用于进行透析的系统或设备和方法与流程

文档序号:16364392发布日期:2018-12-22 08:21阅读:416来源:国知局
用于进行透析的系统或设备和方法与流程

本发明涉及用于进行透析的系统或设备和方法。此外,本发明涉及用于再生透析液和用于测量系统内的总体积并平衡系统内流体的总体积或流量的系统和方法,流体例如透析液或超滤液。

背景技术

当人的肝或肾不能发挥其正常功能时,肝或肾不能去除或代谢某些物质,这将导致这些物质在体内积累。这些物质可以根据它们在水中的溶解度而区分为:可溶于水的和不可溶于水的(或与蛋白质结合的)。不同的体外方法能够有助于替代一个或多于一个器官的衰竭的功能。血液透析是历史上用于治疗肾衰竭患者的优选方法。为此,使用被半透膜分为两个区的渗析器。血液经过透析器的血液区,该血液区通过半透膜与经过透析器的透析区的透析流体分隔。生理透析流体应包含一定浓度的所需的电解质、营养物和缓冲液,使得患者血液中的电解质、营养物和缓冲液的浓度水平可以恢复正常。

常规血液透析对肝功能衰竭的患者几乎没有帮助,特别是当他们未伴随有肾功能衰竭时。这主要是因为在肝功能衰竭中积累的主要毒素例如代谢物(如胆红素、胆汁酸、铜)和其它物质(包括气体、激素或药物)是与蛋白质结合的,并因此不能通过血液透析有效移除。

肝功能主要可以分为两大功能:合成关键蛋白质以及移除主要与蛋白质结合的毒素。目前基本上只有肝移植能够取代合成功能。虽然已知所谓的生物反应器,在这些反应器中细胞至少部分代替了正常肝细胞的合成功能,但目前这些仅可以用于实验并且它们的功能仍然不足。对约20%的急性肝功能衰竭患者进行肝移植,因为没有适当的代替解毒功能的方法,所以无法渡过肝功能恢复所需要的时间。

与蛋白质结合的物质可能在肝性脑病、肝性瘙痒和肝肾综合征的发病机制中起重要作用。这些主要与白蛋白结合的致病物质特别地包括芳香族化合物如酚衍生物、吲哚衍生物、呋喃衍生物、或芳香族氨基酸、胆红素、c4至c7羧酸、硫醇、类似于毛地黄毒苷和苯二氮的物质,以及金属阳离子如铜阳离子、铝阳离子或铁阳离子。这里最重要的疾病之一是肝性脑病,因为它可能危及生命和/或造成永久性损害。自20世纪70年代以来,为了取代肝脏的解毒功能,已经进行了主要基于透析技术的大量尝试。

为了增强这些与蛋白质结合的物质的移除,可以将透析流体组合物调整为含有白蛋白,因为白蛋白与穿过半透膜从血液进入透析液的未结合毒素结合。这种治疗方式通常被称为“白蛋白透析”。透析液流体中白蛋白的存在有助于从血液中除去与蛋白质结合的物质。白蛋白的使用是基于白蛋白在血液中作为与蛋白质结合的毒素的主要载体蛋白的作用。

stange等人的ep0615780b1描述的分子吸附剂再循环系统(mars)使用了特异性的经白蛋白涂覆的透析膜。再循环的含有白蛋白的透析液通过两个吸附柱(木炭和树脂),以便消除通过透析从患者移出的与蛋白质结合的毒素,并制备白蛋白在透析液中与毒素的结合位点(stange等人,artif.organs2002;26:103-110)。

白蛋白透析是一种类似于连续血液透析的方法。连续性肾脏替代治疗的特征是使用缓慢的透析液流(与正常透析中的30l/h相比为1l/h至2l/h)。在白蛋白透析中,与常规连续性肾脏替代治疗相反,将白蛋白加入透析液中以得到5%溶液(kreymann等人,j.hepatol.1999;31:1080-1085)。白蛋白的使用是基于其在血液中作为与蛋白质结合的毒素的主要载体蛋白。

然而,可商购获得的白蛋白非常昂贵。因此,基于白蛋白的系统是非常昂贵的治疗形式。此外,基于白蛋白的透析系统提供的解毒效率并不令人满意。平均而言,它们仅使公认的与蛋白质结合的物质的标志物胆红素的水平降低最多30%。尽管基于白蛋白的透析改善了肝性脑病的症状,但由于解毒疗效有限且治疗成本高,这些值无法实现标准化。

kreymann的美国专利第7455771号;美国专利第8480899号;和美国专利第9039896号以及ep1867354b1的公开内容通过引用整体并入本文,并描述了透析系统和方法、透析液再生单元和用于再生透析液的方法。它们还描述了用于从例如血液或血浆的生物流体中移除与蛋白质结合的物质的透析装置。该装置含有至少一种用于将待移除的与蛋白质结合的物质溶解在生物流体和/或透析流体中的装置,并且还描述了用于从生物流体中移除与蛋白质结合的物质的方法。

kreymann等人的美国专利第8377308号和美国专利第8574438号以及ep2214752b1的公开内容通过引用整体并入本文,并描述了用于再生含有载体物质的透析液的改进的设备和方法。其中描述的透析液再生单元适于再生含有一种或多于一种载体物质的透析液。透析液再生单元的特征在于第一流动路径和第二流动路径。第一流动路径的特征在于适于向在第一流动路径中流动的透析液中加入酸性流体的第一供应单元和位于第一供应单元下游的解毒单元。解毒单元适于从在第一流动路径中流动的酸性透析液中移除毒素。第二流动路径的延伸方向平行于第一流动路径。第二流动路径的特征在于适于向在第二流动路径中流动的透析液中加入碱性流体的第二供应单元和位于第二供应单元下游的其他解毒单元。其他解毒单元适于从在第二流路径中流动的碱性透析液中移除毒素。

所有体外血液处理系统如血液透析系统、白蛋白透析系统、血液渗滤系统等的主要问题在于维持添加到患者的流体和从患者体内取出的流体之间的流体平衡。透析期间的压力和渗透力的变化可以导致从患者体内抽出水。iec标准第60601-2-163号(3.0版)子条款201.12.4.4.103要求:对于慢性透析,每4小时加入透析系统的流体和从透析系统取出的流体之间的最大偏差为±400ml。因此,流体平衡装置的目的是确保泵入过滤器或透析系统的非血液侧的流体的总体积和从过滤器或透析系统的非血液侧取出的流体的总体积相等。在一些情况下,可以从患者体内取出超过所添加的流体量的额外的流体,尤其是水。移除的这种额外的流体可以称为超滤液(“uf”)。可以将超滤液添加到从透析系统的非血液侧取出的“废弃”流体中。

weigel等人的美国专利第7112273号的公开内容通过引用并入本文,该专利教导了用于体外血液回路的平衡装置,其包括用于调节体外血液处理系统的体积流量的方法和装置。该装置接收压力信号并计算用于调节体积平衡流体的相对流速的补偿系数。例如,在血液过滤系统中,废弃和替代流体的流量可以在体积上平衡。在这种系统中可以将超滤液泵送到旁路回路中。可以通过补偿信号来调节超滤液流动速率。这种用于平衡流体的已知装置的缺点在于,体外血液处理系统的体外流体回路中的泄漏可能会导致系统无法识别的不正确平衡。

peters等人的wo2015/074973的公开内容通过引用并入本文,该专利教导了用于平衡具有血液处理单元的体外血液处理装置中的流体的装置和方法。该装置和方法基于监测内部流体系统。内部流体系统的特征在于血液处理单元和外部流体系统。外部流体系统向内部流体系统供应新鲜流体和/或从其中移除废液。平衡装置包括用于平衡新鲜液体以及滤液的秤。平衡装置的特征在于具有处理单元的监测装置。配置监测装置,使得供应到平衡支撑体的液体的体积或体积相关的变量与等待从平衡支撑体移除的液体的体积或与体积相关的变量进行比较。在供应到平衡支撑体或从平衡支撑体移除的流体的体积或体积相关变量的比率的基础上,可以识别出不正确的平衡。这种用于平衡流体的装置的缺点在于,体外血液处理系统的体外流体回路中的泄漏可能会导致系统无法识别的不正确平衡。

gambro的mars系统是一种用于透析的现有技术系统,其特征在于肝脏透析系统和方法。使用再循环系统进行透析以使透析液再循环。然而,透析回路和再循环系统没有分隔或分离。因此,本发明的一个目的是提供一种透析装置或系统,其特征在于其中的平衡系统或装置或部件可用于平衡系统内的流体的体积或流量,从而避免了现有技术的缺点。本发明的另一个目的是提供一种透析方法,其特征在于用于平衡透析装置或系统中的流体流量或体积的改进方法。



技术实现要素:

本发明提供了一种设备或者透析设备或系统,其包括适于再生含有载体物质的透析液的再生单元和用于平衡透析系统内的流体或多种流体的总体积或流量的系统、装置或单元。本发明还提供了一种用于透析对象的方法和一种用于平衡透析设备或系统内的流体或多种流体的体积或流量的方法,以及治疗某些疾病的方法。

在第一方面,本发明提供了一种用于从设备或系统中的生物流体中移除不需要的物质的方法,所述设备或系统适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体,所述方法包括:

a)针对透析流体通过半透膜透析生物流体,所述透析流体包含用于待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,

b)调节透析流体,使得吸附剂对于待移除的与蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中,和

c)平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量。

以调节吸附剂对与蛋白质结合的物质的结合亲和力的方式来调节透析流体可以通过添加酸、碱或可透析物质,通过稀释,通过改变盐含量,通过用波辐照,或通过加热来进行,并且待移除的与蛋白质结合的物质可以进入溶液中。生物流体可以是例如血液或血浆、淋巴液、脑脊液或滑液。吸附剂可以是白蛋白,例如人血清白蛋白,并且白蛋白可以以例如每100ml约1g至25g、优选每100ml约1g至10g、特别优选每100ml约1g至3g的浓度存在于透析流体中。在某些情况下,所述酸可以是盐酸,所述碱可以是氢氧化钠。而且,在一些情况下,该方法的特征还在于:将适合与待移除的与蛋白质结合的物质结合的一种或多于一种可透析化合物添加到透析流体和/或生物流体中。一种或多于一种可透析化合物可以是例如咖啡因或金属阳离子的螯合剂,例如青霉胺、曲恩汀、去铁胺、preferiprone、hbed、维生素c、bal、dmps或dmsa。

平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量可以通过测量透析设备或系统内的一种或多于一种流体、或者甚至全部流体的重量来进行。平衡一种或多种流体的体积或流量可以有效地维持设备或系统内的流体体积相对恒定。例如,相对恒定的体积可以是相对于透析设备或系统开始工作前的初始工作体积的偏差在10%、5%、4%、3%、2%、1%或甚至0.5%或0.2%或0.1%以内。在24小时或48小时的透析期间,相对恒定的体积也可以具有小于0.5升、0.25升、0.10升、0.05升、0.025升或0.01升的偏差。

当检测到初始系统重量的偏差超过预定阈值时,平衡的特征可以在于调节或中断适用于透析含有与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统的工作。可以使用设备或系统内提供的一个或多于一个泵来调节或中断工作,以调节一种或多于一种流体的流量。一种或多于一种流体可以是能够在设备或系统内使用的任何流体,例如透析液、滤液、超滤液、或酸溶液、碱溶液或可透析化合物的溶液。

可以使用平衡设备或系统进行平衡,所述平衡设备或系统的特征在于具有至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器,所述第一储存器用于第一流体,第一流体包括适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体如透析流体的设备和系统的可用流体,所述第二储存器用于第二流体,第二流体可以包括来自适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的废弃流体。第一储存器可以具有与适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统流体连通的至少一个流体出口。第二储存器可以包含与透析设备或系统流体连通的至少一种流体。平衡设备或系统的特征还可以在于用于称量平衡支撑体或容器的称量装置,和被配置用于接收来自称量装置的称量数据的控制器。其中含有至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器可以与称量装置中与控制器进行数据通信的称重单元称量接触。平衡设备或系统可以适用于平衡设备或系统中的总流体体积,该设备或系统适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体。总流体体积可以包括可用流体,例如来自于进行透析的对象或患者的透析流体和废弃流体。

平衡可以包括在透析设备或系统开始工作之前例如使用称量装置来测量包括至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器的总重量,以确定容器的初始系统重量(sw0)。容器可以包括至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器用于另外的流体,例如用于透析回路的活性物质浓缩液。该方法还包括控制用于第一储存器流体和第二储存器流体的泵送装置,从而维持初始系统重量,维持预定的过量或者维持预定的损失。

该方法的特征还可以在于放置至少一个额外的储存器,例如第三或第四或第五额外的储存器,用于另外的流体,例如用于单个容器外部的透析回路的活性物质浓缩液。至少一个额外的储存器的流体出口,例如第三或第四额外的储存器的流体出口可以与透析设备或系统流体连通。因此,该方法的特征还可以在于当体外血液处理回路工作时,测量由额外的储存器提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的任何流体浓缩液的体积,当流体浓缩液提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统时,基于流体浓缩液的密度和提供的任意时刻的体积来计算提供至适用于透析含有待除去的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的流体浓缩液的重量,并通过添加计算出的提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统中的流体浓缩液的重量,重新计算容器的初始系统重量,以获得重新确定的初始系统重量。

虽然一些储存器可以位于由称量装置称量的流体不透容器的外部,但是提供至透析设备或系统中的所有流体的量都包括在平衡计算中。因此,本方法提供了基本上恒定校正的系统重量,该系统重量与容器重量相比是基本上恒定的。将从透析患者或对象获得的任何废弃流体或过量流体收集到(废液或滤液)储存器,例如第二储存器。通过平衡方法识别仅从患者提取的流体(超滤液)或保留在患者体内的流体(推注液)。这些流体是初始系统重量的过量或损失。因此,大大降低了任何可能的测量误差。

在第二方面,本发明提供了一种适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其特征在于:

a)生物流体回路(3);

b)透析流体回路(2);

c)用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9);

d)透析、过滤或渗滤装置(5);和

e)平衡系统或设备,其适合平衡在适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量。

设备或系统中的透析流体可以包含吸附剂,例如白蛋白,如人血清白蛋白,用于从生物流体中移除与蛋白质结合的物质。吸附剂如人血清白蛋白的浓度可以为每100ml约1g至25g、优选每100ml约1g至10g、特别优选每100ml约1g至3g。用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9)的特征可以在于一个或两个用于调节透析流体ph的装置。用于调节透析流体ph的装置(4)可以适合用于添加碱或添加酸。第一装置(4)可以调节透析流体的ph为ph=1至6.5,优选ph=2.5至5。第二装置(4)可以调节透析流体的ph为ph=8至13。用于调节ph的第一装置和第二装置(4)可以以如下方式布置在透析回路中:至少一个用于透析、过滤或渗滤的装置(5)设置在第一装置(4)的下游和第二装置(4)的上游。例如,可以在生物流体回路(3)中提供一个、两个、三个或更多个其它透析、过滤或渗滤装置(5)。

适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统的又一特征可以在于:用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的第二装置(4;6;7;8;9)。用于溶解待移除的与蛋白质结合的第二装置(4;6;7;8;9)可以是用于调节流体如生物流体或透析流体的温度的装置(6)、用于添加置换液以稀释或改变流体如透析流体或生物流体的盐含量的装置(7)、用于添加与待移除的与蛋白质结合的物质结合的可透析化合物的装置(8)、或用波来辐照流体如透析流体或生物流体的装置(9)。用于调节温度的装置(6)可以是加热或冷却装置,加热装置(6)的特征在于可以是加热装置、微波装置或红外装置。加热装置(6)可以适用于将生物流体加热达到至少约35℃、40℃或45℃。相似地,冷却装置(6)可以是冷却单元。用于加热流体如透析流体或生物流体的装置(6)和/或用于冷却流体如透析流体或生物流体的装置(6)可以设置在生物流体回路(3)中。辐照装置(9)可以是超声装置、电场或磁场。此外,至少一个用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9)可以设置在生物流体回路(3)中。在一些实例中,加热装置(6)设置在用于调节ph的装置(4)或用于添加置换液的装置(7)的下游,并且加热装置(6)可以设置在透析流体回路(2)或生物流体回路(3)的入口的上游。

适合平衡在适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备可以调整为或适合于测量透析设备或系统内的一种或多于一种流体、或甚至所有流体的重量。适合平衡设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的系统或设备可以有效地维持设备或系统中的流体的相对恒定体积。例如,相对恒定的体积可以是相对于透析设备或系统开始工作之前的初始工作体积的偏差在10%、5%、4%、3%、2%、1%、或甚至0.5%、或0.2%、或0.1%以内。在24小时或48小时的透析期间,相对恒定的体积也可以具有小于0.5升、0.25升、0.10升、0.05升、0.025升或0.01升的偏差。

当检测到初始系统重量的偏差超过了预定的阈值时,适合平衡设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统可以适用于调节或中断适合透析含有与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统的工作。可以使用设备或系统内提供的一个或多于一个泵来进行调节或中断工作,以调节一种或多于一种流体的流量。一种或多于一种流体可以是可以在设备或系统内使用的任何流体,例如透析液、滤液、超滤液、或酸溶液、碱溶液、或可透析化合物的溶液。

平衡设备或系统的特征可以在于至少具有用于第一流体的第一储存器和用于第二流体的第二储存器的平衡支撑体或容器,第一流体包括用于适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体如透析流体的设备和系统的可用流体,第二流体可以包括来自适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的废弃流体。第一储存器可以具有与透析设备或系统流体连通的至少一个流体出口。第二储存器可以包含与透析设备或系统流体连通的至少一种流体。平衡设备或系统的又一特征可以在于用于称量平衡支撑体或容器的称量装置和被配置用于接收来自称量装置的称量数据的控制器。其中含有至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器可以与称量装置中与控制器进行数据通信的称重单元称量接触。平衡设备或系统可以适用于平衡在适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的总流体体积。总流体体积可以包括可用流体,例如来自进行透析的对象或患者的透析流体和废弃流体。

适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统在透析设备或系统开始工作之前可以适合测量包括至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑物或容器的总重量,以确定容器的初始系统重量(sw0)。容器可以包括至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于透析回路的活性物质浓缩液。适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统还可以包括用于第一储存器流体和第二储存器流体的泵送装置以维持初始系统重量,维持预定的过量或者维持预定的损失。

适用于平衡设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统的又一特征在于至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于单个容器外部的透析回路的活性物质浓缩液。至少一个额外的储存器如第三或第四额外的储存器的流体出口可以与透析设备或系统流体连通。这样,当体外血液处理回路工作时,适用于平衡设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统可以适合测量从额外的储存器向透析设备和系统提供的任何流体浓缩液的体积,当流体浓缩液提供至透析设备和系统时,基于流体浓缩液的密度和所提供的任意时刻的体积来计算向透析设备和系统提供的流体浓缩液的重量,并通过添加计算出的提供至透析设备和系统中的流体浓缩液的重量来重新计算容器的初始系统重量,以获得重新确定的初始系统重量。

