血液组分的深低温保藏和复苏改进制造技术

一种可动态调节深低温保藏液释放到红细胞从而实现冷冻的系统。所述释放速度优选由公式确定，该公式能保持红细胞摩尔渗透压浓度随时间线性变化从而防止红细胞摩尔渗透压休克。在优选实施方案中，该系统包括一个被预先设计成根据上述公式将深低温保藏液自动释放到红细胞中的控制器。该系统还可以通过稀释红细胞以及洗脱出其中的深低温保藏液来支持融化红细胞的复苏。另外，该系统优选地调节稀释液的流速从而防止复苏过程中的红细胞摩尔渗透压休克。复苏后，复苏红细胞可以悬浮于一种保藏液中以进一步增加它们的储存寿命。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Cryopreservation and resuscitation of blood components

System capable of dynamically regulating deep hypothermic preservation liquid to release red blood cell to realize freezing. The release speed is preferably determined by the formula, which can maintain the change of the red blood cell Moore osmotic pressure with time, so as to avoid the shock of the red blood cell. In a preferred embodiment, the system includes a controller which is designed in advance to automatically release a deep hypothermic preservation solution into a red blood cell according to the formula. The system can also be used to support the recovery of red blood cells by diluting red blood cells and washing out the deep hypothermic storage solution. In addition, the system preferably regulates the flow rate of the diluent in order to prevent the shock of the red blood cell. After recovery, the recovery of red blood cells can be suspended in a preservative solution to further increase their storage life.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及保存血液和血液组份，更具体地，本专利技术涉及一种在冷冻前向红细胞里添加深低温保藏液以及使用前将其从红细胞中洗去的改进系统。
技术介绍
人的血液主要包括三种特化细胞红细胞、白细胞和血小板。这些细胞悬浮在一种被称为血浆的蛋白质及其他化学物质混合物水溶液中。在过去，输血一直使用全血，但当前倾向于对特殊病人仅收集和输送他所需要的那些血液组份。这种方法能保存有效的血液供应，在多数情况下对病人有利，因为病人不接触不需要的血液组份。血液组份一般从供血者采集的全血中获得。一种一次性使用的由器具(例如输液管和接头)、采血针和一个或多个收集袋组成的血液采集装置，用于从供血者采集全血。详细地说，将采血针扎入供血者的手臂，血液在重力的作用下流入装有抗凝剂的收集袋里。随后，用血液处理器将全血分成一种或多种要求的组份。血液处理器包括旋转的分离室，它使全血多次受到重力的作用，从而根据密度将各种血液组份分开。即密度大的组份如红细胞(RBCs)聚集在分离室里的外周，而密度小的组份通过一个出口流出。当分离过程完成后，分离室里的RBCs被移去。血液组份也可以通过单采血液成分术(apheresis)获得，来自供血者的全血直接提供给血液处理器进行分离和收集。对于这种方法，任何未收集的血液组份都可直接回输给供血者。收集的血液组份在回输给供血者或输给其他病人之前可以保存。例如，单个的血液组份如RBCs可以在4℃左右冷藏数天。还有其它方法冷冻RBCs来进一步延长它们的储存时间。例如，根据RBCs的制备方法，RBCs能在-80℃或-160℃左右深低温保藏数年。具体地说，RBCs通常与甘油一起保存，甘油在冷冻之前穿过细胞膜。没有甘油，RBCs在冷冻过程中不能存活。授予Valeti的名称为用于储存和处理血液的设备及方法的美国专利No.33,924中公开了一种保存和处理血液的方法和设备，在冷冻前使RBCs甘油化及输血前从融化的RBCs洗去甘油。尤其是在盛RBCs的袋子里分三步加入甘油。