JP7411581B2 - 真空容器による血液ガスサンプル安定化のための大気平衡真空 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年６月１４日に出願され「真空容器による血液ガスサンプル安定化のための大気平衡真空」と題された米国仮出願第６２／６８４，８００号からの優先権を主張し、その利益を主張する。

発明の背景
発明の分野
本発明は、一般に、収集装置と、生体液サンプルを収集するための大気平衡流体収集装置を作製する方法、より具体的には、血液ガス分析との関連で使用される真空血液収集チューブと一体化された血液サンプル収集装置、さらに具体的には、血液が標準的な動脈血液ガス（ＡＢＧ）シリンジに見られるサンプル大気圧分圧酸素と分圧二酸化炭素レベルとに晒されて、それによって収集中の血液ガスサンプル安定化をもたらすように「大気平衡真空」を利用して採血するように構成された血液サンプル収集装置、に関する。

１ｍＬ－３ｍＬのシリンジベースのプラットフォームが、血液ガスラボテスト用として一般的に受け入れられている。現在の血液ガス装置は、使用されるその充填方法に基づいて二つのカテゴリ、（１）プランジャ－ユーザ支援式と（２）ベント血圧支援式の中に入る。これらのシリンジ構成では、通常、血液サンプルの品質が診断装置における分析のために損なわれることのないように、エアパージ、キャッピング／シーリング、および抗凝固剤混合の工程を含むプロトコルにユーザが従うことを必要とする。複雑な多工程ワークフローに加えて、従来の血液収集シリンジは、エアバープ及びキャッピング手続き中の血液曝露の安全性リスクを大幅に高めるものである。

血液の少量のサンプルを収集し、サンプルの一部を、ポイントオブケアまたは患者に近い（ベッドサイド）検査装置などの、サンプルを分析することを目的または設計された装置に分配するための採血のための最近の装置が、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許番号第９，６４９，０６１号に開示されている。そこに開示されている血液サンプル収集装置は、本発明の譲受人であるＢｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ，ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙが所有するＢＤ Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）採血チューブなどの、真空容器内に組み込まれている。この装置を使用することによって、血液サンプル収集と、従来の自動採血を組み込んだポイントオブケアアプリケーションを施すことが可能となり、これは、曝露リスクを最小限に抑えながらの新規な収集サンプル分注機能を備えている。血液が従来式Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）チューブを満たすと、血液中に溶解しヘモグロビンに結合したガス組成物（Ｏ_２，Ｎ_２，ＣＯ_２）が各ガス混合物成分がそれ自身の分圧を有する前記チューブ内のガス混合物に晒される。ドルトンの分圧の法則によって示されるように、前記チューブ内の全圧は、個々のガスの分圧の合計である（Ｐｔｕｂｅ＝ＰＯ_２＋ＰＣＯ_２＋ＰＮ_２）である。ガスのこの基本的な特性によって、それぞれ３００ｍｍＨｇの従来の管真空圧が決定される。これに対して、通常の大気圧ガス組成は、大気圧で１６０ｍｍＨｇ、（海面で）７６０ｍｍＨｇの酸素分圧を持つ。この標準的な真空プロセスは、その後に血液ガスバイアスをもたらすことが可能なシリンジと比較して、従来式Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）チューブにおいて酸素と二酸化炭素との両方に関してより大きな分圧勾配（ΔＰ）に血液を晒す環境を作り出す。その結果、真空チューブ中の未溶解ガスと血液中に溶解したガスとの間の平衡によって測定される、ガスの溶液（血液）からの流出をもたらしうる。

当該技術において、従来の採血セットを使用した血液真空取り入れ中に血液ガスのバイアスを低減し安定した血液ガスレベルを可能にする大気平衡真空チューブ構造が求められている。又、当該技術においては、プラスチックチューブを通るガス透過速度を低下させることによってより優れた真空貯蔵寿命を提供する、大気平衡真空チューブ構造も求められている。更に、当該技術においては、プラスチックチューブを通るガス透過速度を低下させることによってより優れた真空貯蔵寿命を提供する真空血液収集チューブなどの、大気平衡従来標本収集容器も求められている。

発明の概要
本開示の動脈血ガス（ＡＢＧ）大気平衡真空チューブの主な利点は、従来の（ＡＢＧ）シリンジ血液収集セットに関連する血液収集ワークフローステップおよび血液曝露の両方の削減である。本開示の装置は、真空吸引法を使用して、空気を含まない固定最大血液サンプル中で抗凝固剤を均一に混合することにより、単純化されたユーザーワークフローを提供する。先端キャップの固定位置にプラグ部材が配置される。このプラグ部材は、通気性と液体不透過性があり、それによって、装置が充填し、その後、血液と接触するときにシールオフ（密封）することによって、空気がパージされることを可能にする。本開示のこの大気平衡真空構成は、真空チューブからのディスペンサー構成要素の除去を可能にし、これによって、診断器具カートリッジへの制御されたサンプルディスペンサ、又は血液ガス診断ポートのプローブによる、および／または、プローブを介した吸引を可能にする。

一態様によれば、本発明は、生体液サンプルを受けるための収集モジュールと、開放端および閉鎖端を備えその内部に前記収集モジュールを収納する真空容器と、前記真空容器の前記開放端を閉鎖するためのクロージャ（閉鎖部）とを有する生体液収集装置を含む。前記真空容器は、当該真空容器の外側の大気のガス組成に実質的に等しいガス組成を有する。

