换能器；将一个或多个同种异体移植物放入处理筒内；并在将同种异体移植物置于处理筒内的至少一种处理流体中的同时向同种异体移植物施加超声波能量和旋转超声处理罐内的处理筒。在一个实施例中，超声波能量以大约40kHz至大约170kHz之间的频率和大约100瓦/加仑至大约550瓦/加仑之间的功率输出被加至同种异体移植物。在另一个实施例中，超声波能量以大约72kHz至大约104kHz之间的频率和大约100瓦/加仑至大约300瓦/加仑之间的功率输出被加至同种异体移植物。在一个实施例中，同种异体移植物在大约20。C至大约50。C之间的温度下(也就是超声处理流体的温度)被超声处理。可选地，同种异体移植物在大约45。C至大约50°C之间的温度下被超声处理。将同种异体移植物置于至少一种处理流体中的步骤可以包括在处理筒内装入处理流体，并进一步包括以下步骤无需将同种异体移植物从处理筒中取出即可更换处理筒内的至少一部分处理流体。同种异体移植物可以被置于第一和第二处理流体中，其中最初第一处理流体被装入处理筒并随后被更换为处理筒内的第二处理流体。在一个实施例中，第一和第二处理流体从包括以下成分的组中选择清洁剂，酶溶液，抗生素溶液，氧化剂，酒精，无菌水，以及上述成分的混合物。处理方法也可以包括以下步骤将提取流体装入处理筒内；向同种异体移植物施加超声波能量同时旋转处理筒；以及分析提取流体的微生物污染情况。参照附图可以更彻底地理解下文中具体实施方式的内容，在附图中图1是根据本发明的一个实施例的处理系统的示意图；图2是根据本发明的另一个实施例的处理系统的示意图；图3是根据本发明的一个实施例的处理筒的示意图4是根据本发明的另一个实施例的处理筒的示意图；图5是根据本发明的另一个实施例的处理系统的示意图；图6是根据本发明的又一个实施例的处理系统的示意图；图7是根据本发明的一个实施例的处理系统的示意图。由权利要求定义的本发明的限制。而且，根据具体实施方式的内容，附图和本发明中的各个特征将更明显并可以被更彻底地理解。具体实施例方式本发明提供了用于处理同种异体移植物的装置和方法。本文中所使用的术语"进行处理"和"处理"应被理解为同时涵盖了清洗同种异体移植物和去除同种异体移植物上存留的细菌污染物的活性(包括在已经从同种异体移植物中清洗掉这些细菌污染物之后再去除其活性)。本发明的装置和方法也有助于确定处理后的同种异体移植物的细菌污染程度。本发明的装置和方法提供对同种异体移植物的处理，其中在旋转同种异体移植物的同时对处理筒内的同种异体移植物进行超声处理。申请人发现通过在超声场内旋转同种异体移植物，可以明显改善处磁效果。尽管没有被归纳为某种理论，但是申请人相信，由于同种异体移植物不会保持彼此堆叠，因此旋转可以防止超声波能量的屏蔽效应，并由此有助于确保所有的同种异体移植物最大程度地接收所释放的超声波能量并有利于化学试剂的渗透。在超声处理和旋转期间，同种异体移植物可以被浸入多种处理溶液中。在一些实施例中，处理过程包括在多种不同的处理流体中对同种异体移植物以分步方式进行超声处理。另外，本发明的一些实施例无需打开处理筒即可将各种类型的处理流体送入处理筒内并随后从处理筒中排出。用这种方式，同种异体移植物不会在处理过程期间被暴露在环境中或任何技术人员的操作中，从而降低了交叉污染的可能性。处理过程甚至可以被自动化(或半自动化)，因此可以对过程提供更好的控制和较少依赖于技术人员的更稳定结果。图1是根据本发明的处理装置的一个示例性实施例的示意图。具体地，超声处理装置20包括超声处理罐21和可旋转地装在超声处理罐21内的处理筒40。在图l所示的实施例中，处理筒40相对于超声处理罐21的内部被密封并被设置用于在其中容纳一个或多个同种异体移植物。但是，如本文中进一步的介绍，处理筒40可以开有小孔以使得超声处理罐21内的流体能够流入处理筒40的内部。在图1的实施例中，其中处理筒40相对于超声处理罐21的内部被密封，超声处理流体22被装在超声处理罐21内。在图示的实施例中，装有足够量的超声处理流体22以使得处理筒40被完全浸没或者至少浸没一半。还设有一个或多个超声换能器30，且超声换能器30可以被设置在例如超声处理罐21的壁内部。超声换能器30被设置用于将超声波能量传入超声处理罐21内部，特别是传入超声处理流体22内。这些超声波能量随后将穿过处理筒40的壁传入以使处理筒40内容纳的同种异体移植物可以受到超声波能量的作用。在一个示例性实施例中，超声处理罐被设置为容纳大约20加仑超声处理流体用于处理同种异体移植组织。在另一个示例性实施例中，超声处理罐具有大约为16加仑的最小容量和大约为26加仑的最大容量。在一个示例性实施例中，超声处理罐到罐顶端的高度为大约33英寸至49英寸，而其到桶(cradle)顶端的高度为大约37英寸至53英寸。在替代的示例性实施例中，超声处理罐到罐顶端的高度大约为33英寸，而其到桶顶端的高度大约为37英寸。在一个示例性实施例中，旋转清洗系统可以被用于处理各种不同类型的移植物。一个示例性实施例是处理人类尸体的同种异体移植组织。人类尸体的同种异体移植组织包括但不限于肌骨、皮肤、骨关节和/或心血管組织。在另一个示例性实施例中，旋转清洗系统可以被用于处理组织工程支架以及聚合或陶资医疗装置移植物。