DE2825014C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Beutelbehälter zur Aufbewahrung von Blut oder Blutbestandteilen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bislang bestanden die Blutbehälter aus Glas, Polyvinylchlorid, Polypropylen und dergleichen. In jüngster Zeit wird bei Bluttransfusionen aus therapeutischen Gründen lediglich ein einziger Bestandteil des Bluts, wie die Erythrocyten, verwendet. Weiterhin werden Blut und seine Bestandteile während langer Zeit aufbewahrt und bei Bedarf oder bei Notfällen verwendet. Dabei nimmt die Zahl der Bluttransfusionen zu, so daß ein starkes Bedürfnis für die langzeitige Aufbewahrung oder Konservierung von Blut besteht.

Die bislang bekannten Blutkonservierungsmethoden sind die ACD-Blutkonservierungsmethode (nach der das Blut bei 4 bis 6°C in Glasflaschen, Polyvinylchloridbehältern oder Polypropylenbehältern aufbewahrt wird) und die Langsamgefriermethode (gemäß der das Blut bei -80 bis -90°C in Polyvinylchloridbehältern aufbewahrt wird). Bei der ersteren Methode läßt sich wegen des Blutstoffwechsels während der Aufbewahrung nur eine kurze Aufbewahrungsdauer von beispielsweise etwa 21 Tagen seit der Abnahme des Blutes erreichen. Bei der letzteren Methode wird Glycerin in hohen Konzentrationen als Zusatzstoff verwendet, um die nachteiligen Wirkungen des Gefrierens zu verhindern, was zur Folge hat, daß dieses Material wieder durch Spülen entfernt werden muß und eine große Zahl der Erythrocyten bei der Aufbewahrung zerstört wird. Weiterhin verschlechtert sich die Qualität der Erythrocyten bei der Langsamgefriermethode im Vergleich zu der Schnellgefriermethode.

Die oben beschriebenen Nachteile konnten in jüngster Zeit durch die Schnellgefriermethode überwunden werden. Bei der Schnellgefriermethode wird das Blut augenblicklich in flüssigem Stickstoff (bei -196°C) eingefroren und bei einer niedrigen Temperatur im Bereich von -170 bis -196°C aufbewahrt. Bei diesem Schnellgefrierverfahren ergeben sich jedoch Probleme bezüglich des Blutbehälters, so daß Behälter oder Aufnahmegefäße, die bei einer derart niedrigen Temperatur ausreichend beständig sind, in starkem Maße erwünscht sind.

Als Aufbewahrungsbehälter für das Schnellgefrierverfahren sind die bislang bekannten Behälter aus Polyvinylchlorid und Polypropylen nicht geeignet, da sie bei den tiefen Temperaturen auch bei Einwirkung der geringsten Stöße zerbrechen. Die Glasbehälter zeigen ebenfalls eine hohe Bruchneigung und besitzen große Wandstärken, so daß sie auf Grund ihrer schlechten thermischen Leitfähigkeit für das Schnellgefrierverfahren von Nachteil sind. Neben diesen Behältern sind Behälter aus Aluminium und rostfreiem Stahl als Blutbehälter für das Schnellgefrierverfahren vorgeschlagen worden, die jedoch Probleme bei der Herstellung und bei der Abdichtung der Öffnungen und Ein- bzw. Auslässe zeigen. Wenn flüssiger Stickstoff in den Behälter eindringt, werden die in dem Behälter enthaltenen Erythrocyten zerstört. Weiterhin sind die Metallbehälter nicht durchsichtig, so daß das in dem Behälter vorhandene Blut nicht durch die Behälterwandung hindurch beobachtet werden kann. Da der Blutbehälter in Blutbanken und Blutzentren nur einmal verwendet und dann weggeworfen wird, sind diese Behälter wegen ihres hohen Preises und ihrer Nichteignung für die wiederholte Anwendung für verschiedene Zwecke von Nachteil.