前記真空容器内の前記ガス組成は、酸素、窒素、および二酸化炭素を含む。前記真空容器内に位置する前記ガス組成中の酸素は、当該真空容器の外側の大気中の酸素の分圧に実質的に等しい分圧を有することができる。前記真空容器内に位置する前記ガス組成中の二酸化炭素も、当該真空容器の外側の大気中の二酸化炭素の分圧に実質的に等しい分圧を有することができる。

一実施形態によれば、前記ガス組成は、約５５％の酸素、約４３％の窒素、および約０．１％の二酸化炭素を含みうる。前記真空容器は、３００ｍｍＨｇの全圧を有することができ、前記真空容器内の前記ガス組成中の酸素は、約１６０ｍｍＨｇの分圧を有することができる。別の実施形態によれば、前記真空容器は、３００ｍｍＨｇの全圧を有することができ、前記真空容器内の前記ガス組成中の二酸化炭素は、約０．３ｍｍＨｇの分圧を有することができる。さらに別の実施形態によれば、前記真空容器は３００ｍｍＨｇの全圧を有することができ、前記真空容器内の前記ガス組成中の酸素は約１６０ｍｍＨｇの分圧を有することができ、前記真空容器内のガス組成中の二酸化炭素は約０．３ｍｍＨｇの分圧を有することができる。前記真空容器の外側の大気の全圧は約７６０ｍｍＨｇ（温度と高度に依存）であり、前記外気のガス組成中の酸素の分圧は約１６０ｍｍＨｇであり、前記外気のガス組成中の二酸化炭素は約０．３ｍｍＨｇの分圧を有する。

前記収集モジュールは、サンプル導入開口部を有する第１の端部と、サンプル分配開口部を有する第２の端部と、前記サンプル導入開口部と前記サンプル分配開口部との間に延出する通路と、前記ハウジングの前記第２の端部を覆う多孔質プラグ、とを備えることができる。前記クロージャは、前記収集モジュールの前記サンプル導入開口部を閉じるように構成され、かつ、当該クロージャは、貫通可能なセルフシールストッパを含むことができる。前記多孔質プラグは、生体液サンプルがそれを通過するのを防ぎながら、空気が前記収集モジュールの前記通路を通過することが可能であるように構成することができる。

別の態様によれば、本発明は、生体液サンプルを受け入れるための収集モジュールと、その中に収集モジュールを収納する真空容器と、当該真空容器の開放端を閉じるためのクロージャ、とを有する生体液収集装置を含み、ここで前記真空容器は、当該真空容器の外側の大気圧７６０ｍｍＨｇの空気中の酸素分圧と実質的に等しいか、より大きい分圧を有する濃縮酸素含有率を有するガス組成を有する。別の構成では、様々な高度によって７６０ｍｍＨｇ未満の異なる空気圧を利用可能とすることが考えられる。

前記真空容器は、約３００ｍｍＨｇの圧力を有することができ、前記真空容器内の酸素の分圧は、約１６０ｍｍＨｇである。前記ガス組成は、二酸化炭素および窒素を含むことができ、前記真空容器内の二酸化炭素の分圧は、約０．３ｍｍＨｇとすることができ、前記真空容器内の窒素は約１４０ｍｍＨｇとすることができる。

一実施例によれば、前記真空容器は、約３００ｍｍＨｇの圧力を有し、前記真空容器内の酸素分圧は１６０ｍｍＨｇを超える。前記ガス組成は、約５５％の酸素を含むことができる。前記ガス組成は、更に、約４３％の窒素および約０．１％の二酸化炭素を含むことができる。

更に別の態様によれば、大気平衡流体収集装置を作製する方法は、開放端および閉鎖端を備えるとともにチャンバを形成する容器を提供する工程と、前記チャンバ内からガスの大部分を除去するべく前記容器内に真空を引く工程と、前記真空容器の外側の大気のガス組成に等しくなるべくつり合わされた（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｅｄ）ガス組成によって前記チャンバをバックパージする工程、ここで、前記チャンバの前記バックパージは、前記容器内において所定の真空圧が達成させるまで行われる、そして、前記容器の前記開放端を閉じる工程、を含む。

前記容器内の前記所定分圧は、３００ｍｍＨｇであり、前記ガス組成は、約１６０ｍｍＨｇの分圧を有する約５３．３％の酸素を含む。

前記方法は、更に、前記容器内に流体収集モジュールを配置する工程を含み、ここで前記流体収集モジュールは、サンプル導入開口部を有する第１の端部と、サンプル分配開口部を有する第２の端部と、前記サンプル導入開口部と前記サンプル分配開口部との間に延出する通路と、前記ハウジングの前記第２端部を覆う多孔質プラグとを有する。前記多孔質プラグは、生体液サンプルが通過するのを防ぎながら、空気が前記収集モジュールの前記通路を通過することを可能にするように構成されている。

