DE3038196C2

DE3038196C2 - Faserförmiges Filtermaterial zur Abtrennung von Leukocyten aus einer Leukozyten enthaltenden Suspension

Info

Publication number: DE3038196C2
Application number: DE3038196A
Authority: DE
Inventors: Toru Fuji Shizuoka Kuroda; Yoshinori Saitama Takenaka; Nobuaki Fuji Shizuoka Tsuda
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1979-10-09
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1983-09-15
Also published as: FR2467403B1; JPS603367B2; FR2467403A1; US4416777A; JPS5653616A; GB2062498A; DE3038196A1; GB2062498B

Description

Die Erfindung betrifft ein faserförmiges Filtermaterial zur Abtrennung von Leukocyten aus einer Leukocyten enthaltenden Suspension sowie die Verwendung dieses Filtermaterials für den genannten Anwendungszweck.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck »Leukocyten enthaltende Suspension« sind Blut und andere Leukocyten enthaltende Körperflüssigkeiten zu verstehen. Dieser Ausdruck umfaßt auch physikalisch, chemisch und/oder biologisch behandeltes Blut und andere Körperflüssigkeiten, wie z. B. Blut, das mit einer physiologischen Kochsalzlösung verdünnt worden ist, und Blut, dem ein Erythrocyten-Agglutinierungsmittel (z. B. Dextran oder Hydroxyäthylstärke) zugesetzt worden ist.

Als Folge der jünsten Entwicklungen in der Hämatologie und Immunologie werden häufig Blutkomponententransfusionen, Leukocytentests, Untersuchungen der Oberflächenatigene von Leukocyten und Messungen in bezug auf die Subpopulationsraten von Lymphocyten durchgeführt und die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden zur Diagnose und Behandlung von verschiedenen Erkrankungen verwendet. Darüber hinaus werden Tests zur Klassifizierung und Abtrennung von Subkörpern, wie z. B. Helfer-T-Zellen und Suppressor-T-Zellen in verschiedenen Krankenhäusern und Forschungsinstituten durchgeführt.

Beispiele für konventionelle Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Leukocyten oder Lymphocyten, die für die obengenannten Zwecke angewendet werden können, sind ein Verfahren, in dem ein Erythrocyten-Agglutinierungsmittel verwendet wird, ein Zentrifugenabtrennungsverfahren und ein Verfahren, in dem die Adhäsion von Leukocyten oder Lymphocyten an Fasern ausgenutzt wird.

Bei dem Verfahren, bei dem als Erythrocyten-Agglutinierungsmittel Dextran, Hydroxyäthylstärke oder ein anderes Erythrocyten-Agglutinierungsmittel dem Blut zugesetzt wird, läßt man das Blut für eine bestimmte Zeitspanne stehen und dann wird die überstehende

ίο Flüssigkeit die reich an Leukocyten ist abgetrennt Bei dem Zentrifugentrennverfahren wird das Blut einer Zentrifugentrennung unterworfen und ein sogenanntes »Buffy Coat«, eine an Leukocyten reiche Oberzugsschicht gesammelt während bei dem Dichtegradienten-Zentrifugentrennverfahren eine Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht von 1,077 mit Blut überschichtet wird, die übereinanderstehenden Schichten zentrifugiert und die Lymphocyten enthaltende Schicht abgetrennt wird. Bekannte Verfahren, in denen die Adhäsion von Leukocyten oder Lymphocyten an Fasern ausgenutzt wird, sind z. B. ein Verfahren, in dem dafür gesorgt wird, daß Monocyten und Granulocyten an Fasern haften, und die anhaftenden Hämatocyten unter Verwendung einer physiologischen Kochsalzlösung oder einer mit Phosphorsäure abgepufferten physiologischen Kochsalzlösung abgetrennt werden, sowie ein Verfahren, bei dem eine an Leukoc^ten reiche Fraktion hergestellt wird durch Verwendung eines Koagulationsmittels oder eines Zentrifugenabscheiders, Einführen der an Leukocyten reichen Fraktion in eine mit Nylon- oder Glaswollefasern gefüllte Säule, Halten der Fraktion während eines Zeitraums von etwa 30 Minuten bei 37° C in der Säule und schließlich Abtrennen der Lymphocyten davon.

Diese bekannten Verfahren sind jedoch nicht zufriedenstellend, weil in den gewonnenen Leukocyten- oder Lymphocytenfraktionen verhältnismäßig große Mengen an Erythrocyten und Blutplättchen enthalten sind. Wenn große Mengen an Erythrocyten und Blutplättchen darin enthalten sind, werden dadurch während der verschiedenen Untersuchungen unter Verwendung von Leukocyten und Lymphocyten häufig große Fehler verursacht und häufig werden die Untersuchungen unmöglich gemacht.

Insbesondere ist in dem Verfahren, in dem ein Erythrocyten-Agglutinierungsmittel verwendet wird, die Anzahl der eingeschlossenen Erythrocyten mehrfach bis etwa 15mal so groß wie die Anzahl der Leukocyten und die Anzahl der eingeschlossenen Blutplättchen ist einige Bruchteile mal so groß wie die Anzahl der Leukocyten. Bei dem Zentrifugentrennverfahren, in dem ein »Buffy Coat« verwendet wird, ist die Anzahl der zugegebenen Erythrocyten und Blutplättchen mehrfach bis etwa 15mal so groß wie die Anzahl der Leukocyten und bei dem Dichtegradienten-Zentrifugentrennverfahren ist die Anzahl der eingeschlossenen Blutplättchen mehrfach so groß wie die Anzahl der Lymphocyten. In dem Dichtegradienten-Zentrifugentrennverfahren kann die Anzahl der Erythrocyten auf weniger als Vio der Anzahl der Lymphocyten vermindert werden. Wenn jedoch das Spezifische Gewicht in einigen der Erythrocyten wie im Blut von Patienten herabgesetzt wird, ist die Anzahl der Erythrocyten häufig mehrere Male bis etwa 15mal so groß wie die Anzahl der Lymphocyten. Da der Vorgang kompliziert ist und eine sehr lange Zeit zur Vervollständigung der Abtrennung erforderlich ist, werden die erhaltenen Leukocyten geschädigt und es ist häufig eine

Verminderung der Funktionen der Leukocyten oder eine Herabsetzung der Überlebens-Rate oder Leukocyten zu beobachten. Bei dem Verfahren, in dem die Adhäsion von Hämatocyten an Fasern ausgenutzt wird, ist die Anzahl der Erythrocyten oder Blutplättchen häufig mehrere Male bis etwa 15mal so groß wie die Anzahl der Lymphocyten oder Granulocyten.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die selektive Abtrennung von Leukocyten, u. a. Lymph-jcyten, aus einer Leukocyten enthaltenden Suspension zu ermöglichen, wobei einerseits die Leukocyten in möglichst hoher Rate abgetrennt werden, andererseits jedoch die Verunreinigung der Leukocyten mit anderen Komponenten, wie Erythrocyten und Blutplättchen, minimal gehalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit em faserförmiges Filtermaterial zur Abtrennung von Leukocyten aus einer Leukocyten enthaltenden Suspension, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das faserförmige Filtermaterial mit mindestens einer die Leukocyten nicht schädigenden Substanz beschichtet ist, die eine Auflösungsgeschwindigkeit in Wasser von 0,3 bis i,0mg/miD · cm², bestimmt nach dem definierten Meßverfanren, aufweist

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichungen näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 eine Frontansicht die einen Behälter erläutert der zur Messung der Auflösungsgeschwindigkeit einer Beschichtungssubstanz verwendet wird,

F i g. 2 eine Seitenansicht des in F i g. 1 dargestellten Behälters,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den in F i g. 1 dargestellten Behälter,

Fig.4 ein Schema, das eine Versuchsapparatur erläutert, die zur Messung der Auflösungsgeschwindigkeit einer Beschichtungssubstanz verwendet wird,

F i g. 5 ein Diagramm, welches die Auflösungsgeschwindigkeiten von typischen Beschichtungssubstanzen erläutert,

F i g. 6 eine schematische Querschnittsansicht, die ein Leukocyten-Abtrennfilter erläutert, das hergestellt worden ist durch Einfüllen des erfindungsgemäßen Filtermaterials zur Leukocyten-Abtrennung in einen Behälter,

F i g. 7 ein Schema, das eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung eines Leukocyten-Abtrennverfahrens erläutert

F i g. 8 ein Schema, das eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung eines Leukocyten-Abtrennverfahrens erläutert,

F i g. 9 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Auflösungsgeschwindigkeit einer Beschichtungssubstanz und der Konzentration der abgetrennten Erythrocyten erläutert, die zu beobachten ist, wenn die Leukocyten-Abtrennung unter Verwendung von Fasern, die mit der Beschichtungssubstanz überzogen sind, durchgeführt wird,

Fig. 10 eine schematische Querschnittsansicht, die eine Ausführungsform eines Leukocyten-Abtrennfilters vor der Beschichtung des Filtermaterials erläutert,

F i g. 11 ein Schema, das eine Ausführungsform der zur Beschichtung des Filtermaterials verwendeten Apparatur erläutert, und

Fig. 12 eine Schnittzeichnung, die eine Ausführungsform der Vorrichtung erläutert, die zur Entfernung der überschüssigen Menge der in Form einer Schicht aufgebrachten Substanz verwendet wird.

