DE1928052A1 - Methode und Geraet fuer Blut-Praeparation - Google Patents

Methode und Geraet fuer Blut-Praeparation

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Description

Patentanwälte
Dr. Ing. Walter Abitt
' Dr. Dieter F. Morf
8 München 86, Pieflzenauerstr.28
Dr. IiOY LAVIOH S'/ANK '" -
4400 S. './. Scholle Jerry hoacl, ■ 2. Juni 1369 portlariG, Oregon, V.L't.A. ' .... 1193-1
" Methode und Gerüt für Blut-Prüparation -
Für B^ttransfusionen und Herzchirurgie wird heutzutage routinemHssig Blut
von der Blutbank verwendet. Das dem Spender abgenommene Blut wird sofort mit Heparin oder einem anderen Konservierungsmittel beschickt. Bis zur entgü-ltigen Verwendung wird das Blut unter sorgsam kontrollierten Bedingungen aufbewahrt.
In einigen Patienten wurden nach Transfusionen oder Herzchirurgie anschliessend Zirkulationsstillstand und andere Reaktionen beobachtet, die aber nicht durch eventuelle fehlerhafte Blutgruppen-Bestimmungen verursacht waren. Die genaue Ursache dieser bedauerlichen Ergebnisse ist unbekannt, doch ist der Vorgang als eine Funktion der"Blutaufbewahrungsdauer erkannt worden. Deshalb wurde es zur Regel gemacht, Blut von der Blutbank nach einer festgelegten Aufbewahrungsdauer wegzuwerfen.
Die vorliegende Erfindung befasst sich-mit einer Methode und dem entsprechenden Gerät, um Blut, das für Transfusionen und Herzchirurgie verwendet werden soll, so vorzubereiten, dass die oben erwähnten Komplikationen vermieden werden. Die Wahrscheinlichkeit von Transfusionsreaktionen, wie Zirkulationsstillstand und ähnlichen Komplikationen, soll dabei verringert werden; Blut von der Blutbank soll mit dieser Methode auch nach längerer Lagerungszeit brauchbir erhalten werden.
Zu den Zeichnungen: ,
Abb. 1 zeigt einen Längsdurchschnitt durch das hier beschriebene Blutpräparations-Gerät.
> Abb. 2+3 zeigen die Grundrisse für die Montage, wie sie in dem Gerät in Abb. verwendet wurde. ,
Abb. 4 + 5: Die Kurven illustrieren das Verhältnis von Faserdurchmesser und Filterdichte in Bezug auf die Filterleistung. #Ό9#5 0/ 1911
. 4
ORIGINAL INSPECTED
Wie schon bekannt, verändert sich die Leukocyten- und BlutplMttchen-Zusammensetzung des Blutbank-Blutes während der Lagerung; die dadurch verursachten Veränderungen sind fUr die oben erwähnten Transfusions-Komplikationen verantwortlich. Die Veränderung macht sich auf zwei Arten bemerkbar: Erstens, einige der Blutplättchen werden adhMsiv. Zeltens, einige der Blutplättchen bilden mit einigen der Leukocyten Aggregate. Diese Aggregate sind in erster Linie für die schlechten Ergebnisse, die bei der Verwendung von altem Blut für Bluttransfusionen entstehen, verantwortlich.
Im Hinblick auf die enge Beziehung zwischen den BlutverHnderungen und dem Auftreten von Transfusions-Komplikationen wird es klar wie wichtig es ist, diese veränderten Bestandteile vor der Transfusion aus dem Blut zu entfernen.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine wirksame Methode und das dafür erforderliche Gerät zur Entfernung solcher Bestandteile.
Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, besteht das Gerät aus einer Röhre 10, die entweder aus hartem Material, wie z.B. Glas, oder besser aus einem nichtfiebererzeugendem, sterilizierbaren und elastischen Material, wie z.B. Polyäthylen-Plastik, bestehen kann. Mit letzterem Material nimmt die Röhre den Charakter einer Handpumpe an; durch langsames Zusammenpressen der Seitenwände der Röhre kann die Geschwindigkeit, mit der das Blut durch den Apparat fliesst, erhöht werden (wie in Abb. 1 durch die gestrichtelten Linien angedeutet ist).
