EP0341413B2

An adsorber module and adsorber apparatus for whole blood treatment

Abstract

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EP0341413B2, drawing sheet 1
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Expired 4 April 2009, 17.5 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    Adsorbermodul zum Entfernen von bösartigen Vollblutbestandteilen durch Adsorption, das umfaßt:ein Gehäuse, das mit einer Blut-Zuleitungseinrichtung (2) und einer Blut-Entnahmeeinrichtung (3) versehen ist, undeine Vielzahl von porösen Hohlfasern (1) von im wesentlichen gleicher Länge, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und an ihren beiden Endteilen miteinander unter Bildung eines Bündels verbunden sind, wobei jede poröse Hohlfaser des Bündels Öffnungen an ihren beiden Enden hat,wobei dieses Bündel in dem Gehäuse in Richtung der Länge des Gehäuses angeordnet ist,diese beiden Endteile der Hohlfasern des Bündels flüssigkeitsdicht mit der Blut-Zuleitungseinrichtung und der Blut-Entnahmeeinrichtung verbunden sind, so daß auf diese Weise eine Verbindung zwischen der Blut-Zuleitungseinrichtung und der Blut-Entnahmeeinrichtung durch das Bündel aus Hohlfasern ausgebildet wird,wobei jede poröse Hohlfaser ein membranförmige poröse Harzmatrix umfaßt, die darin befindliche Poren und Öffnungen an ihren beiden Oberflächen hat, wobei die Poren mit den Öffnungen unter Bildung von Durchgängen Zusammenwirken, welche zwischen den beiden Oberflächen der Harzmatrix verlaufen, und mehrere Liganden (8) aufweist, die an der gesamten Oberfläche der porösen Harzmatrix gebunden sind,wobei diese Liganden zur selektiven Wechselwirkung mit den auf den Hohlfasern zu adsorbierenden bösartigen Bestandteilen befähigt sind,diese Liganden niedere Antigenizität haben, so daß, wenn die Liganden in Kontakt mit Blutkörperchen stehen, diese Liganden nicht die Hämolyse von Erythrocyten, Sensibilisierung von Leucocyten oder ein Aneinanderhaften und/oder eine Aggregation von Blutplättchen bewirken,die poröse Harzmatrix einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,005 bis 3 µm hat unddie porösen Hohlfasern eine durchschnittliche wirksame Länge (L mm) und einen durchschnittlichen Innendurchmesser (D mm) haben, welche die UngleichungenL/D2 (mm-1) ≥ 2000 und 150 µm ≤ D ≤ 400 µm erfüllen, wobei die durchschnittliche wirksame Länge definiert ist als der Durchschnitt der Längen der porösen Hohlfasern minus die Längen der beiden Endteile der porösen Hohlfasern, an denen die Fasern miteinander verbunden sind und flüssigkeitsdicht mit der Zuleitungseinrichtung für das Vollblut und mit der Blut-Entnahmeeinrichtung verbunden sind. An adsorber module for removing malignant components of whole blood by adsorption, comprising: a casing provided with a blood introduction means (2) and a blood withdrawal means (3), anda plurality of porous hollow fibers (1) substantially equal in length arranged substantially in parallel relationship and bonded together at both end portions thereof to form a bundle, each porous hollow fiber of said bundle having openings at both terminal ends thereof,said bundle being disposed in said casing along the length of said casing,said both end portions of the hollow fibers of said bundle being fluid-tightly connected to said blood introduction means and said blood withdrawal means, respectively, thereby establishing communication between said blood introduction means and said blood withdrawal means through said bundle of hollow fibers,each porous hollow fiber comprising a membranous porous resin matrix having pores therewithin and openings on both surfaces thereof, said pores cooperating with said openings to form throughpaths running between both the surfaces of said resin matrix, and a plurality of ligands (8) attached to the overall surface of said porous resin matrix,each of said ligands being capable of selectively interacting with the malignant components to be adsorbed on said hollow fibers,said ligands having low antigenicity such that when the ligands are in contact with blood corpuscles, the ligands do not cause hemolysis of erythrocyte, sensitization of leukocyte, or adherence and/or aggregation of platelet,said porous resin