共生透析系统和技术的制作方法

本公开总体上涉及共生透析系统和技术。例如，本公开包括用于共生肝脏透析的装置、系统和方法以及用于共生透析系统和技术的各种安全措施。

背景技术：

1、肝脏透析是对患有肝脏疾病(例如，急性肝衰竭、慢性失代偿性肝病、肝肾综合征、肝脏手术后肝衰竭、继发性肝衰竭、多器官衰竭、胆汁淤积中的顽固性瘙痒以及诸如此类)的患者的解毒治疗，其中肝脏透析类似于血液透析，并且通常基于与血液透析相同的原理。然而，与用于肾脏衰竭并且通常涉及从患者的血流中除去水溶性毒素的血液透析不同，肝脏透析寻求去除因肝衰竭而累积的结合到白蛋白上的毒素。也就是说，肝脏透析通常涉及人工体外肝脏支持，其中人工过滤和吸收装置用于从患者的血流中去除亲脂性、白蛋白结合物质，例如胆红素、胆汁酸、芳香族氨基酸的代谢物、中链脂肪酸和细胞因子。

2、肝脏透析通常由内科医生、外科医生和专科护士进行。由于需要这些专家，肝脏透析通常仅在较大的医院才可获得，例如，与医学院有关的医院。现在将作为示例讨论一些现有类型的肝脏透析。单通道白蛋白透析(spad：single pass albumin dialysis)是一种使用标准肾脏替代治疗机器而不需要附加的灌注泵系统的相对简单的白蛋白透析方法。在spad中，患者的血液流过带有高通量中空纤维血液透析过滤器的回路，在所述回路中，该膜的另一侧用反向流动的白蛋白溶液清洗，所述白蛋白溶液在通过过滤器之后被丢弃。另一种类型的肝脏透析是分子吸附剂再循环系统(molecular adsorbentsrecirculation system)，其涉及使用两个独立的透析回路——第一回路包括通过半透膜与患者的血液接触的人类血清白蛋白，第二回路包括用于在第一回路中的白蛋白再循环到与患者的血液接触的半透膜之前对其进行清洁的血液透析机器。还有另一种类型的肝脏透析使用由费森尤斯医疗保健开发的装置(其中是费森尤斯医疗保健的注册商标)，该装置将高通量血液透析与二级回路中的白蛋白吸附以及通过特定聚砜过滤器(例如，过滤器，其中是费森尤斯医疗保健的注册商标)对白蛋白分数的选择性过滤/分离相结合。在上述肝脏透析的示例中的每一个中，通常需要功率源(例如，电)和淡水(例如，用于透析液)。因此，在对这些资源的获取受到限制的环境、例如具有发展中的或不可靠的基础设施的区域(例如，第三世界国家或经济困难地区)、不发达地区以及受灾地区(例如，受自然灾害、军事冲突或诸如此类的影响暂时使其基础设施瘫痪的发达地区)中可能无法获得肝脏透析治疗。

3、仍然需要提供共生肝脏透析系统和技术，例如，用于资源有限的环境。还需要提供具有改进功效的共生肝脏透析系统和技术。此外，仍然需要用于共生透析系统和技术的安全措施。

技术实现思路

1、本教导总体上包括共生透析系统和技术。例如，本公开包括例如用于资源有限的环境中的共生肝脏透析。为此，共生肝脏透析系统可以包括具有半透膜的装置，所述半透膜具有允许白蛋白从中通过的平均孔径(例如，允许具有与白蛋白相似的分子量的分子从中通过的平均孔径)。此外，根据膜在结构上被配置成能够阻止其从中通过的血液成分的大小，膜仍然可以允许小于红细胞的成分从中通过，例如，小于低密度脂蛋白(ldl)(其可以是大约2700千道尔顿(kda))、小于m型免疫球蛋白(igm)(其可以是大约950kda)、小于g型免疫球蛋白(igg)(其可以是大约150kda)和/或小于内毒素(其可以是大约100kda)的成分。在这样的系统中，第一体外回路可以将所述装置连接到第一动物(例如，肝脏患者)的血管系统，并且第二体外回路可以将所述装置连接到第二动物(例如，具有正常肝功能的人类)的血管系统，其中通过所述装置促进其间的白蛋白交换。本公开还包括用于共生透析系统和技术的各种安全措施，例如生物测定验证系统和技术。