Da das Blut am günstigsten in Richtung der Schwerkraft durch das Gerät fliesst, wird die Röhre am zweckmässigsten in vertikaler Richtung aufgestellt, wobei sich am oberen Ende der Zuflusskanal und am unteren Ende der Ausflusskanal befindet.
Um die Verwendung des Gerätes für Bluttransfusionen zu ermöglichen muss dem Zuflusskanal ein hohler, scharfer Sporn (12) angepasst sein, der den Verschluss (14) der Flasche (16), die Blut von der Blutbank enthält, durchbohrt.
0008 50/108 δ
Der Sporn 12 soll in das Innere der Flasche 10 reichen, sodass er wie ein Dosiergerät wirken kann, mit dem man einen tropfenweisen Blutstrom überwachen kann. An das offene untere Ende der Rühre 10 ist eine Kappe (18) mit einer eingebauten Ventilkammer (20) und einem kurzen Ausflussrohr angebracht (22). Es ist empfehlenswert ein Kugelventil £24) in der Ventilkammer anzubringen, um den Blutstrom, der durch Pumpen der Rühre 10 entsteht, zu kontrollieren. Die Kugelventil-Montage ist jedoch unnötig, wenn der Druck des Blutes in der Flasche 16 ausreicht, um den Rückfluss des Blutes zu verhindern.
Ein Gummischlauch oder ein anderes Rohr (26) ist an dem kurzen Ausflussrohr 22 angebracht, um das Blut dem Patienten zuzuführen. Normalerweise ist noch ein Zuflussventil zwischengeschaltet.
Rühre 10 bietet dadurch Raum fUr Filterbestandteile· welche die unerwünschten veränderten Komponenten aus des gelagerten Blut festhalten.
Zur Befestigung dieser Filter 1st ein oberer Halter (28), ein mittler Halter (30) und ein unterer Halter (32) an die innere Seitenwand des unteren Teiles der Rühre unterhalb der Pumpzone entweder angeschweisst oder auf andere Art befestigt. Einzelheiten des oberen Halters 28 sind in Abb. 2 genau dargestellt, während die unteren Halter 30 4· 32, die sich im wesentlichen gleichen künnen, in Abb. 3 illustriert sind. Alle drei Halter künnen aus steife« Plastikmaterial gefertigt sein. "...■-.-. .'; ■ : ; : ;- - : . \ '■ : ■
Der Halter 28 hHlt ein Blutgerinnsel-Filtersieb (34) aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen geeigneten Material. Die Siebgrösse ist so ausgewählt, dass alle Gerinnsel, die im Blut enthalten sein mBgen, aufgefangen werden.
Ausserdem führt der Halter 28 das Blut dem Mittelpunkt der Rühre zu. Zu diesem Zwecke ist ein Ring(36), der an die innere Wand der Rühre 10 angeklebt oder auf andere Weise befestigt ist, und ein nach innen vorstehender, ringförmiger
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Der Flansch hat nach innen reichende Flansch in den Halter eingeschlossen. Der Flansch hat nach innen rei Vorsprünge, die besondere in Abb. 2 dargestellt sind.
Die Halter 30 und 32 dienen nur der Stützung der Filterbestandteile. Jeder besteht aus einem Ring (42), der ein charakteristisches Querbalken-Muster (44) umrahmt. Ring 42 ist genauso wie Ring 36 an die innere Wand der Röhre angeklebt oder anderweitig befestigt.
Die drei Stützringe bilden auf diese Art drei Kammern (46,48,50) mit stufenweise abnehmendem Volumen. Diese Kammern enthalten das Filtermaterial, welches die gewünschte Filterleistung bestimmt.
Die Kammern 46 und 48 enthalten das Filtermaterial 52, das zur Entfernung der Blutaggregate und der veränderten Leukocyten und BlutplMttchen dient. Dazu muss das Filtermaterial:diese durch Lagerung veränderten Komponenten selektiv festhalten; den anderen Blutbestandteilen freien Durchlauf genehmigen; eine grosse AbsorptionsfJLäche besitzen; darf keine fiebererzeugenden Eigenschaften zeigen;darf sich nicht zusammenballen; darf nicht zusammenfallen oder verstopfen; und darf auch durch wiederholte Aussetzung zu Hitze und chemischer Sterilisation nicht schädlich beeinflusst werden.