matrix having an average pore diameter of from 0.005 to 3 µm,said porous hollow fibers having an average effective length (L mm) and an average inner diameter (D mm) which satisfy the inequalitiesL/D2 (mm-1) ≧ 2000, and 150 µm ≦ D ≦ 400 µm̲said average effective length being defined as an average of the lengths of said porous hollow fibers minus the lengths of said both end portions of said porous hollow fibers at which the fibers are bonded together and fluid-tightly connected to said whole blood introduction means and said blood withdrawal means, respectively. Module adsorbeur pour éliminer les constituants malins du sang total, qui comprend : un boîtier muni d'un moyen (2) d'introduction du sang et d'un moyen (3) de soutirage du sang, etune pluralité de fibres (1) tubulaires poreuses de longueur sensiblement égale, disposées d'une manière sensiblement parallèle et liées les unes aux autres en leurs deux parties d'extrémité pour former un faisceau, chaque fibre tubulaire poreuse de ce faisceau comportant des ouvertures à ses deux extrémités terminales,le faisceau étant disposé dans le boîtier suivant la longueur du boîtier,les deux parties d'extrémité des fibres tubulaires du faisceau communiquant, d'une manière étanche aux fluides, respectivement avec le moyen d'introduction du sang et le moyen de soutirage du sang, de façon à établir une communication entre le moyen d'introduction du sang et le moyen de soutirage du sang, en passant par le faisceau de fibres tubulaires,chaque fibre tubulaire poreuse comprenant une matrice de résine poreuse membranaire ayant des pores en son sein et des ouvertures sur ses deux faces, les pores coopérant avec les ouvertures pour former des trajets allant entre les deux faces de la matrice de résine et une pluralité de ligands (8) fixés à toute la surface de la matrice de résine poreuse,chacun des ligands pouvant interagir avec les constituants malins à adsorber sur les fibres tubulaires,les ligands ayant une faible antigénicité, telle que, lorsque les ligands sont en contact avec des corpuscules de sang, les ligands ne provoquent pas d'hémolyse d'érythrocyte, de sensibilisation de leucocyte ni d'ahdérence et/ou d'aggrégation de plaquette,la matrice de résine poreuse ayant un diamètre moyen de pores de 0,005 à 3 µm,les fibres tubulaires poreuses ayant une longueur effective moyenne (L mm) et un diamètre intérieur moyen (D mm) qui satisfont à l'inégalité suivante :L/D2 (mm-1) ≥ 2000 et 150 µm ≤ D ≤ 400 µmla longueur effective moyenne étant définie par la moyenne des fibres tubulaires poreuses, diminuée de la longueur des deux parties d'extrémité des fibres tubulaires poreuses où les fibres sont liées les unes aux autres et communiquent d'une manière étanche aux fluides respectivement avec le moyen d'introduction du sang et avec le moyen de soutirage du sang.
  2. 2
    Modul gemäß Anspruch 1, worin der Ligand durch kovalente Bindung an die gesamte Oberfläche der porösen Harzmatrix gebunden ist. Module suivant la revendication 1, dans lequel le ligand est lié à toute la surface de la matrice en résine poreuse par liaison covalente. The module according to claim 1, wherein said ligand is linked to the overall surface of said porous resin matrix by covalent bonding.
  3. 3
    Modul gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der Ligand eine hydrophobe Verbindung ist. Module suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le ligand est un composé hydrophobe. The module according to any one of claims 1 or 2, wherein said ligand is a hydrophobic compound.
  4. 4
    Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Ligand ein Polyanion ist. Module suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le ligand est un polyanion. The module according to any one of claims 1 to 3, wherein said ligand is a polyanion.
  5. 5
    Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der durchschnittliche Porendurchmesser im Bereich von 0,01 bis 2 µm ist. Module suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le diamètre moyen de pores est compris entre 0,01 et 2 µm. The module according to any one of claims 1 to 4, wherein said average pore diameter is in the range of from 0.01 to 2 µm.
