专利名称：用于处理生物流体的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理生物流体、使其分离为形成它的各种成分的生物液体处理系统。
研制塑料血液采集袋促进了将损献的全血分离成它的各种成分和功能相同的一些产品，包括凝血因子、浓缩物和治疗用血清，于是使这些不同的血液制品可用作输血制品。将一个单位的损献全血，按美国惯例大约为450毫升，分离为它的组成成分一般是借助利用离心法的差速沉降法来完成的，这对于本专业熟练的专业人员来说是众所周知的。
一种在美国使用的典型的方法，即柠檬酸盐-磷酸盐-葡萄糖-腺嘌呤(CPPA-1)系统，利用了一系列步骤将捐献的血液分离成为三种成分，每一种成分都具有显著的治疗上的和财政上的价值。该方法一般利用一种血液采集袋，该血液采集袋整体地通过可弯曲的管子被连接在至少一个、最好是两个或多个卫星袋上。利用离心分离作用，借助于差速沉降法可以将全血分离成为如血浆、红细胞叠集(PRC)、血小板富集的血浆(PRP)、血小板浓缩物(PC)以及低温沉降物(这可能需要额外的处理)这样一些有价值的血液成分。该血浆本身就可以输给病人，或者可以通过一些复杂的处理方法将它分离成为其他各种有价值的产品。
一种典型的血液处理方法可以包括以下内容
(1)、所述捐献的全血是从捐献者静脉直接采集到所述血液采集袋中的，所述血液采集袋包括有养分和含有(PDA-1)的抗凝血剂。
(2)、将该血液采集袋同它的卫星袋一起进行离心分离(慢速，或“软-旋转”离心)，于是在该血液采集袋的下部将红细胞浓缩为红细胞叠集(PRC)，并在该袋的上部留下一种含在透明血浆中的血小板悬浮物，这被称为血小板富集的血浆(PRP)。
(3)、将该血液采集袋送入一个名叫“血浆分离机”的装置中，要小心地不要扰动浮在上层的PRP层和被沉降的PRC层之间的界面，上述装置包括前板和后板这两块板在它们的下部被铰接在一起并弹开彼此倾斜，以便使在该袋内产生大约90毫米汞柱的压力。
将该血液采集袋放在这两块板之间，打开可弯曲的管子中的一个阀或封口，使浮在上层的PRP流入一个第一卫星袋中。随着PRP从该血液采集袋流出，它与PRC的界面就上升。当该界面上升时，操作者要密切地观察它的位置，这时，要根据它的判断能力尽可能多地转移PRP，但不允许红细胞进入所述第一卫星袋，关掉该连接管，这是一种紧张的工作和耗费时间的操作，在这一操作过程中，该操作者必须用肉眼监视该袋并且审慎地、果断地确定什么时间关闭该连接管。
该血液采集袋目前仅含有PRC，可以将它拆开来并储存在4℃环境，直到需要给病人输液为止，或者可以打开该管中的一个阀或封口，以便使PRC可以利用以下方式当中的一种转移到一个卫星袋中，这些方式是利用所述血浆分离器产生的压力，或者将该血液采集装置放在一个压力封套中，或者将其提高以获得重力流。
(4)、然后，将含PRP的卫星袋与另一个卫星袋一起从该分离机上取下来，并按一种被升高的G力(高速的或“硬-旋转”离心)进行离心处理，同时随时间并调节速度以便将血小板浓缩在PRP袋的下部。当离心完成后，PRP袋在其下部含有沉降的血小板，而在其上部含有透明的血浆。
(5)、然而，将PRP袋放在所述血浆分离器中，大部分透明的血浆被压入一个卫星袋中，留下的PRP袋只含有沉降在大约50ml血浆中的血小板;在接下去的一个步骤中，将这种血小板成分进行分散，以制取血小板浓缩物(PC)。而后，将目前含有一种PC产物的PRP袋卸下来，并在20℃-22℃环境中最多储存5天，直到需要用血小板输液为止。为了供一个成年病人之用，在需要时，要将取自6至10个捐献者的血小板汇集到一份血小板输液中。
(6)、所述卫星袋中的血浆本身就可以输给病人，或者可以通过一些复杂的处理分离为各种有价值的产品。
通常所使用的不同于CPDA-1系统，它们包括Adsol，Nutricell和SAG-M。在后面这些系统中，该采集袋只含有抗凝结剂，而营养物溶液可以予先放置在一个卫星袋里。在将PRP与PRC分离开之后，营养物溶液转移到PRC中，于是获得较高的血浆产率和较长的PRC保存期。
随着时间的推移和研究及临床数据的积累，输液实践已经发生很大变化。目前实践的一个方面就是很少使用全血，相反地是需要红血细胞的病人给他红细胞叠集，需要血小板的病人给他血小板浓缩物，而需要血浆的病人给他血浆。
由于这种原因，将血液分离为各种成分就具有很大的医疗价值和经济价值。就处理由现在在对癌症病人进行化疗期间所使用的较大剂量和较强烈的药物所引起的对病人免疫系统日益增长的危害而言，没有那方面比这更为迫切的了。这些更为有效的化疗方案直接引起使血液的血小板浓度降低到异常低的水平;并发的内外出血就格外需要更频繁的PC输液，这就进一步减少了PC储备。按照这种观点，对于用来将全血分离为它的组分的有效的系统和方法而言存在着日益增长的需求。
血库工作人员已经通过着手根据各种方法增加红细胞叠集(PRC)和血小板浓缩物(PC)的产量来适应对血液组分日益增长的需求。例如，一般将捐献的血液收集在一种血液采集袋中并通过离心作用将其分离成为PRC和血小板富集的血浆(PRP)等组份，其中的后者是一种PC的来源。然而，要确定PRP组份结束和PRC组份开始这样一个精确的点是困难的。在分离PRC和PRP组分时(例如上述步骤3)，血库工作人员已经设法保证将全部的PRP部分回收，但这样做往往是实得其反，因为PRP和接下去从中提取的PC常常被红细胞污染，使通常带有轻微黄色的PC变为桃红色或红色。在PC中存在细胞非常令人讨厌，以至于桃红或红色的PC常常被废弃或者重新加以离心分离，这样两种情况增加了生产成本并且是繁重的劳动。结果，血库工作人员偏重于在PRP受到充分地压出之前就使PRP流动停止，这样做是不完善的。这样，虽然PC没有受到污染，但未被压出的有用的血浆可能被浪费掉。
利用离心分离作用分离各种血液成分伴随有许多问题。首先，在从PRC中分离出含血小板富集的血浆的过程中，如以上所述，要有效地获得最大的血小板收率而又防止红细胞进入该血浆是困难的。其次，当对PRP进行离心处理以获取一层主要由浓缩在含PRP的袋子底部的血小板构成的物质时，例如如上所述步骤4，那样地被浓缩的血小板容易形成一种极稠密的聚集物，而这种聚集物必须分散在血浆中，以便形成血小板浓缩物。分散阶段通常是通过细心混合来完成，例如将袋子放在一个运动台上;该台子一边旋转一边作向前倾斜运动。这种混合需要几个小时，这是一种潜在的不必要的时间消耗，并且，许多研究人员认为这将产生一种部分聚集的血小板浓缩物。人们还进一步认为，这种血小板可能会受到在离心过程中所施加的力的损害。再者，需要由技术人员进行大量的监测和操作。
最后，伴随着利用多袋系统和离心作用的各种血液成分的分离的一个问题，就是价值昂贵的血液成分被截留在连接各个袋子的管道中和在该系统中可能使用的各种生物医学设备中。
在血液处理系统中，在储存的血液和血液成分中，或在贮存容器中存在的空气，特别是氧气，可能导致该血液成分的质量受到破坏并可能降低它们的保存期。尤其是氧气可能与增加新陈代谢速率有联系(在糖解过程期间)，这可能导致降低保存期和降低全血细胞生存能力和功能。例如，在贮存过程中，红血细胞使葡萄糖代谢变化，产生乳酸和丙酮酸。这些酸使介质的pH值降低，反过来这又使新陈代谢功能降低。此外，在该卫星袋中空气或气体的存在在给病人输入一个血液成分时可能存在有危险。例如，象5ml这样少量的空气或气体可能引起严重的危害或死亡。尽管氧气对血和血液成分的保存期和质量有有害的影响，但已有技术还没有论及需要在最初的采集和处理阶段从血液处理系统中除去气体。
除去以上所列的三种成分外，全血还含有各种白血细胞(总起来称为白细胞)。其中最重要的是粒状白细胞和淋巴白细胞。白血细胞提供抗细菌的病毒感染的保护作用。输入还未去掉白细胞的血液成分对接受输血的病人不是没有危险的。在美国专利4923620和4880548中详细地叙述了这些危险中的一些。
在以上所述的用于将血液分离为三种基本组分的离心方法中，白细胞大量地存在于红细胞叠集和血小板富集的血浆这两种组分中。现在通常为人们所接受的观点是最理想的是将白细胞的浓度降低到尽可能低的水平。然而并没有稳定的判断标准，一般为人们接受的观点是如果在对病人进行输液之前利用大约100或更多的一种凝血因子降低白血细胞含量，许多对输血不利的影响将被减少。这就接近将一个单位PRC中的白细胞的平均总含量降低到低于大约1×107，将一个单位的PRP或PC中的白细胞的平均总含量降低到低于大约1×106。先前为了适应这一任务而研制的那些装置一直是根据使用压紧纤维，通常一直被称为过滤器。然而，看起来利用根据按颗粒直径分离原理的过滤法因两个原因不能成功。其一，白细胞可能大到15μm(例如粒状白细胞和巨红细胞)，小到5至7μm(例如淋巴细胞)。粒性白细胞和淋巴细胞合在一起在正常血液中的所有白细胞中占主要比例。红血细胞直径大约为7μm，即它们的尺寸与淋巴白细胞，即必须除去的两个主要种类的白血细胞之一，大致相同。其二，所有这些细胞都能变形，结果它们都能通过比它们正常的尺寸小得多的孔。因而，这样的观点广泛地为人们所接受，即除去白细胞主要是通过多孔介质内表面上的吸附作用，而不是通过过滤作用。
由于血液组分的高成本和受到限制的使用性，一个包括用于减少来自生物流体的白细胞的多孔介质的装置应该将存在于捐献血液中的最大可能的比例的组分取走。一种用于减少生物流体中白细胞(例如PRC或PRP)的理想的装置应是廉价的，相对小的以及能够迅速地，例如少于一小时以内，处理一个单位或更多单位的生物流体(例如捐献的全血)。在理想情况下，这种装置也应把白细胞含量降低到可能的最低水平，并避免上述的问题。还可能是更为可取的是PRC多孔介质能除去血小板，还包括血纤维蛋白原(凝血因子I)、线聚血纤维蛋白等成分、微小的多脂肪液滴和可能存在于全血中的其他成分，例如微小的聚集物。
如果这种脱除白细胞的装置包括一种多孔的结构，那么微小的聚集物、胶体、线聚血纤维蛋白、血纤维蛋白原(凝血因子I)和多脂肪液滴常常会聚集在这些细孔上或之内，引起阻塞，抑制了流动。在通常的处理方法中，用于从PRC中脱除白细胞的过滤器予先进行过处理，或者用、或者不用后过滤盐水冲洗，这种通常的处理方法是不受欢迎的，因为输液的液体含量过度地增加了，因而常常使病人的液体循环系统负荷过重。一种理想的白细胞脱除装置应会有效地除去白细胞和其他这些成分而不会发生阻塞、不用予先处理或进行后过滤冲洗。
血小板制备物含有数量变化不定的白细胞。通过对血液成分的差速离心分离所制备的血小板浓缩物将具有程度变化不定的白细胞污染，这与离心过程中所施加的力的时间和大小有关。在6至10个合并单位的未过滤的通常的血小板制备物中白细胞的污染程度一般在大约5×108或更大。现已证实81至85%的白细胞脱除效率足以将对血小板输液的热病副作用的发病率降低。另外几篇最近的研究论文报导了在白细胞污染程度低于每单位大约1×107时在一种异源免疫接种和血小板不应性中降低。对于一个单位的PC来说平均大约7×107白细胞的白细胞污染程度(按目前惯例)，过滤后的目标是小于1×106个白细胞。因此，目前的研究论文认为客观上的要求至少将白细胞污染减少2个log(99%)。更新的研究论文认为减少3个log(99.9%)或甚至4个log(99.99%)将更为有益。
对于一个PRP过滤器来说，一种更为理想的标准是将血小板的损耗限制在原来的血小板浓缩物的大约15%或更少些。血小板出了名的缺陷是“发粘”，这是一种反映悬浮在血浆中的血小板粘附到它们所接触的任何非生理的表面上的趋势的表达方式。在许多情况下，它们也强有力的彼此粘着。
在任何依靠过滤法从血小板悬浮物中除去白细胞的系统中，在血小板与该过滤器装置的内表面之间将会有相当大程度的接触。这种过滤器装置必须是这样的，要使得血小板具有对该过滤器装置的内表面最小的粘附性，并且同该过滤器装置的内表面的接触对血小板没有明显的不利的影响。
定义关于本发明使用了以下定义(A)生物流体生物液体包括任何与活的有机体有关的经过处理的或没有经过处理的流体，尤其是血液，包括全血、热的或冷的血，以及贮存的或新鲜的血;经过处理的血，例如用生理溶液稀释的血，所述生理溶液包括但不限于盐水、营养液和/或抗凝聚溶液，一种或多种血液成分，例如血小板浓缩物(PC)、富集血小板血浆、无血小板血浆、贫血小板血浆、血浆或红细胞叠集(PRC);由血液或血液成分派生出的或由骨髓派生出的类似的血液制品;由血浆中分离出的并在生理流体中进行过再悬浮处理的红细胞，以及从血浆中分离出的并在生理流体中进行过重悬浮处理的血小板。生物流体可以包括白细胞，或者加以处理以除去白细胞。如在这里所使用过的那样，生物流体指的是以上所述成分，以及用其他方法所获得的并且具有类似性质的类似的血液制品。
(B)全血单位美国的血库一般从一个捐献者身上抽取大约450ml血装入一个含有防止血液凝结的一种抗凝血剂的袋子中。然而，抽取量因病人与病人不同，捐献与捐献就不同了。在这里，在这样的一次献血过程中所抽取的数量被定义为一个全血单位。
(C)红细胞叠集(PRC)、富集血小板血浆(PRP)或血小板浓缩物(PC)的单位如本文所使用的那样，“单位”是从美国惯例这个角度下的定义，而PRC、PRP、PC的单位或在生理液体或血浆中的血小板的单位是从一个单位的全血中派生出的、或在一次献血过程中抽取的量。一般说来，单位的量是变化的。例如PRC的单位的量的变化显然是取决于所抽取的全血的血细胞比率(按红细胞体积的百分比计)，该值一般分布在大约37%至参约54%的范围内。PRC的伴随血细胞比率在从50%到80%以上的范围内分布，部分地取决于这一种或那一种生物流体的产率是否将被减至最小。大部分PRC单位是在170至350ml范围内，但是这些数字的下部和上部的变化并不常见。某些血液成分，尤其是血小板的多单位可以加以合并或组合，比较典型是把6个或更多的单位组合起来。
(D)血小板富集流体血小板富集流体指的是任何一种含有血小板的生物流体，这种生物流体已从中除去一定量的无血小板液体以便提高血小板的浓度，但一般来说不限于PRP。
(E)血小板贫化流体血小板贫化流体指的是从中除去一定量血小板的血小板富集流体，但一般说来不限于无血小板血浆。
(F)多孔的介质或分离介质多孔的介质或分离介质指的是一种或多种生物液体从中穿过的多孔介质。例如，PRC多孔介质可以是一种从红细胞叠集成分中脱除白细胞的介质。PC或PRP多孔介质一般可能指的是从非PRC血液成分中，例如从PRP中或从PC中脱除白细胞的那些介质当中的任意一种。红细胞障壁介质是一种多孔介质，这种介质阻塞红细胞的通路而允许血小板通过。红细胞障壁介质可以，但不必需，也从生物液体(例如PRP)中脱除白细胞。