虽然一些储存器可以位于由称量装置称量的流体不透容器的外部,但是提供到透析设备或系统中的所有流体的量都包括在平衡计算中。因此,现有的适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统有效地提供基本上恒定校正的系统重量,该系统重量与容器或平衡支撑体的重量相比是基本上恒定的。将从透析患者或对象获得的任何废弃流体或过量流体收集到储存器例如第二(废液或滤液)储存器。通过适用于平衡设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的装置仅识别从患者提取的流体(超滤液)或保留在患者体内的流体(推注液)。这些流体是初始系统重量的过量或损失。因此,大大降低了任何可能的测量误差。

在第三方面,本发明提供了透析设备或系统,其特征在于

(a)生物流体回路(3、76);

(b)透析液回路(2);

(c)透析器(22a、22b、64a、64b);

(d)透析液再生单元(29、74);和

(e)平衡设备或系统,其适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量。

生物流体可以是例如血液或血浆、淋巴液、脑脊液或滑液。透析设备或系统的又一特征可以在于可作为透析液回路的一部分的透析液储存器。透析液再生单元可以适于从透析液储存器移除透析液,以再生透析液,并向透析液储存器重新提供再生的透析液。相似地,透析液再生单元可以作为分隔的透析液再生回路的一部分。同样地,透析液再生单元可以适于在连续操作或间断操作中再生透析液。并且,透析液再生单元可以集成到透析液回路中。

透析器的特征可以在于作为生物流体回路一部分的生物流体区、作为透析液回路一部分的透析流体区、以及分隔生物流体区和透析流体区的半透膜。

透析设备或系统的又一特征可以在于适于向生物流体或向透析流体供应置换流体的置换单元。置换流体可以包含电解质、营养物、或缓冲液中的一种或多于一种。

用于再生含有载体物质的透析液的透析液再生单元(29、74)的特征可以在于(a):第一流动路径(37),其特征在于(i)第一供应单元,适于向在第一流动路径(37)中流动的透析液中添加酸性流体(39),(ii)解毒单元,适于从在位于第一供应单元下游的第一流动路径(37)中流动的酸化透析液中移除毒素;和(b)第二流动路径(38),其特征在于(i)第二供应单元,适于向在第二流动路径(38)中流动的透析液中添加碱性流体(41),和(ii)其他解毒单元,适于从在位于第二供应单元下游的第二流动路径(38)中流动的碱化透析液中移除毒素。第二流动路径(38)可以平行于第一流动路径(37)而延伸。

第一供应单元添加的酸性流体可以是盐酸、硫酸、乙酸中的至少一种,第二供应单元添加的碱性流体可以是氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液中的至少一种。第一供应单元可以适于将第一流路径中的透析液ph调整为1至7、优选2.5至5.5。第二供应单元可以适于将第二流路径中的透析液ph调整为7至13、优选8至13。在一些实例中,对于透析液中存在的至少一种毒素,通过降低第一流路径中的透析液ph,毒素-载体复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比转变为游离毒素占优势,从而增加透析液中游离毒素的浓度。相似地,对于透析液中存在的至少一种毒素,通过增加第二流路径中的透析液ph,毒素-载体复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比转变为游离毒素占优势,从而增加透析液中游离毒素的浓度。其他解毒单元可以适于至少部分移除游离毒素。

第一流动路径和第二流动路径的至少一个的又一特征可以在于位于解毒单元上游的温度调节单元。温度调节单元可以适于升高或降低透析液的温度。对于透析液中存在的至少一种毒素,通过改变透析液的温度,例如升高透析液的温度,毒素-载体复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比转变为游离毒素占优势,从而增加透析液中游离毒素的浓度。

毒素可以是代谢产物、胆红素、胆汁酸、药物、电解质、激素、脂质、维生素、酚、硫酸盐/酯、微量元素、矿物质、或气体的一种。载体物质可以是蛋白质,例如白蛋白、人血清白蛋白、动物白蛋白、基因工程化白蛋白、球蛋白、或脂蛋白;碳颗粒;糖苷;核酸(或其衍生物);脂肪酸;脂肪;碳分子;纳米颗粒;记忆塑料;记忆金属;树脂;植物次生物质或其它从自然资源衍生的复合化合物;碳水化合物或合成化合物,例如聚合物。

解毒单元和其他解毒单元可以以再生透析器、或超滤装置、或渗滤装置来实施。解毒单元和其他解毒单元各自的特征可以在于:适于从各自的解毒单元中取出排出流体的过滤泵和排出管道。第一流动路径的特征可以在于适于通过第一流动路径泵送透析液的第一泵。同样地,第二流动路径可以包括适于通过第二流动路径泵送透析液的第二泵。第一泵和第二泵可以彼此独立地运行。在一些情况下,由第一流动路径供应的酸化透析液可以与由第二流动路径供应的碱化透析液合并。类似地,在一些情况下,当由第一流动路径供应的酸化透析液与由第二流动路径供应的碱化透析液合并时,酸化透析液和碱化透析液至少部分地彼此中和。在一些情况下,通过将由第一流动路径供应的酸化透析液与由第二流动路径供应的碱化透析液合并来提供再生透析液流。再生透析液的ph值可以为6至11,优选为6.9至9.4。透析液再生单元的特征还可以在于适于确定再生透析液流的ph值的至少一个传感器单元。

透析液再生单元的特征还可以在于多个切换阀。可以在第一操作阶段期间设定切换阀,使得第一解毒单元包括在第一流动路径中并且第二解毒单元包括在第二流动路径中。在一些情况下,在第二操作阶段期间,可以设定切换阀,使得第二解毒单元包括在第一流动路径中并且第一解毒单元包括在第二流动路径中。在一些情况下,操作切换阀使得酸化透析液交替地供应到第一解毒单元和第二解毒单元,并且碱化透析液交替地供应到第二解毒单元和第一解毒单元。类似地,可以周期性地切换切换阀。

适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统可以适于或适合测量透析设备或系统中的一种或多于一种流体的重量,或甚至所有流体的重量。适合平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统可以有效地维持透析设备或系统中的流体的相对恒定体积。例如,相对恒定的体积可以是相对于透析设备或系统开始工作之前的初始工作体积的偏差在10%、5%、4%、3%、2%、1%、或甚至0.5%、或0.2%、或0.1%以内。在24小时或48小时的透析期间,相对恒定的体积也可以具有小于0.5升、0.25升、0.10升、0.05升、0.025升或0.01升的偏差。

当检测到初始系统重量的偏差超过了预定的阈值时,适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统可以适合调节、调整、或中断透析设备或系统的操作。可以使用平衡设备或系统内提供的一个或多于一个泵来进行调节、调整或中断操作,以调节一种或多于一种流体的流量。一种或多于一种流体可以是能够在透析设备或系统内使用的任何流体,例如透析液、滤液、超滤液、或酸溶液、碱溶液、或可透析化合物的溶液。

平衡设备或系统的特征可以在于具有至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器,所述第一储存器用于第一流体,所述第一流体包括用于透析设备和系统的可用流体,例如透析流体,所述第二储存器用于第二流体,所述第二流体包括来自透析设备和系统的废弃流体。第一储存器可以具有与透析设备或系统流体连通的至少一个流体出口。第二储存器可以包含与透析设备或系统流体连通的至少一种流体。平衡设备或系统的又一特征可以在于用于称量平衡支撑体或容器的称量装置和被配置用于接收来自称量装置的称量数据的控制器。其中包含至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器可以与称量装置中与控制器进行数据通信的称重单元称量接触。平衡设备或系统可以适用于平衡透析设备或系统中的总流体体积。总流体体积可以包括可用流体,例如来自于进行透析的对象或患者的透析流体和废弃流体。

在透析设备或系统开始工作之前,例如使用称量装置,适合平衡透析设备或系统的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备可以适用于测量包括至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器的总重量,以确定容器的初始系统重量(sw0)。容器可以包括至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于透析回路的活性物质浓缩液。适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统还可以包括用于第一储存器流体和第二储存器流体的泵送装置,以维持初始系统重量、维持预定的过量或者维持预定的损失。

适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统的特征还可以在于至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于单个容器外部的透析回路的活性物质浓缩液。至少一个额外的储存器如第三或第四额外的储存器的流体出口可以与透析设备或系统流体连通。这样,当透析设备或系统工作时,适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统可以适合测量从额外的储存器向透析设备和系统提供的任何流体浓缩液的体积,当流体浓缩液提供至透析设备或系统时,基于流体浓缩液的密度和所提供的任何时刻的体积来计算向透析设备和系统提供的流体浓缩液的重量,并通过添加计算出的添加到透析设备和系统中的流体浓缩液的重量来重新计算容器的初始系统重量,以获得重新确定的初始系统重量。

虽然一些储存器可以位于由称量装置称量的流体不透容器的外部,但是提供到透析设备或系统中的所有流体的量都包括在平衡计算中。因此,现有的适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的平衡设备或系统有效地提供了基本上恒定校正的系统重量,该系统重量与容器或平衡支撑体的重量相比是基本上恒定的。将从透析患者或对象获得的任何废弃流体或过量流体收集到储存器如第二(废液或滤液)储存器中。通过适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量的装置仅识别从患者提取的流体(超滤液)或保留在患者体内的流体(推注液)。这些流体是初始系统重量的过量或损失。因此,大大降低了任何可能的测量误差。

在第四方面,本发明提供了一种用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其特征在于具有容纳空间(109)的容器(100),至少用于容纳第一储存器(101)和第二储存器(102),第一储存器用于在透析设备或系统(160)中可用的第一流体,第二储存器用于来自透析设备或系统(160)的第二流体,其中第一储存器(101)具有与透析设备或系统(160)流体连通的至少一个流体出口(103),并且其中第二储存器具有与透析设备或系统流体连通的至少一个流体入口(105);其特征还在于称量装置(130)和被配置用于从称量装置(130)接收数据的控制器(140),以平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的流量或体积。容器(100)可以具有容纳空间。容纳空间可以至少在其基部和侧壁处基本上是流体不透的。容器(100)可以由基本上刚性的结构形成,并且它可以设置有流体不透衬里,该流体不透衬里可以由例如一种或多于一种材料如流体不透膜、箔或层合材料形成。此外,容器(100)可以设置有流体不透涂层(110),或流体不透涂层(110)和流体不透衬里(111)二者。容器(100)的容纳空间的最大负载容量通常超过第一储存器(101)和第二储存器(102)联合的最大负载,并且容器(100)的容纳空间(109)可以具有至少80升、至少100升或甚至至少120升的负载容量。容器(100)可以是可移动的,并且包括布置在容器(100)的基部(108)的至少3个或4个辊(112),并且这些辊(112)的至少一个可以装配有暂停构件(114)用于阻止一个或多于一个辊(112)的移动。容器(100)可以是可折叠的,并且其可以是隔热的。

称量装置(130)的特征可以在于一个或多于一个称重单元(132)。一个或多于一个称重单元(132)可以与辊(112)中的一个相关联,并且一个或多于一个称重单元(132)布置在容器基部(108)的辊(112)和刚性应用点之间。称重单元(131)也可以位于柱塞构件(153)上。

在一些情况下,容器(100)可以包含称量装置(130)的接口(115)用于将称重单元(132)与控制器(140)连接。容器(100)可以包含用于锁定和引导容器(100)内的流体线(104、106)的一个或多于一个支撑元件(116),流体线(104、106)使第一储存器和第二储存器(101、102)与透析设备或系统(160)连接。此外,第一储存器和第二储存器(101、102)或额外的储存器中的至少一个可以装配有气体分离器。储存器(101、102)的流体出口(103)和流体入口(105)可以是基本上抗弯曲和扭折的。并且,可以为容器(100、100.1)设置的支撑壳体(150)。支撑壳体(150)可以具有两个侧壁(152.1、152.2),它们布置在支撑壳体(150)的入口(151)的两个相对侧面上。至少一个称重单元(131)可以与每个所述侧壁(152.1、152.2)相关联,以与容器(100、100.1)的至少一个刚性应用点(81)称量接触。称重单元(131)的一些或全部可以位于柱塞构件(153)上。柱塞构件(153)转而可以连接到相应的侧壁(152.1、152.2),并且可以在第一位置和第二位置(154.1、154.2)之间线性移动。同样地,柱塞构件(153)可以借助于一个或多于一个锁定构件(155.1、155.2)在垂直于线性运动方向的一个或多于一个方向上被阻止,至少在第二位置(154.2)被阻止。称量装置(130)可以具有布置在支撑壳体(150)中的称量板(133),并且称量板(133)可以形成支撑壳体(150)的底板,容器(100、100.1)可以位于底板上。

用于平衡的设备或系统的特征可以在于第三储存器、第四储存器、第五储存器或甚至其它储存器(93、94、95、96),并且可以在容器(100)的容纳空间(109)中或容器外部提供这样的第三、第四、第五或其它储存器。第三、第四、第五或其它储存器(93、94、95)中的一个或多于一个可以适合容纳可用于调节流体ph的溶液、可用作透析液组分的溶液、超滤液、可用作透析液组分如白蛋白或葡萄糖的稳定剂的溶液。透析液可以再循环到装置或者透析设备或系统中。来自第一、第二、第三、第四、第五或其它额外的储存器(例如103、105)中的一个或多于一个的流出物可以位于在各个储存器的基本上最低点处。一个或多于一个储存器的特征还可以在于一个或多于一个端口。一个或多于一个端口可以适于容纳可用于测量其中所含流体的ph、浓度、密度、或温度的仪器,或可用于从储存器吸取空气或流体的仪器。类似地,可用于测量流体的ph、浓度、密度或温度的仪器或可用于吸取空气或流体的仪器可以被设置在用于平衡的设备或系统中的一个或多于一个管或连接内。储存器可以容易地更换,并且它们可以具有一定的尺寸,并适于在例如4小时至8小时、10小时、12小时、24小时或48小时之后改变。

在测量的平衡重量的偏差超过预定阈值后,控制器(140)可以适于中断、调整或调节透析设备或系统的工作。可以重复地、基本上连续地或甚至连续地测量超过预定阈值的测量的平衡重量的偏差。因此,控制器可以可操作地便于实现透析设备或系统中的一种或多于一种流体例如透析流体、透析液、浓缩液或置换液的多种或不同的流速。

平衡设备或系统的特征可以在于一个或多于一个泵(例如101.1、102.1),并且这些泵中的一个或多于一个可以是基本上封闭的泵。一个或多于一个泵可以可操作地将透析液从第一储存器泵送到透析设备或系统。同样地,一个或多于一个泵可以可操作地将超滤液从透析设备或系统泵送到第二储存器。

在第五方面,本发明提供了一种适合在用于平衡透析设备或系统中的流体体积或流量的系统中使用的容器(100、100.1)。容器在基部(108)和侧壁(118、119.1、119.2)处可以是基本上流体不透的,并且适于由称量装置(130)称重。容器可以具有容纳空间(109),用于容纳至少第一储存器和第二储存器(101、102)。容纳空间(109)的最大负载容量可以超过第一储存器(101)和第二储存器(101)联合的最大负载。容器(100、100.1)可以具有刚性结构,其可以是可折叠的,并且其可以是隔热的。刚性结构可以设置有由流体不透膜、箔或层合材料中的一种或多于一种材料形成的流体不透衬里(111)。刚性结构还可以设置有流体不透涂层(110),并且在一些情况下,刚性结构设置有流体不透涂层(110)和流体不透衬里(111)二者。容纳空间(109)可以具有至少80升、至少100升或至少120升的负载容量。

容器(100、100.1)可以是可移动的,并且可以具有布置在容器(100、100.1)的基部(108)处的至少2个、或3个、或4个辊(112)。辊(112)中的一个或多于一个可以装配有用于阻止至少一个辊(112)的暂停构件(114)。容器(100、100.1)还可以包含可用于称量装置(130)的一个或多于一个称重单元(132),并且一个或多于一个称重单元(132)可以与辊(112)中的一个相关联。各个称重单元(132)可以布置在容器(100、100.1)的基部(108)处的辊(112)和刚性应用点(81)之间。实际上,每个称重单元(132)可以与辊(112)中的一个相关联,并且每个称重单元(132)可以布置在容器(100、100.1)的基部(108)处的辊(112)和刚性应用点(81)之间。同样地,每个称重单元(132)可以集成在辊(112)中。

容器(100、100.1)的特征可以在于称量装置(130)的接口(115),接口(115)用于将容器(100、100.1)的称重单元(132、133)与控制器(140)连接。容器(100、100.1)的特征还可以在于一个或多于一个支撑元件(116),其用于锁定和引导容器(100、100.1)内的一个或多个流体线(例如104、106)。流体线(104、106)可以适于将第一储存器和第二储存器(101、102)与透析设备或系统(160)连接。

容器(100、100.1)的特征可以在于布置在从基部(108)起始的侧壁(118、119.1、119.2)中的门构件(117、117.1、117.2),并且门构件(117、117.1、117.2)可以占据侧壁(118、119.1、119.2)面积的至少10%、或15%、或20%、或25%。容器(100、100.1)的又一特征可以在于刚性盖元件(120),其可以枢转地安装在容器(100、100.1)与基部(108)相对的一端,并且锁定装置(121.1、121.2)设置在容器(100、100.1)处以将盖元件(120)锁定在非枢轴位置。刚性盖元件(120)可以装配有至少一个孔(123)。容器(100、100.1)的特征还可以在于布置在容器(100、100.1)内部的至少一个隔板(124.1),以将容器(100、100.1)的容纳空间垂直或水平地分隔成单独的区(125.1、125.2)。隔板(124.1)可以相对于容器(100、100.1)的至少一个壁(118、119.1、119.2)具有倾斜度(α)。而且,容器(100、100.1)可以定位在支撑壳体(150)中。

在第六方面,本发明提供了一种用于平衡透析设备或系统中的流体流量或体积的方法,其特征在于:

(a)测量透析设备或系统工作之前透析设备或系统中存在的流体的总重量;

(b)测量工作期间添加到透析设备或系统中的一种或多于一种流体的总重量;和

(c)调节透析设备或系统中的一种或多于一种流体的流量。

测量工作期间添加到透析设备或系统中的一种或多于一种流体的总重量可以通过直接测量这样的一种或多于一种流体的重量来进行,或者可以通过体积测量方式来进行,即直接测量这样添加的一种或多于一种流体的体积,并通过众所周知的计算将体积测量值转换为重量测量值。

该方法的特征可以在于,放置至少第一储存器(101)和第二储存器(102),第一储存器(101)用于在透析设备或系统(160)中可用的第一流体,第二储存器(102)用于来自容器(100)中的透析设备或系统的第二流体。第一储存器(101)的流体出口和第二储存器(102)的流体入口可以与透析设备或系统(170)流体连通。容器可以定位成与称量装置(130)称量接触,并且称量装置(130)可以布置成与控制器(140)进行数据通信。该方法的特征还在于:在透析设备或系统工作之前,测量包括至少第一储存器(101)和第二储存器(102)的容器(100)的总重量,从而确定容器(100)的初始系统重量(sw0)。该方法的特征还在于:控制用于第一流体和第二流体的泵送装置(102.1、102.2),以维持初始系统重量(sw0、swr)、维持具有预定过量(uf)的初始系统重量(sw0、swr)、或维持具有预定损失(l)的初始系统重量(sw0、swr)。当控制器检测到初始系统重量(sw0、swr)的偏差超过预定阈值(t)时,可以调节或中断生物流体回路(170)的工作。