Das erfindungsgemäße faserförmige Filtermaterial wird nachfolgend näher beschrieben.

Unter dem hier verwendeten Ausdruck »faserförmiges Material« ist ein Material zu verstehen, das aus Fasern mit einer Länge besteht, die viel größer in als der durchschnittliche Durchmesser derselben und deren durchschnittlicher Durchmesser (D) durch die folgende Gleichung definiert ist:

D (cm) = 2

npy

worin χ für das Gewicht (g) der Fasern, y für die Länge (cm) der Fasern und ρ für die Dichte (g/cm³) der Fasern stehen.

Der durchschnittliche Durchmesser des faserförmigen Materials ist nicht besonders kritisch, wenn jedoch unter den Leukocyten insbesondere Monocyten und Granulocyten abgetrennt werden, ist der durchschnittliche Durchmesser vorzugsweise nicht größer als 60 (im und zum Einfangen von Leukocyten mit einem verbesserten Wirkungsgrad ist es insbesondere bevorzugt daß der durchschnittliche Durchmesser nicht größer als 10 μπι ist Vom Standpunkt der Wirksamkeit der Rückgewinnung der eingefangen.-n Leukocyten aus betrachtet ist es bevorzugt, daß der durchschnittliche Durchmesser innerhalb des Bereiches von 5 bis 10 μπι Hegt

Pis verwendete faserförmige Material ist nicht besonders kritisch, so weit es den Leukocyten nicht schadet und eine Schicht aus einer Überzugssubstanz, die sich in Wasser allmählich auflöst, darauf aufgebracht werden kann. So können beispielsweise synthetische Fasern, wie Polyacrylnitrilfasern, Polyätherfasern und Polyamidfasern; halbsynthetische Fasern, wie CeIIuIoseacetatfasern; regenerierte Cellulosefasern, wie Cuprammonium-Reyon-Fasern; Naturfasern, wie Baumwolle: und anorganische Fasern, wie Glasfasern, verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist es unerläßlich, daß eine auf dem faserförmigen Material gebildete Oberflächenschicht allmählich mit festgelegter Geschwindigkeit in Wasser gelöst werden kann. Diese Eigenschaft wird durch die Auflösungsgeschwindigkeit (Auflösungsrate) ausgedrückt, wobei die Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate der Oberflächenschicht in Wasser innerhalb des Bereiches von 03 bis 1.0 mg/min χ cm², insbesondere von 0,4 bis 0.9 mg/min χ cm², liegt

Unter dem hier verwendeten Ausdrduck »Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate« ist ein Wert zu verstehen, der unter Anwendung des folgenden Meßverfahrens bestimmt wird:

Meßverfahren zur Bestimmung der
Auflösungsgeschwindigkeit

Für die Durchführung der Messung wird ein Behälter 25, λ ie er in den Fi g. 1 bis 3 dargestellt ist, verwendet

⁵' Die Fig. 1 zeigt eine Frontansicht des Behälters, die Fig.2 zeigt eine Seitenansicht des Behälters und die F i g. 3 zeigt eine ebene Draufsicht auf den Behälter. Dieser Behälter hat eine innere Länge (I) von 30 mm, eine innere Brei": (m)von 61 mm und eine innere Tiefe (n)von 15 mm und in den Zentren beider Seitenflächen sind in einer Position 5 mm oberhalb des Innenbodens des Behälters (o) Wasserdurchflußrohre 20 mit einem inneren Durchmesser fp,} von 2 mm angeordnet.

Auf der inneren Bodenoberfläche des Behälters wird eine Überzugssch-~ht aus einer zu messenden Substanz mit einer Oberflächengröße von 18,3 cm² und einer gleichmäßigen Dicke gebildet. Die zu untersuchende Substanz wird in einer solchen Mense verwendet, daß

das Gesamtgewicht der Uberzugsschioht, die herausgelöst werden kann, 200 mg beträgt.

Das Verfahren zur Herstellung dieser Überzugsschicht ist nicht besonders kritisch. So kann beispielsweise ein Verfahren angewendet werden, bei dem eine wasserlösliche Substanz in Form einer Schicht auf die innere Bodenoberfläche des Behälters aufgebracht wird (im Prinzip besteht der Behälter aus dem gleichen Material wie das faserförmige Material), oder es kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem eine wasserlösliche Substanz physikalisch und/oder chemisch auf der inneren Bodenoberfläche des Behälters, der aus dem gleichen Material wie das faserförmige Material besteht, festgehalten wird.

Nachfolgend wird ein Beispiel für das Verfahren zum Beschichten der inneren Bodenoberfläche des Behälters mit einer wasserlöslichen Substanz näher beschrieben:

Zuerst wird eine wäßrige Lösung (2 ml), welche die zu untersuchende Substanz in einer Konzentration ^von IO g/100 ml enthält, in den Behälter eingeführt und gleichmäßig auf der inneren Bodenoberfläche des Behälters verteilt. Dann wird der Behälter bei 37°C in einem Inkubator in einem Zustand, in dem kein Deckel an dem Behälter befestigt ist, bei 37°C ausreichend getrocknet, wodurch die gewünschte Überzugsschichi gebildet wird. Wenn eine Substanz verwendet wird, die eine Schicht ergibt, in der leicht Risse enistehen, werden milde Bedingungen, z. B. das Trocknen bei Raumtemperatur, angewendet und es sollte darauf geachtet werden, daß ein homogener Überzug gebildet wird.

Dann wird der Behälter mit der auf der Bodenoberfläche gebildeten Überzugsschicht in eine Meßapparatur, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, eingesetzt. In der F i g. 4 bezeichnen die Bezugsziffern 21, 22, 23 und 24 einen Behälter mit einer auf der Bodenoberfläche erzeugten Überzugsschicht, einen mit Wasser gefüllten Becher, eine Pumpe bzw. eine Schüttelvorrichtung.

Das bei 30³C gehaltene Wasser wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min aus dem Becher 22 in den Behälter 21 eingeführt und es wird eine Probe aus der wäßrigen Lösung, welche die zu untersuchende Substanz enthält und aus dem Behälter 21 kommt, entnommen und es wird die Menge der Tastsubstanz gemessen, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne herausgelöst wird. Während dieser Messung wird der Behälter 21 in der horizontalen Anordnung gehalten und das Wasser in dem Behälter 21 wird mittels der Schüttelvorrichtung 24 ständig geschüttelt. Das Schütteln wird durchgeführt unter Anwendung einer horizontalen Achterbewegung, so daß eine hin- und hfgehende Bewegung von 3 cm pro Sekunde in der Wasserströmungsrichtung y (y = 1,5 cos 2 πί(cm), worin t für die Zeit in Sekunden steht) und zwei hin und her gehende Bewegungen von 2 cm pro Sekunde in der x-Richtung senkrecht zu der Wasserströmungsrichtung y(x = —sin 4 Ttt (cm), worin t für die Zeit in Sekunden steht) erzeugt werden. Die aus dem Behälter austretende, die Testsubstanz enthaltende Lösung wird in Zeitabständen "on beispielsweise 4 Minuten (bei jeweils 20 ml des Volumens des Stromes) entnommen und das Auflösungsdiagramm in Abhängigkeit von der Zeit wird aufgezeichnet.