如在下面更详细的的叙述的那样，用于生物流体的多孔介质可由任何天然或合成的纤维或由与生物流体(例如血或血的成分)相容的一多孔或能渗透的(或由类似表面积和孔径的)其它材料构成。
尽管分离介质可以保持不加处理，但纤维或膜最好是加以处理，以使它们对于分离生物流体的一种成分更为有效。各种多孔的介质的临界潮湿表面张力(CWST)最好是在一定范围之内，如下面所指出的以及按它们的予期用途所要求的那样。关于PRP多孔介质，Z电位最好也在一定范围之内，如以下公开的以及按它们的予期用途所要求的那样。为了达到理想的CWST，该介质的孔表面可以加以改进或处理。例如，PRP多孔介质的CWST一般是在大约70达因/厘米以上，而PRC多孔介质的CWST一般是在大约53达因/厘米以上。根据本发明的那些多孔介质可以与一个置于这些容器之间的管道相连接，并且可以放置在一个罩里，该罩可以同样也与该管道相连接。如同这里所使用的那样，过滤器组件指的是放置在一个适当的罩里的多孔介质。该多孔隙介质在其被装于该罩子时最好能形成镶嵌在其各个边缘上的一个阻碍物。
该多孔介质可以是预制的、多层的，和/或可以是处理过的以改善纤维表面，处理可以在形成纤维状敷层之前或之后进行。最好是在形成纤维状敷层之前改善纤维表面，因为在热压后形成一种整体的过滤器元件之后得一种更有内聚性的、强度更大的产品。
该多孔介质可以是以任意适当的形式，例如片状、波纹状片、网状物、中空纤维或膜，预制和加工成型。
(G)孔隙体积是在多孔介质之中所有孔隙的总体积。孔隙体积在下面表达为该多孔介质的视在容积的百分比。
(H)纤维表面积和平均纤维直径的测量根据本发明，一种对于测量纤维表面积的很有用的技术，例如利用气体吸附法，一般指的是“BET”测量。软化发泡织物(melt blown webs)的表面积可以用来计算平均纤维直径，利用PBT法，例如1克纤维的总体积＝ 1/1.38 CC其中1.38＝PBT的纤维密度，g/cc)这里 (πd2L)/4 = 1/1.38 (1)该纤维的表面积是πdL＝Af (2)用(2)除(1)， (d)/4 ＝ 1/(1.38Af)
而d＝ 4/(1.38Af) ＝ 2.9/(Af) ，或(0.345Af)-1其中L＝1克纤维的长度，以cm计，d＝平均纤维直径，以cm计，以及Af＝纤维表面积，以cm2/g计。
如果d的单位是微米，Af的单位就变为M2/g(平方米/g)，这将在以下文章中使用。
(I)临界潮湿表面张力如在美国专利4880548中所公开的那样，多孔介质的CWST可以通过单独地将表面张力变化由2到4达因/厘米的一系列液体加到它的表面上并观察在整个这段时间内每一液体的吸附情况和不吸附情况来进行测定。多孔介质的CWST，以达因/厘米为单位，被定义为在予先确定的时间内被吸附的液体的表面张力和相邻未被吸附的液体的表面张力的平均值。被吸附的和未被吸附的表面张力值主要依赖于用来制造该多孔介质的材料的表面特性，其次是依赖于该多孔介质的孔隙尺寸特性。
表面张力低于多孔介质的CWST的液体将自发地湿润接触的介质，而且，如果该介质的孔是彼此连通的，液体将很容易地通过该介质流动。表面张力高于该多孔介质的CWST液体在低压差下就完全不可能流过去，或者在足够高的压差迫使该液体流过该多孔介质时可以无规律地流动。对于用来处理PRP的多孔介质来说，其CWST最好是保持在大约70达因/厘米以上的范围内。对于用来处理PRC的多孔介质，其CWST较好是保持在稍高于未经处理的聚酯纤维的CWST(52达因/厘米)的范围内，例如高于大约53达因/厘米，高于大约60达因/厘米更好。
(J)用于测量Z电位的一般程序测量Z电位是利用从1/2英寸厚的织物片叠层上切下的一个样品。
测量Z电位是按以下方式进行将该样品放在一个丙烯酸系纤维支架上，该支架将样品整齐地保持在两个100×100目(即每英寸每个方向上100根丝)的铂丝屏蔽网之间。该网状物用铜丝连接到一个Triplett Corporation model 3360伏特-欧姆表的接线柱上，样品上侧的网眼连到表的正端。利用横跨过滤器支架的45英寸水柱压差使一种pH缓冲溶液流过样品并收集流出物。对于pH7时的测量，按如下方式制备一种缓冲液将6ml pH7的缓冲剂(Fisher Scientific Co.catalog number SB 108-500)和5ml pH7.4的缓冲剂(Fisher Scientific Co.Catalog number SB 110-500)加到1升无热源去离子水中。对于pH9时的测量，按如下方式制备一种缓冲溶液将6ml PH9的缓冲剂(Fisher Scientific Co.catalog number SB 114-500)和2ml pH10的缓冲剂(Fisher Scientific Co.catalog number SB116-500)加到1升无热源去离子水中。在流动期间(为使电位稳定，这需要大约流动30秒)测量横跨过滤器支架的电位，并且通过从中扣除流动停止时所测得的电位对该电位作电池极化修正。在流动期间用一个接有一个在线的model J-5993-90pH接头的ColeParmer model J-5994-10 pH计来测量该溶液的pH值。用一个接有一个model J-1481-66电导率流动池的Cole-Parmer model J-1481-60电导仪测量该溶液的电导率。然后颠倒该伏特计的极性利用，45英寸水柱的压差使流出物反过来流过过滤器支架。如在第一个例子中那样，通过从其中扣除流动停止时所测得的电位来对流动期间所测得的电位进行电池极化修正。取两个经过修正的电位的平均值作为流动电位。
从该流动电位推导出Z电位是利用以下关系式(J.T.Davis et al.，Interfacial Phenomena，Academic Press，New York，1963)Z电位＝ (4πη)/(Dp) ·Esλ其中η是该流动溶液的粘度，D是它的介电常数，λ是它的电导，Es是流动电位，而P是在流动期间横跨样品的压降。在这些试验中，量4πη/Dp等于0.800。
(K)一种用于发明的有作用的生物医学装置，可以是在其中有生物流体和/或气体存在和/或可以收集或形成的任何数目的管道、通道、容器、器件或组件，或者在使用该组件前应该加以置换。典型的有作用的生物医学装置包括过滤器组件，例如白细胞脱除组件或器件，或红细胞障壁组件;分离器件，例如血小板浓缩器，更可取的是非离心分离装置;消泡器，泵和连接器。有作用的生物医学装置还可能包括用于消灭生物污染物的装置，例如高强度光波室，或用于采集生物流体样品的装置。
(L)连接器指的是用于形成连接的或把它本身同其他零件连接的任意的结构。这些连接器建立起一个通过一套装置和系统的一些不同的部件的流路。连接器，如这里所使用的，指的是贯穿连接器，例如销钉、套管或针，以及配合连接器，例如Luer型、螺旋型，摩擦型，或相互连接在一起的连接器。
(M)气体如这里所用的，气体指的是任何气态流体，例如空气，无菌空气，氧气，二氧化碳以及类似的气体;应注意本发明不限于所使用的这些气体类型。
(N)切向流动过滤如这里所使用的，切向流动或横向流动过滤指的是生物流体按通常的平行或切向方式通过分离介质的表面流动或循环。
根据本发明，生物流体处理系统是用来将一种生物流体由第一个容器压到包括有红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置中，并且将一种生物流体由第一个容器压到第二有作用的生物医学装置中。
根据本发明的另一个实施例，生物流体处理系统是用来将生物流体的清液层压入包括有红细胞障壁介质的第一有作用生物医学装置，并且将生物流体的沉淀层压入第二有作用的生物医学装置。
本发明涉及处理生物流体以便用非离心分离的方式至少从该生物流体中分离出一种成分，即处理PRP以获得血浆和PC，或从全血中分离出血浆。根据本发明的方法和装置利用了一种分离介质，该分离介质允许一种生物流体成分，例如血浆通过，但不允许其他成分，例如血小板或红细胞通过该介质，于是就免去了如处理阶段那样对“硬旋转”离心分离的需要。平行于该分离介质的上表面的生物流体的切向流动允许血浆通过该介质，同时减少了细胞成分或血小板粘附到该介质表面上的趋势，因此，有助于防止血小板通过该分离介质。人们深信平行于表面的流动的流体动力学性质在平行于表面的流动过程中使血小板产生旋转，这种旋转使得它们从该表面被回收。
根据本发明的再一个实施例，用于处理生物流体的系统包括了从该系统的各个部分除去气体的装置。
根据本发明的又一个实施例，给出了一个系统用来使被截留或保留在该系统各个部分中的生物流体的回收率达到最大，实现这个目的方式或者是使被截留或被保留的生物流体后面的气体的体积将该流体通过这些部分排挤到指定的容器或有作用生物医学装置中，或者是利用压差(例如重心压力差、压力封套、抽吸或其他类似方式)将被截留或被保留的流体吸入指定的容器或有作用生物医学装置。
在根据本发明的这些装置和方法中，脱除生物流体(例如PRC或PRP)的白细胞可以在处理过程中进行。因此，当一种生物流体以一第一容器转移到第二容器时，白细胞利用适当的有作用生物医学装置来加以去除，被脱除了白细胞的生物流体被收集在一个适当的容器中。根据本发明，提供一个系统，用它来将一种生物流体，例如全血加以处理以形成PRP和PRC。PRP脱除白细胞是通过在血液采集袋和第一卫星袋之间插入至少一个包括至少一种用于从PRP中脱除白细胞的多孔介质的有作用的一种生物医学装置来完成的;PRC脱除白细胞是通过在血液采集袋和第二卫星袋之间插入至少一个包括至少一种用于从PRC中除去白细胞的有作用的生物医学装置来完成的。
本发明还包括一种离心系统，其中被插入的包括白细胞脱除过滤器组件的有作用的生物医学装置之中的一种(或二种)按这样一种方式装备有一个离心吊桶，按照这种方式要使得该有作用的生物医学装置，它们所容纳的多孔介质，也包括那些容器，不受在离心处理过程中所产生的很大的力的损害。
图1是一种根据本发明的生物流体处理系统的一个实施例，它是用来利用离心分离法将生物流体分离为各种成分。
图2是根据本发明的包括一个非离心式的分离装置的另一个生物流体处理系统的实施例。
图3是本发明的一个实施例，它结合有气体进口和气体出口部件。
图4是一个过滤器组件、一个离心吊桶和一个用于以合适的方式将过滤器组件定位于该吊桶的座架的实施例的分解透视图。
图5是本发明一个实施例的正视图。
图6是本发明一个实施例的剖视图，显示出在根据本发明的一个分离装置中的第一流体流动途径。
图7是图6沿A-A的剖面图。
图8是图6沿B-B的剖面图。
图9是本发明的一个实施例的剖视图，显示出在根据本发明的一个分离装置中第二流体流动途径。
图10是图9沿C-C的剖面图。
图11是图9沿D-D的剖面图。
本发明涉及一种生物流体处理成套装置，它包括第一容器和第二容器，一个连接所述第一容器与第二容器的管道;以及至少一个第三容器和连接第一容器和第三容器的管道;并且在第一容器和第三容器之间至少插入一个包括至少一种多孔介质的第一有作用的生物医学装置;并且在第一容器和第二容器之间至少插入一个包括至少一种多孔介质的第二有作用的生物医学装置。第一有作用生物医学装置可以包括白细胞脱除介质，红细胞障壁介质，一个包括白细胞脱除介质和红细胞障壁介质的组件，或者它们的组合。第二有作用的生物医学装置可以包括白细胞脱除介质，它可以自由包括小颗粒聚集体过滤器部件和/或胶体予过滤部件。
本发明提供了一种生物流体处理系统，它包括第一容器;包括与第一容器连通的红细胞障壁介质并确定了第一流动通路的第一有作用生物医学装置;和包括与第一容器连通的白细胞脱除介质并确定了第二流动通路的第二有作用的生物医学装置。
在本发明的一个实施例中，提供了一种生物流体处理系统，它包括与第一有作用的生物医学装置连通的生物流体第一容器，所述第一有作用的生物医学装置包括红细胞障壁介质，该系统有时包括第三个，以及任选第四个接收容器;第一容器也与第二有作用的生物医学装置连通，然后与第二接受容器连通。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于处理生物流体的方法，利用该方法把生物流体从第一容器压入包括红细胞障壁介层的第一有作用的生物医学装置，而后压入第三个、以及任选第四个接收容器生物流体还被从第一容器压入第二有作用的生物医学装置，而后压入第二接收容器。
在本发明的另一个实施例中，生物流体处理成套装置包括利用一管道连接起来的第一和第二容器和一个至少包括一种用于从PRC中脱除白细胞的多孔介质的有作用的生物医学装置，在该装置中该多孔介质的CWST值大于53达因/厘米。
根据本发明，提供一种用于处理生物流体的方法，该方法包括将生物流体以第一容器压入包括红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置，以及将生物流体从第一容器压入第二有作用生物医学装置。
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于处理生物流体的方法，该方法包括将生物流体清液层从第一容器压入包括红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置;并且将生物流体的沉淀层从第一容器压入第二有作用的生物医学装置。
在图1中给出了一个典型的生物流体处理系统，该生物流体处理系统一般数(10)表示。它可以包括第一容器或收集袋(11);一个适合于插入献血者的针或插管(1);一个红细胞障壁组件(12);一个PRP白细胞脱除组件(13);一个第三容器(41);一个第四容器(42);一个PRC白细胞脱除组件(17);以及一个第二容器(18)。这些有作用的生物医学装置或容器当中的每一个都可以通过管子，最好是可弯曲的管子(20)，(21)，(25)，(26)，(27)和(28)形成流体连通。也可以将一封口、阀、或输送支路隔板，或插管(没有给出)安装在该管子里或采集袋和/或卫星袋里，或者也可使用一外部夹持器;当流体准备在这些袋子之间进行传递时，就将这个(这些)封口弄破或打开。
