Системы или устройства и способы проведения диализа - RU2729725C2

Чертежи

Показать все 30 чертежа(ей)

Описание

Область изобретения

Изобретение относится к системам или устройствам и способу проведения диализа. Также, изобретение относится к системам и способам для регенерации диализата и измерения общего объема и балансировки общего объема или потока текучей среды, такой как диализат или ультрафильтрат, в системе.

Предпосылки создания изобретения

Когда печень или почки человека перестают выполнять свои нормальные функции, то неспособность удалять или метаболизировать некоторые соединения приводит к их накоплению в теле. Эти соединения могут дифференцироваться в соответствии с их растворимостью в воде: водорастворимые и водонерастворимые (связанные с белками). Имеются разные помогающие заменить недостаточные функции одного или более органов экстракорпоральные процедуры. Исторически предпочтительным средством для лечения пациентов с почечной недостаточностью является гемодиализ. Для этой цели используется диализатор, который разделен на два отсека полупроницаемой мембраной. Кровь проходит через отсек для крови диализатора, отделенная полупроницаемой мембраной от диализной текучей среды, которая проходит через диализный отсек диализатора. Физиологическая диализная текучая среда должна содержать необходимые электролиты, питательные вещества и буферы в таких концентрациях, что их уровни крови пациента могут быть приведены к нормальным.

Обычный гемодиализ малополезен для пациентов с печеночной недостаточностью, особенно когда они не имеют сопровождающей почечной недостаточности. Это в первую очередь обусловлено тем, что первичные токсины, такие как метаболиты, например билирубин, желчные кислоты, медь и другие вещества, включая газы, гормоны или накапливающиеся при печеночной недостаточности лекарства, являются связанными с белками и поэтому гемодиализом эффективно не удаляются.

Функция печени может быть по существу подразделена на две главные функции: синтез жизненно важных белков и удаление главным образом связанных с белком токсинов. По существу, для замены синтетических функций в настоящее время имеется только пересадка печени. Хотя известны так называемые биореакторы с клетками, которые, по меньшей мере, частично берут на себя синтетическую функцию нормальных клеток печени, они в настоящее время могут быть использованы только экспериментально, и их действие все еще недостаточно. Для примерно 20% пациентов с острой печеной недостаточностью выполняются пересадки печени, поскольку не существует полноценный процесс для принятия на себя функции детоксикации, так что не может быть перекрыто время, требуемое для восстановления функции печени.

Связанные с белками вещества, вероятно, играют важную роль в патогенезе печеночной энцефалопатии, печеночного зуда и гепаторенального синдрома. Эти патогенные вещества, которые связаны преимущественно с альбумином, включают в себя, прежде всего, ароматические соединения, такие как производные фенола, производные индола, производные фурана или ароматические аминокислоты, билирубин, С₄-С₇ карбоновые кислоты, меркаптаны, подобные дигитоксину и бензодиазепину вещества и катионы металлов, такие как катионы меди, катионы алюминия или катионы железа. Одним из наиболее важных заболеваний в данном случае является гепатическая энцефалопатия, поскольку она может угрожать жизни и/или оставлять необратимые повреждения. С 1970-х годов предпринимались основанные главным образом на технике диализа разнообразные попытки замены функции детоксикации печени.

Для улучшения удаления этих связанных с белками веществ состав диализной текучей среды может быть изменен так, чтобы содержать альбумин, так как альбумин связывает переходящие из крови в диализат через полупроницаемую мембрану несвязанные токсины. Этот режим лечения зачастую называется «альбуминовым диализом». Присутствие альбумина в диализной текучей среде облегчает удаление из крови связанных с белками веществ. Использование альбумина основано на роли альбумина как главного белка-носителя для связанных с белками токсинов в крови.