Die auf diese Weise erhaltenen Auflösungsdiagramme der Testsubstanzen sind in der F i g. 5 beispielhaft angegeben. In der F i g. 5 bezeichnet die Kurve a das Auflösungsdiagramm einer Substanz mit einer hohen Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate und die Auflösungsgeschwindigkeiten bzw. -raten der Substanzen, die durch die Kurven b und cdargestellt sind, sind niedriger als diejenige der Kurve a. Erfindungsgemäß ist die Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate definiert als ein Wert, der errechnet wird aus der Menge der Testsubstanz mit einer bestimmten Überflächengröße (18,3 cm²), die zum Zeitpunkt einer Auflösungszeit von 8 Minuten herausgelöst worden ist, in dessen unmittelbarer Umgebung eine gute Linearität in jeder Auflösungsdiagrammkurve besteht. Das heißt, erfindungsgemäß ist

ίο die Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate durch die folgende Gleichung definiert:

Auflösungsgeschwindigkeit (kg/min χ cm²) =■ [gelöste Menge (mg) der Substanz nach 8 Minuten Auflösungszeit]: [8 Minuten χ 18,3 cm²](mg/ min cm²) (wobei die Menge der aufgelösten Testsubstanz nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemessen wird).

Der Effekt der Inhibierung der Adhäsion der Erythrocyten oder Blutplättchen an dem Filtermaterial zur Leukocyteri-Abtrennung wird erzielt durch die Oberflächenschicht (nachfolgend als »die Erythrocytenhaftung hemmende Oberflächenschicht« bezeichnet).

die in der oben angegebenen spezifischen Auflösungsgeschwindigkeit, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt worden ist, aufgelöst werden kann. Es ^ird angenommen, daß wegen der Erscheinung, daß die Oberflächenschicht allmählich von der

jo Oberfläche des faserförmigen Materials wegfließt, Erythrocyten mit einer hohen Verformbarkeit und Blutplättchen mit einer geringen Größe und einem geringen Gewicht nicht dazu neigen, an dem faserförmigen Material zu haften, daß jedoch Leukocyten mit einer geringen Verformbarkeit, mit einem verhältnismäßig hohen Gewicht und einer verhältnismäßig großen kugelförmigen Gestalt leicht an dem faserförmigen Material haften können.
Wenn die Auflösungsgeschwindigkeit der Überzugsschicht zu gering ist, ist die Menge der aus dem faserförmigen Material ausfließenden Überzugsschicht zu gering und der obengenannte Effekt ist sehr gering. Wenn dagegen die Auflösungsgeschwindigkeit der Überzugsschicht zu hoch ist, fließt die Überzugsschicht zu schnell aus dem faserförmigen Material heraus und die Überzugsschicht geht innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne aus dem faserförmigen Material verloren.

Unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen soll daher die Auflösungsgeschwindigkeit der die Erythrocytenhaftung hemmenden Oberflächenschicht innerhalb des Bereiches von 03 bis 1,0 mg/min ■ cm², vorzugsweise von 0,4 bis OS mg/min - cm² liegen.

Selbstverständlich kann auch dann, wenn die Auflösungsgeschwindigkeii der Oberflächenschicht außer-

halb dieses bevorzugten Bereiches liegt, die Haftung der Erythrocyten und der Blutplättchen an dem Leukocyten-Abtrennmaterial inhibiert bzw. verhindert werden durch geeignete Einstellung (Kontrolle) der Arbeitsbedingungen, wie z. B. der Blutmenge, der Waschmenge

und der Strömungsgeschwindigkeit

Insbesondere kann im Falle einer Oberflächenschicht mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von mehr als 1,0mg/min - cm² in Wasser, d.h. einer Oberflächenschicht, die innerhalb einer kürzeren Zeitspanne in Wasser gelöst wird, die Haftung von Erythrocyten oder Blutplättchen an dem Leukocyten-Abtrennmaterial verhindert werden durch Vergrößerung der Dicke der auf der Oberfläche des faserförmieen Materials

gebildeten Oberflächenschicht, durch Herabsetzung der Menge des zu behandelnden Blutes, durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit oder durch Herabsetzung der Temperatur. Der Grund ist der, daß dann, wenn die auf der Oberfläche des faserförmigen Materials gebildete Oberflächenschicht nur dann im Blut gelöst wird, während Erythrocyten oder Blutplänehen mit dem Le't'tocyten-Abtrennmaterial in Kontakt kommen können, die Erythrocyten und Blutplättchen nicht an der Oberfläche des faserförmigen Materials haften können, Bei der praktischen Durchführung ist dis Dicke der auf der Oberfläche des faserförmigen Materials gebildeten Oberflächenschicht jedoch begrenzt und wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes erhöht wird, haben die Leukocyten die Neigung, leicht aus dem Leukocyten-Abtrennmaterial auszutreten und die Rückgewinnungs- bzw. Abtrennmenge der Leukocyten wird herabgesetzt. Es ist daher notwendig, daß die Auflösungsgeschwindigkeit der die Ervthrocytenhaftung hemmenden Oberflächenschicht nicht höher als 1,0 mg/ min · cm²ist.

Im Falle einer Oberflächenschicht mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von weniger als 0,3 mg/ min · cm², d. h. einer Oberflächenschicht, die sich auch innerhalb einer langen Zeitspanne nicht leicht in Wasser löst, können dann, wenn die Auflösung der Oberflächenschicht in Blut verstärkt wird durch Anwendung von physikalischen Vibrationen oder Erhöhung der Temperatur. Erythrocyten oder Blutplättchen nicht an dem Leukocyten-Trennmaterial haften. Bei der praktischen Dr-chführung haben jedoch dann, wenn physikalische Vibrationen angewendet werden, Leukocyten die Neigung, aus dem Leukocyten-Abtrennmaterial auszutreten und die Rückgewinnungs- bzw. Abtrennrate der Leukocyten wird herabgesetzt und wenn die Tempera- J5 tür übermäßig stark erhöht wird, wird das Blut leicht modifiziert. Es ist daher notwendig, daß die Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate der Oberflächenschicht mindestens 0,3 mg/min · cm² beträgt.

Das Material der auf dem faserförmigen Material «o gebildeten, die Erythrocytenhaftung hemmenden Überzugsschicht ist nicht besonders kritisch, so lange es die Leukocyten nicht schädigt. Es können beispielsweise Gelatine, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylalkohol und Polyvinylmethyläther verwendet werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer die Erythrocytenhaftung hemmenden Oberflächenschicht ist nicht besonders kritisch. So kann beispielsweise ein Verfahren, bei dem eine in Wasser lösliche Substanz in Form einer Schicht auf die Oberfläche des faserförmigen so Materials aufgebracht wird, oder ein Verfahren, bei dem eine in Wasser lösliche Substanz physikalisch oder chemisch an der Oberfläche des faserförmigen Materials festgehalten wird, angewendet werden.

