CN1136042C - 降低生物组合物中化合物的流动式设备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了降低生物组合物中低分子量化合物的浓度同时基本上保留了该生物组合物中所需的生物活性的方法和设备。该设备包括大量多孔吸附剂颗粒，并且这些吸附剂颗粒被惰性基质固定。

Description

降低生物组合物中化合物的流动式设备和使用方法
相关申请
本申请为1998年1月6日申请的序列号为09/003113的共同未决申请的部分延续，将其全部内容引入作为参考。
技术领域
本申请涉及降低生物组合物中化合物的方法和设备。这些化合物的分子量为约100g/mol-约30000g/mol。
背景技术
大量研究都集中在从血液制品中除去物质。该研究中大多数都导致白细胞降低。参见，例如M.N.Boomgaard等人的Transfusion34：311(1994)、F.Bertolini等人的Vox Sang 62：82(1992)和A.M.Joustra-Dijkhuis等人的Vox Sang 67：22(1994)。过滤血小板是用于降低血小板浓缩物中白细胞的最常见方法。参见，例如M.Bock等人的Transfusion 31：333(1991)(Sepacell PL-5A，Asahi，Tokyo，Japan)、J.D.Sweeney等人的Transfusion 35：131(1995)(LeukotrapPL，Miles Inc.，Covina，CA)和M.van Marwijk等人的Transfusion30：34(1990)(Cellselect，NPBI，Emmer-Compascuum，TheNetherlands；Immugard Ig-500，Terumo，Tokyo，Japan)。然而目前这些过滤机械不能除去分子量相对较低的化合物，包括例如补骨脂素、补骨脂素光化产物以及处理生物流体时常用的其它化合物。
已将吸附方法用于磷脂聚合物上分离选择性血液组分。例如，已对具有不同电荷的几种共聚物与血液组分的相互作用进行了评价，包括血小板粘着和蛋白质吸附。K.Ishihara等人的J.Biomed.Mat.Res.28：1347(1994)。但是没有将这些聚合物设计用于吸附低分子量化合物。
各种透析装置可以从血浆和全血中除去低分子量化合物。例如，透析可以成功地除去低分子量毒素和药物化合物。因此，可以将透析用于，例如从血液制品中除去补骨脂素和补骨脂素光化产物。不幸的是，目前透析过程需要非常复杂和昂贵的设备。因此，将透析机械用于大量血液制品的去污染就不切实际。
以前已描述过使用聚苯乙烯二乙烯基苯、二氧化硅凝胶和丙烯酰酯聚合物吸附亚甲蓝。例如，PCT公开号WO91/03933描述了自由吸附剂树脂的批量研究(例如，Amberlite(Rohm and Haas(Frankfurt，Germany)和Bio Beads(Bio-Rad Laboratories(Munich，Germany))。但是，在暴露到血液制品中之后没有非常仔细地将这些吸附剂树脂除去，因此这些方法导致了转输树脂粒的危险。
此外，也已公开了除去白细胞和病毒灭活剂(例如，补骨脂素、金丝桃素和例如亚甲蓝、甲苯胺蓝和结晶紫的染料)的设备和方法。具体地说，PCT公开号WO95/18665描述了包括铺设的织物网的过滤器，该织物网含有机械稳定的聚合基质。该网本身含有形成具有间隙的基质的联锁织物纤维和在该间隙内分布的原纤维粒。但是，该设备使因子XI活性大大降低。
因此需要更简单、更安全且更经济的装置，以降低含细胞的生物组合物中低分子量化合物的浓度，同时基本上保留了含细胞的处理过的生物组合物的生物活性。
发明描述
本发明提供了降低生物组合物中化合物浓度的设备。化合物的分子量为约100g/mol-约30000g/mol。该设备为流动式设备。流动式设备的一个例子示于图12中。流动式设备在文献中是已知的，例如在PCT公开WO96/40857中有述，该文献在此引用作为参考。流动式设备可使诸如血液制品的物质中低分子量化合物的浓度降低，它是通过血液制品经过该设备灌流来实现的。
例证化合物包括病原体灭活化合物、染料、硫醇、增塑剂和活化补体。所提供的设备包括被惰性基质固定的三维网络吸附剂颗粒。该固定化降低了松散吸附剂颗粒漏入血液制品的危险性。而且，由惰性基质固定吸附剂颗粒简化了减少与处理松散吸附剂颗粒相伴的问题的操作。
本发明提供了降低生物组合物中生物反应调节物的浓度方法，其中该方法基本上保留了生物组合物的所需生物活性。该方法涉及用一种设备处理该生物组合物。
在一个实施方案中，该设备包括含大量吸附剂颗粒的惰性基质，其中吸附剂颗粒的直径范围在约1μm-约200μm，并且其中将该设备用于流动式加工。
在另一实施方案中，该生物反应调节物为活化补体。
在另一实施方案中，该生物组合物为血浆。
在另一实施方案中，该吸附剂材料的长度比宽度小三倍。
在另一实施方案中，吸附剂颗粒包括超交联聚苯乙烯网络。
在另一实施方案中，吸附剂颗粒为活性炭颗粒，其中活性炭颗粒的表面积大于约1200m2/g。
在另一实施方案中，活性炭颗粒是由椰壳的蒸汽活化形成的。
在另一实施方案中，该设备的惰性基质为由纤维素所组成的纤维网络。
在另一实施方案中，惰性基质为颗粒网络，该颗粒网络是由超高分子量的聚乙烯颗粒与超交联聚苯乙烯网络颗粒一起烧结形成的。
在另一实施方案中，该方法还降低生物组合物中补骨脂素衍生物，吖啶衍生物，染料或猝灭剂的浓度。
附图简述
图1图示了纤维的一个实施方案的透视图，显示了其内部核心和外部鞘，它们形成了固定吸附剂介质的纤维网络。
图2图示了本发明的纤维化树脂的一个实施方案的一部分。
图3图示了吸附剂珠固定在纤维中构成纤维化树脂的纤维化树脂的一个实施方案的横截面图。
图4图示了吸附剂珠固定在纤维化树脂的纤维中并且热封包围纤维化树脂样品的纤维化树脂的一个实施方案的横截面图。
图5为用Dowex XUS-43493和Amberlite XAD-16 HP松散吸附剂珠以及含Amberlite XAD-16的纤维化树脂从血小板中除去氨基补骨脂素的吸附动力学的比较的示意图。
图6为用p(HEMA)-涂敷的和未经涂敷的Dowex XUS-43493珠从血小板中除去氨基补骨脂素的吸附动力学的比较的示意图。
图7为预处理溶液的甘油含量对Amberlite XAD-16和DowexXUS-43493的氨基补骨脂素相对吸附能力的影响的比较的示意图。
图8为润湿溶液对在100％血浆中Amberlite XAD-16(下面)和Dowex XUS-43493(上面)干燥吸附剂的4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素吸附能力的影响的比较示意图，未在乙醇溶液中润湿的样品标为“No Tx”。吸附能力被报道为相对于最佳湿吸附剂能力的百分率。
图9为使用在几种不同溶液中润湿过的Amberlite XAD-16从血浆中经过3小时吸附氨基补骨脂素的比较示意图。
图10为从血浆中经过2小时吸附亚甲蓝的动力学的比较示意图。
图11图示了吖啶、吖啶橙、9-氨基吖啶和5-[(β-羧乙基)氨基]吖啶的化学结构。
图12描述了固定化吸附设备(IAD)的流动构造。
图13描述了全血灌流研究的实验装置。
图14为按照本发明制成的圆盘构造组件的部件分解图。
图15为按照本发明制成的排水室组件的部件分解图。
实施本发明的最佳方式
本发明提供了降低生物组合物中化合物浓度的设备。化合物的分子量为约100g/mol-约30000g/mol。该设备为流动式设备。流动式设备的一个例子示于图12中。流动式设备在文献中是已知的，例如在PCT公开WO96/40857中有述，该文献在此引用作为参考。流动式设备可使诸如血液制品的物质中低分子量化合物的浓度降低，它是通过血液制品经过该设备灌流来实现的。
例证化合物包括病原体灭活化合物、染料、硫醇、增塑剂和活化补体。所提供的设备包括被惰性基质固定的吸附剂颗粒的三维网络。该固定降低了松散吸附剂颗粒漏入血液制品的危险性。而且，由惰性基质固定吸附剂颗粒简化了减少与处理松散吸附剂颗粒相伴的问题的操作。
定义
术语“吖啶衍生物”是指含三环结构吖啶(二苯并[b，e]吡啶；10-氮杂蒽)的化合物。这些化合物对核酸具有亲和力，并且能通过插入非共价地粘附到核酸上。术语“氨基吖啶”是指这些吖啶化合物具有一个或多个含氮官能团。氨基吖啶的例子包括9-氨基吖啶和吖啶橙(图11所示)。
术语“吸附剂颗粒”广义上是指任意天然或合成的材料，它能与液体中的分子相互作用，因此使该分子从液体中被除去。天然存在的吸附剂的例子包括但不限于活性炭、二氧化硅、硅藻土和纤维素。合成吸附剂的例子包括但不限于聚苯乙烯、聚丙烯酸和含碳吸附剂。吸附剂颗粒通常为多孔，通常具有高表面积，并且可以用各种可以影响该吸附剂与分子如何相互作用的官能团(例如离子的、疏水的、酸性的、碱性的)改性。
术语“芳香族”、“芳香族化合物”等广义上是指具有离域电子的原子环的化合物。该单环化合物苯(C6H6)为常见芳香族化合物。但是，在一个以上的相邻环(例如，萘(2个环)和蒽(3个环))上能够发生电子离域。不同类型的芳香族化合物包括，但不限于，芳族卤化物(芳基卤)、芳杂环化合物、芳族烃(芳烃)和芳族硝基化合物(芳基硝基化合物)。
术语“生物相容的包被”广义上是指用亲水聚合物覆盖表面(例如聚苯乙烯珠表面)，当该亲水聚合物与血液制品接触时不会导致有害、有毒或免疫反应，并且通过降低细胞粘附力、降低蛋白质粘附力或提高细胞功能赋予该表面更大的生物相容性。适宜的包被是生物相容的，即使它们对与其接触的生物材料具有微弱影响(如果有的话)。“微弱”影响意思是与对照相比看不出大的生物学差异。在优选实施方案中，生物相容的包被提高了聚合结构的表面血相容性。例如，聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(pHEMA)经常被用于医疗设备(例如血液过滤器)的包被。
术语“生物相容的容器(housing)”广义上是指适宜装生物物料如血浆的纤维箱、容器、袋、管、贮藏器等。适宜的容器是生物相容的，即使它们对包含其中的生物材料有微弱影响(如果有的话)。”微弱”影响意思是与本文中所述的对照相比在血液制品功能中例如对血浆看不出大的差异。因此，血液制品在输血到受血者之前可以在生物相容的容器中贮藏。
术语“生物学液体”包括人体或非人体的全血、血浆、血小板、红血球、白血球、血清、淋巴、唾液、乳、尿、或来自或含任意上述单个或混合物的产品，有或者没有化学添加剂溶液。优选地，该液体为血液或含有或不含化学添加剂溶液的血液制品，更优选血浆。
术语“血袋”是指一类血液制品容器。
术语“血液制品”是指通过体循环系统的液体和/或相关细胞成份等(例如红血球、白血球、血小板等)；血液制品包括，但不限于，血液细胞、血小板混合物、血清和血浆。术语“血小板混合物”是指一类血液制品，其中该细胞成份主要或仅有血小板。血小板浓缩物(PC)为一类血小板混合物，其中这些血小板伴随有比正常血浆部分更小的部分。在血液制品中，合成培养基可以弥补正常血浆所占的体积；例如，血小板浓缩物可以限定血小板悬浮在35％血浆/65％合成培养基中。经常，该合成培养基含有磷酸盐。
术语“血液分离装置”广义上是指能够将血液分离成血液制品(例如，血小板和血浆)的设备、机械等。分离性输血系统是一类血液分离装置。分离性输血系统通常包括血液分离设备、复杂管道和过滤器网络、收集袋、抗凝剂和控制所有组分的电脑化装置。
术语“经过交联的”广义上是指彼此连接形成两维或三维网络的线性分子。例如，二乙烯基苯(DVB)用作形成苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的交联剂。该术语还包含“超交联”，其中经过超交联的网络是将或者溶液中或者为溶胀状态的线性聚苯乙烯链与双官能试剂交联制得的。可以将各种双官能试剂用于交联(例如，参见Davankov和Tsyurupa，Reactive Polymers 13：24-42(1990)；Tsyurupa等人，ReactivePolymers 25：69-78(1995))。
术语“环化合物”是指具有一个(即，单环化合物)或一个以上(即，多环化合物)环原子的化合物。该术语不限于含特定数量原子的环的化合物。尽管大多数环化合物所含的环为5或6个原子，但是其它数量原子(例如3或4个原子)的环也被本发明所认同。尽管环中原子主要是碳原子，但是对这些原子的一致性没有限制。一般说来，多环化合物的环彼此相邻，但是，术语“多环”化合物包括那些含多个彼此不相邻的环的化合物。
术语“染料”广义上是指赋予色彩的化合物。染料通常含有连接到一个或多个环化合物上的发色团和助色团的基团。色彩是由于发色团，然而染色亲和力是由于助色团。染料已被分成许多类，包括吖嗪染料(例如，中性红、藏红和偶氮胭脂红B)；偶氮染料；偶氮胭脂红染料；脱苯甲烷染料；荧光黄染料；酮亚胺染料；品红染料；三苯基甲烷染料；酞菁染料；以及金丝桃素。应认为可以将本发明的方法和设备经实践与任意为环化合物的染料结合。
术语“纤维化树脂”通常是指固定的吸附剂材料，包括例如，包埋在纤维网络中或附着在纤维网络上的树脂。在一个实施方案中，该纤维网络由聚合物纤维组成。在另一实施方案中，这些纤维是由被相对较低熔解温度的聚合物鞘(例如，尼龙或改性PET)包围的较高熔解温度的聚合物核心(例如，聚对苯二甲酸乙二酯[PET])组成的。纤维化树脂可以通过在不致使树脂的吸附能力产生很大程度的负面影响的条件下加热该纤维网络制成。在该树脂含有珠的地方，进行加热以便吸附剂珠附着在外部聚合物鞘上产生“钎维化珠”。通过生产每定义面积含已知数量吸附剂珠的纤维化树脂，可以通过切割定义面积的纤维化树脂，而不是称重吸附剂珠来获得用于除去环化合物(例如，补骨脂素，特别是氨基补骨脂素)和其它产品的纤维化树脂样品。
术语“过滤器”广义上是指能够使混合物中某些组分通过同时滞留其它组分的设备、材料等。例如，过滤器可以包括孔径允许血液制品(例如血浆)通过同时保留例如树脂粒的其它组分的网状物。术语“过滤器”并不限于保留某些组分的装置。
术语“流动接管”是指能够控制特定物质如血液制品的流量的装置。流动接管可以执行附加的功能，如防止吸附剂树脂材料碎片通过。
术语“杂环化合物”广义上是指其中一个或几个环含一种以上原子的环化合物。通常，碳原子为主要原子，同时其它原子包括例如，氮、硫和氧原子。杂环化合物的例子包括呋喃、吡咯、噻吩和吡啶。
术语“高温活化过程”是指典型地由于原料热解和/或氧化致使表面积、孔隙率和经过处理的材料的表面化学发生改变的高温过程。