本開示の上記および他の特徴および利点、ならびにそれらを達成する方法は、添付の図面との関連で本開示の実施例の以下の説明を参照することによってより明らかとなり、そして本開示そのものがよく理解されるであろう。ここで、
図１は、本開示の一態様による、外側ハウジング内に配置された収集モジュールを有する生体液収集装置の正面斜視図である。 図２は、本開示の一態様による、図１の生体液収集装置の部分断面側面図である。 図３Ａは、図１及び図２の拡大一部断面側面図であって、本開示の一態様による、前記液体収集チャンバを閉鎖する多孔質プラグを示している。 図３Ｂは、図１及び図２の拡大一部断面側面図であって、本開示の一態様による、前記液体収集チャンバを閉鎖する多孔質プラグを示している。 図４Ａは、当該技術において知られている原理による、従来式Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）チューブ内で標準的真空プロセスを使用する血液ガス真空バイアスを示す略図である。 図４Ｂは、当該技術において知られている原理による、従来式Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）チューブ内で標準的真空プロセスを使用する血液ガス真空バイアスを示す略図である。 図５Ａは、本開示による、前記真空チューブ、及び大気平衡真空チューブを形成する方法を示す概略図である。 図５Ｂは、本開示による、前記真空チューブ、及び大気平衡真空チューブを形成する方法を示す概略図である。 図５Ｃは、本開示による、前記真空チューブ、及び大気平衡真空チューブを形成する方法を示す概略図である。 図５Ｄは、本開示による、前記真空チューブ、及び大気平衡真空チューブを形成する方法を示す概略図である。 図６は、本開示の一態様による真空チューブ貯蔵寿命の原理を示す概略図である。 図７Ａは、本開示の態様による、テスト装置への血液ガスサンプルの分注の斜視図である。 図７Ｂは、本開示の態様による、テスト装置への血液ガスサンプルの分注の斜視図である。 図８は、本開示の発明による酸素戻し充填チューブと、非戻し充填チューブとの、時間に対するチューブ圧力を示すグラフである。 図９は、本開示による１０ｍＬ１６Ｘ１２５酸素戻し充填チューブと、１０ｍＬ１６Ｘ１２５非戻し充填チューブとの時間に対する吸引容量百分率損失を示すグラフである。 図１０は、本開示による１０ｍＬ１６Ｘ１００酸素戻し充填チューブと、１０ｍＬ１６Ｘ１００非戻し充填チューブとの時間に対する吸引容量百分率損失を示すグラフである。 図１１は、本開示による５ｍＬ１３Ｘ１００酸素戻し充填チューブと、５ｍＬ１３Ｘ１００非戻し充填チューブとの時間に対する吸引容量百分率損失を示すグラフである。 図１２は、本開示による２ｍＬ１３Ｘ７５酸素戻し充填チューブと、２ｍＬ１３Ｘ７５非戻し充填チューブとの時間に対する吸引容量百分率損失を示すグラフである。 図１３は、本開示による１ｍＬ１３Ｘ７５酸素戻し充填チューブと、１ｍＬ１３Ｘ７５非戻し充填チューブとの時間に対する吸引容量百分率損失を示すグラフである。

複数の図面を通じて対応の参照符号が対応する部分を示している。本明細書の例示は、本開示の実施態様を例示するものであり、そのような例示は本開示の範囲をいかようにも限定するものと解釈されてはならない。
発明の説明

以下の説明は、当業者が本発明を実施するために勘案される記載された実施形態を作成および使用することを可能にするために提供される。しかしながら、様々な修正、均等物、変形、および代替物は、当業者には容易に明白なままである。そのような修正、変形、均等物、および代替物のすべては、本発明の要旨および範囲内に入ることが意図されている。

以下の説明の目的のために、用語「上」、「下」、「右」、「左」、「縦」、「水平」、「上」、「下」、「横」、「長手」、およびそれらの派生語は、その図面に示されている向きで本発明に関連するものとする。しかしながら、本発明は、特に銘記されない限り、代替のバリエーションおよび工程シーケンスを想定し得ることが理解されるべきである。添付の図面に示され、以下の明細書に記載されている特定の装置およびプロセスは、本発明の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本明細書に開示される実施形態に関連する特定の寸法および他の物理的特性は、限定的であると見なされるべきではない。

図１－２を参照すると、これらは、本開示の一態様による、外側ハウジングまたは真空容器３４内に配置された収集モジュール１０を有する、その全体を１で示す生体液収集装置を図示している。前記収集モジュール１０は、血液サンプルなどの生体液サンプルを受け入れるように構成され、図２に図示されているように、ハウジング１２、クロージャ１４、混合チャンバー１６、保持チャンバー１８、キャップ２６、そしてアクティベーション部材２２を有している。

一実施例において、前記ハウジング１２は、第１端部２４、第２端部２６、およびこれらの間に延出するとともに、前記ハウジング１２の前記第１端部２４と前記第２端部２６との間に流体連通を提供する通路２８、を有する。前記通路２８は、前記ハウジング１２の前記第１端部２４にあるサンプル導入開口部３０と、前記ハウジング１２の前記第２端部２６にあるサンプル分配開口部３２とを有する。前記混合チャンバ１６と前記保持チャンバ１８とは、前記通路２８と流体連通状態に設けられている。前記混合チャンバ１６と前記保持チャンバ１８とは、前記通路２８のサンプル導入開口部３０に導入された血液サンプルなどの生体液サンプルが、通路２８のサンプル分配開口部３２に到達する前に、最初に混合チャンバー１６を通過し、続いて、保持チャンバー１８を通過するように配置されている。これにより、前記血液サンプルを、安定化されたサンプルが保持チャンバー１８内に受け取られて保存される前に、前記混合チャンバー１６内に提供される抗凝固剤または他の添加剤と混合することができる。