Das zuerst genannte Verfahren, das die Aufbringung einer in Wasser löslichen Substanz in Form einer Schicht auf die Oberfläche des faserförmigen Materials umfaßt, wird nachfolgend anhand eines Beispiels näher beschrieben: Ein Oberzug kann dadurch hergestellt werden, daß man eine isotonische Lösung einer Substanz, welche die die Erythrocytenhaftung hemmende Oberflächenschicht aufbaut, mit der Oberfläche des faserförmigen Filtermaterials in Kontakt bringt. Es reicht aus, wenn die Menge der auf die Oberfläche des Substrats aufgebrachten, die Erythrocytenhaftung hemmenden Oberflächenschicht mindestens so groß ist, daß eine monomolekulare Schicht gebildet wird. Es ist nicht immer erforderlich, daß die Oberflächenschicht an dem faserförmigen Material adsorbiert wird. Das heißt kurz zusammengefaßt, die Menge des auf die Oberfläche des faserförmigen Materials aufgebrachten Überzugs wird in geeigneter Weise festgelegt in Abhängigkeit von der Blutmenge, der Menge der Waschlösung, der Strömungsgeschwindigkeit und den anderen Bedingungen, unter denen das resultierende Filtermaterial in der Praxis verwendet wird. Außerdem kann ein Filtermaterial verwendet werden, das hergestellt worden ist durch Aufbringen einer Substanz, welche die die Erythrocytenhaftung hemmende Oberflächenschicht aufbaut, auf die Oberfläche und Trocknen der beschichteten Oberfläche, und dieses Filtermaterial kann leicht unter sterilen Bedingungen gehalten und gehandhabt werden, wenn das Filtermaterial in der Praxis verwendet wird. Häufig ist es jedoch bevorzugt, daß die auf der Oberfläche des faserförmigen Materials vorhandene Oberflächenschicht im feuchten Zustand gehalten wird, wenn Blut od. dgl. mit dem Leukocyten-Abtrennmaterial in Kontakt gebracht wird.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, umfaßt das erfindungsgemäße Filtermaterial für die Leukocyten-Abtrennung ein faserförmiges Substrat und eine auf die Oberfläche des faserförmigen Materials aufgebrachte, die Erythrocytenhaftung hemmende bzw. inhibierende Oberflächenschicht.

Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Filtermaterials kann ein Leukocyten-Abtrennfilter ausgebildet werden, das einen Behälter und das in den Behälter eingefüllte Filtermaterial umfaßt. In diesem Filter ist möglichst das Filtermaterial für die Leukocyten-Abtrennung ausreichend geöffnet und entwirrt worden. Insbesondere ist es günstig, wenn die Schüttdichte des erfindungsgemäßen Filtermaterials im trockenen Zustand innerhalb des Bereiches von 0,04 bis 0,4 g/cm³ liegt. Wenn die Schüttdichte zu gering ist, können nicht genügend Leukocyten eingefangen werden und die Leukocytenabtrennungs- bzw. -gewinnungsrate ist vermindert. Wenn andererseits die Schüttdichte zu hoch ist, werden zwar genügend Leukocyten eingefangen, es tritt jedoch der Nachteil auf, daß die Abtrennungs- bz.v. Gewinnungsmenge abnimmt und mehr Erythrocyten in dem Filter zurückbleiben. Es ist besonders günstig, wenn die Schüttdichte innerhalb des Bereiches von 0,04 bis 0,25 g/cm³ liegt.

Ein das erfindungsgemäße Filtermaterial enthaltendes Leukocyten-Abtrennfilter hat beispielsweise den in F i g. 6 dargestellten Aufbau. In der F i g. 6 ist ein Filtermaterial 1 gemäß der Erfindung in einem gegen Wasser beständigen Behälter 4 mit Flüssigkeitseinlaß- und -auslaßöffnungen 2 und 3 eingefüllt. Außerdem sind Maschensiebe 5 und 6 vorgesehen, um zu verhindern, daß das Filtermaterial aus dem Behälter 4 austritt

Das Aufbringen der Beschichtungssubstanz auf das faserfrömige Filtermaterial kann wie vorstehend beschrieben wurde, erfolgen, bevor das erfmdungsgemäße Filtermaterial in ein Leukocyten-Abtrennfilter eingebracht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Beschichtung wie folgt durchgeführt:

Ein faserförmiges Material wird gelockert (geöffnet) und dann in einen Behälter eingefüllt, eine Lösung der Beschichtungssubstanz wird mit dem faserförmigen Material in Kontakt gebracht, die überschüssige Menge der Beschichtungssubstanz-Lösung gegenüber der erforderlichen Menge wird von der Oberfläche des faserförmigen Materials entfernt und das beschichtete faserförmige Material wird dann getrocknet, wobei man

das fertige Leukocyten-Abtrennfilter erhält.

Bei diesem Verfahren wird auf der Oberfläche des faserförmigen Materials, das in ausreichendem Maße gelockert worden ist, eine homogene Oberflächenschicht erzeugt und auch die Schnittpunkte der Fasern können in zufriedenstellender Weise überzogen (beschichtet) werden. Da nach dem Trocknen der Oberflächenschicht keine äußere mechanische Kraft angewendet zu werden braucht, wird dadurch keine unerwünschte Ablösung oder Rißbildung in der Oberflächenschicht hervorgerufen.

Nachfolgend werden die Herstellungsbedingungen im Detail beschrieben:

Die Bildung einer Oberflächenschicht auf der Oberfläche des faserförmigen Materials in dem Behälter kann dadurch erzielt werden, daß man lediglich eine Beschichtungssubstanzlösung in den Behälter einfüllt oder die Beschichtungssubstanzlösung in dem Behälter zirkulieren läßt. Das heißt kurz zusammengefaßt, daß es ausreicht, wenn die Beschichtungssubstanzlösung mit der Oberfläche des faserförmigen Materials und mit der inneren Oberfläche des Behälters in Kontakt gebracht wird. Bei einigen Beschichtungssubstanzen kann in dieser Stufe die Beschichtungssubstanz mit dem faserförmigen Material reagieren.

Nachdem die Beschichtungssubstanzlösung mit der Oberfläche des faserförmigen Materials in Kontakt gebracht worden ist, wird die überschüssige Menge der Beschichtungssubstanz gegenüber der erforderlichen Menge von der Oberfläche des faserförmigen Materials entfernt. Diese Entfernung erfolgt unter Anwendung eines Zentrifugierverfahrens, bei dem eine Zentrifugalkraft eines Zentrifugenabscheiders vollständig auf den Behälter einwirken gelassen wird und die überschüssige Beschichtungssubstanz durch diese Zentrifugalkraft entfernt wird, durch ein Verfahren, bei dem die überschüssige Menge der Beschichtungssubstanz durch Druckluft weggeblasen wird, ein Verfahren, bei dem die überschüssige Menge der Beschichtungssubstanz mit einem Lösungsmittel herausgewaschen wird, und ein Verfahren, bei dem die Überzugsschicht gefriergetrocknet wird, um die in der Oberfläche des faserförmigen Materials vorhandene überschüssige Beschichtungssubstanz von der Oberfläche des faserförmigen Materials abzutrennen. Vom Standpunkt der Gleichmäßigkeit der auf der Oberfläche des faserförmigen Materials gebildeten Oberflächenschicht und der Leichtigkeit der Einstellung der Dicke der Oberflächenschicht und der zur Beendigung der Trocknungsstufe erforderlichen Zeit aus betrachtet ist das Zentrifugierverfahren das am meisten bevorzugte und empfehlenswerte.

Bei diesem Zentrifugierverfahren ist es bevorzugt, daß die angewendete Zentrifugalkraft innerhalb des Bereiches von 50 χ g bis 50Ox^ liegt Wenn die Zentrifugalkraft kleiner als 50 χ g ist, bleibt die Beschichtungssubstanz häufig ungleichmäßig in dem Filter. Wenn die Zentrifugalkraft 500 χ g übersteigt, neigt das faserförmige Material zum Schrumpfen. Die Schrumpfung der Fasern kann jedoch auf einfache Weise beseitigt werden durch Anlegen einer äußeren Kraft Daher kann auch eine Zentrifugalkraft die 500 χ g überschreitet, angewendet werden. Dieses Verfahren kann nur angewendet werden, nachdem das faserförmige Material in den Behälter eingefüllt worden ist Wenn dieses Verfahren angewendet wird, bevor das faserförmige Materia! in den Behälter eingefüllt worden ist, haften die Fasern des geöffneten faserförmigen Materials aneinander oder sie werden zusammengedrückt und dann muß die Lockerung erneut durchgeführt werden. Außerdem kann ein guter lockerer Zustand auch dann nicht erzielt werden, wenn die Lockerung erneut durchgeführt wird. Wenn dagegen das obige Verfahren angewendet wird, nachdem das gelockerte faserförmige Material in den Behälter eingefüllt worden ist, neigt das faserförmige Material nicht zum Schrumpfen aufgrund des Reibungswiderstandes zwischen der Wand des Behälters und dem

ίο faserförmigen Material oder der Rückstellkraft der verfilzten Fasern des faserförmigen Materials, selbst wenn die Füllungsdichte (Packungsdichte) des faserförmigen Materials gering ist, und selbst dann, wenn eine Schrumpfung des faserförmigen Materials eingetreten ist, kann der ursprüngliche Zustand leicht wiederhergestellt werden durch Verwendung von Druckluft od. dgl. Die Dicke der Oberflächenschicht wird eingestellt durch die Konzentration der Beschichtungssubstanzlösung oder der Stärke der Zentrifugalkraft und sie wird in geeigneter Weise festgelegt in Abhängigkeit von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Beschichtungssubstanz und den Eigenschaften des verwendeten Lösungsmittels. Es kann jedes beliebige Trocknungsverfahren, mit dessen Hilfe das Lösungsmittel entfernt werden kann, wie z. B. die Vakuumtrocknung oder die Heißlufttrocknung, angewendet werden. Die Trocknungsbedingungen sind so, daß die Beschichtungssubstanz nicht modifiziert oder gelöst wird.

