DE68914436T2

DE68914436T2 - Therapeutisches system zum plasmaaustausch.

Info

Publication number: DE68914436T2
Application number: DE68914436T
Authority: DE
Inventors: Michael Ford
Original assignee: Baxter International Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2009-08-08
Also published as: DE68914436D1; EP0383885B1; EP0383885A4; JPH03502061A; EP0383885A1; WO1990001970A1; CA1326457C; US4954128A; JP3427162B2; AU4055189A; AU633838B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum therapeutischen Plasmaaustausch, wobei Blut von einem Spender gesammelt und in seine Bestandteile getrennt und dem Spender eine Kombination aus wenigstens einem der abgetrennten Bestandteile und einem Ersatzfluid infundiert wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein therapeutisches Einzelnadel-Plasmaaustauschsystem zur abwechselnden Entnahme von Blut von einem Spender und Infundieren eines abgetrennten Bestandteils des entnommenen Bluts und eines Ersatzfluids in den Spender.
Automatisierte Plasmapheresysteme, die ausgebildet sind, um ein Vollblutvolumen von einem Spender zu entnehmen, das Blut in Bestandteile zu trennen und in den Spender einen der Bestandteile, z. B. gepackte Zellen, erneut zu infundieren, sind wohlbekannt. Ein solches Plasmapheresesystem umfaßt ein Autopheresis-CM -Instrument, das zur Verwendung mit einem Einmal-Ausrüstungsset ausgebildet ist. Das Ausrüstungsset umfaßt eine einzelne Venenpunktionsnadel, einen Separator, verschiedene Schlauchleitungen und Hilfseinrichtungen. Wenn das Set an dem Instrument und die Nadel an dem Spender angebracht ist, alterniert das System zwischen einem Vollblutentnahmezyklus und einem Reinfusionszyklus, wobei in den Spender das verbliebene Erythrozytenkonzentrat reinfundiert wird. Um das zu erreichen, verwendet das System Pumpen, Sensoren, Klemmen, Wandler und sonstige Instrumente unter Steuerung durch einen Computer. Der Spender bleibt sowohl während der Entnahme- als auch der Infusionszyklen an das System angeschlossen, bis der Vorgang beendet ist. Das System verwendet einen Membranfilter als Teil des Ausrüstungssets, und der Filter sorgt für eine rasche und sanfte Auftrennung von Vollblut in Bestandteile zur Reinfusion und praktisch zellfreies Plasma zum Sammeln.
Insbesondere wird bei dem Entnahmezyklus eines solchen Systems dem Spender durch die einzelne Venenpunktionsnadel Vollblut entnommen und tritt in das Ausrüstungsset ein. Antikoagulanslösung wird mit einer gesteuerten Rate in das in das Ausrüstungsset einströmende Blut gepumpt. Ungerinnbar gemachtes Vollblut wird dann zu einem Membranseparator gepumpt, in dem das Plasma und die Erythrozyten voneinander getrennt werden. Das Plasma wird dann in einen Sammelbehälter geleitet, und die gepackten Zellen werden vom Separator zu einem Reservoir für die anschließende Reinfusion gepumpt. Sensoren erfassen den Pegel von Erythrozyten in dem Reservoir, und wenn es gefüllt ist, beendet die Computersteuerung den Entnahmezyklus und löst den Reinfusionszyklus aus. Gepackte Zellen werden dann aus dem Reservoir durch die Einzelnadel zurück zum Spender gepumpt. Der Reinfusionszyklus wird fortgesetzt, bis in dem Reservoir praktisch keine gepackten Zellen mehr vorhanden sind. Zu diesem Zeitpunkt schaltet das System in den Entnahmezyklus um und setzt die abwechselnden- Entnahme- und Infusionszyklen fort, bis ein vorbestimmtes Plasmavolumen gesammelt worden ist, und dann schaltet das System ab.
