CN100522308C - 流过去除装置及采用该装置的系统 - Google Patents

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Abstract

公开了用于处理生物流体的流过系统。该流过系统包括在流动通道中、用于去除不需要的化合物和试剂的去除装置。该去除装置包括容纳在外壳中的去除媒介，所述外壳由密封在一起的两个单独的部分组成。该外壳保持基本竖直的姿态，从而确保将流体基本均匀并完全地暴露给所述媒介。

Description

流过去除装置及采用该装置的系统
发明领域
本发明涉及一种用于从诸如、但不局限于生物流体的流体中去除所选择的化合物和/或组分的流过去除装置。本发明还涉及使用这种流过装置的流体处理系统。
背景技术
用于从生物流体中去除化合物或其它组分的流过装置是已知的。例如，流过去除装置已经被用于医学处理装置中，其中生物流体在该医学处理装置中被过滤，以去除不希望有的血液组分，如白血球。流过装置还已经被提出用于已经用溶剂或化学试剂处理过的生物流体，例如在病原体灭活处理中。
在许多病原体灭活处理中，通常将化学试剂添加到生物流体中，以(1)直接灭活所存在的病原体，或(2)与诸如光的其它装置组合灭活所存在的病原体。无论使用哪种方法，在处理之后，都期望在将生物流体输送给患者之前从其中去除灭活处理的未反应的化学试剂或副产品。
在美国专利申请序号No.09/325,599中描述了这种病原体灭活处理系统的一个例子，该申请全部内容在此通过参考引用。在该申请中所描述的系统中，来自已经在病原体灭活处理(例如，用紫外光和补骨脂素化合物进行光激活)中处理过的源容器的流体通过去除装置，并且被收集到接收容器中。该去除装置包括被选择用于去除灭活处理的残留化学试剂和/或副产品的吸附剂。
流过装置还可以用于血液制品的过滤中，以从所收集的血液制品中去除例如白血球。在美国专利No.6,358,420中描述了在流过装置中包括白血球过滤器的流体处理系统的一个例子。流过装置还可以用于去除在处理血液或部分血液中所使用的精试剂，在流体的进一步使用之前，期望从流体中去除该试剂。
在上述例子中，该去除装置包括外壳和位于外壳内部的去除媒介。无论该装置用于何种去除(即，白血球去除或者灭活化合物或其它试剂的去除)，使流体完全并均匀地暴露给去除媒介都是重要的。为了获得去除媒介的最高效率，期望流体与尽可能多的去除媒介接触。例如，为了确保将上述病原体灭活例子中的灭活试剂基本完全去除，期望流体尽可能完全地接触去除媒介，而不绕开去除媒介的任何部分。同样，在白血球去除装置中，完全暴露、以确保基本完全去除白血球是非常重要的，否则如果输白血球的话，则可能会在受者中引起不良反应。
为了进一步确保血液的基本完全并均匀暴露给媒介，重要的是将去除媒介保持在基本固定的方位上。例如，在包括悬挂式过滤器(其中流体“从上到下”流动)的处理装置中，自然扭矩经常导致过滤器倾斜悬挂。随着过滤器下面的重量改变(即随着收集容器充满流体)，该扭矩增大，并且倾斜角度改变。远离中心竖直轴线倾斜的装置可能会导致在去除媒介中不均匀的分布，从而导致不希望有的试剂不完全暴露和去除。
除了使流体均匀并完全地暴露给媒介之外，使从一个装置到下一个装置的基本处理时间一致性(即，再现性)也是重要的。
还期望：满足上述性能要求的装置还容易而又经济地制造，同时废品率较低。
本发明实现了上述目的。
发明内容
在一方面中，本发明涉及一种用于从流体中去除所选择的化合物的流过装置。该装置包括外壳，该外壳具有连接在一起的第一部分和第二部分。第一部分和第二部分中的每一个都包括外壁和内壁，在所述部分的壁之间设置有化合物去除媒介。第一部分或第二部分中的一个在外壁上包括入口，且第一部分或第二部分中的另一个在外壁上包括出口。第一或第二部分的内壁包括周向延伸的舌片，而第一或第二部分中的另一个的内壁包括用于容纳该舌片的、周向延伸的槽。
在另一方面中，本发明涉及中用于从流体中去除所选择的化合物的流过装置，该流过装置包括外壳。该外壳在所述壁之间包括限定出内腔的第一和第二外壁。在该内腔中设置有化合物去除媒介。在优选实施例中，该外壳在其中一个外壁上包括入口，且在另一外壁上包括出口，其中出口的位置与入口的位置沿直径相对。
在另一方面中，本发明涉及一种用于从流体中去除所选择的化合物的流过系统。该流过系统包括包括流体出口的源容器和包括流体入口的接收容器。该流过系统包括设置在源容器和接收容器之间的化合物去除装置。该装置包括外壳，该外壳具有第一和第二外壁及壁之间的化合物去除媒介。该外壳还包括在其中一个外壁上并且位于该装置的中心和接收容器之间的流体入口；以及在另一外壁上并且位于该装置的中心和该另一外壁上的源容器之间的流体出口。该流过系统还包括在源容器和装置入口之间提供流动通道的第一管；和在装置出口和接收容器入口之间提供流动通道的第二管。
在另一方面中，本发明涉及一种用于从流体中去除所选择的化合物的流过装置。该装置包括外壳，该外壳具有一对侧壁；及限定出腔的周向壁。在该腔中定位有去除媒介，该去除媒介具有内部终止于外壳的周壁的端壁。大致在媒介周端表面和外壳的周端壁之间的腔中的区域中定位有不能渗透液体的屏障。
在另一方面中，本发明涉及一种从流体中去除所选择的化合物或组分的流过处理系统。该流过系统包括包括流体出口的源容器和包括流体入口的接收容器。在源容器和接收容器之间有化合物去除装置。所述外壳包括第一和第二外壁及壁之间的化合物去除媒介。该外壳在第一外壁上包括流体入口，该入口位于第一外壳壁的中心和接收容器之间，且在第二外壁上包括流体出口，该出口位于第二外壳壁中心和源容器之间。该流过系统还包括在源容器出口和外壳入口之间提供流动通道的管；和在接收容器入口和外壳出口之间提供流动通道的管。源容器和所述入口之间的流动通道的长度大于装置出口和接收容器之间流动通道的长度。