Nachstehend wird die Verwendung des erfindungsge-

JO mäßen Filtermaterials zur Abtrennung von Leukocyten näher beschrieben.

Gemäß F i g. 7 wird ein Leukocyten-Abtrennfilter 7 hergestellt durch Einfüllen des erfindungsgemäßen Filtermaterials in einen Behälter. Bei dieser Ausfüh-

J5 rungsform wird das erfindungsgemäße Filtermaterial in dem Leukocyten-Abtrennfilter 7 hergestellt durch Aufbringen einer die Erythrocytenhaftung hemmenden Überzugsschichi auf die Oberfläche eines faserförmigen Materials und dieses wird im trockenen Zustand

•>o gehalten. Zuerst wird mittels einer Pumpe 8 eine physiologische Lösung 10 aus Behälter 9 in das Leukocyten-Abtrennfilter 7 eingeführt, um di«, Oberfläche des Leukocyten-Abtrennmaterials in dem Leukocyten-Abtrennfilter zu benezten. Dann wird die Einlaßleitung 11 von dem Behälter 9 für die physiologische Lösung 10 getrennt und mit einem Behälter 12 verbunden, aus dem Blut 13 in das Leukocyten-Abtrennfilter 7 eingeführt wird. In diesem Leukocyten-Abtrennfilter 7 wenden Leukocyten selektiv zurückgehalten, das

so Plasma, die Erythrocyten und Blutplättchen werden jedoch nicht eingefangen und passieren das Leukocyten-Abtrennfilter 7 und werden in einem Behälter 14 aufgefangen. Die Einlaßleitung 11 wird erneut mit dem Behälter 9 verbunden und die physiologische Lösung 10 wird durch das Leukocyten-Abtrennfilter 7 strömen gelassen, wodurch das Plasma, die Erythrocyten und Blutplättchen im wesentlichen ausgewaschen werden. Das Plasma und die Erythrocyten bleiben nicht in einem wesentlichen Ausmaß in dem Leukocyten-Abtrennfilter 7 zurück und die Blutplättchen bleiben nur in sehr geringen Mengen zurück. Mit anderen Worten, in dem Filter 7 werden im wesentlichen nur Leukocyten selektiv zurückgehalten. In der Fig.7 bezeichnet die Bezugsziffer 15 eine Auslaßöffnung des Leukocyten-

f>5 Abtrennfilters.

Das erfindungsgemäße faserförmige Filtermaterial eignet sich nicht nur zur Abtrennung der Gesamtleukocyten, sondern auch zur Abtrennung von Lymphocyten

von einer Lymphocyten enthaltenden Suspension, in welcher der Gehalt an Graivulocyten und Monocytjn bereits vermindert ist. Eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung dieser Abtrennung ist in Fig. 8 erläutert. Das Gewinnen nur von Lymphocyten ist wichtig, um das Oberflächenantigen von Leukocyten oder der Subfraktion-Lymphocyten zu bestimmen. Aus der Leukocyien-Fraktion des Bluves werden vorher Monocyten und Granulocyten durch ein Filter 16 zur Abtrennung von Monocyten und Granulocyten entfernt und Lymphocyten werden in einem Leukocyten-Abtrennfilter 7 im wesentlich selektiv eingefangen. In der F i g. 8 bezeichnen die Bezugsziffern 17,18 und 19 einen Behälter, ein Silikonöl bzw. eine Einlaßleitung des Leukocyten-Abtrennfilters 7. ü

Eine solche selektive Abtrennung von Monocyten und Granulocyten einerseits und von Lymphocyten andererseits kann durchgeführt werden in einer Vorrichtung bestehend aus mindestens einem Behälter, der mit räScifi gefüllt iSi und iMiHueMeiis ^wci Einlaß- 2C: und Auslaßöffnungen aufweist, wobei der (die) Behälter einen ersten Abschnitt aus Fasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5 bis 20 μΐη, die in einer Schüttdichte von 0,04 bis 0,4 g/cm³ eingefüllt sind und eine Oberflächenschicht aus einer Substanz aufweisen, die stufenweise in Wasser gelöst werden kann, und einen in Reihe hinter dem ersten Abschnitt angeordneten zweiten Abschnitt aus Fasern mit einem größeren durchschnittlichen Durchmesser als der Durchmesser der Fasern des ersten Abschnittes in einer Größe innerhalb des Bereiches von 10 bis 10 μιη besteht.

Danach werden die in dem Leukocyten-Abtrennfilter 7 eingefangenen Leukocyten abgetrennt (gewonnen), während das Filter physikalischen Schocks od. dgl. ausgesetzt wird, so daß die Leukocyten in einer hohen js Gewinnungsmenge bzw. -rate gewonnen bzw. abgetrennt werden können, wobei die Mengen an Erythrocyten und Blutplättchen, die in den abgetrennten (gewonnen) Leukocyten enthalten sind, merklich herabgesetzt sind.

Wenn Leukocyten unter Verwendung eines mit Fasern gefüllten Filters abgetrennt werden, können viele Erythrocyten durch Waschen des Filters mit einer physiologischen Lösung nach dem Durchgang von Blut herausgewaschen werden. Da jedoch die Anzahl der im Blut enthaltenen Erythrocyten etwa lOOOmal so groß ist wie die Anzahl der im Blut enthaltenen Leukocyten, ist ihre Anzahl selbst dann, wenn die Anzahl der in dem Filter verbleibenden Erythrocyten herabgesetzt wird, einige Male bis einige Bruchteile mal so groß wie die so Anzahl der in dem Filter eingefangenen Leukocyten. Durch die Verwendung des Leukocyten-Abtrennmaterials mit einer auf dem faserförmigen Material aufgebrachten, die Erythrocytenhaftung verhindernden bzw. hemmenden Überzugsschicht kann in dem erfindungsgemäßen Leukocyten-Abtrennverfahren die Anzahl der in dem Leukocyten-Abtrennfilter verbleibenden Erythrocyten auf einen Wert von etwa 1/15 bis etwa 1/5 der Anzahl der eingefangenen Leukocyten herabgesetzt werden.

Die Beziehung zwischen der Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate der die Erythrocytenhaftung hemmenden bzw. verhindernden Oberflächenschicht und der Anzahl der bei der Abtrennung der Leukocyten eingeschlossenen Erythrocyten wird nachfolgend näher beschrieben.

Die Fig.9 zeigt ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Auflösungsgeschwindigkeit bzw. -rate der Oberflächenschicht in Wasser und der Konzentration der eingeschlossenen Erythrocyter erläutert. Der Versuch zur Bestimmung dieser Beziehung wurde wie folgt durchgeführt:

Als Oberflächenschicht-bildende Substanz wurden Gelatine, Casein, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polymethylvinyläther und Saccharid verwendet. Es wurden auch Substanzen verwendet, die sich in bezug auf das Molekulargewicht voneinander unterschieden, oder solche, die nach dem Aufbringen in Form einer Schicht auf das faserförmige Material vernetzt wurdv.-i.-. Als faserförmiges Material wurden Polyacrylnitrilfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 8,2 μιτι verwendet. Die Fasern wurden ausreichend geöffnet und 0,26 g der geöffneten Fasern wurden in einen Behälter mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 25 mm eingefüllt (eingepackt) zur Herstellung eines Filters. Jede Substanz wurde in Form einer Schicht auf das faserförmige Material aufgebracht durch Herstellung einer isotonischen Lösung, die 3,5% der Beächichiungssübstanz enthielt (die Konzentration wurde auf 2,5% herabgesetzt, wenn die Beschichtungssubstan?. bei einer Konzentration von 3,5% eine hochviskose Lösung ergab), und Zirkuüerenlassen durch den Filter mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min für einen Zeitraum von 5 Minuten.