超声处理流体22可以包括各种不同成分，例如水(用于传输超声波能量的一种很好的介质)。当然也可以使用其他各种不同的流体，例如磷酸盐緩冲液或者甚至是用于帮助保持超声处理流体温度的基于丙三醇的溶液。另外，超声处理流体可以包括其他的流体以根据应用场合增加或减少超声波能量的传送。处理筒可以由各种材料制成，包括金属(特别是不锈钢)、玻璃、聚合材料(例如DELRIN乙酰树脂、聚四氟乙烯(PTFE)等)。超声处理罐21可以包括用于保持超声处理流体22温度的一个或多个加热器。例如，超声处理流体22的温度可以被保持在大约20。C至大约7(TC之间，或者大约45。C至大约5(TC之间。已经发现温度的升高有助于通过提高蛋白质和脂类成分之类的污染物的溶解度来移除这些蛋白质和脂类成分。温度的升高还可以明显改善氧化剂和抗菌剂的对数下降能力。在处理同种异体移植组织的一个示例性实施例中，超声处理流体被保持在大约45。C至大约50。C之间。超声处理罐21，特别是超声换能器30,可以被设置用于向超声处理流体22内施加恒定的和/或脉动的超声波能量，然后该能量送入处理筒40的内部。对于脉动的超声波能量的应用，超声波能量的频率和/或功率可以在处理同种异体移植物期间加以变化。例如，在一个实施例中，超声处理罐21被设置用于在大约40kHz至大约170kHz之间的频率下施加超声波能量。在另一个实施例中，施加的能量频率可以在大约72kHz至大约104kHz之间，因为这样的频率可以进一步改善对蛋白质和脂类成分的清洗和各种微生物的释放。在一个实施例中，功率输出可以在大约100瓦/加仑至大约550瓦/加仑之间。在另一个实施例中，功率输出可以在大约100瓦/加仑至大约300瓦/加仑之间。超过550瓦/加仑的强度会带来额外的细菌减少，因为这样的功率水平会导致杀死更多的细菌。在一个示例性实施例中，用三到四个联合功率在2000瓦至2250瓦之间的发生器来提供超声波能量。在另一个用于处理同种异体移植产品的示例性实施例中，施加能量的频率为104kHz。本领域普通技术人员应该理解，该频率可以相应于处理其他更灵敏或更坚固的产品而被修正。在一个示例性实施例中，送至同种异体移植组织的功率输出为大约100瓦/加仑。在另一个示例性实施例中，发生器被设置为(例如设置在超声处理罐下方)最少地暴露到任何流体泄漏。另一个实施例可以是所有的电气和功率部件都被设置为相邻或设置在另一区域以进一步降低系统的占地面积，从而有助于修理和维护操作并最小化任何电力风险。超声处理罐21,特别是与罐相关联的超声换能器30和任何加热器(一个或多个)，也可以在处理过程期间与用于超声处理装置的控制系统(例如控制器80)电连接，以控制超声波能量的施加和超声处理流体的温度。在一个示例性实施例中，强度测量装置被线缆连接至超声处理罐外部或内部。为了便于向同种异体移植物施加超声波能量和可选地实现其他功能例如减少微生物和清洗(例如通过杀死微生物或去除其活性)，在处理筒40的内部也装有处理流体。来自换能器30的超声波能量通过超声处理流体22传输，穿过处理筒40的壁，并随后通过处理筒40内容纳的处理流体。用这种方式，超声波能量被加至同种异体移植物以从同种异体移植物中释放微生物以及剩余蛋白质、脂类和组织微粒。一旦微生物被从其同种异体移植物内的保护区域释放，处理流体内的化学试剂就能够在外面更容易地杀死微生物或去除其活性。在旋转的同时施加超声波能量有助于从组织的缝隙中释放微生物，随后将释放出的微生物露在处理流体中和更高的温度下，以提供更强的微生物去活性作用。根据频率和功率输出，超声波能量也可以去除从同种异体移植物中释放的或者残留在同种异体移植物上的微生物的活性。尽管处理流体可以包括无菌水，但是申请人还发现使用其他的各种处理流体也将有助于清洗同种异体移植物和/或去除微生物污染物的活性，如本文中进一步的介绍所述。申i青人还发现使用两种或多种不同的处理流体，特别是以分步方式使用，将进一步有助于同种异体移植物的处理。多种处理溶液，包括无菌水，都可以被用于本发明的装置和方法中。其他适合的处理溶液包括清洁剂溶液、抗菌剂溶液、强石成、氧化剂、酒精以及上述成分的混合物，包括无菌水和上述的一种或多种成分的混合物。处理溶液的顺序会影响清洗和微生物去活性的效果。清洁剂、酶制剂和抗菌清洁剂等可以首先被用于去除血液、骨髓和其他有机物。这样就消除了可能在密封筒内造成压力和对技术人员造成潜在危险的与氧化剂(例如过氧化氢)的强烈反应。通常，酒精被用于最终步骤作为最后的微生物去活性剂和干燥剂。无菌水可以被用于各步骤之间以进一步帮助去除废品和清洗具有可能会妨碍最终的孩t生物测试的残留化学反应物的组织。适合的清洁剂溶液包括脂肪酶、蛋白水解酶、溶菌酶和木聚糖酶。抗菌清洁剂例如一种或多种多粘菌素(例如多粘菌素B)也可以被使用。清洁剂将把血液、骨髓、微生物和其他污染物从同种异体移植物中释放出来。一些清洁剂，特别是抗菌清洁剂，还能够提供抗菌特性(也就是杀死微生物或者去除微生物的活性)。适合的抗菌剂包括磺胺、氟会诺酮(例如环丙沙星、诺氟沙星)、青霉素、头孢菌素(例如头孢西丁)、四环素(例如土霉素)、氨基糖苷(例如链霉素、庆大霉素、新霉素)、大环内酯类抗生素(例如红霉素、克林霉素)、糖肽类抗生素(例如万古霉素、替考拉宁)、羊毛硫抗生素(例如乳酸链球菌素)、杆菌肽素和多粘菌素。