Σύγχρονες τεχνολογίες στη διαδικασία θεραπευτικής αφαίρεσης

Αθανάσιος Νούσης Νοσηλευτής MSc, PhD

ΠΓΝΑ «Γ. ΓΕΝΝΗΜΑΤΑΣ» ΜΟΝΑΔΑ ΤΕΧΝΗΤΟΥ ΝΕΦΡΟΥ

Ορισμός Η θεραπευτική αιμαφαίρεση επιτυγχάνεται με την

εφαρμογή ενός συνόλου θεραπευτικών μεθόδων κατά τις οποίες το αίμα αφαιρείται και στη συνέχεια επιστρέφεται στον ασθενή αφού πρώτα έχουν απομακρυνθεί παθογόνες ουσίες.

Μέθοδοι πλασμαφαίρεσης

•Διαχωρισμός πλάσματος μέσω της φυγοκέντρισης

Φυγόκεντρος

•Διαχωρισμός πλάσματος μέσω φίλτρου

Διήθηση

Διαχωρισμός πλάσματος

Παραλλαγές μεθόδου θεραπευτικής αφαίρεσης με φίλτρο

Plasma Exchange (PE)

Double Filtration Plasmapheresis 　

Plasma Adsorption (PA)

Leukocytapheresis (LCAP)(DFPP)

Παραλλαγές και φίλτρα

Modality Plasma SeparatorPlasma Component

Separator / Adsorption Column

PE

DFPP

PA

LCAP

Plasmaflo OP

Cascadeflo EC

Immusorba PH, TR

Cellsorba EX

PlasorbaBR

Στόχοι των παραλλαγών της πλασμαφαίρεσης

10-4 10-3 10-2 10-1 1 10

Plasma protein

H2OCl-, K+

OH-, OH3+

Glucose

Bilirubin

Albuminγ-globulin

Platelet

Erythrocyte

LeukocyteLDL

Diameter (micrometer)

IgMIgG

PE

DFPP

PA(TR/PH)PA

(BR)

LCAP

Μέθοδος ανταλλαγής πλάσματος Plasma Exchange (PE)

Μηχανισμός διαχωρισμού πλάσματος με τη χρήση μεμβράνης

Μοριακό βάρος ουσιών

Size of Blood Component

DiscardedPlasma separator

10-4 10-3 10-2 10-1 1 10

Plasma protein

H2OCl-, K+

OH-, OH3+

Glucose

Bilirubin

Albuminγ-globulin

Platelet

ErythrocyteLDL

Permeation range

Diameter (micrometer)

IgMIgG Leukocyte

Specification Plasmaflo OP

Series

OP-02W (L)

OP-05W (L)

OP-08W (L)

Hollow Fiber Polyethylene + EVAL Coating

Inside Diameter 330 micron

Wall Thickness 50 micron

Pore Size 0.3 micronEffective

Surface Area0.2 m2 0.5 m2 0.8 m2

Priming Volume

25 mL 55 mL 80 mL

Effective Length

160 mm

220 mm

220 mm

Filling Solution Saline

Sterilization Method Gamma Irradiation

Pore Distribution Plasmaflo OP Series

Hirata et al. Ther Apher Dial. 2003;7:64-8.

Treatment Conditions

Range

Amount of priming solution

1 liter or more of heparinized saline solution with 4,000 units of sodium heparin added

Typical Blood flow rate (QB) 100-150 ml/min

Plasma separation rate (Qf) no more than 1/3 of QB

TMP range below 60mmHg (13.3kPa)

Anticoagulation

Heparin

No clinical trials have been performed with the use of citrates as the sole anticoagulants

Plasmaflo OP-05W(A) Instruction for use

Comparison

Membrane separation Centrifugation

Location Nephrology, Neurology

Hematology, Blood banks

Anti-coagulation Heparin Citrate

Differences Cell free plasma Cell collection possible

Efficiency for plasma protein removal Equal

Mechanism of separation

Size : filtration

Density : centrifugal force

Advantage and Disadvantage

Membrane separation Centrifugation

Advantage

Lower Platelet loss

Compact, portable machine

Can be used to prepare cell subsets

Disadvantage

No collection of cell fractions

Reactions to membrane

Possible cell/platelet loss

Reactions to Citrate anticoagulant

Expensive and nonportable machine

Πλασμαφαίρεση διπλού φιλτραρίσματος (DFPP)

Double Filtration Plasmapheresis

Ο όγκος του πλάσματος που προέκυψε από το πρώτο φίλτρο (διαχωριστή), διέρχεται από το δεύτερο φίλτρο με τη βοήθεια αντλίας πλάσματος.