Описанная Stange и др., ЕР 0,615,780 В1 система рециркуляции молекулярного адсорбента (MARS) использует специальную покрытую альбумином диализную мембрану. Рециркулирующий содержащий альбумин диализат проходит через две адсорбционные колонки (древесный уголь и смола) для устранения удаленных диализом из пациента связанных с белками токсинов и подготовки центров связывания альбумина для токсинов в диализате (Stange et al., Artif Organs 2002,26:103-110).

Альбуминовый диализ является подобным непрерывному гемодиализу процессом. Особенностью непрерывной заместительной почечной терапии является использование медленных потоков (1-2 л/ч по сравнению с 30 л/ч в нормальном диализе) диализата. В альбуминовом диализе в отличие от обычной непрерывной заместительной почечной терапии к диализату добавляется альбумин с получением 5% раствора (Kreymann et al., J. Hepatol. 1999, 31: 1080-1085). Использование альбумина основано на том, что он является главным белком-носителем для связанных белками токсинов в крови.

Однако имеющийся в продаже альбумин является очень дорогим. Следовательно, основанные на альбумине системы являются очень дорогостоящими видами лечения. Кроме того, основанные на альбумине системы диализа обеспечивают неудовлетворительную детоксицирующую эффективность. В среднем они обеспечивают снижение только до 30% уровня билирубина, признанного маркера для связанных с белками веществ. Хотя основанный на альбумине диализ обеспечивает улучшение симптомов печеночной энцефалопатии, приведение в норму значений не может быть достигнуто как следствие ограниченной детоксицирующей эффективности и высокой стоимость лечения.

Kreymann, патенты US 7,455,771, 8,480,899, и 9,039,896, и ЕР 1,867,354 В1, содержащиеся в которых раскрытия полностью включены здесь по ссылке, описывают систему для диализа и способ, блок регенерации диализата и способ регенерации диализата. Они также описывают средство для диализа для удаления связанных с белками веществ из биологической текучей среды, например крови или плазмы крови. Это средство содержит по меньшей мере одно средство для перевода в растворимое состояние связывающих белки веществ, которые должны перемещаться в биологическую текучую среду и/или диализную текучую среду, и способ удаления связанных с белками веществ из биологической текучей среды.

Kreymann et al. Патенты US 8,377,308 и 8,574,438, и ЕР 2,214,752 В1, содержащиеся в которых раскрытия полностью включены здесь по ссылке, описывают улучшенное устройство и способ для регенерации содержащего вещества-носители диализата. Описанные здесь блоки регенерации диализата выполнены для регенерации содержащего одно или более веществ-носителей диализата. Блоки регенерации диализата содержат первый путь потока и второй путь потока. Первый путь потока содержит выполненный для добавления кислотной текучей среды к протекающему по первому пути потока диализату первый питающий блок и расположенный ниже по потоку относительно первого питающего блока в первом пути потока блок детоксикации. Второй путь потока простирается параллельно первому пути потока. Второй путь потока содержит выполненный для добавления щелочной текучей среды к протекающему по второму пути потока диализату второй питающий блок и расположенный ниже по потоку относительно второго питающего блока во втором пути потока другой блок детоксикации. Другой блок детоксикации выполнен для удаления токсинов из протекающего по второму пути потока подщелоченного диализата.

Главной проблемой со всеми экстракорпоральными системами для обработки крови, такими как, например, системы гемодиализа, системы альбуминового диализа, системы гемодиафильтрования и т.п., является балансировка между добавляемой пациенту текучей средой и отбираемой у пациента текучей средой. Изменение давления или осмотические силы могут приводить к удалению воды из пациента во время диализа. Документ IEC №60601-2-163 (редакция 3.0) подпункт 201.12.4.4.103 требует, чтобы для хронического диализа максимальное отклонение между подводимой к системе диализа текучей средой и отводимой из системы диализа текучей средой составляло ±400 мл за каждый 4-часовой период. Следовательно, устройства балансировки текучей среды пытаются обеспечить, что общий объем закачиваемой в некровяную сторону системы диализа текучей среды и общий объем выкачиваемой из некровяной стороны системы диализа текучей среды равны. В некоторых случаях из пациента может быть удалена дополнительная текучая среда, прежде всего вода, в большем количестве, чем количество добавленной текучей среды. Эта дополнительно удаленная текучая среда может называться ультрафильтратом ("UF"). Ультрафильтрат может быть добавлен к удаленной из некровяной стороны системы диализа «отработанной» текучей среде.