这样，如图1中所示收集袋(11)(含有清液层(31)和沉淀物层(32)分别通过管子(20)和(25)与红细胞障壁组件(12)和PRC白细胞脱除过滤器组件(17)实现流体连通。PRP白细胞脱除过滤器装置(13)通过管道(21)与红细胞障壁组件(12)实现流体连通，并且还通过管道(27)与第三容器(41)实现流体连通。这个容器通过管道(28)与第四容器(42)实现流体连通。
有作用的生物医学装置的任意数量和任意组合都是适合的。本领域熟练的技术人员都将认识到如这里所作的说明那样，本发明可以重新构成不同的各种组合，但这些组合仍然是包括在本发明的范围内。
本发明还包括一个用于处理生物流体的方法，该方法包括把生物流由第一容器传送到第一有作用的生物医学装置中去，该有作用的生物医学装置包括红细胞障壁介质，在其中该生物流体通过一个确定的第一流通路，将生物液体从第一容器送入第二有作用的生物医学装置，该生物医学装置包括有白细胞脱除介质，在其中，生物流体通过一个确定的第二通路。
在另一个典型的结构中，如图2所示，包括非离心式分离组件的另一分离组件也包括在内。图2所示的典型的血液处理系统通常类似于图1所示生物流体处理装置，只是它还具有一种有附加有作用的生物医学装置(例如一种非离心式分离装置)(14);一个第三容器(15);一个第四容器(16);管道(22)、(23)和(24)。这样，这种有作用的生物医学装置(14)同PRP白细胞脱除过滤器组件(13)、第三容器(15)和第四容器(16)呈流体连通状态。
根据本发明的另一个实施例，提供一种生物流体处理系统，该系统包括一个用于与一个第三有作用的生物医学装置连通的生物流体的第一容器，包括一个非离心式分离装置，该装置与一个第三容器，以及任选的一个第四接收容器连通;一个第二接收容器与第一接收容器连通;一个插在这一容器与第三有作用的生物医学装置之间并与它们连通的第一有作用的生物医学装置，该第一有作用的生物医学装置包括白细胞脱除介质、红细胞障壁介质、一种包括白细胞脱除介质、红细胞障壁介质的组件或它们的组合的当中至少一种;一个插在第一容器和第二接受容器之间的第二有作用的生物医学装置，包括一种白细胞脱除介质，该介质可以任选，包括一种小颗粒聚集体过滤器部件和/或一种胶体予过滤器器件。
此外，还提供了一种用于处理生物流体的方法，该方法包括使生物流体由第一容器通过第一有作用的生物医学装置，该装置包括白细胞脱除介质、红细胞障壁介质以及白细胞脱除介质和红细胞障壁介质的组合之中至少一种;然后使生物流体通过第三有作用的生物医学装置(该装置包括一个非离心式分离装置)流到至少一个第三接收容器，以及任选的第四接收容器;使第一容器中的生物流体通过第二有作用的生物医学装置，该装置包括一种白细胞脱除介质;最后该方法还包括该生物流体流入第二接收容器。
根据本发明的另外一个实施例，提供了一种生物流体处理系统，该系统包括一个生物流体的第一容器，该容器与第三有作用的生物医学装置连通，包括一个非离心式分离装置，该装置与一个第三接收容器，以及任选的第四接收容器连通;与第一接收容器连通的第二接收容器;插接在第一容器与第三有作用的生物医学装置之间并与它们连通的第一有作用的生物医学装置，该装置包括白细胞脱除介质、红细胞障壁介质以及白细胞脱除介质和红细胞障壁介质的组合物当中至少二种;插接在第一容器和第二容器之间第二有作用的生物医学装置，该装置包括白细胞脱除介质。
此外，还提供了一种用于处理生物流体的方法，该方法包括使生物流体由第一容器通过第一有作用的生物医学装置，该装置包括白细胞脱除介质、红细胞障壁介质以及白细胞脱除和红细胞障壁介质的组合物当中的至少两种;其次，使生物流体通过第三有作用的生物医学装置，该装置包括一非离心式分离装置;而后将生物流体送入第三个接收容器以及任选第四个接收容器;将第一容器中的生物流体通过第二有作用的生物医学装置送入第二容器，所述第二有作用的生物医学装置包括有白细胞脱除介质。
在另一个典型结构中，如图3所示，本发明还可以包括至少一个气体入口和/或气体出口。例如，图1和图2的系统还可以包括如图3所示的气体入口和气体出口。图3的系统包括两组气体入口和出口，它们与两个有作用的生物医学装置连通。因此，气体入口(53)和气体出口(54)分别在PRP白细胞脱除组件(13)的上游和下游。按类似方式，气体入口(51)和气体出口(52)也分别在PRC白细胞脱除组件(17)的上游和下游。
本发明提供了一种生物流体处理系统，该系统包括第一容器和第二容器以及一个将第一容器和第二容器彼此连接的管道;至少一个第三容器以及将第一容器同第三容器彼此连接的管道;有插接在第一容器和第三容器之间的至少一个有作用的生物医学装置，该装置包括红细胞障壁介质;有插接第一容器和第三容器或插接在第一容器和第二容器之间的至少一个气体入口和一个气体出口。
本发明还提供了一个用于处理生物流体的方法，该方法包括使生物流体由第一容器通过包括红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置;其次将该生物流体送入第三个接收容器以及任选的第四个接收容器;并将生物流体由第一容器送入第二个接收容器;在该方法中，将生物流体送往第二或第三个接收容器当中至少一个中，它包括通过一个气体出口将该生物流体处理系统中的气体排出，或通过一个气体入口将气体引入该生物流体处理系统中。
本发明的生物流体处理系统的操作一般可以按以下所述来加以介绍生物流体被置于第一容器中或采集袋中，在其中可以进行处理。例如，生物流体可以加以离心分离处理，以形成清液层和沉淀层，该清液层可以通过一有作用的生物医学装置(例如，包括红细胞障壁介质)从第一容器压入另一个容器中。第一个容器中的沉淀层在通过另一个有作用的生物医学装置(例如，包括有白细胞脱除介质)之后进入另一个容器。
通常，在利用这些附图作为参考时，该生物流体(例如，献血者的血)直接被吸入采集袋(11)中。该采集袋(11)，带有或不带有该系统的其他部件，而后可以加以离心分离处理，以便将该生物流体分离成为清液层(31)和沉淀层(32)。离心处理后，如使用的是全血，则清液层主要是PRP，沉淀层主要是PRC。该生物流体可以从该采集袋中分别以分离清液层和沉积层的形式被压出来。在采集袋(11)和可弯曲管(25)之间，或该管之内可以有一个夹具或类似的器具，以防止从进入错误的管道的清液层流动。
通过在该采集袋和该生物流体的目的地(例如一个象一个卫星袋或一个管道一端上一个针头的容器)之间维持一个压力差，使该生物流体通过该系统运动。本发明的系统适合于同传统的用于建立该压差的装置，例如压缩机一起使用。建立这种压差的典型的办法可以是利用重力压力、加压于采集袋(例如用手或一个压力封套)，或将另一个容器(例如卫星袋)放入一个室(例如一个真空室)中，该室在采集袋与另一个容器之间建立起一个压差。还包括在本发明范围之内的可以是一些压缩机，这些压缩机产生基本上在正个采集袋上的相等的压力。
当该生物流体从一个袋进入下一个袋时，它可以通过至少一个包括至少一种多孔介质的有作用的生物医学装置。一般说来，如果该生物流体是所述的清液层(例如PRP)，它可以从该采集袋出来通过一个或多个装置或组件，这些装置和组件包括一种或多种多孔介质，即白细胞脱除介质，红细胞障壁介质，将红细胞障壁介质和白细胞脱除介质组合在一多孔介质中的多孔介质或者串联在一起的白细胞脱除介质和红细胞障壁介质。在一个优选的实施例中，如果该生物流体是清液层，例如PRP，那么该清液层首先穿过红细胞障壁介质，而后穿过白细胞脱除介质。清液层一直流动到红细胞(例如，以淡黄色覆膜形式存在)接触红细胞障壁介质并且流动停止为止。在通过了白细胞脱除介质之后被脱除了白细胞的清液层可以从该系统中被分离出来，而相应的成分可以作进一步的处理。
如果正在进行处理的生物流体是沉淀层(例如PRC)，它可以由该采取袋进入它的相应的卫星袋，这要通过包括至少一种同该沉淀层一起使用多孔介质装置或组件。一般说来，然后，目前主要含有红细胞的采集袋(11)受到一压差作用，如以上所述，以便准备好PRC白细胞脱除组件(17)，并且使流动开始。当PRC由采集袋进入PRC卫星袋时，它可以穿过包括至少一种同PRC一起使用的多孔介质的至少一种装置或组件。
如早些时候所述的那样，用图2举例说明的系统与先前用图1所描述的系统类似，除了该附加的分离组件之外，该系统包括一个非离心式分离装置(14)，该装置插接在PRP白细胞脱除过滤器组件和第三容器之间。此外，与图1中所例举的系统不同，第三和第四容器并不通过管道彼此连通。在使用这一系统的时候，清液层(例如PRP)可以通过白细胞脱除介质，而后通过非离心式分离装置(14)，在其中它可以加以处理并被分离成为各种成分，这些成分分别被收集在第三容器(15)和第四容器(16)中，在一个优选的实施例中，如果清液层流体是PRP，当该PRP通过该非离心式分离装置时，它可以被分离为血浆和血小板浓缩物。
在某些情况下，可能需要将被保留或截留在该生物流体处理系统的各个部件中的生物流体的回收率加大到最大值。例如，在某些有代表性的条件下，利用一个有代表性的装置，该生物流体将通过该系统流出，直到流动停止，这可能是在大约半袋被排空时。在本发明的一个实施例中，被保留的液体利用至少一个气体进口和/或气体出口通过该系统进一步加以处理。这种结构形式的例子在图3中所示。这就保证了更完全地排空所述容器或有作用的生物医学装置。一旦所述容器或有作用的装置被完全排空，则流动也就自动停止了。
在另一个实施例中，本发明还包括一个座架，它在离心过程中将该有作用的生物医学装置它包括一过滤器组件或一个或多部件的组件固定在适当位置上，以便使它(它们)不受在离心过程中所产生的力的损坏。
通过参考图4所示的示范性结构形式将对本发明的这一实施例理解的更好。在离心阶段(在该阶段红细胞被浓缩在采集袋的底部)可能产生的力最大可达重力的5000倍(5000G)或更大。因此，采集袋最好是韧性的，就象其它的一些袋子那样，使它们(红细胞)沉积到底部并紧靠离心机吊桶(120)的壁，结果这些袋子本身受到的力很小或不受力。
与袋子和管子的韧性和可弯曲性相反，所述多孔介质一般是存放在硬塑料罩里(其组合被称为过滤器组件)。PRC罩的尺寸一般大于PRP的罩，因此，在离心过程中遭受破坏的可能性也增大了。例如，典型的PRC过滤器组件可能大约重20克(大约0.04磅)，但在5000G的离心条件下它的实际重量可能要大5000倍，或大约为200磅。因此，在通常的离心系统中要避免打碎该塑料盒是困难的。甚至十分小心的将PRC过滤器组件放入离心机吊桶中同样会导致塑料管子或袋子的损坏。此外，在离心阶段加大离心吊桶以便将过滤器组件容纳在该吊桶中不是理想的，因为这不仅需要使用更大的和更精细的离心机，而且还需要重新训练成千上万的血液处理技术人员以便熟练地将成套的血液袋装入一种新型的离心机吊桶里。因此，改进后的血液采集和处理系统或组件应该是可以与目前的离心机吊桶一起使用，这才是理想的。根据本发明，这一任务最好是通过找出PRC过滤器组件合适的位置以使它离开最大的G力方向的方式来完成，对这一点来说，更可取的是按照图4所示的方式不用或部分地使用通常使用的那种离心机吊桶。
在图4中，吊桶(120)描述一个按目前血库惯例所使用的那样的离心机吊桶。这些吊桶一般用高强度钢实心壁构成，这些实心壁围成一开口空间(121)。可以将血液袋、它的卫星袋以及插入的管子放入该吊桶中。用于固定过滤器组件的座架(122)可以用任何高强度材料，最好是金属或金属合金制造;就它们的强度而言钛和不锈钢更为合适，并且使用这种材料容易保持清洁的环境。座架(122)的下部(123)加工的形状要同时与空腔(121)相适应，深度最好是约0.5至1cm。弹簧夹子或其他器具可以用来将座架(122)固定在和/或容纳在吊桶(120)中。设置在座架(122)上部的凹槽(124)加工的形状最好能同时容纳过滤器组件(114)的出口(125)，并且允许过滤器组件(114)的底部支撑在与凹槽(124)相邻的座架(122)的平板状上表面上。凹槽(124)的中心部分(126)可以成一定比例，使得过滤器组件(114)的口部(125)通过摩擦配合嵌入凹槽(124)的至少一部分当中。凹槽(124)的两端之间的间隔最好减少到某一宽度，使得与过滤器组件(114)的进口和出口连接的可弯曲的管子(112)被牢固地夹持住，因而当过滤器组件(114)被安装在座架(122)上时有助于使之稳定。于是，可弯曲的管子(112)未受支撑的部分垂下来进入该吊桶中，以保持容纳在其中的血液采集装置的平衡。最好是座架(122)将过滤器组件(114)夹住，以便使多孔介质的平面大体上与在离心机运行过程中所产生的G力相垂直。此外，该座架和过滤器组件应固定在离心机吊桶之上或之中以免受旋转期间吊桶(120)的正常的自由振动的干扰。
由于PRP白细胞脱除组件一般是相当小并非常轻，所以它可以固定在带有那些袋子和管子的吊桶之内。然而，在本发明的另一个实施例中，凹槽(124)的形状可能要加工，使可以安装一个以上的过滤器组件，例如一个PRC过滤器组件和一个PRP过滤器组件。
在本发明的另一个实施例中，可以使用一个较大的座架以安装第一过滤器组件，而可以将安装第二个过滤器组件的第二个座架套在第一座架和过滤器组件的顶部。本领域熟练的技术人员将会认识到可以使用各种设计方案、构造形式和/或装置来完成这些功能。
根据本发明，生物流体处理装置应该能耐严格的消毒和离心环境，这一般包括辐射消毒(在大约2.5兆拉德)和/或高压蒸煮消毒(在大约110℃到120℃温度下进行大约15至60分钟)，和或离心处理(一般为在2500到3500G条件下进行大约5到15分钟;可以肯定地说，生物流体成分要想获得最大的收率，离心操作可能要在5000G条件下进行20分钟)。
现在，该装置的每一部件将在下面作更详细的介绍。
在该生物流体处理组件中所使用的那些容器可以用与生物流体相容的和能耐离心和消毒环境的任何的材料制造。种类繁多的这类容器在本专业领域是已知的。例如，血液采集袋和卫星袋一般是增塑的聚氯乙烯，即用苯二甲酸二辛酯、苯二甲酸二乙基己基酯或苯三酸三辛基酯增塑的PVC。这些袋子也可以用聚烯烃、聚氨基甲酸乙酯、聚酯和聚碳酸酯来制造。
如这里所使用的那样，所述管子可以是能实现容器间连通的任意的导管或部件，一般可以用与制造容器的材料相同的柔韧材料来制造，最好是用增塑PVC。管子可以延伸到容器的内部，例如可以用作虹吸管。可能有许多用来实现与任意一个单独的容器流体连通的管子，它们可以按许多方式配置。例如，至少有二根管子配置在采集袋的顶部或袋子的底部，或在袋子的每一端配置一根管子。