Το δεύτερο φίλτρο – μεμβράνη, επιλεκτικά διαχωρίζει τα παθογόνα στοιχεία από το πλάσμα.

Το φιλτραρισμένο πλάσμα επιστρέφεται στον ασθενή διαμέσου του κυκλώματος αίματος.

Παθογόνα στοιχεία και και μια ποσότητα πλάσματος, απομακρύνονται.

Plasma componentsseparator

Whole blood from a patient

Separated plasma

Blood returned to the patient

Plasma separator

Purified plasma

Discarded

Double Filtration Plasmapheresis

Plasma component separator Discarded

10-4 10-3 10-2 10-1 1 10

Plasma protein

H2OCl-, K+

OH-, OH3+

Glucose

Bilirubin

Albuminγ-globulin

Platelet

Erythrocyte

LeukocyteLDL

Diameter (micrometer)

IgMIgG

Plasma separator

Cascadeflo EC Series

EC-20W EC-30W EC-40W EC-50W

Specifications Cascadeflo EC SeriesEC-20W EC-30W EC-40W EC-50W

Hollow fiber Material Ethylene vinyl alcohol copolymer Inside diameter 175μm Wall thickness 40μm Surface area 2.0m2

Pore size (estimated) 0.01μm 0.02μm 0.03μm 0.03μm Priming volume 150mL

Container Material Polycarbonate

Dimension 280 mm L x 57 mm D

Sterilization Gamma-ray

EC-50W has larger pore size than EC-40W, although when pore size is expressed to two places of decimals by half adjust, pore size of EC-40W and EC-50W are same as 0.3μm.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Alb IgG IgM TP Fib HDL LDL TC

Siev

ing

Coef

ficie

nts

EC-20WEC-30WEC-40WEC-50W

In-vivo dataReturn to patient

Discarded

Sieving Coefficient (SC)

Indication Choice

ABO/HLA-incompatible kidney transplantationABO/HLA-incompatible liver transplantationAntibody mediated rejection (AMR)

EC-20W, 30W

Pemphigus, Pemphigoid EC-30W

Neurological diseases(e.g., MG, GBS, CIDP, MS)Systemic lupus erythematosus (SLE), Rheumatoid arthritis

EC-30W

Microcirculation Disorders ER-4000

Familial hypercholesterolemia EC-50W

Choice of cascade filter

Type of Cascadeflo EC/ER Substitution fluid

EC-20W Discard 10 to 20% of processed plasma volume

Substitution with albumin solution (5 to 12.5%)

EC-30W

ER-4000, EC-40W

No or saline solutionEC-50W

Replacement Fluid

Treatment Conditions

Range

QB Normal range of blood flow rate: 50 - 150mL/min.

Qp Plasma flow rate of corresponding blood flow rate:10–50mL/min.

TMP2 Monitor the transmembrane pressure. The maximum allowable pressure is 66.6 kPa (500 mmHg)*.

WarningPatients receiving treatment with ACE inhibitors may be at higher risk of anaphylactoid reactions, and consideration should be given to withholding treatment for 1-2 days prior to each procedure.

Contra-indication

There is no specific contraindication for this product. Any contraindications for general plasma-exchange therapy must be applied. This product must be used only under the directions of the attending physician.

Cascadeflo EC Instruction for use

* Asahi’s recommendation: To maintain TMP2 less than 300 mmHg

Προσρόφηση πλάσματος (PA)

Purified Plasma

Plasma Adsorption

Plasma Separator

Blood Returned to Patient

AdsorptionColumn

NoReplacement

Fluid Required

Separated Plasma

Whole Blood from Patient

Ο όγκος πλάσματος που προέκυψε από το πρώτο φίλτρο (διαχωριστή), διέρχεται από το δεύτερο φίλτρο (προσροφητή) με τη βοήθεια αντλίας πλάσματος. Στη συνέχεια τα παθογόνα στοιχεία του πλάσματος έρχονται σε επαφή με το υλικό του προσροφητή. Εκλεκτικά προσροφόνται τα παθογόνα στοιχεία του πλάσματος. Το πλάσμα επιστρέφει στο αιματικό κύκλωμα και στη συνέχεια στην κυκλοφορία του ασθενή.

Μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα των μεθόδων πλασμαφαίρεσης

Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα

PE Απομάκρυνση του συνόλου του όγκου πλάσματος.

Μεγάλος όγκος υποκατάστασης, με ότι αυτό συνεπάγεται.

DFPP Μειωμένη ή καθόλου ανάγκη υποκατάστασης.

Λιγότερο στοχευμένη απομάκρυνση παθογόνων ουσιών από την PA.