Aus der DE-AS 16 11 928 ist eine Verpackung zum Tieffrieren von Blut bekannt, welche aus einem Laminat gebildet ist, wobei die Innenseite der Verpackung aus einer heißsiegelfähigen Schicht aus einem Mischpolymerisat aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen und die Außenseite der Verpackung aus einer Polyimidschicht bestehen. Jedoch weist das für die Innenschicht verwendete Tetrafluoräthylen- Hexafluorpropylen-Copolymer einen hohen Schmelzpunkt von 290°C auf, so daß die Eignung dieses Materials für das Heißverschweißen ungenügend ist und dieses Material im Vergleich zu anderen Fluorharzen eine geringe Zugfestigkeit und eine hohe Dehnung zeigt. Daraus ergibt sich eine ungenügende Festigkeit der Schweißnähte.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen besseren Blutbehälter anzugeben, der für die Aufbewahrung oder Konservierung von Blut oder Blutbestandteilen in flüssigem Stickstoff bei einer Temperatur von -196°C geeignet ist, der bei dieser tiefen Temperatur von -196°C eine ausreichende Beständigkeit und eine geringe Sprödigkeit besitzt, eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist und schnell auf -196°C abkühlt und rasch wieder auf Raumtemperatur aufgetaut werden kann, der ohne Schwierigkeiten durch Erhitzen verschweißt werden kann und beständige Heißschweißnähte ergibt und der transparent ist, so daß sein Inhalt oder dessen Verunreinigung von dem Auftauen begutachtet werden kann, der mit geringen Kosten in hygienisch einwandfreiem Zustand hergestellt werden kann, keine nachteilige Wirkung auf das Blut ausübt und gegen das Sterilisieren und Pasteurisieren vor dem Einfrieren beständig ist.

Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Beutelbehälter zur Aufbewahrung von Blut oder Blutbestandteilen gemäß Hauptanspruch gelöst.

Die Unteransprüche betreffen besondere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Beutelbehälters.

Die Erfindung betrifft einen Beutelbehälter zur Aufbewahrung von Blut oder Blutbestandteilen in flüssigem Stickstoff mit einer inneren Schicht aus einem Tetrafluoräthylen- Copolymer und einer äußeren Schicht aus einem Kunststoff, der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine innere Schicht aus einem Äthylen-Tetrafluroäthylen- Copolymeren und die äußere Schicht aus Polyäthylenphthalat, Polyäthylenterephthalat, Polyäthylennaphthalat, vernetztem Polyäthylen, einem Perfluoralkoxyharz, Polytetrafluoräthylen oder Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen- Copolymeren bestehen, wobei das Polyäthylenphthalat annähernd den gleichen Schmelzpunkt wie die innere Schicht besitzt und die übrigen Materialien für die äußere Schicht Schmelzpunkte oder thermische Verklebungspunkte aufweisen, die höher liegen als die der inneren Schicht.

Im folgenden sei die Erfindung näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittdraufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blutbeutels und

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht des Wandbereichs des Blutbeutels, die die Schichtstruktur erkennen läßt.

Im folgenden sei eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blutbeutels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Schichtmaterial besteht die innere Schicht 5 aus einer Folie aus einem Äthylen-Tetrafluoräthylen- Copolymeren. Da die Harzfolie der inneren Schicht 5 direkt mit dem Blut in Berührung kommt, muß sie mit Blut verträglich sein und muß hygienisch und nicht giftig sein.

Weiterhin muß das Material, da der Beutelbehälter vor dem Befüllen mit Blut sterilisiert wird, gegenüber einer Hochtemperatursterilisation beständig sein und darf dabei nicht zum Verkleben unter der Wärmeeinwirkung neigen. Da der Beutel bei einer relativ niedrigen Temperatur von -196°C in flüssigem Stickstoff gehandhabt wird, sollte er nicht spröde und nicht leicht beschädigt werden können. Weiterhin sollte der Beutelbehälter bei einer für die Praxis geeigneten Temperatur durch Heißverkleben oder Heißverschweißen verschweißt werden können und die verschweißte Naht muß eine ausreichende Festigkeit besitzen.

