Пакет для замораживания, способ замораживания красных кровяных клеток - RU2127578C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к способу и пакетам, предназначенным для использования при консервации клеток крови.

Кровь, используемая для переливания, обычно хранится в холодильниках при 4±2^oC, в которых срок ее безопасного хранения не превышает шести недель. За счет замораживания можно получить потенциально более длительный срок хранения, но, к сожалению, замораживание крови, полученной от донора, приводит к разрушению красных кровяных клеток, делая кровь совершенно не пригодной для переливания.

После отделения от других компонентов крови красные кровяные клетки можно сохранить путем центрифугирования плазмы, смешивания с криозащитным веществом и последующего замораживания. Обычным криозащитным веществом является глицерин.

Поскольку сам по себе глицерин является токсичным, то перед использованием крови для переливания необходимо удалить из замороженных клеток весь глицерин. Обязательный процесс удаления, включающий центрифугирование и многократное промывание, представляет собой процесс, требующий определенной квалификации и занимающий много времени, который, кроме того, приводит к существенной потере жизнеспособных кровяных клеток.

Другим криозащитным веществом является гидроксиэтилированный крахмал (HES) - hijdroxyethul starch , который представляет собой широко используемый искусственный расширитель плазмы, не являющийся токсичным. Была выполнена большая работа по совершенствованию способов консервации красных кровяных клеток с использованием данного вещества.

Ранее предпринимаемые попытки не увенчались успехом, поскольку было обнаружено, что уровень гемолиза (разрушения красных кровяных клеток) в единицах объема крови (единица объема крови представляет собой объем стандартной дозы, взятой у донора, около 450 мл), восстановленных после замораживания, был выше безопасного предела.

Обычно считают, что единица объема крови безопасна для переливания, если уровень гемолиза при оттаивании не превышает 1%. Способ консервации и восстановления красных кровяных телец путем замораживания с использованием гидроксиэтилированного крахмала в качестве криозащитного вещества, при котором уровень гемолиза после восстановления находится в приемлемых (допустимых) пределах, был разработан и описан в заявке на патент PCT/GB 90/0140.

Пакеты, используемые при способе по PCT/GB 90/0140, должны удовлетворять строгим требованиям. Замораживание выполняется в жидком азоте и сопровождается неизбежными изменениями объема смеси красных кровяных клеток и криозащитного вещества.

Как раскрывается в заявке PCT/GB 90/0140, решающее значение имеет то, каким образом воспринимается это изменение объема за счет контроля толщины пакета для замораживания в процессе замораживания. Существенное значение также имеет то, что концентрация гидроксиэтилированного крахмала находится в строгих пределах и что процесс переливания донорской крови в пакет для замораживания выполняется стерильно.

Было предложено хранить гидроксиэтилированный крахмал в самом пакете для замораживания. Однако было обнаружено, что материалы, пригодные для изготовления пакета, являются в незначительной степени пористыми, что может привести к изменению концентрации гидроксиэтилированного крахмала в пакете, причем характер изменений зависит от влажности атмосферы в зоне хранения.

Кроме того, важно, чтобы пакеты, которые после заполнения кровью должны храниться при температурах ниже нуля, например, при -100^oC имели форму, удобную для хранения. Кроме того, пакет должен быть выполнен так, чтобы была обеспечена возможность вытекания крови после оттаивания из пакета стерильным образом в целях переливания.

Пакеты, отвечающие данным требованиям, описаны в заявках на патент WO 89/04280 и WO 91/11968. Способ извлечения содержимого из таких пакетов включает проникновение иглы в специальный входной узел, встроенный в пакет. Эта операция требует определенной квалификации, и при ней кровь подается в виде, не привычном для среднего медицинского персонала, и при данной операции нарушается абсолютная микробиологическая целостность пакета.

Пакет для хранения текучей среды, имеющий только один стыковочный узел, описываемый как выходной узел, показан в документе (заявка США) US-A-4256333. Стыковочный узел выполнен из трубки, прикрепленной к пакету, и укупорочного средства, и описание относится к деталям соединения между трубкой и укупорочным средством.