本发明还涉及一种用于从液体中去除选定化合物的流过装置，所述装置包括外壳；所述外壳包括限定内腔的第一侧壁、第二侧壁以及周端壁；以及与所述腔流体连通的至少一个注射口；设置在所述内腔中的化合物去除媒介，所述媒介包括内部终止于所述外壳的所述周端壁的周端表面，从而在所述周端表面和所述周端壁之间的所述内腔中限定间隙，其中，所述去除媒介周端与不能渗透液体的屏障相接触，其中所述不能渗透液体的屏障包括可注射的物质，并且其中所述物质通过所述注射口注射，所述可注射的物质基本填充位于所述去除媒介的所述周端表面和所述外壳的所述周端壁之间的间隙。
本发明还涉及一种用于从流体中去除选定化合物的流体流过处理系统，包括：包括流体出口的源容器；包括流体入口的接收容器；设置在所述源容器和接收容器之间的化合物去除装置，所述装置包括：外壳，其包括限定内腔的第一侧壁、第二侧壁和周端壁；以及与所述内腔流体连通的至少一个注射口；设置在所述腔内的化合物去除媒介，所述媒介包括终止于所述外壳的所述周端壁的周端表面，从而在所述周端表面和所述周端壁之间的所述内腔中限定间隙，其中，所述去除媒介周端与不能渗透液体的屏障相接触，其中，所述不能渗透液体的屏障包括可注射的物质，并且其中所述物质通过所述注射口注射，所述可注射的物质基本填充位于所述去除媒介的所述周端表面和所述外壳的所述周端壁之间的间隙，所述外壳还包括流体入口和流体出口，以及在所述源容器和所述装置入口之间提供流动通道的第一管，以及在所述装置出口和所述接收容器入口之间提供流动通道的第二管。
附图说明
附图1是包括体现本发明的流过去除装置的流体处理系统的平面图；
附图2是附图1所示的流体处理系统的部分平面图，示出了流过装置的背面一侧；
附图1A是具有体现本发明的流过去除装置的替代性流体处理系统的平面图；
附图2A是附图1A所示的流体处理系统的部分平面图，示出了流过装置的背面一侧；
附图3是体现本发明的去除装置的透视图；
附图4是体现本发明的流过去除装置的分解视图；
附图5是附图1所示的流过去除装置的剖面侧视图；
附图6是附图5所示的流过去除装置的放大的部分剖面视图；
附图7是体现本发明的流过去除装置的外壳上的保持夹的部分透视图；
附图8是体现本发明的流过去除装置的外壳上的保持环的部分透视图；
附图9是体现本发明的流过去除装置的一部分的透视图，该部分包括入口的一种变型；
附图10是流过去除装置的一个实施例的侧视图；
附图11是包括流过去除装置的流体处理系统的一个实施例的部分平面图；
附图12是该流体处理系统的另一实施例的部分侧视图；
附图13是包括流过去除装置的流过系统的又一实施例的平面图；
附图14是附图13中所示系统的侧面剖视图；
附图15是包括流过去除装置的流过系统的又一实施例的部分平面图；
附图16是附图15所示的流过去除系统和装置的背面一侧的平面图；
附图17是用于支承体现本发明的流过去除装置的保持器的透视图；
附图18是附图17所示的保持器的分解视图；
附图19是位于附图18所示的保持器中的去除装置的透视图；
附图20是附图19所示的流过去除装置和保持器背面的透视图；
附图21是附图19所示的保持器的管道通道的剖视图；
附图22是用于支承流过去除装置的保持器的替代性实施例的透视图；
附图23是一透视图，示出了附图22所示的流过去除装置和保持器的背面一侧；
附图24是附图22所示的流过去除装置和保持器的替代性布置，其包括联接到竖直支承杆上的连接器；
附图25是体现本发明的流过去除装置的另一替代性实施例的分解透视图；
附图26是附图25所示的流过去除装置的剖视侧视图；
附图27是其中设置了去除媒介的去除装置的剖视侧视图；
附图28是化合物去除装置的剖视侧视图，外壳内部注射了密封剂；
附图29是去除装置的剖视侧视图，该去除装置带有填充密封剂的间隙；
附图30是去除装置外壳的一部分的透视图，该外壳带有密封剂储存器和注射孔；
附图31是附图30所示的外壳部分的背面一侧的透视图；
附图32是组装好的去除装置的一个实施例的透视图；
附图33是舌片和槽在焊接之前接合的部分剖视图；
附图34是焊接在一起的舌片和槽的部分剖视图；
附图35是以剖视图示出的出口外壳部分的一部分的透视图；
附图36是以剖视图示出的出口外壳部分的一部分的透视图，该出口外壳部分带有替代性的肋装置；
附图37是去除媒介的替代性实施例的透视图，该去除媒介在媒介盘的周长周围带有粘合材料做的环；
附图38是附图37所示的盘的透视图，其中切除了一部分，以示出盘和环的剖面视图；
附图39是包括附图37所示的去除盘的去除装置的剖视侧视图；
附图40是去除媒介的替代性实施例的透视图，该去除媒介在媒介盘的周长周围带有环状垫圈；
附图41是附图40所示的盘的透视图，其中切除了去除媒介的一部分，以示出该垫圈；
附图42是包括附图40所示的去除媒介的去除装置的剖视侧视图；
附图43是去除媒介盘的透视图，在该媒介盘的外周周围有不透水外皮；
附图44是附图43所示的去除媒介盘的透视图，其中切除了一部分，以示出该媒介盘的剖视图；
附图45是包括附图43所示的去除媒介的去除装置的剖视侧视图。
具体实施方式
现在转到附图，附图1示出了体现本发明的流体流过处理系统。该系统可以用于任何应用中：流体从流体源流到接收容器的应用；和期望流体与处理媒介、去除媒介或过滤媒介之间接触的应用。
在附图1中，示出了用于保持流体的源容器12。在一个具体的但不是限制性的应用中，源容器12可以保持生物流体，如血液或血液的组分。附图1中所示系统还包括接收容器14。还示出了体现本发明的去除装置20，该去除装置通常位于源容器12和接收容器14之间，并与它们以可通过流体的方式连通。
任选的是，该系统10可以包括附加容器。例如，在附图1中所示的实施例中，系统10包括附加容器22，该附加容器22可以包括在生物流体的处理中有用的试剂。尤其是，在非限制性例子中，容器22可以包括在生物流体的病原体灭活中有用的试剂。
病原体灭活化合物的一个例子是作为病原体灭活化合物的补骨脂素化合物，诸如、但不局限于5’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素。在美国专利No.5,578,736和5,593,823中提供了合适的补骨脂素化合物和在使用补骨脂素的生物流体中灭活病原体的方法的例子，这两个专利都通过参考在此引入。