Da diesen Anforderungen gerecht zu werden, besteht das Filtermaterial aus Fasern, welche in eine elastische Matrix modelliert werden können; diese wiederum ist je nach Bedarf zusammenpressbar, um dadurch Wege und Kanäle in günstigster Grosse zu schaffen. Der Durchmesser oder die Querschnittsfläche der einzelnen Teilchen des Materials ist von grundlegender Wichtigkeit für die Bestimmung seiner Brauchbarkeit.
Ie allgemeinen soll das Material, wie später noch erläutert wird, aus Fasarn bestehen, deren Länge nicht weniger als 100 Mikrons und deren Durchmesser weniger
009850/1199 '
als 60 Mikrons, am besten sogar weniger als 3C Mikrons, beträgt. Solche Fasern sind gross genug, um nicht durch das Filter und in den Blutstrom des Patienten passieren zu können. Der Durchmesser ist klein genug, sodass die durch verlängerte Aufbewahrung veränderten Aggregate mit ihren übereinandergreifenden Teilchen, die aneinander ankleben, die Fasern vollständig elnschllessen können und dadurch mit den Fasern verankert werden.
FUr diesen Zweck geeignete Materialien sind z.B. faserige oder fadenartige Polyester Harze (Dacron + Kodel), faseriger Polyamid Harz (Nylon),faseriger Polyacryl Harz (Orion), Glaswolle, Stahlwolle, Baumwolle und Zellulose (Papier). Jedoch können auch noch andere faserige oder fadenartige Materialien, die oben erwähnten Anforderungen entsprechen, verwendet werden.
Um den Zweck dieser Erfindung zu erfüllen muss der obere Anteil des Filtermaterials ziemlich locker gepackt sein, damit die grossen Aggregate durchsickern können und über das ganze Filter verteilt werden, wodurch die Kapazität des Filters zunimmt.. Unten soll das Filtermaterial verhältnismässig dicht gepackt sein. Dadurch entsteht eine grosse Oberflächenzone für die selektive Absorbierung der kleineren Partikel, die bei Lagerung des Blutes ausfallen.
Kammer 46, und bis zu einem gewissen Grade auch das Innere des kuppeiförmigen Blutgerinnsel-Filters 34, nehmen das lockerer gepackte Filtermaterial in sich * auf. Die zentrale Öffnung und nach innen gerichteten Vorsprtlnge (40) des Halters 28 erlauben dem Filtermaterial sich oberhalb des Halters aufzulockern, ohne jedoch dabei unbehindert aus der unteren Kammer entweichen zu können.
Kammer 48 enthält das dichter gepackte Filtermaterial. Normalerweise ist es vorteilhaft dieses Filtermaterial 2-4mal dichter als jenes in Kammer 46 zu packen, d.h. bis zu einer Dichte von 0.1-0.4 g/cm .
Kammer 50 enthält ein Schwammfilter (54), dessen Aufgabe es ist zu verhindern,
dass Bruchstücke das Filtermaterial aus den überlagernden Kammern die Röhre und folglich den Blutstrom des Patienten erreichen. Das Schwammfilter soll vorzugsweise eine'PorositHt von 10-16 Poren/ ca^ besitzen. Es ist empfehlenswert, das Filter aus porösem Polyurethan oder aus anderem porösen Plastikmaterial herzustellen, doch kann es auch aus einem rostfreien Stahlsieb oder -schwamm gefertigt sein.
Experiaentell wurde die Bedeutung des Durchmessers der Filterbestandteile, wowie auch der H8he des Druckes in Kammer 48, bestimmt. Die Ergebnisse sind in Abb. 4 + dargestellt.
