专利名称：一种清除血液中病原体的装置和方法
技术领域：
本发明属于医疗器械领域，涉及一种治疗病原体感染的装置和方法。特别是涉及一种通过灭活血液中病原体来治疗感染的装置和方法。
背景技术：
血液净化的具体操作可以在许多教材，文献和研究报道中找到。血液净化包括有血液透析、血液滤过、血液灌流、血浆置换等。血液透析，简称血透,通俗的说法也称之为人工肾、洗肾，是血液净化技术的一种。其利用半透膜原理，通过扩散、对流体内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质移出体外，达到净化血液的目的，并吸达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。血液滤过是通过机器(泵)或病人自身的血压，使血液流经体外回路中的一个滤器，在滤过压的作用下滤出大量液体和溶质，即超滤液；同时，补充与血浆液体成分相似的电解质溶液，即置换液，以达到血液净化的目的。血液灌流是一种应用一种固态吸附型的灌流器，以吸附患者体内某些外源性或内源性毒素的解毒装置，将患者的血液引入灌流器中，通过装灌流器吸附毒素后再回至静脉入体内。血浆置换也是净化血液的重要手段之一。其基本原理是利用血细胞分离机，在体外将患者的血液分离成血浆和血细胞成分 (红细胞、白细胞、血小板)。然后弃去含有害致病物质的血浆，用等量的置换液代替，再把血细胞成分和血浆置换液一起回输到患者的体内。血浆置换液一般是正常人的血浆或者代替血浆，以缓解血浆来源的不足。血浆置换能减少血液中的有害物质，清除患者体内大分子量的蛋白质，比如异源性蛋白质、过敏原、自身抗体，以及脂溶性(或水溶性)药物、毒物等。免疫吸附是在血浆置换发展基础上的，进一步应用高度特异性的抗原，抗体或有特定物理化学亲和力的物质(配基)，以及固相材料结合，制成吸附剂以体外循环式选择性吸附体内相应的致病因子。免疫吸附疗法的基本操作流程是将患者血液引出体外，建立体外循环， 血液流经血浆分离器分离出血浆，将血浆引入免疫吸附器与免疫吸附剂接触，以选择性吸附的方式清除致病物质，然后将净化的血浆回输患者体内，达到治疗目的。有的免疫吸附装置不需要分离血浆，而可直接进行血液灌流式免疫吸附治疗。各种进行血液净化的方法有各自的优势，但也存在副作用大，容易给病人血液中带入其它物质等副作用，引起不良反应等缺陷。现有的血浆分离器有很多种，例如膜式血浆分离器，离心式血浆分离器等。很多这些的装置都已经商品化。适宜的血浆分离器可以将血液细胞与血浆分离而病原体由于其体积大大小于血液细胞则集中在血浆里。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种清除血液中病原体的装置和通过此装置来灭活血液中的病原体的方法。该方法采用物理手段，可以减少副作用。该装置结构简单，可以与其它血液净化装置连接使用。为实现上述目的本发明的技术方案为一种清除血液中病原体的装置，包括由血液流出管、血浆分离器和血液回流管依次连接所组成的体外循环通路，还包括与体外循环通路连接的病原体物理灭活装置，具体连接方式为在血浆分离器的血浆流出管和血浆回流管之间连接有病原体物理灭活装置或在血浆流出管和血液回流管之间连接有病原体物理灭活装置或在血浆流出管和人体之间连接有病原体物理灭活装置。所述病原体物理灭活装置包括一个紫外或微波辐射装置和一个容器，紫外或微波辐射装置安装在容器内部或外部。所述血液流出管或血液回流管上设有血泵。一种清除血液中病原体的方法，利用上述装置，血液从病人体内流出，通过体外循环通路中的血浆分离器将血细胞和血浆分离，血浆部分通过病原体物理灭活装置对血浆中的病原体进行物理灭活处理，处理后的血浆再流回体外循环通路与血细胞合并后流回病人体内。