这些微生物溶液可以被用于杀死同种异体移植物上存在的或通过超声波能量和/或清洁剂从其去除的细菌或去除这些细菌的活性。适合的氧化剂包括过氧化氢、臭氧、高碘酸、TAED(N,N,N，N，-四乙酰乙二胺)、过碳酸钠、过硼酸钠、聚丙烯酸钠、氯化物和含氯化合物(例如二氧化氯、次氯酸钠、次氯酸4丐)和高锰酸钾。这物上的微生物或者去除其活性非常有效。这些氧化剂在同种异体移植物的"增白"或漂白过程中也起了很重要的作用。处理溶液中<吏用的酒精可以包括异丙醇和乙醇。酒津奮不但可以用作除菌剂，而且也可以被用作脱水剂以从同种异体移植物中去除水分(降低储藏期间微生物在同种异体移植物上存活的可能性)。强碱，特别是强无机碱例如NaOH,也可以被用于消灭微生物。强碱还可以提供抗病毒能力。如本文中进一步的介绍所述，处理溶液可以用分步方式被送入处理筒40同时将超声波能量加至处理筒。可替换地，为了更换处理溶液，处理筒可以从超声处理罐内取出。图1中所示的处理筒40具有圆柱形的形状。但是，这种形状仅仅是示例性的，对于处理筒40可以使用多种其他的形状(如本文中进一步的介绍所述)。处理筒40还被可旋转地安装在超声处理罐21内，以使得在旋转处理筒40的同时向容纳在处理筒40中的同种异体移植物施加超声波能量。在一个示例性实施例中，处理筒包括一筒。该筒可以由本领域普通技术人员公知的材料制成。在另一个示例性实施例中，该筒包括不锈钢结构。不锈钢结构有助于卫生和消毒处理的简化同时允许最大程度的超声波能量传递。本领域普通技术人员应该理解，该结构的材料越密，就会有越多的超声波能量被筒吸收而无法传送至要处理的移植物。结构的其他示例性材料包括聚合物、玻璃和其他的金属。在一个示例性实施例中，该筒被设置为圓柱形的形状并包括隔板系统用于确保或者最大化稳定的组织翻动作用。在一个替代的实施例中，该筒被设置为各种多边形的形状。相信多边形的形状可以避免使用内部隔板系统的需要。在另一个示例性实施例中，该筒进一步包括内筐。内筐被设置为有助于无菌加载和从筒中取出产品同时最小化超声波能量的吸收。在一个实施例中，内箧被设置为有助于向筒内输送流体，使得内篁旋转而外筒保持静止，且内筐中可以被装有洁净的流体同时过期的流体被排出。在一个示例性实施例中，筒的直径范围是大约2-8英寸而长度是大约4-18英寸。在一个用于处理机械移植物的示例性实施例中，筒的直径大约为3英寸而长度大约为4.5英寸。在另一个用于处理切除组织的示例性实施例中，筒的直径大约为6英寸而长度大约为13英寸。而在另一个用于处理软组织的示例性实施例中，筒的直径大约为5英寸而长度大约为6.5英寸。申请人已经发现用处理筒40的旋转和超声处理相结合能够改善同种异体移植物的清洗和微生物的去活性效果。超声处理期间处理筒40的旋转不仅可以增加筒40内处理流体的运动，而且能够造成同种异体移植物的旋转和翻动。流体动作的增加还将导致增强从同种异体移植物中去除污染物的效果，同时同种异体移植物的翻动不仅能够造成更多的污染物从同种异体移植物中释放出来而且可以将同种异体移植物更多的表面区域暴露给超声波能量。如果不旋转处理筒，特别是在处理筒中放有多个同种异体移植物时，申请人相信一些同种异体移植物(或者同种异体移植物的一些部分)将被其他的同种异体移植物屏蔽掉超声波能量。申请人相信处理筒40的旋转显著地降低(或者消除)了这种屏蔽效应并确保每个同种异体移植物的整个表面都被暴露在超声波能量下。如本文中进一步的介绍所述，这些效果也可以通过使处理流体在超声处理期间流过处理筒40或者在处理筒40内流动而得到增强。例如，待处理的同种异体移植物被放入处理筒40内。随后，处理流体被送入处理筒40,例如通过将处理流体注入处理筒40内，随后筒被密封。已填充的处理筒40随后被装在超声处理罐21内然后向超声处理罐21的内部施加超声波能量同时旋转处理筒40。具有一定频率和功率的超声波能量被施加到处理装置20上一段足够时间，该频率和功率足以将污染物(例如微生物、残留的蛋白质、残留的脂类、残留的组织微粒等)从同种异体移植物中逐出和/或去除存在于同种异体移植物上或者从同种异体移植物中释放的微生物污染物的活性。在一个示例性实施例中，加入筒内的处理流体的体积取决于要处理的组织量。在一个特定的示例性实施例中，处理流体的体积为溶液(ml)和组织(g)的比值是1:2。在一个替代的示例性实施例中，处理流体的体积为溶液(ml)和组织(g)的比值是1:1.5。而在另一个示例性实施例中，处理流体的体积为溶液(ml)和组织(g)的比值为1:3。在一种示例性结构中，处理流体的体积在大约200ml到大约3200ml之间而所处理的组织量在大约400g每筒到大约6400g每筒之间。如果处理方案将使用多种不同的处理流体，则处理筒40可以从超声处理罐21中取出，并从处理筒40中排出第一处理流体。随后，可以将第二处理流体送入处理筒40(例如通过将处理流体注入筒内)并随后将筒密封再插回到超声处理罐21内。超声波能量可以随后用如上所述同样的方式施加至处理筒40。根据前述的方案，该过程可以使用任意数量和种类的处理流体重复进行。