此外，这些管子、有作用的生物医学装置和容器可以加以布置，以确定不同的生物流体流路。例如，当处理全血时，PRP可以沿第一确定流动路径，即通过红细胞障壁组件、PRP白细胞脱除组件，而后进入一个卫星袋。同样，PRC可以沿第二确定流动路径，即通过PRC白细胞脱除组件，然后进入一个卫星袋。因为有不同的确定的或不确定的流动路径存在，生物流体(即PRP和PRC)可以同时地或顺序地流动。
封口、阀、夹子、转移支路隔板以及类似的东西一般固定在该管子中或该管子上，这意味着本发明不受用于构成这些容器或连接这些容器的管子的限制。
各种多孔介质的组成将部分地取决所需要的功能，例如阻挡红血细胞或脱除白细胞。一种较为可取的多孔介质的组成是纤维构成的栅网或织物。这些纤维最好是热塑性的。这些多孔介质纤维可以包括任意的与生物流体相容的纤维，可以是天然的纤维，或是人工合成纤维。用于PRC多孔介质的纤维所具有CWST最好是高于大约53达因/厘米，用于PRP的多孔介质的纤维所具有的CWST高于大约70达因/厘米。根据本发明，这些纤维为了达到或提高CWST值最好加以处理或改进。例如，这些纤维可以进行表面改进以提高这些纤维临界潮湿表面张力(CWST)。此外，这些纤维可以进行粘接、熔合或利用其他方式彼此固着在一起，或者用机械方法缠绕在一起。其他一些多孔介质，例如按如上所述作过表面改进的开孔泡沫塑料同样可以使用。
虽然可以用与生物介质相容的材料制取多孔介质，一些实际的条件要求首先考虑使用市场上可买到的材料。例如本发明的多孔介质最好是利用可形成纤维的和可用作接枝基底的人工合成聚合物。这种聚合物最好是应该可以在离子化辐射的影响下同至少一种烯属不饱和单体反应，而基体不受辐射明显地或超量地有害影响。适合用作基底的聚合物包括，但不限于，聚烯、聚酯、聚酰胺、聚砜、丙烯酸系列树脂、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸类氧化物和硫化物，以及用卤化链烯和不饱和腈类制取的聚合物和共聚物。例如，包括，但不限于，聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙酸纤维素和尼龙6和66。较为理想的聚合物是聚链烯烃、聚酯和聚酰胺。最为理想的是聚对苯二酸亚丁基酯(PBT)。
纤维的表面特性可以保持不加改进，或可以通过许多方法加以改进，例如，通过化学反应，这包括湿式或干式氧化反应;通过利用在其上沉积聚合物的方式对该表面进行涂敷;或者通过接枝反应，在该反应中在用单体溶液湿润纤维表面之前或湿润过程中借助暴露于一种能源使基底或纤维表面活化，这些能源例如热，范德格喇夫起电机、紫外光或其他一些形式的辐射源;或者对纤维进行气体等离子处理。较为可取的方法是利用γ射线的接枝反应，例如由钴源发出的γ射线。
一种示范性的辐射接枝技术应用了多种单体当中的至少一种，每一种这样的单体都包括一乙烯部分或丙烯酸部分和一个第二基团，该基团最好是一个亲水基(例如-COOH或-OH)。纤维介质的接枝也可以利用一些化合物来完成，这些化合物含有烯类不饱和基团，例如丙烯酸部分，并带有一个羟基，较为可取的单体包括异丁烯酸羟乙基酯(HEMA)或丙烯酸。带有一个烯类不饱和基的那些化合物可以同一个第二单体相结合，例如丙烯酸甲酯(MA)、异丁烯酸乙酯(MMA)或异丁烯酸(MAA)。MA或MMA最好是掺入到用于处理PRC的多孔介质中，而MAA最好是掺入到用于处理PRP的多孔介质中。在改性混合物中MAA和HEMA单体的重量比最好是在大约0.01∶1与大约0.5∶1之间，在改性的混合物中MA或MMA与HEMA单体的重量比最好是在大约0.01∶1与0.4∶1之间。使用HEMA提供了非常高的CWST值。还可以使用类似功能特性的化合物以改善纤维的表面特性。
对于用来同生物流体，例如PRP，一起使用的上述所有这些种类的多孔介质来说，纤维的CWST值较为可取的分布范围是高于大约70达因/厘米，一般为大约70到115达因/厘米;更可取的范围是在大约90至100达因/厘米，最为可取的范围是在93至97达因/厘米。Z电位的较为可取的范围(在血浆pH值7.3)是大约-3到大约-30毫伏，更可取的范围是大约-7至大约-20毫伏，最可取的范围是大约-10至大约-14毫伏。
如果需要，通过有作用的生物医学装置的生物流体的流速可以加以控制以获取大约10至40分钟的间隔内的总流时间，控制的办法是通过选择合适的元件直径、元件厚度、纤维直径及密度，和/或通过改变多孔介质上游或下游或上游加下游管子的直径。按这些流速，白细胞的脱除效率可达到超过99.9%。如果被处理的生物流体可达到超过99.9%。如果被处理的生物流体是PRP，这种水平的效率可能使得获得每单位PC少于大约0.1×106个白细胞的PC产生，而指标是少于大约1×106。
在本发明的一个优选的实施例中，红细胞障壁层组件较为可取的是包括纤维表面积大约0.04至0.3m2的多孔介质，0.06至0.20m2更好。多孔介质的流通面积的较为可取的范围是大约3至大约8cm3，更可取的范围是大约4至大约6cm3。空隙容积的较为可取的范围是从大约71%至大约83%，更为可取的范围是从大约73%至80%。由于它们的尺寸非常小，所以，根据本发明的这种变化类型的一种优选的装置显示出比较低的滞留体积。例如，当被处理的生物流体是PRP时，根据本发明的这种变化类型的这种装置在其内部只滞留大约0.5至大约1cc的PRP，显示出血小板的损失低于0.5%。
根据这种变化制造的并且插置在血液采集袋与PRP袋之间的红细胞障壁层组件一般将除去85%至99%或更多的附随的白细胞，脱除率不足以始终达到每单位PC的残余白细胞计数小于106个白细胞。然而，这种组件的主要功能是在倾析处理过程中起一个自动阀的作用，这种处理是按以下方式进行的，即在红细胞接触包括多孔介质的有作用的生物医学装置的那一时刻立即使诸如清液层这样的生物流体(例如PRP)停止流动。这种类似阀的作用的机制尚未被充分弄清楚，但这可能反映了在红细胞到达多孔表面、形成阻止或阻碍清液层进一步通过多孔介质的阻挡层时红细胞的聚集作用。
红细胞在同多孔介质接触时的聚集作用似乎与CWST和或其他尚未被弄清楚的纤维的表面特性有关，这些特性是由本文所述用于改善纤维的程序所产生的。所提出的机制的这一理论得到下述事实的支持存在可高效地脱除人体红血细胞清液白细胞、以及其孔径小于0.5μm的纤维，当施加与本发明所使用的同样大小的压力时红细胞可自由地通过这种孔而完全不会发生堵塞。
另一方面，本发明的这些多孔介质(孔径一般大于0.5μm)在与红细胞接触时，突然使红血细胞的流动停止。这暗示类似阀的作用与孔的尺寸或过滤机制无关或不是由于孔的尺寸或过滤机制引起的。这种类似阀的作用的机制尚未被弄清楚，但它可能反映当红细胞到达多孔介质表面、形成一障壁，它防止或阻止含有红细胞的生物流体通过多孔介质进一步流动时与Z电位有关的红细胞的聚集。
在本发明的装置的另一种变化类型中，一般在大约10到40分钟的时间间隔中，由大约450cc人血的一个单位中分离出的PRP通过一种有作用的生物医学装置，该装置包括一种多孔介质，较为可取的是包括接枝纤维，其表面积分布在大约0.08到大约1.0平方米，更可取的是在大约0.1到大约0.7平方米，其空隙体积分布在大约50%到大约89%，更可取的是在大约60%到85%。多孔介质最好是刚性园柱状，其直径与厚度之比最好是在大约7∶1到大约40∶1的范围内。纤维直径的分布较为可取的是在大约1.0到大约4μm，更可取的是在大约2到3μm。关于本发明前面那种变化类型，这种变化类型具有较大的纤维表面积、较大的多孔介质流通面积、较小的多孔介质密度和增大的空隙体积。
所有这些参数都是可以变化的;例如，当保留纤维总量不变时多孔介质的直径可以减小，而厚度可以增大，或当增大纤维的总量时，纤维的直径将变得比较大，或与预制的相反，纤维可以填入一园柱状盘中。这样一些变化类型都包括在本发明的范围内。
本发明的其他变化可以包括一个由多孔介质组成的有作用的生物医学装置，在该装置的上游段的密度比下游段高。例如，由多孔介质组成的该有作用的生物医学装置可以包括一个用阻止红血细胞通过的较高密度的上游层和一个用于脱除白细胞的较低密度的下游层。
在本发明的一个实施例中的这个多孔表面是按照和前述方案相同的方法改进过的表面，但在使纤维表面积成分增加的同时，其密度稍有减少。这样可以使接触的红细胞流自动堵塞和白细胞的高效率脱除结合起来。
本发明的这个变化的纤维表面积的可取范围是约从0.3到2.0m2，更可取的范围是约从0.35到0.6m2。纤维表面积的上限值会影响在相当短的时间内完成过滤这个要求的实现，因而，如果允许比较长的过滤时间，则可以增加纤维表面积的上限值。红细胞障壁组件的可取的空隙体积范围约从71%到83%，更可取的范围是从约75%到80%。可取的流动面积的范围约从2.5到10cm2，更可取的面积是从3-6cm2。白细胞的脱除效率可以超过99.9%以上，这个数值相应于可得到每单位平均残余白细胞含量小于0.05×106。
对于上述的用于生物流体例如PRP用的多孔介质的所有变化来说，纤维的CWST的较可取范围是约在70达因/cm以上，典型的范围约从70到115达因/cm，更可取的范围是约从90到100达因/cm，最可取的范围是约从93到97达因/cm。Z电位的可取范围(在血浆的pH值为7.3时)约从-3到-30mV，较可取的范围是约从-7到-20mV，更可取的范围是约从-10到-14mV。
在本发明的一个优选实施例中，供生物流体例如清液层(例如，PRP)用的多孔介质典型包括在美国专利4880548中所描述的那种，该专利包括在本申请的参考文件中。
在本发明的一个优选实施例中，供生物流体例如沉淀层(例如PRC)用的典型多孔介质是包括美国专利4925572和4923620中的那类装置，这两篇专利包括在本申请的参考文件中。
如上指出的那样，当沉淀层(例如PRC)被从收集袋中挤压出来时，为了减少沉淀层的白细胞含量可以使沉淀层经过白细胞脱除过滤器组件处理。根据本发明，用于使白细胞从生物液体的红细胞叠集成分中分离出去的多孔介质包括一个白细胞分离器元件，可取的器件典型是利用辐射接枝软化吹制的纤维制成的，该纤维的平均直径约从1到4μm，可取的范围为从2到3μm。可取的材料是聚丁烯对苯二甲酸酯(PBT)织物，将PBT织物热压成约从65%到90%的空隙体积，更可取的空隙体积是约从73%到88.5%。
在红细胞叠集中和在全血中一样，红细胞悬浮在血浆中，它具有表面张力约为73达因/cm。为了脱除PRC中的白细胞的含量，CWST的值最好是大于53达因/cm。CWST的典型范围约从53达因/cm到115达因/cm。但本发明的CWST值不限于这个范围，较可取的CWST是大于约60达因/cm，更可取的是约从62达因/cm到小于90达因/cm。
这个从PRC中脱除白细胞的多孔介质主要供从抽出约8小时之内献出的血液中获得PRC用，它也可以用于过滤在4℃下贮存几周以上的PRC，但是因为随贮存时间增加在过滤期间堵塞的危险可能增加，例如可以在前述的这些介质的前面利用预过滤器。这种危险可以减少。
这些用于从生物流体中脱除白细胞的有作用的生物医学装置，可以用在一个宽范围的白细胞脱除效率内设计。例如，假设该有作用的生物医学装置打算供从PRC脱除白细胞用，如果多孔介质是由2.6μm和重量约为ρ(27.98- (29.26V)/100 )克……(3)的纤维组成，式中ρ＝纤维的密度 克/ccV＝空隙体积，%在用于从PRC中脱除白细胞时，由注入的白细胞浓度同流出的白细胞的浓度比值来确定效率的对数值，可以从公式Log效率＝25.5(1- (V)/100 ) ……(4)在很多应用中，是在加压力从30mmHg柱到300mmHg柱高的条件下，要求保持单位PRC通过有作用的生物医学装置所需时间，保持少于大约30到40分钟，为了达到这个流速，这个装置最好是制成具有流量面积约30到60cm2的尺寸。
例如，利用7.7克2.6μm直径，1.38g/cm3密度纤维制成的8.63cm直径(面积＝58.5cm2)具有76.5%空隙体积的多孔介质就能满足方程(3)的要求，根据方程(4)，它的白细胞脱除效率为log 6，如果注入的白细胞浓度是109白细胞/单位，则流出的浓度将是 (109)/(106) = 103与此类似，如果利用2.6μm直径，密度为1.38g/cc的纤维制成V＝88.2%多孔介质，该多孔介质的重量将由方程(3)来确定。
1.38[27.98-(29.26× 88.2/100 )]＝3.0glog效率由方程(4)得出log效率＝25.5(1- 88.2/100 )＝3.0如果注入的白细胞浓度为每单位PRC 109，流出的浓度将为 (109)/(103) = 106/单位方程(3)和(4)可适用于空隙体积在73%到88.5%的范围的情况下，其对应的效率范围是约从log3到log7。
方程(3)和(4)可以借助有限的试验为设计和制造优化的或接近优化的白细胞脱除过滤器组件提供了很有用的准则，当然一个本专业技术人员应该承认，根据这些公式得出的各种多孔介质的方案和改型都能生产出有用的产品来。这些多孔介质的典型改型和它们的性能效果将在下面指出。
理想器件的特性 根据方程(3)和(4)做出的改变增加白细胞的脱除效率降低纤维的直径(1)增加纤维的重量降低空隙体积降低堵塞的可能性 增加过滤器件的面积提供预过滤增加空隙体积减少内部的滞留体积降低空隙体积(2)去掉予过滤(2)采用较细的纤维(1)增加PRC的流动速率 处理血液，使PRC有较低的红细胞密度，因此降低了粘度在过滤时采用高压差增加过滤器的面积，同时减少厚度增加过滤器元件的空隙体积经得住比较高的压差 减少元件的空隙体积采用较粗的纤维(以降低效率为代价)
用具有较高模量的纤维(1)采用的纤维直径太小，在正常的工作压差的条件下也可能引起多孔介质的压坏。
(2)可能使过滤时间过长，或者在完成一个渗透过程之前就发生全部堵塞。
外罩可以用任何适宜的不能透过的材料，包括不能透过的热塑性材料制作。例如最好是把透明的或半透明的聚合物(例如丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂)通过注射模压成外罩。这样的外罩不仅制造容易和经济，而且还能通过外罩观察到流体通过。
为了使用方便，迅速注入和有效的空气清除，在设计外罩时可以考虑使多孔介质密封在外罩中或靠压配合固定在外罩中。