所述物理灭活包括紫外辐射、放射性辐射处理、微波辐射、射频处理、加热或冷冻。所述病原体为血液中存在的细菌、病毒或寄生虫(如疟原虫)。当所述病原体为乙肝病毒或丙肝病毒或艾滋病毒，在一个实例中所述病原体物理灭活装置为一个外部设置有紫外辐射装置的透明容器，所述灭活处理是在220nm-280nm紫外灯下辐射20s-120s，辐射强度为30ii W / cm2-2000 u W / cm2。照射时间与容器体积，形状和血浆流速相关。上述适宜的灭活参数值应达到较高的病原体灭活率和较低的血浆蛋白失活率，根据不同病原体可以根据试验值确定。当所述病原体为乙肝病毒或丙肝病毒或艾滋病毒，所述病原体物理灭活装置为一个外部设置有微波辐射装置的容器，所述灭活处理也可以是将病原体物理灭活装置放置于微波发生器内使血浆升温至50°C -70°C。还可以在所述灭活处理时在血浆中加入光敏剂提高杀灭效率，所述光敏剂包括酚噻嗪染料，亚甲兰，补骨脂素，光敏剂S59或核黄素，加入量以达到杀灭病原体为准。下面对本发明做进一步的解释和说明
在本发明中，病人的血液进行体外循环，将其血浆部分被一个病原体物理灭活装置处理，而血细胞部分则不被处理，然后将血细胞部分和处理后的血浆部分再输回病人体内。病原体物理灭活装置采用物理手段对血浆中的病原体进行灭活处理，适宜的手段包括光照， 特别是紫外辐射，放射性辐射处理，微波辐射，射频处理，加热或冷冻等。适宜的病原体包括各种血液中存在的细菌，病毒(例如肝炎病毒，艾滋病毒等)和寄生虫等。本发明所述的血浆分离器是现有装置，在某些实例中，容器内含有多根用作血浆分离的中空纤维,全血流经中空纤维内部,容器内的中空纤维外部空间还可以填充有固相载体病原体吸附剂。固相载体病原体吸附剂是不溶性固相载体上面固定有可以与病原体结合的亲和性分子如抗体，核酸配体(aptamer)，植物凝集素等以将病原体吸附。中空纤维的膜孔洞大小不允许血液细胞透过但允许血浆和病原体透过。血液流经中空纤维内部时血细胞不会流出纤维但含病原体的血浆会扩散至纤维外与固相载体吸附剂接触从而使病原体 (如病毒)被除去。血浆部分接受光照射或辐射或加热以灭活其中病原体。在一个实例中， 容器本身内含有多根聚砜膜所制成的中空纤维。中空纤维的膜总面积为0. 5平米，膜孔径O.2 O. 6微米。容器两端有动、静脉管道连接使血液流经中空纤维，中空纤维外填有固相载体病原体吸附剂。由于血液细胞不与固相载体病原体吸附剂直接接触，所以不会引起生物不相容现象。本发明的装置可以与其它血液净化装置连用，血液净化中各种具体的血液灌流和血液净化技术如微粒解毒系统，推拉式吸附系统都可以经过适当修改而应用于本发明中。还可以将血浆通过一个过滤装置以滤除其中的病原体，例如进行双重过滤血浆清除法(Double-filtration plasmapheresis)滤除病原体,然后对血衆进行上述物理灭活手段处理以将血浆中病原体进行杀灭，这样将滤除与灭活相结合，效果更好。与现有技术相比，本发明的优势在于
I、本发明通过物理方法来清除血液中的病原体，减少副作用。2、本发明的装置结构简单，操作方便，可以作为一个附加装置与其它血液净化装置连接，完全兼容。
图I是本发明的装置的结构示意图。图2是实施例中本发明的装置的应用示意图。图3是实施例中本发明所使用的血浆分离器的结构示意图。其中I是血液流出管、2是血浆分离器、3是血液回流管、4是血浆流出管、5是病原体物理灭活装置、6是血浆回流管、7是血泵、8是过滤器、9是病原体吸附剂、10是中空纤维、 11是压力表。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。实施例I :设备实施例