  6. 6
    Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Gehäuse außerdem mindestens eine Öffnung (4) zur Entnahme von Plasma aufweist. Module suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le boîtier est muni en outre d'au moins une ouverture (4) pour enlever le plasma. The module according to any one of claims 1 to 5, wherein said casing is further provided with at least one opening (4) for withdrawing the plasma.
  7. 7
    Modul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Harzmatrix aus mindestens einem Harz besteht, das aus der aus Cellulose, einem Cellulosederivat, einem wasserunlöslichen Polyvinylalkohol, einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren, einem Polyolefin, einem Polysulfon und einem Polytetrafluorethylen bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Module suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la matrice en résine est composée d'au moins une résine choisie parmi la cellulose, un dérivé de cellulose, de l'alcool polyvinylique insoluble dans l'eau, un copolymère d'éthylène et d'alcool vinylique, une polyoléfine, une polysulfone et un polytétrafluoroéthylène. The module according to any one of claims 1 to 6, wherein said resin matrix is composed of at least one resin selected from the group consisting of cellulose, a cellulose derivative, a water-insoluble polyvinyl alcohol, a copolymer of ethylene and vinyl alcohol, a polyolefin, a polysulfone and a polytetrafluoroethylene.
  8. 8
    Adsorbervorrichtung zur Entfernung von bösartigen Vollblutbestandteilen durch Adsorption, das umfaßt:ein Gehäuse, das mit einer Blut-Zuleitungseinrichtung (2) und einer Blut-Entnahmeeinrichtung (3) versehen ist, undeine Vielzahl von porösen Hohlfasern (1) von im wesentlichen gleicher Länge, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet und an ihren beiden Endteilen miteinander unter Bildung eines Bündels verbunden sind, wobei jede poröse Hohlfaser des Bündels Öffnungen an ihren beiden Enden hat,wobei dieses Bündel in dem Gehäuse in Richtung der Länge des Gehäuses angeordnet ist,diese beiden Endteile der Hohlfasern des Bündels flüssigkeitsdicht mit der Blut-Zuleitungseinrichtung und der Blut-Entnahmeeinrichtung verbunden sind, so daß auf diese Weise eine Verbindung zwischen der Blut-Zuleitungseinrichtung und der Blut-Entnahmeeinrichtung durch das Bündel aus Hohlfasern ausgebildet wird,wobei jede poröse Hohlfaser ein membranförmige poröse Harzmatrix umfaßt, die darin befindliche Poren und Öffnungen an ihren beiden Oberflächen hat, wobei die Poren mit den Öffnungen unter Bildung von Durchgängen zusammenwirken, welche zwischen den beiden Oberflächen der Harzmatrix verlaufen, und mehrere Liganden (8) aufweist, die an der gesamten Oberfläche der porösen Harzmatrix gebunden sind,wobei diese Liganden zur selektiven Wechselwirkung mit den auf den Hohlfasern zu adsorbierenden bösartigen Bestandteilen befähigt sind,diese Liganden niedere Antigenizität haben, so daß, wenn die Liganden in Kontakt mit Blutkörperchen stehen, diese Liganden nicht die Hämolyse von Erythrocyten, Sensibilisierung von Leucocyten oder ein Aneinanderhaften und/oder eine Aggregation von Blutplättchen bewirken,die poröse Harzmatrix einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 0,005 bis 3 µm hat und die porösen Hohlfasern eine durchschnittliche wirksame Länge (L mm) und einen durchschnittlichen Innendurchmesser (D mm) haben, welche die UngleichungenL/D2 (mm-1) ≥ 2000 und 150 µm ≤ D ≤ 400 µm erfüllen, wobei die durchschnittliche wirksame Länge definiert ist als der Durchschnitt der Längen der porösen Hohlfasern minus die Längen der beiden Endteile der porösen Hohlfasern, an denen die Fasern miteinander verbunden sind und flüssigkeitsdicht mit der Zuleitungseinrichtung für das Vollblut und mit der Blut-Entnahmevorrichtung verbunden sind,(b) eine Blutzuführungs-Durchleiteeinrichtung, die eine erste Leitung (12), deren eines Ende flüssigkeitsdicht mit der Blut-Zuleitungseinrichtung des Moduls (a) verbunden ist, eine zweite Leitung (10), an deren einen Ende ein Bluteinlaß (9) vorgesehen ist und eine Bluttransporteinrichtung (11), die zwischen den anderen Enden der ersten und der zweiten Leitung angeordnet und