PA Δεν υπάρχει η ανάγκη υποκατάστασης.

Έως 2 Ltr. όγκου πλάσματος /συνεδρία.

Immusorba TR & PH

Tryptophan (TR)

Phenylalanine (PH)

Immusorba TR & PH

Μηχανισμός προσρόφησης

+

Pathog

ens

Hydrophobic Interaction

Ionic Interaction

Immusorba TR & PH

TR-350 (L) PH-350 (L)

Adsorbent Tryptophan on PVA gel

Phenylalanine on PVA gel

Adsorbent Volume 350 mL 350 mL

Filling Solution 0.01% aqueous sodium pyrosulfite Saline

Priming Volume 300 mL 300 mL

Sterilization Method Autoclave Autoclave

Major ApplicationsMG, GBS, CIDP,

MSMS, GBS, CIDP,

MRA, SLE

Immusorba TR & PH : Specification

Specifications and Major Applications

Target Substances

Disease TR PH Target Substances

Malignant rheumatoid arthritis (MRA) - O

Rheumatoid factor,Immune complex

Systemic lupus erythematosus (SLE) - O

Anti-DNA antibody,Immune complex

Myasthenia gravis (MG) O - Anti-acetylcholine receptor antibody

Guillain-Barré syndrome (GBS) O O (Anti-ganglioside antibody)

Chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy (CIDP)

O O(Anti-myelin associated

glycoprotein /Anti-sulfated glucuronyl paragloboside antibody)

Multiple sclerosis (MS) O O Demyelinating factors,Autoantibodies

O: Reimbursed Diseases in Japan

Treatment Conditions

Range

Qp the plasma flow rate must be maintained below 20 ml/min. If the plasma flow rate exceeds 20 ml/min, a drop in blood pressure may occur.

ACE Inhibitor Simultaneous treatment with ACE inhibitor and the Immusorba must be avoided.

Microparticle filter

The microparticle filter contains a plasticizer (di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP)) which may elute in the fluid.

FibrinogenThe Immusorba TR-350(L) adsorbs fibrinogen, possibly affecting the patient’s coagulation system. The patient’s fibrinogen level must be carefully monitored if the patient is repeatedly treated with the Immusorba TR-350(L) in a short period of time.

Immusorba Instruction for use

Plasma volume

Plasma volume capacity: 2,000 mL

Θεραπεία ηπατικών παθήσεων (PA)

Plasorba BR

Χαρακτηριστικά

– Επιλεκτική προσρόφηση χολερυθρίνης και χολικού οξέως του πλάσματος.

– Θεραπεία ηπατικής νόσου. – Δεν χρειάζεται υγρό υποκατάστασης.

Χολερυθρίνη

Χολικό οξύ

Συμπολυμερές στυρενίου/διβινυλοβενζολίου

Plasorba BR

Specifications and Major Applications

BR-350 (L)Adsorbent Styrene divinylbenzene copolymer

Adsorbent Volume 350 mL

Filling Solution Saline

Priming Volume 130 mL

Sterilization Method Autoclave

Major Applications

Fulminant Hepatitis Postoperative Hepatic Failure

Primary Biliary Cirrhosis Hyperbilirubinemia

Plasorba BR: Specification

Adsorption Rate of Plasma Components (in vitro)

0

20

40

60

80

100

TotalBilirubin

DirectBilirubin

Total BileAcids

TotalProtein

Albumin

Ads

orpt

ion

Rat

e (%

) (N=6)

In-house Data

Plasorba BR

Treatment Conditions

Range

Qf the plasma flow rate must be maintained below 30 ml/min.

HeparinHeparin is readily adsorbed by the Plasorba BR and clogging may occur during treatment with the Plasorba BR. Ensure that the arterial and venous pressure are constantly monitored.

particle removal filter

The particle removal filter contains a plasticizer (di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP)) which may elute in the fluid.

Plasorba BR Instruction for use

Leukocytapheresis (LCAP)

Cellsorba EX

Main FilterFiber diameter: 0.8 to 2.8 µm

Pre-filter

Picture of Cellsorba EX Blood Flow Cross-section of filter

Specifications

Items Cellsorba EXFilter material Polyethylene telephthalate

Column dimension 200L x 45D

Priming volume (mL) 170

Filling solution Sterile water containing sodium pyrosulfite and sodium carbonate

Sterilization method Gamma-ray

Anticoagulant ACD-A, Heparin

Indication Ulcerative colitis (UC), Cronhn’s disease (CD)

Scheme of LCAP Treatment

PlasautoS and its tubing sets

CRRT and Apheresis