如果需要，在从处理筒40中排出处理流体后，可以向处理筒40内加入无菌水(或其他流体)用于清洗或冲洗同种异体移植物，以除去从同种异体移植物和剩余的处理溶液中释放的所有额外的污染物。无菌水清洗后即可被排出并将下一种处理溶液加入处理筒40内，随后将筒放回超声处理罐21中。还应该指出的是可能希望简单地将筒40内的特定处理流体替换为相同成分的洁净的处理流体。例如，处理流体内4吏用的一些反应物可能会随着时间的流逝而失效或者变得效果降低(例如过氧化氩)。另外，废品可能会聚集在处理流体中(例如残留的组织微粒、血液、蛋白质、脂类、从同种异体移植物中释放的被杀死或者去除活性的微生物等)。因此，可以用上述的方式从筒40中排出特定的处理流体并随后用更多相同成分的处理流体替换。这样不仅可以补充特定的处理流体以保持处理流体反应物和同种异体移植物之间的最大反应能力，而且还可以从同种异体移植物中移走废品(例如血液、骨髓、从同种异体移植物中释放的微生物等)。用这种方式，同种异体移植物就不会保持在被弱化的和/或污染的处理流体中。还应该注意的是处理筒40内的处理流体可以在不打开密封的处理筒的情况下被排出并无菌地替换为相同或者不同的处理流体。例如，处理筒40可以被设置为使其包括无需开启整个处理筒即可被打开的排出口或者其他的流体通道。如本文中结合图6的进一步介绍，处理筒可以包括例如弹簧加载的排出口以使得处理筒可以被装入容器中且随后可以被下压以打开弹簧加载的排出口。这将导致处理筒内的流体和其中存在的所有废品一起被排出。随后，洁净的处理流体(与从筒中排出的处理流体的成分相同或不同均可)可以被无菌地加入处理筒40内而不用打开密封的筒。可替换地并如图1所示，根据本发明实施例的处理装置可以^皮设置为在处理筒40被装入超声处理罐21内之后将一种或多种处理流体送入处理筒40的内部，由此避免了手动更换流体的需要，否则就需要将筒40从超声处理罐内取出。事实上，特别是在使用多于一种处理流体来对处理筒40内容纳的同种异体移植物进行处理时，可以设置用于将处理流体送入筒40的自动操作系统。在图l的实施例中，处理流体输入管路71提供了一个或多个处理流体源(例如处理流体容器60)和处理筒40的内部之间的流体连通。类似地，可以设置处理流体输出管路80以允许从处理筒40的内部将处理流体排出。如图l所示，可以设置多个处理流体源，例如处理流体容器60、62、64和66。这些处理流体容器可以容纳多种处理流体中的任何一种(如前所述)，这些流体在处理同种异体移植物期间被送入处理筒40。例如，处理流体例如酶溶液、抗生素溶液、氧化剂和酒精可以与一种或多种水源(例如无菌水)一起提供。如本文中进一步的介绍所述，一些同种异体移植物处理系统可以包括在超声处理期间将多种处理流体送至同种异体移植物，并在各处理流体之间用无菌水清洗处理筒40。在这样的情况下，可以i殳置单个的无菌水源(例如容器66),将水按需要送入处理筒40。在这样的实施例中，无菌水容器可以大于其他的处理流体容器。在一些实施例中，即使加热了超声处理罐21，通常也可能会希望将经过加热的处理流体送入处理筒40。例如，处理流体容器60、62、64和66可以被加热以将处理流体保持在需要的温度下(例如大约37。C至大约50。C之间，或者甚至是大约45。C至大约5(TC之间)。可替换地，或者除此之外，还可以在处理流体容器和处理筒40之间、在歧管70之前和/或之后设置一个或多个内置的加热器，例如一个或多个热交换器。也可能希望在将处理流体送入处理筒40之前对一种或多种处理流体进行过滤消毒。例如，可以在处理流体容器和歧管70之间设置一个或多个内置的过滤器，和/或在歧管70和处理筒40之间设置一个或多个内置的过滤器。如前所述，处理过程可以^皮至少部分地自动化，以^使得处理流体根据预定的安排和/或不需要操作者去打开处理筒40用一种处理流体更换另一种而被送入处理筒40。在图l所示的实施例中，每个处理流体容器都与歧管70(或类似装置)流体连通，歧管70又与流体输入管路71相连通。歧管70被设置用于控制处理流体从容器(60、62、64和66)向处理筒40的内部的流动。控制器80,例如可编程控制器(PLC)或其他的处理装置，可以被用于控制歧管70。还是如图l所示，可以设置分別用于容器60、62、64和66的泵61、63、65和67,以将处理流体从容器送至歧管70。控制器80也可以被用于控制这些泵，以调节处理流体向筒40的输送。随着处理流体被送入处理筒40,已经装在筒内的任何处理流体将通过流体输出管路80被排出。可以设置泵81以便于将处理流体从筒40中排出，并可以由控制器80控制。可以在输出管路80上设置阀82以将排出的处理流体引导至处理装置或过滤装置(例如过滤器)。在后一种情况下，排出的处理流体经过过滤器，随后过滤器分析微生物污染物。特别地，在最终处理步骤完成后，可以分析排出的最终处理流体的微生物污染情况。用这种方式，同种异体移植物的微生物污染情况可以在处理过程之后就被确定。确定微生物污染情况的这种方法可以按照申请日为2004年IO月28日、申请号为10/976,078的美国专利中介绍的方法进行，在此引用其内容以作为参考。处理筒40可以用多种方式被可旋转地安装在超声处理罐21内，例如图2中示出的示例性实施例。