病原体灭活化合物的其它例子包括酞菁衍生物、吩噻嗪衍生物(包括亚甲蓝或二甲基亚甲蓝)；内生和外生光敏剂，如咯嗪、异咯嗪(包括维生素B2)、维生素Ks、维生素L、萘醌、萘、萘酚、在美国专利No.6,258,577、6,268,120和6,277,337(这些专利在此通过参考引入)中公开的病原体灭活化合物，或者由V.I.技术公司生产的“Pen 110”(其也被称为InactineTM化合物)。
可在红血球病原体灭活方法中有用的病原体灭活化合物的例子包括上述公开的和在美国专利No.6,093,725及2000年3月30日提交的美国申请序号09/539,226中公开的病原体灭活试剂，其中该申请涉及具有核酸亲和力并含有芥子团或芥子团等效物或芥子团中间物的化合物的使用。美国专利No.6,093,775和美国申请序号09/539,226在此通过参考引入。用于红血球病原体灭活的优选化合物是p-丙氨酸，N-(吖啶-9-基)，2-[双(2-氯乙基)氨基]乙基脂。
转到附图1，容器22经过管28被连接到源容器12上(并与之以可通过流体的方式连通)。在先前通过参考引入的、1999年6月3日提交的美国专利申请No.09/325,599中阐述了这种说明性系统和使用该系统的病原体灭活处理的细节。
如附图1和2中进一步所示，源容器通过第一管16被连接到去除装置20上。管16提供从源容器12到去除装置20的流动通道。管16的一端被连接到容器12的出口24上，另一端被连接到装置20的入口30上。
如附图1和2中所示，系统10包括将装置20连接到接收容器14上的管18。具体而言，管18的一端被连接到容器14的入口26上，另一端被连接到装置20的出口32上。
在附图1A和2A中示出了替代性流过系统10。使用相同的附图标记来表示与附图1和2中所示相同的特征。在附图1A和2A所示的实施例中，要理解入口30中的开口背对装置20的中心36(即朝向外壳的周边)。类似地，出口32中的开口背对装置20的中心36(并朝向外壳的周边)。尽管附图1和2中所示的入口30和出口32的定向是优选的，但是附图1A和2A中所示的实施例也是同样合适的。
无论口30和32的定向如何，附图1和1A中所示两个实施例的共同方面在于装置20的入口和出口相对于装置中心36及容器12和14的位置。在每个实施例中，入口30都定位在装置20的中心36和接收容器14之间。出口32定位在中心36和源容器12之间。这导致了流过装置20穿过系统10的其余部分，该流过装置相对于流过相反定向。这样，流体进入入口30，并被迫“向上”流动到出口32。已经发现的是该反向流动至少部分减少了流体通过装置20所需要的时间，提供了更多从装置到装置的再生流，并使流体更加完全地暴露给在装置20内部的去除媒介。
现在转到附图3、4和5，示出了体现本发明的去除装置20。在优选实施例中，装置20包括外壳42，该外壳42由连接在一起的两个单独部分44和46组成。每个部分44和46都包括分别用50和52表示的外表面(参见附图5)和/或用54和56表示的内表面。如附图4至6和附图35至36所示，部分46提供了用于容纳去除媒介60和可选的过滤器62和64(将在下面描述)的基座。这样，外壳部分46具有一定深度，在去除媒介60和可选的过滤器所套接的不同深度水平上有多个同心平面82、84和89(也在下面描述)。如附图6中所示，部分46包括基本平坦的侧壁和周端壁57。外壳部分42可以更多地呈不具有明显深度的平面盖部件的形式和形状。如附图4中所示，部分44包括入口30，并且部分46包括出口32。如附图30中所示，部分44和46可以可选地包括对准接头48，以确保部分44和46在组装期间正确配合。
外壳42优选地由可以注射成型的硬塑料制成。外壳42用的材料应当适合于通过已知的杀菌方式，如伽马射束或电子射束辐射进行杀菌。该材料还应当经得起优选的密封操作，诸如、但不局限于超声波焊接。合适材料的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。如附图3至5中所示，其中一个外壳部分44或46可以包括保持部件58，用于容纳管16和/或18(将在下面更加详细地讨论)。
如附图4中所示，装置20优选地包括放置在装置20的内表面54和56之间的一个或多个处理或去除媒介(例如，盘60)。随着流体穿过入口30进入装置20，流体与媒介60接触。流体在流出出口32之前渗透媒介并沿其表面60a移动。在一个非限制性例子中，可以选择去除介质60，用于从流体中去除不需要的组分。在美国专利申请No.09/325,599中描述的这类病原体灭活流体处理系统中，媒介可以是吸附剂媒介，用于去除未反应的病原体灭活化合物、病原体灭活处理的副产物和包括其它病原体化合物在内的其它化合物和物质。
如美国专利申请No.09/325,599中所描述的，去除媒介可以呈优选地由二乙烯基苯颗粒制成的盘的形状，该颗粒经过精细研磨并与如聚乙烯或其混合物的粘结材料组合。该组合物经过烧结，从而导致附图4至6中所示的盘60，该盘60具有侧表面60a和60b和周端表面60c。这类盘可从采用由英国伦敦的Purolite公司所提供的颗粒的美国乔治亚州的Fairburn的Porex技术公司买到。
当然，所述的去除媒介60并不局限于上述材料。媒介可以由能够从流体中去除所选的化合物或试剂的任何材料、吸附剂或另外的制成。在美国专利No.6,544,727和美国专利申请公开No.US2001/0,018,179A1和No.US2001/0,009,756A1中提供了在去除化合物和试剂中有用的材料的例子，所有这些专利文献都在此通过参考引入。该媒介还可以是用于捕获(除了通过吸附作用之外)不需要的化合物或组分的过滤媒介。例如，媒介60可以用于从生物流体中捕获白血球并将它们去除。