2、在一个方面，本文公开的共生肝脏透析系统可以包括：具有第一侧和第二侧的装置，所述装置包括在所述第一侧与所述第二侧之间的半透膜，所述半透膜具有允许分子量在大约70千道尔顿(kda)至140kda之间的分子通过的平均孔径；包括用于将所述装置的第一侧连接到第一动物的血管系统的一个或多个第一流体连接器的第一体外回路；包括用于将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统的一个或多个第二流体连接器的第二体外回路；与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的至少一个流体连通的第一泵；以及机械地耦合到所述第一泵的驱动器，所述驱动器被配置成能够使用来自能量源的能量驱动所述第一泵。

3、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述分子可以包括白蛋白。所述系统可以被配置成使得白蛋白从所述第一动物转移到所述第二动物。所述分子可以包括水溶性毒素。所述水溶性毒素可以包括氨、尿素、芳香族氨基酸、锰和苯并二氮杂类物质中的一种或多种。所述第一动物可患有肝脏疾病。所述肝脏疾病可以是急性肝衰竭、失代偿性慢性肝病、肝肾综合征、肝脏手术后肝衰竭、继发性肝衰竭、多器官衰竭、肝性脑病和胆汁淤积中的一种或多种。所述第一动物可患有黄疸。所述第一动物可以是人类婴儿。所述系统还可以包括耦合到所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个的生理传感器。所述系统还可以包括与所述生理传感器通信的控制器，所述控制器被配置成能够至少部分地基于来自所述生理传感器的信号来控制所述系统的操作。所述控制器可以被配置成能够在从所述生理传感器接收到预先确定的信号时暂停或停止所述系统的操作。所述生理传感器可以包括膨胀压力监测器。所述膨胀压力监测器可以在结构上被配置成能够检测白蛋白转移。所述生理传感器可以包括血容量监测器。所述血容量监测器可以在结构上被配置成能够测量蛋白质浓度。所述血容量监测器可以使用超声。所述生理传感器可以在结构上被配置成能够检测所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个的流体损失。所述生理传感器可以在结构上被配置成能够测量胆红素。所述生理传感器可以是光学传感器。所述生理传感器可以在结构上被配置成能够跟踪所述分子通过所述半透膜的转移。所述系统还可以包括被配置成能够识别所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个以确定所述系统的使用许可的生物测定验证系统。所述系统还可以包括与所述生物测定验证系统和所述系统的一个或多个其它部件通信的控制器，所述控制器被配置成能够在从所述生物测定验证系统接收到预先确定的信号时阻止或停止所述系统的一个或多个其它部件的操作。所述生物测定验证系统可以被配置成能够确认所述第一动物与所述第二动物之间的相容性。所述生物测定验证系统可以与包含关于所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个的信息的数据库通信。所述生物测定验证系统可以包括生物测定识别器、指纹扫描仪、视网膜扫描仪和语音识别器中的一个或多个。所述生物测定验证系统可以在结构上被配置成能够同时识别所述第一动物和所述第二动物。所述生物测定验证系统可以被配置成能够在所述系统的操作期间识别所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个至少一次。所述系统还可以包括与所述第一泵通信的控制器，所述控制器被配置成能够控制所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个的流率。所述流率可以被选择成为所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个提供预先确定的流体平衡。所述流率可以是可基于从耦合到所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个的一个或多个生理传感器接收的信号来调整的。所述装置还可以包括多个腔室，其中所述半透膜设置在所述多个腔室中的一个内。所述多个腔室中的第一腔室可以包括所述第一体外回路的至少一部分，其中所述多个腔室中的第二腔室包括所述第二体外回路的至少一部分，并且其中所述多个腔室中的第三腔室至少部分地设置在所述第一腔室与所述第二腔室之间。所述第三腔室可以至少部分地包围所述第一腔室和所述第二腔室。所述第三腔室可以包含所述半透膜，其中所述第一腔室和所述第二腔室中的每一个包括不同的半透膜。所述第一腔室和所述第二腔室中的一个或多个可以包括所述半透膜。所述第三腔室可以包括界面介质。所述界面介质可以是流体。所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个可以是人类。所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个可以是非人类。来自所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个的血液可以含有期望转移到所述第一动物和所述第二动物中的另一个的血液中的分子。所述驱动器可以包括机械曲柄，其中所述能量源是动物。所述机械曲柄可以是手动曲柄，其中所述动物是人类。所述驱动器可以包括电机和光伏电池，其中所述能量源是光。所述驱动器可以包括电机，其中所述能量源是电池。所述系统还可以包括第二泵。所述第一泵可以与所述第一体外回路流体连通，并且所述第二泵可以与所述第二体外回路流体连通。所述第二泵可以机械地耦合到所述驱动器。所述第一泵、所述第二泵和所述驱动器中的一个或多个可以被配置成能够在所述第一体外回路与所述第二体外回路之间建立预先确定的压力梯度。所述预先确定的压力梯度可以至少部分地由所述第一泵与所述第二泵之间的预先确定的齿轮比差提供。所述系统还可以包括具有至少第一档位和第二档位的选择器开关，所述第一档位在所述第一体外回路与所述第二体外回路之间建立零压力梯度，并且所述第二档位在所述第一体外回路与所述第二体外回路之间建立非零压力梯度。所述预先确定的压力梯度可以被选择为能够实现所述第一体外回路与所述第二体外回路之间的预先确定的分子转移。所述系统还可以包括与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个流体连通的阻性元件，所述阻性元件被配置成能够在所述第一体外回路与所述第二体外回路之间建立预先确定的压力梯度。所述半透膜可以包括中空纤维和板中的一种或多种。所述一个或多个第一流体连接器和所述一个或多个第二流体连接器中的至少一个可以用抗凝剂灌注。