mit diesen flüssigkeitsdicht verbunden ist, aufweist und(c) eine Blutentnahme-Durchleiteeinrichtung, die eine dritte Leitung (14, 19, 20, 26, 27) aufweist, deren eines Ende flüssigkeitsdicht mit der Blut-Entnahmeeinrichtung des Moduls (a) verbunden ist und die eine Blut-Auslaßöffnung (15) an ihrem anderen Ende hat. An adsorber apparatus for removing malignant components of whole blood by adsorption, comprising: (a) an adsorber module (13,) comprising: a casing provided with a blood introduction means (2) and a blood withdrawal means (3), anda plurality of porous hollow fibers (1) substantially equal in length arranged substantially in parallel relationship and bonded together at both end portions thereof to form a bundle, each porous hollow fiber of said bundle having openings at both terminal ends thereof,said bundle being disposed in said casing along the length of said casing,said both end portions of the hollow fibers of said bundle being fluid-tightly connected to said blood introduction means and said blood withdrawal means, respectively, thereby establishing communication between said blood introduction means and said blood withdrawal means through said bundle of hollow fibers,each porous hollow fiber comprising a membranous porous resin matrix having pores therewithin and openings on both surfaces thereof, said pores cooperating with said openings to form throughpaths running between both the surfaces of said resin matrix, and a plurality of ligands attached to the overall surface of said porous resin matrix,each of said ligands being capable of selectively interacting with the malignant components to be adsorbed on said hollow fibers,said ligands having low antigenicity such that when the ligands are in contact with blood corpuscles, the ligands do not cause hemolysis of erythrocyte, sensitization of leukocyte, or adherence and/or aggregation of platelet,said porous resin matrix having an average pore diameter of from 0.005 to 3 µm,said porous hollow fibers having an average effective length (L mm) and an average inner diameter (D mm) which satisfy the inequalities:L/D2 (mm-1) ≧ 2000, and 150 µm ≦ D ≦ 400 µm̲said average effective length being defined as an average of the lengths of said porous hollow fibers minus the lengths of said both end portions of said porous hollow fibers at which the fibers are bonded together and fluid-tightly connected to said whole blood introduction means and said blood withdrawal means, respectively,(b) a blood introducing passage means comprising a first conduit having one end fluid-tightly connected to said blood introduction means of module (a), a second conduit having a blood inlet at one end thereof, and a blood transport means disposed between and fluid-tightly connected to the other ends of said first and second conduits;and(c) a blood withdrawing passage means comprising a third conduit having one end fluid-tightly connected to said blood withdrawal means of module (a) and having a blood outlet at the other end thereof. Appareillage d'adsorption pour éliminer des constituants malins du sang entier comprenant : (a) un module (13) d'adsorbeur comprenant : un boîtier muni de moyens (2) d'introduction du sang et de moyens (3) de soutirage du sang, etune pluralité de fibres (1) tubulaires poreuses de longueur sensiblement égale disposées sensiblement parallèlement et liées ensemble à leurs deux parties d'extrémité pour former un faisceau, chaque fibre tubulaire poreuse du faisceau ayant des ouvertures à ses deux extrémités,le faisceau étant disposé dans le boîtier suivant la longueur du boîtier,les deux parties d'extrémité des fibres tubulaires du faisceau communiquant d'une manière étanche aux fluides avec les moyens d'introduction du sang et avec des moyens de soutirage du sang respectivement de manière à établir une communication entre les moyens d'introduction du sang et les moyens de soutirage du sang par le faisceau de fibres tubulaires,chaque fibre tubulaire poreuse comprenant une matrice en résine poreuse membranaire ayant des pores en son sein et des ouvertures sur ses deux faces, les pores coopérant avec les ouvertures pour former des trajets allant entre les deux faces de la matrice de