在图2的实施例中，如图所示，马达25和相联的滑轮26被装在罐21之外。带27绕滑轮26和处理筒40—端的一部分延伸。筒40被可旋转地安装在罐21内以使得随着马达25驱动滑轮26旋转，处理筒40即可在罐21内旋转。当然，处理筒也可以通过各种不同机构例如直接驱动的内部传动装置来旋转。在一个示例性实施例中，筒以一定角度被放入处理装置内使得该角度被设置为允许处理流体从筒中排出。这是一个利用泵和/或旋转等手段的替代实施例。处理筒可以具有各种不同的形状和结构，例如图1和图2中示出的圆柱形形状。替代地，处理筒的内部在垂直于筒旋转轴的平面内可以具有非圆形的截面形状。例如，图3示出了具有三角形截面形状的处理筒140。这种处理筒内部的非圆形截面形状不仅可以增加处理筒140内流体流动的湍流程度，而且能够增强处理筒内的同种异体移植物的翻动作用。相信这些作用都不但能够从同种异体移植物中逐出更多的污染物，而且可以增加同种异体移植物暴露在超声波能量下的表面积的大小。作为替代，或者除了处理筒的非圆形内部形状之外，还可以在处理筒内设置一个或多个隔板或其他结构来增加同种异体移植物的翻动作用。例如，图4示出的处理筒240包括其中装有隔板插入件245的圆柱形壳体。插入件245可以具有各种不同的设计用于在旋转期间增加筒240内同种异体移植物翻动程度的形状和结构。可替换地，或者除此之外，还可以在处理筒的内表面上设置一个或多个凹槽或肋条(例如类似于4全管膛线的纵向延伸的凹槽或肋条)。当然也可以在处理筒内设置各种隔板结构或其他特征，以通过与同种异体移植物的物理接触或者通过引起处理流体在筒内湍流动作的结构来增加同种异体移植物的翻动作用。作为进一步的示例，可以使用具有各种形状例如具有确定边界的几何形状(例如多边形形状譬如八边形、五边形等)的隔板插入件或其他结构。这种确定的边界，无论是设置在位于处理筒内的隔板插入件上还是成型在处理筒的内表面中，都会使同种异体移植物在接触到处理筒内的这些结构的边界时迫使同种异体移植物翻动，并因此将同种异体移植物更多的表面区域暴露给超声波能量。处理筒240还包括可以在将一个或多个同种异体移植物插入处理筒后被固定连接在处理筒相对两端处的一对端盖241。还可以设置一个或多个O形环242以密封处理筒，并设置一个或多个锁紧机构243。每个端盖241还包括远离端盖和处理筒延伸的中空轴246。处理流体可以通过中空轴246^皮注入处理筒240的内部或者从处理筒240的内部^皮排出。图5示出了一个替代的实施例，其中处理筒340上开有小孔。在本实施例中，处理流体被送入超声处理罐321并且还在处理期间作为超声处理流体。由于处理筒340上开有小孔，处理流体将流入处理筒340内部并接触到其中容纳的同种异体移植物。处理筒340被装在超声处理罐321内以使得可以在处理期间旋转处理筒，但是，为了清楚起见，在图5中省略了用于旋转筒340的机构。可以手动地向超声处理罐321内加入处理流体，例如通过打开封盖331并根据例如预定方案倒入处理流体(一种或多种)。可替代地，可以设置处理流体自动供应系统。例如，可以设置多个处理流体容器(360、362、364和366)以及对应的泵(分别是361、363、365和367)。也可以设置歧管370和控制器380以根据预定方案将适当的处理流体在正确的时刻送入超声处理罐321。流体供应管路371与超声处理罐321上的流体入口328流体连通。类似地，没置流体出口329以将处理流体从超声处理罐321中排出。如图所示，处理筒340的内部可以是圆柱形的。可替换地，也可以使用如前所述的任何非圆形的截面形状。图6是根据本发明的超声处理装置420的另外的又一个实施例的示意图。在图6的实施例中，系统420被设置为使得一对处理筒440A和440B可以同时在超声处理罐421内进行处理。用这种方式可以同时处理来自两个不同捐赠者的同种异体移植物。在图6的实施例中，处理筒440A和440B被相对于超声处理罐421的内部密封并被设置用于在其中容纳一个或多个同种异体移植物。超声处理罐421被设置用于按照前述的方式容纳超声处理流体。在一个示例性实施例中，处理装置包括最多四(4)个用于同时处理的处理筒。这样，就能够在一个过程的时间段内处理四(4)位捐赠者的移植物。在一个替代的实施例中，处理装置可以被设置为能容纳多于四个处理筒。尽管图6中未示出，超声处理罐421仍然也可以包括一个或多个用于保持超声处理罐421内所需温度的加热器。图6的实施例还包括用于冷却超声处理流体的机构以进一步保持所需温度。特别地，图6的系统包括位于超声处理罐421正下方的冷却室431。尽管图6中不可见，但是超声处理罐421还在其底部包括一个或多个排出口以允许超声处理流体从罐421的底部流入冷却室431。如图所示，还设有与冷却室431和超声处理罐421都流体连通的循环冷却/泵送装置430。在使用期间，从超声处理罐421中注入冷却室431的超声处理流体通过循环冷却/泵送装置430被冷却并送回超声处理罐421。当然，也可以设置适当的控制系统以调节循环冷却/泵送装置430的操作来保持超声处理罐421内的所需温度。