虽然外罩可以制成各种形状，但是本发明的多孔介质的外罩最好是由例如美国专利4880548，4923620和4925572所描述的那样的外罩。这些外罩和图4中外罩(114)基本上相似。
本发明涉及从生物流体中分离出一种或多种组分。根据本发明，把一种生物流体，特别是血液放到至少能使该生物流体中的一种组分(特别是血浆)通过的适宜的分离介质上，而生物流体的其它成分(特别是血小板和/或红细胞)不能通过该分离介质。由这些其它组分造成的分离介质堵塞被限制到最小或被防止。
如图5所示，本发明的一个可取的分离装置包括一个带有任何通用方式连接起来的第一部分(210a)和第二部分(210b)的外罩(210)，例如，第一部分罩和第二部分罩(210a)、(210b)连接，可以利用粘接剂，溶剂或一个或多个连接器。外罩(210)还有一个入口(211)和第一出口(212)，第二出口(213)。以便使第一流体通道(214)建立在入口(211)和第一出口(212)之间，第二流体通道(215)建立在入口(211)和第二出口(213)之间。具有第一表面(216a)和第二表面(216b)的分离介质(216)固定在外罩(210)里面、在外罩的第一部分(210a)和第二部分(210b)之间。此外，分离介质(216)和第一流体通道(214)保持平行并同第二流体通道(215)交叉。
本发明的实施例可以用种种方法成形，以便保证生物流体同分离介质(216)的第一表面(216a)保持最大的接触，以及减轻或消除在该分离介质的第一表面(216a)上的堵塞。例如分离装置可以包括一个朝向分离介质(216)的第一表面(216a)的第一浅室。在第一浅室中可以包括安排一些肋条，以便使生物流体散布到分离介质(216)的整个第一表面(216a)上。换句话说，第一浅室可以包括一个或多个通道，导槽、管道、通路等，它们可以是蛇形的，平行的，曲线形的其它各种形状的。
流体通道可以是合适的各种设计和构造，例如通道的横截面可以为矩形的、半园形的，深度可以为恒定的，可取的通道，例如在入口(211)和出口(212)之间的有矩形的横截面，深度是变化的。
在图6、7和8中示出的实施例中，外罩(210)的入口(211)连接到蛇形流体流动通道(220)(221)和(222)上，这些通道朝向分离介质(216)的第一表面(216a)，通道(220)-(222)把生物流体的入口流分成横穿分离介质(216)的第一表面(216a)的多个流路，沿着第一表面(216a)扩展，这些蛇形的流体流动通道(220)(221)和(222)，在外罩(210)的第一出口(212)处汇合。
本发明的实施例可以以各种方式安排，以使横过分离介质(216)上的反压减至最小，以及确保足够高的流向第二出口(212)的流动速度，从而防止表面(216a)污垢和使滞留体积限制到最小。该分离装置包括一个朝向分离介质(216)的第二表面(216b)的第二浅室。和第一浅室相类似，第二浅室可以装有一些肋条或者可以包括一个或多个通道、导槽、管道、通路等，它们可以是蛇形的，平行的，曲线形状的或具有其它的各种形状。
流体流动通道可以是任何合适设计和构成，例如通道截面可以设计成矩形的，半园形的或三角形的，其深度可以是恒定的或是变化的。在图9-11中示出的实例中，几个蛇形流体通道(231)，(232)，(233)，(234)和(235)朝向分离介质(216)的第二表面(216b)。使这些蛇形流体流动通道(231)-(235)沿着第二表面(216b)延伸可以汇合在第二出口(213)处。
肋条、壁或凸起(241)，(242)用于限定了第一和第二浅室通道(220)-(222)，(231)-(235)和/或在外罩(210)中支持或定位分离介质(216)。在本发明的一个优选的实施例中，第二浅室中的壁(242)的数目比第一浅室中的多，从而可以防止由于通过分离介质(216)中的压差引起分离介质的变形。
在使用时，将一种生物流体，例如全血或PRP，在足够的压力下的任何一个适合的生物流体源输入到外罩(210)的入口(211)。例如可以利用注射器把生物流体注到入口(211)，或者利用重力压力，压力封套或一个挤压器从柔性袋中把流体压进入口(211)。生物流体从入口(211)流入第一浅室的通道(220)-(222)，然后经第一流体流动通道(214)，横穿过分离介质(216)的第一表面(216a)到达第一出口(212)。至少一种生物流体组分(例如血浆)通过分离介质(216)，进入第二浅室的通道(231)-235)，然后经第二流体流动通道(215)到达第二出口(213)。当生物流体持续沿着第一流动通道(214)，然后横过分离介质(216)的第一表面(216a)，越来越多的血浆通过分离介质(216)。然后脱除血浆的流体在第一出口(212)离开外罩(210)，并回收在一个容器(217)，而血浆在第二出口(213)离开外罩(210)并回收在另一容器(218)中。
尽管任何含有血浆的生物流体可以和本发明结合使用，但是本发明特别适合于血液和血液的产品(特别是全血或PRP)。将PRP按照本发明进行处理，可以获得PC和无血小板的血浆而不需要离心PRP，并没有上面讨论过的伴随的缺点。无血小板的血浆也可以从全血中得到。按照和整个装置一致的任何合适量，并用任何合适的方法提供这种生物流体，例如，用一个挤压器或一个注射器连接到一个血袋分批提供，或用一个分离性输血系统连续提供。如图5中所示的典型的生物液体源主要包括一个注射器(219)或一个生物流体收集和处理系统，如在1990年11月6日申请的07/609654美国专利申请中所描述的生物流体源，该申请作为本申请的参考被引证。生物流体源还可以包括一个分离性输血系统和/或可以包括一个经该系统使生物流体再循环的系统。
尽管本发明的装置的外罩和分离介质可以是任何适宜的形状和材料。但是可取的装置是有一个入口和两个出口，在不损害装置的正常功能的情况下可以采用各种不同的结构。例如，只要能使生物流动沿切向透过分离介质的表面，可以采用多个入口。为了防止血浆反向透过分离介质返回到脱除血浆的流体中，最好是使血浆贮存在和分离介质分开的区域中。
在本发明的装置中，分离介质和外罩可以用任何适合的材料制成任何适合的形状，分离介质可以用任何适宜的方式布置，只要能使生物流体流动切向或平行于分离介质，并保持充分的区域，以避免或减少粘附到分离隔膜上实体的血小板到最小。本领域的技术人员应该知道，血小板的粘接可以通过操纵诸因素流体流动的速度，通道的形状，通道的深度，改变通道的深度，分离介质的表面特性，分离介质表面的光洁度，和/或流体透过分离介质表面的角度和其它因素一起来控制或影响。例如第一流体流动的速度最好高到能足以使血小板从分离介质表面移掉。超过30cm/秒的速度被认为是合适的，但这不是对速度的限定。
生物流体流动速度还受到生物流体的体积，改变通道的深度和宽度影响。例如在图7中示出的通道的深度可以约从0.25至0.01英寸。本专业的普通技术人员应该知道，通过控制这些和另外一些要素可以得到所要求的速度。此外，与具有粗糙表面的膜相比较，血小板不容易粘接到具有光滑表面的分离介质上。
根据本发明，分离介质由适于血浆通过多孔介质制成，在此处使用的分离介质可以包括(但不限于)聚合物纤维(包括空心纤维)聚合物纤维基体，聚合物膜和固体多孔介质，按照本发明的分离介质能够把血浆从含有血小板的生物溶液(典型的是全血或PRP)中分离，而不分离出蛋白质的血液组分以及不允许很多的血小板通过。
根据本发明的分离介质的平均孔隙额定值最好是大致上或本质上小于血小板的平均尺寸。血小板最好不粘到分离介质表面上，以便减少孔的阻塞。分离介质还应该对在生物流体(例如PRP)中的蛋白质具有低的亲合力。这样会使贫化血小板溶液例如不含血小板的血浆应具有一个正常的蛋白质，凝结因子，增长因子和其它需要的组分的浓度。
为了分离大约一个单位的全血，根据本发明的一个典型的分离装置可能包括一个小于血板平均大小，典型小于大约4μm，最好小于2μm的有效孔径。分离装置的这样的渗透率和尺寸是较充分的，在适当的压力(例如小于大约20磅/时2)，在适宜的时间(例如，小于约1小时)，以产生大约160cc到大约240cc的血浆。根据本发明，所有典型的参数可以变化，以达到所希望的结果，即，变化最好使血小板损失减至最小，并且最大的无血小板血浆产品。
根据本发明，纤维形成的分离介质可以是连续的，一定长度的纤维的或软化吹制的。这些纤维可以由任何同含有血小板的生物流体(例如全血或PRP)相容的材料制成，并且可以用各种方法进行处理，以便使介质更加有效，也可以使这些纤维通过粘接、熔化或其它手段相互固定。或者把它们简单地机械地缠绕起来。在这里的膜状的分离介质是指一个或多个多孔聚合物片，例如纺织的或无纺的纤维织物，可以带有或不带有柔性多孔衬底，或者在聚合物溶与一该聚合物不溶的溶剂接触时，通过一聚合物的沉淀在该溶剂中由聚合物溶液形成的膜构成。该多孔的聚合物片通常具有基本上均匀的连续的基体结构，并且它包括有无数小的主要地互相联系孔。
本发明的分离介质可以例如由任何能够形成纤维或膜的合成聚合物制成。虽然对于本发明的装置和方法不是必需的，但是在一个优选的实施例中，该聚合物是可以作为一个与烯属不饱和单体材料接枝用的衬底。最好该聚合物应该是能同至少一种从烯属不饱和单体在离子化辐射或其它活化手段的作用下发生反应，而对其体没有不利的影响。适合用作衬底的聚化物包括(但局限于)聚烯烃类，聚酯类，聚酰胺类，聚砜类，聚丙烯酸氧化物和硫化物，以及由卤代链烯和不饱和腈类组成的聚合物和共聚物。可取的聚合物是聚烯烃类，聚酯类和聚酰胺类，例如聚对苯二酸亚丁基酯(PBT)和尼龙。在一个优选的实施例中，聚合物膜可以由氟化聚合物(例如聚偏氟乙烯)(PVDF)。最可取的分离介质是微孔聚酰胺膜或聚碳酸酯膜。
可以用一些方法改善纤维或膜表面的特性，例如，用包括湿式或干式氧化的化学反应;通过一聚合物在其上的沉积作用来涂这个表面;通过接枝反应，它是通过暴露于一个能源(例如热、范德格喇夫起电机、紫外光、或各种其他辐射)来活化的，以及用气体等离子体处理纤维或膜，优选的方法是用γ-射线(例如由钴源)接枝反应。
在适当的条件下进行的辐射接枝的优点是使在选择反应试剂，表面以及在用于活化所需反应的方法中具有相当大的灵活性。γ辐射接枝是特别可取的，因为其产品是非常稳定和具有检测不出的可萃取出低水含量。此外，利用γ辐射接枝技术制造具有在所希望范围内的CWST的合成有机纤维介质更加容易完成。
一个典型的辐射接枝技术至少使用各种单体的一种，每一个包括一个乙烯或丙烯酸部分以及一个第二基团，这个基团可以从亲水基团(如，-COOH，或-OH)或疏水基(如，甲基，或饱和链烃基团，象-CH2CH2CH3)。纤维或膜表面的接枝也可以通过含烯属不饱和基的化合物(如，-丙烯酸部分)与羟基(如异丁烯酸乙二醇酯)(HEMA)化合来完成。用HEMA作为单体贡献一个很高CWST。具有类似特性的类似物也可用于改进纤维的表面特性。
业已发现，利用某些接枝单体或接枝几个单体的化合作用处理过多孔介质的表面，就在测定CWST时在吸收液体表面张力和不吸收液体的表面张力之间的相差幅度上会出现不同。这一幅度可以从小于3到20或更多达因/cm。分离介质的吸收液体和不吸收液体情况下这两个数值的相差幅度最好约为5或小于5达因/cm。这个选择反映窄幅度被选择时能够控制的CWST更精确，尽管具有宽幅度的介质也是可用的，但为了改进产品的质量控制最好采用窄幅度。
辐射接枝可以增加在纤维介质之间的纤维和纤维之间的粘合。因此，一个纤维介质在未处理状态，呈现纤维与纤维之间的小的或没有粘合，而为了增加介质的CWST对纤维进行辐射接枝处理后的纤维之间的粘合强度明显地改善。
根据本发明的实施例，可以采用经改进的分离介质的表面，通常是用辐射接枝法改进，以便达到所期望的执行特性，从而使血小板用最低限度的堵塞的介质而被浓缩，以及使最终的血浆中基本包含有它的原有的蛋白质的全部组分。具有对蛋白质低亲合力的典型的膜在美国专利4886836，4906374，4964989和4968533中已有介绍，所有这几篇专利都作为本申请的参考文件被引证。
根据本发明实施例的适合的膜可以是微孔膜，是可以用溶铸法制造。
如上所述，确立被处理的生物流体与分离介质的表面平行或切向流动在分离介质中或通过分离介质时，使聚集的血小板最少。根据本发明，可以利用流体通道的任何机械构成来引起切向流动，这样结构的流体通道能在居中的膜表面引起高的局部流体速度。可以用任何适宜的装置(例如重力压力或挤压器)来作为加压在分离介质上的驱动生物流体的压力。
可以用任何适宜的方式使生物流体的切向流动指向分离介质表面的切向或平行方向，最好是利用分离介质表面的主要部分而保持一个能保证血小板不阻塞或封阻分离介质的孔的足够的流速。最好是利用至少一个为最大限度地利用分离介质而设计的蛇形流体流动通道，使生物流体的切向流动指向横过分离介质的表面，这个通道保证了生物流体和分离介质之间的有效总面积的接触，并保持一足够高的生物流体流，从而最大限度地降低或防止血小板粘接到分离介质上。最可取的是利用几个(例如3个或3个以上)流体通道，以便把分离介质固定到适当位置，从而防止由于膜所受的压力而引起的弯曲。流体流动通道可以具有任何适宜的设计和结构，它的深度最好是变化的，以便保持最优的压力和保证流体横过分离介质表面。在分离介质对向着生物流体切向流的一侧也可以采用流体流动通道，以便控制血小板贫化流体的流率和压力降。
可以把本发明的系统同其它有作用的生物医学装置结合使用，这些有作用的生物医学装置包括过滤器和/或分离装置，例如用于从含血小板溶液或浓缩物中除去白细胞的装置。在美国专利4880548和4925572中描述了这些典型的装置，这两篇专利作为整体成为本申请的参考文件。在这里的有作用的生物医学装置是指任何的一些用在收集和/或处理生物流体(例如全血或血的组分)的若干装置、组件或系统。典型的有作用的生物医学装置包括生物流体容器，例如收集、输送和贮存袋，管道和接在容器之间连接头、夹头、密封件等，空气或气体的入口或出口器件，排除气泡器，泵和红细胞障壁器件或组件。有作用的生物医学装置也可以包括一个用于消除生物污染的器件，例如一个高强度光波腔或一个用于取生物流体样品的器件。
本发明的装置可以是类似于分离性输血系统。被处理过的生物流体，富集血小板的溶液、和/或贫化血小板的溶液可以以分批的方式或连续的方式处理。本发明的装置的尺寸、特性和配置可以调整以便根据使用环境的需要来改变装置的容量。