Die polymeren Materialien, die diese Anforderungen erfüllen, sind überwiegend fluorhaltige Harze und insbesondere Äthylen- Tetrafluoräthylen-Copolymere (im folgenden auch als "ETFE" bezeichnet), polychloriertes Trifluoräthylen (im folgenden auch als "PCTFE" bezeichnet), Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (im folgenden auch als "FEP" bezeichnet) und Perfluoralkoxyharze (im folgenden auch als "PFA" bezeichnet). Polychloriertes Trifluoräthylen (PCTFE) zeigt auf Grund seines niedrigen Schmelzpunkts von 210 bis 225°C eine gute Haftung bei Wärmeeinwirkung, neigt jedoch zum thermischen Verkleben durch das Weichwerden des Harzes während der trockenen thermischen Sterilisation, die beispielsweise während 1 Stunde bei 180°C durchgeführt wird. Das Harz als solches wird bei den angegebenen tiefen Temperaturen nicht spröde, zeigt jedoch den Nachteil, daß es zur Kristallisation neigt und daß die Festigkeit durch eine teilweise thermische Zersetzung in dem verschweißten Bereich nachläßt, so daß eine stabile Verschweißung unter Anwendung einer üblichen Heißsiegelpresse nicht erreicht werden kann. Das Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen- Copolymere (FEP) zeigt einen hohen Schmelzpunkt von 290°C, so daß die Eignung dieses Materials für das Heißverkleben oder Heißverschweißen nicht so gut ist, und zeigt im übrigen im Vergleich zu anderen Fluorharzen eine geringe Zugfestigkeit und eine hohe Dehnung. Daher ergibt sich nur eine ungenügende Festigkeit der Schweißnähte, wenn ein großer und flacher Blutbeutel mit einem Fassungsvermögen von etwa 1 Liter unter Verwendung eines Materials mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger (bei welcher Dicke die Gefriergeschwindigkeit nicht verzögert wird) hergestellt werden soll.

Die Perfluoralkoxyharze (PFA) zeigen einen hohen Schmelzpunkt von 302 bis 310°C, so daß die für das Heißverschweißen notwendigen Temperaturen noch höher liegen, d. h. nicht unterhalb 350°C. Daher ist das Heißverschweißen oder Heißsiegeln dieses Harzes schwierig. Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymere (ETFE) zeigen einen geeigneten Schmelzpunkt von 265 bis 270°C, so daß sie vor dem Befüllen mit dem Blut gegen die Sterilisation, wie die Feuchtsterilisation während 20 Minuten bei 120°C oder die Trockensterilisation bei einer Temperatur von 135° bis 200°C, beständig sind, ohne daß ein Verkleben der für die Innenschicht verwendeten Folien (ETFE) unter der Wärmeeinwirkung erfolgt. Weiterhin kann das Material relativ einfach bei einer Temperatur zwischen dem Schmelzpunkt und 300°C thermisch verschweißt werden, wobei 0,05 mm starke Folien eine Schweißnahtfestigkeit von 6 kg/15 mm oder mehr zeigen, während die Festigkeit von polychloriertem Trifluoräthylen (PCTFE), von Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen-Copolymeren (FEP) und von Perfluoralkoxyharzen (PFA) im Höchstfall 3 kg/15 mm beträgt. Dagegen ist es möglich, dünne Folien aus Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren zu verwenden, die besonders geeignet sind als Material zur Ausbildung der inneren Schichten der Blutbeutel, die für das Schnellgefrierverfahren angewandt werden. Weiterhin sind Äthylen-Tetrafluoräthylen- Copolymere (ETFE) bei der relativ niedrigen Temperatur von -196°C flexibel und biegsam und besitzen gute physikalische Eigenschaften. Weiterhin sind die hygienischen Eigenschaften dieses Materials gut, sie zeigen eine geringe Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und verursachen keine Schädigung der Blutbestandteile, selbst wenn das Blut während längerer Zeitdauern aufbewahrt wird.

Im folgenden sei das Material der äußeren Schicht oder Außenschicht 4 näher erläutert.