附图4中所示，装置20可以包括用于过滤和去除化合物或组分的附加插入物。例如，在将装置20用于病原体灭活处理中、以去除灭活处理的残留试剂和副产物的实施例中，可以优选地包括一个或多个附加过滤媒介62和64。可以包括过滤器62和/或64，用以从去除媒介60中捕获任何松散颗粒。过滤器62和64可以是如尼龙网的现有类型，或者更为优选的是带有0.2至0.8微米之间范围内的孔的聚酯网。尽管示出了两个过滤元件62和64，但是一个过滤元件也可以是足够的。
如所示出和先前描述的，装置20的外壳42优选地由连接在一起的两个部分44和46组成，去除媒介60(和一个或多个过滤媒介62和64)被封闭在外壳42中。在优选实施例中，部分44和46在它们的外周边处或外周边附近彼此连接。借助于将对准接头57和保持部件58对准，可以确保外壳部分44和46正确对准。(在附图32中还示出了替代性和可选的对准接头48)。部分44和46可以借助于将(部分44和46的)内表面54和56密封在一起而连接在一起。
优选的是，部分44和46可以通过配合舌片和槽装置而固定在一起。附图6和图30至33示出了优选的配合装置。部分46的内表面56在其周边附近提供了槽68。槽68沿外壳部分46的整个周边连续。参照附图6，槽68的尺寸被加工成容纳在外壳部分44的内表面54上向外延伸的舌片70。像槽68一样，舌片70沿着部分44的整个外周边连续。
在装置20的组装期间，舌片70被插入到槽68中。这样舌片和槽配件的区域被优选地暴露给密封装置。在优选实施例中，密封步骤可以包括用于超声波焊接并使舌片70和槽68熔化的超声波装置。也可以使用本领域技术人员已知的其它形式的焊接或密封工艺。来自超声波焊接的能量使槽和舌片68和70的塑料部分熔化，并使它们熔融在一起，如附图32所示，从而在部分44和46之间形成永久密封。
如附图10和31所示，内槽壁72包括向外延伸的肩部74。在装置20的组装期间，舌片70首先与槽68的肩部74接触。在焊接期间，舌片70和槽68的这些区域首先物理地熔融在一起，以提供密封。还如附图6和34中所示，一旦舌片70被插入到槽68中，其就留下了外侧间隙78和下侧间隙80。这些间隙用于容纳来自超声波焊接工艺的熔化物，并减小外壳42上的应力，否则应力会导致外壳破裂。
如附图35至36所最佳显示出的，部分46的内表面56还可以包括套接肩部或平面82和84，其中过滤媒介62和64被放置在这些平面82和84上。过滤器62和64的周边部分位于平面82和84上，这些平面82和84可以沿着外壳部分46的整个周边连续。过滤器62和64可以借助于已知附着技术而被附着到内表面46上。然而，过滤器62和64优选地沿着其周边被超声波焊接到平面82和84上。平面82和84还可以包括能量引导器83。如附图33中所示，并且如本领域技术人员将认识到的，该能量引导器83可以是升高的三角形表面。能量引导器83有助于在过滤器62和/或64和外壳46之间提供牢固的焊接。
如附图6(及35和36)中进一步所示，一个或两个外壳部分44和46可以包括连续的夹紧部件或密封环86(和88)。如附图中所示，环86和88可以是在部分44和46的周边附近从内表面54和56伸出的升高平面。在优选实施例中，密封环86和88位于装置20的中心36与上述舌片和槽组件70和68之间。如附图6中所示，密封环86和88部分地挤压去除媒介60，并基本上阻止液体越过和绕过媒介60。优选的是，环86和88可以在尖端处终止，以便于更好地夹紧去除媒介60。
为了另外保证液体不会绕过媒介60，可以用不能渗透液体的屏障大致填满媒介60和外壳42之间保留的间隙90。在附图27和28中所示的是密封或大致填满间隙90并防止任何的液体无意绕过的一个方法。暂时回到附图6，间隙90在环86和88与外壳42的侧壁和周端壁57的内表面54和56之间的区域中环绕去除媒介(盘)60。如附图27和28中所示，可以在间隙90中注入密封剂92。注射口94可以设置在外壳部分44和/或46中。密封剂92可以借助于注射器95或任何其它装置来注射。如附图30和31中所示，外壳部分46还可以包括一个或多个储存器91，用于容纳一定量的密封剂。储存器91用于为足够量的、以有效密封间隙90的密封剂提供空间。
合适的密封剂可以包括环氧树脂、RTV、热熔物、聚亚安酯、EVA基的热熔物、硅树脂或如丙烯酸聚合物的其它塑料。优选的密封剂是可以从美国威斯康星州沃瓦托萨的Bostik Findley公司以Bostik H1714的名字获得的EVA/蜡状热熔物。该密封剂还可以是在注射后保持半固态的凝胶。在任何情况下，如附图29中所示，将密封剂导入间隙90中都有效地防止液体绕过去除媒介60。
借助于使去除媒介60的盘具有预先形成的、环绕媒介60周边的密封环93或垫圈，还能够实现防止液体绕过去除媒介60，如附图37和38中所示。在一个这种替代性实施例中，环93可以由合适的、可以涂覆于去除媒介盘60的外周上的粘结材料制成。在盘的制造期间或制造之后，可以将环93模制到盘60上。例如，在一个实施例中，可以在烧结去除媒介盘60期间模制环93。
环93应当具有的厚度大致等于由外壳部分44和46结合在一起、形成外壳42时它们所形成的间隙90的厚度，如附图39中所示。基本不能渗透液体且生物相容的、并能够模制到盘上或与盘模制在一起的任何粘合剂都是合适的。在一个例子中，环93可以由粘结材料制成，该粘结材料由聚合材料制成，诸如、但不局限于聚乙烯。优选的聚乙烯是超高分子量的聚乙烯(UHMWPE)。该UHMWPE可以与其它化合物混合，然而100％的UHMWPE是优选的。
在上述实施例的变型中，环93或合适的密封剂或粘结材料可以首先形成，并将它们放在烧结模腔中。然后，去除媒介可以在模制盘的内部烧结形成，从而形成基本类似于附图37和38所示的结构。外环93可以用超声波模制到外壳42上，或者以其它方式模制到外壳42上。在外壳42由丙烯酸基的材料制成时，环93的合适材料为丙烯酸系衍生物，其可以被焊接到外壳42上。