WO-A-87/06471 zeigt eine Vorrichtung zum Trennen von Blut in Bestandteile zur Reinfusion einer Komponente mit einem Ersatzfluid. Zwei Ventile werden abwechselnd geöffnet und geschlossen, um eine abgetrennte Blutkomponente aus einem Reservoir und Ersatzfluid von einer Quelle zur Reinfusion abzuziehen.
Die Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 10 basieren auf dieser Offenbarung, und die kennzeichnenden Teile dieser Patentansprüche definieren die Merkmale der Erfindung.
Es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, neue und verbesserte Vorrichtungen zum therapeutischen Plasmaaustausch anzugeben, wobei Vollblut in Bestandteile aufgetrennt und einer dieser Bestandteile leicht und einfach mit einem Ersatzfluid zur Infusion in den Spender kombiniert werden kann.
Diese und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung, die beigefügten Patentansprüche und Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht der Vorderseite eines Plasmapherese-Instruments mit einem Ausrüstungsset, das gemäß der Erfindung ausgebildet und an der Vorderseite des Instruments angebracht ist; und
Fig. 2 und 3 sind schematische Ansichten der Durchflüsse im System während des Entnahme- bzw. des Infusionszyklus.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachstehend wird im einzelnen auf die derzeit bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Bezug genommen, von der ein Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist.
Ein herkömmliches Plasmapherese-Instrument ist in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet und umfaßt verschiedene Pumpen, Klemmen, Detektoren, Überwachungssysteme, Wandler, Anzeigeelemente und dergleichen, die nicht sämtlich in der vorliegenden Anmeldung beschrieben oder für das Verständnis der Erfindung notwendig sind. Es werden daher nur diejenigen Teile des Instruments beschrieben, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind.
Das Instrument 10 weist an seiner Vorderseite 12 drei peristaltische Pumpen auf, die unter Steuerung durch ein computerisiertes Steuersystem einzelnen angetrieben werden. Eine Blutpumpe 14 ist vorgesehen, um ungerinnbar gemachtes Vollblut vom Spender zu einem Separator, der noch beschrieben wird, während des Entnahmezyklus zu fördern und während des Infusionszyklus einen Blutbestandteil und Ersatzfluid zum Spender zu fördern. Eine Antikoagulanspumpe 16 ist vorgesehen, um Antikoagulans in das Vollblut zu pumpen, wahrend das Blut in den Ausrüstungssatz eintritt. Eine Zellpumpe 18 ist während des Blutentnahmezyklus betätigbar, um den abgetrennten Blutbestandteil vom Separator zu dem Reservoir zu fördern. Gemäß der Erfindung fördert während des Infusionszyklus die Zellpumpe 18 das Ersatzfluid aus dem Ersatzfluidbehälter und durch den Separator zur Vermischung mit gepackten Zellen aus dem Reservoir, woraufhin die Blutpumpe 14 in der in bezug auf den Entnahmezyklus umgekehrten Richtung das Gemisch aus gepackten Zellen und Ersatzfluid zum Spender fördert. Eine magnetische Motorhalterung 20 für den Separator ist auch an der Instrumentenfläche 12 vorgesehen. Die verschiedenen Klemmen umfassen eine Blutleitungsklemme 22, eine Reinfusionsleitungsklemme 24, eine Plasmaleitungsklemme 26 und eine Ersatzfluidklemme 28. Weitere Elemente, die an der Vorderseite des Instruments 10 gezeigt sind, umfassen eine Druckwandleranordnung 30, einen Hämoglobindetektor 32 und einen Ultraschall-Luftdetektor 34. Diese letztgenannten Elemente sind für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich.