该方法的特征还可以在于:放置用于其他流体的至少一个额外的储存器(93、94、95),其他流体例如为在单个容器(100)外部的透析设备或系统中可使用的活性物质浓缩液。在这种情况下,额外的储存器(93、94、95)的流体出口通常与透析设备或系统流体连通。在这种情况下,该方法的特征还可以在于:在透析设备或系统工作时,测量从额外的储存器(93、94、95)到透析设备或系统的任何流体的体积。因此,该方法的特征可以在于:基于所供应的流体的密度和体积来计算流体的重量,流体例如为可用于透析设备或系统的流体,例如酸性流体浓缩液或碱性流体浓缩液。同样地,该方法的特征可以在于:重新计算容器的初始系统重量,其包括添加计算出的流体重量,从而提供重新确定的初始系统重量(swr),流体例如为可用于透析设备或系统的流体,例如添加到透析设备或系统中的酸性流体浓缩液或碱性流体浓缩液。

在第七方面,本发明提供了一种用于对有需要的对象进行透析的方法,其包括:

a)使来自对象的生物流体通过生物流体回路;

b)针对透析流体通过半透膜透析生物流体,该透析流体包含用于待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,

c)调节透析流体,使得吸附剂对待移除的与蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中,和

d)平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量,其中,对象的流体体积保持基本上恒定。

以调节吸附剂对与蛋白质结合的物质的结合亲和力的方式调节透析流体可以通过添加酸、碱或可透析物质,通过稀释,通过改变盐含量,通过用波辐照或者通过加热来进行,而且待移除的与蛋白质结合的物质可以进入溶液中。生物流体可以是例如血液或血浆、淋巴液、脑脊液或滑液。吸附剂可以是白蛋白,例如人血清白蛋白,并且白蛋白可以以例如每100ml约1g至25g,优选每100ml约1g至10g,特别优选每100ml约1g至3g的浓度存在于透析流体中。在一些情况下,酸可以是盐酸,碱可以使氢氧化钠。而且,在一些情况下,该方法的特征还可以在于将适合与待移除的与蛋白质结合的物质结合的一种或多于一种可透析化合物添加到透析流体和/或生物流体中。一种或多于一种可透析化合物可以是例如咖啡因或金属阳离子的螯合剂,如青霉胺、曲恩汀、去铁胺、preferiprone、hbed、维生素c、bal、dmps或dmsa。

平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量可以通过测量透析设备或系统内的一种或多于一种流体,或者甚至所有流体的重量来进行。平衡一种或多于一种流体的体积或流量可以有效地维持设备或系统内的流体的体积相对恒定。例如,相对恒定的体积可以是相对于透析设备或系统开始工作之前的初始工作体积的偏差在10%、5%、4%、3%、2%、1%、或甚至0.5%、或0.2%、或0.1%以内。在24小时或48小时的透析期间,相对恒定的体积也可以具有小于0.5升、0.25升、0.10升、0.05升、0.025升或0.01升的偏差。

平衡的特征可以在于:当检测到初始系统重量的偏差超过预定阈值时,调节或中断适用于透析含有与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统的操作。可以使用设备或系统内提供的一个或多于一个泵来进行调节或中断操作,以调节一种或多于一种流体的流量。一种或多于一种流体可以是能够在设备或系统内使用的任何流体,例如透析液、滤液、超滤液、或酸溶液、碱溶液、或可透析化合物的溶液。

可以使用平衡设备或系统进行平衡,所述平衡设备或系统的特征在于:具有至少用于第一流体的第一储存器和用于第二流体的第二储存器的平衡支撑体或容器,第一流体包括用于适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体如透析流体的设备和系统的可用流体,第二流体可以包括来自适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统中的废弃流体。第一储存器具有至少一个流体出口,其与适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统流体连通。第二储存器可以包含与透析设备或系统流体连通的至少一个流体入口。平衡设备或系统的特征还可以在于用于称量平衡支撑体或容器的称量装置和被配置用于接收来自称量装置的称量数据的控制器。其中包含至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器可以与称量装置中与控制器进行数据通信的称重单元称量接触。平衡设备或系统可以适用于平衡在适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的装置或系统中的总流体体积。总流体体积可以包括可用流体,例如来自于进行透析的对象或患者的透析流体和废弃流体。

平衡可以包括在透析设备或系统开始工作之前,例如使用称量装置,测量包括至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器的总重量,以确定容器的初始系统重量(sw0)。容器可以包括至少一个额外的储存器,例如第三储存器或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于透析回路的活性物质浓缩液。该方法还包括控制用于第一储存器流体和第二储存器流体的泵送装置,以维持初始系统重量、维持预定的过量、或者维持预定的损失。

该方法的特征还在于放置至少一个额外的储存器,例如第三、或第四、或第五额外的储存器,用于其他流体,例如用于单个容器外部的透析回路的活性物质浓缩液。至少一个额外的储存器如第三或第四额外的储存器的流体出口可以与透析设备或系统流体连通。因此,该方法的特征还在于:当体外血液处理回路工作时,测量由额外的储存器提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的任何流体浓缩液的体积,当流体浓缩液提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统时,基于流体浓缩液的密度和提供的任意时刻的体积来计算提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的流体浓缩液的重量,并通过添加计算出的提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统中的流体浓缩液的重量,重新计算容器的初始系统重量以获得重新确定的初始系统重量。

虽然一些储存器可以位于由称量装置称量的流体不透容器的外部,但是提供到透析设备或系统中的所有流体的量都包括在平衡计算中。因此,本方法提供了基本上恒定校正的系统重量,该系统重量与容器重量相比是基本上恒定的。将从透析患者或对象获得的任何废弃流体或过量流体收集到(废液或滤液)储存器,例如第二储存器。通过平衡方法仅识别从患者提取的流体(超滤液)或保留在患者体内的流体(推注液)。这些流体是初始系统重量的过量或损失。因此,大大降低了任何可能的测量误差。

在第八方面,本发明提供了一种疾病的治疗方法,该疾病的特征在于与蛋白质结合的物质在生物流体中不期望的积累,该方法包括:

a)使来自对象的生物流体通过生物流体回路;

b)针对透析流体通过半透膜透析生物流体,所述透析流体包含用于待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,

c)调节透析流体,使得吸附剂对待移除的经蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中,和

d)平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量,其中对象的流体体积保持基本上恒定。

特征在于与蛋白质结合的物质在生物流体中不期望积累的疾病可以是肝脏疾病或肾脏疾病,例如肝性脑病、肝硬化或肝功能衰竭。以调节吸附剂对与蛋白质结合的物质的结合亲和力的方式来调节透析流体可以通过添加酸、碱或可透析物质,通过稀释,通过改变盐含量,通过用波辐照,或者通过加热来进行,而且待移除的与蛋白质结合的物质可以进入溶液中。生物流体可以是例如血液或血浆、淋巴液、脑脊液或滑液。吸附剂可以是白蛋白,例如人血清白蛋白,并且白蛋白可以以例如每100ml约1g至25g,优选每100ml约1g至10g,特别优选每100ml约1g至3g的浓度存在于透析流体中。在一些情况下,酸可以是盐酸,碱可以是氢氧化钠。而且,在一些情况下,该方法的特征还可以在于:将适合与待移除的与蛋白质结合的物质结合的一种或多于一种可透析化合物添加到透析流体和/或生物流体中。一种或多于一种可透析化合物可以是例如咖啡因或金属阳离子的螯合剂,例如青霉胺、曲恩汀、去铁胺、preferiprone、hbed、维生素c、bal、dmps或dmsa。

平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量可以通过测量透析设备或系统内的一种或多于一种流体、或者甚至所有流体的重量来进行。平衡一种或多于一种流体的体积或流量可以有效地维持设备或系统内的流体体积相对恒定。例如,相对恒定的体积可以是相对于透析设备或系统开始工作之前的初始工作体积的偏差在10%、5%、4%、3%、2%、1%、或甚至0.5%、或0.2%、或0.1%以内。在24小时或48小时的透析期间,相对恒定的体积也可以具有小于0.5升、0.25升、0.10升、0.05升、0.025升或0.01升的偏差。

平衡的特征可以在于:当检测到初始系统重量的偏差超过预定阈值时,调节或中断适用于透析含有与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统的操作。可以使用设备或系统内提供的一个或多于一个泵来进行调节或中断操作,以调节一种或多于一种流体的流量。一种或多于一种流体可以是能够在设备或系统内使用的任何流体,例如透析液、滤液、超滤液、或酸溶液、碱溶液、或可透析化合物的溶液。

可以使用平衡设备或系统进行平衡,所述平衡设备或系统的特征在于具有至少用于第一流体的第一储存器和用于第二流体的第二储存器的平衡支撑体或容器,第一流体包括用于适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的可用流体,例如透析流体,第二流体可以包括来自适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的废弃流体。第一储存器可以具有与适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统流体连通的至少一个流体出口。第二储存器可以包含与透析设备或系统流体连通的至少一种流体。平衡设备或系统的特征还可以在于:用于称量平衡支撑体或容器的称量装置和被配置用于接收来自称量装置的称量数据的控制器。其中包含至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器可以与称量装置中与控制器进行数据通信的称重单元称量接触。平衡设备或系统可以适用于平衡在适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的总流体体积。总流体体积包括可用流体,例如来自于进行透析的对象或患者的透析流体和废弃流体。

平衡可以包括在透析设备或系统开始工作之前,例如使用称量装置,测量包括至少第一储存器和第二储存器的平衡支撑体或容器的总重量,以确定容器的初始系统重量(sw0)。容器可以包括至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于透析回路的活性物质浓缩液。该方法还包括控制用于第一储存器流体和第二储存器流体的泵送装置,以维持初始系统重量、维持预定的过量或者维持预定的损失。

该方法的特征还可以在于:放置至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器,用于其他流体,例如用于单个容器外部的透析回路的活性物质浓缩液。至少一个额外的储存器例如第三或第四额外的储存器的流体出口可以与透析设备或系统流体连通。因此,该方法的特征还可以在于:当体外血液处理回路工作时,测量由额外的储存器提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的任何流体浓缩液的体积,当流体浓缩液提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统时,基于流体浓缩液的密度和提供的任意时刻的体积来计算提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的流体浓缩液的重量,并通过添加计算出的提供至适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统中的流体浓缩液的重量,来重新计算容器的初始系统重量,以获得重新确定的初始系统重量。

虽然一些储存器可以位于由称量装置称量的流体不透容器的外部,但是提供到透析设备或系统中的所有流体的量都包括在平衡计算中。因此,本方法提供了基本上恒定校正的系统重量,该系统重量与容器重量相比是基本上恒定的。将从透析患者或对象获得的任何废弃流体或过量流体收集到(废液或滤液)储存器,例如第二储存器。通过平衡方法仅识别从患者提取的流体(超滤液)或保留在患者体内的流体(推注液)。这些流体是初始系统重量的过量或损失。因此,大大降低了任何可能的测量误差。

附图说明

图1是如本文所述的透析设备或系统的图示,其特征在于:生物流体回路、具有透析器的透析回路、透析液再生单元和平衡设备或系统。此外,提供了用于调节透析设备或系统内的流体的ph和温度的装置。

图2是在设备或系统中具有加热和冷却装置以及用于添加置换液的装置的透析设备或系统的简化图示。

图3是在设备或系统中具有用于调节ph的装置的透析设备或系统的简化图示。

图4是在透析流体回路中具有加热和冷却装置、用于调节ph的装置和用于添加置换液的装置的透析设备或系统的简化图示。

图5提供了透析系统的示意性框图。

图6提供了透析设备或系统的更详细视图。图6a示出了其中透析设备或系统的特征在于透析液储存器的一个实施方案,图6b示出了另一个实施方案。

图7示出了在容器的第一位置处具有位于支撑壳体内的容器的平衡设备或系统以及透析设备或系统的视图。

图8是在第二位置处具有容器的平衡设备或系统以及透析设备或系统的示意图。

图9是沿图7中的线iii-iii的剖视图。

图10是根据图8的线iv-iv的平衡设备或系统以及透析设备或系统的剖视图。

图11是图7至图10的容器的示意性侧视图。

图12是图11的容器的侧视图,用透明侧壁示出以观察内部结构。

图13a是根据图7的标记vii的容器的壁部分的放大剖视图。图13b是根据图7的标记vii的容器的壁部分的放大剖视图。图13c是根据图7的标记vii的容器的壁部分的放大剖视图。

图14是图7至图13的容器的俯视图。

图15是用于平衡设备或系统的另一个容器的示意性主视图。

图16是具有位于支撑壳体内的容器的透析设备或系统的示意性主视图。

图17是用于平衡设备或系统的另一个容器的透明的侧视图。

图18是用于平衡设备或系统的另一个容器的透明的侧视图。

图19是用于平衡设备或系统的另一个容器的主视图。

图20是用于平衡设备或系统的另一个容器的后视图。

图21示出了处于折叠状态的根据图20的容器。

图22示出了根据图11的标记xiv的容器的辊的放大视图。

图23是平衡设备或系统以及透析设备或系统的功能示意图。

图24示出了说明平衡方法的功能的图。

图25提供了表示本文所述的透析设备或系统的图。

图26提供了表示本文所述的透析设备或系统的另一个图。透析设备或系统的特征在于交叉切换和用于测量流体(例如ph)的装置。

图27提供了表示本文所述的透析设备或系统的另一个图。

图28提供了表示本文所述的透析设备或系统的又一个图。

图29提供了表示本文所述的透析设备或系统的又一个图,该图是简化版。

具体实施方式

本方法和系统的特征在于以下要素和步骤。根据附图和以下优选实施方案的详细描述,本发明的其它特征、其性质和各种优点将变得更加明显。

待移除的与蛋白质结合的物质

“与蛋白质结合的物质”或“待移除的与蛋白质结合的物质”是指与蛋白质如白蛋白结合的任何大小的分子或其组分。结合可以是特异性的或非特异性的,并且结合可以具有很大的、显著的或弱的亲和力。蛋白质可以是例如白蛋白,例如人血清白蛋白。因此,术语“与蛋白质结合的物质”或“待移除的与蛋白质结合的物质”包括以任何可测量或可观察到的亲和力与白蛋白如人血清白蛋白结合的任何大小的分子或其组分。peters,t."allaboutalbumin:biochemistry,genetics,andmedicalapplications,"1995;纽约:academicpress,第3章提供了对结合到白蛋白的这些物质的详细描述。示例性的待移除的与蛋白质结合的物质还包括质子(h+)、氢氧根离子(oh-)和气体,例如o2、co2、n2、ar、co、he、n2、ne和ch4。

fasano,life2005;57(12):787-796教导了人血清白蛋白的配体结合性质。人血清白蛋白是血浆中最突出的蛋白质,其在多个位点结合不同类别的配体。人血清白蛋白为许多化合物提供了储藏库,影响许多药物的药代动力学,使一些配体处于提供其代谢修饰的应变取向,使潜在的毒素被无害地运输到处理位点,贡献人血清的大部分抗氧化能力。单体人血清白蛋白的球状结构域结构组织实质上是其别构特性,这使人联想到多聚蛋白质。

表1提供了术语“与蛋白质结合的物质”或“待移除的与蛋白质结合的物质”范围内的一些示例性分子或其组分以及一些报道的缔合常数的列表。

表1

白蛋白的内源配体的一些实例包括:例如,脂肪族脂肪酸(bhattacharya等人,(2000)j.mol.biol.303:721-732;petitpas等人,(2001)j.mol.biol.314:955-960;kragh-hansen等人,(2006)j.mol.biol.363:702-712);hamilton,biochim.biophys.acta(2013)1830:5418-5426;fujiwara等人,(2013)biochim.biophys.acta1830:5427-5434)、胆红素和血红素(zunszain等人,(2008)j.mol.biol.381:394-406;wardell等人,(2002)biochem.biophys.res.commun.291:813-819;zunszain等人,(2003)bmcstruct.biol.3,6;tsuchida等人,(2009)bioconjug.chem.20:1419-1440)、甲状腺激素类(petitpas等人,(2003)proc.natl.acad.sci.usa100:6440-6445)、视黄醇和视黄酸(n’soukpoé-kossi等人,(2007)int.j.biol.macromol.40:484-490)、尿毒症毒素(sakai等人,(1995)biol.pharm.bull.18:1755-1761;ghuman等人,(2005)j.mol.biol.353:38-52)、cys34(kragh-hansen等人,(2002)biol.pharm.bull.24:695-704)、高半胱氨酸硫代内酯(由甲硫氨酰-trna和s-亚硝基高半胱氨酸形成,在内皮细胞中形成)(glowacki等人,(2004)j.biol.chem.279:10864-10871)、一氧化氮(no)(ishima等人,(2013)biomedres.int.articleid353892)、cu2+和ni2+(rózga等人,(2007)j.biol.inorg.chem.12:913-918)、过渡金属离子(bal等人,(2013)biochim.biophys.acta1830:5444-5455;barnett等人,(2013)biochim.biophys.acta1830:5456-5464)。

白蛋白的外源配体的一些实例包括:例如,细菌(lejon等人,(2004)j.biol.chem.279:42924-42928)、白藜芦醇(xiao等人,(2008)j.fluoresc.18:671-678;bourassa等人,(2010)j.phys.chem.b114:3348-3354)、稀有气体(seto等人,(2008)anesth.analg.107:1223-1228)。

此外,人血清白蛋白能够立体选择性地结合大量各种内源和外源化合物(chuang等人,(2006)chirality18:159-166)。此外,白蛋白结合多种药物(ghuman等人,(2005)j.mol.biol.353:38-52;wang等人,(2013)biochim.biophys.acta1830:5356-5374;kragh-hansen等人,(2002)biol.pharm.bull.25:695-704;otagiri,(2005)drugmetab.pharmacokinet.20:309-323;fanali等人,(2012)mol.aspectsmed.33:209-290)。例如,worldwideproteindatabank(www.wwpdb.org)提供了至少106种不同的配体-人血清白蛋白复合物的结构(2014年8月21日)。

大量的内源性和外源性毒素,包括药物过量,可以通过白蛋白辅助的体外透析从身体移除,体外透析也可以被动地移除水溶性非结合毒素(mitzner(2011)ann.hepatol.10(1):s21-s28;taguchi等人,“albumindialysis”inotagiri等人,(编)(2013)humanserumalbumin.newinsightsonitsstructuraldynamics,functionalimpactsandpharmaceuticalapplications.日本熊本崇城大学出版中心,第401-415页)。白蛋白还可以与一氧化碳、二氧化碳、氢离子和碳酸氢盐结合。已经开发出用白蛋白进行药物库筛选的高通量、基于溶液的方法(flarakos等人,(2005)anal.chem.77:1345-1353)。

vanholder等人,jamsocnephrol2008:19:863-87教导了关注于将心血管损伤作为导致高发病率和高死亡率的尿毒症效应的模型,难以通过透析移除有潜力影响脉管系统中各种细胞类型的功能的大多数分子。实例是较大的中分子量分子和与蛋白质结合的分子。最近的临床研究表明,增加这些化合物的移除有利于存活。uremictoxindatabase(http://www.uremic-toxins.org/database.html)提供了这些尿毒症毒素的实例。

malhotra等人,pharmacogenetgenomics2014;24(12):582-587教导了使用白蛋白作为载体的sirna基因治疗。rna干扰或转录后基因沉默是分子肿瘤学中用于基因治疗的最具创新性、高度特异性且有效的技术之一。由于它可以有效地沉默感兴趣基因的表达,它已经成为一种成熟的用于分析包括癌症在内的多种疾病的分子机制的研究工具。然而,为了其适当的治疗用途,需要有效的肿瘤特异性体内递送机制。白蛋白可以用作小干扰rna的递送组件,因为它是内源的天然纳米颗粒。