Um den Einfluss des Filtermaterial-Durchmessers festzulegen., wurde das Gerät (Abb. 1) mit Filtermaterialien verschiedener Eigenarten und Querschnittsdimensionen gefüllt. Blut von der Blutbank, das schon asehrere Wochen alt war, gravitierte unter Zimmertemperatur durch das Gerät.
Das so behandelte Blut wurde dann auf die Anwesenheit von zurückgebliebenen Ablagerungsprodukten, d.h. adhesive BlutplSttchen, Leukocyten und deren Aggregate, geprüft. Zu diesem Zwecke wurde das Blut durch das Drucktestgerät, welches in dem Patent von Roy L. Swank, U.S.A. No. 3,256,299, beschrieben ist, geleitet und der dabei entstehende Filtrierungsdruck gemessen. Die Ergebnisse folgen in Tafel 1 und sind in Abb. 4 graphisch dargestellt.
T A F 2 L 1
Material . durchschnittlicher Filtrierungsdruck
Faser-Durchmesaer (Mikrons) (mm Hg)
Nylon 58 ± 6 180
Nylon 42 L 4 56
Nylon 26 t 2 2? ·
Nylon 20 t 2 lö
Nylon 14 ± 1 20
Dacron 13 2 1 23
Dacron 17i 1 25
Dacron 20 ± 4 39
Glaswolle 10 ± 2 24
Stahlwolle 28 ± 4 36
loatfreie Stahlwolle 50 t 10 120
20 t 'i 33
20 i 5 25
20 - 5 25
30 and smaller 40
Verel
Kodel
Zellulose
(in seine faserigen Bestandteile zerlegtes Papier).
Von der Tafel und der Kurve kann man entnehmen, dass die Leistungsfähigkeit der Behandlung merklich von dem Durchmesser der Packungsfasern abhängt. Um eine gute Wirkung zu erzielen muss der Faserdurchmesser kleiner als 60 Mikrons, am besten kleiner als 30 Mikrons, sein. Mit abnehmendem Durchmesser ninmt der Wirkungsgrad der Methode dramatisch zu.
Um die Wirkung der Kompression des Filtsrssaterials in Kammer 48 zu prüfen, liess man Proben von Gerinnsel-freiem Blut durch das Filter bei verschiedenen Packungsdichten gravitieren. Für jede Probe wurde die gleiche Blutaienge verwandet und jeweils die Filter-üurchlaufszeit notiert. Die Ergebnisse sind in Abb. 5 dargestellt
Bei einer Dichte von ungefähr 0.2 g/cc kann ein deutlicher Wendepunkt bemerkt werde: Beste Ergebnisse erhHlt man im allgemeinen, wenn die Dichte des Filtermaterials im Bereich zwischen 0.1-0.4 g/cc liegt. Mit niedrigerer Dichte erhält man keine vollständige Filtrierung. Mit höherer Dichte wird die Filtrisrungsgeschwindigkeit zu langsam, um noch praktisch zu sein.
Wenn nun das Filter verwendet wird, fliesst das gelagerte Blut zuerst aus der Flasche 16 durch den hohlen Sporn 12, welcher es tropfenweise in den elastischen Schlauch 10 weiterleitet. Dort fliesst es über das Blutgerinnsel-Filter 34, das die BlutklUmpchen zurückhält, zum Flansch 38 des Halters 28, der das Blut dem Zentrum der Röhre zuführt.
Das Blut kommt nun innerhalb des Blutgerinnsel-Filters 34 und zu einem grossen Teil auch innerhalb der Kammer 46, durch welche das Blut anschliessend fliesst, mit dem locker gepackten Filtermaterial 52 der Kammer 46 in Berührung. Dabei werden die grHsseren Aggregate entfernt.
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t)OPY
Anschliessend fliesst das Blut durch das dichter gehackte Filtermaterial 52 der Kammer 48, welches die durch Lagerung veränderten Leukocyten und kleineren Aggregate selektiv entfernt.
Daraufhin strömt das Blut durch das Schwamm- oder Gitterfilter 54, wodurch verhindert wird, dass Teilchen des Filtermaterial das Gerät verlassen und in den Blutstrom des Patienten gelangen.