在附图40至42中所示的另一替代性实施例中，可以在模腔内部放置由不能渗透液体并且生物相容的材料制成的薄垫圈198。去除媒介盘60可以烧结形成在垫圈的顶部上。垫圈可以借助于溶剂粘合、超声波焊接或其它已知的密封技术而被密封到外壳42上。垫圈198可以被联接到与外壳42的出口32相邻的盘60的表面上，如附图42中所示。优选的是，垫圈198在外壳42中基本延伸到环状间隙90的外端壁，从而防止未接触去除盘60的任何液体从出口32流出。合适的衬垫材料可以是任何聚合材料，或者是还生物相容的聚合材料的混合物。一个这种材料的例子是乙烯醋酸乙烯合成物。
其它替代性方案包括：将热熔粘合剂沉积或印在媒介盘60的周边上、在媒介盘60的周边周围收缩装配一薄膜，或者将媒介盘的周边浸到PVC塑料溶胶中。
在不需要环绕盘60的周边涂敷密封剂的又一替代性方案中，可以处理去除媒介盘60的端部表面60c，以提供不能渗透液体的周边边缘。在一个实施例中，盘60的周边可以暴露在高温下，如大约120℃的高温，以在周边周围产生不渗透的外皮。外皮可以借助于转动盘60并使盘60的周边边缘暴露在热空气源下而形成，或者在烧结后将盘放置在热模挤压机中，用以形成外皮。如附图43中所示，外皮200在媒介盘60的外周边和周边边缘周围形成，同时某些外皮200与盘60的外表面上的吸附剂材料重叠。优选的是，外皮200在盘60的外表面上延伸，以致于前面所述的密封环86和88接触盘60的外皮覆盖的部分，如附图45中所示。
暂时转到附图1A，外壳部分44和46中的一个、或者优选的是两个可以包括数个肋96、98。肋96、98可以分别是从内表面54和56伸出的升高表面。在优选布置中，包括出口32的部分46包括放置在口32处或其附近的两个或多个肋96，如附图31中所示。肋96防止过滤器64挡住出口32。
外壳部分44还可以包括数个肋98。肋98可以是从内表面54伸出的升高表面，其在组装期间为外壳44提供强度和附加支承。当通过超声波焊接连接装置20时，这是尤其期望有的。另外，肋96可以放置去除装置60附着到部分44的内壁54上(并可能挡住入口30)。这数个肋98可以以任何期望的构造布置和间隔开。例如，肋98可以在内壁54的表面上彼此平行地间隔开。其它布置也是可以的。在优选实施例中，肋98从装置20的中心36附近的一点径向间隔开(类似于车轮上的辐条)延伸，如附图1A中所示。
如附图35中所示，还可以在外壳部分46中设置数个肋。如附图中所示，肋100在与槽68相邻的内表面56处沿着部分46的外周长排列。更具体地说，肋100支承着部分限定出槽68的周边直立壁段57a。肋100向外壳提供强度，并且防止槽68在例如超声波焊接期间挠曲。或者，如附图36中所示，也可以沿着周边壁57、更具体地说是沿着壁段57b设置多个肋101。肋101提供用于将盘60定位在平面89上的参照点，其中该肋101可以比肋100更宽地间隔开(且因此数量较少)。要理解的是，外壳部分46可以包括一组肋100或101，或者可以包括两组。
参照附图3和7，装置20可以在外壳42上包括一个或多个保持部件58。如附图中所示，保持部件58可以与外壳部分46成一体。保持部件58可以呈具有两个分叉的夹子的形式，如例如附图7中所示。在组装处理系统10期间，管16或18被压配到夹子的两叉之间的间隙中，如附图10中所示。保持部件58基本与口30和/或32对准。或者，保持部件58可以是封闭的环，管16或18可以穿过该环拧入。保持部件将管16或18保持在外壳42附近，并帮助将外壳42保持在基本竖直的方位上。如上所述，重要的是保持外壳42的竖直定向，以便于确保将液体均匀地暴露给装置20的去除媒介。
附图11至16和图26示出了用于导引流体通过本发明的流体流过处理装置10的流体回路和管的构造。通常，该处理装置被悬挂在例如IV杆上，以允许重力诱导流体通过该系统。在附图11中，示出了流体流过处理系统10的一部分。如图中所示，流体流过处理系统10包括外壳42。要理解的是，附图11至16所示实施例的化合物去除装置20位于源容器12和接收容器14之间(如附图1和附图1A中所示)。这样，容器12将在化合物去除装置20的“上面”，且接收容器14将在化合物去除装置20的“下面”。
如附图11中所示，装置20在外壳42的一侧上包括入口30，且在外壳42的相对侧(例如，外表面50和52)上包括出口32。如附图中所示，在优选布置中，口30和32沿直径相对，以致于入口30位于一个部分的下端，而出口32位于另一个部分的上端。如上所述，入口30的位置被优选地设置在使流体必须“向上”流到出口的位置上，这种设置提供了改进的和一致的处理时间，且与其它入口/出口布置相比，确保了流体更加完全地暴露给媒介。
在一个实施例中，如附图1中所示的实施例中，入口30的开口面对装置20的中心36，管16沿直线通道直接与入口30相连通。如附图1A中所示，入口30的开口背对源容器12(并背对装置20的中心36)，流动通道必须重新定向，以便于允许流体进入装置20中。从而，如附图11中所示，管16并不通过直线通道(如附图1中所示)而联接在入口30上，流动的方向必须反向。
例如，在流体穿过背对源容器12的出口进入装置20时的流体流过处理系统10可以包括流动导管，以允许流体进入。在本实施例中，该导管将流体转向到一个与来自容器12的流动方向翻转大约180°的方向上。
这样，在附图11所示的实施例中，装置20包括流体导管102，该流体导管带有接收流体的口104和将流体导入入口30的口106。如本领域技术人员所认识到的，导管102可以是本领域中已知的标准的“Y”型连接器。导管102的一个分支包括口104，而另一分支包括口106。还有一个口108被连接到将在下面更详细讨论的管或“虚设管线”110上。
在出口32处设置了类似的装置。如附图11中所示，设置有流体导管112，诸如、但不局限于“Y”型分支。导管112的一个分支114与出口32连通。导管112的分支116与管118连通，该管118最终与管18和接收容器14连通。导管112的口120被连接到管或“虚设管线”122上。
根据本发明，可以期望或者甚至需要不时地从接收容器14中排出空气。通常，这是借助于从接收容器14将空气通过管线“排”到系统10中而实现的。在许多实施例中，该流动通道被设置成旁通管38。在附图1A、2A和11中，旁通管38限定出一流动通道，该流动通道为从系统10、具体地说是容器14来的空气提供排气口。旁通管38包括单向止回阀40。带有阀40的管线38允许空气从接收容器14中被排出。