适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统及使用该设备或系统的透析方法

本发明提供了一种方法,通过该方法,使用合适的装置,将透析流体回路中、生物流体回路中或两个回路中的毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比转变为游离物质占优势,然后除去毒素。类似地,还可以考虑吸附毒素与游离毒素和吸附剂的浓度比。该方法的优点是,一旦毒素在溶液中,便可以从生物流体中容易且有效地除去毒素。该方法不仅提供了快速透析、具有明显的成本优势,而且还可以实现生物流体的特别彻底的净化。在净化血液或血浆的情况下,该方法还提供了对患者更加友好的治疗方法,在急诊医学领域中的紧急的危及生命的条件下,这对于成功治疗至关重要。

术语“溶解的物质”和“游离毒素”应理解为不仅指由溶剂溶剂化的单独分子,还指与可透析物质结合的那些。与可透析物质结合的毒素也可以作为复合物透析。

设备或系统

用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的装置的特征可以在于:用于调节可用流体的ph的装置,用于调节可用流体的温度的装置,用于添加置换液以稀释或改变可用流体的组成(例如盐含量)的装置,用于添加与待移除的物质结合的可透析化合物的装置,或用于通过波、电、电磁或磁场来辐照可用流体的装置。不同的装置可以以任何期望的方式彼此组合。优选地,在循环系统中使用至少一个用于调节ph的装置和至少一个用于调节温度的装置。

本发明的一个优点是,通过简单的装置,即用于添加酸、碱、置换液、或可透析物质的溶液的常规装置,或常规的加热、冷却或超声装置或其它光、红外、紫外或电磁波的发生器,通过弱化与蛋白质结合的物质和载体蛋白质或吸附剂之间的结合,可以以简单且节省成本的方式来溶解待移除的物质。经溶解的物质(毒素)是可透析的并因此易于除去。载体蛋白如白蛋白或吸附剂对毒素的结合亲和力可以通过许多措施选择性地降低,从而增加溶液中游离毒素的浓度。生物流体或透析流体中与蛋白质结合的物质实际上与少量未结合的物质处于平衡状态。降低结合亲和力能够增加进入溶液中的未结合物质、可透析物质、游离物质的浓度。

如果透析流体回路包含用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的至少一个装置,则透析流体应含有用于从生物流体中移除物质的吸附剂。生物流体中的一小部分与蛋白质结合的毒素在溶液中呈游离形式,并且该部分可以通过透析器中的半透膜扩散并结合到透析流体中吸附剂的游离结合位点。然后,通过用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的装置,例如用于添加酸的装置,至少暂时地降低吸附剂和毒素之间的结合亲和力,从而使得待移除的物质进入溶液中。可以通过透析(扩散)或过滤(对流)或两种方法的组合(在下文中称为渗滤)从透析回路中除去待移除的物质。此外,可以通过例如在用于进行血浆置换的血浆分离中使用的离心来分离吸附剂和游离毒素。

还可以在含有待移除的、与载体蛋白质结合的物质的生物流体回路中提供用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的至少一个装置。在一些情况下,生物流体回路和透析流体回路二者都包含用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的至少一个装置。具有不同结合行为的物质可以通过多种可用装置,特别是组合不同的措施而移除。

将流体的ph调节至酸性和/或碱性范围能够选择性地影响不同物质与相应的载体蛋白或吸附剂的结合。因此,添加酸可以降低流体的ph,从而在酸性范围内减少某些毒素与蛋白质的结合,进而增加流体中游离毒素的浓度。例如,可以以这种使得可以通过透析、过滤、渗滤、离心、场或按重量差异分选来移除后续过滤器中游离的、溶解的铜离子的方式来减弱铜离子与白蛋白的结合。类似地,可以将流体的ph调节至碱性范围,使得可以在碱性范围内通过透析、过滤或渗滤从流体中除去释放的毒素。因此,通过添加碱,可以减弱某些毒素与蛋白质的结合,进而增加流体中游离毒素的浓度。通常优选的ph范围为8至13。

在通过透析、过滤、渗滤或离心从流体中除去毒素之后,任选地将ph调节至不同的有利值。这可能是合乎需要的,特别是当使用吸附剂如白蛋白时。然后可以选择不同的有利ph,使得吸附剂对毒素的亲和力再次增加。这允许吸附剂再循环。

循环系统(用于待净化的透析流体或生物流体)优选含有两个、更优选含有三个用于调节ph的装置,使得可以分别用第一装置将ph调节至酸性或碱性范围,用第二装置将ph调节至碱性或酸性范围,并且用第三装置将ph调节回原始范围(通常是中性)。循环系统(用于待净化的透析流体或生物流体)可以包含两个用于调节温度的装置,使得可用的流体可以例如被加热,并且然后通过冷却回到先前的温度或到另一个所需的温度。在某些情况下,循环系统包含三个用于调节ph的装置和两个用于调节温度的装置。

通过透析流体回路和/或生物流体回路中提供的透析、过滤或渗滤装置,溶解的可透析物质可以在与载体蛋白质或吸附剂分离后容易且有效地从流体(待净化的透析流体或生物流体)中除去。这可以使用常规的透析设备完成,例如本领域技术人员已知的透析设备。此外,优选地,使用用于改变ph值/温度值的装置和用于适当地监测这些变化的装置。有利地,将透析、过滤、渗滤或离心装置插入待使用的用于调节流体的ph或温度的装置的下游,以便直接从流体中除去游离的、溶解的物质。在一些情况下,在透析流体回路和/或生物流体回路中按如下顺序提供:用于添加酸或碱的装置,透析、渗滤、过滤或离心装置,用于添加碱或酸的装置,透析、过滤、渗滤或离心装置以及用于添加酸或碱的装置。这使得能够非常有效地从透析流体和生物流体中除去不同的与蛋白质结合的物质,并且经净化的透析流体转而可以再循环到透析器中,以再充当与蛋白质结合的物质的吸附剂。

其中仅在生物流体回路中布置用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的装置,例如用于调节ph的装置的一个实施方案的优点在于,为了除去不需要的与蛋白质结合的毒素,透析流体不一定必须含有吸附剂如受体蛋白质白蛋白,这大大降低了透析成本。

用于调节ph的装置尤其包括用于添加酸或碱的装置,例如计量泵。合适的酸或碱是生物相容性的酸或碱的水溶液。通常优选使用的是:其共轭碱或酸是在人体中天然存在的离子的酸或碱。可以使用的酸的实例是盐酸、硫酸或乙酸,优选盐酸。可以使用的碱的实例是氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液,优选氢氧化钠溶液。生物流体或透析流体可以例如通过加入酸调节至ph值为1至7,有利地为2.5至5,并通过加入碱调节至ph值为7至13,有利地为8至13。在每种具体情况下,所需的ph基本上取决于所用流体的性质、蛋白质的性质和待移除的物质的性质。例如,铜与白蛋白的结合亲和力在ph为约2时显著降低。相反,这意味着铜在ph高于约3时对白蛋白具有特别高的结合亲和力。还观察到,例如,胆红素与白蛋白的结合亲和力在ph为约12时显著降低。

用于调节温度的装置尤其包括加热装置,例如常规的加热装置、微波装置或红外装置,或冷却装置,例如常规的冷却单元。一个或多于一个加热/冷却装置可以布置在透析流体回路和/或生物流体回路中。具体地,可以通过加热或冷却可用流体来溶解待移除的物质,同时可以通过冷却或加热使生物流体或透析流体回到所需温度。所用温度梯度的性质和范围取决于流体、吸附剂和待移除的毒素的性质。例如,可以先加热然后再冷却。反向过程也可以是有利的。逐步进行加热/冷却也可以是有利的。

本发明的另一个优点是可以通过用于冷却或加热可用透析流体的装置选择性地增加吸附剂的结合亲和力,从而使已扩散到透析流体中的游离的、溶解的物质可以与再循环的吸附剂结合。

待使用流体的所需温度基本上取决于它们的性质。如果使用的生物流体是血液或部分血液制品如血浆或其部分,则可以加热至最高约150℃的温度(结合相应的压力增加,例如在牛奶的加热灭菌中所使用的),优选最高45℃。因此,也可以进行超出生理范围的加热。当在患者的体外回路中使用本发明的透析装置时,温度可以再次降低至对于患者而言的最佳值35℃至37℃,或对于患有肝性脑病的患者而言的约35℃。如果在透析流体回路中使用用于调节温度的装置,则还可以通过提供蒸汽、或增加压力或提供其它稳定剂(已知来自白蛋白的巴氏消毒处理)来升高温度至超过150℃。

可以通过加热装置或通过用微波或红外辐照来直接加热流体填充的管道系统,从而加热循环系统中待使用的流体。仅在透析流体回路中具有加热装置可能是足够的,但是由于透析器中待净化的流体与透析流体之间的热交换也加热了生物流体。在一些情况下,在透析流体回路或生物流体回路的入口的上游,加热装置也可以插入用于调节ph的装置或用于添加置换液的装置的下游。在这种情况下,通过添加温热溶液来加热透析流体和/或待净化的流体。

超声装置可以用作进行波辐照的装置。其它合适的装置是适合产生光波、紫外波、红外波、无线电波、微波和恒定或变化的电场或磁场的装置。

用于改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的另一种可能装置是用于添加与待移除物质结合的可透析化合物的装置。该装置可以是引入可透析化合物的水溶液的常规计量泵。可透析物质(其中的一些与毒素结合)可以容易地通过常规的透析或渗滤装置除去。可以使用的结合化合物是特征为对待移除的物质有强亲和力的低/中等分子量的可透析化合物。这些化合物包括与胆红素结合的咖啡因,以及与金属阳离子如铜离子或铁离子结合的常见螯合剂,如青霉胺、曲恩汀、去铁胺、preferiprone、hbed、维生素c、bal、dmps或dmsa。可透析化合物既可以添加到生物流体中,也可以添加到透析流体中,但优选添加到透析流体中,以避免在透析时由于未完全去除导致生物流体污染而引起的并发症。当使用两种改变毒素-蛋白质复合物与游离毒素和游离蛋白质的浓度比的装置,例如用于增加ph和添加结合化合物(例如咖啡因)的装置时,也会发生协同效应。

用于添加置换液以稀释或改变可用流体的盐含量的装置包括常规计量泵,利用该装置可以添加置换溶液。这种装置优选与插入在其下游的加热装置组合使用,以便将温热的置换液添加到所用流体的回路中。合适的置换溶液是可以包含各种盐以及尿素的水溶液。这些溶液可以是商业透析流体,可以根据需要通过加入盐将其调节至所需浓度。然而,也可以使用稳定剂、用于稀释血液的试剂如肝素或柠檬酸盐、或用于改变渗透平衡的物质如盐、或用于改变电生理平衡(donnan效应)的物质如带负电或正电的物质。置换液不仅用于通过改变流体中的盐浓度来溶解待移除的物质。还可以根据患者的情况通过添加置换液来精确调整生物流体如血液的盐浓度。此外,置换液还可以用于恢复再循环吸附剂对透析回路中毒素的结合能力。而且,可能需要添加尿素来改善吸附剂的结合能力。

所用的透析器可以是目前使用的常规透析器,例如,用于血液透析的透析器。还可以使用具有比目前用于透析的膜的孔更大孔的膜。透析器装配有常规的半透性透析膜;通过过滤装置的对流输送可以任选地通过膜进行扩散。透析器基本上包括由透析膜隔开的两个室,每个室连接着用于待使用流体的循环系统(管道系统)。待净化的生物流体和透析流体通常以对流方式输送,但它们也可以并流输送。透析器的常规部件,例如压力计、空气检测器、泵送装置如肝素泵、血泵等,构成该装置的一部分。根据需要,本发明的装置可以实现缓慢的透析液流量(1l/h至2l/h)和正常的透析液流量(25l/h至150l/h)以及中间速率。

可以用于本发明的装置或本发明的方法的生物流体包括所有人类或动物体液,尤其是血液或血浆,特别优选人类来源的生物流体。从所用的生物流体中除去与蛋白质结合的物质同时伴随着水溶性物质,例如尿素或在常规透析中通常可以除去的各种离子的消除。待移除的与蛋白质结合的物质优选与载体蛋白质白蛋白结合。本发明的装置特别适合在医疗领域中净化血液和血浆,并且可以用于血库处理领域并用于患者的体外透析。

使用的透析流体可以是常规的透析流体,例如本领域技术人员已知的透析流体。离子浓度可以根据独特的患者需要进行调整。可以根据需要使用常用的含离子的水溶液或纯水。常规的透析流体任选地具有针对待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂。可能的吸附剂的实例是树脂酸盐和受体蛋白质以及白蛋白,白蛋白可以是人血清白蛋白、动物白蛋白或基因工程化白蛋白。人血清白蛋白是特别合适的。血清白蛋白溶液可以任选地用水、常规透析流体或其它流体稀释。使用的透析流体可以含有浓度为每100ml含0.1g至25g,优选每100ml含1g至10g,特别优选每100ml含1g至3g的人血清白蛋白。

可以使用的其它透析流体是血液、血清或新鲜冷冻血浆。透析流体也可以是来自生物反应器的透析液。目前的生物反应器(与活肝细胞一起工作用于肝脏替代疗法的系统)需要大量血液。因此,在生物反应器的循环过程中,必须从患者的循环中取出最多1升的血液。然而,为了刺激生物反应器中肝细胞的合成功能,使用含有通常在肝脏中除去的有毒物质的透析液的系统也可能是足够的。因此,所述透析液可以首先通过体外回路中的生物反应器。然后净化该透析液并将透析液返回患者体内。为此,可能需要将白蛋白连续添加到透析液中,或使用比目前使用的透析过滤器更易透过白蛋白的毛细管或膜。本文所述的装置可以装配有一个或多于一个用于监测所用流体的相应性质的常规的ph计和/或温度计。

透析方法

该设备或系统可以用于从生物流体中移除不需要的物质的方法中。透析流体通过半透膜透析生物流体。透析流体含有针对待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,并且通过加入酸、碱或可透析物质,通过稀释,通过改变盐含量,通过用波辐照或通过加热来调节透析流体,使得吸附剂对结合的物质的结合亲和力至少暂时降低,从而增加透析流体中游离的不需要物质的浓度。此外,可以通过添加酸、碱或可透析物质,通过稀释,通过改变盐含量,通过用波辐照或通过加热来调节生物流体,使得载体蛋白对待移除的结合的物质的结合亲和力降低,从而增加生物流体中游离的不需要物质的浓度。该方法可以使用循环系统,其特征在于至少两倍地添加酸、碱或可透析物质,稀释,改变盐含量,用波辐照或加热/冷却透析流体或生物流体。

本发明的方法通常可以用于净化生物流体。生物流体包括所有人类或动物的体液,尤其是血液或血浆,特别优选人类来源的。可以将取出的流体,尤其是血液或血浆返回到身体或用于其它目的。因此,例如,可以净化血瓶,或者经净化的生物流体可以用于其它商业目的或研究目的。

图2是在体外回路中具有加热与制冷装置以及用于添加置换液的装置的透析设备或系统的简化图示。图3是在体外回路中具有用于调节ph的装置的透析设备或系统的简化图示。图4是在透析流体回路中具有加热与制冷装置、用于调节ph的装置和用于添加置换液的装置的透析设备或系统的简化图示。

图2示出了血液透析的装置,其基本上由透析器1、透析流体回路2(图中仅示出:在该实施方案中不必再循环的已使用的透析液)、生物流体回路3(仅在图中示出)、加热和冷却装置6、用于添加置换液的装置7和温度计10组成。通过装置7,在加热装置6中加热的置换液如来自常规血液滤过溶液的置换液进入透析器1之前将其添加到生物流体回路3中的生物流体如血液中。然后,温热的生物流体进入透析器1的生物流体室。由于生物流体如血液的温度升高,这会增加与蛋白质结合的物质从载体蛋白质中的释放,从而使溶解的可透析毒素得以增加,该毒素通过透析膜扩散到透析器1的透析室中。当净化的与蛋白质结合的物质的生物流体如血液离开透析器1时,它被冷却单元6再次冷却至生理学上可接受的温度,该温度由温度计10检测。或者,也可以通过控制透析液温度来调节生物流体如血液的温度,从而调节患者的体温。然后,生物流体如血液返回到生物流体回路3。类似地,生物流体如血液可以首先在下方的6冷却,通过透析器1,然后在上方的6加热。

图3示出了血液透析的装置,其基本上由透析器1、透析流体回路2(图中仅示出:在该实施方案中不必再循环的已使用的透析液)、生物流体回路3(仅在图中示出)、用于添加酸或碱的计量泵4、透析器5和ph计11组成。借助于计量泵4,在生物流体回路3中的生物流体进入透析器1之前,将酸如hcl溶液添加到生物流体回路3的生物流体中。这降低了生物流体的ph,并且使一些毒素进入溶液中。然后,酸性的生物流体进入透析器1的生物流体室。溶解的可透析物质可以通过透析膜扩散到透析器1的透析室中。当部分不含有与蛋白质结合的物质的生物流体离开透析器1时,通过计量泵4加入碱性溶液如naoh溶液,从而将ph调节至碱性范围,由此与蛋白质结合的毒素进入溶液中。血液在下游进入另一个透析器5,在透析器5进行另一次透析、过滤或渗滤以消除在碱性范围内溶解的其它与蛋白质结合的物质。然后通过计量泵4用hcl溶液将ph调节至约7.4的中性范围,并通过ph计检测ph。然后生物流体返回到生物流体回路3。

图4示出了血液透析的装置,其基本上由透析器1、透析流体回路2、生物流体回路3(仅在图中示出)、用于添加酸或碱的计量泵4、透析器5、加热和冷却装置6、用于添加置换液的装置7、用于添加咖啡因的装置8、ph计和温度计10组成。

通过装置7,在加热装置6中加热的置换液如来自血液滤过溶液的置换液进入透析器1之前将其添加到生物流体回路3中的生物流体中。然后,温热的生物流体进入透析器1的生物流体室。由于生物流体的温度升高,游离的可透析毒素得以增加,该毒素通过透析膜扩散到透析器1的透析室。透析液还含有与毒素结合的白蛋白,因此透析流体中的游离物质保持在较低水平,从而增强了毒素向透析流体中的扩散。当净化的与蛋白质结合的物质的生物流体离开透析器1时,它返回到生物流体回路3。

