Фильтр для лейкофильтрации донорской крови и ее компонентов Российский патент 2024 года по МПК A61M1/34 B01D39/04 

Изобретение относится к производству нетканых полимерных материалов медицинского назначения и может быть использовано для лейкофильтрации гемотрансфузионных сред.

Лейкофильтрация - это признанный во всем мире способ повышения безопасности донорской переливаемой крови. С наличием лейкоцитов в крови ассоциируются основные иммунологические и неиммунологические посттрансфузионные реакции и осложнения. Иммунологический эффект донорских лейкоцитов проявляется в увеличении частоты послеоперационных бактериальных инфекций (пневмоний, абсцессов, нагноения ран), в лейкоцитах присутствуют вирусы гепатитов В и С, ВИЧ-инфекций, сифилиса, цитомега невирусной инфекции.

Неблагоприятных клинических проявлений, связанных с наличием в гемотрансфузионных средах большой примеси лейкоцитов, можно избежать, удаляя лейкоциты согласно принятым международным стандартам безопасности до остаточного количества - 1·10⁶ в дозе (450 мл).

Сложность создания фильтровальных комплектов для фильтрации гемотрансфузионных сред, состоящих из различных фильтрматериалов, заключается в том, что фильтрматериалы, задерживая лейкоциты, должны пропускать другие клетки крови без их разрушения.

Известен модуль очистки крови, являющийся фильтром для лейкофильтрации, состоящий из нескольких слоев пористой мембраны, которая содержит гидрофильный полимер с содержанием по меньшей мере 0,5% по массе и вплоть до 8% по массе, в которой поры, формируемые на одной поверхности, отвечают следующим условиям (A) и (B): (A) усредненное соотношение большого диаметра и малого диаметра пор составляет по меньшей мере 3, и (B) усредненный малый диаметр пор составляет по меньшей мере 5 нм и вплоть до 20 нм и стандартное отклонение составляет вплоть до 4 нм, в которой поры, формируемые на другой поверхности, отвечают следующим условиям (C) и (D): (C) усредненное соотношение большого диаметра и малого диаметра пор составляет по меньшей мере 1,5, и (D) усредненный малый диаметр пор составляет по меньшей мере 0,2 мкм и вплоть до 0,6 мкм, где пористость поверхности, формируемой с порами, отвечающими условиям (A) и (B), составляет по меньшей мере 1% и вплоть до 10%; мембрана представляет собой мембрану из полых волокон; поверхность, которая имеет поры, отвечающие условиям (А) и (В), является внутренней поверхностью. 

(Патент РФ № 2667068, МПК А61М 1/18, опубл. 14.09.2018, Бюл. № 26)

Известен также фильтр для лейкофильтрации, содержащий три фильтрэлемента из слоев нетканых волокнистых материалов и дополнительный опорный фильтрэлемент из ситовой полиэфирной ткани полотняного переплетения для фильтрации мелких механических включений, расположенный последним по ходу фильтрования. Первый по ходу фильтрования фильтрэлемент выполнен из смеси полиэфирных волокон разной линейной плотности 0,33-1,0 текс с поверхностной плотностью 80-200 г/м²; второй фильтрэлемент - из смеси полиэфирных волокон линейной плотности 0,11-0,17 текс и тонкофиламентного целлюлозного волокна линейной плотности 0,040-0,13 текс при их соотношении 30-60:40-70; третий фильтрэлемент выполнен из гидрофилизированного полисульфонового волокна. В качестве второго фильтрэлемента может быть использовано гидрофилизированное полисульфоновое волокно с гидродинамическим диаметром 2,0-3,0 мкм.

(Патент РФ № 2513858, МПК B01D 39/04, опубл. 20.04.2014 г., Бюл. № 11).

Недостатки известных способов заключаются в следующем:

Наличие в прототипе нескольких слоев фильтрующего элемента, производимых по разной технологии, ведет к значительному удорожанию лейкоцитарного фильтра в целом. При производстве возникает сложная технология сборки фильтрующего элемента. Наличие гидрофильных пропиток усложняет процесс изготовления средних слоев материала, возникает необходимость выведения избыточной влаги из фильтрующих слоев, наличие влаги усложняет процесс последующей стерилизации медицинского изделия. Большое количество слоев ведет к большой объемной потере компонентов крови из-за гидрофильных свойств фильтрующего материала.

Задачей изобретения является создание более дешевого, надежного, технологичного, отечественного фильтра для лейкофильтрации донорской крови, позволяющего регулировать электретные свойства фильтра разных компонентов донорской крови; снизить трудоемкость производства фильтрующей мембраны и значительно упростить технологию сборки фильтра; снизить количество крови и ее компонентов после фильтрации в гидрофильных слоях мембран за счет меньшего объема фильтрующих мембран.

Технический результат заключается в снижении трудоемкости производства фильтрующей мембраны и упрощение технологии сборки фильтра.

Это достигается тем, что в заявляемом фильтре для лейкофильтрации донорской крови и ее компонентов, содержащем слои фильтрующей мембраны, изготовленные из полимера методом электроформования, согласно изобретению, фильтр для лейкофильтрации состоит из 3 - 6 слоев однотипной фильтрующей мембраны с электростатическим зарядом, который формируют в процессе изготовления фильтрующей мембраны путем создания от 5 до 15 кВ разности потенциалов между распылителем и валиком в процессе подачи исходного материала.