术语“固定化吸附设备(IAD)”是指包埋在惰性基质中或附着在惰性基质上的固定吸附剂材料。在惰性基质为纤维网络的地方，术语IAD可以与术语纤维化树脂交换地使用。
术语“惰性基质”是指任意合成或天然存在的纤维或纤维材料，可以将它们用于固定吸附剂颗粒，而基本上没有影响血液制品的所需生物活性。尽管该基质对吸附或除去过程几乎没有贡献，但是它可能对降低较小有机化合物的浓度有利。此外，该惰性基质可以与细胞或蛋白质组分相互作用，使得细胞除去(例如白细胞排除)或除去蛋白质或其它分子。该基质可以受到表面处理或包被以提高官能度。例如，该基质可以得到疏水性包被或辉光放电处理以增加生物相容性，增强润湿性，和/或促进灌注。
术语“在管线中的柱”是指通常为圆柱形的，具有输入端和输出端的容器，其中所含的物质可使血液制品中的小有机化合物的浓度降低。
术语“分离”是指从含一种以上组分的混合物中分离出一种物质。例如，可以从全血中分离出血小板。所分离的产物不必是该产物从其它组分中完全分离。
术语“大孔的”通常意思是孔径大于约500。术语微孔是指孔径小于约20。术语中孔是指孔径大于约20小于约500。
将术语“大孔”用于描述大量孔径大于约500的孔结构。
术语“大网络”是相对术语，意思是具有高度物理多孔性(即，存在大量孔)结构，多孔吸附剂结构既有大孔又有微孔。
术语“网封闭物”、“网袋”等是指加工成含多个开口的封闭物、袋、包或类似物。例如，本发明使用一种袋，它装有固定吸附剂颗粒，其孔尺寸使血液制品能接触固定的吸附剂颗粒，但将固定的吸附剂颗粒保留在袋中。
术语“光化产物”是指补骨脂素或其它染料(例如亚甲蓝、酞菁染料)经过暴露在紫外线辐射的光化学反应所至的产物。
术语“聚芳香族化合物”是指在主链中含芳香基的聚合物，例如聚对苯二甲酸乙二酯，或作为侧基的聚合物，如聚苯乙烯，或既在主链中含芳香基又作为侧基的聚合物。
术语“聚苯乙烯网络”广义上是指含苯乙烯(C6H5CH＝CH2)单体的聚合物；这些聚合物可以是线性，由单个共价烷链与苯基取代基组成，或经交联，通常与间-或对-亚苯基残基或其它双官能或超交联结构交联，从而形成二维聚合物主链或三维网络。
术语“补骨脂素移去装置”是指可以从例如血液制品中除去大于约80％补骨脂素的一种物质或设备；优选地，大于约90％；更优选地大于约99％。补骨脂素移去装置还可以移去血液制品中的其它组分，例如补骨脂素光化产物。
短语“降低浓度”是指从生物组合物中除去一部分低分子量化合物。同时浓度的降低优选大于约70％，更优选约90％，最优选约99％。
短语“除去几乎所有溶液中自由的所述化合物部分(例如补骨脂素、补骨脂素衍生物、异补骨脂素、吖啶、吖啶衍生物或染料)”优选地是指除去大于约80％的溶液中自由的该化合物，更优选除去大于约85％，再优选大于约90％，最优选除去大于约99％。
术语“树脂”是指一种固体载体(例如颗粒或珠等)，它能够与溶液或液体(例如血液制品)中包括补骨脂素的各种小有机化合物相互作用并吸附，因此降低了溶液中这些成分的浓度。不将该除去过程限制在任意特定的机理中。例如，可以通过疏水或离子相互作用(即，亲和相互作用)除去补骨脂素。术语“吸附剂树脂”广义上是指天然有机物和合成物及其混合物。
术语“烧结介质”是指通过给粉末或粉末混合物施加热和压力，从而使该粉末或粉末混合物部分熔融所形成的结构，这样在该结构中存在液体流路。多孔结构可以通过以下制成：将熔点相对低的聚合物粉末混合，将它们加热至该塑性颗粒部分熔融，但仍然以流体途径渗透到多孔物料中。烧结吸附剂介质类似地可以通过将碳或其它高或不熔融的吸附剂颗粒与低熔点的粉末混合并加热制成。生产多孔塑性材料的方法描述在US3975481、4110391、4460530、4880843和4925880中，引入本文作为参考。该方法使得粉末颗粒熔融形成多孔固体结构。通过在烧结过程中将聚合物粉末放置在成型工具中可以将该烧结介质形成各种形状。在进行烧结过程之前通过吸附剂颗粒与粉状热塑性聚合物颗粒混合可以将吸附剂颗粒加入烧结介质中。
术语“稳定剂”是指能够优化某些树脂的吸附能力的化合物或组合物。一般来说，可接受的稳定剂应能溶于水和乙醇(或其它润湿剂)，相对于水和乙醇不挥发，并能安全地以少量输送。稳定剂的例子包括，但不限于，甘油和低分子量PEG。“润湿剂”与“稳定剂”的区别在于前者被认为能再次打开未经超交联的树脂(即，非大网树脂)的吸附剂孔。润湿剂一般不能防止干燥条件下孔塌陷，然而稳定剂能够。润温和润温剂的一般讨论在Pall等人的US5501795中有陈述，这里引入作为参考。
短语“基本上保留了生物组合物的所需生物活性”是指基本上保留了生物组合物的特性，据信这些特性表明了该组合物在治疗调整中的潜在性能。例如，对于血浆来说，如果凝血因子，如因子I，II，V，VII，VIII，IX，X，XI水平或PT和PTT时间的变化基本上保留在通过本文所述方法处理的血浆中，那么体内活性未被破坏或没有显著的降低。例如，处理过的血浆的凝血因子，如因子I，II，V，VII，VIII，IX，X，XI水平的变化应小于约10％。处理过的血浆PT和PTT时间的变化可为，例如，小于约3秒钟且大于1秒钟；优选为1.5秒钟。还应认为短语“基本上保留与所述血液制品相关的每种性能”也可以包括文献中所述本领域技术人员可接受的值，该文献包括例如KleinH.G.，ed.Standards for Blood Banks and Transfusion Services，17th Ed.，Bethesda，MD：American Association of Blood Banks，1996，引入本文作为参考。
术语“其同等物”当其用于本发明的设备时是指功能与保留生物组合物的生物活性相当的设备。例如，含吸附剂颗粒的“同等”设备或基质是同样地保留了细胞活力或适宜凝血因子水平的一种。
术语“低分子量化合物”是指分子量范围在约100g/mol-约30000g/mol的有机或生物分子。低分子量化合物包括，但不限于，以下化合物：小有机化合物如补骨脂素、吖啶或染料；猝灭剂，如谷胱甘肽；塑性可提取物，例如增塑剂；生物调节物，如活化补体，具有约100g/mol-约30000g/mol的分子量；和聚胺衍生物。
术语“适宜输注的生物组合物”是指生物组合物保留了其必要生物性能(例如血小板形态)，同时含有足够低水平的任意不需要的化合物(例如失活化合物、反应调节物)，以便输注提供想要的功能，但无有害副作用。
术语“对照”当其用于例如“相对对照”的短语中时是指进行不同条件的相对效果研究的试验。例如，在生物组合物用一种设备进行处理的地方，“未经过处理的对照”应是指没有用该设备处理的生物组合物。它也可以指两种不同类型设备之间的比较。
术语“4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素”还称作“S-59”。
术语“N-(9-吖啶基)-β-丙氨酸”还称作“5-[(β-羧乙基)氨基]吖啶”。它还被称作“S-300”。
术语“XUS-43493”还被称作“Optipore 493”。
术语“非纤维吸附剂材料”是指基本上由长度或最长尺寸小于其宽度或最窄尺寸五倍的颗粒组成的吸附剂材料。
吸附剂颗粒
为了降低生物组合物中化合物的浓度同时基本上保留生物组合物的所需生物活性，提供用于一种设备中的吸附剂颗粒。典型地，在生物组合物中所降低的这些化合物具有约100g/mol-约30000g/mol的分子量。
吸附剂颗粒可以是使其加入到惰性基质中的任意规则或不规则形状，但是优选为大致球形。这些颗粒的直径大于约1μm；优选地，当用烧结介质作为吸附剂的基质时这些颗粒的直径大于约10μm；更优选地，当用烧结介质作为基质时这些颗粒的直径在约50μm-约150μm之间。当用湿法成网纤维介质作为吸附剂的基质时，这些颗粒的直径优选地在约1μm-约200μm之间，更优选地在约1μm-约50μm之间。
在一个优选实施方案中，这些吸附剂树脂是由天然或合成源得到的活性炭。活性炭的非限制性例子包括：可从PICA USA Inc.(Columbus，OH)获得的Picatiff Medicinal，可从Norit Americas，Inc.(Atlanta，GA)获得的Norit ROX 0.8，可从Rohm & Haas(Philadelphia，PA)获得的Ambersorb 572和可从PICA(Columbus，OH)获得的G-277。
优选的活性炭是经过特殊净化的和/或符合美国药典标准的。而且，表面积大于950m2/g的活性炭是优选的，因为一般低分子量化合物能利用的活性炭的表面积越大，活性炭的吸附作用越好。由蒸汽活化形成的活性炭趋于具有更疏水的表面，所以对于更疏水的低分子量化合物而言，这些蒸汽活化的炭常常具有较好的结合量并且这些炭是优选的。较低的大孔性使得对低分子量化合物的选择性超过介导生物活性的大蛋白质，因此具有较低大孔性的活性炭，例如由椰壳制成的活性炭也是优选的。
在一个优选的实施方案中，这些颗粒是Norit A Supra，它可得自Norit Americas，Inc.(Atlanta，GA)。Norit A Supra是一种由椰壳的蒸汽活化形成的USP级活性炭。这种活性炭具有很高的总表面积(2000m2/g)并且是非常微孔性的。
在另一优选实施方案中，这些颗粒可以是疏水树脂。疏水树脂的非限制性例子包括以下聚芳香族吸附剂：Amberlite吸附剂(例如，Amberlite XAD-2，XAD-4和XAD-16)，可从Rohm & Haas(Philadelphia，PA)获得；可从Toso Haas(TosoHass，Montgomeryville，PA)获得的Amberchrom吸附剂；Diaion//Sepabeads吸附剂(例如Diaion HP20)，可从MitsubishiChemical America，Inc.(White Plains，NY)获得；Hypersol-Macronet吸附剂树脂(例如Hypersol-Macronet吸附剂树脂MN-200，MN-150和MN-400)，可从Purolite(Bala Cynwyd，PA)获得；和Dowex吸附剂(例如Dowex XUS-40323、XUS-43493和XUS-40285)，可从Dow Chemical Company(Midland，MI)获得。
优选的颗粒是含超交联聚苯乙烯网络的聚芳香族吸附剂的疏水树脂，例如Dowex XUS-43493(已知商业上为Optipore L493或V493)和Purolite MN-200。
如Dowex XUS-43493和Purolite MN-200的超交联聚苯乙烯网络为非离子大孔和大网络树脂。非离子大网络和大孔Dowex XUS-43493对包括例如4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的补骨脂素具有高的亲和力，并且它具有优良的可湿性。短语“优良的可湿性”意思是干(例如基本无水)吸附剂在为了有效地降低血液制品中小有机化合物的浓度而与血液制品接触之前不必用润湿剂(例如乙醇)润湿。
例如Dowex XUS-43493和Purolite MN-200的超交联聚苯乙烯网络优选其形状为直径范围在约200μm-约1300μm的球形颗粒。包括例如Dowex XUS-43493的吸附剂颗粒优选具有特别大的内表面积和相对小的孔(例如46)。颗粒的内表面积可以在约300-约1100m2/g；优选地1100m2/g。颗粒的孔径可以大于25且小于800；优选约25-约150；最优选约25-约50。当不打算将本发明限制在进行小有机化合物的降低的机理中时，疏水相互作用被认为是吸附的主要机理。其孔性能通过使小分子进入相对大分子(即，蛋白质)和细胞的更大比例的表面积从而选择性地授予吸附过程。Purolite具有许多与Dowex XUS-43493相似的特性，例如对补骨脂素高的亲和力和优良的可湿性，并且它也是最好的吸附剂颗粒。
可以按照其合成机理和物理和功能特性将聚苯乙烯分成i)传统网络和ii)超交联网络。优选的吸附剂具有大的表面积，不塌陷的孔，并且不需要润湿。此外，优选的吸附剂具有少量可提取的残余单体、交联剂和其它有机可提取物。
该传统网络主要是苯乙烯-二乙烯基苯共聚物，其中二乙烯基苯(DVB)用作交联剂(即，将线性聚苯乙烯链连接在一起的试剂)。这些聚合网络包括“凝胶型”聚合物。该凝胶型聚合物为通过单体共聚合获得的均匀、无孔苯乙烯-DVB共聚物。大孔吸附剂代表第二类传统网络。它们是通过在沉淀生成的聚苯乙烯链的稀释剂存在下共聚合单体获得的。通过该步骤形成的聚苯乙烯网络具有相对大的内表面积(每克聚合物高达几百平方米)；Amberlite XAD-4是由该步骤生产的。
与上述的传统网络相比，本发明的优选吸附剂(例如，DowexXUS-43493)为超交联网络。这些网络是通过将线性聚苯乙烯链或者以溶液或者以溶胀状态与双官能试剂交联制得的；优选的双官能试剂产生构象约束的交联桥，据信这样防止了当该吸附剂处于基本无水(即，“干燥”)状态时孔塌陷。
超交联网络据信具有与传统网络相区别的三个主要特性。首先，由于这些桥使聚苯乙烯链保持分离，因此聚合物链的密度低。结果，吸附剂通常具有相对大的孔表面积和孔径。其次，这些网络能够膨胀，即，当聚合物相接触有机分子时其体积增加。最后，该超交联聚合物处于干燥状态时是“直”的；即，干燥状态网络的刚性阻止了链与链的吸引。但是，当吸附剂被润湿时这些链松弛，这增加了网络在液体介质中膨胀的能力。Davankov和Tsyurupa，Reactive Polymers13：27-42(1990)；Tsyurupa等人Reactive Polymers 25：69-78(1995)，本文引入作为参考。
已成功地利用几种交联剂生产聚苯乙烯链之间的桥，包括二氯代对二甲苯(XDC)、一氯二甲醚(MCDE)、1，4-二-氯甲基联苯(CMDP)、4，4’-二-(氯甲基)联苯(CMB)、二甲基甲缩醛(DMF)、p，p’-二-氯甲基-1，4-二苯基丁烷(DPB)和三-(氯甲基)-均三苯(CMM)。通过这些交联剂之一与苯乙烯苯环通过弗瑞德-克来福特反应来反应在聚苯乙烯链之间形成这些桥。因此，所得桥连接在两个不同聚苯乙烯链上出现的苯乙烯苯酚环上。参见例如US3729457，这里引入作为参考。
因为这些桥通常消除了对“润湿”剂的需要，因此这些桥是特别重要的。即，这些桥防止了当吸附剂处于基本上无水(即“干”)状态时孔塌陷，因此在吸附剂与血液制品接触之前不必用润湿剂再次打开。为了防止孔塌陷，应形成构象约束的桥。一些双官能试剂如DPB不导致一般限制的构象；例如，DPB含有对构象重排敏感的四个连续亚甲基单元。因此，DPB不是用于本发明的优选双官能试剂。
上述吸附剂颗粒的一些与结构有关的特性列于表A中。
表A
 树脂 化学性质 平均表面积(m2/g) 平均孔径() 孔尺寸(μm)
 Amberlite吸附剂-Rohm and Haas
 XAD-2 聚芳香族 300  90  20-60
 XAD-4 聚芳香族 725  40  20-60
 XAD-7 聚甲基丙烯酸酯 450  90  20-60
 XAD-16 聚芳香族 800  100  20-60
 XAD-1180 聚芳香族 600  300  20-60
 XAD-2000 聚芳香族 580  42  20-60
 XAD-2010 聚芳香族 660  280  20-60
 Amberchrom吸附剂-Toso Haas
 CG-71m 聚甲基丙烯酸酯 450-550  200-300  50-100
 CG-71c 聚甲基丙烯酸酯 450-550  200-300  80-160
 CG-161m 聚芳香族 800-950  110-175  50-100
 CG-161c 聚芳香族 800-950  110-175  80-160
 Diaion//Sepabeads吸附剂-Mitsubishi Chemical
 HP20 聚芳香族 500  300-600  20-60
 SP206 溴化苯乙烯 550  200-800  20-60
 SP207 溴化苯乙烯 650  100-300  20-60
 SP850 聚芳香族 1000  50-100  20-60
 HP2MG 聚甲基丙烯酸酯 500  200-800  25-50
 HP20SS 聚芳香族 500  300-600  75-150
 HP20MS 聚芳香族 500  300-600  50-100
 Dowex吸附剂-Dow Chemical Company
 XUS-40285 官能化 800  25  20-50
 XUS-40323 聚芳香族 650  100  16-50
 XUS-43493 聚芳香族 1100  46  20-50
加工吸附剂颗粒
可以进一步对这些吸附剂颗粒加工以除去微细颗粒、盐、潜在可提取物和内毒素。这些可提取组分的除去典型地是通过用有机溶剂、蒸汽或超临界流体处理实现的。优选地这些颗粒经过灭菌。
目前几个公司销售“净化”(即加工过的)型的可商购获得的吸附剂颗粒。除了对这些吸附剂颗粒(例如树脂)进行加工之外，这些公司试验这些吸附剂，并且最终吸附剂保证无菌(USP XXI)、无热原(LAL)并且无可检测的提取物(DVB和总有机物)。
热加工(例如蒸汽)是加工吸附剂颗粒的一种有效方法。F.Rodriguez，Principles Of Polymer Systems，(HemispherePublishing Corp.)，pp.449-53(3rd.Ed.，1989)。Supelco公司(Bellefonte，PA)使用一种无溶剂、热专有过程净化DowexXUS-43493和Amberlite吸附剂。使用蒸汽的主要好处在于没有向吸附剂中添加任何潜在的可提取物。但是，一个大的缺陷是该过程能够从树脂珠的孔中夺走水分；一些吸附剂的有效性能需要这些珠在接触血液制品之前被再次润湿。
将润温剂和稳定剂与吸附剂树脂一起使用
可以使用一些方法防止颗粒干燥和吸附能力的丧失，例如Amberlite在某些条件(例如干燥)下丧失一些吸附能力。
在一种方法中，颗粒、材料或设备可以在密闭且不能变干的润湿状态下加工。该方法伴随有几个重要缺陷。由于超过期限材料中可提取物的水平可能增加，因此这些产品的保存期限可能缩短。由于润湿聚合物典型地未经过γ-辐照，因此灭菌可能被限制在蒸汽过程。加工要求组件保持湿润状态的设备通常比加工干燥设备更困难；例如，如果设备组装和最终灭菌之间时间拖延太长，可能得考虑生物负荷和内毒素。
防止吸附能力丧失的第二种方法是使用经过干燥没有副作用的吸附剂。如上所述，具有高度交联孔结构的大网络吸附剂(例如，DowexXUS-43493和Purolite MN-200)通常不需要润湿剂，这是因为该交联阻止了孔塌陷。不象Amberlite XAD-16，这些大网络吸附剂当其被干燥时保留了非常高比例的起始活性。
在第三种方法中，在非挥发性润湿剂存在下通过使AmberliteXAD-16和所涉及的吸附剂(例如，Amberlire XAD-4)成水合物可以防止因干燥的吸附能力的丧失。例如，当使用Amberlite XAD-16作为吸附剂时，在使用之前在操作、灭菌和贮藏过程中该吸附剂珠可以部分地干燥。当这些吸附剂的水分含量低于临界水平时，发生吸附能力的快速丧失(可能由于孔“塌陷”)；因此，为了达到最佳效果，在使用前这些孔不得不用润湿剂“再打开”。
当某些吸附剂树脂暴露在干燥条件下时，稳定剂对保持吸附能力在其最大值附近是有效的。据信使用稳定剂防止了吸附剂孔塌陷。
可接受的稳定剂应是可溶于水和乙醇，相对乙醇和水不挥发，且以少量转输安全。甘油和低分子量聚乙二醇(例如PEG-200和PEG-400)是具有这些特性的稳定剂的例子。甘油具有正的血相容性历史。在红血球制品的冷冻贮藏中经常将其添加到血液中作为防冻剂。参见例如Chaplin等人Transfusion 26：341-45(1986)；Valeri等人Am.J.Vet.Res.42(9)1590-94(1981)。将含高达1％甘油的溶液按常规转输，甘油溶液可以商购获得(例如Glyerolite 57 Solution，FenwalLaboratories，Deerfield，IL)。象Amberlite XAD-16的吸附剂珠可以在乙醇和甘油中经过稳定。
通常被用作药物基料的低分子量聚乙二醇也可被用作稳定剂。PEG为化学通式H(OCH2CH2)nOH的液态和固态聚合物，其中n大于或等于4。PEG制品通常接着相应其平均分子量的数量；例如，PEG-200的分子量为200，分子量范围为190-210。PEG可以许多制品(例如Carbowax、Poly-G和Solbase)商购获得。
用于颗粒固定的惰性基质
通过惰性基质固定吸附剂颗粒。该惰性基质可以由合成或天然聚合物制备。该惰性基质可以为烧结聚合物。该惰性基质与该设备的其它组件优选为可生物相容的，并且基本上不会因接触对物料的生物活性有副作用。
在使用合成纤维的实施方案中，这些合成纤维为聚酯纤维(AirQuality Filtration(AQF)，Hoechst Celanese处(Charlotte，N.C.))。合成纤维的其它优选例子是聚乙烯或聚酰胺纤维。其它例证合成纤维包括聚烯烃、聚乙烯醇和聚砜纤维。
在一个优选实施方案中，该合成聚合物纤维包括被具有低熔解温度的鞘包围的具有高熔点的第一个聚合物核心。该聚合物核心可以是聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯)。该鞘可以是尼龙或改性聚酯。纤维可从Unitika(Osaka，Japan)和Hoechst Trevira GmbH & Co.(Augsberg，Germany)商购获得。
对于纤维基质来说，最优选的实施方案使用纤维素纤维。这些纤维素纤维可得自不同来源的纤维素纤维，这些来源例如有黄麻、kozu、牛皮纸和马尼拉麻。已将合成或天然聚合物纤维的网络用于制备US4559145和5639376中所述的过滤器，本文引入作为参考。
烧结的基质也是优选的实施方案。适宜构造这种烧结颗粒的合成聚合物为高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙烯、聚四氟乙烯、尼龙6。更优选地该烧结颗粒为聚烯烃，如聚乙烯。
如上所述的聚合纤维可以是没有粘附吸附剂颗粒的吸附剂树脂。可以将这些纤维形成纤维网络或可以将其固定在更少吸附剂纤维的纤维网络上。本发明包含这些纤维；这些纤维优选含有大、多孔、吸附性的表面积或易于降低低分子量化合物浓度的其它吸附性工具。
颗粒的固定
在一个实施方案中，吸附剂颗粒被惰性基质固定，从而制得用于降低物料中小有机化合物浓度的吸附介质。该惰性基质可以是含合成或天然纤维网络和固定其中的吸附剂颗粒的三维网络。
优选地，该吸附介质含有具有高度多孔结构和非常大的内表面积的小孔吸附剂颗粒，如上所述，被该惰性基质所固定。优选地，当将生物材料与吸附介质接触时，吸附介质对材料的生物活性或其它性能基本上没有副作用。
将吸附剂珠固定在纤维网络上构成空气过滤器的技术已在US5486410和US5605746中有描述，引入本文作为参考。如图1所述，纤维网络的聚合物纤维600由具有相对低熔解温度的聚合物鞘604(例如，尼龙)包围的具有较高熔点的聚合物核心602(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(PET))组成。参见Heagle等人的US5190657，本文引入作为参考。纤维化树脂是通过在纤维网络中首先均匀分布吸附剂珠制成的。接下来，将该网络快速加热(例如，180℃×1min.)使纤维600的聚合物鞘熔融并粘附在吸附剂珠606和其它纤维上，从而形成交联的纤维网络，如图2所示。如图3和图4所述(不按比例)，一般来说，该纤维网络含有三层：两个用纤维600稠密地包裹着的外层607和一个含吸附剂珠606和较少纤维600的不太稠密的内层609。在一优选实施方案中，纤维化树脂的边缘可以用聚氨酯或其它聚合物密封。或者，如图3和图4所述，可以在所得纤维化树脂中以预定间隔制备热封件608；例如，可以在纤维化树脂中以正方形图案制备热封件。之后，可以通过这些热封件将该纤维化树脂切割，从而形成含所需吸附剂珠质量(例如，优选小于5.0g并且更优选小于3.0g)并且大小适宜放置在血液制品容器内的树脂样品。这些热封件用于防止切割的纤维化树脂被磨损并且有利于固定吸附剂珠。但是，为了实践本发明不需要使用这些热封件。在一选择性实施方案中，如图4所述，没有将吸附剂珠固定在这些纤维本身上，但是仍然固定在纤维的较稠密外层607之间并带有热封件608；该实施方案也可以通过这些热封件切割之后使纤维化介质样品含一定量的吸附剂。
本发明也尝试使用粘附剂(例如，粘合剂)将吸附剂树脂固定在纤维上。而且，尽管优选将吸附剂珠化学地粘着到纤维网络上，但是也可以将这些珠物理地限制在纤维网络中；这可以通过例如用足够的纤维包围这些珠以便使这些珠处于适当位置来实现。
也尝试了可以将这些吸附剂颗粒固定在纤维网络中的其它方法。可以使用干铺法固定这些颗粒，如US5605746和5486410(AQF专利)中所述，本文将其引入作为参考。可以使用湿铺法固定这些颗粒，如US4559145和4309247中所述，本文将其引入作为参考。可以使用熔融吹制法固定这些颗粒，如US5616254中所述，本文将其引入作为参考。在使用湿铺法由天然聚合物纤维构建基质时，该惰性基质优选包括结合剂以将吸附剂珠结合到纤维上。结合剂的非限制性例子包括蜜胺、聚胺和聚酰胺。该基质典型地含1％或更少的这些结合剂。
在用吸附剂颗粒经烧结的合成聚合物颗粒构建惰性基质时，吸附剂颗粒比基质具有较高的熔解温度是很重要的。
在一优选实施方案中，将吸附剂颗粒固定在通过生物组分纤维网络的热粘合形成的纤维基质中。另一实施方案涉及将吸附剂颗粒固定在非生物组分纤维中并使用强度树脂系统、粘附剂或其它可熔纤维，从而在纤维和吸附剂颗粒之间形成粘合。有用的纤维的非限制性例子包括聚酯、尼龙和聚烯烃。(用于无纺工业的纤维的供应商已列于“AGuide to Fibers for Nonwovens，”Nonwovens Industry，June 1998，66-87.)湿强度树脂系统的例子包括蜜胺/甲醛、表氯醇基树脂、聚胺和聚酰胺。使用可热熔纤维将颗粒固定在纤维基质中已经公开。参见例如US4160059。
优选地，所得吸附介质单位面积含已知量的吸附剂。单位面积的吸附剂为约300g/m2-约1100g/m2，优选地从约500g/m2-约700g/m2。这样，可以通过切割纤维化树脂的预定面积简单地测定试图用于特定目的的适当量的吸附剂(即，不用称纤维化树脂)。
该吸附介质优选生物相容(即，不产生有毒、有害或免疫反应)；对例如血液制品(例如，血浆)的材料的性能具有最小影响；并且不伴有有毒可提取物。吸附介质所固定的吸附剂颗粒优选具有高的机械稳定性(即，没有微细颗粒产生)。吸附介质含约20-70wt％的吸附剂，优选30-50wt％。若使用纤维基质，则吸附介质优选地含约30wt％的吸附剂颗粒。若使用烧结的颗粒基质与磨碎的聚合吸附剂颗粒，则吸附介质优选地含约50wt％的吸附剂颗粒。
包被吸附剂颗粒
颗粒、基质或吸附介质的表面血相容性可以通过使用亲水聚合物包被其表面得到改善。例证的亲水聚合物包括聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(pHEMA)，它可以从例如Scientific Polymer Products，Inc.(Ontario，NY)获得，以及纤维素基聚合物，例如乙基纤维素，它可以从Dow Chemical(Midland，MI)获得。参见例如Andrade等人，Trans.Amer.Soc.Artif.Int.Organs  XVII：222-28(1971)。包被的其它例子包括聚乙二醇和聚氧化乙烯，也可从Scientific PolymerProducts，Inc.获得。该聚合物包被可以增加血相容性并减少由于机械故障产生小颗粒的危险。
该吸附剂表面也可以用固定的肝素调节。此外，可以经过肝素吸附调节强阴离子交换聚苯乙烯二乙烯基苯吸附剂。肝素，一种聚阴离子，将非常牢固地吸附在具有强阴离子交换特性的吸附剂的表面上。可商购获得各种季铵调节的聚苯乙烯二乙烯基苯吸附剂。
可以使用大量不同的方法进行包被，包括如US5455040中所述的射频辉光放电聚合，本文引入作为参考和Wurster包被法(由International Processing Corp.(Winchester，KY)完成)。
在一个实施方案中，可以通过将吸附剂颗粒(通常经过气压)悬浮在一个室中以便例如pHEMA的亲水聚合物可以均匀喷射在吸附剂颗粒的整个表面上来实施该Wurster包被法。如实施例3所述，用pHEMA均匀喷射的Dowex XUS-43493显示出血小板收率增加以及用增加量的包被对血小板形状改变产生了预料不到的效果。已发现该Wurster包被法选择性地包被吸附剂表面的外表面，对内部孔表面几乎没有影响。
在一优选实施方案中，可以将固定吸附介质浸在亲水聚合物中进行包被(参见实施例2)。该方法比用亲水聚合物喷射吸附剂颗粒更简单且成本更低。
该方法并不限制在任何特定时间内包被该吸附介质的方法。例如，在一个实施方案中，在制得吸附介质之后但在热封该吸附介质之前进行pHEMA包被。在另一实施方案中，将该吸附介质首先热封，然后进行该pHEMA包被。除了包被该吸附介质之外，将与pHEMA应用相伴的烧结过程用于除去松散颗粒和纤维。
随着包被量增加，一些化合物通过包被到达颗粒表面将变得更困难，这使得吸附动力降低。因此，随着包被量增加，通常必需使用增加量的吸附剂达到与所包被的吸附剂相同的除去动力。在一个实施方案中，pHEMA包被的最佳水平是能观察到对血浆功能的保护作用的最少的包被。
这些包被可能对灭菌敏感。例如，γ灭菌可能导致包被交联和/或裂开。因此，灭菌的类型(E-射线束与γ辐照)和剂量可能影响所包被的吸附剂的性能。通常，优选E-射线束。
设备
本发明提供了降低生物组合物中化合物浓度的设备。化合物的分子量为约100g/mol-约30000g/mol。该设备为流动式设备。流动式设备的一个例子示于图12中。流动式设备在文献中是已知的，例如在PCT公开WO96/40857中有述，该文献在此引用作为参考。
流动式设备可使诸如血液制品的物质中低分子量化合物的浓度降低，它是通过血液制品灌流经过该设备实现的。
流动式设备的吸附介质优选为约3-30mm厚以促进生物液体的平稳流动而无大的压降。优选该介质约3-15mm厚。更优选该介质约5-8mm厚。
在一个实施方案中，该设备为圆盘构造流动式设备。圆盘构造流动式设备如图14所示，图14是该设备实例的部件分解图。欲用该设备处理的生物组合物流经容器入口的连接管(1)。然后该生物组合物流经IAD(固定化吸附设备)容器入口(2)和进入IAD介质(3)，该介质使生物组合物中低分子量化合物的浓度降低。然后该生物组合物可流经预过滤器(4)，这是任选的。然后它流过膜(5)从组合物中除去颗粒物。最后，经处理的生物组合物通过IAD容器出口(6)离开该设备。
在另一个实施方案中，该设备为排水室构造(Porex IAD)。排水室构造流动式设备如图15所示。图15是部件分解图。欲用该设备处理的生物组合物流经IAD(固定化吸附设备)容器入口(60)。然后该生物组合物流入IAD容器(排水室)(50)。再进入IAD介质(40)，该介质使生物组合物中低分子量化合物的浓度降低。然后该生物组合物可流经预过滤器(30)，这是任选的。然后它流过膜(20)从组合物中除去颗粒物。最后，经处理的生物组合物通过IAD容器出口(10)离开该设备。
用于生物组合物的优选实施方案
在一些实施方案中，本发明提供了降低生物组合物中化合物的浓度的设备。这些设备包括吸附介质并具有流动构造。化合物的分子量为约100g/mol-约30000g/mol。生物组合物与这样的设备接触后可基本保持其生物活性。
已显示如脱眉毒素C3a和末端膜攻击复合物SC5b-9的生物反应调节物(例如，活化的补体)是通过对全血和其组分处理(例如流血过滤白细胞、单采、回收等)和贮藏生产的。在手术和输血的不利情况中已牵涉这些生物反应调节物。
在一些实施方案中，本发明的设备降低生物组合物中活化补体的浓度。与没有用该设备处理的组合物相比，当用该设备处理该组合物时，其中活化补体的浓度被降低。在一个实施方案中，暴露到该设备中与对照相比使得C3a补体片段和SC5b-9末端组分至少减少了约30％。在另一实施方案中，暴露到该设备中与对照相比使得C3a补体片段和SC5b-9末端组分至少减少了约50％。在另一实施方案中，暴露到该设备中与对照相比使得C3a补体片段和SC5b-9末端组分至少减少了约90％。
在一个实施方案中，本发明提供了一种用于降低含血浆的生物组合物中化合物的浓度的设备。用该设备处理含血浆的生物组合物使血浆的生物活性基本上得到保留。该吸附介质包括被惰性基质固定的吸附剂颗粒。优选的颗粒为很多孔且具有大于约750m2/g的表面积。
特别优选的颗粒为Norit A Supra，可得自Norit Americas，Inc.(Atlanta，GA)。Norit A Supra是一种由椰壳的蒸汽活化形成的USP微活性炭。这种活性炭具有很高的总表面积(2000m2/g)并且是非常微孔性的。
此外，这些颗粒可以选自任何下列颗粒，其中的颗粒优选具有约1μm-约200μm的直径大小，经研磨直接合成或以一些其它方式得到，它们是活性炭，如Picactif Medicinal(Pica USA，Columbus，OH)，合成碳质吸附剂，如Ambersorb 572(Rohm and Haas，Philadelphia，PA)，疏水树脂，如Amberlite吸附剂(例如，Amberlite XAD-2，XAD-4和XAD-16)，可从Rohm & Haas(Philadelphia，PA)获得；可从Toso Haas(TosoHass，Montgomeryville，PA)获得的Amberchrom吸附剂；Diaion //Sepabeads吸附剂(例如Diaion HP20)，可从Mitsubishi Chemical America，Inc.(White Plains，NY)获得；可从Purolite(Bala Cynwyd，PA)获得的Hypersol-Macronet吸附剂树脂(例如Hypersol-Macronet吸附剂树脂MN-150和MN-400)和可从Dow Chemical Company(Midland，MI)获得的Dowex吸附剂(例如Dowex XUS-40323，XUS-43493和XUS-40285)。
惰性基质可以由合成或天然聚合纤维或颗粒所组成。在优选的实施方案中，该基质为纤维状纤维素或超高分子量聚乙烯的烧结颗粒。
通过本发明的这些设备、材料和方法降低或控制的例证化合物是补骨脂素、补骨脂素衍生物、异补骨脂素、补骨脂素光化产物、吖啶、吖啶衍生物、亚甲蓝、塑性可提取物、生物反应调节物、猝灭剂和聚胺衍生物。
当将该设备用于含血浆的组合物时，该设备保持适当水平的凝血活性。凝血活性的测量包括凝血酶原时间(PT)，活化部分组织促凝血酶原激酶时间(aPTT)，和凝血因子I，II，V，VII，VIII，IX，X，XI和XII的功能测量值。凝血因子活性的适当的功能测量值大于通过该设备之前水平的约80％，或对于凝固时间来说，保持在进行这种测试的实验室所建立的正常范围。优选的凝血活性测量值包括PT和aPTT，因为它们是血浆凝固总能力的量度，还包括因子I，II，V，VII，X，XI和XII，因为这些因子通常被重组蛋白质所替代。优选的是这些因子的凝血活性相对于通过该设备之前的水平保持高于约90％，并且PT和aPTT的变化小于约1.5秒钟。
在一个实施方案中，该设备可包括吸附介质和容器。该容器应促进血浆的平稳流动以利于介质的良好利用并且当灌注时，使血浆能推动它前面的空气，从而消除气泡，因为气泡会使血浆与吸附介质之前的接触面积减少，由此降低介质的利用。该容器可以是扁平的或具有一定的深度以容纳吸附介质或颗粒保持介质，该介质不是扁平的，例如圆柱形的吸附介质。在优选的实施方案中，该容器是扁平的。该容器可具有各种取向的入口和出口，例如顶部入口/顶部出口或底部入口/底部出口。在优选的实施方案中，出口是在底部以促进良好的排放，入口则在项部以促进介质的利用。
在另一实施方案中，包括吸附介质和容器的设备也可以包括颗粒保持介质。在优选的实施方案中，该设备包括颗粒保持介质，该介质位于吸附介质下游以保持从吸附介质中流出的颗粒，同时维持高的液体流速和高的蛋白质回收率。颗粒保持介质可以是膜，干法成网或湿法成网的纤维基质，烧结的聚合物基质，织造物，非织造物(非织造聚酯)，或其组合。
该设备容器中的颗粒保持介质以大致平行的取向位于吸附介质的下游。(美国专利5,660,731，在此引用作为参考，公开了纤维容器的实例)。
该容器可以由对液体的生物活性不产生显著的负面影响的任何有适当硬度的，不可渗透的材料构造。优选地该容器由合成聚合物构造。这种聚合物的非限制性实例包括聚丙烯酸，聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯和聚碳酸酯塑料。
含有由惰性基质固定化颗粒的该设备的吸附介质应该为3-30mm厚以促进生物液体的平稳流动而无大的压降。优选地该介质应该为3-15mm厚。更优选地，该介质应该为5-8mm厚。
对于该设备来说，重力流动是优选的。更优选的是，该设备是构造成使差压为12-72英寸的水流速为0.1-10ml/cm2/min的重力流动设备。更优选的是，该设备使差压为24-48英寸的水流速为0.2-5ml/cm2/min。
应用
本发明尝试降低生物组合物中低分子量化合物的浓度。这些化合物的分子量为约100g/mol-约30000g/mol。这样的化合物包括，例如，如光活化产物的补骨脂素失活试剂、氨基吖啶、有机染料和吩噻嗪。例证的补骨脂素失活试剂包括呋香豆素，例如补骨脂素和吖啶。接着如US5459030和5559250(引入本文作为参考)所述用补骨脂素失活化合物处理血液制品，可以通过将处理过的血液制品与本发明的设备接触降低血液制品中补骨脂素失活化合物的浓度。
在一个实施方案中，本发明尝试一种失活溶液中补骨脂素的方法，其中该方法包括：a)依次提供i)环化合物，ii)用所述补骨脂素污染的悬浮液，和iii)纤维化树脂；b)用所述环化合物处理所述溶液，以便产生其中所述补骨脂素失活的处理过的溶液产物；和c)将所述处理过的溶液产物与所述纤维化树脂接触，并进一步包括用于降低血液制品中小有机化合物的浓度同时基本上保留了血液制品的所需生物活性的设备，该设备包括很多孔的吸附剂颗粒，其中这些吸附剂颗粒被惰性基质固定。
除了补骨脂素失活化合物之外，例如在输血之前可以从例如血液制品的材料中减少其反应降解产物。
可以将本文所公开的材料和设备用于分离性输血方法中。可以将全血分成两种或多种特定组分(例如，红血球、血浆和血小板)。术语“分离性输血”广义上是指将血液从供体中取出并分成不同组分，收集并保留感兴趣的组分并将其它组分返回给供体的过程。在再输血过程中该供体接受替换液体以帮助弥补由于组分移去造成的体积和压力损失。分离性输血系统在PCT公开WO96/40857中有描述，本文引入作为参考。
低分子量化合物
本发明的设备降低含细胞的组合物中低分子量化合物的浓度。术语“低分子量化合物”是指分子量在约100g/mol-约30000g/mol的有机或生物分子。低分子量化合物包括，但不限于，以下化合物：小有机化合物如补骨脂素、吖啶或染料；如谷胱甘肽的猝灭剂；如增塑剂的塑性可提取物；如活化补体的生物调节物，它具有约100g/mol-约30000g/mol的分子量；和聚胺衍生物。
小有积化合物
不同组的小有机化合物可以被本发明的设备所吸附。这些分子可以是环状或非环族。在一个实施方案中，这些化合物优选为例如补骨脂素、吖啶或染料的环状化合物。在另一实施方案中，这些化合物为硫醇。
环状化合物的非限制性例子包括放线菌素、蒽环酮、丝裂霉素、安曲霉素和有机染料和光反应化合物如苯并二吡喃酮、芴、芴酮、呋香豆素、卟啉、原卟啉、红紫素、酞菁染料、金丝桃素、Monostral FastBlue、Norphillin A、菲啶、phenazathionium salt、吩嗪、吩噻嗪、叠氮基苯、喹啉和噻吨酮。优选这些化合物为呋香豆素。
呋香豆素的非限制性例子包括补骨脂素和补骨脂素衍生物。特别注意的是4’-氨甲基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、8-甲氧基补骨脂素、卤代补骨脂素、异补骨脂素与季铵、糖或其它核酸结合基团相连的补骨脂素。还注意到以下补骨脂素：5’-溴甲基-4，4’，8-三甲基补骨脂素、4’-溴甲基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(4-氨基-2-氮杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(2-氨乙基)-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(5-氨基-2-氧杂)戊基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(5-氨基-2-氮杂)戊基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(6-氨基-2-氮杂)己基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(7-氨基-2，5-氧杂)庚基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(12-氨基-8-氮杂-2，5-二氧杂)十二烷基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(13-氨基-2-氮杂-6，11-二氧杂)十三烷基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(7-氨基-2-氮杂)庚基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(7-氨基-2-氮杂-5-氧杂)庚基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(9-氨基-2，6-二氮杂)壬基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(8-氨基-5-氮杂-2-氧杂)辛基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(9-氨基-5-氮杂-2-氧杂)壬基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(14-氨基-2，6，11-三氮杂)十四烷基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、5’-(4-氨基-2-氮杂)丁基-4，4’，8-三甲基补骨脂素、5’-(6-氨基-2-氮杂)己基-4，4’，8-三甲基补骨脂素和5’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，4’，8-三甲基补骨脂素。优选该补骨脂素为4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素。
吖啶
吖啶的非限制性例子包括吖啶橙、吖啶黄、奎纳克林、N1，N1-二(2-羟乙基)-N4-(6-氯-2-甲氧基-9-吖啶基)-1，4-戊二胺、9-(3-羟丙基)氨基吖啶、N-(9-吖啶基)甘氨酸、S-(9-吖啶基)-谷胱甘肽。在一个优选实施方案中该吖啶为N-(9-吖啶基)-β-丙氨酸，或者称为5-[(β-羧乙基)氨基]吖啶。
染料
染料的非限制性例子包括例如亚甲蓝、中性红、甲苯胺蓝、结晶紫和天蓝A的吩噻嗪；如亚甲紫Bernthsen的吩噻嗪酮；如1，8，15，22-四苯氧基-29H，31H-酞菁氯化铝和硅石类似物的酞菁染料；以及金丝挑素。优选该染料为亚甲蓝或甲苯胺蓝。更优选该染料为亚甲蓝。
术语“噻嗪染料”包括在一个或多个环中含有硫原子的染料。最常见的噻嗪染料是亚甲蓝[氯化3，7-二(二甲基氨基)-吩噻嗪-5-鎓]。其它噻嗪染料包括，但不限于，天蓝A、天蓝C和劳思氏紫，如Schinazi的US5571666所述。
术语“呫吨染料”是指为化合物呫吨衍生物的染料。可以将这些呫吨染料分入三个主要分类之一：i)芴或氨基呫吨、ii)对甲氨基酚或氨基羟基呫吨和iii)芴酮羟基呫吨。尝试用于本发明的呫吨染料的例子包括玫瑰红和曙红Y；如Schinazi的US5571666所述，这些染料可以从许多源(例如，Sigma Chemical Co.，St.Louis，MI)商购获得，本文引入作为参考。
猝灭剂
可以降低各种化合物的浓度。其它例证化合物包括猝灭化合物。猝灭方法不希望包括含有或能够形成的官能团、亲电子基团的补骨脂素失活化合物的副反应，如1998年1月6日申请的摘要号28217300600的共有美国专利申请“Methods for Quenching PathogenInactivators in Biological Systems”，将其公开的内容引入本文。在本方法中，用补骨脂素失活化合物和猝灭剂处理如血液制品的材料，其中该猝灭剂包括能够共价地与亲电子基团反应的亲核官能团。在一个实施方案中，该补骨脂素失活化合物包括连接配体和例如芥子基团的官能团的核酸，它能够就地反应形成亲电子基团。猝灭剂的例子包括，但不限于，含亲核基团的化合物。例证的亲核基团包括硫醇、硫羰酸、二硫碳酸、硫代氨基甲酸酯、二硫代氨基甲酸酯、胺、磷酸酯和硫代磷酸酯基团。该猝灭剂可以是或含，例如吡啶的氮杂环。该猝灭剂可以是含例如葡萄糖-6-磷酸酯的化合物的磷酸酯。该猝灭剂也可以是含以下化合物(但不限于)的硫醇：谷胱甘肽、半胱氨酸、N-乙酰半胱氨酸、氢硫基乙醇、二巯基丙醇、硫醇、氢硫基乙基磺酸和其盐，例如，MESNA、高半胱氨酸、氨乙基硫醇、二甲氨基乙基硫醇、二硫苏糖醇和其它含硫醇的化合物。例证的芳香族硫醇化合物包括2-巯基苯并咪唑磺酸、2-巯基烟酸、萘烯硫醇、喹啉硫醇、4-硝基-苯硫酚和苯硫酚。其它猝灭剂包括硝基苄基吡啶和无机亲核试剂如硒化物盐或有机硒化物、硫代硫酸盐、亚硫酸盐、硫化物、硫代磷酸盐、焦磷酸盐、氢硫化物和二硫代亚硝酸盐。该猝灭剂可以是含亲核基团的肽化合物。例如，该猝灭剂可以是含半胱氨酸的化合物，例如，如GlyCys的二肽或如谷胱甘肽的三肽。
可以通过本发明的设备除去的化合物可以包括硫醇如氢硫基醋酸甲酯、硫乳酸、苯硫酚、2-巯基吡啶、3-巯基-2-丁醇、2-巯基苯并噻唑、硫代水杨酸和硫辛酸。
塑性可提取物
来自用于装生物组合物的塑料贮藏容器和管中的可提取物的一组低分子量化合物的浓度也可以使用本发明的设备从生物组合物中降低。可提取物的例子包括，但不限于，增塑剂、残余单体、低分子量低聚物、抗氧化剂和润滑剂。参见例如R.Carmen，TransfusionMedicine Reviews 7(1)：1-10(1993)。塑性组分通过蒸汽、γ射线或电子束的灭菌可以产生氧化反应和/或聚合物裂开，导致形成其它类型的可提取物。
增塑剂常被用于提高塑料的性能如可加工性和透气性。在血液贮藏容器中发现的最常见增塑剂是用于PVC制品中的邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯。DEHP已被确定为潜在致癌物。已开发出其它增塑剂，包括，但不限于，以下化合物：1，2，4-苯三酸三(2-乙基己)酯(TEHTM)、乙酰柠檬酸三正己酯(ATHC)、丁酰柠檬酸三正己酯(BTHC)和邻苯二甲酸二正癸酯。
可以将本发明的设备用于降低或控制各种环境中的生物组合物中的塑性可提取物的浓度。这些环境包括，但不限于，以下：血液处理；血液贮藏；以及例如血液透析和体外膜氧化的体外应用。
生物反应调节物(BRMs)
一组广义上称之为生物反应调节物(BRMs)的低分子量化合物的浓度也可以使用本发明的设备从生物组合物中降低。BRMs是指“改变免疫反应的光谱分子”。Illustrated Dictionary of Immunology，J.M.Cruse and R.E.Lewis。一般的BRMs组包括，但不限于：例如组胺和血清素的小分子；例如凝血噁烷、前列腺素、白三烯和花生四烯酸的脂类；例如缓激肽的小肽；含其它基团的更大多肽，包括活化补体片段(C3a，C5a)；例如IL-1、IL-6和IL-8的细胞因子；以及例如RANTES和MIP的趋化因子。
在贮藏过程中血液制品中BRMs的集聚可能对生物组合物的所需生物活性有副作用。例如已证实在标准血库条件下贮藏血小板的过程中发生补体活化。补体活化伴随着称之为“血小板贮藏损害”血小板功能和活力的的丧失。参见例如V.D.Mietic and O.Popovic，Transfusion 32(2)：150-154(1993)。在所贮藏的血液制品中BRMs的集聚也可能对例如接受该血液制品的患者有副作用：在贮藏过程中在血小板浓缩物中BRMs的集聚在接受血小板的患者中伴随有非溶血性发热输血反应。参见例如N.M.Heddle，Current Opinions inHematology 2(6)：478-483(1995)。
聚胺衍生物
一组已知为聚胺衍生物的低分子量化合物的浓度例如也可以使用本发明的设备从生物组合物中降低。聚胺衍生物为在碳主链中含多个氮原子的化合物。
聚乙二醇
其它例证化合物包括活化聚乙二醇(aPEG)，可以将其用于改变细胞或材料的表面以便分别提供免疫掩蔽性能或稳定蛋白结合。可以将该设备用于降低过量的活化聚乙二醇或PEG的未反应衍生物，从而使活化PEG与水或例如磷酸盐、磷酸酯或如谷胱甘肽的硫醇的小亲核试剂反应。可以被除去的其它化合物包括活化PEG制品中的杂质，它可以影响血液制品的功能或使它们不适宜输血(例如有毒化合物)。最后，也可以将例如aPEG与细胞表面亲核试剂反应过程中释放的N-羟基琥珀酰亚胺的小分子降低。
可以通过本发明的设备除去的化合物的例子包括粘附在活性分子上的线性或支链聚乙二醇，这些活性分子包括氰尿酰氯、琥珀酰亚氨基酯、氧化碳酰咪唑衍生物、碳酸硝基苯酯衍生物、缩水甘油醚衍生物和醛。
实施例
下面的实施例用于说明本发明的某些优选实施方案和特征，但不构成对其范围的限制。
在以下的实验说明中，使用以下缩写：eq(等价物)；M(容积克分子)；μM(容积微克分子)；N(当量)；mol(摩尔)；mmol(毫摩尔)；μmol(微摩尔)；nmol(纳摩尔)；g(克)；mg(毫克)；μg(微克)；Kg(千克)；L(升)；mL(毫升)；μL(微升)；cm(厘米)；mm(毫米)；μm(微米)；nm(纳米)；min.(分钟)；s和sec.(秒)；J(焦耳，或瓦特.秒)；℃(摄氏度)；TLC(薄层色谱)；HPLC(高压液相色谱)；pHEMA和p(HEMA)(聚[甲基丙烯酸2-羟乙酯])；PC(s)(血小板浓缩物)；PT(凝血酶原时间)；aPTT(活化部分凝血酶原时间)；TT(凝血酶时间)；HSR(低渗休克反应)；FDA(美国食品和药品管理局)；GMP(良好生产实践)；DMF(药物主文件)；SPE(固相提取)；Aldrich(Milwaukee，WI)；Asahi(Asahi Medical Co.，Ltd.，Tokyo，Japan)；Baker(J.T.Baker，Inc.，Phillipsburg，NJ)；Barnstead(Barnstead/Thermolyne Corp.，Dubuque，IA)；BectonDickinson(Becton Dickinson Microbiology Systems；Cockeysville，MD)；Bio-Rad(Bio-Rad Laboratories，Hercules，CA)；Cerus(Cerus Corporation；Concord，CA)；Chrono-log(Chrono-Log Corp.；Havertown，PA)；Ciba-Corning(Ciba-CorningDiagnostics Corp.；Oberlin，OH)；Consolidated Plastics(Consolidated Plastics Co.，Twinsburg，OH)；Dow(Dow ChemicalCo.；Midland，MI)；Eppendorf(Eppendorf North America Inc.，Madison，WI)；Gelman(Gelman Sciences，Ann Arbor，MI)；GraceDavison(W.R.Grace & Co.，Baltimore，MD)；Helmer(Helmer Labs，Noblesville，IN)；Hoechst Celanese(Hoechst Celanese Corp.，Charlotte，NC)；International Processing Corp.(Winchester，KY)；Millipore(Milford，MA)；NIS(Nicolet，a Thermo SpectraCo.，San Diego，CA)；Poretics(Livermore，CA)；Purolite(BalaCynwyd，PA)；Rohm and Haas(Chauny，France)；Quidel(San Diego，CA)；Saati(Stamford，CT)；Scientific Polymer Products(Ontario，NY)；Sigma(Sigma Chemical Company，St.Louis，MO)；Spectrum(Spectrum Chemical Mfg. Corp.，Gardenia，CA)；Sterigenics(Corona，CA)；Tetko，Inc.(Depew，NY)；TosoHaas(TosoHass，Montgomeryville，PA)；Wallac(Wallac Inc.，Gaithersburg，MD)；West Vaco(Luke，W.Va)；YMC(YMC Inc.，Wilmington，NC)；DVB(二乙烯基苯)；LAL(Limulus Amoebocyte Lystate)；USP(美国药典)；EAA(乙酰乙酸乙酯)；EtOH(乙醇)；HOAc(乙酸)；W(瓦特)；mW(毫瓦)；NMR(核磁共振；在室温下在Varian Gemini 200MHz Fourier TransformSpectrometer上获得的光谱)；ft3/min(每分钟立方英寸)；m.p.(熔点)；g/min和gpm(每分钟加仑)；UV(紫外线)；THF(四氢呋喃)；DMEM(Dulbecco’s改良的Eagles培养基)；FBS(胎牛血清)；LB(LuriaBroth)；EDTA(乙二胺四乙酸)；Phorbol Myristate Acetate(PMA)；磷酸盐缓冲生理盐水(PBS)；AAMI(药学仪器改进协会)；ISO(国际标准组织)；EU(内毒素单元)；LVI(可大量注射物)；GC(气相色谱)；M(兆)；kGy(1000格雷＝0.1兆拉德)；MΩ(兆欧姆)；PASIII(血小板补充溶液III)；dH2O(蒸馏水)；IAD(固定吸附设备)；SCD(无菌连接设备)。
以下实施例之一提到HEPES缓冲液。该缓冲液含8.0g的137mMNaCl、0.2g的2.7mM KCl、0.203g的1mM MgCl2(6H2O)、1.0g的5.6mM葡萄糖、1.0g的1mg/ml牛血清白蛋白(可从Sigma，St.Louis，MO获得)和4.8g的20mM HEPES(可从Sigma，St.Louis，MO获得)。
实施例1
纤维化树脂的制备
制备纤维化树脂和吸附剂珠
由AQF获得干净且水合状态的含Amberlite XAD-16的固定化吸附剂介质(Rohm and Haas)。这些Hoechst Celanese纤维网络的纤维是由聚对苯二甲酸乙二酯核心和尼龙鞘组成的，该鞘的熔解温度比该核心的低。该纤维化树脂的制备如下：首先将这些吸附剂珠均匀分布在纤维网络中。接下来，将该纤维网络快速加热使纤维的聚合物鞘熔融并粘附到吸附剂珠和其它纤维上，从而形成交联的纤维网络。所形成的纤维化树脂含载荷为130g/m2(即，每平方米纤维含130g吸附剂珠)的Amberlite XAD-16。
将该纤维化树脂切成正方形(14cm×14cm)，所得片段含约2.5g的干Amberlite XAD-16。然后通过将该纤维化树脂浸泡在30％乙醇中约10分钟将该Amberlite XAD-16珠预润湿。润湿AmberliteXAD-16的其它方法和其它吸附剂也是有效的并且被本发明所包含。应说明的是含其它类型珠的纤维化树脂(例如，经桥接或超交联的树脂如Dowex XUS-43493)不需要用于有效除去补骨脂素的润湿步骤。
也可以直接从Rohm and Haas获得干净且水合状态的AmberliteXAD-16 HP(高纯度)珠。在加入网袋之前对松散(即未经固定的)Amberlite XAD-16 HP珠不需要预润湿；但是，校正吸附剂的量以计算出珠的水分含量(2.5g干剂＝6.8g带有62.8％的水分)。从Dow获得Dowex XUS-43493珠，该干燥珠不需润湿并且不需要用水校正该珠的质量。然后将聚酯网袋(7cm×7cm正方形；30μm开口)用2.5g(干重)的松散Amberlite XAD-16 HP或Dowex XUS-43493珠填充。
含纤维化树脂和吸附剂的袋通过高压灭菌法在121℃下“湿”循环45分钟灭菌。之后，将含纤维化树脂和吸附剂的袋插入单独灭菌、1-升PL 2410塑料容器(Baxter)中。插入之后，在层流通风橱中使用无菌剪刀、止血钳子和脉冲封闭器将PL 2410塑料容器热封。
实施例2
制备pHEMA包被的吸附剂珠和纤维化树脂
含约50wt％水的Dowex XUS-43493(商业上称之为Optipore L493)是从Dow获得的，并且具有300kD的粘度平均分子量的聚合HEMA是从Scientific Polymer Products获得的。在包被之前，将这些吸附剂珠干燥到水分含量＜5％。通过将该聚合物溶解在95％变性醇/5％水中以使pHEMA浓度达到50mg/ml，从而制备pHEMA的储备溶液。
由International Processing Corp.在具有载荷为约4kg(干)吸附剂的9-英寸Wurster流化床包被器中进行该包被过程。该包被过程涉及60-70g/min的pHEMA流速、50℃的入口温度和约200ft3/min的空气流速。在包被过程中移出50g的包被吸附剂样品，以便获得3-18％(w/w)pHEMA的包被水平；将用3.7％、7.3％和10.9％pHEMA(w/w)包被的吸附剂珠用于下述研究中。
含未经固定的干(未经过包被的)Dowex XUS-43493(2.5g)和用pHEMA包被的Dowex XUS-43493(3.0g或5.0g)的设备是通过将所需质量的吸附剂放入正方形30μm聚酯网袋(7cm×7cm)中制成的。将填充吸附剂的袋插入单独灭菌的1-升PL 2410塑料容器(Baxter)中，并用脉冲封闭器热封。之后，含有填充吸附剂的袋的PL-2410塑料容器通过电子束或γ射线(SteriGenics)到2.5MRad灭菌；如上所述，通常优选电子束灭菌。
根据实施例1中所述的方法，Hoechst Celanese制备含AmberliteXAD-16的纤维化树脂。将该纤维化树脂切成正方形(14cm×14cm)，所得片段含约2.5g的干Amberlite XAD-16。将该纤维化树脂的Amberlite XAD-16通过浸泡在含50mg/mL pHEMA的95％乙醇/5％蒸馏水的溶液中同时润湿和包被。在10分钟内在生理盐水中冲洗两次除去残余乙醇。该过程获得约6％(w/w)pHEMA的包被。然后将该纤维化树脂通过高压灭菌法在121℃下“湿”循环45分钟灭菌。之后，将该纤维化树脂插入单独灭菌、1-升PL 2410塑料容器(Baxter)中，并在层流通风橱中使用无菌剪刀、止血钳子和脉冲封闭器热封。
实施例3
甘油和聚乙二醇对吸附剂能力的影响
该实施例试验甘油和聚乙二醇作为稳定剂对从血浆中除去氨基补骨脂素的吸附剂能力和动力学的影响。在该实施例的试验中使用自由(即未经纤维化)Amberlite XAD-16和Dowex XUS-43493吸附剂珠。
方法
在80℃的烘箱中将Amberlite XAD-16 HP(Rohm and Haas(Philadelphia，PA))和Dowex XUS-43493(Supelco，Bellefonte，PA)干燥到水分＜5％。将已知量的吸附剂浸泡在含0-50％甘油、50％PEG-200或50％PEG-400(甘油、PEG-200和PEG-400来自Sigma)的乙醇溶液中。接着在室温下培养15分钟，除去过量溶剂并将这些样品在80℃下干燥一整夜；避免在＞120℃的温度下干燥该吸附剂，这是因为在更高温度下优先观察到吸附剂性能(例如，孔熔融)改变。干燥之后，称重吸附剂样品以确定单位质量吸附剂中稳定剂的量。
进行几个单独的研究。在如下所述的研究中包括“未经润湿”吸附剂的对照样品和“经最佳润湿”的吸附剂。未经润湿的吸附剂样品是未经受任何预处理的干燥吸附剂，而且经最佳润湿的吸附剂样品是通过用30％乙醇/70％dH2O润湿吸附剂制成的。将经最佳润湿的吸附剂用dH2O冲洗以除去残余乙醇。为了确保不发生干燥，在吸附研究之前制备该吸附剂。
使用含150μM掺加有3H-4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的100％人体血浆进行每种吸附研究。将血浆(6.0mL)添加到含有用不同稳定剂处理过的吸附剂的小瓶中。校正吸附剂的量以便甘油或PEG内容物提供0.2g吸附剂。将这些小瓶放在旋转装置中并在室温下搅拌。在不同时间移出血浆样品并测定残余3H-4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的水平。将样品(200mL)稀释在5.0mL的OptiphaseHiSafe Liquid Scintillation Cocktail(Wallac)中并在Wallac1409 Liquid Scintillation Counter(Wallac)中计数。
用甘油处理过的Amberlite XAD-16和Dowex XUS-43493的吸附 能力
图7比较了用含不同水平甘油的乙醇溶液对Amberlite XAD-16和Dowex XUS-43493的预处理对100％血浆中相关4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素吸附能力的影响。在80℃下干燥48小时之前将吸附剂样品在乙醇/甘油溶液中润湿15分钟。在4小时的接触之后进行吸附能力的单个测定。参照图7，在X-轴上所示的甘油含量为甘油在乙醇中的重量/体积百分率。在Y-轴上所示的吸附能力是相对经最佳润湿的吸附剂样品的吸附能力的百分率。XUS-43493的吸附能力用正方形表示，XAD-16的用圆圈表示。
如图7中数据所示，XAD-16的能力从干燥样品中的约30％增加到在205甘油溶液中润湿的样品中的90％以上。这些结果说明了干燥之后为了保持高吸附能力需要非常低水平的甘油。在干燥之前在50％乙醇/50％dH2O(无甘油)中润湿的对照样品显示出与经过干燥的未经处理的样品相同的吸附能力。相反，这些XUS-43493样品未显示出甘油对吸附能力的任何影响；在所有水平的甘油下吸附能力接近100％。尽管对本发明的试验没有决定性作用，但是该发现支持甘油起到干燥过程中防止吸附剂孔塌陷的假说；因为XUS-43493具有高度交联结构，进行干燥时它不遭受孔塌陷。
用甘油处理的样品显示出对干燥非常稳定。样品在层流通风橱中贮藏7天观察不到吸附能力的变化(数据未显示)。
用甘油或PEG处理过的Amberlite XAD-16和Dowex XUS-43493 的吸附能力
用低分子量聚乙二醇PEG-200和PEG-400、非挥发性且能溶于乙醇和水中的低毒性试剂进行另外的研究。在乙醇中的50％的PEG-400、PEG-200或甘油溶液中将吸附剂样品处理15分钟。图8比较了稳定剂对干燥吸附剂Amberlite XAD-16(下面)和Dowex XUS-43493(上面)在100％血浆中的4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素吸附能力的影响；未经润湿的样品标为“No Tx”。吸附能力是以相对经最佳润湿的吸附剂的能力的百分率来报道的。
正如图8中数据所示并以其“大网络”结构为基础预测，DowexXUS-43493的能力不受干燥(“No Tx”样品)影响。相反地，干燥后Amberlite XAD-16约为最大能力的35％。用甘油、PEG-200和PEG-400处理XAD-16都提高了干燥吸附剂的能力；每个吸附剂能力都大于90％，其中甘油＞PEG-200＞PEG-400。尽管为了实现本发明不需要明白其准确作用机理，但是甘油和两种PEG溶液之间的能力的差异可能是稳定剂的渗透随分子量的增加而降低造成的。也就是说，在15分钟的应用过程中，甘油(MW＝92.1)可能比由于其尺寸大因此扩散更慢的PEG-200(MW＝190-210)或PEG-400(MW＝380-420)能够更完全地渗透到吸附剂孔中。
用甘油或PEG处理过的Amberlite XAD-16的吸附动力学
同样进行研究以确定用甘油或PEG填充吸附剂的孔是否导致相反动力学降低。图9比较了使用几种不同溶液中的Amberlite XAD-16从100％血浆中经过3小时的4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的吸附。具体地说，图9中的数据代表XAD-16i)干燥前用50％甘油溶液润湿过(实线连接的空心正方形)，ii)干燥之前用50％的PEG-400溶液润湿过(虚线连接的黑圆圈)，iii)预润湿过，即在开始研究之前用50％乙醇/50％dH2O润湿过(虚线连接的黑三角形)，和iv)未经过任何处理的(实线连接的黑正方形；“No Tx”)。图9中的数据证实了在50％甘油/50％乙醇或50％PEG-400/50％乙醇溶液中润湿的Amberlite XAD-16样品的吸附动力学与在乙醇中经最佳润湿的样品(即用乙醇预处理的样品)的吸附动力学非常接近。经干燥但未经处理的XAD-16样品(No Tx)通过3小时仅仅实现约30％的除去。
本实施例中所示的数据说明了用含50％乙醇和50％甘油、PEG-200或PEG-400的溶液形式的稳定剂处理Amberlite XAD-16可以防止与干燥相伴的吸附能力的丧失。用这些稳定剂获得的结果暗示低分子量润湿剂代表用于增强吸附剂功能的可使用的方法。
实施例4
从FFP中除去亚甲蓝
本实施例涉及各种不同聚合吸附剂材料从鲜冻血浆中除去亚甲蓝的能力。
本实施例的试验评价“自由”吸附剂树脂(即，未加入含未经固定的吸附剂的设备)和纤维化树脂。所试验的这些自由吸附剂树脂是Amberlite XAD-16 HP(Rohm and Haas)、MN-200(Purolite)和Dowex XUS-43493(Dow Chemical Co.)。该XAD-16 HP以水合状态进来以便不需要预处理(即，不润湿)，并且该MN-200也以完全水合的状态提供；该XUS-43493为干的。
含XAD-16的纤维化树脂通常是以实施例1中所述制备的。简单地说，将含130g/m2 XAD-16的2cm×7cm(即14cm2)的纤维化树脂条首先在70％乙醇中润湿，然后用蒸馏水彻底冲洗。
亚甲蓝(10mM)储备溶液是通过将U.S.P.亚甲蓝(Spectrum)溶于蒸馏水中制成的。将该亚甲蓝储备溶液添加到100％血浆样品中得到10μM的最终浓度。将“自由”吸附剂树脂样品(即，XAD-16 HP、MN-200和XUS-43493)称入50mL聚丙烯管中用于吸附研究。通过干燥测定质量丢失确定每种吸附剂的水分含量。用水分含量校正每种吸附剂的质量以便每种相当于使用0.25g干吸附剂。
向每一小瓶中添加30mL含10μM亚甲蓝的100％血浆样品。在室温下将这些小瓶放在旋转装置上。以间隔15分钟从每一小瓶中除去样品(200mL)并通过HPLC鉴定剩余亚甲蓝。用样品稀释剂(最终浓度＝35％甲醇，25mM KH2PO4，pH＝3.5)将每种血浆样品稀释5倍。通过在4℃下将这些样品培养30分钟使蛋白质和其它大分子沉淀。将样品离心分离并将上层清液过滤(0.2μm)并在C-18反相柱(YMC ODS-AM，4.6mm×250mm)上通过在20分钟内流出从65％溶剂A(25mM KH2PO4，pH＝3.5)、35％B(甲醇)到80％B的线性梯度经过分析。HPLC试验的检出极限为约0.5μM亚甲蓝。
图10比较了在2小时内从100％血浆中吸附亚甲蓝的动力学。参照图10，XAD-16 HP数据由虚线连接的空心菱形所示，MN-200数据由实线连接的黑三角形所示，XUS-43493数据由虚线连接的空心圆圈所示，并且含XAD-16的纤维化树脂由实线连接的黑正方形所示。正如这些数据所示，该XAD-16 HP和MN-200提供了最快的吸附动力学，接着是XUS-43493。正如XUS-43493以其干燥状态时使用的，其动力学稍慢些可能是由于其润湿较慢所至。最后，含XAD-16的纤维化树脂具有最慢的吸附动力学。这可能是在批次培养过程中，由于14cm2的纤维化树脂条的一部分在整个吸附研究中未完全浸泡在血浆中，因此降低了吸附剂和血浆之间的有效接触面积，致使纤维化树脂和血浆之间接触较差。
这些数据说明了可以使用在本发明中尝试使用的树脂和纤维化树脂从血液制品中除去如酚噻嗪染料的非补骨脂素的补骨脂素失活化合物。
实施例5
本实施例比较了使用不同类型的粉状炭作为介质中的活性组分并且说明了活性成分的仔细选择如何必不可少以降低小有机化合物的浓度和保留液体的生物功能。实施例5中说明的5种活性炭以大致相同的量使血浆中的补骨脂素，4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的浓度降低。然而，当使用“A Supra”作为吸附剂颗粒时，其对凝血因子的保持明显好于其它吸附剂。
将4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素以150μm的浓度加入到血浆中，该血浆以325ml的批量用3.0J/cm2 UVA照射以灭活病原体。4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素在所得血浆库中的残余浓度为约90μm。325ml照射过的血浆以20mL/min泵过5种不同类型的90mm Cuno Zetaplus炭垫。在血浆流过这些炭垫之前和之后测定其凝血因子水平，凝固时间和4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素浓度。
  Cuno等级      4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％ aPTT增加(S)     I％收率   VIII％收率     IX％收率
  R11S      99.3     4.8     91     89     80
  R12S      99.4     4.9     93     89     48
  R13S      99.4     6.4     88     90     42
  R14S      99.3     3.4     96     85     50
  A Supra      99.4     1.6     96     81     82
                       活性炭规格
  活性炭   活性炭   灰分含量  活化 特殊处理
  R11S     矿物     14％  蒸汽     无
  R12S     褐煤     未测  蒸汽     无
  R13S     混炭     8％  蒸汽     酸洗
  R14S     混炭     8％  酸(H2SO4)     无
  A Supra     椰壳     3％  蒸汽     无
R10S介质的水流速为2加仑水/min/英尺2，差压为1.5p.s.i.
本实施例显示了所用活性炭的选择对于IAD对生物活性的影响可具有强大作用。
注：A Supra等级制成与R1×S系列相同的规格；只是炭有改变。aPTT的增加表明了凝血因子的去除。I，VIII和IX是指特定的凝血因子。所有数值都是相对于光化学处理后而言。4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素是通过HPLC测定的，凝血因子和凝固时间是用自动凝固分析仪测定的。
实施例6
颗粒大小对低分子量化合物去除和生物活性的影响。本实施例说明了用于IAD中的吸附剂颗粒的大小对低分子量化合物的去除程度和生物活性的测量会有重要的影响。
光化学处理的血浆按照实施例5的类似方法制备。Dowex OptiporeL493是用Estro Model 480研磨机磨碎的并用约100μm和50μm的筛网筛分以产生两类颗粒，一类颗粒为50μm-100μm，另一类颗粒为小于50μm。按照Cuno R1×S规格制备含有这两类颗粒任一种的ZetaPlus样过滤器。将光化学处理的血浆(325ml)以20mL/min泵过每种滤垫。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
  颗粒大小(μm)     4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％  aPTT增加(s)     I％收率    VIII％收率     IX％收率
    100＞＞     96.1     0.9     97     94     86
    50
    ＜50     99.2     2.2     83     91     76
用这种特定的吸附剂，其粒度越小，去除效果越好，但由凝血活性测得对生物活性的影响较大。这说明了在选择吸附剂颗粒的粒度时常见的权衡。
实施例7
吸附剂填充量对低分子量化合物去除和生物活性的影响。本实施例比较了改变活性组分的质量份数对降低小有机化合物的浓度以及对液体的生物功能的权衡的影响。
光化学处理的血浆按照实施例5的类似方法制备。Supra垫是以大约60％炭的标准R1×S填充量和30％的较低填充量制备的。将约230ml血浆泵过每个90mm的圆盘。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
  A Supra填充量(％)    4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％ aPTT增加(S)     I％收率   VIII％收率   IX％收率
    61.5     99.4     1.3     93     93     77
    30.8     99.4     0.9     99     90     91
这表明了意想不到的结果，即，通过减少吸附剂颗粒的填充量，有时可能减少IAD对生物活性的影响，同时仍基本上能使低分子量化合物的浓度降低。IAD的总容量会降低，但只要TAD以明显低于低分子量化合物的理论容量运转，就不成问题。
实施例8
使用血相容性包被的影响。本实施例说明了在某些情况下，用亲水聚合物处理介质会有益于生物功能。
光化学处理的血浆按照实施例5的类似方法制备。一个90mmR14S垫用50mg/ml聚羟乙基甲基丙烯酸酯(pHEMA)的95％乙醇溶液冲洗过夜，在70℃烘箱中干燥直到无额外的重量变化。同样第二个垫用不含pHEMA的95％乙醇冲洗并干燥。将约325ml血浆以5mL/min泵过圆盘。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
 包被   4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％ aPTT增加(S)     I％收率
 无     99.6     4.1     98
 pHEMA     99.1     2.5     103
虽然包被显示出对生物组合物的生物活性，在本例中为血浆的凝血活性的益处，但包被对IAD降低用于本实施例中的低分子量化合物，4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的浓度的能力有不利影响。这说明了在选择包被或表面处理时常见的权衡。
实施例9
流速对低分子量化合物去除和生物活性的影响。本实施例说明了流速对小有机化合物浓度的降低会有影响。
光化学处理的血浆按照实施例5的类似方法制备。Supra垫是以大约60％炭的标准R1×S填充量制备的。将325ml处理过的血浆以三种不同的流速泵过每个47mm直径的圆盘的圆盘。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
   流速(mL/min)  4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％   aPTT增加(S)     I％收率    VIII％收率     IX％收率
    10      99.0     1.3     98     83     80
    15      98.8     1.5     99     85     86
    20      98.7     1.4     97     89     86
虽然提高流速显示出低分子量化合物去除程度的略有降低，但是，如由较高收率的因子VIII和因子IX凝血活性看到的，它对生物活性有较大的益处。这表明了调节生物组合物通过IAD的通量可使对低分子量化合物减少的选择性超过对生物活性的影响。
实施例10
液体体积对低分子量化合物去除和生物活性的影响。本实施例说明了液体体积对于使对低分子量化合物的选择性超过对生物活性的影响也会有重要的影响。
光化学处理的血浆按照实施例5的类似方法制备。ZetaPlus样过滤器是用颗粒小于50μm的磨碎的Dowex Optipore L493代替粉状活性炭按照Cuno R1×S规格制备的。血浆以20mL/min泵过该滤器并采集180mL和325mL的样品。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
血浆体积(mL) 4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％  aPTT增加(S)     I％收率   VIII％收率   IX％收率
    180     99.3     4.1     74     89     66
    325     99.2     2.2     83     91     76
因此，通过增加待处理液体的体积，可使对低分子量化合物去除的附加选择性超过生物活性的降低。当然对此是有限制的，当接近IAD对低分子量化合物的容量时，选择性将再次降低。
实施例11
烧结介质的使用。用Porex制作90mm直径，1/4”厚的圆盘。这些圆盘含有不同重量份的粒度在20μm与100μm之间的细碎的DowexOptipore L493，和超高分子量聚乙烯(UF220等级)的小颗粒，然后将它们一起烧结。光化学处理的血浆按照实施例5的类似方法制备，将200mL血浆以16-18mL/min泵过每个圆盘。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
吸附剂重量百分比    4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％  aPTT增加(S)     I％收率   VIII％收率    IX％收率
    25      97.8     0.5     93     95     78
    35      99.0     1.2     90     94     74
    50      99.3     1.2     91     80     76
如用具有实施例7的活性炭的纤维状基质看到的，改变吸附剂在IAD中的份数当使用烧结基质时对低分子量化合物去除和生物活性也都有影响。在这种情况下，25％的制剂不能使4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素的去除象35％和50％的制剂一样好。50％的制剂与其它制剂相比使因子VIII活性的丧失较大。在这三种介质中，35％的制剂对低分子量化合物的最高选择性超过生物活性的降低。
实施例12
本实施例描述了在厚度不变的情况下通过增加过滤器的直径增加吸附剂的质量的影响。
光化学处理的血浆按照实施例5的相似方法制备。约325mL经处理的血浆以5mL/min泵过90和47mm直径R03S等级圆盘。如实施例5所述分析4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素和凝血因子。
  圆盘直径(mm)  4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素去除％ aPTT增加(S)     I％收率
    47      99.4     2.1     96
    90      99.6     3.5     77
增加吸附剂材料的直径同时保持相同的厚度和流速具有减少流通量和减少每单位滤器横截面积所处理的体积具有等同作用。虽然这两种作用倾向于增加低分子量化合物的吸附，但它们常常更多地增加生物活性介体的吸附。在本实施例中我们看到用较大直径的吸附剂材料吸附了略微多一些的S-59，但实质上更多的因子I活性丧失了。
实施例13
使用几种形式的活性炭介质的流动研究。通过进行实验研究了使用流动式设备对PRBCs中5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶和GSH的去除。PRBCs(Erythrosol，葡萄糖，63％ HCT)与300μm可降解的5-[(β-羧乙基)氨基]吖啶衍生物和3mMGSH一起投料，在流经设备之前在室温、不搅动情况下放置20小时。流动式化合物吸附设备的介质由各种形式的活性炭组成，为复合碳/纤维素圆盘或碳纤维毡。该介质被密封到90mm直径的聚碳酸酯容器(Cuno，Meridien，CT)中。投配的PRBCs以5mL/min的流速泵吸(Gilson Minipuls，Middleton，WI)通过介质，并被收集于PL146塑料容器(Baxter Healthcare)中。这项研究的结果示于表1中。
表1使用各种活性炭介质的流动研究结果
  介质    描述 残余吖啶*(μM)  残余GSH*(mM)   溶血％
  CUNO    A Supra/纤维素圆盘(30％填充量)     26.04     0.94   4.83
  CUNO95-1    A Supra/纤维素圆盘(70％填充量)     25.08     0.68   7.56
  CUNO95-2    A Supra/纤维素圆盘(70％填充量)     19.22     0.11   5.15
  Cellulo    A Supra/纤维素圆盘(60％填充量)     23.62     0.79   5.19
  FPI    A Supra/纤维素圆盘(70％填充量)     20.78     0.20   5.27
  Ertel    A Supra/纤维素圆盘(60％填充量)     25.13     0.14   7.17
  Actitex    活性炭毡-1层-162g/m2     51.36     6.14   1.27
  Lantor    活性炭毡     30.90     4.27   1.78
  Ultrasorb    活性炭毡(200g/m2)     77.79     5.13   1.06
  Actitex    活性炭毡-3层(162g/m2)     28.75     5.58   1.37
  Lydall    活性炭毡     39.69     5.04   1.18
  MN-200    MN-200/纤维素圆盘(70％填充量)     87.87     6.44   1.11
实施例14
流动化合物吸附设备(CUNO介质)与间歇化合物吸附设备(AQF介质)的比较。进行研究，比较了流动与间歇化合物吸附设备中5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶和GSH的脱除。流动设备由封装在90mm壳中的纤维素/Norit A Supra(Norit Americas，Inc.(Atlanta，GA)碳圆盘构成。有两台独立的间歇设备：一台由纤维化的Pica G277活性炭(AQF 500g/m2)构成；另一台由纤维化的Purolite MN-200(AQF312g/m2)构成。用300μm可降解的5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶衍生物和3mM GSH配料之后，将PRBC以2mL/min的流速泵压通过纤维素/碳介质，此后，5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶和GSH在PRBC上层清液中的水平分别下降了75和88％，达到24μm和0.71mM。然后将经流动设备处理的PRBC转移到6g MN-200间歇设备中，经24小时将5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶和GSH水平又降低了5和1％，达到20μm和0.67mM。PRBC经7g Pica G277间歇设备处理本身使5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶和GSH水平降低了92和54％达到8μm和3mM的浓度。因此，在除去GSH上，通过流动设备的通路比用碳间歇设备处理24小时更有效。然而，在除去5-[(β-羧乙基)-氨基]吖啶上，间歇设备本身比联合的流动和MN-200设备更有效。通过设备的流动似乎对PRBC ATP浓度没有产生不良影响。当与24小时碳间歇设备处理相比时，经流动设备处理后的PRBC中的K+水平更低。
实施例15
本实施例描述了使用吸附剂介质的血浆上流动模式的固定化吸附剂设备的典型表现，该吸附剂介质由30％Norit A Supra碳(NoritAmericas，Atlanta，GA)构成，由前面实施例中预先描述了的Cuno(Meriden，CT)制造。
用与90mm直径Memtec羟丙基纤维素涂覆的聚砜膜(具有5μm的孔)串联的90mm Cuno 30％ Norit A Supra浸渍的R10SP介质装配IAD。
为了完成一次性制造，将ILPL2410袋连接到1/8”OD管上，然后，将管与IAD出口相连，以使从IAD中线到袋的距离为40cm。将同样大小的管连接到SRD入口上，以使当照射袋与它连接时，从中线到袋的距离为30cm。
将4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素加入到500mL血浆中，至最终浓度约为150μm，用6.3J/cm2 UVA照射血浆以使病原体失活。照射后4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素浓度为约82μM。
表2表示用相对于前面通过IAD的值的IAD处理以后凝血因子活性和4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素水平的测量结果。重复三次实验。记录平均值和标准偏差。处理时间平均为14分钟。显然，因子I、II、V、VII、X或聚集凝血活性、凝血酶原时间(PT)以及活化部分凝血致活酶时间(aPTT)的测量结果实际上没有变化，因子XI和XII有很小的变化。因子VIII和IX表现出稍大的变化，但这些是可以接受的，尤其是考虑到由于它们的缺乏对重组蛋白质的规定。应该指出，该设备的选择性恰恰在于，它实际上保留了全部凝血活性，同时使仅0.9％的4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素通过。
                        表2
 PT(s)          0.0±0.1aPTT(s)        0.7±0.1I(％)          98±2II(％)         99±1V(％)          101±2VII(％)        99±2VIII(％)       86±1
 IX(％)         82±3X(％)          103±4XI(％)         94±4XII(％)        95±5S-59(％)       0.9±0.1
实施例16
吸附剂介质对活性补体的减少。本研究证明，浸渍有活性炭的纤维素介质和浸渍有细碎的聚苯乙烯/二乙烯基苯吸附剂的多孔塑料介质除去了生物反应调节物。
将酵母聚糖(Sigma化学公司；St.Louis，MO)，补体级联的强力激活剂，加到血浆中，使浓度为10mg/mL。在温和摇动下，将血浆在37℃培养1小时。然后将血浆离心，保留上层清液以除去固体酵母聚糖。向两个600mL血浆单元的每个中加入大约20mL该上层清液，然后从每个单元取一样品用于C3a和SC5b-9分析。将这些单元中的一个以40mL/min泵压通过碳浸渍的纤维素介质(Cat.#2640ASP，Cellulo，Inc.；Fresno，CA)的90mm圆盘。另一单元以同样速率泵压通过如实施例11中制备的烧结介质(Porex.Technologies；Fairburn，GA)。来自每个单元的滤液取样用于C3a和SC56-9分析。
用Quidel测定试剂盒进行了补体测定。
  [C3a](ng/mL)   [SC5b-9](ng/mL)
    预过滤     1597     5210
    用炭/纤维素介质过滤     521     1747
    用烧结介质过滤     68     1592
如前表所示，从生物组合物中也可以除去生物反应调节物。
实施例17
碳纤维介质与碳浸渍纤维素的比较。本实施例比较了公开于US P5,660,731中的碳纤维介质与这里公开的介质的应用。
以与实施例5类似的方式制备了光化学处理的血浆。将大约175mL处理过的血浆以约11mL/min的速率泵压通过每种介质。如实施例5中一样，分析了S-59和凝血因子。
介质 总厚度(英寸)  层数 S-59减少(％)
Kynol CAN-211-20  0.203  5  74.9
Kuractive FT300-20 Felt  0.234  7  37.2
Actitex FC1201  0.328  7  44.7
Cuno A Supra  0.250  1  99.1
介质来源：Kynol(American Kynol，Inc.；Pleasantville，NY)；kuractive(Kuraray Chemical Co.；Bizen City，日本)；Actitex(PicaUSA；Columbus，OH)；CHno A Supra(Cuno，Inc.；Meridien，CT)。
如上表所示，与这里公开的吸附剂介质相比，用碳纤维介质从生物组合物中除去低分子量化合物(如USP#5,660,73l中所公开的)常常不足以降低生物组合物中低分子量化合物的浓度。
实施例18
吸附剂孔径分布对生物活性的影响。本实施例证明，IAD中含有的吸附剂的孔径公布对IAD保持生物活性的能力可以具有重要影响。
通过Porex Technologies(Fairburn，GA)制作了90毫米直径，1/4”厚度的多孔塑料圆盘。这些圆盘是大约50％(重量)约25μm直径的超高分子量聚乙烯粒子与50％的Purolite(Bala Cynwyd，PA)非官能化Hypersol-Macronet吸附剂的烧结混合物，所述吸附剂通过Porex磨细，以使超过90％的粒子(以重量计)的直径为60～160μm。通过向三个大约600mL血浆单元的每个中加入S-59溶液使S-59浓度为约150μm，然后如前所述，用6.3J/cm2UVA光照每个单元，从而制备了光化学处理的血浆。合并处理过的单元，以约40mL/min的速率将大约600mL混合物泵压通过每个圆盘。如实施例5中一样，分析3S-59和凝血因子。用平衡步骤永侵入孔度法(Micromeritics，Norcross，GA)分析了表面积。
  吸附剂   与直径＞3nm的孔相关的累积表面积(m2/g) 与直径＞20nm的孔相关的累积表面积(m2/g) 与直径＞40nm的孔相关的累积表面积(m2/g)
 MN-200     188     55     42
 MN-250     172     28     7
 MN-270     165     14     3
  吸附剂  S-59去除(％) aPTT增加(S)  因子IX活性(保留％)  因子XI活性(保留％)
  MN-200     99.5     5.8     85     55
  MN-250     99.5     2.0     82     77
  MN-270     99.4     0.5     100     91
用于IAD的这三种特定吸附剂的选择对生物活性(通过aPPT测定)、因子IX活性和因子XI活性有强烈影响，但是对本实施例中使用的低分子量化合物S-59的降低程度没有强烈影响。
因为在本实施例中用于IAD的三种吸附剂，MN200、MN250和MN270的主要区别在于孔径(在孔径上，每一种开始具有堪称重要的表面积)而基本上不在于它们的表面化学，所以与上面结果一致的结论是，低分子量化合物达到的表面积在三种吸附剂中是类似的，从而对每个IAD产生了S-59的类似程度的降低。此外，下列情况是可能的，即含有与较大孔相联系的较小表面积的吸附剂的IAD所表现出的较好的生物活性，是由于较大孔使被测生物活性的某些介体(这些介体具有吸附到吸附剂表面的趋势)，即本实施例中的因子IX和因子XI，在较大孔的表面上吸附或失活，而较小孔从其表面排斥这些介体。
实施例19
本实施例证明，用IAD从全血中除去低分子量化合物如病毒失活剂(补骨脂素)或生物反应调节物(活性补体-C3a)是有效的。全血用乙酸纤维素膜预处理以引起补体活化，当使用乙酸纤维素膜时，这可以在血液透析中观察到。进行血液灌流以除去活性补体，通过使来自血液灌流设备的流出物返至全血的混合池，模拟加入的补骨脂素(见图13)。
从Sacramento Blood Center(Sacramento，CA)得到了两个ABO-配对的全血单元。在供血之后将该单元保持在室温下。将这两个单元转移到包含四片Millipore RA型膜(47mm，Millipore，Marlborough，MA)的两个PL2410塑料贮存容器(Baxter Healthcare，Deerfield，IL)中。将全血在室温下培养24小时，用乙酸纤维素膜(Millipore RA)诱发补体活化。在开始血液灌流之前，向每个全血单元中立即加入补骨脂素(150μM S-59(4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素))。
将IAD介质(300g/m2 MN-200，AQF)切成直径为47mm的圆片。用带有不锈钢支承屏的47mm直径的聚碳酸酯护盖(CunoInc.，Meridien，CT)将片密封。将管(3mm ID PharMed管)与护盖连接。将管装载在蠕动泵(Masterflex)内，然后校准系统以传送75mL/min的流速。管的入口和出口与置于搅拌板上的600mL烧杯(Nalgene)相连。在整个研究中，用Teflon-涂覆的搅拌棒和缓地搅拌装在500mL烧杯中的全血，以模拟受验者体内将会发生的混合。
用含有174USP单位的肝素(钠盐，1-A级，174USP单元/mg，Sigma化学公司)/mL盐水的溶液清洗整个组件。在导入全血之前，盐水从IAD组件排出。向烧杯中加入全血单元(500mL)。渐渐提高搅拌，直至血液混合显而易见。引发全血的流动。如图13中所示，全血从IAD底部向上流动。以15分钟间隔从烧杯取全血样品。用Baker细胞计数器(制造者)立即进行细胞计数。样品在微量离心机(10,000rpm，5min)中离心，除去上层清液，并立即冷冻用于以后的分析。
将上层清液样品解冻，并用反相HPLC分析补骨脂素的残余水平。此外，用ELISA(Quidel，San Diego，CA)测定了活性补体片段C3a的水平。最后，如前所述测定了溶血水平。
表3中总结了细胞计数、溶血测量、补骨脂素测量和C3a测量的结果。一般来讲，证明了补骨脂素和C3a的除去。此外，在整个研究过程中，白细胞(WBC)和红细胞(RBC)计数基本上保持恒定。在研究中，血小板计数确实表现出下降趋势，溶血作用略有增加。需要用新鲜全血进一步研究以证明血小板的减少是否能归因于一开始对全血进行的室温培养。
与血液灌流设备中使用固定化吸附剂的优点包括：1)能够独立控制吸附剂粒径和压降-在高流速下或对小颗粒吸附剂尤其重要；2)能够通过固定化吸附剂颗粒从而最大限度地减小物理相互作用来控制颗粒研磨；3)通过固定化吸附剂颗粒能够最大限度地减少小颗粒污染物并从设备流出；4)能够保持均匀、稳定的吸附剂床。
表3.全血血液灌流研究结果
  时间(min)   白血球计数(×103/μL) 红血球计数(×106/μL)  血小板计数(×103/μL)   溶血(％)   残余补骨脂素(μM)     残余C3a(ng/mL)
  0     4.5     3.72     228     0.22     150.0     959
  18     4.3     3.63     224     0.29     105.8     707
  30     4.4     3.79     217     0.32     92.1     716
  46.5     4.2     3.69     204     0.32     77.7     573
  60     3.9     3.79     203     0.38     68.8     537
  75     4.1     3.73     181     0.39     58.2     477
  90     4.1     3.70     186     0.42     53.1     547

Claims (35)

1.一种降低生物组合物中低分子量化合物的浓度的方法，该方法包括使生物组合物与包含被基质固定化的多孔吸附剂颗粒的吸附介质接触，其中吸附剂颗粒的直径范围从1μm到200μm，该吸附剂颗粒对所说的低分子量化合物具有亲和力，其中低分子量化合物选自：猝灭剂；生物反应调节物；活化聚乙二醇，包括其衍生物和离去基团；塑料可提取物；和聚胺衍生物，并且其中所说的接触发生在流通式处理过程中。
2.根据权利要求1的方法，其中生物组合物含有细胞。
3.根据权利要求2的方法，其中生物组合物包括血浆血液制品。
4.根据权利要求2的方法，其中生物组合物含包括活化补体。
5.根据权利要求1的方法，其中基质包括纤维性基质。
6.根据权利要求1的方法，其中纤维性基质包括具有一个高熔解温度的聚合物核心的合成聚合物纤维，所说的聚合物核心被较低熔解温度的聚合物鞘包围。
7.根据权利要求1的方法，其中吸附剂颗粒具有1μm-50μm的直径。
8.根据权利要求1的方法，其中基质包括烧结的聚合物基质。
9.根据权利要求8的方法，其中吸附剂颗粒具有50μm-150μm的直径。
10.根据权利要求1-9任一项的方法，其中多孔吸附剂颗粒被分布于整个基质中。
11.根据权利要求10的方法，其中吸附剂颗粒的长度小于其宽度三倍。
12.根据权利要求10的方法，其中含有颗粒的基质厚度为3-30mm。
13.根据权利要求12的方法，其中含有颗粒的基质厚度为3-15mm。
14.根据权利要求13的方法，其中含有颗粒的基质厚度为5-8mm。
15.根据权利要求1-9任一项的方法，其中含有颗粒的基质是圆盘状的。
16.根据权利要求10的方法，其中多孔吸附剂颗粒包括具有多孔网络结构和表面积大于950m2/g的合成聚合物吸附剂。
17.根据权利要求16的方法，其中多孔吸附剂颗粒占吸附介质重量的20-70％。
18.根据权利要求17的方法，其中吸附介质具有300-1100g/m2的颗粒载荷。
19.根据权利要求18的方法，其中多孔吸附剂颗粒吸附介质具有500-700g/m2的颗粒载荷。
20.根据权利要求16的方法，其中多孔吸附剂颗粒包括聚芳香族树脂。
21.根据权利要求20的方法，其中所说的树脂具有25-80的孔径。
22.根据权利要求21的方法，其中所说的树脂具有25-150的孔径。
23.根据权利要求22的方法，其中所说的树脂具有25-50的孔径。
24.根据权利要求20的方法，其中多孔吸附剂颗粒在使用前不需要预润湿。
25.根据权利要求20的方法，其中多孔吸附剂颗粒包括超交联树脂。
26.根据权利要求10的方法，其中多孔吸附剂颗粒包括活性炭。
27.根据权利要求26的方法，其中活性炭的表面积大于1200m2/g。
28.根据权利要求1的方法，其中生物组合物还包括结合核酸的化合物。
29.根据权利要求28的方法，其中所说的结合核酸的化合物包括补骨脂素衍生物。
30.根据权利要求29的方法，其中所说的结合核酸的化合物选自4’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、N-(9-吖啶基)-β-丙氨酸、8-甲氧基补骨脂素、卤代补骨脂素、异补骨脂素和与季铵类相连的补骨脂素、5’-溴甲基-4，4’，8-三甲基补骨脂素、4’-溴甲基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(4-氨基-2-氮杂)丁基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(2-氨乙基)-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(5-氨基-2-氧杂)戊基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(5-氨基-2-氮杂)戊基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(6-氨基-2-氮杂)己基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(7-氨基-2，5-氧杂)庚基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(12-氨基-8-氮杂-2，5-二氧杂)十二烷基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(13-氨基-2-氮杂-6，11-二氧杂)十三烷基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(7-氨基-2-氮杂)庚基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(7-氨基-2-氮杂-5-氧杂)庚基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(9-氨基-2，6-二氮杂)壬基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(8-氨基-5-氮杂-2-氧杂)辛基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(9-氨基-5-氮杂-2-氧杂)壬基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、4’-(14-氨基-2，6，11-三氮杂)十四烷基-4，5’，8-三甲基补骨脂素、5’-(4-氨基-2-氮杂)丁基-4，4’，8-三甲基补骨脂素、5’-(6-氨基-2-氮杂)己基-4，4’，8-三甲基补骨脂素和5’-(4-氨基-2-氧杂)丁基-4，4’，8-三甲基补骨脂素。
31.根据权利要求29的方法，其中所说的结合核酸的化合物选自金丝桃素、噻嗪染料和呫吨染料。
32.根据权利要求28-31任一项的方法，其中结合核酸的化合物具有亲电子基团或能够形成亲电子基团的基团。
33.根据权利要求32的方法，其中多孔吸附剂颗粒另外对具有能够共价地与亲电子基团或能够形成亲电子基团的基团反应的亲核官能团的猝灭剂具有亲和力。
34.通过权利要求1-33任一项的方法制备的生物组合物。
35.根据权利要求34的生物组合物，其中所说的生物组合物包括血液制品。
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