来自透析器1、含有与白蛋白结合的毒素的透析流体进入透析流体回路2。经由计量泵4将hcl溶液加入到透析流体中。这降低了透析流体的ph并使流体中溶解的游离毒素的水平增加。在透析流体回路2的下游布置有将透析流体加热至41℃至45℃的加热装置6,由此进一步提高游离毒素的水平并降低与蛋白质结合的毒素的比例。循环系统2中的下一个部件是咖啡因计量泵8。加入咖啡因会特别地结合胆红素,从而降低透析流体中与蛋白质结合的胆红素的比例。透析流体在下游进入透析器5,其中一些透析流体从系统中移出以便将吸附剂的浓度保持在所需范围内。此外,通过透析、过滤或渗滤来净化透析液,尤其是除去游离的与蛋白质结合的物质和与咖啡因结合的胆红素。白蛋白由于分子量高而不能通过过滤器。在透析流体回路2中从透析器5的出口下游布置有用于添加naoh溶液的计量泵4,加热装置6布置在回路入口的上游。在下游有另一个透析器5,其通过透析、过滤或渗滤从系统中移出所添加的流体,并消除在碱性范围内溶解的物质。循环系统2中的下一个部件是冷却装置6,通过该冷却装置6可以根据患者所需的温度来调节透析流体的温度。随后的计量泵4用于向透析流体中添加hcl溶液,以将其ph调节至中性范围,从而使白蛋白的结合能力再次增加,并且使血液的ph值不对透析器造成不利影响。循环系统2中的下一个部件是ph计和温度计10,用于在经净化的透析流体重新进入透析器1之前检查其ph和温度。

透析液再生回路

图5示出了透析设备或系统的示意性框图。通过动脉血液线15a,将来自患者的血液供应到透析器5。在将血液供应到透析器5之前,将前稀释流体13添加到血液中。在透析器5中,血液和透析液的各自流可以同向流动。或者,血液和透析液的各自流可以逆向流动。在透析器5中发生扩散、对流和/或超滤过程,并清洁患者的血液。在血液通过透析器5后,将后稀释流体14添加到经清洁的血液中。经清洁的血液通过静脉血液线15b再次供给患者。

透析系统的特征在于透析液再生回路16适于再生已经通过透析器5的透析液。使用含有载体物质如白蛋白的透析液。特别地,透析液再生回路16适于从透析液中除去与蛋白质结合的毒素,例如胆红素、胆汁酸等。首先,将一种或多于一种流体17添加到透析液中。然后,在某些ph和温度条件下,例如通过过滤、渗滤、沉淀或透析,从透析液中除去流体18。此外,可以添加一种或多于一种置换流体19以校正透析液中电解质和其它重要物质的浓度。将再生透析液流从透析液再生回路16供应到透析器5。

图6a提供了透析设备或系统的更详细的视图。透析系统的特征在于生物流体回路21具有两个透析器22a和22b。透析器22a和22b中的每一个包括生物流体区、透析液区和分隔这些区的半透膜23a、23b。透析器22a、22b并联地流体连接。生物流体例如来自患者的血液经由泵24通过管道。在将生物流体供应到透析器22a、22b之前,通过前稀释泵26将前稀释流体25添加到生物流体中。然后,生物流体通过透析器22a、22b的生物流体区。在经清洁的生物流体返回患者之前,经由后稀释泵28将后稀释流体27添加到生物流体中。生物流体的流速可以为50ml/分钟至3000ml/分钟,但优选为150ml/分钟至1000ml/分钟,更优选为150ml/分钟至600ml/分钟。前稀释流速可以为1升/小时至20升/小时,但优选为4升/小时至7升/小时。后稀释流速可以是所选血液流速的5%至30%,但优选10%至20%。

如图6a所示,透析液回路包括透析液再生单元29。用第一透析液泵30将已经通过透析液再生单元29的透析流体泵送到透析器22a、22b的透析液区中,流速为100ml/分钟至4000ml/分钟,但优选500ml/分钟至1100ml/分钟。为了使电解质和其它重要物质达到所需浓度,可以将置换流体31、32经由各自的泵33、34供应到透析液中。在通过透析器22a、22b的透析液区之后,透析流体和为减少患者的体积过载而从患者取出的添加流体一起经由第二透析液泵35被输送到透析液再生单元29。

透析液再生单元29包括两个并联的流体连接的流动路径37、38。在流动路径37“酸性流动路径”中,包含强酸的酸性溶液39经由酸泵40被添加到透析流体中。在流动路径38“碱性流动路径”中,包含强碱的碱性溶液41经由碱泵42被添加到透析流体中。

透析液再生单元29包括两个再生泵43、44,用于经由两个流动路径37、38输送透析液。优选地,两个单独的泵用于输送透析流体,因为在酸性流动路径37和碱性流动路径38中流体的阻力可以是不同的。例如,载体物质如白蛋白在酸性或碱性条件下可以具有不同的形状,因此对于不同的ph值具有不同的流动特性。作为具有泵的系统的替代,可以提供具有夹具和流体测量的系统以在两个流动路径37和38中实现恒定的流速。

两个流动路径37、38中的每一个包含解毒单元45、46,其适于过滤或透析透析液,并适于从透析液中除去毒素。解毒单元45、46可以实施为再生透析器、超滤单元、渗滤单元等。酸性流动路径37的再生泵43和碱性流动路径38的再生泵44将透析液转移至下游到达透析液再生单元29的两个解毒单元45、46中的一个。透析液经由包括切换阀47、48的阀机构被供应至解毒单元45、46。

在碱性溶液流过的解毒单元中,可以通过过滤或透析除去碱溶性毒素如胆红素。在碱性条件下,溶液中碱溶性毒素的浓度增加。由于游离毒素的这种浓度的增加,从而促进了游离毒素的去除。在酸性溶液流过的另一个解毒单元中,这些碱溶性的毒素可以沉淀,从而从透析流体中除去。

关于酸溶性毒素如镁,观察到类似的效果。在酸性溶液中,溶液中酸溶性毒素的浓度增加,因此可以以增加的速率除去酸溶性毒素。相反,在碱性溶液流过的解毒单元中,酸溶性毒素得以沉淀,例如作为氢氧化镁得以沉淀,从而从透析流体中除去。

切换阀47、48适于改变由再生泵43在酸性一侧输送的酸化透析流体的方向朝向解毒单元45或朝向解毒单元46(切换阀47),并且改变由再生泵44在碱性一侧输送的碱化透析流体的方向朝向解毒单元46或朝向解毒单元45(切换阀48)。切换阀47、48例如每5分钟至60分钟改变流动方向,使得每个解毒单元45、46从再生泵43和44之一接收流体一次。然而,取决于所使用的酸和所应用的机构,流动方向的改变可以每1分钟至60分钟发生一次。切换可以自动或由用户单独执行。对于某些应用,可以优选每1分钟至10分钟,优选每1分钟至5分钟改变方向。

取决于过滤类型,沉淀物质可以通过阻塞解毒单元45、46的孔而引起解毒单元45、46的堵塞。为了避免这种情况,可以使解毒单元45、46交替。解毒单元在一个时间段(例如30分钟)是酸性解毒单元,在下一个时间段(例如30分钟)用于碱性流动路径中。这意味着然后通过过滤或透析以高浓度溶解并除去沉淀物质。这也使得解毒单元能够长时间连续使用。

解毒单元45、46的切换可以手动执行,或者通过电子控制的阀机构执行。切换可以在流体回路中的不同位置处执行,最优选的位置是直接在解毒单元45、46的上游。然而,温度调节单元63、64可以位于回路中,和/或以允许它们被包括在作用于解毒单元的切换机构中的方式进行控制。酸化透析流体的方向变化可以与解毒单元45、46中的酸化流体的方向变化一起进行。然而,在温度调节单元63、64和解毒单元45、46中也可以实现酸化透析流体的方向的独立变化。通过在切换机构中包括温度调节单元,确保两个单元不积累沉淀的载体物质,例如白蛋白,积累沉淀的载体物质可以是由于温度调节单元63、64仅与碱化或酸化的透析流体接触所引起的,特别是由于该单元受到温度影响所引起的。

为了从解毒单元45、46移除流体和毒素,系统提供两个过滤泵49、50,它们可操作地从解毒单元45、46移除排出流体51、52。为了平衡不同流体的体积,系统可以提供多个秤53至56,其适于恒定地测量添加的酸39、添加的碱41和排出流体51、52的流体体积。

在解毒单元45、46的下游,在一个解毒单元的流出线获得的再生的酸化透析液的流与在另一个解毒单元的流出线获得的再生的碱化透析液的流合并。通过将酸化流与碱化流合并,酸和碱相互中和,产生ph为6至11的再生透析液流。再生的透析液可以供应给透析器22a、22b。温度调节单元可以在透析液通过透析器22a、22b之前位于透析流体回路中。这能够将再循环的透析流体调节至用于在透析器22a、22b的膜处接触血液所需的温度。

优选地,在酸性流动路径37和碱性流动路径38中,添加共轭碱或酸是人体中天然存在的离子的酸或碱。因此,通过合并酸化的透析液流和碱化的透析液流而获得的再生透析液不含有任何非生理物质。

通过位于解毒单元45、46上游的碱或酸一侧的传感器57至60监测各种系统参数,例如透析液的ph值、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度和电导率。在酸性流动路径37中,传感器57在添加酸之前监测系统参数,传感器58在添加酸之后测量系统参数。相应地,在碱性流动路径38中,传感器59在添加碱之前监测系统参数,传感器60在添加碱之后测量系统参数。

该系统还可以包含位于解毒单元45、46的排放流动路径中或系统的合并流动部分中的传感器单元61、62。传感器单元61、62适于监测系统参数例如,ph值、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度和电导率。

在每个流动路径37、38中,可以实现用于至少临时增加透析液中游离毒素浓度以增强毒素的去除的其他处理步骤。这些处理步骤可以包括加热或冷却透析液、用波辐照透析液、改变透析液的盐含量、添加与待移除的毒素结合的可透析物质中的一种或多于一种。

如图6a所示,每个流动路径37、38包括相应的温度调节单元63、64。例如,透析液的加热可能有助于减弱与蛋白质结合的毒素和载体物质之间的结合。加热可以通过直接加热充满流体的管道系统,或通过用微波或红外辐照来进行。或者,温度调节单元可适于冷却透析液。通过改变透析流体的温度,溶液中游离毒素的浓度增加并相应地增强了毒素的去除。

用于改变毒素-载体-复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比的另一个可能的工艺步骤是用波辐照透析液。例如,超声装置可以用作用波进行辐照的装置。其它合适的装置可以是例如适合产生光波、紫外波、红外波、无线电波、微波和电场或磁场的装置。所有不同的波和场可以是恒定的或者以不同的频率周期性地改变的。

用于改变毒素-载体-复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比的另一个可能的工艺步骤是改变透析液的盐含量。改变盐浓度可以帮助溶解待移除的毒素。此外,改变盐浓度也可以用于恢复再循环的载体物质对毒素的结合能力。可能需要添加尿素以改善载体物质的结合能力。

用于改变毒素-载体-复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比的另一个可能的工艺步骤是向透析液中加入可透析化合物。可透析化合物可以适于结合待移除的毒素。可以使用的结合化合物是特征在于对待移除的物质有强亲和力的低/中等分子量的可透析化合物。一些这样的化合物包括与胆红素结合的咖啡因,以及与金属阳离子如铜离子或铁离子结合的常见螯合剂,如青霉胺、曲恩汀、去铁胺、preferiprone、hbed、维生素如维生素c、bal、dmps或dmsa。

参见图6b,透析系统包括具有两个透析器64a和64b的生物流体回路76。透析器64a和64b中的每一个包括生物流体区、透析液区和分隔这些区的半透膜65a、65b。透析器64a、64b并联地流体连接。生物流体如来自患者的血液通过泵66泵送通过透析器64a、64b的血液区。

图6b的系统提供了用于存储再生透析液的透析液储存器67。来自透析液储存器67的透析流体通过第一透析液泵68泵送通过透析器64a、64b的透析液区。为了使电解质和其它重要物质达到所需浓度,可以将置换流体69、70经由各自的泵71、72供应至透析液。在通过透析器64a、64b的透析液区之后,透析流体和从患者取出的添加流体一起经由第二透析液泵73供应至透析液储存器67。

将透析液流从透析液储存器67提供给透析液再生单元74。透析液再生单元74的内部设置与图6a中所示的透析液再生单元29的内部设置相同。透析液再生单元74包括两个并联地流体连接的流动路径,即酸性流动路径和碱性流动路径。每个流动路径包括解毒单元。

如图6b所示,提供单独的透析液再生回路75用于再生包含在透析液储存器67中的透析流体。透析液再生回路75(三级回路)与生物流体清洁回路分离。生物流体清洁回路包括生物流体回路76(初级回路)和透析液回路(次级回路)。通过将透析液再生回路与透析液回路分离,系统参数如流量、温度和ph可以独立地调节以满足两种不同过程的需要。例如,生物流体清洁期间的透析液流量可以为150ml/分钟至3000ml/分钟,而在再生过程中,透析液流量可以为250ml/分钟至5000ml/分钟,优选为1000ml/分钟至2000ml/分钟。通过透析液储存器使两个回路分离可能是有用的,因为在透析液再生单元中,透析流体具有能对患者血液造成巨大损害的非生理ph和温度值。包含在透析液储存器67中的透析流体可以在连续操作中或在间歇操作中进行清洁。

集成透析设备或系统的图示

如图1所示,提供的生物流体回路3具有生物流体流入线15a和流出线15b,该生物流体回路3经由透析器1、5、22a、22b与透析流体回路2连通。透析流体回路至少部分地经由储存器67与透析液再生单元29、74和透析液再生回路16、75依次连通。可以提供加热和/或冷却装置6或用于调节目标流体的ph的装置。透析再生回路的特征在于并联的酸性流动路径37和碱性流动路径38。酸性流动路径37和碱性流动路径38中的每一个的特征在于透析器或解毒单元45、46。每个透析器1、5、22a、22b的特征在于半透膜23a、23b。此外,酸性流动路径37和碱性流动路径38中的每一个的特征在于再生泵43、44。酸性溶液39和碱性溶液41可以分别加入酸性流动路径37和碱性流动路径38中。可以将一种或多于一种其它流体添加到透析液中或从透析液18中移除。根据需要适当地提供各种流体线97、98。

图25提供了表示如本文所述的具有与称重装置连通的三个储存器的透析设备或系统的图示。图26提供了另一个表示如本文所述的具有与称重装置连通的三个储存器的透析设备或系统的图示。透析设备或系统的特征在于交叉切换和用于测量ph值、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度和电导率的装置。图27提供了又一表示如本文所述的具有与称重装置连通的五个储存器的透析设备或系统的图示。图28提供了又一表示如本文所述的透析设备或系统的图示,所述透析设备或系统具有与称重装置连通的五个贮存器和交叉切换以及用于测量ph值、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度和电导率的装置。图29提供了又一个表示如本文所述的透析设备或系统的简化版的图示。

如图25所示,生物流体回路3具有泵24。还提供了使用泵26向生物流体回路添加置换液的装置7、13、25。生物流体在透析器1、5、22a、22b中与透析流体回路2接合,并经由流出线15b如静脉血液线返回患者体内。提供再生回路或透析液再生回路16、29、74、75用于再生透析液。再生回路16、29、74、75与透析流体回路2连通,所述透析流体回路2与储存器67接合。透析再生回路的特征在于并联的酸性流动路径37和碱性流动路径38。酸性流动路径37和碱性流动路径38中的每一个的特征在于透析器或解毒单元45、46。此外,酸性流动路径37和碱性流动路径38中的每一个的特征在于再生泵43、44。此外,提供的平衡设备或系统的特征在于具有容纳空间109的平衡装置90或容器100。在容纳空间109中有三个储存器101、102、95。在容纳空间外是两个额外的储存器93、94。提供称重装置130用于测量包括容纳在容纳空间109中的三个储存器101、102、95的平衡装置90或容器100的重量。

第一储存器101可以经由特征为泵101.1的流体出口103与酸性流动路径37和碱性流动路径38连通。第二储存器102可以经由特征为泵102.1的流体入口105与再生回路16、29连通。额外的储存器95可以经由特征为不同泵的流体出口与透析回路2和/或生物流体回路3连通。类似地,储存器93和94可以经由特征为泵93.1和94.1的各种线路97与再生回路16、29、74、75连通。可以将一种或多于一种其他流体添加到透析液17中。此外,可以将一种或多于一种后稀释流体14、27添加到生物流体流出线中,例如,进一步提供使用泵28的静脉血液线15b。

如图26所示,除了经由包括切换阀47、48的阀机构的交叉切换和用于测量ph值、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度和电导率的装置58、60之外,元件具有与图25中相同的配置,并且温度调节单元位于酸性流动路径37和碱性流动路径38上。

如图27所示,除了在平衡装置90或容器100的容纳空间109中提供有五个储存器101、102、93、94和95之外,元件具有与图25中相同的配置。提供称重装置130用于测量包括容纳在容纳空间109中的五个储存器101、102、93、94和95的平衡装置90或容器100的重量。

如图28所示,除了在平衡装置90或容器100的容纳空间109中提供有五个储存器101、102、93、94和95之外,元件具有与图26中相同的配置。提供称重装置130用于测量包括容纳在容纳空间109中的五个储存器101、102、93、94和95的平衡装置90或容器100的重量。如图26所示,经由包括切换阀47、48的阀机构的交叉切换和用于测量ph值、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度和电导率的装置58、60,以及温度调节单元位于酸性流动路径37和碱性流动路径38上。

如图29所示,提供了图示以阐明如本文所描述的生物流体a经由生物流体回路3进入透析设备或系统160(包括透析流体回路2和任选的透析液再生回路16、29、74、75)。在透析回路2中提供含有透析液的透析流体,该透析回路2仅在接近包含在透析器中的半透膜处与生物流体回路3中提供的生物流体a接合。可以提供其他流体以调节不想要的待移除的与蛋白质结合的物质的结合特性,和/或连续地、部分地或完全地替换透析设备或系统内的透析流体。在透析过程中,一个、两个或多于两个储存器101、102可以放置为与称重装置130(例如在平衡装置90或容器100中)称重连通,以测量所提供的用于调节不想要的待移除的与蛋白质结合的物质的结合性质的一种或多于一种流体的重量,或测量从生物流体中获得的超滤液的重量。在生物流体流出线(例如,静脉血液线15b)中返回到生物流体回路的生物流体b是减去超滤液的进入透析设备或系统的生物流体a。也就是说,来自一个、两个或多于两个储存器101、93和94以及来自生物流体回路3的流体可以添加到透析设备或系统中。可以从透析设备或系统移除储存器102中的流体。生物流体b也可以离开透析设备或系统。可以经由半透膜从透析回路中移除或添加超滤uf或推注的生物流体,从而通过称量装置130进行测量。可以通过添加来自一个、两个或多于两个储存器93和94、被提供用于调节不想要的待移除的与蛋白质结合的物质的结合特性的流体和添加来自生物回路的超滤/推注的流体来增加/影响平衡装置90或容器100的重量。

平衡设备或系统和方法

在本文所述的系统、设备和方法中提供了用于平衡透析设备或系统中的流体的体积或流量的平衡设备、系统和方法,所述透析设备或系统适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体。