前記混合チャンバ１６は、前記血液サンプルが前記通路２８を通って流れるときに、当該血液サンプルを抗凝固剤または血液安定剤などの別の添加剤と受動的に混合することを可能にする。前記混合チャンバー１６の内側部分は、血液サンプルが通路２８を通過するときに、それが当該血液サンプルを抗凝固剤またはその他の添加剤と混合することを提供する限り、任意の適切な構造又は形態とすることができる。前記混合チャンバー１６は、当該混合チャンバ１６上又は内に堆積されたヘパリンまたはＥＤＴＡなどの乾燥抗凝固剤を含み得る。前記混合チャンバー１６は、例えば、フロースルー混合および抗凝固剤の取り込みの有効性を促進するために、連続気泡発泡体のセル内に分散された乾燥抗凝固剤を含む連続気泡発泡体を含み得る。

前記混合チャンバー１６を通過した後、血液サンプルは、前記保持チャンバー１８に向けることができる。前記保持チャンバー１８は、所望の試験に必要な十分な量の血液、例えば５００ｍＬ以下、を貯蔵するために任意の適切な形状およびサイズとすることができる。図１および図２に示される実施形態では、前記保持チャンバ１８は、ハウジング１２の外側の周りに固定された弾性スリーブ４０との組み合わせで前記ハウジング１２の一部分によって形成される。前記弾性スリーブ４０は、前記ハウジング１２との液密シールを提供することができる、天然ゴムまたは合成ゴム、および他の適切なエラストマー材料を含むがこれらに限定されることのない、可撓性があり、および変形可能である任意の材料から作製され得る。

引き続き図１および２と、更に、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、多孔質またはベントプラグ４４が、前記ハウジング１２の第２端部２６に配置され、前記通路のサンプル分配開口部３２を塞ぐ。前記ベントプラグ４４の構造は、血液サンプルがそこを通過するのを防ぎながら、空気がそこを通過して収集モジュール１０から出るのを可能にするものであって、疎水性フィルターを含み得る。前記ベントプラグ４４は、前記通路２８の充填速度を微調整するために使用できる空気通過抵抗を選択したものである。前記プラグの多孔度を変えることによって、当該プラグ４４から流出する空気の速度、したがって、前記収集モジュール１０への血液サンプルの流れの速度を制御することができる。前記収集モジュール１０への血液サンプルの流速が速すぎると、溶血が起こり得る。前記採取モジュール１０への血液サンプルの流速が遅すぎると、サンプル収集時間が過剰になりうる。

クロージャ１４は、前記ハウジング１２の前記第１端部２４と係合して、前記通路２８をシールする。当該クロージャ１４は、血液サンプルをハウジング１２の通路２８に導入することを可能にし、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＨｏｍｅｇａｒｄ（ＴＭ）キャップなどの外側シールド３８を備える貫通可能なセルフシールストッパ３６を含み得る。前記クロージャ１４はまた、前記外側ハウジングまたは真空容器３４に固定する。前記真空容器３４は、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＶａｃｕｔａｎｅｒ（登録商標）採血チューブなどの任意の周知の真空含有採血チューブであり得ることが理解され得る。

次に、当該技術分野で知られている原理に従って、Ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ（登録商標）容器などの従来のまたは従来技術の真空容器１３４において標準的な真空プロセスを使用する血液ガス真空バイアスを概略的に示す図４Ａ－４Ｂを参照する。血液が従来式真空容器１３４を満たすと、その血液中に溶解し、血液中のヘモグロビンに結合したガス組成物（Ｏ_２、Ｎ_２、ＣＯ_２）が、各ガス混合物成分がそれぞれそれ自身の分圧を有する前記チューブ中のガス混合物に晒される。分圧のドルトンの法則によって示されるように、前記容器１３４内の全圧（Ｐ）は、個々のガスの分圧（Ｐ）の合計である（Ｐ_ｔｕｂｅ＝ＰＯ_２＋ＰＣＯ_２＋ＰＮ_２）。このガスの基本的性質によって、大気ガス組成物（２１％Ｏ_２，０．０４％ＣＯ_２及び７８％Ｎ_２）を使用する３００ｍｍＨｇの従来式チューブ真空圧によってそれぞれ６３，０.１２及び２３４ｍｍＨｇの分圧が得られることになる。これに対して、通常の大気ガス組成は、大気圧７６０ｍｍＨｇ（界面で）で１６０ｍｍＨｇの酸素分圧を有する。図４Ｂに図示されているように、グラフ１６０によって示されているように、標準真空プロセスは、その後に血液ガスのバイアスにつながる可能性のあるシリンジと比較して、血液を、従来式真空容器１３４内で酸素と二酸化炭素との両方についてより大きな分圧勾配（ΔＰ）に晒す環境を作り出す。ヘンリーの法則によれば、溶存ガスの量は気相の分圧に比例する。この平衡定数は、血液ガスの分圧がチューブ内のガスの分圧に正比例することを示す。その結果、上述したように、又、図４Ａで図示したように、前記従来式容器１３４内のガスは、真空容器内の未溶解ガスと血液中に溶解したガスとの間の前記平衡によって測定されるように、溶液（血液）から出ることになる。