气体出口可以是任何形式的组件和器件，它们只要是能分离气体(例如空气、氧和其它气体)，这些气体在系统中处理生物流体时，可能存在于生物流体的处理系统中。气体入口可以是任何种类的器件或组件，它们可以使允许气体(例如空气、氧和其它气体)进入到处理系统。
此外，选择气体入口和气体出口时应考虑不能损害系统的无菌状态。该气体入口和气体出口特别适于在封闭系统中使用，或者可以应用后者，例如在约24小时后被敞开的系统中，合适气体入口和气体出口包括一个具有足够小的孔径的疏液体的多孔介质，以便消除细菌进入到系统进口。因为疏液体的多孔介质是不可能或难于被在系统中处理的生物流体润湿的，所以，在接触到疏液体介质的系统气体将通过该多孔介质。而生物流体不被疏液体介质吸收。疏液体多孔介质的典型孔隙尺寸约小于0.2μm从而提供满意的阻挡细菌的能力。
予蒸溅在这里是指在器件的或组件的内表面允许分离组件插入到系统中的实际使用之前的对器件或组件的润湿或蒸溅，将一个阀或夹子打开使流体流动通过组件，随着流体通过组件，流体下游的气体被挤到气体出口，直到流体到达一个分支元件后将夹子夹紧，随着夹子达到一个闭合的位置，可以将气体出口下游的连接管打开或者准备使用，而不使在组件中液滴通过连接器。
根据本发明的处理系统可以装有一个气体入口，以便在大多数处理过程已经进行之后，和/或随着气体出口允许在系统中的各部件中的气体从待处理的液体中离开时，允许空气或气体注入到系统中。气体入口和出口可以和系统中的至少一个有作用的生物医学装置或容器连接在一起使用，或者使它们单独使用。
为此，气体入口和出口可以装在系统的各种元件中。作为一个例子，气体入口和气体出口可以装在至少一个连接不同容器的管道上、容纳处理过的生物流体的容器壁上、或在这些容器之一的里面或上面的气口中。气体入口或气体出口也可以装在上述论及部件的组合的里面或上面。此外，一个有作用的生物医学装置可以包括上述的一个或多个气体入口或气体出口。当然通常可取的是把气体入口或气体出口装在连接容器的导管上或在有作用的医学装置中。在任一管道中，在任一容纳生物流体容器中或在一个有作用的生物医学装置中使用多于一个气体入口或气体出口也包括在本发明的范围内。
显然，对于本专业的普通技术人员来说，为了获得期望的结果，可以使气体入口或气体出口的位置最优化，例如，可取的是在有作用的生物医学装置上游位置按排气体入口，以及在第一容器里或尽可能靠近第一容器的位置上，以便能最大限度地回收生物流体。可取的是在有作用的生物医学装置的下游安排出气体口，以及尽可能靠近生物流体接收容器，以便使从系统中排出的气体量达到最大。
对系统中仅有一个气体入口或一个气体出口的情况下，气体入口或气体出口这样的位置是特别可取的。
气体入口和气体出口是由至少一个能允许气体通过的多孔介质构成。
根据本发明，可以从生物流体处理系统的各个组件中获得最大的回收。例如把全血经过一个处理步骤而使PRP和PRC层分离出。然后将分离出的全血组分的各部分分别经相应的管道和有作用的生物医学装置(如果有的话)挤压到各自的接收容器中。可以利用净化气通过管道或有作用的生物医学装置或通过在系统中至少产生局部真空，以便吸出滞留的血液产物并使它们排入到相应的接收容器或有作用的生物医学装置中的办法，使在处理期间截留在这些元件中的血液产品回收，净化空气可以来自某些气源中的任何一个。例如生物流体系统可以装有供存储净化气的贮存容器。净化气可以是在处理过程中从系统排出的气体，或净化气可以是从一个外气源(例如通过注射器)无菌注射到系统中。例如最好是使用在一个同生物流体隔开的单独容器虽无菌净化气。
气体入口和气体出口包括能使气体通过的所设计的多孔介质。只要能够达到具体的多孔介质所需要的性能，可以采用各种材料。这些性能包括为了承受在使用中所受到的差压以及能够提供所需要的过滤能力，在能提供所需的渗透性的同时而不适用过压必要的强度。在无菌系统中，多孔介质的具有孔径额定值最好为约0.2μm或更少，以便阻止细菌通过。多孔介质可以是例如多孔纤维介质，如一个深过滤器，或多孔膜或片。可以采用多层多孔介质，例如，带一层疏液体层和另一层为亲液体层的多层微孔膜。
可取的原材料是合成聚合物，包括聚酰胺类，聚酯类，聚烯烃类，特别是聚丙烯和聚甲基戊烯，全氟化聚烯类，例如聚四氟乙烯，聚砜类，聚二氟乙二烯，聚丙烯腈等，以及聚合物的相容混合物。最可取的聚合物是聚二氟乙二烯，在聚酰胺类中，可取的聚合物包括聚亚己基二酰胺、聚ε-己内酰胺，聚癸二酰甲二胺，聚7-氨基庚烷酰胺，聚亚丁基己二酰胺(尼龙46)，或聚亚己基壬二酰胺，以聚亚己基己二酰胺(尼龙66)是最可取的，特别可取的是不带表层的基本不溶于乙醇的，亲水聚酰胺膜，例如在美国专利4340479中所描述的那些膜。
其它的原材料也可以用于制造本发明的多孔介质，包括纤维素的衍生物，例如乙酸纤维素，丙酸纤维素，乙酸丙酰纤维素，乙酸丁酸纤维素，和丁酸纤维素。非树脂材料例如玻璃纤维也可以使用。
通过气体出口或气体入口的空气流量率应根据具体的生物流体或感兴趣流体的要求来改装。空气流量率直接随多孔介质的面积和所加的压力的不同而变化。一般来说，多孔介质面积应使生物流体处理系统在工作条件下在所需的时间内完成准备工作来设计。例如，在医学应用中，最好是能够在约从30至60秒内完成准备工作，在这些应用以及其它医学应用中，典型的多孔介质是一个膜，该膜可以制成直径从约1mm到100mm，可取的是从约2mm到80mm，更可取的是约从3mm至25mm的园盘状中形成。
根据本发明，夹子、隔板等可以安装在任何导管上面或其中，或所有的导管之上或其中，以便于完成所要求的功能，即为生物流体流或气体形成一个所希望的流动通道。例如在通过例如图3所示的系统处理一种生物流体(例如PRP)时，在从导管和PRP白细胞脱除过滤组件中排除气体期间，最好是能在紧靠近气体出口(54)下方夹住导管。在采用气体入口(53)以保证最大限度回收血液产品时，最好把气体出口(54)下方的夹子松开，而使与气体吸入口(53)相邻的导管上的夹子打开，以图3为例子，其它的气体入口和气体出口例如(51)和(52)可以按照类似的方式操作。
继续参考图3(采用图1中所示的实施例)，当一个生物流体列(例如PRP)从第一容器(11)经过导管和PRP白细胞脱除组件(13)向卫星袋(41)流去，该生物流体列将这些元件中的气体朝向气体出口(54)方向驱赶。
该气体出口包括一个带有三条支路的分叉件。一个支路可以包括疏液体多孔介质，该介质的孔隙尺寸最好是不大于0.2μm。在分叉元件中，在生物流体列前面的气体流入分叉元件的一个支路中。因为气体流过疏液体的多孔介质，而生物流体不能通过该多孔介质，所以气体从PRP分离出，而阻止气体进入卫星袋(15)。
从气体出口(54)分离出的气体可以从系统中排出，或收集在一个气体容器(未示出)中，再使其作为净化气返回到系统中，以便用于回收截留在系统各个元件中的生物流体。
在系统准备工作完成后，气体出口不起作用，把与容器或有作用的生物医学装置相邻的夹子打开，以便使容器充入处理的生物流体，这个过程要持续到收集袋(11)压扁为止。为了回收很有价值的滞留在系统中的流体，可以使外面的空气或无菌气体经气体入口(51)或(53)进入系统中。如果气体入口(51)或(53)是手动的入口件，要将一个隔板打开或把一个夹子松开;如果气体入口(51)和(53)是自动的，在气体入口和容器之间的压力差将使空气或气体通过导管和有作用的生物医学装置流向各个的容器。在这个过程中，在处理期间截留在这些元件中的滞留的生物流体被从这些组件中回收并收集在容器中。需要指出的是净化空气或气体在气体出口(52)或(54)中最好和生物流体分开，以便使几乎不含生物流体的净化气被容器所接收。这可以通过夹紧气体入口(52)或(54)的导管下游段来完成。在本发明的另一个实施例中，可以把净化空气或气体通过位于在袋本身上的一个气体出口从系统分离出。
可以使一些附加的容器和生物流体处理系统相连通，以及可以用这些容器来确定不同的流动通道。例如可以使一个装有生理溶液的附加的卫星袋同生物流体处理系统中白细胞脱除过滤器组件的上游相连通(例如通过气体入口)，可以将该生理溶液压入通过白细胞脱除组件，以便能够收集滞留在该组件中的生物流体。
同样，可以这样放置一个装有生理溶液的卫星袋以同生物流体系统的白细胞脱除过滤器的下游相连通(例如经过气体出口)，把这个溶液压入通过白细胞脱除过滤器组件，以便使滞留在该组件中的生物流体回冲洗，然后收集起来。
不难理解，在把收集袋(11)中的生物流体朝向容器挤压时，将有一些生物流体截留在导管和/或有作用的生物医学装置，例如典型的情况是有8cc到35cc的生物流体滞留系统中，但是对某些类型的系统滞流的生物流体数最小可以到2cc，而最大可达到150cc以上。
在本发明的一个实施(未示出)中，空气或气体可以贮存在至少一个气体容器中，这样，只要松开导管上的阀或夹子，就可以使气体经过导管冲洗生物医学装置，借此可以促进回收在处理过程中已经截留在导管和有作用的生物医学装置中的生物流体。
净化空气或气体供给导管的位置最好是尽可能合理地靠近容器(11)，以便最大限度地回收生物流体的数量，空气或气体的容器最好是柔性的，以便只需用简单的压缩方法就可以把容器中的气体输送到该系统中。生物流体的容器和空气或气体容器可以用相同的材料制造。
本发明的另一特点在于多孔介质(特别是PRC多孔介质)在离心操作时在离心吊桶内的固定位置和固定方式。对一些需要固定到离心吊桶里的试验过滤器的外罩的试验令人信服地表明管路系统在离心操作过程中经常发生被该外罩打穿。加之，设计一个能可靠地承受5000G的力而不震裂的外罩也是很困难的。此外，现有的离心吊桶是作为普通的血液收集用具而设计的，它们没有配备过滤元件，所以把外加的PRC过滤器固定在该吊桶中是非常困难的。通过把PRC过滤器组件固定在该吊桶外面的一个座架上的方法就解决了这些严重的问题。通过合理地安排座架(122)的凸缘部分(127)(图4)可以为过滤器组件提供一个合适的支撑，以便适应离心吊桶的轮廓。此外，座架(122)最好安装在吊桶的顶部，使安装的位置非常靠近离心机的旋转中心，从而使作用到过滤器组件上的力为吊桶(120)的底部所受的力40%至60%左右。在座架每端上窄槽容纳管路的牢固连接，并且使这些管子下降到离心机转筒中，管路系统的悬浮部分能够很好地经得起离心操作的作用。
为了更充分地理解本发明，利用下述例子来说明有关本发明的应用。这些例子只是为说明目的而按排的，而不是对本发明构成任何方式的限定。
例1用于完成第一例子的生物流体处理系统包括一个血液收集袋，分离PRP和PRC白细胞脱除组件，以及分离PRP和PRC的卫星袋。此外，在收集袋和PRP白细胞脱除组件之间装一个阻挡红细胞流进入PRP卫星袋的红细胞障壁介质。
红细胞障壁组件包括一个在PRP从收集袋通过时用于阻挡接触的红细胞流的多孔介质，该红细胞障壁组件是由2.6μm平均直径的PBT纤维制成，它的表面按照美国专利4880548中公开的处理程序，利用单体比，例如0.35∶1的异丁烯酸羟乙基酯和异丁烯酸混合物进行改性处理，以得到的95达因/cm的CWST值。Z电位为-11.4mv。该多孔部件的有效直径为2.31cm，提供过滤面积为4.2cm2，厚度为0.051cm，空隙体积为75%(密度为0.34g/cc)，纤维表面积为0.08m2。
滞留在外罩内的PRP的体积＜0.4cc，由于滞留引起的PRP的损失小于0.2%。在红细胞达到红细胞障壁组件上表面时，流动突然停止，在下游没有发现有红细胞或血红蛋白的迹象。
在PRP通过红细胞障壁组件以后，提供从PRP中脱除白细胞的包括一个多孔介质的PRP白细胞脱除组件已在美国专利4880548中描述过。与此类似地用于从单位PRC中脱除白细胞的包括一个多孔介质的PRC白细胞脱除组件在美国专利4925572中有描述。本例采用的是单位由自愿献血者献出的全血，该单元全血被收集在一个收集袋中，该收集袋被予充入63ml的CPDA的抗凝剂。被收集的血曾按照通常的血库实践经过软旋转离心处理。在小心地防止干扰血液成分的操作下，将收集袋转接血浆挤压器上，该挤压器是弹性偏压能产生一个约90mmHg柱的压力。
挤压器产生的压力将收集带中的PRP经红细胞障壁组件，PRP过滤组件(在这里它脱除白细胞)然后挤运到卫星袋中。当PRP从收集袋中射出时，在PRC和PRP之间有分界面。在红细胞(在PRC层的主要边界存在)接触到红细胞障壁组件时，流动自动停止而不需监测。
残留在收集袋中的PRC也可以处理，将收集袋悬浮，挤压注入到PRC白细胞脱除过滤器，白细胞被从PRC中脱除。在悬浮收集袋变空时，这个过程自动停止。刚脱除过白细胞的红细胞产物最后被收集在卫星袋中，根据需要可以输入到病人身体中。
先前收集在卫星袋中的PRP再用通常的血液库程序(即硬旋转离心处理)可以得到PC和血浆。
例2把全血收集在一个AdsolTM输血者用具内，然后在标准条件下处理而得到一单位PRP。再利用美国专利4880548中描述的过滤装置把PRP中的白细胞过滤除去。其排除效率超过99.9%。
把过滤后的PRP单位放在一个受到300mmHg柱压力的压力套中。离开袋的管路(在这个位置夹紧密封)被连接到如图5，6和9所示分离装置上的入口部分。一个具有孔隙额定值为0.65μm的微孔聚酰胺膜被用作在该装置中的分离介质。该膜的面积约为17.4cm2，第一流体流动通道的深度从靠近入口的约0.03cm逐渐减少到出口附近的0.01cm。第二流体流动通道的深度为约0.025cm。装置的出口连接到使离开装置那些流体接收测量，并贮存供分析用的管路。
通过开启夹子和允许PRP进入装置中来开始本发明的试验，可以观察到清晰的流体(血浆)离开一个出口，而混浊的流体(血小板浓缩物)离开另一个出口;试验的时间是42分钟，在这期间共收集154ml的血浆和32ml浓缩血小板，测得在血浆中的血小板浓度为1.2×104/μl，而测得在浓缩血小板中的血小板的浓度为1.43×106/μl。
上述结果表明，可以使PRP浓缩到有用的水平，并利用本发明的装置在合适的时间内可以使贫化血小板的血浆回收。
例3收集全血，然后按照例2处理出血液的组分，并把这些组分同用通常的处理方法得到的组分相比较。血液的组分体积同各自的白细胞的计数对照，结果列在表1中，从表中可以看出，本例的脱除白细胞的排出效率超过了通常程序的效率。表1也反映出由于采用本发明血浆产额的增加和相应PRC产量减少。
表1通用的方法 本发明全血体积 450-500 450-500(cc)WBC-全血 2×1092×109PC体积(cc) 50-65 50-65WBC-PC ≈1×108≈1×105血浆体积(cc) 165-215 170-220WBC-血浆 ＜108108PRC体积(cc)＊ 335 320