由于超声处理罐421内的或与之相联的超声换能器会导致超声处理流体的温度升高，因此循环冷却/泵送装置430的使用将会进一步有助于在处理期间对超声处理流体温度的控制。图6中示出的系统还包括可以给处理系统420的各个部件提供必要动力的电源480。还是如图6所示，处理筒440A和440B^皮可旋转地装在托架上，该托架可以被降入超声处理罐421内。特别地，该托架包括马达425，马达425被设置为不仅可以实现处理筒440A和440B所需的旋转，而且可以将处理筒在超声处理罐421内降低和升高。可替换地，处理筒的升高和降低也可以手动实现，或者甚至在适当的控制系统的自动控制下实现。滑轮426和带427可以被用于将马达轴的旋转传递至处理筒，以实现处理筒440A和440B在超声处理罐421内的旋转。当然，图6仅仅示出了一种可以在处理过程期间使处理筒在超声处理罐421内旋转的可能方式。在一个示例性实施例中，处理筒的旋转包括间接带驱动系统，其转速为大约IO转每分钟。本领域普通技术人员应该理解，各种旋转驱动系统都可以被用于本发明中。替代的旋转驱动系统包括但不局限于直接驱动系统(也就是齿轮或传动系统)，其具有转速在O.l转每分钟至60转每分钟之间的可调系统。在一个用于处理移植组织的示例性实施例中，转速在从8转每分钟至12转每分钟的范围内变化。本领域普通技术人员应该理解，恒速马达或变速马达均可被用于旋转驱动系统中。在一个示例性实施例中，旋转驱动系统包括恒速马达。图6中的处理系统420还被设置为便于更换处理流体，特别是无需打开处理筒即可更换处理流体。另外，系统420还被设置为不仅可以同时处理来自两个不同捐赠者的同种异体移植物(使用第一和第二处理筒440A和440B)，而且可以进行这样的操作而不会带来不同捐赠者的组织之间交叉污染的危险。特别是如图6所示，处理系统420包括排料桶432和供料桶433。排料管道434被设置为与排料桶432流体连通，使得从处理筒中排入排料桶432内的处理流体和废料通过排料管道434排出(废弃或收集起来用于后续分析)。在图6所示的实施例中，处理系统420被设置为将三种不同的处理流体送入用于处理同种异体移植物的处理筒内。当然，可以使用任意多种处理流体并相应地设置处理系统。在图示的实施例中，流体管道461、463和465祐/没置为和一个或多个储存待使用的处理流体的储存罐流体连通。这些管道将适当的处理流体分别送入处理流体输送装置460、462和464。这些输送装置可以简单地包括第二储存罐，处理流体由此通过供料管道471(例如软管)被送至(例如通过重力作用)歧管470用于传输至处理筒。可替换地，每个流体输送装置460、462和464都可以包括流体泵、热交换器和/或用于传输至其的对应流体的过滤系统。每个处理流体输送装置都与歧管470流体连通，歧管470又与处理流体供料管道471连通。废料返回管道467设置成与歧管470流体连通，并可以被用于在需要时从歧管470中排出过多的处理流体。另外，或者作为替代，废料返回管道467可以被用于提供原地杀菌能力(例如用于对处理筒、歧管470或图6中所示任意的其他流体输送部件的内部进行杀菌)。在图6所示的特定实施例中，流体管道461可以与过氧化氩源流体连通，管道463与无菌水源流体连通，而流体管道465与异丙醇源流体连通。在一个示例性实施例中，处理装置被适当地进行清洁，其中使用本领域普通技术人员所公知的常用方法对处理装置进行清洁，例如用热水冲洗处理筒和内箧(大约70。C的水冲洗20分钟)和/或用化学清洁剂进行冲洗。为了使用图6中的处理系统420,待处理的同种异体移植物首先被放入处理筒440A或440B中的一个之内。随即密封处理筒(例如图4所示的处理筒)的两端并将处理筒放入供料桶433内。随后将管道471的端部连接至设置在处理筒一端上的入口。随后将处理流体通过管道471注入处理筒内。然后，如图所示，处理筒被装到托架中。如果需要，另一个处理筒也可以类似地被装入待处理的同种异体移植物以及在处理同种异体移植物期间要使用的第一处理流体。然后，托架被降入超声处理罐421内，并向处理筒施加超声波能量同时旋转处理筒。在经过预定的时间长度后，将托架从超声处理罐421中升起然后从托架上取出一个处理筒并放入排料桶432中。处理筒的至少一端可以被设置为包括弹簧加载的排出口。例如，弹簧加载的排出口可以设置为使得在处理筒#1插入排料桶432内并下压时，排料桶432内的结构可以作用以打开弹簧加载的排出口。用这种方式，使用过的处理流体以及废料都将通过排料管道434从处理筒中排出而不用操作者打开处理筒。一旦排尽，处理筒就被放入供料桶433并将供料管471连接至其上。随后可以向处理筒内装入第二处理流体(可以与第一处理流体相同或不同)或装入清洗溶液，然后使用排料桶432从处理筒中排出清洗溶液。也应该理解，当处理筒位于排料桶432内部时仍可以实现对处理筒内部的清洗或冲洗(例如通过将清洗流体例如无菌水通过供料管道471送入处理筒，与此同时或周期性地打开设置在处理筒端部的加载弹簧的排出口)。如果需要，对处理筒内部的清洗和/或沖洗可以重复进行。随后，根据前述的操作步骤使用供料桶433向处理筒内装入预定的处理流体。处理筒被装回托架并重新降入超声处理罐421内进行进一步处理。