次に本開示による前記大気平衡液体真空容器３４と当該大気平衡液体真空チューブ３４の製造方法とを概略図示する図５Ａ－５Ｄを参照すると、ここで、前記収集モジュール１０を含む、前記真空容器３４は、当該真空容器３４の外側の大気のガス組成に実質的に等しいガス組成を含む。提案される装置は、標準的な動脈血ガスＡＢＧシリンジ（現在の標準ケア）と同等の血液ガスサンプルを提供するべく、真空チャンバ内の酸素Ｏ_２と二酸化炭素ＣＯ_２の基本的分圧組成を、大気条件のそれにバランスさせる。これは、高真空が引かれ、その後、所望の最終真空レベルとＯ_２とＣＯ_２の分圧が達成されるまで、酸素Ｏ_２と二酸化炭素ＣＯ_２とが前記チャンバに戻し充填される真空アセンブリ手順を開発することによって達成された。このプロセスについて次に図５Ｃを参照して説明する。

ここに開示される装置と方法によって、血液サンプルが、真空チャンバ又は真空容器３４内に収集され、ここで、当該血液は、標準動脈血ガスシリンジに見られるのと同じ酸素の大気分圧（ＰＯ_２）及び二酸化炭素（ＰＣＯ_２）の分圧のレベルに晒され、これが血液サンプルを、図４Ｂのグラフに示されているように、正常な大気とその各ＰＯ_２及びＰＣＯ_２レベルに晒す。引き続き図５Ｃを参照すると、本開示の前記大気平衡容器３４を得る方法は、大気圧７６０ｍｍＨｇにあり、約６００ｍｍＨｇの窒素分圧ＰＮ_２と約１６０ｍｍＨｇの酸素分圧ＰＯ_２を有する約２１％の酸素と７９％の窒素との組成を含む、容器から始まる（工程１，５０）ことによって達成される。次に、チューブから高真空が引かれ（工程２，５２）、ここで前記ガスの大半が前記チャンバ１３４から取り除かれて、前記チューブは、約２０ｍｍＨｇの全圧となり、チューブの組成は、約４ｍｍＨｇの分圧ＰＯ_２を有する約２１％の酸素、Ｏ_２と約１６ｍｍＨｇの分圧ＰＮ_２を有する約７９％の窒素、Ｎ_２となる。Ｏ_２とＣＯ_２の大気分圧と一致する約３００ｍｍＨｇの所望の真空レベルに達するまで意図的につり合わされたＯ_２，Ｎ_２及びＣＯ_２のガス組成でチューブをバックパージして、図５Ｂに図示されているように、本開示の前記大気平衡真空チューブ３４を形成する最終工程（工程３，５４）において、ここで、前記チューブの前記組成は、約５５％の酸素（または約５３．３％のＯ_２と０．１％のＣＯ_２）と４６．７％の窒素であり、５３．３％の酸素の分圧ＰＯ_２は約１６０ｍｍＨｇ、４６．７％の窒素の分圧ＰＮ_２は約１４０ｍｍＨｇ、そして二酸化炭素ＣＯ_２の分圧は約０．３ｍｍＨｇである。前記チューブは、真空容器内の酸素の分圧が１６０ｍｍＨｇよりも高くなるようにバックバージすることが可能であると理解される。

図５Ｂに図示される、３００ｍｍＨｇの全圧を有する本開示の真空容器３４は、３００ｍｍＨｇの全圧と、２３４ｍｍＨｇの窒素の分圧ＰＮ_２と、６３ｍｍＨｇの酸素の分圧ＰＯ_２とを有する図４Ａ及び図５Ａに示される従来式真空容器１３４と異なる。図５Ｄに図示のグラフ６０に示されているように、ガス濃縮が行われた本発明の前記真空容器３４と、シリンジとの間で、酸素Ｏ_２の分圧勾配ΔＰは、実質的に類似している。

大気平衡分圧ＰＯ_２及びＰＣＯ_２真空チューブアーキテクチャによって、典型的な真空容器システムに基づく従来式血液収集セットを使用した血液真空取り込み中において安定した血液ガスレベルが可能となる。