平衡设备或系统

如图7至图24大体上示出的平衡设备或系统的特征在于具有至少用于第一流体的第一储存器101和用于第二流体的第二储存器102的平衡支座91,所述第一流体包括用于透析设备和系统的可用流体,例如透析流体,所述第二流体可以包括来自于透析设备和系统的废弃流体。第一储存器101具有与透析设备或系统流体连通的至少一个流体出口103。第二储存器102可以含有与透析设备或系统流体连通的至少一个流体入口105。平衡设备或系统的特征还在于用于称量平衡支座91的称量装置130和被配置用于接收来自称量装置130的称量数据的控制器140。平衡设备或系统适合平衡透析设备或系统中的总流体体积。总流体体积可以包括一种或多于一种可用流体,例如透析流体、透析液、来自经历透析的对象或患者的废弃流体、以及适合调节透析流体或透析液的ph的浓缩液、或向透析流体或透析液提供置换液的浓缩液。

平衡重量的偏差超过预定阈值可以指示控制器140中断透析设备或系统的操作。类似地,平衡重量的偏差超过或低于预定阈值可以指示控制器140调整透析设备或系统的操作,例如,增加或减少透析设备或系统内的一种或多于一种流体的流速。这样,根据预期或根据需要,通过有效地增加或减少透析设备或系统内的一种或多于一种流体的流量,平衡设备或系统可以用于维持透析设备或系统内流体体积的相对恒定。

平衡支座91的特征在于单独的、至少在平衡支座91的底部和侧壁的流体不透容器100,其具有至少一个用于平衡装置90的称量装置的刚性应用点。流体不透容器100具有用于容纳平衡装置90的第一储存器101和第二储存器102的内部流体不透容纳空间109。容器的流体不透容纳空间的最大负载容量超过第一储存器和第二储存器联合的最大负载。

由于容纳至少第一储存器101和第二储存器102的容器的流体不透性,两个储存器任选地形成为柔性容器,在任何储存器处或包括从出口或入口到透析设备或系统的流体线路的任何流体入口和出口处,基本上不会因为泄漏而流失流体(可用流体如透析流体、透析液或浓缩液,或废弃流体)。因此,使用本文所述的平衡设备或系统来平衡流体的体积或流量以解决任何液体从任何储存器泄漏的问题。这些泄漏的流体被流体不透的容器收集,并因此被包括在由平衡设备或系统执行的平衡计算中。封闭的透析液回路中的泄漏可能对平衡流体产生负面影响。因此,可以在封闭的流体不透空间中提供具有液体传感器的透析回路以检测任何泄漏。

容器100具有刚性结构。这种刚性结构由用于形成容器的合适材料如刚性金属提供。容器100可以由框架和片材形成,以增强刚度。由于其刚性结构,容器100可以吸收更大的力而不会使容器主体扭转。容器主体的这种扭转可能影响称量装置的称重结果。因此避免了与扭转相关的测量误差。

容器的刚性结构设置有流体不透衬里111,该衬里可以由流体不透膜、箔或层合材料形成。该流体不透衬里111确保了即使在容器缺少刚性框架的厚板或薄板时,容器100也具有流体不透性。容器100的刚性结构还可以设置有流体不透涂层110,其进一步确保容器的流体不透性。可以使用流体不透涂层110代替流体不透衬里111。流体不透涂层110可以由本领域普通技术人员已知的任何合适的材料形成。容器100的刚性结构可以由两者提供。流体不透涂层110可以具有与流体不透衬里111不同的颜色。涂层110可以具有抗菌特性。此外,容器100可以设置有紫外辐射或臭氧。容器109的内部空间可以具有至少80升、优选至少100升、甚至更优选至少120升的负载容量。由于这种负载容量,使容器的维护可以更容易,需要更少的人为关注。

容器100通常是可移动的并且特征为至少三个或四个布置在容器108的基部处的辊或轮子112。其中一个辊112装配有暂停构件114,用于阻止辊112,从而阻止容器100的移动。辊112和至少一个暂停构件114使容器100易于控制。此外,当暂停构件在其暂停位置时,容器100具有稳定的支柱,从而避免任何无意的搅动。

称量装置130的特征在于称重单元131、132、133。称重单元131、132、133中的每一个可以与辊112中的一个相关联。优选地,各个称重单元131、132、133布置在容器108的基部处的辊112和刚性应用点之间。在称量装置130的称重单元131、132、133被关联并布置在辊112处的情况下,容器100可以是能够将称量测量值直接传递给控制器140的自主系统。容器100的特征可以在于称量装置130的接口,其用于将容器100的称量元件/称重单元131、132、133连接到控制器140。接口115的特征可以在于插头和配合插塞中的任一个,并且经由电缆与控制器140连接,控制器140可以容纳在平衡装置91的不同部分中,或者甚至可以容纳在透析设备或系统中。或者,接口115可以适于与控制器进行无线通信,并且特征为包括在接口中的无线通信装置。

容器100的特征还可以在于:布置在其中的支撑元件116,支撑元件116用于锁定和引导将第一储存器101和第二储存器102与透析设备或系统连接的流体线路(104、106)。而且,支撑元件116可以用于锁定和引导除第一储存器101和第二储存器102之外的其它储存器的流体线路(97至99)。例如,第三或第四或更多其它储存器93、94、95可以布置在容器100中。当位于容器100内的储存器连接至透析设备或系统时,支撑元件116便于张力释放,以便不影响称量装置130的精确称量,因为由流体线路(97至99、104、106)传输的血液处理装置和储存器之间的任何张力可能会影响称量测量的结果。

刚性盖元件120可以枢转地安装在容器100中与其基部相对的端部。锁定装置121.1可以设置在容器100上以通过盖元件120将盖元件120固定在非枢转位置。第一储存器101和第二储存器102可以保持在容器100的容纳空间109中。此外,可以控制由任何储存器中存在的气体导致的第一储存器和第二储存器的任何膨胀,例如,在这些储存器形成柔性袋的情况下。刚性盖元件120可以配备有至少一个孔123,使得盖元件120的重量减小并且为例如流体线路提供通道。因此,当盖元件120中设置有多于一个孔123时,盖元件120甚至可以具有类似砂砾的形状。

在容器100内可以设置至少一个隔板124.1、124.2,其将容器的容纳空间109垂直和/或水平地分隔成单独的区。例如,通过隔板124.1、124.2,容器100内可以形成用于第一储存器101和第二储存器102的单独的区。特别是当隔板124.1、124.2形成为大约水平地布置的隔板时,隔板124.1、124.2可以相对于容器100的至少一个壁倾斜。由于这种倾斜,任何设置在具有倾斜的隔板或隔板元件上的储存器也将倾斜,从而在流体泵出储存器时,使得位于容器下部的任何流体出口能够将各自的容器完全清空。

容器100可以形成为可折叠容器100.1。这样,当容器100、100.1不使用时,可以将其压缩或折叠,从而可以减小其尺寸,并且可以容易地存储,从而占据更少的空间。容器100、100.1可以通过铰链进行压缩,所述铰链可以布置在容器100、100.1的边缘上或壁内的任何壁连接之间。

第一储存器101或第二储存器102或第三储存器93或第四储存器94或额外的储存器95中的至少一个的特征可以在于气体分离器,该气体分离器可操作地从储存器中吸取气体,使得储存器保持基本上仅有流体。由此减少或防止了对储存器加压。

储存器(97、98、99、103、104、105、106)的出口和入口可以抵抗弯曲和扭结,从而避免任何来自位于容器100内的储存器和适合透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统的流体连通中断。

平衡装置90的特征还可以在于:用于容纳容器100的支撑壳体150。支撑壳体可以具有布置在支撑壳体150的入口151的两个相对侧上的两个侧壁(152.1、152.2)。至少一个称重单元(131、132、133)可以与每个侧壁(152.1、152.2)相关联,用于与容器100的相应的至少一个刚性应用点中的一个进行称量接触。当容器100位于支撑壳体150内时,基本上保护容器100免于暴露在容器100上的来自外界的任何相互作用或搅动,从而使称量过程基本上不受干扰。支撑壳体150可以具有位于入口151一侧的关闭门构件,入口151可以在平衡系统、装置和方法开始工作之前关闭。门构件可以占据壁面积的至少10%、15%、20%、25%或更多。

称重单元(131、132、133)可以位于柱塞构件153上。每个柱塞构件153可以连接至容器100的各个侧壁,并且可以在第一位置154.1和第二位置154.2之间线性移动,并且其中柱塞构件153在所有垂直于线性移动的方向上至少在第二位置被锁定构件155.2阻止。柱塞构件153可以是电动的或者可以是液压系统的一部分,并且当容器移动到支撑壳体150中时,适于将容器100从第一位置移开,当容器100从支撑壳体150的底面或底板300抬起时,适于将容器100移动到第二位置,使得容器100的唯一接触是接触与柱塞构件153相关联的称重单元(131、132、133)。在容器100的第二位置,当柱塞构件153也处于它们的第二位置154.2,即它们的伸展位置时,柱塞构件153被锁定构件155.1或其他锁定构件阻止,使得柱塞构件153是耐冲击的,因此基本上不存在使由称重单元(131、132、133)进行的任何称量测量变得不准确的搅动、冲击或振动。

称量装置130的特征可以在于布置在支撑壳体150中的称量板,使得称量板形成支撑壳体150的底板,容器100可以位于该底板上。称量板可以包含多个如三个或多于三个可以连接到控制器140用于进行数据交换的称重单元(131、132、133)。在称量板位于支撑壳体150内的情况下,提供简单的称量装置130,使得容器100仅需要定位在称量板的正确位置上,以便提供精确的重量测量。通常,只要容器100位置固定,横向的力或剪切力和杠杆作用力则不影响容器100的称量。

本发明的目的还通过用于体外血液处理装置中的平衡装置的容器100来实现,该体外血液处理装置至少在其基部108和侧壁119.1上是流体不透的并且适于由平衡装置90的称量装置130称重,并且具有容纳空间109用于至少容纳平衡装置90的第一储存器101和第二储存器102,并且其中容器100的流体不透容纳空间109的最大负载容量超过第一储存器101和第二储存器102联合的最大负载。

由于容纳至少第一储存器101和第二储存器102的容器100的流体不透性,在任何储存器或任何流体入口和出口处,包括从出口或入口到适合用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的流体线路(97、98、99、103、104、105、106)基本上不泄露流体(既不泄露可用流体如透析流体或置换流体,也不泄露废弃流体)。因此,使用本文所述的平衡系统和装置在适合用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统中平衡流体体积和流量包括可以从本文所述的任何储存器、入口、出口、或运输线泄漏的任何液体的体积和流量。这些泄漏的流体用流体不透的容器进行收集,并因此被包括在由本文所述的系统和装置执行的平衡计算中。

包括容器的平衡系统和装置的其它特征和优点以及特定实施方案概述于以上描述中,并且通过引用并入本文。

平衡方法

在适合用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统中,使用如本文所述的平衡设备或系统用于平衡流体的流量或体积的方法的特征在于:在单个容器100中至少放置用于第一流体的第一储存器101和用于第二流体的第二储存器102,第一流体包括用于透析回路的可用流体,第二流体包括来自生物流体回路的流体,例如废弃流体或超滤液。第一储存器103的流体出口和第二储存器105的流体入口与透析设备或系统流体连通。具有至少第一储存器101和第二储存器102的容器100与称量装置130的称重单元(131、132、133)称量接触,称量装置130与控制器140进行数据通信。

该方法包括在透析设备或系统开始工作之前,例如使用本文所述的称量装置130来测量包括至少第一储存器101和第二储存器102的容器100的总重量,以确定容器100的初始系统重量(sw0)。容器100可以包括至少一个额外的储存器,例如第三储存器93或第四储存器94,用于其他流体,例如透析回路的活性物质的浓缩液。该方法还包括控制用于第一储存器流体和第二储存器流体的泵送装置101.1、102.1,以维持初始系统重量、维持预定的过量或者维持预定的损失。

该方法的特征还可以在于放置至少一个额外的储存器,例如第三或第四额外的储存器(93、94、95),用于其他流体,例如在单个容器100外部的透析回路中可用的活性物质浓缩液。至少一个额外的储存器(例如97)如第三或第四额外的储存器的流体出口可以与透析设备或系统流体连通。因此,该方法的特征还可以在于:当体外血液处理回路运行时,测量由额外的储存器(93、94、95)提供至透析设备和系统的任何流体如浓缩液的体积;当将流体浓缩液提供至适合用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统时,基于流体浓缩液的密度和所提供的任意时刻的体积来计算提供至适合用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备和系统的流体浓缩液的重量;并且通过添加计算出的提供至透析设备和系统中的流体浓缩液的重量来重新计算容器100的初始系统重量,以获得重新确定的初始系统重量。如果不知道其他流体的密度或者没有测量其他流体的体积,则可以通过重量分析来测量其他储存器的重量损失,并且可以通过添加测量出的提供至透析设备或系统的流体浓缩液的重量损失来重新计算容器100的初始系统重量,以获得重新确定的初始系统重量。

虽然一些储存器可以位于由称量装置称量的流体不透容器的外部,但是提供至透析设备或系统中的所有流体的量都包括在平衡计算中。因此,本方法提供了恒定的校正系统重量,该系统重量与容器重量相比是恒定的。将从透析患者或对象获得的任何废弃流体或过量流体收集到第二(废液或滤液)储存器中。通过平衡方法仅识别出从患者提取的流体(超滤液)或保留在患者体内的流体(推注液)。这些流体是初始系统重量的过量或损失。因此,大大降低了任何可能的测量误差。如果通过超滤在4小时内从透析患者或对象中移除量为4000ml的流体,并且测量误差为+/-1%,则可能仅有4ml的偏差。在24小时内,偏差量为24ml。与iec标准第60601-2-163号(3.0版)201.12.4.4.103子条款中关于慢性透析的要求相比,其中所添加的流体与取出的流体之间的最大偏差为每4小时期间±400ml,本方法提供了巨大的改进。

当控制器检测到初始系统重量的偏差超过预定阈值时,可以中断透析设备或系统的运行,以避免对患者造成任何伤害。类似地,可以例如通过一个或多于一个泵(101.1、102.1)来控制来自第一储存器101的流体如透析液的流量和进入第二储存器102的流体如超滤液的流量,以便将透析设备或系统内的流体总体积维持在优选范围内。类似地,可以例如通过一个或多于一个泵94.1来控制来自第三储存器93的流体如酸或碱或其浓缩液的流量,以及来自第四储存器94的流体如酸或碱或其浓缩液的流量,以便将透析设备或系统内的流体总体积维持在优选范围内。例如,优选的范围可以是相对于透析设备或系统开始工作之前的初始工作体积的偏差在10%、5%、4%、3%、2%、1%、或甚至0.5%、或0.2%、或0.1%以内。

与现有技术的平衡设备和系统相比的区别和优势

超滤液是在透析期间从患者体内吸取的流体。如本文所述,滤液是通过透析循环系统泵入滤液袋中的累积流体。滤液的分解可描述如下:

滤液=渗透液+浓缩液1+浓缩液2+浓缩液x+超滤液+前稀释液+后稀释液

浓缩液1可以是naoh,浓缩液2可以是hcl。在这样的表示中,将渗透液+浓缩液1+浓缩液2+浓缩液x引入透析回路中。一些超滤控制系统在本领域中是已知的。

压力控制系统

ufk是透析器膜的超滤系数并且被假设为常数。然而,超滤系数取决于包括血细胞比容在内的各种参数,并且可以变化从而使得所得的超滤速率可能偏离预期。可以调节跨膜压力(tmp)。结果得到超滤速率ufr(ufr=tmp×ufk)。这一原理不再用于现代透析机。

基于差式流量测量的超滤控制

基于差式流量测量的超滤控制取决于在透析液路径中精确的流量计作为控制透析液流出泵的反馈回路的输入。一些装置使用与透析液出口流量计并联的其他超滤泵。这使得能够使用以相同流量工作的低成本流量计。通常使用三种类型的流量计。电磁和涡轮流量计对体积流量敏感,而科里奥利力流量计仅对质量敏感。这些方法的问题在于流量计的精度,因为典型的体积精度为1%。例如,电磁流量计用于透析系统gambroak200中,科里奥利力流量计用于gambroartis透析系统中。用这些方法,单程开环透析系统中的最大透析液流速受到流量计精度的限制。

容积式超滤

容积式超滤依赖于产生临时性封闭系统但不会使透析液再循环的平衡室。这些平衡室系统也称为“流量均衡器”,因为它们使新鲜的透析液和用过的透析液的流量相等。平衡室被膜分隔为“新鲜的透析液”区和“用过的透析液”区,以避免新鲜的透析液和用过的透析液混合。由于系统的体积不变,因此不会发生通过透析器膜的净流体输送。使用其他超滤泵,可以从透析液回路中除去流体。因为流体与环境的唯一连接是通过透析器膜和患者,所以从患者体内移除该流体。因此,超滤泵的作用降低了透析液系统中的压力,从而在血液和透析液侧之间产生压力梯度。这又导致超滤开始进行直到血液和透析液之间的压力再次均衡。此时,精确地超滤了与先前通过超滤泵吸取的相同量的流体。

这种平衡流体的方法使用从一个室切换至另一个室的临时性闭合回路。因此,最大透析液流速取决于平衡室的精度。这些平衡系统不适合用于再循环透析液。用单独的泵进行超滤,超滤精度取决于泵。该方法例如在freseniussurdial中使用。

双联泵技术

双联泵平衡系统与双活塞泵一起工作。两个室具有完全相同的体积,从而使活塞向相反的方向移动。因此,同时移除泵入闭合回路的相同体积。通过单独的泵实现超滤。由于这些装置作为单通道装置工作,因此双活塞泵限制了最大流速。该方法例如在nikkiso中使用。

使用其他超滤泵,可以从透析液回路中除去流体。因为流体与环境的唯一连接是通过透析器膜和患者,所以从患者体内移除流体。因此,超滤泵的作用降低了透析液系统中的压力,从而在血液和透析液回路之间产生压力梯度。这又导致超滤开始进行直到血液和透析液之间的压力再次均衡。

gambro的mars系统是一种特别用于透析的现有技术系统,其特征在于肝脏透析系统和方法。使用再循环系统进行透析以使透析液再循环。然而,透析回路和再循环系统并非是分隔的或分离的。本文描述的平衡设备或系统提供了优于现有技术的明显优点。首先,使用如本文所述的储存器使透析回路和透析液再生单元分离。使用相同的透析流体而不是额外的回路(mars),因此通过透析器进行交换。其次,透析液回路中的透析液被再循环,但是通过将新鲜的透析液添加到回路中并且从透析回路中吸取对流穿过膜的透析液和超滤液来连续更换透析液的一部分。第三,由mars使用的系统在穿过dia通量透析器的单程回路中进行平衡。第四,透析液(例如,白蛋白)再循环可以独立于穿过透析器的流速进行,从而在透析液再生单元中提供更高的流速。第五,可以单独地从封闭的透析液回路中添加和移除流体,而不用跨越一个膜。