整个过程可以根据需要特别是根据预定的处理步骤被重复多次。图7示出了根据本发明的超声处理装置720的另一个实施例。在该实施例中，超声处理装置720被设置为使得在超声处理罐730内可以同时处理最多四个筒725。用这种方式，可以同时处理来自一至四个不同捐赠者的同种异体移植物。在本实施例中，装置720进一步包括操作者控制界面740。操作者控制界面740被设置为使得用户可以输入所需的用于该装置的处理参数。无论使用哪种处理装置，都可以使用多种处理方案。由本发明的实施例给出的一种有利方案是对同种异体移植物从开始到结束的处理过程可以在具有不同的无菌标准的独立空间或设备中进行而不会危及同种异体移植物的无菌性。例如，可以首先在》务复室中处理纟务复的组织。该处理过程可以包括清创并清除所有的肌肉组织、结締组织和血液成分。随后将完好的组织切成同种异体移植产品。然后，将同种异体移植物装入处理筒(例如图1中的处理筒40)。在一些实施例中，此时即可密封处理筒。随后将已装入同种异体移植物的处理筒放入第二设备或第二室，例如同种异体移植物处理室，以根据本发明进行处理。例如，将已装入同种异体移植物的处理筒放入超声处理罐中。随后，第一处理流体被自动地泵送入筒内而不用打开筒或者暴露同种异体移植物，因此保护了清洁的同种异体移植物的完整性并最小化环境交叉污染的可能性。根据预定的计划对同种异体移植物进行超声处理和旋转。周期性地可以更换处理筒内的处理流体，例如通过泵送另外的处理流体(与筒内已有流体相同或不同均可)同时允许将筒内已有流体排出(且选择性地将筒内已有流体泵送排出)。在随后的处理中，可将仍容纳在密封的处理筒内的同种异体移植物》文入第三设备或第三室，例如包装室。在此可以对同种异体移植物进行视觉检查、测量和无菌包装，以用于后续的终端消毒或送给医生使用。示例一种根据本发明的实施例用于处理切割的同种异体移植物(也就是皮质/松质、松质、浸泡的移植物和机械移植物)的操作过程如下所述<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>*50U/mL的杆菌肽和500U/mL的多粘菌素B一种根据本发明的实施例用于处理软组织(也就是具有或不具有骨块的韧带和肌腱组织)的操作过程如下所述<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>本文中介绍的特定附图和实施例仅仅是示例性地说明本发明的本质而不应理解为对由权利要求定义的本发明的限定。根据本说明书，进一步的实施例和示例对于本领域普通技术人员来说是显而易见的并落入由权利要求定义的本发明的保护范围之内。权利要求1、一种用于处理同种异体移植物的装置，包括(a)能够将超声波能量传入其内部的超声处理罐；(b)可旋转地位于所述超声处理罐内并能够容纳同种异体移植物的处理筒；和(c)与所述处理筒流体连通的处理流体源。2、如权利要求l所述的装置，其中所述处理筒上开有小孔，以使所述超声处理罐内的流体能够流入所述处理筒。3、如权利要求l所述的装置，其中所述超声处理罐装有超声处理流体且所述处理筒被相对于所述超声处理罐密封，以使所述超声处理流体不能进入所述处理筒内部。4、如权利要求l所述的装置，还包括用于在所述超声处理罐内旋转所述处理筒的马达。5、如权利要求l所述的装置，还包括与所述处理筒的内部选择性地流体连通的多个处理流体源。6、如权利要求l所述的装置，还包括流体控制系统，其能够更换所述处理筒内的处理流体，而无需将同种异体移植物从处理筒中取出。7、如权利要求6所述的装置，其中所述装置至少包括第一和第二处理流体源，且所述控制系统能够将第一处理流体送入所述处理筒内，并能够用第二处理流体替换所述处理筒内的第一处理流体。8、如权利要求l所述的装置，其中所述处理筒包括用于同时处理最多四个不同捐赠移植物的至少四个筒，并且所述处理筒能够被设置用于同时处理更多个捐赠移植物。9、如权利要求l所述的装置，还包括与所述处理筒流体连通的处理流体出口以及与所述处理流体出口选择性流体连通的过滤器。10、如权利要求l所述的装置，其中所述处理筒具有旋转轴线，且所述处理筒的内部在垂直于所述旋转轴线的平面内具有非圆形的截面形状。11、如权利要求1所述的装置，还包括设置用于控制所述超声处理流体的温度的温度控制器。12、如权利要求1所述的装置，还包括与所述超声处理罐相联并能够控制传入所述超声处理罐内部的超声波能量的量的可编程逻辑控制器。13、如权利要求1所述的装置，其中所述处理流体(ml)与组织(g)的比值从大约1:5到大约1:2。14、如权利要求1所述的装置，其中所述处理流体(ml)与组织(g)的比值大约为1:2。15、如权利要求1所述的装置，其中所述筒包括一个或多个内部隔;f反。16、如权利要求1所述的装置，其中所述筒在筒的内表面上包4舌一个或多个凹槽或肋条。17、一种处理同种异体移植物的方法，包括(a)提供超声处理装置，所述处理装置包括超声处理罐，可旋转地安装在所述超声处理罐内的处理筒，和设置用于将超声波能量传入所述罐和所述处理筒内部的至少一个超声换能器；(b)将一个或多个同种异体移植物放入所述处理筒内；(c)将所述同种异体移植物暴露到所述处理筒内的至少一种处理流体中，同时向所述同种异体移植物施加超声波能量并旋转所述超声处理罐内的所述处理筒。