Die Abtrennung der Leukocyten wurde wie folgt durchgeführt:

Zuerst wurden 5 ml Blut mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 ml/min bei 37°C durch den Filter laufengelassen und dann wurden 20 ml einer physiologischen Kochsalzlösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min durch den Filter laufengelassen. Danach wurden 2 tnl einer physiologischen Kochsalzlösung mit einer sehr hohen Geschwindigkeit durch den Filter laufengelassen, um die eingefangenen Leukocyten sofort abzutrennen (zurückzugewinnen). Die Erythrocytenkonzentration in der abgetrennten Flüssigkeit wurde bestimmt und auf der Ordinate als Konzentration der darin enthaltenen Erythrocyten aufgetragen, während die Auflösungsgeschwindigkeit der Besehichtungssubstanzen, bestimmt nach den vorstehend beschriebenen Verfahren, auf der Abszisse aufgetragen wurde, wobei man ein Diagramm gemäß F i g. 9 erhielt.

In der F i g. 9 sind bei A die Ergebnisse anjy geben, die erhalten wurden bei Verwendung von Gelatine (in Wasser unlöslich gemacht) als Oberflächenschicht-bildende Substanz und bei B. C, D, E, F. G, Hund /sind die Ergebnisse angegeben, die erhalten wurden, wenn Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationsgrad von 1200), Gelatine (mit einem Molekulargewicht vor 110 000), Polymethylvinyläther, Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 60 000) oder Polyvinylpyrrolidon (mit einem Molekulargewicht von 36 000) oder Casein, Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationsgrad von 500), Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 30 000), ein Saccharid oder Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 4000 bis 7000) und Polyvinylpyrrolidon (mit einem Molekulargewicht von 40 000) jeweils als Oberflächenschicht-bildende Substanz verwendet wurden.

Aus den in der F i g. 9 dargestellten Ergebnissen geht ohne weiteres hervor, daß dann, wenn die Auflösungsgeschwindigkeit der Beschichtungssubstanz in Wasser innerhalb des Bereiches von 03 bis 1,0 mg/min χ cm² liegt, die Konzentration der darin enthaltenen ErythVocyten auf unter 1000/μ! herabgesetzt wird. Um die Konzentration der darin enthaltenen Erythrocyten ständig bei einem Wert unter lOOG/μΙ zu halten, liegt die

Auflösungsgeschwindigkeit vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,4 bis 03 mg/min χ cm². Außerdem geht daraus ohne weiteres hervor, daß dann, wenn die gleiche Beschichtungssubstanz, wie z. B. Polyvinylpyrrolidon oder Gelatine, verwendet wird, durch starke Erhöhung oder Herabsetzung der Auflösimgsgeschwindigkeit durch Änderung des Molekulargewichtes oder der Vernetzung der Beschichtungssubstanz der Effekt der Herabsetzung der Konzentration der darin enthaltenen Erythrocyten vermindert wird.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

In jedem der folgenden Beispiele wurde Blut mit zugesetztem Heparin, hergestellt durch Zugabe von 5 Einheiten Heparin zu 1 ml Blut, das von einem gesunden Mann stammte, als Blut verwendet In diesem Blut betrug die Anzahl der Erythrocyten 4 100 000 bis 4 800 000 pro μΐ Blut und die Anzahl der Luokocyten betrug 5000 bis 8500 pro μΐ Blut (die Anzahl der Lymphocyten betrug 25 bis 45% der Gesamtanzahl der Leukocyten). Die Anzahl der Blutplättchen betrug 130 000 bis 320 000 pro μΐ Blut

Beispiel 1

Der Versuch der Abtrennung von Leukocyten wurde durchgeführt unter Verwendung der in F i g. 7 dargestellten Versuchsapparatur. Zuerst wurden 0,26 g Polyacrylnitrilfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 8,2 μΐη in einen Behälter mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 25 mm eingefüllt (hineingepackt) und eine wäßrige physiologische Kochsalzlösung, die 2.5 g/dl Polyvinylpyrrolidon (mit einem Molekulargewicht von 360 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 mg/min χ cm² in Wasser enthielt, wurde in den Behälter eingefüllt zur Herstellung eines Leukocyten-Abtrennfilters. Dann wurden 3 ml Menschenblut mit zugesetztem Heparin mittels einer Pumpe 8 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 ml/min durch den Filter 7 laufengelassen und danach wurden 20 ml der physiologischen Kochsalzlösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min durch den Filter 7 laufengelassen, um die Erythrocyten auszuwaschen. Anschließend wurde ein mit 2 ml der physiologischen Kochsalzlösung beschickter Injektor an einer Auslaßöffnung 15 des Filters 7 befestigt und die physiologische Kochsalzlösung wurde heftig in den Filter 7 eingespritzt, um zu bewirken, daß die in dem Filter 7 eingefangenen Leukocyten schnell aus dem Filter 7 ausflössen. Bei der Untersuchung der abgetrennten Flüssigkeit wurde gefunden, daß 40% Leukocyten abgetrennt (gewonnen) wurden und daß die Anzahl der in den abgetrennten (gewonnenen) Leukocyten enthaltenen Erythrocyten 1/5 der Anzahl der abgetrennten (gewonnenen) Leukocyten betrug, was einer Konzentration von 600/μΙ entsprach.

Vergleichsbeispiel 1

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle von Polyvinylpyrrolidon (mit einem Molekulargewicht von 36Ö ÖÖÖ) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 mg/min χ cm², wie es in Beispiel 1 verwendet worden war. Polyvinylpyrrolidon (mit einem Molekulargewicht von 40 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von \2 mg/min χ cm² in Wasser verwendet wurde. Die Leukocyten wurden in einer Menge von 42% abgetrennt bzw. gewonnen, die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten war jedoch 5ma! größer als die Anzahl der gewonnenen Leukocyten, was einer Konzentration von 18 000/μ1 entsprach.

Vergleichsbeispiel 2

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal jedoch überhaupt keine physiologische Kochsalzlösung von Polyvinylpyrrolidon eingefüllt wurde. Die Leukocyten wurden in einer Menge von 44% gewonnen (abgetrennt), die

ίο Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten war jedoch 7,6mal so groß wie die Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 25 000/μ1 entsprach.

Beispiel 2

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal anstelle der wäßrigen physiologischen Kochsalzlösung, die 2,5 g/dl Polyvinylpyrrolidon mit einer Auflösungsgeschwindig keit von 9,62 mg/min χ cm² in Wasser enthielt, eine wäßrige physiologische Kochsalzlösung verwendet wurde, die 3,5 g/dl Natriumcasein mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,63 mg/min χ cm² in Wasser enthielt Die Leukocyten wurden in einer Menge von 39% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten betrug 1/6 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 500/μΙ entsprach.

Beispiel 3

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle der wäßrigen physiologischen Kochsalzlösung, die 2,5 g/dl Polyvinylpyrrolidon mit einer Auflösungsge schwindigkeit von 0,62 mg/min χ cm² in Wasser enthielt, eine wäßrige physiologische Kochsalzlösung verwendet wurde, die 3,5 g/dl Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationgsgrad von 500) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0.61 mg/min χ cm² in Wasser enthielt Die Leukocyten wurden in einer Menge von 42% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthaltenen Eryhtrocyten betrug 1/8 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten. was einer Konzentration von 400/μΙ entsprach.

Vergleichsbeispiel 3

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle des Polyvinylalcohols (mit einem Polymerisationsgrad von 500) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,61 mg/min χ cm² ein Polyvinylalkohol (mit einem Polymerisationsgrad von 1200) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,27 mg/min χ cm² in Wasser verwendet wurde. Die Leukocyten wurden in einer Menge von 40% gewonnen (abgetrennt), die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten war jedoch im wesentlichen gleich der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten. was einer Konzentration von 3000/μΙ entsprach.