WBC-PRC＊ 2×1091×106＊W/AdsolTM例4-8为了准备完成这些实施例，血液收集用大体上按图1布置，采用的程序如前面所述，为了完成第一离心步骤利用大致与图4相应的装置。
把用于从PRP中脱除白细胞的多孔介质预制成一个的直径为2.5cm，高0.33cm的园柱形过滤元件，其原材料为平均直径为2.6μm，密度为1.38g/cc的PBT纤维，多孔介质的表面按照美国专利4880548中描述的方法，用按照重量比0.3∶1的异丁烯酸羟乙基酯和异丁烯酸的单体进行改善。该多孔介质具有CWST值为95达因/cm，在血浆的pH值为7.3时的Z电位是-11.4mv，纤维表面积是0.52m2，孔隙体积是80%。
对供从PRC中脱除白细胞的多孔介质，根据上述的方程式(3)和(4)进行过计算，得到的脱除白细胞的效率优于log3(即大于99.9%的白细胞量减少)。用3.4g，2.6μm直径的PBT纤维(这个纤维比方程(3)和(4)要求高13%)制成多孔介质，为了进一步增加白细胞脱除效率，孔隙体积降低到81%。通过这些改进，使效率提高到log4以上，即＞99.99%。在PRC被挤压通过装在6.4cm直径的外罩中的过滤器介质时，在90mmHg柱压力下流动时间在所希望的10-40分钟内。纤维表面按照美国专利4925572中所描述的方法，用异丁烯酸羟乙基酯和异丁烯酸甲酯0.27到1的重量比混合物进行表面改性处理。该多孔介质的CWST值为66达因/cm。
将上述的PRC多孔介质放在由五层PBT熔吹制成的织物，按照下面提出的顺序铺开，予过滤器的总厚度为0.25cm。
等级 重量 纤维直径 CWSTmg/cm2μm2.0-0.6 0.002 12 502.0-1.0 0.002 9 502.5-3.5 0.003 4.5 665.6-7.1 0.006 3.0 665.2-10.3 0.006 2.6 66每个例中使用由一个献血者献出的唯一的单位血。将该单位血收集在一个如图1所示的血液收集装置中。该装置的收集袋已事先充有63ml的CPDA抗凝剂。从不同献血者收集血液体积示在表Ⅱ的第一行中，把收集装置按照通常血库实践固定在图4的离心吊桶中，所不同的是PRC脱除白细胞组件装配到座架上，随后再把座架固定到离心机吊桶的上部，这样就保证了PRC脱除白细胞组件在离心机吊桶的外部和上方。
然后，使离心机以一个在3分钟内增加到2280G(在吊桶的底部)的速率旋转，以便足以使红细胞沉积到收集袋的下部。将该座架拆下，并小心地把收集袋转接到一个血浆挤压器上，注意防止扰动袋中血液的成分，该挤压器是一个能产生约90mmHg柱高压力的弹性偏离结构，拆开连接收集袋和PRP脱除白细胞组件的封口，然后再拆开连接PRP脱除白细胞组件和卫星袋的封口，使PRP清液层从收集袋经PRP脱除白细胞组件流入卫星袋。当PRP流出时，在PRC和PRP之间的界面在收集袋内升高。流动要持续约10到20分钟，直到PRP全部通过PRP脱除白细胞组件。在这时流动突然自动停止下来，因为PRC层的前沿到达了PRP脱除白细胞组件。然后把管路在靠近收集袋和靠近卫星袋处夹住，而使在两个夹子和PRP白细胞脱除组件之间的管路断开。然后收集在卫星袋中PRP用普通血库程序处理。从而生产出脱除白细胞的PC和血浆。所获得的PC和血浆的数量与在PC中残留的白细胞的数目一起列在表Ⅱ中。
将仅装有沉积的红细胞的收集袋和血浆挤压器分开，将予先装在另一卫星袋中的100ml的AS3营养液经PRC脱除白细胞过滤器组件输送到该收集袋中。充分混合该收集袋的成分，借助由重力压力产生120mmHg柱高的压力，使在收集袋中的PRC经过PRC脱除白细胞过滤组件到卫星袋再次完成白细胞脱除。现在获得的PRC可以根据需要输给病人。PRC的数量，血细胞密度和残余在PRC中的白细胞计数列在表Ⅱ中。
在表Ⅱ中列出的白细胞的计数反应出供评价残留在PRC中和PC流出物中的白细胞数方法的灵敏度。事实上在任何一个例子中的脱除白细胞的流出物中都没有检测到白细胞。利用一些比较灵敏的(但比较麻烦)的试验方法的平行实验表明白细胞的脱除效率，比在表中的数据所指出的高10至100倍。
表Ⅱ试验1 试验2 试验3试验4试验5收集的全血407387399 410 410(ml)全血红细胞密度45 42.5 40 41 38.5(%)P R P过滤时间16 11 14 1519(分)P R P体积211173 196177232(ml)PC-体积(ml)47 52 49 6961
PRC过滤时间1518 11 1112(分)PRC体积(ml) 285 318 301306288PRC血细胞密度 64.5 67 5152.5 60.5(%)
＊每单位。
虽然本发明已经对某些细节通过图解和例子作了描述，但是不难理解，本发明可以容许有各种改型和变换的形式，而不限于具体的实施例的说明。还应该指出，对于这些具体的实施例不应认为是对发明的限制，相反，本发明将包括所有落在本发明的精神和范围内的所有改进、等同物以及替换等。
权利要求
1.一种血液收集和处理系统，包括一个第一容器一个与第一容器相连通的第二容器；一个与第一容器相连通的第三容器；一个插在第一容器和第二容器之间的第一多孔介质，该多孔介质至少包括白细胞脱除介质，红细胞障壁介质，以及结合白细胞脱除红细胞障壁介质中的一个介质；以及一个插在第一容器和第三容器之间的第二多孔介质，并包括一白细胞脱除介质。
2.一种供离心分离用的血液收集和处理系统，包括至少一个装配在一个吊桶中容器;至少一个同该容器流体相通的过滤器组件;以及一个适合于安装过滤器的座架，并与所述吊桶协同安排。
3.一个血液离心分离和处理系统，包括一个至少装有两个吊桶的离心分离机;至少一个装配在吊桶中的容器;至少一个与所述容器流体相通的过滤器组件;以及一个适于安装过滤器组件的座架，并与一个吊桶协同安排。
4.一个血液收集和处理系统，包括一个第一容器;一个与所述第一容器相通的第二容器;以及一个插在第一容器和第二容器之间的多孔介质，该介质包括用于从红细胞叠集中除去白细胞的白细胞脱除介质，并具有大于53达因/cm的CWST。
5.一个血液收集和处理系统，包括一个第一容器;一个与所述第一容器相通的第二容器;一个与所述第一容器相通的第三容器;一个插在第一容器与第二容器之间的第一多孔介质，它至少包括白细胞脱除介质，红细胞障壁介质，以及结合白细胞脱除红细胞障壁介质中的一种;以及一个插在第一容器和第三容器之间的第二多孔介质，它包括一白细胞脱除介质;所述的第一和第二多孔介质具有被改进过呈现羟基的纤维。
6.一个血液收集和处理系统，包括一个血液收集袋;一个第一卫星袋;一个第二卫星袋;连接所述血液收集袋到第一卫星袋和第二卫星的管道;一个插在所述收集袋和第一卫星袋之间管道中第一多孔介质，它至少包括白细胞脱除介质、红细胞障壁介质、以及结合的白细胞脱除红细胞障壁介质中的一个介质;所述第一多孔介质在pH7.3时有-3到-30毫伏的Z电位和大于70达因/cm的CWST;以及插在收集袋和第二卫星袋之间管道中的第二多孔介质，它包含一白细胞脱除介质;所述的第二多孔介质具有大于53达因/cm的CWST，60%到90%的空隙体积，以及30-60cm2的流动面积。
7.一个用于收集和处理血液的方法，包括把全血收集在一个容器中;离心分离该全血;使离心分离过的血液的清液层通过第一多孔介质，该第一多孔介质至少包括白细胞脱除介质、细胞障壁介质、以结合的白细胞脱除红细胞障壁介质中的一个介质;以及使离心分离过的血液的沉淀层通过第二多孔介质，该介质包含白细胞脱除介质。
8.一个用于收集和处理血液的方法，包括把全血收集在第一容器中;离心分离这个全血为一个清液层和一个沉淀层;从第一容器中除去清液层组分;以及使沉淀组分通过一多孔介质，进入另一个容器，其特征在于该多孔介质从红细胞叠集中除去白细胞，并且该多孔介具有大于53达因/cm的CWST。
9.一个用于收集和处理血液的方法，包括把全血收集在一个血液收集和处理系统的第一容器中，该系统包括用于全血的第一容器。用于血液组分的第二容器，以及一个插在第一容器和第二容器之间的过滤器组件;把装有全血的第一容器和第二容器放在离心机的一个吊桶中;将过滤器组件远离离心机吊桶的底部安置;以及离心这个系统。
10.如权利要求1或5所述的血液收集和处理系统，其特征在于，第一容器是血液收集袋，第二和第三容器是卫星袋。
11.如权利要求1所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质和第二多孔介质包括通过暴露于由一个可聚合基团和一个包含羟基的基团组成的单体来改性处理的纤维。
12.如权利要求11所述的血液收集和处理系统，其特征在于所述多孔介质的纤维被改性过，呈现羟基和羧基。
13.如权利要求5或12所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于所述第一多孔介质的纤维用含异丁烯酸羟乙基酯和异丁烯酸的单体的混合物进行改性处理。
14.如权利要求13所述的血液收集和处理系统，其特征在于，在改性混合物中异丁烯酸与异丁烯酸羟乙基酯单体的重量比在0.01∶1和0.5∶1之间。
15.如权利要求5或12所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第二多孔介质的纤维用含异丁烯酸羟乙基酯和丙烯酸甲酯或异丁烯酸甲酯的单体的混合物进行改性处理。
16.如权利要求15所述的血液收集和处理系统，其特征在于，在改性混合物中丙烯酸甲酯或异丁烯酸甲酯与异丁烯酸羟乙基酯单体的重量比在0.1∶1和0.4∶1之间。
17.如权利要求7所述的方法，其特征在于使清液层通过第一多孔介质，该步骤包括使该清液层通过用暴露于含羟基的单体进行改性处理过的纤维，以及使沉淀层通过第二多孔介质，该步骤包括使该沉淀层通过用暴露于含羟基的单体进行改性处理过的纤维。
18.如权利要求1或5所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一和第二多孔介质含聚对苯二酸亚丁基酯。
19.如权利要求1所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一多孔介质包含结合白细胞脱除介质和红细胞障壁介质。
20.如权利要求2或3所述的血液收集和处理系统，其特征在于过滤器组件包括一个罩，而在该罩中至少有白细胞脱除介质、红细胞障壁介质，以及一结合白细胞脱除的红细胞障壁介质中的一个。
21.如权利要求7所述的方法，其特征在于离心分离全血包括把全血分离为一个清液层和一个包括红细胞的沉淀层，以及特征在于使清液层通过第一多孔介质，该步骤包括使离心分离的血液，首先清液层通过红细胞障壁介质或结合白细胞脱除的红细胞障壁介质，直到红细胞阻塞第一多孔介质。
22.如权利要求1所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质包括一红细胞障壁介质。
23.如权利要求1或19所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一多孔介质允许血小板通过，而阻止红血细胞通过。
24.如权利要求1所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质包括一白细胞脱除介质。
25.如权利要求1所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于所述第二多孔介质包括用于从红细胞叠集中脱除白细胞的白细胞脱除介质。
26.如权利要求2所述的血液收集和处理系统，其特征在于容器是一个血液采集袋。
27.如权利要求2所述的血液收集和处理系统包括一血液采集袋和至少一个卫星袋。
28.如权利要求2所述的血液收集和处理系统，它包括与容器流体相通的第二过滤组件。
29.如权利要求3所述的血液收集和处理系统，进一步包括一第二容器，其特征在于第一和第二容器分别包括一个血液采集袋和第一和第二卫星袋。
30.如权利要求3所述的血液收集和处理系统进一步包括一个第二过滤器组件，它与第一容器流体相通。
31.如权利要求7所述的血液收集和处理的方法，其特征在于清液层通过柔性管道进入第一多孔介质，而沉淀层通过柔性管道进入第二多孔介质。
32.如权利要求28所述的血液收集和处理系统，其特征在于第二过滤器组件包括一个罩，而在这个罩中有用于从红细胞叠集中脱除白细胞的多孔介质。
33.如权利要求30所述的血液收集和处理系统，其特征在于第二过滤器组件包括一个罩，和用于从红细胞叠集中脱除白细胞的多孔介质。
34.如权利要求8所述的方法，其特征在于使沉淀层通过一多孔介质，该步骤包括使该层通过用于从红细胞叠集中脱除白细胞的白细胞脱除介质。
35.如权利要求1或19所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一多孔介质包括一纤维介质，并且该第一多孔介质的纤维表面积为0.3到2.0M2
36.如权利要求5所述的血液收集和处理系统，其特征在于在第一多孔介质中纤维表面积是0.3到2.0M2，而流动面积是2.5到10cm2。
37.如权利要求1或19所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一多孔介质的流动面积是2.5到10cm2。
38.如权利要求35所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质的纤维表面积是0.35到0.6M2。
39.如权利要求22所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质包括一纤维介质，并且第一多孔介质的纤维表面积是0.04到0.3M2。
40.如权利要求24所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质包括一纤维介质，并且第一多孔介质的纤维表面积为0.08到1.0M2。
41.如权利要求35所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质有75%到80%的密隙体积。