平衡设备或系统的基础

本文描述的平衡设备或系统的主要目标是平衡进行透析的患者中的流体。患者体重的最大允许偏差优选为每次治疗约±400克。患者体重的最大偏差优选为每小时±100克。本文所述的平衡设备或系统的基础是用于测量重量的秤。使用再循环透析回路进行本文所述的透析方法。透析回路通过透析器膜与其周围连接。透析回路和透析液再生回路由如本文所述的储存器分离或分隔。

透析回路的流体入口和出口(例如,渗透液、浓缩液和废液)基本上是流体不透的。可以使用活塞泵、注射泵、止回阀等。然而,透析回路内的再循环使用不是流体不透的再循环泵来执行。尽管如此,泵入封闭回路中的液体体积和从封闭回路中移出的体积必须相等。为了从患者体内除去流体,必须从回路中除去更多的流体,然后泵入回路中。由于封闭的透析回路中的体积和压力降低,流体穿过透析器膜进入回路中。

如果将空气引入封闭的透析回路中,则液体体积减少。由于秤是测量重量的,且不会识别出透析回路中的液体体积减少,因此液体会继续穿过透析器膜进入血液中。因此,必须从透析回路中连续地除去气体,以保持液体体积恒定。

只要封闭的透析流体回路2和透析液再生回路16、29、74、75内的液体体积是恒定的,透析流体的流速就不会影响流体平衡。只有进入封闭回路和离开封闭回路的流速之间存在差异才会对重量偏差产生影响,即超滤。在本文所述的平衡设备或系统中,渗透液、废液和超滤液在秤130上的容器100中提供。超滤液的添加增加了容器100的重量。所有的其他液体如浓缩液也添加到封闭的透析回路中进行体积测量或重量测量。添加的重量(或体积*密度)也增加了容器100的重量。通过从封闭的透析液回路中除去恒定的液体来计算并实现容器100的目标重量。

图29示出了所述原理,该原理通过特征在于以平衡设备或系统作为其部件的透析设备或系统来实现。考虑到患者正在进行透析,因此返回的液体等于除去的液体减去超滤液。

储存器的结构和功能

本文所述的透析液储存器67用于连接和分隔透析液回路2和透析液再生回路16、29、74、75,因为储存器位于两个通路之间。这样的优点是能够维持透析液回路2和透析液再生回路16、29、74、75中流体的连续流动。此外,能够维持透析液回路2和透析液再生回路16、29、74、75中透析液的体积流速明显不同。例如,一个回路中的体积流量可以是另一个回路中的体积流量的多倍。通过将缓冲液保持在储存器中,能够在回路中实现这些不同的体积流速。

为了进行透析,从储存器67中吸取所用的透析液。透析液回路2中透析液的体积流速易于调节至100ml/分钟至4000ml/分钟的范围内,并且与透析液再生回路16、29、74、75中的流速无关。

储存器67优选地由玻璃制成(透明的、不反对消毒、耐用且惰性),优选体积为10ml至3000ml,并且具有至少一个开口。在一些情况下,其特征可以在于:侧面上的两个端口作为透析液的入口/出口(来自透析液回路2和透析再生回路16、29、74、75),底部的一个端口便于内部流体的排空/泵出,顶部两个端口(每个端口一个传感器)便于排出空气/流体。每个端口可以有一个ph探针11和一个温度传感器10。通过使用单独的阀或共同的阀可以实现从这些端口排出空气。位于侧面的端口也可以用作出口。透析液的入口和出口的位置和角度可以被优化以使透析液混合一致(来自透析液回路的透析液和来自透析液再生回路的透析液可以具有不同的ph值、温度和经清洁的白蛋白的浓度)。由于流动避免了在最底部端口处的透析液中截留气泡。空气可以以气泡的形式上升到顶部。

ph测量

在透析机中,ph测量可以以电导率或光学测量的形式进行。然而,由于白蛋白的离子缓冲,这对于含有白蛋白的透析液是不可能的。因此,优选电化学ph探针或光学ph探针。通过双重ph测量可以实现透析液的冗余监测。将传感器连接至电子/控制系统,使得能够在透析液中使用软件来进行ph调节。透析液的ph调节有助于从透析器中的血液中除去co2。储存器中的ph探针监测消毒过程。必须可以实现ph值<3和ph值>9。在10℃至95℃的所需范围内测量温度。在储存器内集成ph探针,使得探针处的流动阻力与在管内遇到的阻力相比可忽略不计。提供隔离帮助屏蔽ph探针以确保患者安全。

吸入空气和流体

在填充过程期间可以从储存器67内自动吸取空气。通过在两条吸入线路之间放置交替切换的阀,两个空气检测器都检测到流经它们的流体的存在。在处理过程中,通过控制机构可以从储存器67内自动吸入气体(气体特别是co2(由于碳酸氢盐在ph为3时转化),其在酸性透析液再生通道37中存在)。在消毒期间可以从储存器内自动吸取流体。

通过在储存器的顶部放置两个空气检测器,可以从储存器67内吸取流体/空气,防止在处理期间吸入含白蛋白的透析液。可以定制用于ph/温度探针10、11以及空气和流体吸取的储存器上方的电枢的设计。在储存器的最低点可以进行额外的吸取。阀的存在被认为是必需的,以确定各种通道可以没有吸取的或填充的空气的不同时间点。在消毒过程中,阀有助于确保冲洗某个管道/通道。检测器可以连接到控制板,但是可以将水平传感器放置在储存器的内部或外部以保持储存器内的液位恒定。

确定填充水平

通过放置在储存器67上的传感器来确定储存器67中的填充水平。储存器顶部可以有空气探测器。还可以有电容测量器/超声波测量器/浮子验潮仪。

治疗的其他替代方案

在单程透析的情况下,可以通过滤液泵吸取流体。在正常透析或呼吸透析的情况下,可以进行透析液和透析液再生回路之间的流体(白蛋白-透析液)的完全交换。在通过吸取进行透析处理的同时,可以更换透析液再生回路中的过滤器。储存器中的恒定空气室可以用作缓冲区并减少透析回路内的压力变化(压力变化尤其可以在交叉切换期间发生)。

再循环回路中的流体控制

透析液流在本文所述的透析设备和系统中再循环。因此,该名称不对应于非再循环血液透析程序中的透析液流,因为透析液流量也是用过的透析液的体积。对应于本文所述的透析设备和系统中用过的透析液的流体体积被称为供应流体,其由渗透液和浓缩液组成。

患者超滤的控制

五个流体回路必须平衡,如图25所示。第一个回路是患者。透析系统应该能够从患者吸取流体或保持流体平衡为零。60601-2-16第3版子条款201.12.4.4.103netfluidremoval规定了4小时透析治疗的精确度,而没有规定24小时或48小时透析治疗的精确度。本文所述的透析设备和系统提供了对于24小时和48小时透析治疗也可以满足该标准要求。这意味着患者的流体平衡的偏差极限为24小时至48小时±400毫升和一小时±100毫升。患者可以从透析液回路中失去流体或获得流体至透析液回路中。为了能够在用于患者超滤的透析器的透析液输出路径中吸出比透析液输入路径中更多的流体,透析液泵不能完全流体不透。透析液泵位于正常透析机或其它系统中的平衡室或其它可能技术所在的位置。待移除的超滤液的量在24小时内可以超过10升,但在大多数情况下5升是足够的。

透析液和透析液再生回路的流体控制概述:

平衡设备或系统能够平衡渗透液和浓缩液的流入以及滤液和超滤液的流出。透析液回路2和透析液再生回路16、29的组合包含有待再循环的透析液并且体积为约0.2升至5升。所应用的透析液流(流过透析器的流)通常为0.05ml/分钟至4000ml/分钟,优选500ml/分钟至2000ml/分钟。相比之下,重症监护医学中正常进行的连续血液透析需要通过透析器的透析液的平均流速仅为33ml/分钟。常规的血液透析装置中通过透析器的透析液流量范围可以为约100ml/分钟至1000ml/分钟。这种装置大多使用约4小时,最长8小时。

本文所述的平衡方法可以使用长达24小时或48小时,其中透析液流速甚至高于普通透析机,而不需要连接至反渗透单元。这不仅对于进行肝脏或肾脏透析的患者特别有用,而且还对需要或仅需要肺部增氧或co2去除支持的患者特别有用。24小时治疗的益处是在患者不稳定的情况下较慢的吸取液体、由于区的排空而改善的解毒作用、以及提供必须连续提供肺支持的可能性。

为了提供这样的24小时治疗,常规透析程序将需要总共2880升渗透液用于2000ml/分钟的透析液流量。在整个治疗期间,常规透析装置的超滤控制必须遵守±400ml的最大偏差。因此,对于24小时的治疗,2000ml/分钟的透析液流量必须保持±0.014%的精确度。目前最佳的平衡系统偏差为0.1%,但有些透析机仅达到1%。行业独立分析并不存在。该标准要求透析液流量为120升时在4小时内精确度(±400ml)为0.33%。尚不存在对于在icu中使用的24小时至48小时透析程序的这种推荐精确度。

与常规透析相比,本文所述的平衡方法在封闭的、再循环透析系统中进行。这种透析系统有利于连续并有效地调节透析液,并且使24小时处理的累积渗透液输入量减少到最大550升,从而使得平衡的精确度必须低于±0.073%。透析液流量超过120升的透析机需要直接连接到反渗透单元。

需要用这种透析机处理的流体可在渗透液最初存在的可交换容器中获得,并且在处理过程中滤液被填充到该可交换容器中。两种流体均由柔性袋分开。根据所使用的供应流量,容器的流体和体积(120l)足以提供至少4小时和最长36小时的处理。因此,在24小时处理期间容器100可以更换最多6次。在整个处理过程中,容器100位于称量装置(秤)130上。然而,因为记录了初始值,所以总重量的精确度不起作用,此后仅测定重量的变化。最初存在于容器中的流体被引导通过循环透析路径、投入应用、部分修复并随后作为滤液返回容器中。浓缩液和前稀释流体/后稀释流体也被置于容器/称量装置(秤)130中。因此,所记录的重量的变化仅表示从患者吸取的超滤液。

在4小时内可以从患者提取的最大流体量为4000ml,并且仅简单地测量该重量变化并将其通过称量装置(秤)输出。精确度为±0.1%意味着4小时内最大偏差为4ml。每次更换容器时,都可能出现4ml的偏差。反过来说,在24小时内最多间歇性更换容器6次,则最大偏差为24ml。

可以将浓缩液分开施加于透析回路2。这可以以体积或重量方式进行,优选通过活塞泵或注射泵,因为高剂量精确度为1%并且没有任何流体回流。可以在4小时内向透析系统施加最多4.5升(例如3.072升)浓缩液,其转化为22.5ml的偏差,并且剂量精确度为±0.5%。施加的浓缩液和超滤液因此在4小时内使容器中的流体体积增加最多8500ml。这对应于在4小时内最大偏差为8.5ml的±0.1%的精确度。在最坏的情况下(由此构成缺失22.5ml的浓缩液和过量8.5ml的流体),患者将经历错误的平衡至4小时内31ml的量。通过延长该计算的斜率,患者将经历错误的平衡至24小时内最大量186ml。因此,在24小时处理期间,将会向患者提供最多27升的浓缩液,并从患者体内除去最多24升流体。由于未记录容器100的初始输出重量,因此在该程序中必须在24小时期间内平衡最多51升。

x=uf+(浓度)+y

x=待平衡体积

y=平衡误差

常规的透析机中透析液不会被再次更新和再循环,并且因此在单程程序中需要2880升透析液,因此最大偏差为2.8升,平衡的精确度为±0.1%。这会对患者造成致命伤害。由于所有进入透析回路并随后被移除的流体都要进行体积和/或重量测量,因此容器中设置有用于流体的重量平衡的冗余监测系统。

滤液由以下部分组成:滤液=渗透液+浓缩液1+浓缩液2+浓缩液x+超滤液+前稀释液+后稀释液。浓缩液1可以是naoh,浓缩液2可以是hcl。可以在处理开始之前或在处理开始时将除超滤液之外的所有流体加入容器中。

流动路径的具体描述

进出储存器的透析液回路路径:直接进入储存器。

这是否发生取决于透析液流速,透析液流量和透析液再生流量之间的差异导致直接进入储存器67然后流动进入透析液中。如果透析液流量低于透析液再生流量,则相反。然后,来自储存器67的流沿着透析液再生回路16、29、74、75的方向从储存器67开始。这是有效的,因为封闭的透析液回路2和透析液再生回路16、29、74、75在数秒内的变化不会超过100ml。在进入储存器67的流中,可以产生气体,例如由压降产生气体。因此,在该回路中需要脱气。必然地,透析液回路2和透析液再生回路16、29、74、75必须是封闭的。唯一的开口部分是分隔生物流体例如血液和透析液的半透膜23a、23b(参见1、5、22a、22b)。

透析液回路路径至透析液再生回路:进入透析液再生回路。

以800ml/分钟的透析液流量为例,300ml透析液在穿过透析器后直接进入储存器,并且500ml透析液进入透析液再生回路。通过该回路,必须从血液中移出超滤液和前稀释液或后稀释液(如果存在)。这仅适用于“开放式”泵,如进出透析器的透析液路径中的齿轮泵,以及透析液再生回路内的齿轮泵。从外部将流体引入系统的泵必须完全封闭,例如从系统外部泵送渗透液或浓缩液或泵送液体,例如活塞泵。此外,透析液回路、透析液再生回路或储存器中不应保留空气。保留空气导致患者的流体平衡正向移动。为了避免急剧的压力增加或下降,管必须具有一些柔度如硅管,或使用加压罐(例如,具有明确限定的气体体积的储存器)来补偿压力变化。

透析液再生回路

流入液来自透析液回路2,并且流出液进入储存器67。在透析液再生回路16、29、74、75中,气体(co2)主要在在回路37的酸性部分形成。在回路中,必须使用泵如齿轮泵(不密封)使得能够通过废液泵进行超滤去除。下一个回路是供应液(渗透液和浓缩液)的流入透析液再生回路16、29、74、75以及滤液流出透析液再生回路16、29、74、75。该回路在24小时内最大容量为550升,最小流速为50升。在容器中为流体提供60升至120升的渗透液袋,为每种浓缩液提供2升至7升的罐。为了具有封闭系统,需要活塞泵和止回阀,使得透析液再生回路的流体不会流入渗透液容器或浓缩液罐中。

具有秤的循环系统的平衡选项

本文所述的平衡设备和系统的特征可以在于将所有流体(渗透液、浓缩液、前稀释液和后稀释液)固定在单一秤上,同时将超滤液保持在另外的一侧。优选地,仅将渗透液(前稀释液和后稀释液)和滤液置于单一秤上。通过秤上的重量增加来监测滤液。浓缩液必须通过容积式计量泵来施加。在最小体积流量的基础上保证了这些泵的精确度。连接到浓缩液的管不需要消除应变。

用于平衡的泵

活塞泵能够用于平衡。它们提供最佳可获得的密封特性,且无回流/反流可能性。通过活塞泵或通过用于分隔的储存器或浓缩液的附加秤对流体体积进行冗余监测。

针对管道连接消除应变以避免由此引起的秤变化。

管道布局配备有应变消除装置。因此,对管的推拉效应不会对秤产生影响。在容器和透析系统之间,对管道进行布局以避免或最小化与壳体/外壳的接触,即固定到透析系统上。来自容器中的流体袋的管的位置是固定的并且能抵抗移动。机器和容器之间的连结/连接没有任何应变。因此,秤上的平衡不受影响。

称量

称量系统的可能元件包括升降系统、台秤和弹簧秤/吊秤。最好使用称量单元或称重单元,以便通过交叉检查和比较进行冗余称量。可以通过系统由称重单元进行冗余测量。称重单元中的信号传输可以通过模拟对应物上的数字发送器完成。软件记录替换重量的补偿;并且经由两个称重单元的调节/控制足以进行称量过程。可以监测跨膜压力(tmp)以监控称量/重量。还可以比较透析液压力和血压以避免任何可能的反向过滤。

容器

本文所述的容器的特征可以在于手柄、抗静电轮、由防锈材料形成、体积大且流体不透。密封容器的外部不存在流体。容器必须能够容纳至少120升的体积(流体分解=渗透液+浓缩液+后稀释液+前稀释液+超滤液)。管道布局在渗透液管中设有阻碍的褶皱,使得渗透液的吸取保持不受阻碍。在容器上设有密封的前开式舱口以提高可用性。提供上舱口以便于放置后稀释流体和前稀释流体。容器可以是隔热的。容器内的渗透液保持在较冷的温度,以增强其在热交换器中的适用性,从而使得这些流体在系统内自动平衡。容器必须结构足够稳定,以允许均匀分布称量、防止由于所含流体引起的任何变形、并允许其自由悬挂以避免在移动过程中损坏。容器可以将其自身定位在称重单元顶部上的专门构建的平台上,从而保持在自由悬挂位置。由于抑制接触的结构框架和壳体,容器的移位变得困难,并且容器不会从内部接触结构框架。提供绝对位置传感器以确定容器的位置。容器与壳体完全隔离。透析系统与填充和排空单元经由容器功能性连接,以确保容器被适当地填充和排空。

升降机构

容器的升降机构的稳定化可以例如由来自侧壁的支撑和升降拉伸的预定限制来提供。在治疗期间通过这种稳定化有利于透析机的移动。升降机构通过引导容器对齐以确保位置固定。

提供具有60升至120升体积的袋。这些袋分别配备有用于流体的至少一个入口和出口以及用于空气的单独出口。袋和其中的管特别设计成进行应变消除。袋可以是均匀分布的以便展开袋并将它们固定在容器中。分别为渗透液和滤液中提供两个分离的袋。容器中的这种双袋构思设计用于在一个容器中将两者物理分离。在两个袋或室之间可以隔热,以便保持渗透液的较低温度。可以在中间提供带有气垫的三层分层袋作为隔离层。可以通过使用不同的耦合器和传感器来防止容器和透析系统之间的连接器混淆。

将流体放置在容器内的柔性袋中,这需要将管定位成使得导向夹有助于防止管弯曲或形成褶皱并在其它部件之间进行挤压,从而确保流体的连续流动。在常见情况下流体可以放置在多个分区内,或者个别情况下流体可以放置在容器内。多种情况选项提供的优势是减少空间需求、更容易处理以及组合固有方法。理想地是不同的流体必须在热学方面彼此分隔,并且至少在物理上保持彼此分隔。用于滤液的情况必须提供用于滤液的至少一个入口和用于气体的一个出口。所有其它情况必须为相应的流体提供至少一个出口。

尽管本发明的特定实施方案已经描述了本发明的设备、系统和方法,但是将领会的是,基于本公开内容,还描述了且本领域技术人员能够实现对设备、系统和方法的许多变化,这些变化可以在本文内找到。因此,设备、系统和方法具有广泛地解释,并且仅受本公开内容和其后权利要求的范围和精神的限制。

附图标记

1透析器

2透析流体回路

3生物流体回路

4用于添加酸或碱的计量泵

5透析、过滤或渗滤装置

6加热和冷却装置

7用于添加置换液的装置

8用于添加咖啡因的装置

9用波/场辐照可用流体的装置

10温度计

11ph计

13前稀释流体

14后稀释流体

15a动脉血液线

15b静脉血液线

16再生回路

17加入透析液中的流体

18从透析液移除的流体

19置换流体

21生物流体回路

22a,b透析器

23a,b半透膜

24泵

25前稀释流体

26前稀释泵

27后稀释流体

28后稀释泵

29透析液再生单元

30第一透析液泵

31置换流体

32置换流体

33泵

34泵

35第二透析液泵

37“酸性流动路径”