résine et une pluralité de ligands (8) fixés à toute la surface de la matrice de résine poreuse,chacun des ligands étant susceptible d'interagir sur les constituants malins à adsorber sur les fibres tubulaires, le ligands ayant une faible antigénicité, telle que, lorsque les ligands sont en contact avec des corpuscules de sang, ils ne provoquent pas d'hémolyse d'érythrocyte, de sensibilisation de leucocyte, ni d'adhérence et/ou d'aggrégation de plaquette.la matrice en résine poreuse ayant un diamètre moyen de force de 0,005 à 3 µm,les fibres tubulaires poreuses ayant une longueur effective moyenne (L mm) et un diamètre intérieur moyen (D mm) qui satisfont aux inégalitésL/D2 (mm-1) ≥ 2000 et 150 µm ≤ D ≤ 400µm la longueur effective moyenne étant définie comme la moyenne des longueurs des fibres tubulaires poreuses, déduction faite des longueurs des deux parties d'extrémité des fibres tubulaires poreuses où les fibres sont liées ensemble et communiquent d'une manière étanche aux gaz avec les moyens d'introduction du sang et avec les moyens de soutirage du sang respectivement,(b) un passage d'introduction du sang comprenant un premier conduit dont une extrémité communique de manière étanche au fluide avec les moyens d'introduction du sang du module (a), un deuxième conduit ayant une entrée (9) pour le sang à l'une de ses extrémités et des moyens de transport du sang interposés entre les autres extrémités des premier et deuxième conduits et communiquant avec eux de manière étanche aux fluides;et(c) un passage de soutirage du sang comprenant un troisième conduit dont une extrémité communique d'une manière étanche aux fluides avec les moyens de soutirage du sang du module (a) et ayant une sortie pour le sang à l'autre extrémité.
  9. 9
    Appareillage suivant la revendication 8, comprenant un module d'adsorbeur suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7. The apparatus according to claim 8, comprising an adsorber module according to any of the claims 2 to 7. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, enthaltend ein Adsorbermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
  10. 10
    Installation suivant la revendication 9, dans laquelle le boîtier du module (a) est muni en outre d'au moins une ouverture (4) de soutirage du plasma, l'ouverture communiquant d'une manière étanche aux fluides avec le passage de soutirage du sang par une dérivation comprenant un quatrième conduit (16,22) dont une extrémité communique d'une manière étanche aux fluides avec l'ouverture, un cinquième conduit (18,23,25) dont une extrémité communique d'une manière étanche aux fluides avec la passage de soutirage du sang en sa position intermédiaire et des moyens (17) de transport du plasma interposés entre les autres extrémités des quatrième et cinquiéme conduits et communiquant avec ceux-ci d'une manière étanche aux fluides. The apparatus according to claim 9, wherein said casing of module (a) is further provided with at least one opening (4) for withdrawing the plasma, said opening being fluid-tightly connected to said blood withdrawing passage means through a bypass comprising a fourth conduit (16,22) having one end fluid-tightly connected to said opening, a fifth conduit (18;23,25) having one end fluid-tightly connected to said blood withdrawing passage at its intermediate position, and a plasma transport means (17) disposed between and fluid-tightly connected to the other ends of said fourth and fifth conduits. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, in der das Gehäuse von Modul (a) außerdem mit mindestens einer Öffnung (4) zur Entnahme des Plasmas versehen ist, wobei diese Öffnung flüssigkeitsdicht über eine Umgehungsleitung mit einer vierten Leitung (16, 22), deren eines Ende flüssigkeitsdicht mit dieser Öffnung verbunden ist, mit der Blutentnahme-Durchleiteeinrichtung verbunden ist, einer fünften Leitung (18, 23, 25), deren eines Ende flüssigkeitsdicht mit der Blutentnahme-Durchleiteeinrichtung an einer Stelle in deren Mitte verbunden ist und mit einer Plasma-Transporteinrichtung (17) versehen ist, die zwischen den anderen Enden der vierten und der fünften Leitung angeordnet und mit diesen flüssigkeitsdicht verbunden ist.