4、在一个方面，本文公开的共生肝脏透析系统可以包括：具有第一侧和第二侧的装置，所述装置包括在所述第一侧与所述第二侧之间的半透膜，所述半透膜具有孔，所述孔的孔径在结构上被配置成能够允许白蛋白从中通过但阻止抗体从中通过；包括用于将所述装置的第一侧连接到第一动物的血管系统的一个或多个第一流体连接器的第一体外回路；包括用于将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统的一个或多个第二流体连接器的第二体外回路；与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的至少一个流体连通的第一泵；以及机械地耦合到所述第一泵的驱动器，所述驱动器被配置成能够使用来自能量源的能量驱动所述第一泵。

5、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述孔径可以在结构上被配置成能够阻止纤维蛋白原从中通过。所述孔径可以在结构上被配置成能够阻止免疫原性物质从中通过。所述孔径可以在结构上被配置成能够阻止病原体从中通过。被阻止通过半透膜的病原体可以包括病毒和细菌中的一种或多种。

6、在一个方面，本文公开的用于共生肝脏透析的方法可以包括：使第一动物的血液移动通过第一体外回路，所述第一体外回路包括将装置的第一侧连接到所述第一动物的血管系统的第一流体连接器，所述装置包括半透膜，所述半透膜具有允许分子量在大约70千道尔顿(kda)至140kda之间的一种或多种分子通过的平均孔径；以及使所述一种或多种分子通过所述装置移动到第二体外回路，所述第二体外回路包括将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统的第二流体连接器。

7、在一个方面，本文公开的用于共生肝脏透析的方法可以包括：将装置的第一侧连接到第一动物的血管系统以形成第一体外回路，所述装置包括半透膜，所述半透膜具有允许分子量在大约70千道尔顿(kda)至140kda之间的分子通过的平均孔径；以及将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统以形成第二体外回路。

8、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述方法还可以包括使所述第一动物的血液移动通过所述第一体外回路，以及使一种或多种分子从所述第一动物的血液通过半透膜移动到所述第二体外回路。

9、在一个方面，本文公开的用于共生肝脏透析的方法可以包括：使第一动物的血液移动通过第一体外回路，所述第一体外回路包括将装置的第一侧连接到所述第一动物的血管系统的第一流体连接器，所述装置包括具有孔的半透膜，所述孔的孔径在结构上被配置成能够允许白蛋白从中通过但阻止抗体从中通过；以及使白蛋白通过所述装置移动到第二体外回路，所述第二体外回路包括将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统的第二流体连接器。