従来技術の真空容器１３４における真空貯蔵寿命損失は、前記プラスチックチューブを通るガス透過によるものであって、これは、図６に図示されているように、プラスチックバリアでの大気圧および真空分圧勾配によって駆動される。酸素の透過係数は、典型的な真空チューブにおいて主に使用されるプラスチックであるポリエチレンテレタレート（ＰＥＴ）で一桁高いため、窒素は、真空損失に対して非常にわずかにしか寄与しない。大気平衡真空チューブアーキテクチャは、平衡されたＰＯ_２及びＰＣＯ_２勾配はガス透過の影響を受けないことから、より優れた真空貯蔵寿命を提供する。これは、その構成により、従来技術の容器１３４の内側と外側との間でＰＯ_２とＰＣＯ_２の圧力の間に差がないという事実によるものである。例えば、真空容器の外側の大気の全圧が７６０ｍｍＨｇである時、外気のガス組成中の酸素は約１６０ｍｍＨｇの分圧を有し、外気のガス組成中の二酸化炭素は約０．３ｍｍＨｇの分圧を有する。本開示の前記大気平衡真空チューブ３４においては、当該チューブ内のガス組成中の酸素も約１６０ｍｍＨｇの分圧を有し、当該チューブ内のガス組成中の二酸化炭素は約０．３ｍｍＨｇの分圧を有する。酸素の分圧ＰＯ_２と二酸化炭素の分圧ＰＣＯ_２とが前記チューブの内側と外側とで同じである（ホメオスタシス）ので、圧力交換がなくＯ_２とＣＯ_２からの真空損失が起こらない。このことは重要である。なぜなら、真空レベルが３００ｍｍＨｇである時に、酸素Ｏ_２と二酸化炭素ＣＯ_２とが、本開示の前記大気平衡真空容器３４内の全真空圧の５０％以上を構成するからである。チューブの内側と外側とでの窒素Ｎ_２の分圧の差は、大きく異なる可能性がある。すなわち、チューブ内の窒素の分圧ＰＮ_２は約１４０ｍｍＨｇであり、前記チューブの外部の大気内の窒素の分圧ＰＮ_２は約５９３ｍｍＨｇである。分圧のこの差によって、チューブ内の真空圧の窒素によるわずかな増加と、窒素は酸素に対して約１０倍低い浸透性を有することによるＮ_２のチューブ内への透過とが生じうる。ここで、ここに記載した前記大気平衡組成は、すべての従来式サンプル収集容器の貯蔵寿命を増大させるのに有用でありうることが銘記される。例えば、この大気平衡技術は、すべての種類の真空チューブを含む、プラスチック血液収集容器の貯蔵寿命を長くすることに有用でありうる。この出願は動脈血ガス用途に対して特に適用性を持つものではあるが、ここに記載の大気平衡技法は、すべての真空プラスチック容器に利用可能である。

長期間にわたって高酸素状態にさらされる患者は、５００ｍｍＨｇを超える可能性のある通常よりも高い酸素分圧を経験する可能性があることが理解できる。これらの条件下では、ガスは血漿中に非結合状態で強制的に溶解するが、その一部はまだヘモグロビンに結合している。血液ガス分析中、これらのサンプルは、血液が大気に晒された時に、血漿中の酸素は、分圧勾配と組み合わされた高い溶解ガス交換率を持っているため、通常の１５分のターンアラウンドタイム内でより高いバイアスレベルを示す可能性がある。高酸素（大気圧ＰＯ_２およびＰＣＯ_２と比較して）のＰＯ_２およびＰＣＯ_２レベルを前記真空チューブアーキテクチャで使用して、極端でバイアスの影響を受けにくい酸素療法製品の血液ガス安定性をさらに向上させることができる。その装置設計は、血液ガスレベルに積極的にバイアスをかけるのに必要な十分に高い表面積がないため、これはＡＢＧ血液ガス用途に適している。これは、従来のＡＢＧシリンジでは決して可能ではないであろう。

更に、図７Ａ及び７Ｂに図示されているように、本発明の前記装置は、事前設定された量の血液を使用することにより、血液サンプリング手順における空気汚染の実質的な低減または排除の改善を提供し、その結果、前記真空チューブから前記収集モジュール１０を取り外すと、サンプルを、ポイントオブケア（ＰｏＣ）カートリッジ７０、図７Ａ、又は、他のＡＢＧ診断機器ポート８０、図７Ｂ、へ吸引によって一貫して送達することができる。

図８は、Ｏ_２埋め戻しチューブ１８２と非埋め戻しチューブ１８４との時間に対するチューブ圧力変化（例えば、真空損失）のグラフ１８０を図示している。図示されているように、データは、５２％Ｏ_２埋め戻しチューブ１８２が、前記非埋め戻しチューブ１８４におけるよりもはるかにゆっくりした有利な圧力増加をもたらすことを予測している。テスト中、結果を検証するために真空血液収集チューブをテストした。最初のグループは、空気を除去し、その後チューブ内のガスの混合物が５２％酸素になるまで酸素ガスを埋め戻すことによって作成された。他のグループは、空気は除去して作成したが、空気の混合物は大気（例えば２１％Ｏ_２）から調節されなかった。これら二つの装置内の圧力を、１０か月の間に渡って、特定の間隔で比較した。グラフ１８０に点として示されている実験データは、性能が数学モデルと一致することを示している。したがって、本発明者らは、前記チューブ１８２を比較的高い百分率のＯ_２で埋め戻すことによって、当該チューブ１８２を通る全体的な透過速度を遅くすることによって貯蔵寿命が改善させることを発見した。

図９－図１３は、ここに開示の概念によって提供される異なるサイズのチューブ（例えば、それぞれ、１０ｍＬ１６ｘ１２５，１０ｍＬ１６ｘ１００，５ｍＬ１３ｘ１００，２ｍＬ１３ｘ７５，１ｍＬ１３ｘ７５）の貯蔵寿命の改善を更に示している。より具体的には、医師や看護師などの医療専門家が血液サンプルを収集するためのチューブを選択し、そのチューブが所定量の血液を収集できることを示している場合（たとえば、１０ｍＬチューブ）、その専門家はチューブが10mLの血液で満たされると予想し、チューブが１又は５ｍＬの血液しか収集できないと予想する場合、これは受け入れられない。それらが最初に真空化された時に、まだそれが取り込んだ量の２０％内をまだ引き込むことのできるチューブはまだ使用可能であることが一般に知られている。しかしながら、いったんチューブがその初期取り込み量の８０％未満を取り込んだ時は、それは、サンプルを採取する専門家によって使用可能であるとはみなされない。