В соответствии с настоящим изобретением пакет для замораживания включает в себя два листа материала, соединенные вместе сварным швом для ограничения защитной зоны, имеющей нижний край, два боковых края и край доступа, отличающийся тем, что имеется только один входной узел для доступа на крае доступа, и тем, что листы материала проходят за границы защитной зоны для образования открытого кармана, причем карман ограничен краем доступа защитной зоны, выступающими участками сварных швов, образующих боковые края защитной зоны, и концами листов.

Входной узел предпочтительно расположен в углублении, ограниченном частично по меньшей мере частью края доступа и ведущем в защитную зону.

На входном узле расположена трубка, которая может быть прикреплена к нему, например, металлической втулкой небольшого размера. Трубка может быть предварительно отформована с тем, чтобы ее можно было разместить внутри границ кармана.

Входной узел предпочтительно выполнен заодно со вставкой, которую размещают на крае доступа пакета перед сваркой этого края.

Углубление на крае доступа пакета может быть выполнено путем размещения этого края под углом к боковым краям, отличающимся от прямого угла.

Контейнер для хранения текучей среды, имеющий карманы, описан в документе US-A-3520471, в котором две собирающие магистрали для текучей среды расположены в кармане на одном конце контейнера, а удаляющая магистраль расположена в кармане на противоположном конце контейнера.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ замораживания красных кровяных клеток включает:
применение пакета для замораживания, причем пакет выполнен из двух листов материала, сваренных вместе для образования защитной зоны, имеющей нижний край, два боковых края и край доступа, причем по меньшей мере часть края доступа ограничивает часть углубления, которое ведет в защитную зону, причем на этой части края доступа имеется вставка, содержащая входной узел, к которому прикреплена трубка, расположенная внутри открытого кармана, образованного выступающими участками листов за пределами емкости пакета;
стерильное подсоединение трубки к источнику центрифугированных красных кровяных клеток и переливание красных кровяных клеток в пакет;
отсоединение источника красных кровяных клеток, стерильное подсоединение трубки к источнику гидроксиэтилированного крахмала и переливание гидроксиэтилированного крахмала в пакет;
манипулирование пакетом с целью удаления из него по возможности всего воздуха;
герметизацию трубки и последующее прерывание подсоединения к источнику гидроксиэтилированного крахмала;
взбалтывание содержимого пакета для тщательного перемешивания кровяных клеток и гидроксиэтилированного крахмала; и
установку пакета в рамку для замораживания и замораживание содержимого путем погружения пакета и рамки в жидкий азот.

Трубка, примыкающая к входному узлу, во время процесса замораживания может быть зажата.

Перед погружением пакета в жидкий азот может быть выполнена обработка кармана, например, валиками или в прессе, для удаления воздуха из пакета, а его открытый конец может быть загерметизирован, причем конструкция выполнена так, что трубка полностью находится внутри герметизированного кармана.

Относительные пропорции красных кровяных клеток, способы замораживания и способы восстановления замороженных клеток в форму, пригодную для переливания, наряду с другими деталями процесса полностью описаны в других источниках, например, в работе WO 90/09184 и далее в данном материале описываться не будут.

После того как кровь подготовили для переливания, можно нарушить герметичность кармана и подсоединить трубку к стандартному устройству для переливания крови обычным образом.

Для выполнения требований заявки PCT/GB 90/140 защитная зона предпочтительно имеет площадь приблизительно 0,102 м², а сварной шов по меньшей мере в углах между боковыми краями и нижним краем выполнен скругленным.

Теперь будут описаны некоторые варианты исполнения только в качестве примера со ссылкой на сопровождающие графические материалы, на которых:
Фиг. 1 представляет собой вид сверху на пакет для замораживания согласно изобретению,
Фиг. 2 представляет собой подробное изображение части пакета для замораживания, показанного на фиг. 1,
Фиг. 3 представляет собой перспективное изображение четырех альтернативных вариантов вставки, показанной на фиг. 2,
Фиг. 4 представляет собой вид сверху на пакет при использовании, и
Фиг. 5 и 6 представляют собой виды сверху на альтернативные конструкции пакета, показанного на фиг. 1.