Beispiel 4

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel I durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle der wäßrigen physiologischen Kochsalzlösung, die 2,5 g/dl Polyvinylpyrrolidon mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0.62 mg/min χ cm² in Wasser enthielt, eine wäßrige physiologische Kochsalzlösung verwendet wurde, die 3,5 g/dl Gelatine (mit einem Molekularge-

wicht von 60 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 mg/min χ cm² in Wasser enthielt Die Leukocyten wurden in einer Menge von 38% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten betrug 1/29 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 100/μΙ entsprach.

Vergleichsbeispiel 4

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle der Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 60 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 mg/ min χ cm² in Wasser ein Zersetzungsprodukt (mit einem Molekulargewicht von 4000 bis 7000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 1.15 mg/min χ cm² in Wasser verwendet wurde, das durch enzymatische Zersetzung der obigen Gelatine erhalten worden war. Die Leukocyten wurden in einer Menge von 40% gewonnen (abgetrennt), die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten war jedoch 8mal so groß wie die Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 24 000/μ1 entsprach.

Beispiel 5

25

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle der Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 60 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 mg/ min χ cm² in Wasser ein Zersetzungsprodukt (mit einem Molekulargewicht von 30 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 033 mg/min χ cm² in Wasser verwendet wurde, das durch Zersetzung der obigen Gelatine durch Erhitzen erhalten worden war. Die Leukccyten wutden in einer Menge von 40% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten betrug 1/7 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 900/μΙ entsprach.

40

Vergleichsbeispiel 5

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 durchgeführt, wobei diesmal jedoch nach dem Beschichten der Fasern mit der Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 60 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 g/min χ cm² in Wasser die Gelatine auf den Oberflächen der Fasern mittels einer 2%igen wäßrigen Lösung von Glutaraldehyd vernetzt und in Wasser unlöslich gemacht wurde, und dann wurden die beschichteten Fasern als Trennmaterial verwendet. Die Leukocyten wurden in einer Menge von 440/0 gewonnen (abgetrennt), die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten war jedoch 5,4mal so groß wie die Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 18 000/μΙ entsprach.

Beispiel 6

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal jedoch anstelle der wäßrigen physiologischen Kochsalzlösung, die 2,5 g/dl Polyvinylpyrrolidon mil einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,62 mg/min χ cm² in Wasser enthielt, eine wäßrige physiologische Kochsalzlösung verwendet wurde, die 3,5 g/dl Polymethylvinyläther mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,57 mg/min χ cm² in Wasser enthielt. Die Leukocyten wurden in einer Menge von 40% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten betrug 1/5 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten, was einer Konzentration von 700/μΙ entsprach.

Beispiel 7

Der Versuch zum Sammeln der Leukocyten wurde durchgeführt unter Verwendung der in Fig.8 dargestellten Vorrichtung. Es wurde ein Leukocyten-Abtrennfilter hergestellt durch Einfüllen von 0,3 g eines Keukocyten-Abtrennmaterials in einen Behälter mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einer Länge von 26 mm. Die Herstellung des Leukocyten-Abtrennfilters wurde wie folgt durchgeführt: Wie in Fig. 10 dargestellt, wurden ein zylindrisches Rohr 31 mit einem Innenhohlraum mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einer Länge von 25 mm und Kappen 32 und 33, die mit einer Düse versehen waren, die mit Öffnungen auf beiden Enden des zylindrischen Rohres 31 in Verbindung standen, hergestellt und verwendet.

Als faserförmiges Material 34 wurden 0,26 g PoIyacrylnitrilfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 8 μπι verwendet Die Fasern wurden vor ihrer Verwendung genügend geöffnet

Die Kappe 32 wurde mit dem zylindrischen Rohr 31 verbunden und es wurde ein Maschennetz 35 angeordnet um das Vorstehen der Fasern aus dem zylindrischen Rohr 31 zu verhindern. Die offenen Fasern wurden gleichmäßig in das zylindrische Rohr 31 eingefüllt und es wurde ein weiteres Maschennetz 36 daraufgelegt Die Kappe 33 wurde auf das Rohr 31 aufgesetzt und damit verbunden. Dann wurde, wie in F i g. 11 dargestellt, der auf diese Weise hergestellte Filter 39 mit einer Vorrichtung zum Zirkulieren einer Beschichtungssubstanz 37 mittels einer Pumpe 38 verbunden.

Als Beschichtungssubstanz 37 wurde eine 7gew.-%ige Lösung von Gelatine (mit einem Molekulargewicht von 110 000) mit einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,49 mg/min χ cm² verwendet und die Lösung wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min etwa 2 Minuten lang bei Raumtemperatur mittels der Pumpe 38 im Innern des Filter;· 39 zirkulieren gelassen. Während dieser Zirkulierung wurde der Filter 39 leicht geklopft, um die Luft aus dem Filter genügend zu entfernen.

Dann wurde, wie in F i g. 12 dargestellt, ein Abstandsstück 41 in ein Zentrifugenrohr 40 eingesetzt und der Filter 39 wurde vertikal aufgerichtet. Die Zentrifugenabtrennung wurde 5 Minuten bei Raumtemperatur unter der Einwirkung einer Zentrifugalkraft von 350 χ g unter Verwendung eines Zentrifugalabscheiders vom Schwingrotortyp durchgeführt zur Entfernung der überschüssigen Menge der Gelatinelösung. Dann wurde der Filter in einen Vakuumtrockner eingesetzt und 24 Stunden lang be> Raumtemperatur getrocknet. Nach der Zentrifugenabtrennung waren die Fasern in der Rohrleitung 31 nicht geschrumpft und nach dem Trocknen wurde auf die gesamte Oberfläche des faserförmigen Materials eine Oberzugsschicht aus Gelatine aufgebracht (das eingebettete abgeschnittene Stück der beschichteten Fasern wurde hergestellt und durch ein Elektronenmikroskop vom Transmissions-Typ betrachtet).

Ein Filter 16, wie er in F i g. 8 dargestellt ist, zur Abtrennung von Monocyten und Granulocyten wurde hergestellt durch Einfüllen von 0,88 g einer vliesartigen Masse aus Polyamidfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 20,8 μπι in einen Behälter mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einer Länge von 75 mm.

Wie in der F i g. 8 dargestellt, wurde eine physiologische Kochsalzlösung 10 in einem Behälter 9 mittels der Pumpe 8 in den Filter 16 zum Einfangen von Monocyten und Granulocyten und in den Leukocyten-Abtrennfilter 7 eingeführt und dann wurde die Einlaßleitung 11 auf den Behälter 12 übertragen und in den Filter 16 zum Einfangen der Monocyten und Granulocyten wurden 5 ml Menschenblut 13 mit zugesetztem Heparin, das bei 37°C gehalten wurde, mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 ml/min eingeführt. Dann wurde die Einlaßleitung 11 auf den Behälter 17 übertragen und ein Silikonöl 18 wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 ml/min hindurchgeführt, um das in dem Filter 16 verbleibende Blut in den Leukocyten-Abtrennfilter 7 zu überführen. Danach wurde der Filter 16 zum Einfangen von Monocyten und Granulocyten herausgenommen und es wurden 20 ml einer physiologischen Kochsalzlösung 10 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min durch die Einlaßleitung 19 in den Leukocyten-Abtrennfilter 7 eingeführt, um den Filter 7 auszuwaschen. Dann wuide der Leukocyten-Abtrennfilter 7 herausgenommen und ein mit 2 ml einer physiologischen Kochsalzlösung beschickter Injektor wurde an der Einlaßleitung 19 des Leukocyten-Abtrennfilters 7 befestigt Die physiologische Kochsalzlösung in dem Injektor wurde fest in den Filter / eingespritzt und die in dem Filter 7 eingefangenen Leukocyien flössen dadurch schnell aus dem Filter 7 aus. Beim Betrachten der abgetrennten (gewonnenen) Flüssigkeit wurde festgestellt, daß Lymphocyten in einer Menge von 15% gewonnen (abgetrennt) wurden und daß die Menge der darin enthaltenen .Monocyten und Granulocyten 8% betrug, bezogen auf die Lymphocyten. Jede der Anzahlen der darin enthaltenen Erythrocyten und Blutplättchen betrug 1/10 der Anzahl ler gewonnenen (abgetrennten) Lymphocyten. Du Erythrocyten-Konzentration betrug 75/μΙ.