図９－図１３は、テストされるチューブの透過性に起因する時間の関数としての引き込み量の異なるグラフ１９０，２００，２１０，２２０，２３０を示している。各プロットに示されているように、対応の非埋め戻しチューブ１９４，２０４，２１４，２２４，２３４と比較して、Ｏ_２埋め戻しチューブ１９２、２０２、２１２、２２２、２３２は、しきい値（例えば、臨界２０％閾値１９６，２０６，２１６，２２６，２３６、ここで、チューブはそれが最初に真空化された時にそれが取り込んだ量、本明細書では「貯蔵寿命」と呼ばれる、の２０％以内をまだ取り込むことができる）に達するまでに遥かに長い時間がかかることが判った。その結果、これは、前記Ｏ_２埋め戻しチューブ１９２，２０２，２１２，２２２，２３２の大幅に改善された貯蔵寿命に対応する。具体的には、容器が、１０ｍＬ１６ｘ１２５チューブ１９２、１０ｍＬ１６ｘ１００チューブ２０２，５ｍＬ１３ｘ１００チューブ２１２，２ｍＬ１３ｘ７５チューブ２２２、１ｍＬ１３ｘ７５チューブ２３２、のいずれかである場合、その容器は、それぞれ、少なくとも４５カ月、４０カ月、２７カ月、２７カ月、および３０カ月、そして好ましくは、それぞれ、少なくとも５２カ月、４５カ月、３２カ月、３２カ月、および３４カ月、の貯蔵寿命を有する。更に、図示の例、例えば、図９－１３のそれぞれにおいて、前記Ｏ_２埋め戻しチューブ１９２，２０２，２１２，２２２，２３２の貯蔵寿命は、すべて、逆バージされることの結果として、少なくとも１．５倍増加し、そのうちのいくつかの貯蔵寿命は、少なくとも１．８倍増加したことが理解される。すなわち、前記容器の貯蔵寿命は、それらがバックバージ無しの場合よりも、少なくとも１．５倍、時として、１．８倍、長くなる。

前記ＰＯＣアーキテクチャの代替システム構成は、より多くの血液量を必要とする可能性のある血液ガス用途のために「大気真空法」を使用して組付けられる様々な真空チューブを使用することであることが理解できる。又、サンプルが従来の血液ガス収集シリンジにおける血液ガス分析において時間的にはるかにバイアスを受けやすい場合の代替用途のために、高度に濃縮されたＯ_２およびＣＯ_２ガス組成バージョンを利用可能であることも理解できる。更にここにおいて、前記ガス組成は、代替的に、ほぼ１％のアルゴン、更に、その他の微量ガスを含みうることも考えられる。

本開示を具体的構成を備えるものとして記載したが、本開示は、この開示の要旨及び範囲内で更に改変可能である。したがって、本出願は、その一般原理を使用する本開示のすべてのバリエーション、利用法又は適用をカバーするものであることが意図されている。更に、本出願は、本開示が関連し、添付の請求項の限定内に属する当該技術において知られ又は慣習的に実施される本開示からのそのような逸脱もカバーすることが意図されている。

Claims (26)