Пакет 10 для замораживания (фиг. 1) выполнен из двух листов материала, показанных в целом поз. 11. Нижний край 12 и боковые края 13, 14 листов соединены вместе первым сварным швом 15. Вставка 16, имеющая встроенный входной узел 17, расположена в верхней части листов 11 и между ними, а листы 11 соединены вместе вторым сварным швом 18, который расположен под углом и направлен вверх (относительно прямого угла) от сварного шва 15 на одной стороне листов 11 и который определяет край доступа, проходит через вставку 16 так, что существует канал через сварной шов 18, затем изгибается вниз, чтобы пересечься со сварным швом 15 на стороне 14 листов 11.

Таким образом, сварные швы 15, 18 ограничивают защитную зону 19, которая герметизируется иначе, чем посредством вставки 16 и входного узла 17, а вставка 16 расположена в зоне верхней части углубления 20, ограниченного перпендикуляром к сварному шву 15 в месте его соединения со сварным швом 18.

Открытый карман 21 ограничен выступающей частью листов 11 за границами защитной зоны 19 и углубления 20, причем карман ограничен сварным швом 18, выступающими участками сварного шва 15 и концами 22 листов 11. Трубка 23 (не показанная на фиг. 1, но ее видно на фиг. 2) присоединена ко входному узлу 17 и прикреплена к нему с помощью металлической втулки 24.

Пригодные формы вставки 16 показаны на фиг. 3.

При использовании (фиг. 4) пакет 10 извлекают из места хранения и трубку 23 стерильно подсоединяют к питающей трубке 25, которая идет от пакета 26 с кровью, содержащего красные кровяные клетки (у которых может быть уменьшен светлый слой кровяного сгустка), полученные из стандартного единичного объема донорской крови, например, с помощью центрифугирования и других методов, хорошо известных в данной области, и кровяные клетки перемещаются в защитную зону 19.

Затем питающую трубку 25 отсоединяют, а трубку 27, ведущую от источника 28 гидроксиэтилированного крахмала, подсоединяют к трубке 23 посредством стерильного соединения. Гидроксиэтилированный крахмал проходит в защитную зону 19, и пакет подвергают манипуляциям для удаления из защитной зоны 19 по возможности всего воздуха. Затем трубку 23 герметизируют, и трубки 23, 27 отсоединяют друг от друга. Затем пакет 10 подвергают манипуляциям для тщательного перемешивания красных кровяных клеток и гидроксиэтилированного крахмала.

После перемешивания используют зажим 29 (фиг. 2) для закрытия трубки 23 рядом с входным узлом 17, трубку 23 размещают внутри кармана 21, воздух удаляют из кармана 21 (например, за счет применения пресса), а верхние края 22 листов 11 сваривают друг с другом для герметизации кармана 21.

Затем пакет размещают в рамке для замораживания (эта операция хорошо известна в данной области и поэтому здесь не описывается), которую известным образом погружают в жидкий азот для замораживания смеси. Зажим 29 помогает предотвратить всасывание кровяных клеток из защитной зоны 19 в трубку 23 в процессе замораживания.

Хотя нет необходимости опорожнять и герметизировать карман 21, выполнение таких операций предотвращает непосредственный доступ жидкого азота в зону вставки 16 и входного узла 17, таким образом гарантируя то, что азот не сможет попасть в защитную зону даже в случае непрочности стыка между вставкой 16 и сварным швом 18.

После замораживания смеси пакет хранится в соответствии со способом по заявке PCT/GB 90/0140.

Чтобы удовлетворять строгим требованиям способа по заявке PCT/GB 90/0140 (то есть регулированию оптимальной толщины содержимого в процессе замораживания стандартного единичного объема крови), защитная зона имеет площадь приблизительно 0,102 м², а сварные швы 15, 18 в углах защитной зоны 19 выполнены криволинейными.