首先，将RBCs袋放在摇床上，以每分钟约180次的速度进行摇动，50ml的甘油溶液依靠重力加入袋中。将摇床关闭约5分钟，使RBCs和甘油达到平衡。下一步，打开摇床，再向袋中加入约50ml的甘油溶液。再次关闭摇床使RBCs和甘油溶液平衡约两分钟。然后将袋子从摇床上取下，操作员一边手工摇动袋子一边再加入约400ml的甘油溶液。将袋子放在一种袋子离心装置上来浓缩甘油化的RBCs。结果袋子里含有浓缩的、甘油化的RBCs和上清甘油溶液。为了除去上清，将袋子置于血浆提取器里。然后将其封存于外包装纸的袋子里，放在-80℃冰箱里保存。正如‘924专利里注释的，整个处理过程必须在4小时内完成，获得的甘油化的RBCs有约60％的血细胞比容。因此，现有技术的甘油化处理过程是费时、费力的工作。而且需要技术熟练的操作人员以确保甘油溶液在适当的时间有适合的量。不适当的给予甘油渗透压(osmolite)可能损伤RBCs。特别是，如果加入甘油的速度过快，RBCs将受到摩尔渗透压浓度的休克，而导致细胞损伤。现有技术的在输血前洗涤融化的、冷冻保存的RBCs的方法很显然也是费时、费力的工作。更具体地，如‘924专利所描述的，将冷冻的RBCs袋子放在热水浴中20-25分钟融化RBCs。应用一种仪器，如Haemonetics Corp．的115型，包括摇床、离心装置和洗涤滚筒。首先，50ml 12％氯化钠溶液依靠重力流入袋里，通过摇床的摇动与融化的RBCs混合。关闭摇床两分钟使两种溶液达到平衡。然后再次，打开摇床，向袋子里加入100ml的0.9％氯化钠和0.2％葡萄糖溶液，摇动混合。然后关闭摇床约两分钟让溶液平衡。再次打开摇床，向袋子里加入150ml氯化钠/葡萄糖溶液。关闭摇床两分钟。对于甘油溶液，向融化的RBCs里加入每种体积的洗涤溶液也是一个必须谨慎处理的过程。特别是，洗涤溶液也是一种渗透压(osmolite)，如果加入过快可能导致RBCs细胞膜的破裂。离心袋子里的内容物以除去洗涤溶液和甘油，将得到的RBCs转移到收集袋里。在输液前，洗涤后的RBCs通过离心进行浓缩并除去上清。最终的RBCs的血细胞比容低于40％。如同‘924专利介绍的，RBCs对摩尔渗透压浓度休克敏感而需要重复、详细的步骤。不但在冷冻保藏时制备RBCs，而且在输血前复苏保藏的RBCs时都必须手工操作，以避免渗透压浓度的突然改变。这是一种昂贵的方法，限制了冷藏方法的使用，而且大量需要及时的血液采集。此外，由于化学物质和其他关系，商业上可买到的甘油溶液一般装在橡胶塞的玻璃瓶中，而不是有管子连接的塑料袋。为了获得这种甘油，必须使用针或刺，从而产生了一个开放系统，即潜在的污染空气和其他的杂质可能进入这个系统。此外，由于甘油的粘度高，不能依靠重力通过灭菌后的滤膜。所以，任何进入这个系统的污染物都可能接触到RBCs。尽管这不影响RBCs的冷冻保藏时间，但是它要求融化的红细胞必须在24小时内使用，否则只能废弃。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种制备冷冻保藏红细胞的改进方法。本专利技术的另一个目的是提供一种快速释放深低温保藏液到红细胞而不引起摩尔渗透压浓度休克的改进方法。本专利技术的再一个目的是快速洗涤融化的红细胞而不引起摩尔渗透压浓度休克的改进方法。简要地说，本专利技术涉及一种释放深低温保藏液到红细胞以便长期冷冻保藏和在红细胞复苏过程中除去深低温保藏液的系统。这个系统优选包括连接着摇床、离心装置和一个或几个速度可选的泵的控制器。显示器、打印机和输入设备也与控制器相连。深低温保藏装置用于将深低温保藏液运送到浓缩的红细胞的装置，它可以放在摇床上。控制器经过泵监测和控制深低温保藏液向红细胞的运送。尤其是，控制器定期地测定已经添加到红细胞的深低温保藏液的量，在此基础上，依据新的计算方法计算深低温保藏液的流速。这个计算方法提供了红细胞的摩尔渗透压浓度线性增加，用来选择降低休克的危险性和使处理时间最短。经过动态地调整泵的速度，控制器在整个深低温保藏处理过程中以计算所得流速运送深低温保藏液。在复苏过程中，一种包括分离室和洗涤液的复苏装置，相似地安装在这个系统上。融化的红细胞优选地放在摇床上，通过两个泵不但与洗涤液相连而且与分离室相连。为了复苏红细胞，控制器监测和控制用于稀释红细胞的第一个体积洗涤液的运送。特别是，控制器依据第二个计算方法动态地调整稀释体积的洗涤液向红细胞运输的速度。第二个计算方法也是依据已释放的洗涤液的计算体积来提供红细胞摩尔渗透压浓度线性降低，以选择缩短稀释时间和减少休克的发生。通过动态地调整两个泵的速度，控制器在整个稀释过程中以计算出的流速运送洗涤液。红细胞在稀释后被转移至分离室，为了从红细胞洗去任何残留的深低温保藏试剂，可在分离室里另外加入洗涤液。在优选实施方案中，深低温保藏液在接触红细胞之前优选地通过除菌的滤膜。通过过滤深低温保藏液除去潜在的污染物，使复苏后红细胞的储存时间显著延长。此外，在复苏过程中，在加入洗涤液之前复苏的红细胞首先用一定体积的高渗溶液稀释。高渗溶液有与融化的红细胞相近的摩尔渗透压浓度，进一步降低了休克的危险性。而且，额外的洗涤循环有利于除去在复苏过程中不能存活的衰弱细胞分解产生的碎片和将洗涤后的红细胞悬浮在保存液里，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过混合血液组分和一定体积深低温保藏液制备出可深低温保藏血液组分的设备，该深低温保藏液使所述血液组分有出现摩尔渗透压浓度休克的可能，所述设备包括： 至少一个能将一定体积深低温保藏液与所述血液组分联系在一起的变速泵，使得以特定速度操作泵时可将深低温保藏液以相应流速限定给所述血液组分；以及 一个可操作地连接到至少一个上述泵上的控制器，从而控制深低温保藏液释放到血液组分的流速，所述控制器设计成动态地调节深低温保藏液的流速，从而减少血液组分发生摩尔渗透压浓度休克的可能。

【技术特征摘要】
US 1998-12-7 09/206,9161．一种通过混合血液组分和一定体积深低温保藏液制备出可深低温保藏血液组分的设备，该深低温保藏液使所述血液组分有出现摩尔渗透压浓度休克的可能，所述设备包括至少一个能将一定体积深低温保藏液与所述血液组分联系在一起的变速泵，使得以特定速度操作泵时可将深低温保藏液以相应流速限定给所述血液组分；以及一个可操作地连接到至少一个上述泵上的控制器，从而控制深低温保藏液释放到血液组分的流速，所述控制器设计成动态地调节深低温保藏液的流速，从而减少血液组分发生摩尔渗透压浓度休克的可能。2．权利要求1所述的设备，进一步包括一个安装在深低温保藏液和血液组分之间的除菌滤器。3．权利要求2的设备，其中所述控制器能动态地调节深低温保藏液的流速，从而能保持血液组分摩尔渗透压浓度基本上呈线性增大。4．权利要求3的设备，其中所述控制器进一步设计成能够反复测定加入到血液组分中深低温保藏液的量，根据深低温保藏液的测定量计算新的流速，并调节至少一个上述泵从而以新的流速释放深低温保藏液。5．权利要求4的设备，其中所述控制器能测定深低温保藏液的量，计算出新流速并且以实时调节至少一个泵。6．权利要求5的设备，其中所述控制器进一步被设计成能测定出为实现血液组分中预期深低温保藏液浓度所需深低温保藏液的体积。7．权利要求6的设备，其中一个导管把深低温保藏液与血液组分连通，并且在至少一个上述泵的下游导管中安装一个压力探针，该压力探针向控制器提供相应的压力信号，控制器进一步被设计成能在压力信号超过预定阈值时关停所述的至少一个泵。8．权利要求1的设备，其中所述的血液组分是红细胞，所述控制器被设计成调节至少一个泵的速度从而使深低温保藏液的流速基本上是下列公式给定的速度K[Vi*(W*Hcti/100)+Vg]2/[Vi*(W*Hcti/100)*(Oi-Og)]其中K指红细胞摩尔渗透压浓度增加的选定速率，Vi指红细胞的体积，W是红细胞中水的体积百分比，Hcti是深低温保藏前红细胞的血细胞比容水平，Vg指现时流速计算之前已加入到红细胞的深低温保藏液的体积，Oi指深低温保藏前红细胞的摩尔渗透压浓度和Og指深低温保藏液的摩尔渗透压浓度。9．权利要求8的设备，其中所述控制器被设计成初始调节至少一个泵的速度从而使深低温保藏液的初始流速基本上是下列公式给定的速度K*Vi*(W*Hcti/100)/(Oi-Og).10．权利要求9的设备，其中所述控制器进一步被设计成基本上根据下列公式来确定红细胞的体积ViNWi/[1.1*Hcti/100+1.026*(1-Hcti/100)]其中NWi指深低温保藏前红细胞的净重。11．权利要求10的设备，该设备进一步包括一个振荡平台，该平台的作用在于当向血液组分中释放深低温保藏液时振荡所述血液组分。12．权利要求1的设备，该设备进一步包括一个振荡平台，该平台的作用在于当向血液组分中释放深低温保藏液时振荡所述血液组分。13．权利要求2的设备，其中所述的除菌滤器具有一定的压力操作范围，而且所述控制器被进一步设计成能防止除菌滤器上的深低温保藏液压力超过所述操作范围。14．一种通过混合血液组分和一定体积深低温保藏液制备出可深低温保藏血液组分的方法，所述深低温保藏液使所述血液组分有出现摩尔渗透压浓度休克的可能，该方法包括下述步骤测定出为获得血液组分中预期深低温保藏浓度所需深低温保藏液的体积；通过至少一个变速泵将一定体积的深低温保藏液与所述血液组分连通，以确保特定速度操作泵时能将相应流速的深低温保藏液限定给所述血液组分；以及通过周期性地改变至少一个泵的速度，动态地调节深低温保藏液的流速，从而减少血液组分发生摩尔渗透压浓度休克的可能。15．权利要求14的方法，其中所述的动态调节的步骤包括下述步骤改变至少一个泵的速度，从而使深低温保藏液的流速基本上为下列公式给定的流速K[Vi*(W*Hcti/100)+vg]2/[Vi*(W*Hcti/100)*(Oi-Og)]其中K指红细胞摩尔渗透压浓度增加的选定速率，Vi为红细胞的体积，W为血细胞中水的体积百分比，Hcti指深低温保藏前红细胞的血细胞比容水平，Vg指现时流速计算之前就已加入到红细胞的深低温保藏...

【专利技术属性】
技术研发人员：E帕格斯，
申请(专利权)人：赫默内蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]