1. 生体液サンプルを受け取るための収集モジュールと、
   開放端および閉鎖端を有する真空容器であって、その中に前記収集モジュールを含む真空容器と、
   前記真空容器の前記開放端を閉じるクロージャと、を備え、
   ここで、前記真空容器は、当該真空容器の外側の大気の標的ガス分圧に実質的に等しい標的ガスの選択分圧を有するガス組成を含む、生体液収集装置。
2. 前記真空容器は、当該真空容器の外側の大気の標的ガス分圧に実質的に等しい複数の標的ガスの選択分圧を備えるガス組成を含む、請求項１に記載の生体液収集装置。
3. 前記真空容器内の前記ガス組成は、酸素、窒素、および二酸化炭素を含む、請求項１に記載の生体液収集装置。
4. 前記真空容器内に位置する前記ガス組成中の酸素は、当該真空容器の外側の大気酸素の分圧に実質的に等しい分圧を有する請求項３に記載の生体液収集装置。
5. 前記真空容器内に位置する前記ガス組成中の二酸化炭素は、当該真空容器の外側の大気二酸化炭素の分圧に実質的に等しい分圧を有する、請求項３に記載の生体液収集装置。
6. 前記ガス組成は、約５５％の酸素、約４３％の窒素、および約０．１％の二酸化炭素を含む請求項３に記載の生体液収集装置。
7. 前記真空容器は、３００ｍｍＨｇの全圧を有し、前記真空容器内の前記ガス組成中の酸素は、約１６０ｍｍＨｇの分圧を有する請求項６に記載の生体液収集装置。
8. 前記真空容器は、３００ｍｍＨｇの全圧を有し、前記真空容器内の前記ガス組成中の二酸化炭素は、約０．３ｍｍＨｇの分圧を有する請求項７に記載の生体液収集装置。
9. 前記大気のガス組成中の酸素は約１６０ｍｍＨｇの分圧を有し、そして、前記大気の前記ガス組成中の二酸化炭素は約０．３ｍｍＨｇの分圧を有する請求項８に記載の生体液収集装置。
10. 前記収集モジュールは、サンプル導入開口部を有する第１の端部と、サンプル分配開口部を有する第２の端部と、前記サンプル導入開口部と前記サンプル分配開口部との間に延出する通路と、前記第２の端部を覆う多孔質プラグ、とを有する請求項１に記載の生体液収集装置。
11. 前記クロージャは、前記収集モジュールの前記サンプル導入開口部を閉じるように構成され、かつ、当該クロージャは、貫通可能なセルフシールストッパを含む請求項１０に記載の生体液収集装置。
12. 前記多孔質プラグは、生体液サンプルがそれを通過するのを防ぎながら、空気が前記収集モジュールの前記通路を通過することが可能であるように構成されている請求項１０に記載の生体液収集装置。
13. 前記真空容器は、１０ｍＬ１６ｘ１２５チューブ、１０ｍＬ１６ｘ１００チューブ、５ｍＬ１３ｘ１００チューブ、２ｍＬ１３ｘ７５チューブ、および１ｍＬ１３ｘ７５チューブのいずれかであり、当該真空容器は、それぞれ、少なくとも４５カ月、４０カ月、２７カ月、２７カ月、および３０カ月、の貯蔵寿命を有する請求項１に記載の生体液収集装置。
14. 生体液サンプルを受け取るための収集モジュールと、
    前記収集モジュールをその中に含む真空容器と、
    前記真空容器の開放端を閉じるクロージャと、を備え、
    前記真空容器は、当該真空容器の外側の７６０ｍｍＨｇの大気中の実質的に酸素の分圧以上の分圧を有する酸素を有するガス組成を含む生体液収集装置。
15. 前記真空容器は、約３００ｍｍＨｇの圧力を有し、そして、前記真空容器内の酸素の前記分圧は約１６０ｍｍＨｇである請求項１４に記載の生体液収集装置。
16. 前記ガス組成は、二酸化炭素と窒素とを含み、そして、前記真空容器内の二酸化炭素の分圧は約０．３ｍｍＨｇであり、そして、前記真空容器内の前記窒素は約１４０ｍｍＨｇである請求項１５に記載の生体液収集装置。
17. 前記真空容器は約３００ｍｍＨｇの圧力を有し、前記真空容器内の酸素の分圧は１６０ｍｍＨｇよりも大きい請求項１４に記載の生体液収集装置。
18. 前記ガス組成は約５５％の酸素を含む請求項１４に記載の生体液収集装置。
19. 前記ガス組成は、更に、約４３％の窒素と約０．１％の二酸化炭素とを含む請求項１８に記載の生体液収集装置。
20. 前記真空容器は、１０ｍＬ１６ｘ１２５チューブ、１０ｍＬ１６ｘ１００チューブ、５ｍＬ１３ｘ１００チューブ、２ｍＬ１３ｘ７５チューブ、および１ｍＬ１３ｘ７５チューブのいずれかであり、当該真空容器は、それぞれ、少なくとも４５カ月、４０カ月、２７カ月、２７カ月、および３０カ月、の貯蔵寿命を有する請求項１４に記載の生体液収集装置。
21. 開放端および閉鎖端を備えるとともにチャンバを形成する容器を提供すること、
    前記チャンバ内からガスの少なくとも一部を除去するべく前記容器内に真空を引くこと、
    真空引きされた前記容器の外側の大気のガス組成に実質的に等しいガス組成によって前記チャンバをバックパージすること、ここで、前記チャンバの前記バックパージは、前記容器内において所定の真空圧が達成させるまで行われ、そして、
    前記容器の前記開放端を閉じること、を含む、大気平衡流体収集装置を作製する方法。
22. 前記容器内の前記所定の真空圧は、３００ｍｍＨｇであり、前記ガス組成は、約１６０ｍｍＨｇの分圧を有する約５５％の酸素を含む請求項２１に記載の方法。
23. 前記容器内に流体収集モジュールを配置することをさらに含み、
    前記流体収集モジュールは、サンプル導入開口部を有する第１の端部と、サンプル分配開口部を有する第２の端部と、前記サンプル導入開口部と前記サンプル分配開口部との間に延出する通路と、前記第２端部を覆う多孔質プラグとを有し、前記多孔質プラグは、生体液サンプルが通過するのを防ぎながら、空気が前記収集モジュールの前記通路を通過することを可能にするように構成されている請求項２１に記載の方法。
24. 前記容器の貯蔵寿命は、前記バックパージの結果、少なくとも１．５倍増加する請求項２１に記載の方法。
25. 前記容器の貯蔵寿命は、前記バックパージの結果、少なくとも１．８倍増加する請求項２４に記載の方法。
26. 前記容器は、１０ｍＬ１６ｘ１２５チューブ、１０ｍＬ１６ｘ１００チューブ、５ｍＬ１３ｘ１００チューブ、２ｍＬ１３ｘ７５チューブ、および１ｍＬ１３ｘ７５チューブのいずれかであり、当該容器は、それぞれ、少なくとも４５カ月、４０カ月、２７カ月、２７カ月、および３０カ月、の貯蔵寿命を有する請求項２１に記載の方法。

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