Защитная зона 19 за исключением углубления 20 предпочтительно выполнена прямоугольной, почти квадратной, по форме, а соответствующие ориентировочные размеры аналогичны размерам, показанным на фиг. 1, а именно общая длина пакета составляет 395 мм, а ширина - 325 мм, причем длины участков между сварным швом 18 и сварным швом 15 у нижнего края 12 и у концов углубления 20 составляют соответственно 340 и 300 мм при ширине сварных швов - 4 мм, причем сварной шов 15 отстоит на 6 мм от краев 14, 13 листов 11, и углы имеют радиусы - 46 мм. В углах нижнего края 12, внешних по отношению к защитной зоне 19, имеются два упрочненных отверстия 30 для подвешивания.

Когда возникает необходимость в хранящейся крови, ее оттаивают в соответствии со способом по заявке PCT/GB 90/0140 и трубку 23 подсоединяют с помощью стерильного соединительного устройства к любому обычному пакету для переливания. Процесс оттаивания, являющийся чрезвычайно простым, - это единственная операция, не знакомая персоналу, занимающемуся переливанием крови, а кровь для переливания подается среднему медицинскому персоналу в пакете, с которым персонал знаком.

Поскольку абсолютная микробиологическая целостность крови не подвергается угрозе нарушения в процессе сдачи донорской крови, хранения, оттаивания или переливания из пакета 10 для замораживания, то
а) кровь можно хранить в течение некоторого времени в обычном банке крови после оттаивания, если она не требуется немедленно для переливания;
б) можно добавить оптимальный добавочный раствор для продления срока хранения крови;
в) единичный объем крови можно промыть, если полагают, что это необходимо;
г) можно добавить плазму, аутологическую или гомологическую, к красным клеткам стерильным образом; и
д) после того, как кровь удалена из пакета 10 для замораживания, можно сегментировать выходную трубку 23 для обеспечения возможности выполнения многочисленных перекрестных согласованных операций с кровью, остающейся в пакете.

Пакет такой конструкции легко пометить так, чтобы предотвратить переливание не того единичного объема крови, чтобы иметь возможность проследить, кто является донором, и для других целей. Этикетка может быть прикреплена к одному из листов 11 в зоне, образующей карман 21, в то время когда доза донорской крови переливается в защитную зону 19, что минимизирует риск неправильной маркировки. Если этикетка находится в этой зоне, она не повлияет на процесс теплопередачи из смеси в процессе замораживания.

Хотя листы 11 были описаны как однослойные, следует понимать, что каждый лист фактически может быть многослойным.

Пригодными материалами для использования по изобретению являются Каптом F и Тефлон, хотя специалистам в данной области ясно, что можно применять и другие пригодные материалы.

Многие пластики имеют требуемую гибкость и стойкость к низким температурам. Например, можно использовать металлизированный пластик. В зависимости от используемого материала существует возможность изготовления пакета 10, используя однократный процесс сварки вместо использования двух сварных швов 15, 18, как описано выше.

Также следует понимать, что размеры и величины толщины, приведенные выше, являются лишь примерами и могут изменяться.

Другие варианты исполнения пакета показаны на фиг. 5-7, и другие варианты реализации вышеприведенных соображений в рамках объема изобретения также представляются очевидными для специалистов в данной области.

Реферат

Пакет для замораживания и хранения кровяных клеток выполнен из двух листов материала, соединенных вместе сварными швами, ограничивающими защитную зону. Углубление ведет от защитной зоны, а в сварном шве, ограничивающем это углубление, имеется входной узел. Трубка для доступа прикреплена к входному узлу и находится внутри границ кармана, образованного выступающими за границы защитной зоны участками листов. Пакет устанавливают в рамку и замораживают его содержимое путем погружения в жидкий азот. Предварительно трубку пакета подсоединяют к источнику центрифугированных и имеющих уменьшенный светлый слой кровяного сгустка красных кровяных клеток. Перемещают красные кровяные клетки в пакет. Подсоединяют его к источнику гидроксиэтилированного крахмала. Затем удаляют из пакета воздух, взбалтывают его содержимое для перемешивания клеток крови и гидроксиэтилированного крахмала. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении качества замороженной крови. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 7 ил.

Формула