DE1928052A1 - Methode und Geraet fuer Blut-Praeparation - Google Patents
Methode und Geraet fuer Blut-PraeparationInfo
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Description
Patentanwälte
Dr. Ing. Walter Abitt
' Dr. Dieter F. Morf
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
009850/1985
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
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).
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.
9850/1985
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.
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
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
c) 5?ntakt des Blutes mit dem Faserngeflecht Über eine ausreichend lange Zeitperio damit ein wesentlicher Anteil der Aggregate selektiv entfernt wird, während ein
009850/ 1985
COPY
Claims (10)
- Dr. Hoy Laver Swank 1193-1fe-e PatentansprfloheVerfahren 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. 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* 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. 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. Vorrichtung star Durchfahrung des Verfahrens naoh Anspruch009850/1985- J - BAD ORIGINALCOPY1 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. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das GefSse elastisch deformierbare Seitenwflnde besitzt.
- 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. 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. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb den Geflecht aus faserigem Filtermaterial ein Blutgerinnsel-Filtersieb angeordnet ist.
- 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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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |