特許 6427198 細胞を含む液体媒体を処理するデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6427198

(24)【登録日】2018年11月2日

(45)【発行日】2018年11月21日

(54)【発明の名称】細胞を含む液体媒体を処理するデバイス

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20181112BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20181112BHJP

   A61M 1/36 20060101ALI20181112BHJP

   A61M 1/02 20060101ALI20181112BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/34 A

   C12M1/00 A

   A61M1/36 181

   A61M1/02 125

【請求項の数】15

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-546948(P2016-546948)

(86)(22)【出願日】2014年12月17日

(65)【公表番号】特表2017-508443(P2017-508443A)

(43)【公表日】2017年3月30日

(86)【国際出願番号】EP2014078121

(87)【国際公開番号】WO2015110229

(87)【国際公開日】20150730

【審査請求日】2017年12月14日

(31)【優先権主張番号】14152634.3

(32)【優先日】2014年1月27日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】509063694

【氏名又は名称】フレゼニウス カービ ドイチュラント ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100122471

【弁理士】

【氏名又は名称】籾井 孝文

(72)【発明者】

【氏名】マイスベルガー， アルトゥア

(72)【発明者】

【氏名】ファーレンドルフ， メラニー

(72)【発明者】

【氏名】ブリンクマン， ミヒャエル

(72)【発明者】

【氏名】ビエル， マルティン

【審査官】 福間 信子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２１７９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第１９２５３２７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平７−３１３５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０３２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２５１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９４０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６７１９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ １／００−３／１０

Ａ６１Ｍ １／００−３８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体（４’）が得られるように、初期濃度の細胞を含む初期液体媒体（４）を処理するデバイスであって、該デバイス（２）が、
前記初期液体媒体（４）を様々な成分へと分離するよう適合されたセパレータ（６）と、
前記初期液体媒体（４）を前記セパレータ（６）に供給する第１の供給システム（８）と、
前記セパレータ（６）から前記生成物液体媒体（４’）を抜き出す第１の排出システム（１２）と、
前記初期液体媒体（４）又は前記生成物液体媒体（４’）における前記細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されたセンサ（２２、２２’）と、
前記センサ（２２、２２’）に接続し、該センサ（２２、２２’）により測定された前記物理パラメータに応じて前記デバイス（２）の少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう適合されたコントロールユニット（２４）と、
を備え、
溶液（１８）を前記セパレータ（６）へと所与の流量にて供給する第２の供給システム（１０）であって、該セパレータ（６）への該溶液の供給中の該第２の供給システム（１０）における該溶液（１８）の流量を前記少なくとも１つのプロセスパラメータに基づき決定する、第２の供給システムを特徴とする、デバイス。

【請求項2】

前記コントロールユニット（２４）が、前記初期液体媒体（４）にて測定された前記細胞の濃度が増大すると、前記第２の供給システム（１０）における前記溶液（１８）の流量が低減するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記少なくとも１つのプロセスパラメータによって、前記セパレータ（６）への初期液体媒体の供給中の前記第１の供給システム（８）における前記初期液体媒体（４）の流量、及び／又は前記セパレータ（６）からの前記生成物液体媒体の抜き出し中の前記第１の排出システム（１２）における前記生成物液体媒体（４’）の流量を決定することを特徴とする、請求項１又は２に記載のデバイス。

【請求項4】

前記コントロールユニット（２４）が、前記初期液体媒体（４）の流量が前記第１の供給システム（８）における該初期液体媒体（４）中の前記細胞の初期濃度と反比例するように該初期液体媒体の流量を、及び／又は前記生成物液体媒体（４’）の流量が前記第１の供給システム（８）における前記初期液体媒体（４）中の前記細胞の初期濃度と正比例するように該生成物液体媒体（４’）の流量を制御するよう構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のデバイス。

【請求項5】

前記セパレータ（６）が遠心分離器であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項6】

前記コントロールユニット（２４）が、前記遠心分離器の回転速度が前記第１の供給システム（８）における前記初期液体媒体（４）中の前記細胞の初期濃度と反比例するように、前記少なくとも１つのプロセスパラメータに基づき該回転速度を制御するよう構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。

【請求項7】

前記第１の供給システム（８）が供給ライン（８ｂ）を備え、その中を通って前記初期液体媒体（４）が前記セパレータ（６）へと流れ、かつ前記センサ（２２）が前記第１の供給システム（８）の該供給ライン（８ｂ）に存在する前記初期液体媒体（４）中の前記細胞の初期濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項8】

前記第１の排出システム（１２）が排出ライン（１２ｂ）を備え、その中を通って前記生成物液体媒体（４’）が前記セパレータ（６）から流れ出て、かつ前記センサ（２２’）が前記第１の排出システム（１２）の該排出ライン（１２ｂ）に存在する前記生成物液体媒体（４’）中の前記細胞の生成物濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項9】

前記コントロールユニット（２４）が、前記生成物液体媒体中の前記細胞の生成物濃度が既定の濃度範囲内となるように、前記デバイス（２）の少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項10】

前記コントロールユニット（２４）が、前記生成物液体媒体（４’）中の前記細胞の生成物濃度が最大となるように、前記デバイス（２）の少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう構成されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項11】

前記デバイス（２）がｉｎ ｖｉｔｒｏにて稼働するよう構成されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項12】

前記初期液体媒体（４）中の前記細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合された第１のセンサ（２２）と、前記生成物液体媒体（４’）中の前記細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合された第２のセンサ（２２’）とを備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項13】

生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体（４’）が得られるように、初期濃度の細胞を含む初期液体媒体（４）を処理する方法であって、該方法が、
前記初期液体媒体（４）をセパレータ（６）に第１の供給システム（８）を介して供給する工程と、
前記セパレータ（６）にて、前記生成物液体媒体（４’）が得られるように、前記初期液体媒体（４）を様々な成分へと分離する工程と、
前記セパレータ（６）から前記生成物液体媒体（４’）を第１の排出システム（１２）を介して抜き出す工程と、
センサ（２２、２２’）を用いて、前記初期液体媒体（４）又は前記生成物液体媒体（４’）中の前記細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定する工程と、
前記センサ（２２、２２’）により測定された前記物理パラメータに応じて少なくとも１つのプロセスパラメータを制御する工程と、
を含み、
前記初期液体媒体（４）を様々な成分へと分離する工程中に、溶液（１８）を前記セパレータ（６）へと所与の流量にて第２の供給システム（１０）を介して供給し、該溶液の該セパレータ（６）への供給中に該第２の供給システム（１０）中の該溶液（１８）の流量を前記少なくとも１つのプロセスパラメータに基づき決定することを特徴とする、方法。

【請求項14】

請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス（２）を用いて行われることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記液体媒体（４）が血球を含む血液であることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１又は請求項１３のプリアンブルにそれぞれ記載されている、生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体が得られるように初期濃度の細胞を含む初期液体媒体を処理するデバイス及び方法に関する。細胞は生きた細胞とすることができる。

【背景技術】

【0002】

このようなデバイス及び対応する方法は従来技術より知られている。このデバイスは通例、初期液体媒体を様々な成分へと分離するよう適合されたセパレータと、初期液体媒体をセパレータに供給する第１の供給システムと、セパレータから生成物液体媒体を抜き出す（extracting）第１の排出システムと、初期液体媒体又は生成物液体媒体における細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されたセンサと、センサに接続し、センサにより測定された物理パラメータに応じてデバイスの少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう適合されたコントロールユニットとを備える。

【0003】

このようなデバイスは通例、血液を様々な成分へと分離するのに、特に例えば特許文献１に記載されるように赤血球（エリスロサイト）を抜き出すのに用いられる。血液を様々な成分へと分離するのに知られるデバイスはｉｎ ｖｉｖｏ処理に、特に手術中の血液処理に適しており、ポンプを備えた取込みラインとエリスロサイト画分のための吐出しラインとを有するセパレータを備えるものである。取込みラインのポンプを制御するために、ヘマトクリット値の連続測定用のセンサが取込みラインに設けられている。測定されたヘマトクリット値は調節手段のインプットとして働く。この調節手段のアウトプットを用いて、測定されたヘマトクリットシグナルに応じてポンプを介して血流量が調整される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】欧州特許第０５２８２３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、このようなデバイスを、初期濃度の細胞を含む初期液体媒体のｉｎ ｖｉｖｏ及びｉｎ ｖｉｔｒｏ処理に使用することで、生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体を得ることができるよう改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１によれば、溶液を所与の流量にてセパレータに供給する第２の供給システムが設けられている。この溶液を、初期液体媒体を処理するのに使用し、洗い出すことで、生成物液体媒体が得られる。例えばこの溶液は、洗浄溶液、例えば生理食塩溶液、細胞培養培地、血漿、アルブミン等とすることができる。溶液のセパレータへの供給中の第２の供給システムにおける溶液の流量は、センサに接続したコントロールユニットにより制御されているデバイスの少なくとも１つのプロセスパラメータによって決定される。特に、コントロールユニットは、初期液体媒体にて測定された細胞の濃度が増大すると、第２の供給システムにおける溶液の流量が低減するよう構成することができる。ｉｎ ｖｉｖｏ処理には第２の供給システムにおける溶液の実質的に同じ流量が必要とされるが、ｉｎ ｖｉｔｒｏ処理についてのこの流量は所望の生成物液体媒体の処理速度又は品質に応じて異なり得る。特に第２の供給システムの流量を変えることが可能であることから、デバイスをｉｎ ｖｉｔｒｏにて稼働させることが可能となる。

【0007】

第２の供給システムにおける溶液の流量の他に、コントロールユニットにより制御されるプロセスパラメータから、溶液のセパレータへの供給中の第１の供給システムにおける初期液体媒体の流量及び／又はセパレータからの生成物液体媒体の抜き出し中の第１の排出システムにおける生成物液体媒体の流量も決定することができる。コントロールユニットは、第１の供給システムにおける初期液体媒体中の細胞の初期濃度と反比例するように、初期液体媒体の流量を制御するよう構成することができる。また生成物液体媒体の流量は、第１の供給システムにおける初期液体媒体中の細胞の初期濃度と正比例するように制御することもできる。

【0008】

本発明の一態様によれば、セパレータは初期液体媒体を様々な成分へと分離するよう適合された遠心分離器である。遠心分離器は平板らせんチャネルとして設計することができる。代替的に、遠心分離器は釣鐘状のボウルとすることができる。プロセスパラメータを、遠心分離器の回転速度を制御するのに用いることができる。コントロールユニットは、第１の供給システムにおける初期液体媒体中の細胞の初期濃度と反比例するように、回転速度を制御するよう構成されているのが好ましい。セパレータは連続して又は不連続に（バッチ式で）稼働することができる。

【0009】

代替的には、セパレータは膜、例えば紡糸膜、平板膜又は中空繊維膜とすることができる。

【0010】

第１の供給システムは供給ラインを備え、その中を通って初期液体媒体がセパレータへと流れる。対応して、第１の排出システムは排出ラインを備え、その中を通って生成物液体媒体がセパレータから流れ出る。センサによって初期液体媒体中の細胞の初期濃度に関連する物理パラメータが測定される場合、測定は第１の供給システムの供給ラインに存在する初期液体媒体について行うのが好ましい。センサによって生成物液体媒体中の細胞の生成物濃度に関連する物理パラメータが測定される場合、測定は第１の排出システムの排出ラインに存在する生成物液体媒体について行うのが好ましい。

【0011】

細胞の濃度に関する品質が本質的に一定の生成物液体媒体を得るために、コントロールユニットは、生成物液体媒体中の細胞の生成物濃度が既定の濃度範囲内となるように、デバイスの少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう構成することができる。代替的には、コントロールユニットは、生成物液体媒体中の細胞の生成物濃度が最大となるように、デバイスの少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう構成することができる。

【0012】

別の実施の形態によれば、上記デバイスは初期液体媒体中の細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合された第１のセンサ及び生成物液体媒体中の細胞の濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合された第２のセンサという２つのセンサを備える。

【0013】

請求項１３及びその従属クレームは、生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体が得られるように、初期濃度の細胞を含む初期液体媒体を処理する方法を表している。

【0014】

これより本発明の基礎となる思想を、図面に示される実施形態を参照してより詳細に記載する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施形態による細胞を含む液体媒体を処理するデバイスの概略図である。

【図2】本発明の第２の実施形態による細胞を含む液体媒体を処理するデバイスの概略図である。

【図3】本発明の第３の実施形態による細胞を含む液体媒体を処理するデバイスの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１に、生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体４’が得られるように初期濃度の細胞を含む初期液体媒体４を処理するデバイス２の第１の実施形態を示す。生成物濃度は初期濃度よりも高いことが意図される。例えば、上記初期液体媒体４は血球（主に赤血球であるが、白血球及び血小板も含む）と血漿とを含む血液とすることができる。本明細書では、対象となる細胞は赤血球であり、これはエリスロサイトとも称される。血中の赤血球の体積百分率はヘマトクリットと称される。生成物液体媒体４’は血液から分離されたエリスロサイト画分である。さらに、初期液体媒体４には、すすぎ溶液、脂肪、残屑及び／又は特定構成要素、例えば組織、小骨粒子等の大部分が含まれ得る。これらの更なる構成要素が流入血４のヘマトクリット値を大きく下げ得る。

【0017】

デバイス２は初期液体媒体４をｉｎ ｖｉｖｏ、更には特にｉｎ ｖｉｔｒｏにて処理するよう適合されている。このデバイスは２つの供給システム８、１０と２つの排出システム１２、１４とに接続されているセパレータ６を含む。

【0018】

図１に示される実施形態のセパレータ６は遠心分離器である。セパレータ６は回転軸Ａの周りを回転することができる分離チャンバ１６と駆動ユニット（図示せず）を含む。図１に示されるセパレータ６の好ましい回転方向は反時計回りであり、図１において矢印Ｒで示されている。しかしながら、回転方向は逆であってもよい。

【0019】

分離チャンバ１６は（透明な）プラスチック材料製の使い捨て部品とすることができる。分離チャンバ１６は、回転方向Ｒに沿ってチャネルと軸Ａとの距離を広げながら、回転軸Ａの周りに巻回する本質的に平板ならせんチャネルとして設計されている。セパレータ６は１８５ｍｌの容量を含む。代替的には他の容量を用いてもよい。

【0020】

第１の供給システム８は処理対象の初期液体媒体４（血液）をセパレータ６に供給するよう適合されている。第１の供給システム８は、セパレータ６のらせんチャネルの最内端（軸Ａに最も近い）に供給ライン８ｂを介して接続されているリザーバ８ａを含む。供給ライン８ｂはリザーバ８ａから供給ライン８ｂを通ってセパレータ６へと送られる初期液体媒体４の流量を調整するよう適合された調整ポンプ８ｃを含む。

【0021】

第１の排出システム１２は、初期液体媒体４を処理した後、セパレータ６から生成物液体媒体４’（エリスロサイト画分）を抜き出すよう適合されている。第１の排出システム１２は、セパレータ６のらせん型チャネルの最外端（軸Ａから最も離れた）に排出ライン１２ｂを介して接続されているリザーバ１２ａを含む。排出ライン１２ｂはセパレータ６から排出ライン１２ｂを通ってリザーバ１２ａへと送られる生成物液体媒体４’の流量を調整するよう適合された調整ポンプ１２ｃを含む。

【0022】

第２の供給システム１０は洗浄溶液１８をセパレータ６へと供給するよう適合されている。洗浄溶液１８は生理食塩溶液とすることができ、液体媒体４の処理中に細胞を再懸濁するためにセパレータ６に提供される。原則、洗浄溶液１８は宿主細胞に適した任意の媒体とすることができる。例えば媒体は細胞培養培地、血漿、アルブミン等とすることができる。第２の供給システム１０はセパレータ６に供給ライン１０ｂを介して接続されているリザーバ１０ａを含む。供給ライン１０ｂは好ましくはセパレータの最外端まで約９０度〜１８０度のセパレータ６のらせんチャネルに到達する。概して、供給ライン１０ｂがらせんチャネルに到達する位置は初期液体媒体４について十分な分離時間が確保されるように選ばれる。そのため、要求される品質の生成物液体媒体４’を得ることができるように、細胞を洗浄工程後に再び分離又は沈殿させるために、供給ライン１０ｂは生成物液体媒体４’がセパレータ６から離れる排出ライン１２ｂから少し離れたらせんチャネルに到達する。処理対象の初期液体媒体４の種類及び細胞の型に応じて、供給ライン１０ｂがらせんチャネルに到達する位置を変えることができる。供給ライン１０ｂはリザーバ１０ａから供給ライン１０ｂを通ってセパレータ６へと送られる洗浄溶液１８の流量を調整するよう適合された調整ポンプ１０ｃを含む。

【0023】

調整ポンプ８ｃ、１０ｃ及び１２ｃ、ひいては流入する初期液体媒体４、流入する洗浄溶液１８及び抜き出される生成物液体媒体４’の流量を独立して、手動にて又は下記のコントロールユニット２４を用いて制御することができる。

【0024】

第２の排出システム１４は初期液体媒体４の処理中にセパレータ６から廃棄物２０、例えば脂肪、残屑、抗凝固剤、損傷細胞、及び余分な洗浄溶液を抜き出すよう適合されている。第２の排出システム１４は排出ライン１４ｂを介してセパレータ６に接続されているリザーバ１４ａを含む。排出ライン１４ｂはセパレータの最内端から好ましくは約２７０度のセパレータ６のらせんチャネルに到達する。概して、排出ライン１４ｂは供給ライン１０ｂがらせんチャネルに到達する位置と、らせんチャネルの最内端から３６０度との間のいずれの位置のらせんチャネルに到達してもよい。図１によれば、第２の排出システム１４には調整ポンプは含まれない。しかしながら、セパレータから排出ライン１４ｂを通ってリザーバ１４ａへと送られる廃棄物２０の抜き出し率を調整するよう適合された調整ポンプを設けることができる。

【0025】

デバイス２は、第１の供給システム８における初期液体媒体４中の細胞の初期濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されたセンサ２２（例えば超音波センサ又は光学センサ）を更に含む。初期液体媒体４が血液である場合、センサ２２は血液のヘマトクリット値又はヘマトクリットを推定することができる任意の関連する物理パラメータ（例えば光透過性、粘度、密度）を測定するよう適合され得る。流入血のヘマトクリット値は、通例５％〜７０％の間で大きく変動し得る。ヘマトクリット値は初期液体媒体４が第１の供給システム８のリザーバ８ａに留まっている時間に応じて最大８５％にまでなる場合がある。センサ２２は第１の供給システム８のリザーバ８ａとポンプ８ｃとの間（ポンプ８ｃの上流）の供給ライン８ｂにおける血液のヘマトクリット値を測定するために設けられているのが好ましい。測定は定期的に、例えば５秒〜１０秒毎に行うが、定期性を調整することができる。

【0026】

代替的に、センサ２２は第１の供給システム８のリザーバ８ａにおける、又は、ポンプ８ｃとセパレータ６の入り口との間の供給ライン８ｂにおける血液のヘマトクリット値を測定するために設けることができる。

【0027】

コントロールユニット２４は、生成物液体媒体４’中の細胞の生成物濃度が国内標準及び顧客の要求に依存し得る既定の濃度範囲内となるように、デバイス２の少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう設けられ、構成されている。エリスロサイト画分４’のヘマトクリットは好ましくは５５％〜７０％、より好ましくは６０％〜６５％である。

【0028】

このため、コントロールユニット２４は、一方がセンサ２２に接続され、もう一方がプロセスパラメータに関連するデバイスの各要素に接続されている（図１の破線に示されている）。図１の実施形態では、各要素は調整ポンプ１０ｃである。センサ２２により測定される細胞の濃度に関連する物理パラメータ（ヘマトクリット値）はコントロールユニット２４への入力信号として用いられ、このコントロールユニットによって、センサ２２により測定される物理パラメータに応じて出力信号が生成される。この出力信号を用いて、デバイスの各要素のプロセスパラメータを制御する。このようにしてコントロールユニット２４は、センサ２２により測定される物理パラメータに応じてデバイス２の少なくとも１つのプロセスパラメータを制御するよう適合されている。

【0029】

図１に示される実施形態によれば、プロセスパラメータから、洗浄溶液１８のセパレータ６への流量が決定される。そのため、図１のコントロールユニット２４は第２の供給システム１０のポンプ１０ｃ及びセンサ２２に接続されている。

【0030】

別の実施形態によれば（図示せず）、コントロールユニット２４はデバイス２のいくつかのプロセスパラメータを同時に（又はセパレータ６への洗浄溶液１８の流量以外のプロセスパラメータを）制御するために設けることができる。洗浄溶液１８の流量に加えて（又はその代替として）、更なるプロセスパラメータから、初期液体媒体４の流量、生成物液体媒体４’の流量、及び／又はセパレータ６の回転速度を決定することができる。それに対応して、コントロールユニット２４は、第１の供給システム８のポンプ８ｃ、第１の排出システム１２のポンプ１２ｃ、及び／又はセパレータ６の駆動ユニットに接続されていてもよい。

【0031】

特に、コントロールユニット２４は、洗浄溶液１８の流量、初期液体媒体４の流量、生成物液体媒体４’の流量、及びセパレータ６の回転速度を決定するいくつかのプロセスパラメータを同時に制御するために設けることができる。概して、コントロールユニット２４は、ヘマトクリット値が増大するに従い、洗浄溶液１８の流量、流入血の流量、及びセパレータ６の回転速度が低減し、またエリスロサイト画分の流量が増大するよう構成されている。表Ｉにおいて、例えばG. Shulman in The Journal Of Extra-Corporeal Technology, Vol. 32, Nr. 1, March 2000, p. 11-19に記載の連続自己血輸血システム（Ｃ．Ａ．Ｔ．Ｓ．）についてのFresenius Kabiの自己血輸血セットＡＴの回転式セパレータチャンバの形態のセパレータ６を備えるデバイスについてヘマトクリット値と種々のプロセスパラメータとの間の関係の例を示す。より具体的には、表ＩにFresenius Kabiのスパイラル式分離チャンバの通常稼働条件についての流量範囲及び値を示している。概して、これらの値は使用されるセパレータ６の特性に応じて異なる。

【0032】

【表1】

【0033】

代替的には、米国特許出願公開第２０１３／０３１０２４１号に記載の遠心分離チャンバ、米国特許第４９４３２７３号に記載の使い捨て遠心分離ボウル、欧州特許第０７９９６４５号に記載のレーサムボウル、T. Zeiler and V. Kretschmer in Infus. Ther. Transfus. Med., Vol 27, Nr. 3, 2000, p. 119-126、及びE. F. Strasser et al. in Transfusion, Vol. 46, January 2006, p. 66-73に記載のＣ４二段分離チャンバ、又は欧州特許第０５２７９７３号に記載の回転式膜分離デバイスをデバイス２に使用することができる。変動及びプロセスパラメータ相互作用の概念はこれらのタイプの分離チャンバ全てにおいて同様であるが、関連パラメータの絶対値は異なり得る。

【0034】

図２にセンサ２２’の位置が本質的に第１の実施形態と異なる第２の実施形態を示す。第２の実施形態によれば、センサ２２’は第１の排出システム１２のポンプ１２ｃとセパレータ６との間（ポンプ１２ｃの上流）に設けられており、第１の排出システム１２における生成物液体媒体４’中の細胞の生成物濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されている。代替的に、センサ２２’は第１の排出システム１２のリザーバ１２ａ、又はポンプ１２ｃとリザーバ１２ａとの間の排出ライン１２ｂにおける生成物液体媒体中の細胞の生成物濃度に関連する物理パラメータを測定するために設けることができる。生成物液体媒体４’がセパレータ６に送られる血液のエリスロサイト画分により形成される場合、この時センサ２２’（例えば超音波センサ又は光学センサ）はヘマトクリット値又はエリスロサイト画分のヘマトクリット値に関連する物理パラメータを測定するよう適合され得る。この場合、センサ２２’はエリスロサイト画分のヘマトクリット値の上昇（５０％〜９０％）を測定するよう適合されていなければならない。測定は定期的に、例えば５秒〜１０秒毎に行うが、定期性を調整することができる。