一种清除血液中病原体的装置，如图I所示包括由血液流出管I、血浆分离器2和血液回流管3依次连接所组成的体外循环通路，还包括与体外循环通路连接的病原体物理灭活装置5，具体连接方式为在血浆分离器2的血浆流出管4和血浆回流管6中连接有病原体物理灭活装置5。连接方式还可以是在血浆流出管4和血液回流管3之间连接有病原体物理灭活装置5或在血浆流出管4和人体之间连接有病原体物理灭活装置5。所述病原体物理灭活装置5包括一个紫外或微波辐射装置和一个容器，紫外或微波辐射装置安装在容器内部或外部。所述血液流出管I上设有血泵7。所述血浆分离器如图3所示，血浆分离器内含有多根聚砜膜所制成的中空纤维 10，中空纤维的膜总面积为O. 5平米，膜孔径O. 2 O. 6微米。容器两端有动、静脉管道连接使血液流经中空纤维10，中空纤维10外填有固相载体病原体吸附剂9。固相载体病原体吸附剂9上有病原体亲和物质，例如共价连接了抗乙肝表面抗原抗体的粒径O. 5毫米的交联的葡聚糖颗粒。
实施例2 :应用实施例
如图2所示，患有艾滋病的病人血液从桡动脉流出，经血泵作用将其通过实施例I的血浆分离器，血液流量为200ml/分钟，被分离的血浆流经一个扁平的对紫外线透明的容器 (例如一个内部容积10x10x1cm的石英玻璃容器)，容器被波长为253nm的紫外灯照射，容器上辐照强度为60UW/ cm2，血浆流经容器时间为30秒，整个操作持续2小时。然后与血液细胞合并再流回病人体内。经过以上强度的紫外照射后，经过病毒培养测试，血浆样品里的艾滋病毒95%以上都可以被灭活。本装置还可以附加艾滋病毒吸附装置或病毒过滤装置，例如在图2中血浆流出或血浆流回管道上再串联一个艾滋病毒吸附装置(例如内含共价连接了 HIV抗体的粒径
0.5毫米的交联的葡聚糖颗粒的吸附柱)或采用膜孔径为60 nm滤膜的病毒过滤装置(艾滋病毒大小为lOOnm)。实施例3 :应用实施例
如图3所示，患者血液(如乙肝病患者血液)流入内含有多根聚砜膜所制成的空心纤维血浆分离器。膜总面积为0.5平米，膜孔径0.2 0.6微米。容器两端有动、静脉管道连接使血液流经空心纤维，空心纤维外填有固相载体病原体吸附剂。血液流量为IOOml/分钟， 固相载体病原体吸附剂上有乙肝病毒亲和物质，例如共价连接了抗乙肝表面抗原抗体的粒径0. 5毫米的交联的葡聚糖颗粒。含有病原体的血浆通过膜上微孔扩散至空心纤维外与固相载体病原体吸附剂接触，然后经上出口流出，流出的血浆经一个紫外照射灭活装置处理 (253nm的紫外灯照射，辐照强度为200UW / cm2)后经下口流回血浆分离器，又扩散回中空纤维内与血液细胞成分会和然后流回病人体内。血浆流经容器时间为30秒，整个操作持续2. 5小时。经过以上强度的紫外照射后，经过病毒培养测试，血浆样品里的乙肝病毒95% 以上都可以被灭活。实施例4 应用实施例
患有丙型肝炎的患者血液首先动静脉通道进行体外循环，其血液经过一个中空纤维膜血浆分离器，血液流量为200ml/分钟，被分离的血浆流经一个扁平的对紫外线透明的容器 (例如一个内部容积10x10x1cm的石英玻璃容器)，容器被波长为253nm的紫外灯照射，容器上辐照强度为60yW/ cm2，血浆流经容器时间为30秒，然后与血液细胞合并再流回病人体内。整个操作持续2小时。经过以上强度的紫外照射后，经病毒培养测试，血浆样品里的丙肝病毒95%以上都可以被灭活。也可以采取加热的方式杀灭病毒，例如将容器置于一个微波发生器，调节微波强度使其中的血浆升温至56°C。经上述温度处理后，经病毒培养测试，血浆样品里的丙肝病毒 95%以上都被灭活。当应用紫外或其他波长光照以杀灭病原体时，还可以在血浆中加入光敏剂如酚噻嗪染料，亚甲兰，补骨脂素类(如8-M0P，AMT)，光敏剂S59，核黄素等以提高杀灭效率。可以在血浆与血细胞分离后加入也可以在体外的全血中加入，加入量以达到在上述辐射时间和强度内足以杀灭病原体为准。也可以直接给病人注射或口服加入。还可以在光照后将其流经光敏剂吸附剂(如活性炭颗粒或连接了光敏剂亲和物质的固相载体颗粒)以将光敏剂除去再输回病人体内以减少光敏剂对病人的副作用影响。光敏剂也可以与针对病原体的亲和分子(如抗体)共价连接再使用，从而提高对病原体杀灭的特异性。