42.如权利要求1、5、19或22所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一多孔介质具有71%到83%的空隙体积。
43.如权利要求24所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质具有50%到89%的空隙体积。
44.如权利要求1或25所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第二多孔介质具有60%到90%的孔隙体积。
45.如权利要求8所述的方法，其特征在于使沉淀层通过一多孔介质，该步骤包括使该层通过一具有60%到90%的空隙体积的介质。
46.如权利要求44所述的血液收集和处理系统或方法，其特征在于第二多孔介质具有73%到88.5%的空隙体积。
47.如权利要求37所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第一多孔介质的流动面积是3.0到6.0cm2。
48.如权利要求1、9、22、24所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于，在pH为7.3时，第一多孔介质具有-7到-20mv的Z电位。
49.如权利要求48所述的血液收集和处理系统，其特征在于，在pH为7.3时，第一多孔介质具有-10到-14mv的Z电位。
50.如权利要求1、19、22或24所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于在pH为7.3时第一多孔介质具有-3到-30mv的Z电位。
51.如权利要求5所述的血液收集和处理系统，其特征在于在pH为7.3时，第一多孔介质具有-3到-30mv的Z电位，以及具有大于70达因/cm的CWST。
52.如权利要求1、19、22或24所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于，第一多孔介质具有大于70达因/cm的CWST。
53.如权利要求52所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质具有70达因/cm到115达因/cm的CWST。
54.如权利要求53所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质具有90达因/cm到100达因/cm的CWST。
55.如权利要求54所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质具有93达因cm到97达因/cm的CWST。
56.如权利要求22所述的血液收集和处理系统，其特征在于第一多孔介质的流动面积是8到8cm2。
57.如权利要求1或25所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第二多孔介质的流动面积是30到60cm2。
58.如权利要求8所述的方法，其特征在于使沉淀层通过一多孔介质，包括使该层通过一具有30到60cm2的流动面积的介质。
59.如权利要求1或25所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述的方法，其特征在于第二多孔介质具有大于53达因/cm的CWST。
60.如权利要求5所述的血液收集和处理系统，其特征在于第二多孔介质包括一用于从红细胞叠集中脱除白细胞的白细胞脱除介质，该介质具有大于53达因/cm的CWST。
61.如权利要求59所述的血液收集和处理系统，其特征在第二多孔介质具有53达因/cm到90达因/cm的CWST。
62.如权利要求1，5，或25所述的血液收集和处理系统或权利要求7所述折方法，其特征在于第二多孔介质也包括一预过滤器。
63.如权利要求8所述的方法，其特征在于使沉淀层通过一多孔介质，包括使该层通过一也包括预过滤器的介质。
64.如权利要求7所述的方法，其特征在于离心分离全血包括把含全血的容器放置在一个离心分离机吊桶中，把包括罩和第二多孔介质的过滤器组件放在适于容纳过滤器组件的座架上并与离心分离机的吊桶协同配置。
65.如权利要求8所述的方法，其特征在于离心分离全血包括把含有全血的第一容器放置在离心分离机的吊桶中，并把包含罩和多孔介质的过滤器组件放置在适于容纳过滤器组件的座架上，并与离心分离机吊桶协同配置。
66.如权利要求28所述的血液收集和处理系统，其特征在于至少一个过滤器组件是这样放置的，以使在离心分离期间施加在该过滤器组件上的力不大于施加于吊桶底部力的60%。
67.如权利要求2或3所述的血液收集和处理系统或权利要求64所述的方法，其特征在于，这样放置过滤器组件，以使在离心分离期间施加过滤器组体上力不大于施加于吊桶底部力的60%。
68.如权利要求65所述的方法，其特征在于，放置过滤器组件包括相对吊桶底部固定过滤器组件，以使在离心分离期间作用于该过滤器组件上的力不大于作用于离心分离机吊桶的底部力的60%。
69.如权利要求9所述的方法，其特征在于，放置过滤器组件包括相对吊桶的底部固定过滤器组件，以使在离心分离期间作用于过滤器组件上的力不大于作用在离心分离机的吊桶底部力的60%。
70.如权利要求67所述的血液收集和处理系统或权利要求67所述的方法，其特征在于在离心分离期间作用于过滤器组件上的力不大于作用在吊桶底部力的40%。
71.如权利要求68所述的方法，其特征在于放置过滤器组件包括相对于吊桶底部固定过滤器组件，以使在离心分离期间作用于该过滤器组件上的力不大于作用于离心分离吊桶底部力的40%。
72.如权利要求9所述的方法，其特征在于放置过滤器组件包括把过滤器组件放置在离心分离机吊桶的外部。
73.如权利要求64所述的方法，包括把过滤器组件放置在吊桶外部。
74.如权利要求9所述的方法，共特征在于放置过滤器组件包括把多孔介质放在座架上，该座架放置在离心分离机的吊桶中。
75.如权利要求2或28所述的血液收集和处理系统，其特征在于，过滤器组件放置在吊桶的外部，那时该过滤器组件容纳在吊桶中，并且该座架与吊桶协同配置。
76.如权利要求2或28所述的血液收集和处理系统，其特征在于至少一个过滤器组件放置在座架上，而该座架放置在吊桶上或部分放置吊桶中。
77.如权利要求73所述的方法包括把过滤器组件放置在座架上，该座架放置在离心分离机吊桶上，或部分放置在离心分离机吊桶中。
78.如权利要求1所述的血液收集和处理系统，其特征在于柔性管连接第一容器和第二容器和柔性管连接第一容器和第三容器。
79.一个用于处理生物流体的方法，包括把一个生物流体从第一容器挤压到第一有作用的生物医学装置中，该装置包括一红细胞障壁介质;以及把生物流体从第一容器挤压到第二有作用的生物医学装置。
80.如权利要求79所述的方法，其特征在于把生物流体从第一容器挤压到第一有作用的生物医学装置包括挤压生物流体的清液层;以及把生物流体从第一容器挤压到第二有作用的生物医学装置包括挤压生物流体的沉淀层。
81.如权利要求79所述的方法，进一步包括挤压在第一容器中生物流体到第一有作用的生物医学装置，直到红细胞障壁介质阻塞为止，以及在红细胞障壁介质阻塞后把在第一容器中生物流体挤压到第二有作用的生物医学装置中。
82.如权利要求80所述的方法，进一步包括把生物流体的清液层挤压到第一有作用的生物医学装置，直到红细胞障壁介质被阻塞为止，并且在红细胞障壁介质阻塞后挤压生物流体的沉淀层到第二有作用的生物医学装置。
83.如权利要求79所述的方法，进一步包括把生物流体从第一容器中挤压到第一有作用的生生物医学装置和并存地从第一容器挤压生物流体到第二有作用的生物医学装置。
84.如权利要求79所述的方法，进一步包括从第一容器中挤压生物流体到第一有作用的生物医学装置以及随后从第一容器中挤压生物流体体到第二有作用的生物医学装置。
85.一个用于处理全血的方法，包括离心分离全血;挤压离心分离的血液的清液层通过一包括红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置;以及挤压离心分离过的血液的沉淀层通过一包括白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置。
86.如权利要求85所述的方法，进一步包括挤压离心分离过的血液的清液层通过第一有作用的生物医学装置，直到红细胞障壁介质阻塞为止，并且在红细胞障壁介质阻塞后挤压离心分离过血液的沉淀层通过第二有作用的生物医学装置。
87.如权利要求85所述的方法，进一步包括挤压离心分离过血液的清液怪通过第一有作用的生物医学装置，并且并存地挤压离心分离过的血液的沉淀层通过第二有作用的生物医学装置。
88.如权利要求85所述的方法，进一步包括挤压离心分离过的血液的清液层通过第一有作用的生物医学装置，以及同时挤压离心分离过的血液的沉淀层通过第二有作用的生物医学装置。
89.如权利要求85所述的方法，进一步包括使清液层通过第一有作用的生物医学装置下游的第三有作用的生物医学装置。
90.如权利要求89所述的方法，其特征在于使清液层通过第三有作用的生物医学装置包括该清液层通过一白细胞脱除介质。
91.如权利要求89所述的方法，其特征在于使清液层通过第三有作用的生物医学装置包括该清液层通过一非离心分离的装置。
92.一个用于处理全血的方法，包括离心分离全血挤压离心分离过的血液的清液层通过包括红细胞障壁介质和白细胞脱除介质的第一有作用的生物医学装置;以及挤压离心分离过的血液的沉淀层通过包括一白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置。
93.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括与第一容器相通的含红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置，该装置限定了第一流动路线;以及一个包括与第一容器相通的含白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置，该装置限定了第二流动路线。
94.如权利要求93所述的生物流体处理系统，进一步包括与第二有作用的生物医学装置相通的第二容器。
95.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括与第一容器相通的红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置，并限定了第一流动路线;以及一个与第一容器相通并在第一容器下游的第二容器，以及限定的第二流动路线。
96.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括与第一容器相通的红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置;以及一个包括与第一有作用的生物医学装置无关的第一容器相通的白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置。
97.如权利要求96所述的系统，其特征在于第一有作用的生物医学装置和第二有作用的生物医学装置通过管道独立地与第一容器相通。
98.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括具有大于大约70达因/cm的CWST并与第一容器相通的红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置;以及，包括具有大于大约53达因/cm的CWST并与第一容器相通的白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置。
99.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括与第一容器相通的红细胞障壁介质和白细胞脱除介质的第一有作用的生物医学装置，并且确定了第一流路;以及，一个包括与第一容器相通的白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置，并且确定了第二流路。
100.一个用于处理全血的方法，包括离心分离全血样品;挤压离心分离过的血液的清液层通过含红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置，直到红细胞障壁介质阻塞为止;然后，使清液层通过一附加的有作用的包括一个非离心分离装置的生物医学装置。
101.如权利要求100所述的方法，其特征在于使清液层通过一附加的有作用的生物医学装置包括把该清液层分离为一个或多个组分。
102.如权利要求101所述的方法，进一步包括把清液层的一个或多个组分收集在至少一个容器中。
103.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括与第一容器相通的红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置;以及一个包括与第一有作用的生物医学装置相通并位于其下游的非离心分离装置的第二有作用的生物医学装置。
104.一个生物流体处理系统，包括一个第一容器;一个包括与第一容器相通的红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置一个包括与第一容器相通白细胞脱介质的第二有作用的生物医学装置，该装置与第一有作用的生物医学装置无关;一个与第二生物医学装置相通的第二容器;一个与第一生物医学装置相通的第三容器;以及一个与第三容器相通的第四容器。
全文摘要
一个生物流体处理系统包括一个生物流体的第一容器，该容器与包含红细胞障壁介质的第一有作用的生物医学装置和一个第三接收容器相通；一个包括白细胞脱除介质的第二有作用的生物医学装置，该装置与第一容器和第二接收容器相通。
文档编号B01L99/00GK1062299SQ9111154
公开日1992年7月1日 申请日期1991年11月6日 优先权日1990年11月6日
发明者D·B·帕尔, T·C·格塞尔, V·I·马特科维奇, T·波曼 申请人:帕尔公司