在包括旁通管38的情形中，还可以设置附加分支流动导管，，如附图11中所示。在一个优选实施例中，附加导管还可以是分支的连接器126和128。在优选实施例中，这些分支导管126和128是分成三叉的导管，诸如、但不局限于本领域技术人员已知的三叉“Y”型连接器。
从而，穿过如附图11中所示处理系统10的流动如下。流体从源容器12穿过管16流动。该流体进入分支导管126。在优选实施例中，分支导管为分成三叉的导管，如图所示。一个管129从口126A伸出，并被导管102的口104接纳。此时应当注意的是，管110可以是“虚设管线”，其被密封或者从其中通过的流体以其它方式受到限制。因此，穿过分叉导管102的流动必定被引导通过口106进入装置20。该分叉导管有效地将流动方向反转了180°。
一旦流体已经通过该装置，在该装置中流体接触到去除媒介60，则流体进入出口32。流体穿过口32排出装置20，并穿过口114进入导管112。与流体导管102的情况一样，管122为被密封的、或者从其中通过的流体以其它方式受到限制的“虚设管线”。这防止了流体进入管122，并且将流体导引通过管118。管118与导管128、尤其是口128a连通。口128a与管18连通，流体通过管18并被汇集在接收容器14中。
如附图11中所示，还可以设置旁通管38。旁通管38的一端与分叉导管128的口128c连通，而旁通管38的另一端与分叉导管126的口126c连通。
在附图12至16中示出了替代性的流体回路。在附图12中，入口30和出口32为T形口，它包括背对和面向装置20的中心36的开口。采用这种布置，可以去掉附图11所示的三分叉的导管。因此，如附图12中所示，流体进入流体导管112，并被导向到入口30。附图12的实施例包括带有先前描述的类型的单向止回阀40的管线130。附图12中所示的止回阀40a防止流体进入管线130和出口132，从而确保流体通过管129流向入口30。流体进入装置20并通过将流体导向至管134的出口32排出。管134的一端被联接到出口32的一个分支上，而管134的另一端被联接到分支导管102上。
在附图13中示出了另一替代性实施例。本实施例在许多方面类似于附图12所示的实施例，类似之处在于它包括T形口30和32。附图13所示的实施例同样包括分叉导管112和102。管130和132装有止回阀40a和40b。流体在入口30处进入装置20，并在出口32处排出装置20。
在附图15至16中示出了又一替代性实施例。附图15和16所示的实施例在许多方面类似于附图11中所示的实施例。然而，替代Y型连接器的是，可以设置U形导管136和138，用于与外壳42的入口30和出口32连通。附图15和16中所示的实施例还可以包括分叉导管140和142，这些分叉导管与提供了与源容器12的流动通道的管线16和通向接收容器14的管线18以可通过流体的方式连通。如附图15中所示，导管142将来自管16的流体与管144连通。管144被连接到与装置20的入口30联接的U型流体导管136上。如前所述。流体穿过出口32排出装置20，并且借助于U形导管138而被转向到管146。管146又与Y型导管140连通，并最终与接收容器14连通。还可以设置包括单向止回阀40的旁通管38(出于前述原因)。
现在转到附图25和26，示出了体现本发明的去除装置的另一个替代性实施例。在本实施例中，入口30位于中心36和源容器12之间，并且出口32位于中心36和接收容器14之间。入口30和出口32分别与内部通道190和192以可通过流体的方式连通。
上述管的构造有助于将外壳42保持在基本竖直的定向上。如上所述，这允许将生物流体均匀地并且完全地暴露给去除媒介60。
最后，在附图17至24中所示的是组成本发明的流体处理装置10的流体回路、并基本保持装置20的竖直定向的另外的方式。在附图17至21中所示的是用于保持装置20的外部保持器。如附图17中所示，保持器150可以由夹在一起或以其它方式连接在一起的两个单独部分152和154组成。保持器15可以由合适的塑料材料制成，并且可以注射成型。保持器150可以包括加固肋151，以提供额外的刚性。如附图17和18中所示，保持器150可以包括管导向夹158、160、162，来自处理装置10的管可以被压配在这些管导向夹中。如附图21中所示，夹160(和162)限定出容纳管的通道。另外，夹160和162还有助于将管16和18导向通过180°的转弯，而不会产生扭绞。如上所述，使管转向大约180°允许流体在装置20的“底部”处进入，并允许流体通过装置20的“顶部”排出。
如附图18中所示，保持器150的两个部分154和152可以是相同的。这允许保持器150的两个部分使用一个模具。
在附图22至24中示出了用于保持装置20的附加装置。在这些实施例中，装置20被套接在鞍式保持器170中。鞍式保持器170还可以包括管导向夹172，用于将处理装置的管引导成所期望的构造和方向。而且，如附图22至24中所示，为了进一步确保装置20的期望的竖直设置，可以设置若干钩子180，用以使流体回路的两个部分保持彼此靠近。最后，如附图24中所示，整个鞍式保持器或保持器170可以被联接到竖直站立的IV杆182上。
本发明所实现的另一重要目的是确保从一个一次性装置到下一个装置的处理时间的一致性。当然，其困难在于对从去除媒介盘到去除媒介盘的流动的阻力存在固有不同的这一事实。申请人已经发现，可以基本上控制流过该系统的流动，从而可以基本减小来自盘60的阻力的影响。尤其是，如将在下面详细讨论的，借助于调节流动通道的长度和入口管16及出口管18的内径，可以提供从一个装置到下一装置的基本一致的处理时间。
例如，通过加长该系统的流动通道，即加长从源容器12到收集容器14的距离(即“顶部高度”)，可以增大驱动流体通过该系统的力。另外，将装置20定位在较远离源容器12而较靠近接收容器14的位置上(基本如附图1中所示)增大了作用在初期流过入口管16并在入口30处进入装置20的流体上的力。