WMhrend dieser Vorgänge kann der obere elastisch deformierbare Teil des Schlauches 10 längsan zusammengepresst werden, wonach der Schlauch sich wieder ausdehnt. Dadurch wird das Blut durch das Filter gepumpt, und beschleunigte Transfusionen in Notfallssitutationen werden dadurch möglich gemacht.
Eigentum oder Patent-Privileg gemacht wird, beruht auf folgenden Punkten:
1. Die neue Methode erlaubt, gelagertes menschliches Blut, das B^tfrplMttchen-Leukocyten Aggregate enthMlt, für den medizinischen Gebrach vorzubereiten. Die Methode schliesst ein:
a) Passieren des Blutes durch ein Siebgeflecht/'welches aus faserigem Material besteht, eine grosse Oberfläche besitj«^ das Blut nicht zersetzt und das durch seine Fähigkeit, Aggregate^elektiv festzuhalten, gekennzeichnet ist.
Der mittlere Durchmesser dd^er Geflechtsfasern soll dabei kleiner als
60 Mikrons sein,
b)Berührung des Bluptfi mit dem Faserngeflecht unter solchen Temperaturbedingungen, dass das Blp^eine flUssige Viskosität beibehält, ohne jedoch dabei unerwünscht
Veränderungen ausgesetzt zu sein,
c) 5?ntakt des Blutes mit dem Faserngeflecht Über eine ausreichend lange Zeitperio damit ein wesentlicher Anteil der Aggregate selektiv entfernt wird, während ein
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COPY

Claims (10)

  1. Dr. Hoy Laver Swank 1193-1
    fe-e Patentansprflohe
    Verfahren sum Entfernen γόη durch Lagerung veränderten Bestandteilen aus gelagertem Blut, dadurch gekennzeichnet, dass man das gelagerte Blut ausreichend lange bei einer Temperatur, bei welcher das Blut fliessfShig ist, aber nicht thermisch verändert wird, durch ein Geflecht aus einem faserigen Filtermaterial leitet, welohes eine grosse Oberflieh« ausweist und Blut nicht zersetzt, und dessen Fasern einen Mittleren Durchatesser von weniger als 60 Mikron luftroisen.
  2. 2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Geflecht aus faserige« Filtermaterial verwendet, dessen Fasern einen mittleren Durohmesser von weniger als 30 Mikron aufweisen·
  3. 3* Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Geflecht aus faserigem Filtermaterial mit einer Dichte von 0,1 bis 0,4 g/cm^ verwendet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass nan ein Geflecht aus faserigem Filtermaterial verwendet, dessen Fasern aas Polyester. , Polyamid, Polyacrylharz, Glaswolle oder Stahlwolle bestehen.
  5. 5. Vorrichtung star Durchfahrung des Verfahrens naoh Anspruch
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    - J - BAD ORIGINAL
    COPY
    1 bis ή, gekennzeichnet durch ein Gefäss, das an einen Ende einen Zuflusskanal und am anderen Ende einen Aus flusskanal aufweist, ein innerhalb dee Gefässes angeordnetes Geflecht aus faserigen Filtermaterial, dessen Fasern einen mittleren Durchmesser von weniger als 60 Mirkon aufweisen, und Einrichtungen zur Einführung von Blut in den Zuflusskanal, xur Durchführung des Blutes duroh das Geflecht und zur Entnahme des Blutes aus dem Ausflusskanal.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das GefSse elastisch deformierbare Seitenwflnde besitzt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil des Gsf3ssea in zwei Kammern aufgeteilt ist, die beide mit den Geflecht aus faserigem Filtermaterial gefüllt sind, wobei das Filtermaterial der oberen Kaaner lockerer gepackt ist als dasjenige der unteren Kasner.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb den Geflecht aus faserigem Filtermaterial ein Filter zum Festhalten von Bestandteilen das faserigen Filternaterials angeordnet ist»
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb den Geflecht aus faserigem Filtermaterial ein Blutgerinnsel-Filtersieb angeordnet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuflusskanal des Gefflssas alt einen hohlen Sporn zur Durchdringung der Wand eines BlutvorratagefSsses versehen ist.
    SAD ORIGINAL
    — COPY
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