Weigel et al., патент US 7,112,273, содержащиеся в котором раскрытия включены здесь по ссылке, описывает устройство для балансировки для экстракорпоральных контуров крови, включая способ и устройство для регулировки объемного потока для экстракорпоральной системы обработки крови. Устройство принимает сигнал давления и вычисляет коэффициент компенсации, который используется для регулировки относительных скоростей потока сбалансированных по объему текучих сред. Например, в системе гемофильтрации поток отработанной и замещающей текучей среды может быть объемно сбалансирован. Ультрафильтрат может закачиваться в байпасный контур такой системы. Скорость потока ультрафильтрата может регулироваться сигналом компенсации. Недостатком этого известного устройства для балансировки текучих сред является то, что утечка в экстракорпоральном контуре текучей среды системы экстракорпоральной обработки крови может приводить к неправильной балансировке, что не распознается системой.

Peters et al., WO 2015/074973, содержащиеся в котором раскрытия включены здесь по ссылке, описывает устройство и способ балансировки текучих сред в устройстве экстракорпоральной обработки крови, содержащем блок обработки крови. Устройство и способ основаны на наблюдении за внутренней системой текучей среды. Внутренняя система текучей среды содержит блок обработки крови и внешнюю систему текучей среды. Внешняя система текучей среды обеспечивает внутреннюю систему текучей среды свежей текучей средой и/или удаляет из нее отработанную жидкость. Устройство для балансировки включает в себя весы для балансировки свежей жидкости, а также фильтрата. Устройство для балансировки содержит имеющее процессорный блок контролирующее устройство. Контролирующее устройство выполнено так, что объем или коррелирующая с подаваемым к устройству для балансировки объемом переменная сравнивается с объемом или с коррелирующей с объемом переменной подлежащей удалению из вспомогательного средства для балансировки жидкости. На основании отношения объема или коррелирующей с объемом переменной текучей среды, подводимой к вспомогательному средству для балансировки или удалению из вспомогательного средства для балансировки, может быть распознана неправильная балансировка. Недостатком этого устройства для балансировки текучих сред является то, что утечка в экстракорпоральном контуре текучей среды системы экстракорпоральной обработки крови может приводить к неправильному поддержанию баланса, что может не распознаваться системой.

Одна система для диализа согласно уровню техники, система MARS компании Gambro, содержит систему диализа печени и способ. Диализ выполняется с использованием рециркуляционной системы для рециркуляции диализной жидкости. Однако диализный контур и рециркуляционная система не разделены или развязаны. Соответственно, целью настоящего изобретения является разработка устройства или системы для диализа, содержащего(-ую) систему для балансировки или устройство или компонент, пригодного(-ой) для балансировки объема или потока текучих сред в системе, которые избегают недостатков согласно уровню техники. Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа диализа, содержащего улучшенные способы балансировки потока или объема текучих сред в устройстве или системе для диализа.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение предлагает устройство или устройство или систему для диализа, включающих в себя блок регенерации, выполненный для регенерации содержащего вещество-носитель диализата, и систему, средство или блок для балансировки общего объема или потока текучей среды или нескольких текучих сред в системе для диализа. Изобретение также предлагает способ для диализа субъекта и способ для балансировки объема или потока текучей среды или нескольких текучих сред в устройстве или системе для диализа, а также способы лечения некоторых заболеваний.