从而，例如管16的长度可以大约为管18长度的1.5至8倍。在一个具体的、非限制性的例子中，管16的长度可以大约为26英寸，并且管18的长度大约为3.5英寸。
还已经发现，借助于调节流动通道的直径，可以实现对流动速率的额外控制。例如，通过使入口管16的内径变窄(通常与血液处理和医疗领域中所使用的标准尺寸的管的直径相比)，同时加长总的“顶部高度”，如上所述，所得到的流速足以基本减小去除媒介或盘的固有阻力的影响。从而，可以更好地控制流动，并保持对盘所产生的阻力较小的敏感性。
例如，入口管、盘和出口管形成了液压回路，该液压回路可以被描述为连续的阻力(R1为入口管的阻力，R2为盘的阻力，R3为出口管的阻力，Rr为来自连接器的额外阻力(如Y部位、直径变化和其它连接)。从而，流体回路中的总的阻力为这些单独阻力的总和。用于流动的驱动器是如上所述的顶部高度。
已知盘的制造将对R2阻力产生变化。如果R2是回路中的主要阻力，则其大小的变化将导致流速和最终处理时间产生显著变化。从而，可以通过使在该回路中的另一分量、具体地说是入口管的阻力R1成为主要阻力而将盘的制造的变化所造成的影响减到最小。由于与盘的制造相比，管的ID(内径)和长度制造公差是高度可控制的，所以与R2的变化相比，预计R1的固有变化幅度显著变小。入口管的阻力主要由管的内径限定，其次由关注的层流流态长度(雷诺数100—1000)限定。因此，(管16的)内径是所要改变的主要参数。
与作为主要限制器的出口管相比，入口管的选择也由相对的管长因素决定。在上面已经讨论了在处理装置的入口侧具有比出口侧的管长长的管长的理论基础。通过选择R1作为主要阻力，还获得了来自管长的额外益处。
从而，尽管在血液处理中使用的标准管通常具有大约为0.118英寸的内径，但为了提供上述益处，管16的内径必须小于标准管，并且更为优选的是基本小于上述直径。在一个优选的、非限制性的例子中，入口管16的内径可以是0.025至0.09英寸范围之间的任意值。更为优选的是，管的内径可以大约为0.057±0.03英寸。
通过改变与出口30以可通过流体的方式连通的出口管的内径，还可以获得处理时间和流动一致性的进一步改进。在一个实施例中，出口管18的内径(和/或附图11中所示的管118，和/或附图16中所示的管段146)可以在大约0.04英寸和0.120英寸之间的范围内。更为优选的是，与出口以可通过流体的方式连通的管的内径可以是大约0.080±0.03英寸。使这些出口管的内径(与标准尺寸管的内径相比)变窄有助于赶出气泡，否则气泡可能积聚并限制流动。
在本发明的优选实施例的内容中已经描述了本发明。然而，所要理解的是，本发明不局限于所述实施例，并且在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以作出进一步改进和修改。

Claims (50)

1.一种用于从液体中去除选定化合物的流过装置，所述装置包括外壳；
所述外壳包括限定内腔的第一侧壁、第二侧壁以及周端壁；以及与所述内腔流体连通的至少一个注射口；设置在所述内腔中的化合物去除媒介，所述媒介包括内部终止于所述外壳的所述周端壁的周端表面，从而在所述周端表面和所述周端壁之间的所述内腔中限定间隙，其中，所述去除媒介周端与不能渗透液体的屏障相接触，其中所述不能渗透液体的屏障包括可注射的物质，并且其中所述物质通过所述注射口注射，所述可注射的物质基本填充位于所述去除媒介的所述周端表面和所述外壳的所述周端壁之间的间隙。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一侧壁和第二侧壁中的一个包括入口，所述第一侧壁和第二侧壁中的另一个包括出口。
3.如权利要求2所述的装置，其中，该入口与该出口沿直径相对设置。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述化合物去除媒介包括吸附剂成分微粒和塑料粘结剂。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述吸附剂成分微粒包括二乙烯基苯聚苯乙烯的小珠，并且所述粘结剂包括聚乙烯。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一侧壁和第二侧壁包括外表面和内表面。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一侧壁和第二侧壁中的一个的所述内表面包括位于所述侧壁的周边处或附近的连续舌片，并且其中所述第一侧壁和第二侧壁中的另一个的所述内表面包括位于所述另一侧壁的周边处或附近的连续槽，用于容纳所述舌片。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述第一侧壁和第二侧壁中的至少一个的所述内表面包括向内设置在所述舌片或槽的周边的、升高的夹紧部件。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述第一侧壁和第二侧壁中的每一个都包括向内设置在所述舌片或槽的周边的、升高的夹紧表面。
10.如权利要求8所述的装置，其中，所述化合物去除媒介部分地受到所述夹紧部件挤压。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述夹紧部件包括尖端。
12.如权利要求6所述的装置，还包括设置在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间的过滤媒介。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述第一侧壁和第二侧壁中的一个包括入口，所述第一侧壁和第二侧壁中的另一个包括出口，所述过滤媒介设置在所述化合物去除媒介和包括所述出口的所述侧壁之间。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述出口的所述侧壁的内表面包括基本连续的套接表面，用于支撑所述过滤器。