10、在一个方面，本文公开的用于共生肝脏透析的方法可以包括：将装置的第一侧连接到第一动物的血管系统以形成第一体外回路，所述装置包括具有孔的半透膜，所述孔的孔径在结构上被配置成能够允许白蛋白从中通过但阻止抗体从中通过；以及将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统以形成第二体外回路。

11、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述方法还可以包括使所述第一动物的血液移动通过所述第一体外回路，以及使白蛋白从所述第一动物的血液通过所述半透膜移动到所述第二体外回路。

12、在一个方面，本文公开的系统可以包括：具有第一侧和第二侧的装置，所述装置包括在所述第一侧与所述第二侧之间的半透膜，所述半透膜在结构上被配置成能够允许一种或多种分子从中通过；包括用于将所述装置的第一侧连接到第一动物的血管系统的一个或多个第一流体连接器的第一体外回路；包括用于将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统的一个或多个第二流体连接器的第二体外回路；被配置成能够识别所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个以确定使用许可的生物测定验证系统；以及与所述生物测定验证系统通信的控制器，所述控制器被配置成能够基于从所述生物测定验证系统接收的与所述使用许可有关的一个或多个信号来控制所述系统的操作。

13、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述控制器可以被配置成能够当存在所述第一动物和所述第二动物中的一个或多个缺乏许可的指示时阻止或停止所述系统的操作。

14、在一个方面，本文公开的方法可以包括：将装置的第一侧连接到第一动物的血管系统以形成第一体外回路，所述装置包括半透膜，所述半透膜在结构上被配置成能够允许一种或多种分子从中通过；将所述装置的第二侧连接到第二动物的血管系统以形成第二体外回路；识别和确定所述第一动物和所述第二动物中的每一个的使用许可；以及，当确定存在所述第一动物和所述第二动物中的每一个的使用许可时，使所述第一动物的血液移动通过所述第一体外回路，从而使一种或多种分子从所述第一动物的血液通过半透膜移动到所述第二体外回路。

15、在一个方面，本文公开的共生肝脏透析系统可以包括：第一体外回路，其包括将所述第一体外回路连接到第一动物的血管系统的第一出口和第一入口，以及在结构上被配置成能够使血液在所述第一出口与所述第一入口之间移动通过所述第一体外回路的第一泵。所述系统还可以包括：第二体外回路，所述第二体外回路包括：将所述第二体外回路连接到第二动物的血管系统的第二出口和第二入口，以及在结构上被配置成能够使血液在所述第二出口与所述第二入口之间移动通过所述第二体外回路的第二泵。所述系统还可以包括与所述第一体外回路和所述第二体外回路流体连通的过滤回路，所述过滤回路包括：包括具有第一孔的第一半透膜的第一过滤器，所述第一过滤器在结构上被配置成能够过滤流经所述第一体外回路的来自所述第一动物的血液；以及包括具有第二孔的第二半透膜的第二过滤器，所述第二过滤器在结构上被配置成能够过滤流经所述第二体外回路的来自所述第二动物的血液，其中所述第一孔和所述第二孔中的一个或多个中的至少一些孔具有在结构上被配置成能够允许白蛋白从中通过的孔径。