Фильтр для лейкофильтрации донорской крови и ее компонентов состоит из 3 - 6 слоев однотипной фильтрующей мембраны. Фильтрующую мембрану изготавливают из полимера методом электроформования. На установку электроспининга подают исходный материал в виде раствора ацетата целлюлозы. Раствор предварительно нагревается и попадает в распылители-форсунки, направленные на охлаждаемый валик. Для того чтобы материал приклеивался к холодному валику между распылителем и валиком подают от 5 до 15 кВ разность потенциалов с помощью высоковольтного источника питания. Из разогретого материала испаряются растворители и происходит отвердевание полимера на валике, таким образом формируется нетканый материал. Скоростью вращения валика определяют толщину и плотность нетканого фильтрующего материала, а скоростью подачи материала на распылители регулируют толщину волокон и расстояние между нитями фильтровального материала таким образом, чтобы среднее расстояние между нитями ткани составляло 20-40 мкм, что позволяет беспрепятственно проходить всем клеточным компонентам через фильтрующую мембрану. За счет этого ткань в процессе изготовления получает положительный статический заряд. Учитывая, что лейкоциты имеют самый высокий положительный мембранный потенциал (потенциáл Нéрнста), лейкофильтрация происходит за счет притяжения разноименных зарядов. В процессе фильтрации лейкоциты воспринимают заряженные нити фильтра как патоген и обволакивают нити. Пропускание крови через 3 - 6 слоев позволяет уменьшить концентрацию лейкоцитов не менее чем в 1-10⁶ раз.

Фильтрующие мембраны укладываются в пластиковый корпус из медицинского пластика, обеспечивающий герметичность конструкции.

Пример 1

На установку электроспининга подали исходный материал в виде раствора ацетата целлюлозы. Нагретый раствор из распылителя-форсунки подавали на охлаждаемый валик. Для того чтобы материал приклеивался к холодному валику между распылителем и валиком установили разность потенциалов 12 кВ с помощью высоковольтного источника питания. Скорость вращения валика установили на значение 1,4 об/мин, чтобы получить плотность 25 г/м² нетканого фильтрующего материала. Толщина волокон и расстояние между нитями 20 мкм фильтрующей мембраны была достигнута при скорости подачи материала на распылители 110 мл/мин. 

Пример 2.

На установку электроспининга подали исходный материал в виде раствора ацетата целлюлозы. Нагретый раствор из распылителя-форсунки подавали на охлаждаемый валик. Для того чтобы материал приклеивался к холодному валику между распылителем и валиком установили разность потенциалов 9 кВ с помощью высоковольтного источника питания. Скорость вращения валика установили на значение 0,9 об/мин, чтобы получить  плотность 120 г/м² нетканого фильтрующего материала. Толщина волокон 2 мкм и расстояние между нитями 30 мкм фильтрующей мембраны была достигнута при скорости подачи материала на распылители 80 мл/мин.

Пример 3.

На установку электроспининга подали исходный материал в виде раствора ацетата целлюлозы. Нагретый раствор из распылителя-форсунки подавали на охлаждаемый валик. Для того чтобы материал приклеивался к холодному валику между распылителем и валиком установили разность потенциалов 15 кВ с помощью высоковольтного источника питания. Скорость вращения валика установили на значение 1,5 об/мин, чтобы получить плотность 100 г/м² нетканого фильтрующего материала. Толщина волокон 15 мкм и расстояние между нитями 40 мкм фильтрующей мембраны была достигнута при скорости подачи материала на распылители 110 мл/мин. 

Таким образом, заявляемый фильтр для лейкофильтрации обладает следующими преимуществами:

1. Технология производства позволяет изменять статический заряд нетканного фильтрующего материала за счет изменения уровня потенциала от распылителя до валика электроспининговой установки, что позволяет регулировать электретные свойства фильтра для разных компонентов донорской крови;

2. Значительно уменьшается количество слоев фильтрующего элемента за счет формирования электростатического заряда для фильтрования необходимо только 3 - 6 слоев нетканного материала;

3. Наличие только однотипного фильтрующего материала позволяет снизить трудоемкость производства и значительно упростить технологию сборки;

4. Фильтрация лейкоцитов происходит быстрее по времени за счет меньшего количества слоев и большего размера пор;

5. Меньшее количество крови и ее компонентов остается в фильтре после фильтрации в гидрофильных слоях мембран за счет меньшего объема фильтрующих мембран.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для лейкофильтрации гемотрансфузионных сред. Фильтр для лейкофильтрации донорской крови и ее компонентов содержит 3-6 слоев фильтрующей мембраны с электростатическим зарядом, изготовленной из полимера методом электроформования, и корпус из медицинского пластика, в который уложены слои фильтрующей мембраны. Плотность фильтрующей мембраны составляет от 25 до 120 г/м², расстояние между нитями - 20-40 мкм. Электростатический заряд сформирован при изготовлении фильтрующей мембраны путем создания разности потенциалов между распылителем и валиком установки для электроформования в диапазоне от 5 до 15 кВ в процессе подачи раствора полимера. Технический результат заключается в упрощении производства фильтрующей мембраны.

Фильтр для лейкофильтрации донорской крови и ее компонентов, содержащий слои фильтрующей мембраны, изготовленной из полимера методом электроформования, отличающийся тем, что фильтр для лейкофильтрации включает 3-6 слоев фильтрующей мембраны с электростатическим зарядом и корпус из медицинского пластика, в который уложены слои фильтрующей мембраны, при этом плотность фильтрующей мембраны составляет от 25 до 120 г/м², расстояние между нитями - 20-40 мкм, а электростатический заряд сформирован при изготовлении фильтрующей мембраны путем создания разности потенциалов между распылителем и валиком установки для электроформования в диапазоне от 5 до 15 кВ в процессе подачи раствора полимера.