权利要求
1.一种清除血液中病原体的装置，包括由血液流出管(I)、血浆分离器(2 )和血液回流管(3)依次连接所组成的体外循环通路，其特征在于，还包括与体外循环通路连接的病原体物理灭活装置(5)，具体连接方式为在血浆分离器(2)的血浆流出管(4)和血浆回流管(6) 之间连接有病原体物理灭活装置(5)或在血浆流出管(4)和血液回流管(3)之间连接有病原体物理灭活装置(5)或在血浆流出管(4)和人体之间连接有病原体物理灭活装置(5)。
2.根据权利要求I所述的一种清除血液中病原体的装置，其特征在于，所述病原体物理灭活装置(5)包括一个紫外或微波辐射装置和一个容器，紫外或微波辐射装置安装在容器内部或外部。
3.根据权利要求I所述的一种清除血液中病原体的装置，其特征在于，所述血液流出管(I)或血液回流管(3)上设有血泵(7)。
4.一种清除血液中病原体的方法，其特征在于，利用权利要求1-3之一所述装置，血液从病人体内流出，通过体外循环通路中的血浆分离器将血细胞和血浆分离，血浆部分通过病原体物理灭活装置对血浆中的病原体进行物理灭活处理，处理后的血浆再流回体外循环通路与血细胞合并后流回病人体内。
5.根据权利要求4所述的一种清除血液中病原体的方法，其特征是，所述物理灭活包括紫外辐射、放射性辐射处理、微波辐射、射频处理、加热或冷冻。
6.根据权利要求4所述的一种清除血液中病原体的方法，其特征是，所述病原体为血液中存在的细菌、病毒或寄生虫。
7.根据权利要求4所述的一种清除血液中病原体的方法，其特征是，所述病原体为乙肝病毒或丙肝病毒或艾滋病毒，所述病原体物理灭活装置为一个内部或外部设置有紫外辐射装置的透明容器，所述灭活处理是在220nm-280nm紫外灯下辐射20s-120s，辐射强度为 30uff / cm2-2000 u W / cm2。
8.根据权利要求4所述的一种清除血液中病原体的方法，其特征是，所述病原体为乙肝病毒或丙肝病毒或艾滋病毒，所述病原体物理灭活装置为一个内部或外部设置有微波辐射装置的容器，所述灭活处理是使用微波使病原体物理灭活装置内的血浆升温至 500C -70°C。
9.根据权利要求4所述的一种清除血液中病原体的方法，其特征是，所述灭活处理时在血浆中加入光敏剂提高杀灭效率，所述光敏剂包括酚噻嗪染料，亚甲兰，补骨脂素，光敏剂S59或核黄素，加入量以达到杀灭病原体为准。
全文摘要
本发明涉及医疗器械领域，具体提供了一种清除血液中病原体的装置，包括由血液流出管(1)、血浆分离器(2)和血液回流管(3)依次连接所组成的体外循环通路，还包括与体外循环通路连接的病原体物理灭活装置(5)。本发明还提供了一种清除血液中病原体的方法，血液从病人体内流出，通过血浆分离器将血细胞和血浆分离，血浆部分通过病原体物理灭活装置对血浆中的病原体进行物理灭活处理，再流回体外循环通路与血细胞合并流回病人体内。该方法采用物理手段，可以减少副作用。该装置结构简单，可以与其它血液净化装置连接使用。
文档编号A61M1/36GK102600521SQ20121007217
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者王天欣, 邹沙舟, 陈以旺 申请人:王天欣, 邹沙舟, 陈以旺