15.如权利要求1所述的装置，其中，所述外壳由适于超声波焊接的材料制成。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述外壳由聚甲基丙烯酸甲酯制成。
17.如权利要求14所述的装置，其中，所述过滤媒介的周边部分附着至所述内表面。
18.如权利要求17所述的装置，其中，所述过滤媒介通过超声波焊接附着至所述内表面。
19.如权利要求6所述的装置，其中，所述侧壁中的至少一个在其内表面上包括多个向内延伸的肋。
20.如权利要求19所述的装置，包括中心点，其中，所述肋从与所述中心点相邻的点径向延伸至与所述外壳的周边边缘相邻的点。
21.如权利要求6所述的装置，其中，所述侧壁中的至少一个在其内表面上包括肋。
22.如权利要求20所述的装置，包括在所述第一侧壁或第二侧壁的所述内表面上的一对升高肋，并且所述出口或入口设置在所述肋之间。
23.如权利要求7所述的装置，其中所述舌片的端部为圆形。
24.如权利要求7所述的装置，其中所述舌片包括向外延伸的部分，并且所述槽包括向内延伸的肩部。
25.一种用于从流体中去除选定化合物的流体流过处理系统，包括：
包括流体出口的源容器；
包括流体入口的接收容器；
设置在所述源容器和接收容器之间的化合物去除装置，所述装置包括：
外壳，其包括限定内腔的第一侧壁、第二侧壁和周端壁；以及与所述内腔流体连通的至少一个注射口；
设置在所述内腔内的化合物去除媒介，所述媒介包括终止于所述外壳的所述周端壁的周端表面，从而在所述周端表面和所述周端壁之间的所述内腔中限定间隙，其中，所述去除媒介周端与不能渗透液体的屏障相接触，其中，所述不能渗透液体的屏障包括可注射的物质，并且其中所述物质通过所述注射口注射，所述可注射的物质基本填充位于所述去除媒介的所述周端表面和所述外壳的所述周端壁之间的间隙，
所述外壳还包括流体入口和流体出口，以及在所述源容器的出口和所述装置的入口之间提供流动通道的第一管，以及
在所述装置的出口和所述接收容器入口之间提供流动通道的第二管。
26.如权利要求25所述的系统，其中，所述装置的所述入口包括背对所述源容器的开口。
27.如权利要求25所述的系统，其中，所述装置的所述出口包括背对所述接收容器的开口。
28.如权利要求25所述的系统，还包括适于接收所述第一管的保持部件。
29.如权利要求26所述的系统，还包括适于接收所述第二管的保持部件。
30.如权利要求28所述的系统，其中，所述保持部件包括环，该环与所述外壳成一体，并与所述装置的所述入口基本垂直地对准。
31.如权利要求25所述的系统，其中，穿过所述装置的液体流动的方向相对于穿过所述第一管的流动方向翻转180°。
32.如权利要求26所述的系统，其中，从所述源容器到所述装置的所述入口的所述流动通道包括近似180°的转向部分。
33.如权利要求31所述的系统，其中，所述装置包括具有至少两个开口的连接器，其中所述开口中的至少一个与所述装置的所述入口流体连通，所述开口中的不同于与所述装置的所述入口流体连通的开口的至少一个与所述第一管流体连通。
34.如权利要求33所述的系统，其中，所述装置包括具有两个开口的连接器，其中，所述开口中的一个与所述装置的所述出口流体连通，所述开口中的另一个与所述第二管流体连通。
35.如权利要求33所述的系统，其中，所述连接器包括一个端部，该端部包括分支导管，且所述导管的一个分支包括所述开口中的至少一个，而另一分支包括所述开口中的不同于与所述装置的所述入口流体连通的开口的至少一个。
36.如权利要求35所述的系统，其中，所述连接器包括第二端部，该第二端部带有口和位于该口和所述接收容器之间的管。
37.如权利要求36所述的系统，其中，通过所述连接器第二端部和所述接收容器之间的所述管的流动受到限制。
38.如权利要求33所述的系统，其中，所述连接器包括U型流体流动导管。
39.如权利要求25所述的系统，其包括上游连接器，该上游连接器具有数个出口以及与所述源容器直接流体连通的入口；
下游连接器，该下游连接器包括出口和数个入口，
其中，所述第一管在其中一个所述上游连接器出口和所述装置的入口之间提供流动通道。
40.如权利要求39所述的系统，其还包括限定流动通道的管，该管的一端被连接至其中一个所述上游连接器的所述出口，而其另一端被连接至下游连接器的所述入口，所述管在所述流动通道中包括阀，用于选择性地限制通过管的流动。
41.如权利要求39所述的系统，其中，所述装置的所述入口包括背对所述接收容器的口，所述系统还包括管，该管的一端连接至面对所述接收容器的所述出口，而其另一端连接至所述下游连接器的其中一个所述入口。
42.如权利要求40所述的系统，其中，所述管包括永久密封的流动通道。
43.如权利要求39所述的系统，还包括：
在其中一个所述上游连接器的所述出口和其中一个所述下游连接器的所述入口之间限定出流动通道的管；
位于其中一个所述上游连接器的所述出口和所述外壳的所述出口之间的管。
44.如权利要求43所述的系统，其中，所述上游连接器包括流动导管，该流动导管包括入口和分成三叉的出口。
45.如权利要求25所述的系统，其包括用于支承所述去除装置的保持器。
46.如权利要求45所述的系统，其中，所述保持器包括用于容纳所述装置的外壳的套管。
47.如权利要求46所述的系统，其中，所述保持器包括连接在一起的两个单独部件，以提供所述套管。
48.如权利要求45所述的系统，其中，所述保持器连接至支杆。
49.如权利要求25所述的系统，其中，所述外壳的所述入口和所述出口与所述外壳的中心垂直轴线间隔开90°。
50.如权利要求25-49中任一项所述的系统，其中，该装置包括位于其中一个所述侧壁上的入口和位于另一个侧壁上的出口，所述出口与所述入口沿直径相对。
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