В первом аспекте изобретение предлагает способ удаления нежелательных вещество из биологической текучей среды в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающего белки вещество биологической текучей среды, содержащий:

а) диализ биологической текучей среды относительно диализной текучей среды, содержащей адсорбент для подлежащего удалению связывающего белки вещества, через полупроницаемую мембрану,

б) корректировку диализной текучей среды так, что связывающая способность адсорбента для подлежащего удалению связанного с белками вещества снижается, и подлежащее удалению вещество переходит в раствор, и

в) балансировку объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды.

Корректировку диализной текучей среды таким образом, что связывающая способность адсорбента для связанного с белками вещества, могут выполнять путем добавления кислоты, основания или поддающегося диализу вещества (диализируемого вещества), путем разбавления, путем изменения содержания соли, путем облучения волнами или нагревания, и подлежащее удалению связывающее белки вещество может переходить в раствор. Биологической текучей средой может быть, например, кровь или плазма крови, лимфатическая текучая среда, спинномозговая текучая среда или синовиальная текучая среда. Адсорбентом может быть альбумин, такой как сывороточный альбумин человека, и альбумин может присутствовать в диализной текучей среде в концентрации, например, примерно 1-25 г на 100 мл, предпочтительно 1-10 г на 100 мл, и особо предпочтительно 1-3 г на 100 мл. В некоторых случаях кислотой может быть хлористо-водородная кислота, а основанием может быть гидроксид натрия. Также в некоторых случаях способ может дополнительно включать в себя добавление одного или более поддающихся диализу соединений, пригодных для связывания с подлежащим удалению связывающим белки веществом, в диализную текучую среду или и/или биологическую текучую среду. Одним или более поддающимися диализу веществами могут быть, например, кофеин или хелатообразующий агент для катиона металла, такой как, например, пеницилламин, триентин, дефероксамин, преферипрон, HBED, витамин С, BAL, DMPS или DMSA.

Балансировка объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, может быть выполнена путем измерения массы одной или более текучих сред, или даже всех текучих сред, в устройстве или системе для диализа. Балансировка объема или потока одной или более текучих сред может быть эффективной для поддержания относительно постоянного объема текучей среды в устройстве или системе. Относительно постоянный объем может быть, например, в пределах 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или даже 0,5% или 0,2% или 0,1% от начального рабочего объема, перед тем как устройство или система для диализа начнут работать. Относительно постоянный объем может быть также отклонением менее чем 0,5, 0,25, 0,10, 0,05, 0,025 или 0,01 литра за 24- или 48-часовой период диализа.

Балансировка может включать в себя регулировку или прерывание работы устройства или системы для диализа содержащей связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда обнаруживается отклонение в начальной массе системы больше заданного порогового значения. Регулировка или прерывание работы может выполняться с использованием одного или более предусмотренных в устройстве или системе насосов для регулировки потока одной или более текучих сред. Одна или более текучих сред могут быть любой текучей средой, которая может быть использована в устройстве или системе, например, диализатом, фильтратом, ультрафильтратом или раствором кислоты, основания или поддающимся диализу веществом.

Балансировка может выполняться с использованием устройства или системы для балансировки, содержащих вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющих, по меньшей мере, первый резервуар для первой текучей среды, которая включает в себя пригонную для использования текучую среду для устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, такую как диализная текучая среда, и второй резервуар для второй текучей среды, которая может включать в себя отработанную текучую среду из устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Первый резервуар может иметь по меньшей мере одну выпускную линию текучей среды для гидравлической связи с устройством или системой, пригодным(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Второй резервуар может содержать по меньшей мере одну текучую среду в гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Устройство или система для балансировки может также содержать взвешивающее средство для взвешивания вспомогательного средства для балансировки или контейнера и выполненный для приема данных взвешивания от взвешивающего средства контроллер. Вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие, по меньшей мере, первый и второй резервуар, могут быть приведены во взвешивающий контакт с датчиком нагрузки взвешивающего средства, которое находится в информационной связи с контроллером. Устройство или система для балансировки может быть пригодно(-а) для балансировки общего объема текучей среды в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Общий объем текучей среды может включать в себя рабочую текучую среду, такую как диализная текучая среда, и отработанную текучую среду из подвергаемого диализу субъекта или пациента.