16、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述系统还可以包括将所述第一体外回路连接到所述第二体外回路的第一旁路，其中所述第一体外回路被配置成使得流过所述第一过滤器而不通过所述第一孔的第一血液部分通过所述第一体外回路流回到所述第一动物的血管系统，并且其中通过所述第一孔的第二血液部分流过所述第一旁路并流入所述第二体外回路以进入所述第二动物的血管系统。所述系统还可以包括将所述第二体外回路连接到所述第一体外回路的第二旁路，其中所述第二体外回路被配置成使得流过所述第二过滤器而不通过所述第二孔的第三血液部分通过所述第二体外回路流回到所述第二动物的血管系统，并且其中通过所述第二孔的第四血液部分流过所述第二旁路并流入第一体外回路以进入所述第一动物的血管系统。所述第一旁路和所述第二旁路中的一个或多个可以包括泵。所述第一旁路和所述第二旁路中的一个或多个可以包括流量控制装置。所述系统还可以包括第三体外回路，所述第三体外回路包括所述第一过滤器和所述第一旁路，其中所述第三体外回路在结构上被配置成能够促进血液通过所述第一过滤器的移动。所述第三体外回路可以包括泵。所述泵可以沿着所述第三体外回路的一部分设置，在所述第三体外回路的所述一部分处，血液从所述第一旁路返回到所述第一过滤器。所述系统还可以包括第四体外回路，所述第四体外回路包括所述第二过滤器和所述第二旁路，其中所述第四体外回路在结构上被配置成能够促进血液通过所述第二过滤器的移动。所述第四体外回路可以包括泵。所述泵可以沿着所述第四体外回路的一部分设置，在所述第四体外回路的所述一部分处，血液从所述第二旁路返回到所述第二过滤器。所述过滤回路还可以包括与所述第一过滤器和所述第二过滤器中的每一个流体连通的混合腔室，所述混合腔室在结构上被配置成能够接收来自所述第一动物的过滤后的血液和来自所述第二动物的过滤后的血液，用于在混合腔室内混合。所述混合腔室的出口可以与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个流体连通，用于将混合的血液供应到所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个。所述系统还可以包括设置在所述混合腔室的出口与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个之间的泵。所述系统还可以包括设置在所述混合腔室的出口与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个之间的过滤器。所述系统还可以包括设置在所述混合腔室的出口与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个之间的流量控制装置。所述混合腔室的出口可以与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的每一个流体连通，用于将混合的血液供应到所述第一体外回路和所述第二体外回路中的每一个。所述混合腔室可以是管。所述系统还可以包括第三体外回路，所述第三体外回路包括所述第一过滤器和所述混合腔室，所述第三体外回路在结构上被配置成使得过滤后的血液从所述第一过滤器行进到所述混合腔室中，并且混合的血液从所述混合腔室返回到所述第一过滤器。所述第三体外回路可以包括泵。所述泵可以沿着所述第三体外回路的一部分设置，混合的血液通过所述第三体外回路的所述一部分从所述混合腔室返回到所述第一过滤器。所述系统还可以包括第四体外回路，所述第四体外回路包括所述第二过滤器和所述混合腔室，所述第四体外回路在结构上被配置成使得过滤后的血液从所述第二过滤器行进到所述混合腔室中，并且混合的血液从所述混合腔室返回到所述第二过滤器。所述第四体外回路可以包括泵。所述泵可以沿着所述第四体外回路的一部分设置，混合的血液通过所述第四体外回路的所述一部分从所述混合腔室返回到所述第二过滤器。所述第一泵可以设置在所述第一出口与所述第一过滤器之间。所述第一泵可以设置在第一过滤器与所述第一入口之间。所述系统还可以包括在来自所述第一动物的血液穿过所述第一体外回路行进之前存在于所述第一体外回路内的溶液。所述第一过滤器和所述第二过滤器可以是相同类型的过滤器。所述第一过滤器和所述第二过滤器可以是不同类型的过滤器。所述系统还可以包括与所述第一体外回路和所述第二体外回路中的一个或多个流体连通的平衡器。所述孔径可以允许分子量在大约70千道尔顿(kda)至140kda之间的分子通过。

17、在一个方面，本文公开的共生透析系统可以包括：第一体外回路，其包括将所述第一体外回路连接到第一动物的血管系统的第一出口和第一入口，以及在结构上被配置成能够使血液在所述第一出口与所述第一入口之间移动通过所述第一体外回路的第一泵。所述系统还可以包括第二体外回路，所述第二体外回路包括将所述第二体外回路连接到第二动物的血管系统的第二出口和第二入口，以及在结构上被配置成能够使血液在所述第二出口与所述第二入口之间移动通过所述第二体外回路的第二泵。所述系统还可以包括与所述第一体外回路和所述第二体外回路流体连通的过滤回路，所述过滤回路包括：包括具有第一孔的第一半透膜的第一过滤器，所述第一过滤器在结构上被配置成能够过滤流经所述第一体外回路的来自所述第一动物的血液；以及包括具有第二孔的第二半透膜的第二过滤器，所述第二过滤器在结构上被配置成能够过滤流经所述第二体外回路的来自所述第二动物的血液。

18、参考下面的描述、示例和所附权利要求，将更好地理解本教导的这些和其它特征、方面和优点。