Ein Einmal-Ausrüstungsset gemäß der Erfindung wird an dem Instrument und am Spender angebracht, so daß die Blutentnahme, das Auftrennen und die Infusion gepackter Zellen mit Ersatzfluid durchführbar sind. Das Ausrüstungsset umfaßt eine Membrantrenneinrichtung 36 zum Auftrennen von Vollblut in Plasma und gepackte Zellen, ein Reservoir 38 zur Aufnahme der gepackten Zellen, eine einzelne Venenpunktionsnadel 40 (siehe Fig. 2 und 3), einen In-line-Filter 42, einen Antikoagulans-Vorratsbehälter 46, einen Plasmasammelbehälter 48 und verschiedene Schlauchabschnitte, Leitungen oder Kanäle, die noch beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 werden nachstehend die verschiedenen Schlauchabschnitte beschrieben. Eine Antikoagulansleitung 50 verbindet den Antikoagulans-Vorratsbehälter 44 mit der Blutleitung 52 an einem Y-Anschlußstück nahe der Luer-Kupplung (nicht gezeigt) zum Anschluß der Venenpunktionsnadel 40. Die Blutleitung 52 ist mit der Nadel 40 verbunden und gibt gerinnungsgehemmtes Blut an die Einlaßöffnung 54 der Trenneinrichtung 36 ab. Die Zelleitung 56 ist am einen Ende mit einer Auslaßöffnung 58 des Separators 36 und an ihrem entgegengesetzten Ende mit einem In-line- Filter 42 verbunden. Eine Abzweigleitung 60 verbindet eine Öffnung 61 am Boden des Reservoirs 38 mit dem In-line-Filter 42. Im vorliegenden Fall wird nur eine einzige Öffnung verwendet, es versteht sich aber, daß der Boden des Reservoirs, falls gewünscht, voneinander getrennte Ein- und Auslaßöffnungen haben kann. Eine zweite Abzweigleitung 62 verbindet den In-line-Filter 42 mit der Blutleitung 52. Eine Ersatzfluidleitung 64 verbindet den Ersatzfluidbehälter 46 mit der Einlaßöffnung 54 des Separators 36 an der Abstromseite der Y-Verbindung, die durch die Blutleitung 52 damit hergestellt ist.
Es versteht sich, daß im Gebrauch das Ausrüstungsset an der Vorderseite des Instruments 10 angebracht wird. Wie Fig. 1 zeigt, wird dabei die Trenneinrichtung 36 an der Motorhalterung 20 angebracht, und das Reservoir wird in seinem Halter (nicht gezeigt) angeordnet. Die Antikoagulansleitung 50 wird in die Antikoagulanspumpe 15 eingeführt, die Blutleitung 52 wird in die Blutpumpe 14 eingeführt und an die Blutleitungsklemme 22 angesetzt. Die Ersatzfluidleitung wird an der Klemme 28 angebracht. Die Zelleitung 56 wird in die Zellpumpe 18 eingeführt, und die Abzweigleitung 62 wird an der Klemme 24 angebracht. Die Plasmaleitung 66 wird an der Klemme 26 angebracht, und die Behälter 44, 46 und 48 werden an geeigneten Haken (nicht gezeigt) aufgehängt, die am Instrument vorgesehen sind.