Балансировка может включать в себя измерение общей массы вспомогательного средства для балансировки и контейнера, содержащих, по меньшей мере, первый и второй резервуары, например, с использованием взвешивающего средства, прежде чем устройство или система для диализа начнет работать, для определения начальной массы (sw₀) системы контейнера. Контейнер может содержать по меньшей мере один, например третий или четвертый, дополнительный резервуар для еще одной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура. Способы также включают в себя управление перекачивающим средством для текучей среды первого резервуара и текучей среды второго резервуара так, что поддерживается начальная масса системы, поддерживается с заданным пополнением или поддерживается с заданной потерей.

Способы могут также содержать размещение по меньшей мере еще одного резервуара, например третьего или четверного или пятого дополнительного резервуара, для еще одной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура, за пределами единственного контейнера. Выпускная линия текучей среды по меньшей мере еще одного резервуара, например третьего или четверного дополнительного резервуара, может быть приведена в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. По этой причине способы могут также включать в себя объемное измерение любого концентрата текучей среды, поставляемого из дополнительного резервуара к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда экстракорпоральный контур обработки крови находится в работе, вычисление массы концентрата текучей среды, подаваемого к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, на основании его плотности и подаваемого объема в любое время, когда концентрат текучей среды подается к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, и перерасчет начальной массы системы контейнера путем добавления вычисленной массы концентрата, подаваемого к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, для получения переопределенной начальной массы системы.

В то время как некоторые резервуары могут быть расположены за пределами герметично закрытого контейнера, который взвешивается посредством взвешивающего средства, в вычисления для балансировки включаются все количества подаваемой в устройство или систему для диализа текучей среды. Следовательно, настоящие способы обеспечивают по существу непрерывно корректируемую массу системы, которая по существу постоянно сравнивается с массой контейнера. Любая отработанная или избыточная, полученная от диализа пациента или субъекта текучая среда собирается в резервуаре (для отработанной текучей среды или фильтрата), например втором резервуаре. Способом балансировки распознается только текучая среда, которая извлекается из пациента (ультрафильтрат), или текучая среда, которая остается в пациенте (болюс). Такие текучие среды являются пополнением или потерей начальной массы системы. Таким образом, значительно уменьшается любая возможная ошибка измерения.

Во втором аспекте изобретение предлагает устройство или систему, пригодное(-ую) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, содержащее(-ую):

а) контур (3) биологической текучей среды,

б) контур (2) диализной текучей среды,

в) средства (4, 6, 7, 8, 9,) для перевода в растворимое состояние подлежащего удалению связывающего белки вещества,

г) устройство (5) для диализа, фильтрования или диафильтрования, и

д) систему или устройство для балансировки, пригодную(-ое) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды.

Диализная текучая среда в устройстве или системе может содержать адсорбент, например альбумин, такой как сывороточный альбумин человека, для подлежащего удалению связывающего белки вещества из биологической текучей среды. Адсорбент, такой как сывороточный альбумин человека, может быть предусмотрен в концентрации примерно 1-25 г на 100 мл, предпочтительно 1-10 г на 100 мл, и особо предпочтительно 1-3 г на 100 мл. Средство (4, 6, 7, 8, 9) для перевода в растворимое состояние подлежащего удалению связывающего белки вещества может содержать одно или два устройства (4) для регулировки рН диализной текучей среды. Устройство (4) для регулировки рН диализной текучей среды может быть пригодно для добавления основания или для добавления кислоты. Первое устройство (4) может регулировать рН диализной текучей среды до рН=1-6,5, предпочтительно рН=2,5-5. Второе устройство (4) может регулировать рН диализной текучей среды до рН=8-13. Первое и второе устройства (4) для регулировки рН могут быть расположены в диализном контуре таким образом, что по меньшей мере одно устройство (5) для диализа, фильтрования и ультрафильтрования предусмотрено ниже по потоку от первого устройства (4) и выше по потоку от второго устройства (4). Одно, два, три или более других устройств (5) для диализа, фильтрования или ультрафильтрования могут быть предусмотрены, например, в контуре (3) биологической текучей среды.