【0035】

さらに、エリスロサイト画分のヘマトクリット値を測定するセンサ２２’は品質管理の役割を果たすことができる。このためヘマトクリット値を、血液プロセス処理全体を通じて測定することができる。次いで、経時的に（特に血液プロセス処理全体の時間間隔に亘る）ヘマトクリット値が積分されることにより、第１の排出システム１２のリザーバ１２ａにおけるエリスロサイト画分全体の総赤血球含量が導かれる。総赤血球含量をポンプ１２ｃにより測定された体積で除算することで、リザーバ１２ａにおけるエリスロサイト産物の平均総ヘマトクリットが得られる。

【0036】

また、処理対象の血液のヘマトクリット値を測定する第１の実施形態のセンサ２２も、処理対象の血液の総赤血球含量を決定する役割を果たすことができる。

【0037】

細胞の初期濃度又は生成物濃度に関連する物理パラメータを、プロセス処理、初期液体媒体４の組成、及び生成物液体媒体４’の組成の分析を簡略化するために、時間に応じてグラフに示すことができる。

【0038】

図３に示される第３の実施形態によれば、デバイス２は２つのセンサ２２、２２’を備える。第１のセンサ２２は第１の供給システム８における初期液体媒体４中の細胞の初期濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されている。第２のセンサ２２’は第１の排出システム１２における生成物液体媒体４’中の細胞の生成物濃度に関連する物理パラメータを測定するよう適合されている。センサ２２、２２’はそれぞれ、第１の供給システム８及び第１の排出システム１２における対応するポンプ８ｃ、１２ｃの上流に設けられているのが好ましい。代替的に、センサ２２、２２’はそれぞれ、第１の供給システム８及び第１の排出システム１２の他のいずれの位置にも設けることができる。

【0039】

センサ２２、２２’は両方とも図３において破線で示されるようにコントロールユニット２４に接続されており、センサ２２、２２’により測定された物理パラメータはコントロールユニット２４への入力信号として用いられ、このコントロールユニットによって、センサ２２及び２２’により測定された物理パラメータに応じて出力信号が生成される。第１のセンサ２２は第１の実施形態（図１）におけるセンサ２２と同様に初期液体媒体４のヘマトクリット値をモニタリングするものである。第２のセンサ２２’は生成物液体媒体４’のヘマトクリット値、ひいては第１のセンサ２２の測定結果に基づく制御の効果をモニタリングするものである。第２のセンサ２２’は、必要に応じてデバイス２のプロセスパラメータを更に変更するために、コントロールユニット２４に即時フィードバックを与えることができる。

【0040】

上記２つのセンサ２２、２２’を用いることで、既に第１の実施形態及び第２の実施形態において概説されているように、処理対象の血液の総赤血球含量、及び第１の排出システム１２のリザーバ１２ａにおけるエリスロサイト画分全体の総赤血球含量を求めることが可能となる。上記２つのセンサ２２、２２’を用いることで更に、下記方程式に基づきデバイス２における初期液体媒体を処理した後の細胞の収量（効果、収率、収集率、回収、回収率又は有効性としても知られる）を算出することが可能となる：
収量［％］＝Ｖ_{生成物液体媒体}・生成物濃度・１００／Ｖ_{初期液体媒体}・初期濃度

【0041】

第３の実施形態のコントロールユニット２４はセパレータ６への洗浄溶液１８の流量を制御するよう構成されており、そのため図３に示されるように第２の供給システム１０のポンプ１０ｃに接続されている。

【0042】

図１及び図２に示される実施形態と同様に、コントロールユニット２４はデバイス２のいくつかのプロセスパラメータを同時に（又はセパレータ６への洗浄溶液１８の流量以外のプロセスパラメータを）制御するよう構成され得る。洗浄溶液１８の流量に加えて（又はその代替として）、プロセスパラメータから、初期液体媒体４の流量、生成物液体媒体４’の流量、及び／又はセパレータ（遠心分離器）６の回転速度を決定することができる。それに対応して、コントロールユニット２４は、第１の供給システム８のポンプ８ｃ、第１の排出システム１２のポンプ１２ｃ、及び／又はセパレータ６の駆動ユニットにも接続されることができる。