Vergleichsbeispiel 6

Der Versuch wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei diesmal jedoch die Polyacrylnitrilfasern nicht mit der wäßrigen Gelatinelösung beschichtet wurden. Die Lymphocyten wurden in einer Menge von 14% gewonnen (abgetrennt) und die Menge der in den Lymphocyten enthaltenen Monocyten und Granulocyten betrug 6%, die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten war jedoch 14mal größer als die Anzahl der abgetrennten (gewonnenen) Lymphocyten und die Anzahl der darin enthaltenen Blutplättchen betrug 4/10 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Lymphocyten. Die Erythrocytenkonzentration betrug 10 000/μΙ.

Vergleichsbeispiel 7

Ein Leukocyten-Abtrennfilter wurde hergestellt durch Hindurchführen eines Bündels von Polyacrylnitril-Filamenten, die jeweils einen durchschnittlichen Durchmesser von 8 μπι hatten, im flach ausgebreiteten Zustand durch einen Behälter, der mit einer 7gew.-%igen wäßrigen Lösung der gleichen Gelatine wie sie in Beispie! 7 verwendet worden war, gefüllt war, und die beschichtete Oberfläche der Fasern wurde mit Heißluft getrocknet und die Fasern wurden aufgewickelt. Dann wurden die Fasern genügend getrocknet und gekräuselt und durch Verwendung einer Kardiervorrichtung gelockert. Der Lockerungsvorgang wurde in zweckmäßiger Weise durchgeführt, der Gelatineüberzug löste sich jedoch hier und dort von den Oberflächen der Fasern ab (die Ablösung wurde durch Betrachten unter Elektronenmikroskopen vom Abtast- und Transmissions-Typ festgestellt).

Vergleichsbeispiel 8

Polyacrylnitrilfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 8 μηι wurden gelockert und in eine 7gew.-%ige wäßrige Lösung der gleichen Gelatine wie sie in Beispiel 7 verwendet worden war, eingetaucht Die

ίο Fasern wurden aus der Lösung herausgenommen, zentrifugiert und gelockert. Da jedoch die Trocknung nicht vor dem Lockern durchgeführt wurde, konnte das Lockern nicht in geeigneter Weise durchgeführt werden, weil die Fasern miteinander verbunden waren.

is Deshalb wurden die Fasern 16 Stunden lang bei 50⁰C getrocknet und dann erneut gelockert Als die Fasern mit Elektronenmikroskopen vom Abtast- und Transmissions-Typ geprüft wurden, wurde gefunden, daß der Gelatineüberzug sich hier und dort von den Oberilächen der Fasern abgelöst hatte.

Beispiel 8

In der gleichen Versuchsapparatur, wie sie in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde der Versuch auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt wobei diesmal jedoch anstelle von Gelatine Casein verwendet wurde. Die Auflösungsgeschwindigkeit des in dem Versuch verwendeten Caseins betrug 0,43 mg/ min χ cm² in Wasser. Die Lymphocyten wurden in einer Menge von 18% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthalter.cn Erythrocyten betrug 1/5 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Lymphocyten, was einer Erythrocytenkonzentration von 180/μΙ entsprach.

Beispiel 9

Unter der Verwendung der gleichen Versuchsapparatur wie in Beispiel 7 wurde der Versuch auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, wobei diesmal anstelle der wäßrigen Lösung, die 7 g/dl Gelatine enthielt, eine wäßrige Lösung verwendet wurde, die 3,5 g/1 Polyvinylalkohol enthielt Die Auflösungsgeschwindigkeit des in dem Versuch verwendeten Polyvinylalkohols betrug 0,77 mg/min χ cm² in Wasser.

Die Lymphocyten wurden in einer Menge von 16% gewonnen (abgetrennt). Die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten betrug 1/4 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Lymphocyten, was einer Erythrocytenkonzentration von 200/μΙ entsprach.

Beispiel 10

Unter Verwendung der gleichen Versuchsapparatur wie in Beispiel 7 wurden 3,3 g einer vliesartigen Masse von Polyesterfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 83 μπι in einen Behälter mit einem Innendurchmesser von 18 mm und einer Länge von 100 mm eingefüllt und eine wäßrige physiologische Kochsalzlösung, die 2 g/dl Polyvinylpyrrolidon enthielt, wurde in den Behälter eingeführt zur Herstellung eines Leukocyten-Abtrennfilters. Die Auflösungsgeschwindigkeit dieses Polyvinylpyrrolidons betrug 0,5 mg/ min χ cm² in Wasser. Dann wurden 100 ml Menschenblut mit zugesetztem Heparin mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 5 ml/min durch den auf diese Weise hergestellten Leukocyten-Abtrennfilter hindurchlaufen gelassen und danach wurden 200 ml einer physiologischen Kochsalzlösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 ml/min durch den Filter laufengelassen,

um die Erythrocyten auszuwaschen. Anschließend wurden 100 ml einer Plasma enthaltenden physiologischen Lösung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von lOml/nin durch den Filter laufengelassen und die Leukocyten in dem Filter wurden gewonnen (abgetrennt) unter Anwendung einer äußeren physikalischen Kraft auf den Filter. Bei der Untersuchung der gewonnenen (abgetrennten) Flüssigkeit wurde festgestellt, daß die Leukocyttn in einer Menge von 54% gewonnen (abgetrennt) worden waren und daß die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten 1/13 der Anzahl der gewonnen (abgetrennten) Leukocyten beirug, was einer Erythrocytenkonzentration von 200/μΙ entsprach.

Beispiel 11

Der Versuch wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 durchgeführt, wobei diesmal jedoch 6 g Polyesterfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 13,5 μπι als faserförmiges Substrat verwendet wurden. Die Leukocyten wurden in einer

Menge von 40% gewonnen (abgetrennt) und die Anzahl der darin enthaltenen Erythrocyten betrug 2/5 der Anzahl der gewonnenen (abgetrennten) Leukucyten, was einer Erythrocytenkonzentration von 800/μΙ entsprach.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, kann die Anzahl der in den gewonnenen (abgetrennten) Leukocyten enthaltenen Erythrocyten drastisch herabgesetzt werden, wenn die Leukocyten aus einer Leukocyten enthaltenden Suspension unter Anwendung des erfindungsgemäßen Leukocyten-Abtrennverfahrens gesammelt werden, und auc¹ die Anzahl der darin enthaltenen Blutplättchen kann herabgesetzt werden. Ferner kann eine Abtrennung durch einfache Arbeitsgänge erzielt werden und die .ür die Vervollständigung der Abtrennung erforderliche Zeit kann abgekürzt werden. Die Leukocyten werden deshalb durch die Abtrennungsbehandlung nicht beeinflußt Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn Leukocyten, die erfindungsgemaß abgetrennt (gewonnen) worden sind, für verschiedene klinische Tests und Prüfun?;.n verwendet werden, die Zuverlässigkeit erheblich verbessert werden kann.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Faserförmiges Filtermaterial zur Abtrennung von Leukocyten aus einer Leukocyten enthaltenden Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß das raserformige Filtermaterial mit mindestens einer die Leukocyten nicht schädigenden Substanz beschichtet ist, die eine Auflösungsgeschwindigkeit in Wasser von 0,3 bis 1,0 mg/min - cm², bestimmt nach dem definierten Meßverfahren, aufweist

2. Filtermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Substanz im getrockneten Zustand auf dem faserförmigen Filtermaterial vorliegt

3. Filtermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Substanz eine Auflösungigeschwindigkeit in Wasser von 0,4 bis 0,9 mg/min - cm² aufweist

4. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die aufgebrachte Substanz mb»destens eine Verbindung aus der Gruppe Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, PoIymethylvinyläther, Casein und Gelatine ist

5. Filtermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das zugrundeliegende faserförmige Material einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht mehr als 60 μΐη hat

6. Filtermaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Faserdurchmesser innerhalb des Bereiches von 5 bis 10 μπι liegt

7. Verwendung des Filtermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Abtrenne ig von Leukocyten aus einer Leukocyten enthaltenden Suspension.