Устройство или система, пригодное(-ая) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, могут также содержать вторые средства (4, 6, 7, 8, 9) для перевода в растворимое состояние подлежащего удалению связывающего белки вещества. Вторые средства (4, 6, 7, 8, 9) для перевода в растворимое состояние подлежащего удалению связывающего белки вещества могут быть устройством (6) для регулирования температуры текучей среды, такой как биологическая текучая среда или диализная текучая среда, устройством (7) для добавления заместителя для разбавления или изменения содержания соли в текучей среде, такой как диализная текучая среда или биологическая текучая среда, устройством (8) для добавления поддающегося диализу вещества, связываемого с подлежащим удалению связывающим белки веществом, или устройством (9) для облучения волнами текучей среды, такой как диализная текучая среда или биологическая среда. Устройство (6) для регулирования температуры может быть нагревательным или охлаждающим устройством, и нагревательное устройство (6) может содержать нагревательный аппарат, микроволновое устройство или инфракрасное устройство. Нагревательное устройство (6) может быть пригодно для нагревания биологической текучей среды по меньшей мере до 35°С, 40°С или 45°С. Аналогичным образом охлаждающее устройство (6) может содержать охлаждающий блок. Устройство (6) для нагревания текучей среды, такой как диализная текучая среда или биологическая текучая среда, и/или устройство (6) для охлаждения текучей среды, такой как диализная текучая среда или биологическая текучая среда, может быть предусмотрено в контуре (3) биологической текучей среды. Облучающее устройство (9) может быть ультразвуковым устройством, электрическим полем или магнитным полем. Также по меньшей мере одно средство (4, 6, 7, 8, 9) для перевода в растворимое состояние подлежащего удалению связывающего белки вещества может быть предусмотрено в контуре (3) биологической текучей среды. В некоторых случаях нагревательное устройство (6) предусмотрено ниже по потоку от устройства (4) для регулировки рН или устройства (7) для добавления заместителя, и нагревательное устройство (6) может быть предусмотрено выше по потоку от входа в контур (2) диализной текучей среды или контур (3) биологической текучей среды.

Система или устройство для балансировки, пригодная(-ое) для балансировки объема или потока одной или нескольких текучих сред в устройстве или системе для диализа, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, может быть выполнена(-о) или пригодна(-о) для измерения массы одной или более текучих сред или даже всех текучих сред в устройстве или системе для диализа. Система или устройство, пригодная(-ое) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, может быть эффективной(-ым) для поддержания относительно постоянного объема текучей среды в устройстве или системе. Относительно постоянный объем может быть, например, в пределах 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или даже 0,5% или 0,2% или 0,1% от начального рабочего объеме, перед тем как устройство или система для диализа начнут работать. Относительно постоянный объем может быть также отклонением менее чем 0,5, 0,25, 0,10, 0,05, 0,025 или 0,01 литра за 24- или 48-часовой период диализа.

Устройство или система, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, может быть пригодным(-ой) для регулирования или прерывания работы устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда обнаружено отклонение начальной массы системы больше заданного порогового значения. Регулировка или прерывание работы может выполняться с использованием одного или более предусмотренного в устройстве или системе насосов для регулировки потока одной или более текучих сред. Одна или более текучих сред могут быть любой текучей средой, которая может быть использована в устройстве или системе, например, диализатом, фильтратом, ультрафильтратом или раствором кислоты, основания или поддающимся диализу веществом.