Die oben beschriebenen, für die Ausbildung der Innenschicht geeigneten Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren (EFTE) können auch für die Herstellung von einschichtigen Beuteln verwendet werden, die jedoch den Nachteil zeigen, daß der verschweißte Bereich auf Grund der Wärme- und Druckeinwirkung bei dem Heißsiegeln dünn wird, so daß der Schweißnahtbereich zum Einreißen neigt und keine ausreichende Festigkeit der Schweißstelle erreicht werden kann. Da die Folie beim Heißverschweißen dazu neigt, an der Abdeckung der Vorrichtung zu kleben, wird die Versiegelungsoberfläche verschmutzt, so daß das Heißverschweißen nicht ohne Unterbrechungen durchgeführt werden kann. Es ist daher erwünscht, dieses Material mit einem äußeren Schichtmaterial 4 zu einem Verbundschichtmaterial zu vereinigen.

Als Folie zur Ausbildung der äußeren Schicht 4 verwendet man vorzugsweise ein Material, dessen Schmelzpunkt oder dessen thermischer Verklebungspunkt höher liegt als der des Äthylen- Tetrafluoräthylen-Copolymeren (ETFE), das erfindungsgemäß als Material für die innere Schicht verwendet wird. Zur Verbesserung der Heißverschweißbarkeit und zur Steigerung der Betriebssicherheit ist es erwünscht, ein Material zu verwenden, das annähernd die gleichen thermischen Eigenschaften besitzt.

Das für die Ausbildung der äußeren Schicht 4 verwendete Material muß eine thermische Beständigkeit besitzen, wie sie bezüglich des Materials für die innere Schicht angegeben wurde und muß darüber hinaus eine Beständigkeit bei den angewandten tiefen Temperaturen besitzen. Erfindungsgemäß verwendbare Materialien sind (biaxial orientiertes) Polyäthylenterephthalat, Polyäthylenphthalat, Polyäthylennaphthalat, vernetztes Polyäthylen, Perfluoralkoxyharze, Polytetrafluoräthylen und Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen-Copolymere. Man kann die für die inneren und äußeren Schichten verwendeten Folien unter Verwendung eines Klebstoffs miteinander verbinden. Es ist erforderlich, daß der Klebstoff sowohl eine Beständigkeit bzw. ein Klebvermögen bei tiefen Temperaturen als auch bei hohen Temperaturen besitzt. Die meisten der wärmebeständigen Klebstoffe, wie Polyesterklebstoffe, Polyurethanklebstoffe und Epoxidklebstoffe können somit erfindungsgemäß verwendet werden.

Zur Bildung der erfindungsgemäßen Behälterbeutel, wie sie in der Fig. 1 dargestellt sind, legt man ein Paar aus den in der oben beschriebenen Weise angegebenen Verbundfolien schichtweise mit den inneren Schichten nach innen aufeinander und verbindet sie durch Heißverkleben bzw. Heißverschweißen. Es versteht sich, daß man den für die Aufbewahrung oder den Transport von Blut verwendeten Beutel mit einem Einlaß 1 und einem Auslaß 2 versteht.

Die bei dem Heißverschweißen angewandte Temperatur liegt oberhalb des Schmelzpunkts des für die Ausbildung der inneren Schicht verwendeten Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren und unterhalb des Schmelzpunkts oder des thermischen Verklebungspunkts des für die Ausbildung der äußeren Schicht verwendeten Materials.

Wenn der Konservierungsbeutel, in dem das Blut eingefroren wird, aus dicken Folien mit geringer thermischer Leitfähigkeit gebildet wird, ergeben sich lange Einfrierzeiten und Auftauzeiten, wodurch eine Beschädigung des in den Behältern enthaltenen Bluts (bzw. der Erythrocyten) verursacht werden kann. Somit sollte die Dicke der Folie möglichst gering sein. Aus praktischen Gründen ist es erwünscht, daß die Dicke einer jeden Schicht im Bereich von 0,01 bis 0,1 mm liegt und daß vorzugsweise die Gesamtdicke nicht mehr als 0,1 mm beträgt. Angesichts dieser Eigenschaft ist es, wie es in der vorliegenden Beschreibung angegeben ist, erwünscht, daß man die Festigkeit durch eine Kombination aus einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht verbessert. Die Schmelzpunkte der für die inneren und äußeren Schichten verwendeten Materialien sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, läßt sich der erfindungsgemäße Blutbeutel ohne weiteres durch Heißverschweißen oder Heißverkleben herstellen. Weiterhin erfolgt während des Aufbewahrens oder des Transports des Beutels bei der tiefen Temperatur von -196°C praktisch kein Auslaufen des Beutelinhalts, da Risse oder Brüche des Beutels nicht auftreten. Schließlich ist der Beutel auch in hygienischer Hinsicht zufriedenstellend und zeigt keine toxischen Wirkungen. Da sämtliche verwendeten Materialien eine thermische Beständigkeit von mehr als 200°C besitzen, ist der erfindungsgemäße Beutelbehälter auch gegenüber den verschiedenen Sterilisationsmaßnahmen beständig. Schließlich ist der erfindungsgemäße Beutelbehälter praktisch farblos und transparent.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel

Man unterwirft eine 0,050 mm starke Folie aus einem Äthylen- Tetrafluoräthylen-Copolymeren einer Koronaentladungsbehandlung und legt die behandelte Seite der Folie in Form einer Schicht auf eine 0,025 mm starke Folie aus Polyäthylennaphthalat, die mit 3 g/m² eins Polyesterisocyanatklebstoffs versehen worden ist, wodurch man eine zweischichtige Verbundfolie erhält.

Man legt zwei Blätter der obigen Folie schichtweise mit der Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymerfolie nach innen aufeinander und bildet durch Heißverkleben bzw. Heißverschweißen einen 400 ml-Blutkonservenbeutel, der mit einem Einlaß und einem Auslaß aus einem Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren versehen ist. Diesen Behälter sterilisiert man während 1 Stunde in trockenem Zustand bei 180°C und füllt ihn mit Erythrocyten. Dann wird der Beutelbehälter während 1 Jahres bei -196°C aufbewahrt, wonach der Beutel und dessen Inhalt aufgetaut werden. Die Erythrocytenbestandteile sind unverändert, und es läßt sich keine Verschlechterung der Handhabungseigenschaften oder eine Beschädigung des Beutelbehälters feststellen.

Man unterwirft die oben beschriebenen Verbundfolien bei einer Temperatur von -196°C einem Penetrationstest, dessen Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle II angegeben sind.

Tabelle II

Bedingungen und Restdehnungsbewertungen bei dem Penetrationstest in flüssigem Stickstoff

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der Blutbeutel aus weichgemachtem Polyvinylchlorid bei der niedrigen Temperatur sehr spröde und brüchig ist. Im Gegensatz dazu zeigt der erfindungsgemäße Beutelbehälter zufriedenstellende Eigenschaften bei tiefen Temperaturen und ist daher für das Aufbewahren von gefrorenem Blut geeignet.

Claims (5)

1. Beutelbehälter zur Aufbewahrung von Blut oder Blutbestandteilen in flüssigem Stickstoff mit einer inneren Schicht aus einem Tetrafluoräthylen-Copolymer und einer äußeren Schicht aus einem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (5) aus einem Äthylen-Tetrafluoräthylen-Copolymeren und die äußere Schicht (4) aus Polyäthylenphthalat, Polyäthylenterephthalat, Polyäthylennaphthalat, vernetztem Polyäthylen, einem Perfluoralkoxyharz, Polytetrafluoräthylen oder einem Tetrafluoräthylen-Hexafluorpropylen-Copolymeren bestehen, wobei das Polyäthylenphthalat annähernd den gleichen Schmelzpunkt besitzt wie die innere Schicht und die übrigen Materialien für die äußere Schicht Schmelzpunkte oder thermische Verklebungspunkte aufweisen, die höher liegen als die der inneren Schicht.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht aus Polyäthylenterephthalat besteht.

3. Behälter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht und die äußere Schicht unter Verwendung eines Klebstoffs miteinander verbunden sind.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht und die äußere Schicht unter Verwendung eines wärmebeständigen Klebstoffs aus der Polyesterklebstoffe, Polyurethanklebstoffe und Epoxidklebstoffe umfassenden Gruppe miteinander verbunden sind.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke der den Behälter bildenden Folie nicht mehr als 0,1 mm beträgt.