Im Gebrauch werden verschiedene Aufstellungs- und Sicherheitsmaßnahmen befolgt, und die Venenpunktionsnadel wird am Spender angebracht. Um einen Entnahmezyklus, der in Fig. 2 gezeigt ist, auszulösen, werden die Klemmen 28 und 24 geschlossen, während gleichzeitig die Klemmen 22 und 26 geöffnet werden. Die Antikoagulanspumpe 16 wird betätigt, um Aktikoagulans von dem Vorrat 44 zu der Blutleitung 52 zu pumpen. Die Blutpumpe 14 wird betätigt, um gerinnungsgehemmtes Blut vom Spender durch Leitung 52 und die Einlaßöffnung 54 in den Separator 36 zu pumpen. Der Separator 36 trennt das Blut in Bestandteile, beispielsweise Erythrozyten und Plasma, und das Plasma fließt durch die Plasmaleitung 66 und an der offenen Klemme 26 vorbei in den Plasmasammelbeutel 48. Die gepackten Zellen fließen aus dem Separator 36 durch die Auslaßöffnung 58 und werden durch die Zelleitung 56 und die Abzweigleitung 60 in das Reservoir 38 gepumpt. Wenn die gepackten Zellen im Reservoir 38 auf einen vorbestimmten Pegel steigen, wird der Entnahmezyklus beendet, und der Infusionszyklus wird ausgelöst. Bei der Umschaltung in den Infusionszyklus werden die Klemmen 22 und 26 geschlossen, so daß die Blutleitung 52 und die Plasmaleitung 66 abgeklemmt werden, und die Klemmen 24 und 28 werden geöffnet. Die Antikoagulanspumpe 16 wird angehalten. Die Blutpumpe 14 wird umgesteuert, so daß die gepackten Zellen aus dem Reservoir 38 angesaugt werden, um durch die einzige Auslaßöffnung 61, durch die Abzweigleitungen 60 und 62, am Filter 42 vorbei und durch die Blutleitung 52 zur Rückleitung zum Spender durch die Nadel 40 zu fließen. Gleichzeitig wird die Zellpumpe 18 in ihrem laufenden Zustand gehalten und pumpt Ersatzfluid aus dem Ersatzfluidbeutel 46 durch Leitung 64, den Separator 36 und Leitung 56 in den Filter 42.
An der Verbindungsstelle der Zelleitung 56 und der Abzweigleitung 60 angrenzend an das Oberende des In-line-Filters vermischt sich das Ersatzfluid mit den gepackten Zellen, die von der Blutpumpe 14 aus dem Reservoir 38 angesaugt werden, durch die Abzweigleitungen 60 und 62 und den Abschnitt der Leitung 52 zwischen der Nadel 40 und der Abzweigleitung 62. Nach dem Vermischen fließen die mit dem Ersatzfluid vereinigten gepackten Zellen an der Klemme 24 vorbei durch die Leitung 52 und durch die Nadel 40 zum Spender.
Es ist zu beachten, daß die Verbindungsstelle des Ersatzfluids mit den geepackten Zellen während der Infusion an der Abstromseite des Reservoirs liegt. Das trägt dazu bei zu verhindern, daß Ersatzfluid in das Reservoir fließt und die optischen Sensoren (nicht gezeigt) beeinflußt, die den Pegel gepackter Zellen im Reservoir aufnehmen. Außerdem ist zu beachten, daß das Verhältnis der Ersatzfluidrate zu der Rate der gepackten Zellen zwischen Null und einem erwünschten Höchstwert, der kleiner als die Blutpumpendurchflußrate ist, gesteuert werden kann. Auf diese Weise wird das Ersatzfluid daran gehindert, in das Zellreservoir einzutreten, und dadurch wird sichergestellt, daß die optischen Sensoren wirksam und betätigbar bleiben, um den Pegel der Erythrozyten im Reservoir zu bestimmen. Wenn das Reservoir im wesentlichen keine Erythrozyten mehr enthält, stellt die Steuerung das System wieder in den Entnahmezyklus um, so daß die Blutentnahme wieder beginnen kann. Dabei öffnet die Steuerung die Klemmen 22 und 26, schließt die Klemmen 24 und 28, steuert die Blutpump 14 um, betätigt die Antikoagulanspumpe 16 und setzt den Betrieb der Zellpumpe 18 fort. Die Entnahme- und Infusionszyklen wechseln einander somit ab, und es versteht sich, daß in jedem Infusionszyklus gepackte Zellen und Ersatzfluid gleichzeitig mit einem gesteuertem Verhältnis und als Gemisch zum Spender fließen.