18、如权利要求17所述的方法，其中所述处理筒上开有小孔。19、如权利要求17所述的方法，其中所述处理筒被相对于所述超声处理罐密封，并在所述罐内装入超声处理流体。20、如权利要求17所述的方法，其中超声波能量以大约40kHz至大约170kHz之间的频率和大约100瓦/加仑至大约550瓦/加仑之间的功率输出施加至同种异体移植物。21、如权利要求17所述的方法，其中所述处理筒在所述超声处理罐内的旋转能够通过将整个同种异体移植物表面暴露至超声波能量和处理流体中来消除屏蔽效应。22、如权利要求17所述的方法，其中超声波能量以大约72kHz至大约104kHz之间的频率和大约100瓦/加仑至大约300瓦/加仑之间的功率输出施加至同种异体移植物。23、如权利要求17所述的方法，其中所述同种异体移植物在大约2(TC至大约5(TC之间的温度下被超声处理。24、如权利要求17所述的方法，其中所述同种异体移植物在大约45'C至大约50"C之间的温度下被超声处理。25、如权利要求17所述的方法，其中将所述同种异体移植物暴露到至少一种处理流体中的所述步骤包括在所述处理筒内装入处理流体，并且还包括以下步骤在不从处理筒中取出同种异体移植物的情况下，更换所述处理筒内的至少一部分所述处理流体。26、如权利要求17所述的方法，其中所述同种异体移植物被暴露到第一和第二处理流体中，而且其中所述第一处理流体被最初装入所述处理筒并随后在所述处理筒内被更换为所述第二处理流体。27、如权利要求26所述的方法，其中所述超声处理装置还包括能够将所述第一处理流体更换为所述第二处理流体的流体控制系统。28、如权利要求26所述的方法，其中将所述第一处理流体更换为所述第二处理流体的所述步骤包括从处理筒中排出所述第一处理流体、用水冲洗所述处理筒、并随后将所述第二处理流体送入所述处理筒。29、如权利要求26所述的方法，其中所述第一和第二处理流体选自包括以下物质的组清洁剂、酶溶液、抗生素溶液、氧化剂、酒精、无菌水以及上述物质的混合物。30、如权利要求17所述的方法，其中所述处理筒具有旋转轴线，并且所述处理筒的内部在垂直于所述旋转轴线的平面内具有非圆形的截面形状。31、如权利要求17所述的方法，还包括从处理筒中排出所述处理流体并过滤所排出的处理流体的至少一部分的步骤。32、如权利要求17所述的方法，还包括以下步骤将提取流体装入所述处理筒内；向所述同种异体移植物施加超声波能量，同时旋转所述处理筒；和分析所述提取流体以获得微生物污染情况。33、如权利要求17所述的方法，还包括在将所述同种异体移植物暴露到所述处理筒内的至少一种处理流体中之后，从所述超声处理罐中取出所述处理筒，将所述处理筒送至无菌包装点，从所述处理筒中取出所述同种异体移植物，并无菌包装所述同种异体移植物。34、如权利要求17所述的方法，其中在将所述同种异体移植物暴露到所述处理筒内的至少一种处理流体中同时向所述同种异体移植物施加超声波能量并旋转所述超声处理罐内的所述处理筒的步骤期间，改变所述超声波能量的频率和/或强度。35、一种处理同种异体移植物的方法，包括(a)提供超声处理装置，所述处理装置包括处理筒，和设置用于将超声波能量传至所述处理筒的至少一个超声换能器；(b)将一个或多个同种异体移植物放入所述处理筒内；(c)在所述处理筒内装入处理流体；和(d)向所述同种异体移植物施加超声波能量同时旋转所述同种异体移植物。36、如权利要求35所述的方法，其中通过旋转所述处理筒来旋转所述同种异体移植物。37、如权利要求35所述的方法，其中所述同种异体移植物通过处理流体在所述处理筒内的流动而旋转。38、如权利要求35所述的方法，其中所述筒以从大约0.1转/分钟到大约60转/分钟的转速旋转。39、如权利要求35所述的方法，其中所述筒以从大约8转/分钟到大约12转/分钟的转速旋转。40、如权利要求35所述的方法，其中所述筒以大约10转/分钟的转速旋转。41、一种用于确定同种异体移植产品的微生物污染情况的方法，包括(a)提供超声处理装置，所述超声处理装置包括装有超声处理流体的超声处理罐，可旋转地安装在所述超声处理罐内的处理筒，和设置用于将超声波能量传至所述超声处理流体的至少一个超声换能器；(b)将同种异体移植产品放入所述处理筒内；(c)将提取流体送入所述处理筒内；(d)通过所述超声处理流体向所述同种异体移植物施加超声波能量，同时旋转所述处理筒；和(e)分析所述提取流体以获得微生物污染情况。全文摘要一种用于处理同种异体移植产品的装置和方法，具体而言，用于处理同种异体移植物的装置具有能够将超声波能量传入罐内部的超声处理罐(21)；可旋转地位于所述超声处理罐(21)内并能够容纳同种异体移植物的处理筒(40)；和与所述处理筒(40)流体连通的处理流体源(60、62、64、66)。还提供了使用该装置处理同种异体移植物的方法和确定微生物污染情况的方法。文档编号A61L2/025GK101389358SQ200680053556公开日2009年3月18日申请日期2006年11月8日优先权日2006年1月10日发明者A·胡克斯,C·J·龙霍尔特,S·博格丹斯基申请人:爱罗索斯公司