【0043】

特に、コントロールユニット２４は、洗浄溶液１８の流量、初期液体媒体４の流量、生成物液体媒体４’の流量、及びセパレータ６の回転速度を決定するいくつかのプロセスパラメータを同時に制御するために設けることができる。

【0044】

２つのセンサ２２、２２’の一方に不具合があった場合、残りのセンサを用いてデバイス２の稼働を継続することが可能である。

【0045】

生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体４’を得るための初期濃度の細胞を含む初期液体媒体４のｉｎ ｖｉｔｒｏ処理に、デバイス２を用いて、既定の生成物濃度の細胞又は最大の生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体４’を得ることができる。下記に、生成物液体媒体４’として血液のエリスロサイト画分を得るのに処理される初期液体媒体４として血液を用いる方法を記載する。

【0046】

まず、第１の供給システムのリザーバ８ａを、既定量の（例えば１００ｍｌを超える）血液で（一部）満たし、第２の供給システムのリザーバ１０ａを、処理中の洗浄のために洗浄溶液１８、例えば生理食塩溶液、細胞培養培地、血漿、アルブミン等で満たす。第１の供給システム８のポンプ８ｃを介して血液を規定の流量にてリザーバ８ａからセパレータ６へと移す。上記ポンプ８ｃを通る前、血液のヘマトクリット又はヘマトクリットの算出を可能にする、ヘマトクリットに関連する物理パラメータをセンサ２２により測定する。センサ２２により測定される値はコントロールユニット２４へと送られ、表Ｉに示される関係性に従って測定値に応じて制御信号を決定するのに用いられる。制御信号は、洗浄溶液１８の流量、初期液体媒体４の流量、生成物液体媒体４’の流量及び／又はセパレータ６の回転速度から選ばれ得る１つ又は複数のプロセスパラメータを制御するのに用いられる。特にヘマトクリット値が増大するに従い、コントロールユニット２４によって、洗浄溶液１８の流量、流入血の流量、及びセパレータ６の回転速度が低減し、かつエリスロサイト画分の流量が増大する。

【0047】

セパレータ６の分離チャンバ１６において、血液に対して第１の分離段階を行う。セパレータ６の回転速度はセンサ２２によって流入血について求められるヘマトクリットに応じて異なる。この段階では、血液はおよそ８０％のヘマトクリットまで濃縮される。血漿、脂肪、残屑、抗凝固剤又は損傷細胞は第２の排出システム１４を介して洗い出され、第２の排出システム１４のリザーバ１４ａに収集される。

【0048】

続く洗浄段階では、濃縮血に存在するエリスロサイトを再懸濁するために、洗浄溶液１８を分離チャンバ１６に添加する。残存する血漿、脂肪、残屑、抗凝固剤又は損傷細胞は第２の排出システム１４を介して洗い出される。

【0049】

洗浄段階の後、部分的に処理した血液に対して第２の分離段階を行い、その間に洗浄溶液１８が遠心分離により洗い出される。エリスロサイトは６０％〜６５％のヘマトクリットとなり、エリスロサイト画分は第１の排出システム１２を介して切り離され、第１の排出システム１２のリザーバ１２ａに収集される。

【0050】

任意に、エリスロサイト画分のヘマトクリットはセパレータ６とリザーバ１２ａとの間に位置する第２のセンサ２２’により求めることができる。エリスロサイト画分のヘマトクリット値は情報の役割を果たすことができる。加えて、エリスロサイト画分のヘマトクリット（又はヘマトクリットに関連する物理パラメータ）は、コントロールユニット２４を用いてデバイスの１つ又は複数のプロセスパラメータを制御するのに用いることができる。

【0051】

生成物濃度の細胞を含む生成物液体媒体が得られるように初期濃度の細胞を含む初期液体媒体を処理するデバイス及び方法を例示的に、血液を初期液体媒体、及びそのエリスロサイト画分を生成物液体媒体として説明してきたが、上記のデバイス及び方法はこれらの物質に限定されない。それらのデバイス及び方法は、栄養液から幹細胞を分離するのに、又は血液からエリスロサイト以外の細胞血液成分を分離するのに、又は互いに異なる細胞型を分離するのにも利用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】