38“碱性流动路径”

39酸性溶液

40酸泵

41碱性溶液

42碱泵

43酸性流动路径上的再生泵

44碱性流动路径上的再生泵

45解毒单元

46解毒单元

47包括切换阀的阀机构

48包括切换阀的阀机构

49滤液泵

50滤液泵

51排出流体

52排出流体

53秤

54秤

55秤

56秤

57传感器

58传感器

59传感器

60传感器

61传感器

62传感器

63温度调节单元

64温度调节单元

64a透析器

64b透析器

65a半透膜

65b半透膜

66泵

67透析液储存器

68第一透析液泵

69置换流体

70置换流体

71泵

72泵

73第二透析液泵

74透析液再生单元

75透析液再生回路

76生物流体回路

81应用点

82嵌板

83箭头

84箭头

90平衡装置

91平衡支座

92流体线

93额外的储存器

93.1体积计量泵

94额外的储存器

94.1体积计量泵

95额外的储存器

95.1泵送装置

96额外的储存器

96.1泵送装置(体积计量泵)

97流体线

98流体线

99流体线

100容器

100.1可折叠容器

101第一储存器

101.1泵送装置

102第二储存器

102.1泵送装置

103(第一储存器的)流体出口

104第一流体线

105(第二储存器的)流体入口

106第二流体线

108(容器的)基部

109(容器的)容纳空间

110(流体不透)涂层

111(流体不透)衬里

112辊

112.1防静电辊套件

113辊配件

114(辊的)暂停构件

115(容器处的)接口

116支撑元件

117门构件

117.1门

117.2翻板

117.3枢轴承

118(容器的)(可接触侧)壁

119.1(容器的)(侧)壁

119.2可接触侧壁相对的侧壁

120盖元件

121.1锁定装置

121.2(相反的)锁定装置

122枢轴承

123孔

124.1隔板

124.2隔板

125.1区

125.2区

130称量装置

131称重单元

132称重单元

133称重单元

136.1线

136.2线

136.3线

136.4线

137线

140控制器

141线

142线

150支撑壳体

151(支撑壳体的)入口

152.1侧壁

152.2侧壁

153柱塞构件

153.1柱塞头

154.1第一位置

154.2第二位置

155.1锁定构件

155.2(相反的)锁定构件

156.1位置传感器

156.2位置传感器

157圆筒

158辊

160体外血处理装置

170体外血处理回路

171第一血液线

172第二血液线

200患者

300底板

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于从设备或系统中的生物流体中移除不期望的物质的方法,所述设备或系统适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体,所述方法包括:

a)针对透析流体通过半透膜透析生物流体,所述透析流体包含用于待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,

b)调节透析流体,使得吸附剂对待移除的与蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中,和

c)平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,以使得吸附剂对待移除的与蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中的方式来调节透析流体包括添加酸、添加碱、添加可透析物质、通过稀释、或加热的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法,其中所述生物流体是血液。

4.根据权利要求1所述的方法,其中所述吸附剂是白蛋白。

5.根据权利要求1所述的方法,其中,平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量包括测量透析设备或系统中的一种或多于一种流体的重量的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法,其中,平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量包括测量透析设备或系统中的所有流体的总重量。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量有效地使设备或系统中的流体保持在相对于透析设备或系统开始工作前的初始工作体积的偏差在约1%以内的基本上恒定的体积。

8.根据权利要求1所述的方法,其中,在24小时的透析期间,平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量有效地使设备或系统中的流体保持在偏差少于0.5升的基本上恒定的体积。

9.一种适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其包括:

a)生物流体回路(3);

b)透析流体回路(2);

c)用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9);

d)透析、过滤或渗滤的装置(5);和

e)平衡系统或设备,其适合平衡在适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量。

10.根据权利要求9所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9)包括用于调节透析流体的ph的装置(4)。

11.根据权利要求10所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9)包括用于将透析流体的ph调节到ph=1至ph=5.5的第一装置(4)和用于将透析流体的ph调节到ph=8至ph=13的第二装置(4)。

12.根据权利要求9所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9)包括用于调节流体温度的装置(6)。

13.根据权利要求11所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,两个用于调节ph的装置(4)以如下方式布置在透析回路中:至少一个用于透析、过滤或渗滤的装置(5)设置在第一装置(4)的下游和第二装置(4)的上游。

14.根据权利要求9所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,至少一个用于溶解待移除的与蛋白质结合的物质的装置(4;6;7;8;9)设置在生物流体回路(3)中。

15.根据权利要求9所述的设备,其中,适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备测量透析设备或系统内的一种或多于一种流体的重量。

16.根据权利要求9所述的设备,其中,适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备测量透析设备或系统内所有流体的总重量。

17.根据权利要求9所述的设备,其中,适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备有效地使设备或系统内的流体保持在相对于透析设备或系统开始工作前的初始工作体积的偏差在约1%以内的基本上恒定的体积。

18.根据权利要求9所述的设备,其中,在24小时的透析期间,适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备有效地使设备或系统内的流体保持在偏差小于0.1升的基本上恒定的体积。

19.一种适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其包括:

(a)生物流体回路(3、76),

(b)透析液回路,

(c)至少一个透析器(22a、22b、64a、64b),

(d)透析液再生单元(29、74);和

(e)平衡设备或系统,其适用于平衡透析设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量。

20.根据权利要求19所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其还包括在所述透析液回路中的透析液储存器,其中所述透析液再生单元适合从透析液储存器中吸取透析液,用于再生透析液并用于将再生的透析液重新供应到透析液储存器中。

21.根据权利要求19所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述透析液再生单元在所述透析液回路中。

22.根据权利要求19所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中所述透析器包括作为生物流体回路的一部分的生物流体区、作为透析液回路的一部分的透析液区、和分隔生物流体区和透析液区的半透膜。

23.根据权利要求19所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述透析液再生单元(29、74)包括:

(a)第一流动路径(37),其包括(i)第一供应单元,所述第一供应单元适合将酸性流体(39)添加到在第一流动路径(37)中流动的透析液中;和(ii)位于第一供应单元下游的解毒单元,所述解毒单元适合从在第一流动路径(37)中流动的酸化透析液中移除毒素;和

(b)第二流动路径(38),其包括(i)第二供应单元,所述第二供应单元适合将碱性流体(41)添加到在第二流动路径(38)中流动的透析液中;和(ii)位于第二供应单元下游的其他解毒单元,所述其他解毒单元适合从在第二流动路径(38)中流动的碱化透析液中移除毒素,其中,所述第二流动路径(38)平行于所述第一流动路径(37)而延伸。

24.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,由第一供应单元添加的酸性流体包括选自盐酸、硫酸和乙酸的至少一种;其中,由第二供应单元添加的碱性流体包括选自氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液的至少一种;其中,第一供应单元适合将第一流动路径中的透析液的ph调节为1.5至5.5,并且其中,第二供应单元适合将第二流动路径中的透析液的ph调节为8至13。

25.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,对于透析液中的至少一种毒素,通过降低第一流动路径中的透析液的ph,毒素-载体复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比转变为游离毒素占优势,从而增加透析液中游离毒素的浓度。

26.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述解毒单元适合至少部分地移除游离毒素。

27.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,对于透析液中的至少一种毒素,通过升高第二流动路径中的透析液的ph,毒素-载体复合物与游离毒素和游离载体物质的浓度比转变为游离毒素占优势,从而增加透析液中游离毒素的浓度。

28.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述第一流动路径和所述第二流动路径的至少一个包括位于解毒单元上游的温度调节单元,其中所述温度调节单元适合升高或降低透析液的温度。

29.根据权利要求19所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述待移除的与蛋白质结合的物质选自代谢产物、胆红素、胆汁酸、药物、电解质、激素、脂质、维生素、酚、硫酸盐/酯、微量元素、矿物质、质子、离子、和气体。

30.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述第一流动路径包括适合将透析液泵送通过所述第一流动路径的第一泵,并且其中所述第二流动路径包括适合将透析液泵送通过所述第二流动路径的第二泵,所述第一泵和所述第二泵彼此独立地工作。

31.根据权利要求23所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,由所述第一流动路径供应的酸化透析液与由所述第二流动路径供应的碱化透析液合并;和/或其中,当由所述第一流动路径供应的酸化透析液与由所述第二流动路径供应的碱化透析液合并时,酸化透析液和碱化透析液至少部分地彼此中和,或其中,通过将由所述第一流动路径供应的酸化透析液与由所述第二流动路径供应的碱化透析液合并,产生ph值为6至10.5的再生透析液流。

32.根据权利要求19所述的适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统,其中,所述透析液再生单元包括多个切换阀,其中在第一工作阶段期间,所述切换阀被设定为使得第一解毒单元包括在第一流动路径中并且第二解毒单元包括在第二流动路径中,并且其中在第二工作阶段期间,所述切换阀被设定为使得第二解毒单元包括在第一流动路径中并且第一解毒单元包括在第二流动路径中,或者其中对所述切换阀进行操作,使得酸化透析液交替地供应到第一解毒单元和第二解毒单元并且碱化透析液交替地供应到第二解毒单元和第一解毒单元,或者其中所述切换阀周期性地切换。

33.根据权利要求19所述的设备,其中,所述适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备测量透析设备或系统内的一种或多于一种流体的重量。

34.根据权利要求19所述的设备,其中,所述适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备测量透析设备或系统内所有流体的总重量。

35.根据权利要求19所述的设备,其中,所述适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备有效地使设备或系统内的流体保持在相对于透析设备或系统开始工作前的初始工作体积的偏差在约1%以内的基本上恒定的体积。

36.根据权利要求19所述的设备,其中,在24小时透析期间,所述适用于平衡一种或多于一种流体的体积或流量的平衡系统或设备有效地使设备或系统内的流体保持在偏差小于0.1升的基本上恒定的体积。

37.一种用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其包括:

(a)具有容纳空间(109)的容器(100),至少用于容纳用于透析设备或系统(160)中可用的第一流体的第一储存器(101)和用于来自透析装置或系统(160)的第二流体的第二储存器(102),

(b)称量装置;和

(c)被配置用于从称量装置接收数据的控制器(140)。

38.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述容纳空间基本上是流体不透的。

39.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述容器(100)由基本上刚性的结构形成。

40.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述容器的负载容量为至少80升。

41.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述容器(100)是可移动的并且包括布置在所述容器(100)的基部(108)的至少三个辊(112)。

42.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述称量装置(130)包括一个或多于一个称重单元(132)。

43.根据权利要求42所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,一个或多于一个称重单元(131)位于柱塞构件(153)上。

44.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述容器(100)还包括在所述容器(100)内用于锁定和引导流体线(104、106)的一个或多于一个支撑元件(116)。

45.根据权利要求44所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,一个或多于一个流体线使第一储存器和第二储存器(101、102)与透析设备或系统(160)连接。

46.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,第一储存器和第二储存器(101、102)中的一个或额外的储存器装配有气体分离器。

47.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其还包括为容器(100、100.1)设置的支撑壳体(150)。

48.根据权利要求47所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,至少一个称重单元(131)与所述支撑壳体的侧壁(152.1、152.2)相关联。

49.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其还包括一个或多于一个额外的储存器。

50.根据权利要求49所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述一个或多于一个额外的储存器设置在所述容器的容纳空间中。

51.根据权利要求49所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述一个或多于一个额外的储存器设置在所述容器的外部。

52.根据权利要求49所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述一个或多于一个额外的储存器适用于容纳可用于调节流体ph的溶液、可用作透析液组分的溶液、超滤液、可用作透析液组分的稳定剂的溶液。

53.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其还包括用于测量流体的ph、温度、浊度、速度(声速)、浓度、密度或电导率的仪器。

54.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中所述储存器是可更换的。

55.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述储存器具有一定的尺寸并且适合在4小时至48小时后更换。

56.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述储存器具有一定的尺寸并且适合在24小时后更换。

57.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述控制器适合在测量的平衡重量偏离超过预定阈值时中断、调整或调节透析设备或系统的工作。

58.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述称量装置适合重复地、基本上连续地、或连续地测量所述透析设备或系统中流体的重量。

59.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,所述控制器可操作地便于实现所述透析设备或系统内一种或多于一种流体的多种或不同的流速。

60.根据权利要求37所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其还包括一个或多于一个泵。

61.根据权利要求60所述的用于平衡透析设备或系统(160)中的流体流量的设备或系统(90),其中,一个或多于一个泵可操作地将透析液从所述第一储存器泵送到所述透析设备或系统中,或者可操作地将超滤液从所述透析设备或系统泵送到所述第二储存器。

62.一种适合在用于平衡透析设备或系统中的流体体积或流量的系统中使用的容器(100、100.1),其包括至少用于容纳第一储存器和第二储存器(101、102)的基本上流体不透的容纳空间(109)。

63.根据权利要求62所述的容器,其容纳空间(109)的负载容量为至少120升。

64.根据权利要求62所述的容器,其具有刚性结构。

65.根据权利要求62所述的容器,其适于折叠。

66.根据权利要求62所述的容器,其还包括隔热材料。

67.根据权利要求62所述的容器,其还包括流体不透衬里(111)。

68.根据权利要求62所述的容器,其还包括流体不透涂层(110)。

69.根据权利要求62所述的容器,其还包括布置在所述容器基部(108)的至少三个辊(112)。

70.根据权利要求69所述的容器,其中,一个或多于一个辊(112)配备有暂停构件(114)。

71.根据权利要求62所述的容器,其还包括在称量装置(130)中可用的一个或多于一个称重单元(132)。

72.根据权利要求62所述的容器,其还包括用于将称重单元(132、133)与控制器(140)连接的称量装置(130)的接口(115)。

73.根据权利要求62所述的容器,其还包括一个或多于一个支撑元件(116),所述支撑元件(116)用于锁定和引导位于其中的一个或多于一个流体线(104、106)。

74.根据权利要求62所述的容器,其还包括适合使第一储存器或第二储存器(101、102)与透析设备或系统(160)连接的一个或多于一个流体线(104、106)。

75.根据权利要求62所述的容器,其还包括布置在其侧壁(118、119.1、119.2)的门构件(117、117.1、117.2)。

76.根据权利要求75所述的容器,其还包括枢转地安装在其端部的刚性盖元件(120)。

77.根据权利要求76所述的容器,其中,所述刚性盖元件(120)配备有至少一个孔(123)。

78.根据权利要求62所述的容器,其还包括至少一个隔板(124.1),所述隔板(124.1)布置在内部且有效地将容器(100、100.1)的容纳空间垂直或水平地分隔成单独的区(125.1、125.2)。

79.一种用于平衡透析设备或系统中的流体流量或体积的方法,其特征在于:

(a)在所述透析设备或系统工作之前,测量所述透析设备或系统中存在的流体的总重量;

(b)测量工作期间添加到所述透析设备或系统中的一种或多于一种流体的总重量;和

(c)调节所述透析设备或系统内一种或多于一种流体的流量。

80.根据权利要求79所述的方法,其中,测量工作期间添加到所述透析设备或系统中的一种或多于一种流体的总重量包括直接测量这样的一种或多于一种流体的重量。

81.根据权利要求79所述的方法,其中,测量工作期间添加到所述透析设备或系统中的一种或多于一种流体的总重量包括直接测量所添加的这样的一种或多于一种流体的体积,并将体积测量值转化为重量测量值。

82.根据权利要求79所述的方法,其还包括在容器(100)中放置至少第一储存器(101)和第二储存器(102),所述第一储存器(101)用于透析设备或系统(170)中可用的第一流体,所述第二储存器(102)用于来自透析装置或系统(170)的第二流体。

83.根据权利要求82所述的方法,其还包括使第一储存器(101)的流体出口和第二储存器(102)的流体入口与透析设备或系统(170)流体连通。

84.根据权利要求82所述的方法,其中,所述容器位于与称量装置称量接触的位置。

85.根据权利要求84所述的方法,其中,称量装置(130)布置为与控制器(140)数据通信。

86.根据权利要求82所述的方法,其还包括在透析设备或系统工作之前测量包括至少第一储存器(101)和第二储存器(102)的容器(100)的总重量,从而确定容器(100)的初始系统重量(sw0)。

87.根据权利要求82所述的方法,其还包括控制用于第一流体和第二流体的泵送装置(102.1、102.2),以保持初始系统重量(sw0、swr)、保持具有预定过量(uf)的初始系统重量(sw0、swr)、或保持具有预定损失(l)的初始系统重量(sw0、swr)。

88.根据权利要求79所述的方法,其中,当用控制器检测到初始系统重量(sw0、swr)的偏差超过预定的阈值(t)时,调节透析设备或系统中一种或多于一种流体的流量。

89.根据权利要求82所述的方法,其还包括在容器(100)外部放置至少一个额外的储存器(93、94、95),用于透析设备或系统(170)中可用的额外的流体。

90.一种对有需要的对象进行透析的方法,其包括

a)使来自对象的生物流体通过生物流体回路;

b)针对透析流体通过半透膜透析生物流体,所述透析流体包含用于待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,

c)调节透析流体,使得吸附剂对待移除的与蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中,和

d)平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量,其中,对象的流体体积保持基本上恒定。

91.根据权利要求90所述的方法,其中,调节透析流体使得吸附剂对与蛋白质结合的物质的结合亲和力包括添加酸、添加碱或加热。

92.根据权利要求90所述的方法,其中所述生物流体是血液。

93.根据权利要求90所述的方法,其中所述吸附剂是白蛋白。

94.根据权利要求90所述的方法,其中,平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中的一种或多于一种流体的体积或流量包括测量所述透析设备或系统中的一种或多于一种流体的重量。

95.根据权利要求90所述的方法,其中,平衡一种或多于一种流体的体积或流量有效地使所述透析设备或系统中的流体保持相对恒定的体积。

96.根据权利要求95所述的方法,其中,所述相对恒定的体积是相对于所述透析设备或系统开始工作前的初始工作体积的偏差在1%以内。

97.根据权利要求95所述的方法,其中,所述相对恒定的体积可以是在24小时透析期间偏差小于0.1升。

98.一种疾病的治疗方法,所述疾病的特征在于与蛋白质结合的物质在生物流体中不期望的积累,所述方法包括:

a)使来自对象的生物流体通过生物流体回路;

b)针对透析流体通过半透膜透析生物流体,所述透析流体包含用于待移除的与蛋白质结合的物质的吸附剂,

c)调节透析流体,使得吸附剂对待移除的与蛋白质结合的物质的结合亲和力降低并使待移除的物质进入溶液中,和

d)平衡适用于透析含有待移除的与蛋白质结合的物质的生物流体的设备或系统中一种或多于一种流体的体积或流量,其中对象的流体体积保持基本上恒定。

99.根据权利要求98所述的方法,其中所述疾病是肝脏疾病。

100.根据权利要求99所述的方法,其中所述疾病是肝硬化。

101.根据权利要求99所述的方法,其中所述疾病是肝功能衰竭。

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