Claims

1. Plasmaaustauschvorrichtung, um von einem Spender erhaltenes Blut in mindestens einen ersten und einen zweiten Bestandteil zu trennen und in den Spender den ersten Blutbestandteil und ein Ersatzfluid zu infundieren, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Separator (36) zum Trennen des ersten und des zweiten Blutbestandteils von Vollblut; ein Reservoir (38), das den ersten Blutbestandteil enthält; eine erste Bahn (52), die eine einzelne Venenpunktionsnadel (40) mit einem Einlaß (54) zu dem Separator (36) verbindet, um dem Separator während eines Vollblutentnahmezyklus Vollblut von dem Spender zuzuführen; eine zweite Bahn (56, 60), die einen Auslaß (58) des Separators (36) mit einem Einlaß (61) zu dem Reservoir (38) verbindet, um dem Reservoir (38) während des Entnahmezyklus den ersten Blutbestandteil von dem Separator (36) zuzuführen; eine dritte Bahn (60, 62, 52), die die einzelne Venenpunktionsnadel (40) durch einen Auslaß (61) in Fluidverbindung mit dem Reservoir (38) verbindet, um den ersten Blutbestandteil in dem ersten Reservoir (38) während eines Infusionszyklus zu dem Spender fließen zu lassen; eine Fluidersatzzufuhrquelle (46); und eine vierte Bahn (64, 36, 56), die die Venenpunktionsnadel (40) mit der Fluidersatzzufuhrquelle (46) verbindet, um während des Infusionszyklus Ersatzfluid zu infundieren, gekennzeichnet durch eine fünfte Bahn (56), die den Separatorauslaß (58) mit einer Mischstelle in der dritten Bahn (60, 62, 52) zwischen dem Reservoirauslaß (61) und der Nadel (40) verbindet, und dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidersatzzufuhrquelle (46) während des Infusionszyklus mit dem Separatoreinlaß (54) verbunden ist, so daß der erste Blutbestandteil und das Ersatzfluid während des Infusionszyklus kontinuierlich vermischt und gleichzeitig zu der Venenpunktionsnadel (40) und dem Spender rückgeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Einlaß und der Auslaß des Reservoirs (38) von einer einzigen Öffnung (61) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte und die fünfte Bahn (60, 62, 52; 56) jeweils diskrete Durchflußleitungen und Einrichtungen (14, 18) aufweisen, um die relativen Durchflußraten zu steuern.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Separator (36) während des Infusionszyklus einen Teil der vierten Bahn (64, 36, 56) bildet, so daß das Ersatzfluid während des Infusionszyklus durch den Separator (36) fließt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dritte Bahn (60, 62, 52) einen Filter (42) aufweist, der der Mischstelle benachbart angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Zweitbestandteil-Auslaß aus dem Separator (36) für den abgetrennten zweiten Blutbestandteil aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit einem Autopherese-Instrument (10), wobei das Instrument eine Stirnseite (12) aufweist, eine erste und eine zweite Pumpe (14, 18) an der Stirnseite (12) des Instruments (10) gehalten sind, die erste und die zweite Pumpe (14, 18) jeweils in der Bahn (52, 56, 60) der ersten und der zweiten Pumpe angeordnet sind, die erste Pumpe (14) ausgebildet ist, um während des Blutentnahmezyklus Vollblut von dem Spender zu dem Separator (36) zu pumpen, und die zweite Pumpe (18) ausgebildet ist, um während des Blutentnahmezyklus den ersten Blutbestandteil von dem Separator (36) zu dem Reservoir (38) zu pumpen;

wobei die zweite Pumpe (18) in der fünften Bahn (56) angeordnet ist, um während des Infusionszyklus Ersatzfluid zu der Mischstelle zu pumpen, und die erste Pumpe (14) in der dritten Bahn (60, 62, 52) angeordnet ist, um den ersten Blutbestandteil aus dem Reservoir (38) durch die dritte Bahn (60, 62, 52) zu pumpen, um den ersten Blutbestandteil und das Ersatzfluid an der Mischstelle zu vermischen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste Pumpe (14) umsteuerbar ist, um wahrend des Entnahmezyklus Vollblut zu pumpen und während des Infusionszyklus das Gemisch aus dem ersten Blutbestandteil und dem Ersatzfluid zu dem Spender zu pumpen.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mischstelle an einer Position in der dritten Bahn (60, 62, 52) an der Abstromseite des Reservoirs (38) liegt, so daß das Reservoir (38) sowohl während des Entnahme- als auch während des Infusionszyklus frei von Ersatzfluid gehalten wird.

10. Verfahren zum Trennen von Blutbestandteilen, das die folgenden Schritte aufweist:

während eines ersten Zyklus Zuführen von Vollblut zu einem Separator (36), Trennen des Vollbluts in Bestandteile und Speichern mindestens des ersten Blutbestandteils in einem Reservoir (38); und

während eines zweiten Zyklus Pumpen von Ersatzfluid und des ersten Blutbestandteils aus dem Reservoir (38);

dadurch gekennzeichnet, daß das Ersatzfluid durch den Separator (36) gepumpt und mit dem ersten Blutbestandteil, der aus dem Reservoir (38) gepumpt wird, vermischt wird und der erste Blutbestandteil mit einer Durchflußrate, die höher als die Durchflußrate des durch den Separator (36) gepumpten Ersatzfluids ist, aus dem Reservoir (38) gepumpt wird.