Устройство или система для балансировки могут содержать вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие, по меньшей мере, первый резервуар для первой текучей среды, которая включает в себя рабочую текучую среду для устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, такую как диализная текучая среда, и второй резервуар для второй текучей среды, которая может включать в себя отработанную текучую среду из устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Первый резервуар может иметь по меньшей мере одну выпускную линию текучей среды для гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Второй резервуар может содержать по меньшей мере одну текучую среду в гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Устройство или система для балансировки может также содержать взвешивающее средство для взвешивания вспомогательного средства для балансировки или контейнера и выполненный для приема данных взвешивания от взвешивающего средства контроллер. Вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие, по меньшей мере, первый и второй резервуар, могут быть приведены в контакт с датчиками нагрузки взвешивающего средства, которое находится в информационной связи с контроллером. Устройство или система для балансировки может быть пригодно(-а) для балансировки общего объема текучей среды в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Общий объем текучей среды может включать в себя пригодную для использования текучую среду, такую как диализная текучая среда, и отработанную текучую среду из подвергаемого диализу субъекта или пациента.

Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих средств в устройстве или системе для диализа, может быть пригодно(-а) для измерения общей массы вспомогательного средства для балансировки или контейнера, содержащих, по меньшей мере, первый и второй резервуары, например, с использованием взвешивающего средства, прежде чем устройство или система для диализа начнет работать, для определения начальной массы (sw₀) системы контейнера. Контейнер может содержать по меньшей мере один, например третий или четвертый, дополнительный резервуар для еще одной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура. Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, могут также содержать перекачивающее средство для текучей среды в первом резервуаре и текучей среды во втором резервуаре, так что поддерживается начальная масса системы, поддерживается с заданным пополнением или поддерживается с заданной потерей.

Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, могут также содержать по меньшей мере один дополнительный резервуар, например третий или четвертый дополнительный резервуар, для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура за пределами единственного контейнера. Выпускная линия текучей среды по меньшей мере еще одного резервуара, например третьего или четверного дополнительного резервуара, может быть приведена в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. По этой причине устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, может быть пригодным(-ой) для объемного измерения любого концентрата текучей среды, подаваемого из дополнительного резервуара к устройству или системе для диализа, когда экстракорпоральный контур обработки крови находится в работе, вычисления массы концентрата текучей среды, подаваемого к устройству или системе для диализа на основании его плотности поставляемого объема в любое время, когда концентрат текучей среды подается к устройству или системе для диализа, и перерасчета начальной массы системы контейнера путем добавления вычисленной массы концентрата текучей среды, подаваемого к устройству или системе для диализа для получения переопределенной начальной массы системы.

В то время как некоторые резервуары могут быть расположены за пределами герметично закрытого контейнера, который взвешивается посредством взвешивающего средства, в вычисления для балансировки включаются все количества подаваемой в устройство или систему для диализа текучей среды. Следовательно, настоящее устройство или система, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, является эффективным(-ой) в обеспечении по существу постоянно корректируемой массы системы, которая по существу постоянно сравнивается с массой контейнера или вспомогательного средства для балансировки. Любая отработанная или избыточная, полученная от диализа пациента или субъекта текучая среда собирается в резервуаре, таком как второй резервуар (для отработанной текучей среды или фильтрата). Только текучая среда, которая извлекается из пациента (ультрафильтрат), или текучая среда, которая остается в пациенте (болюс), распознается устройством, пригодным для поддержания объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе. Такие текучие среды являются пополнением или потерей начальной массы системы. Таким образом, значительно уменьшается любая возможная ошибка измерения.

В третьем аспекте изобретение предлагает устройство или систему, содержащее(-ую):

(а) контур (3, 76) биологической текучей среды,

(б) контур (2) диализата,

(в) диализатор (22А, 22В, 64А, 64В),

(г) блок (29, 74) регенерации диализата, и

(д) устройство или систему для балансировки, пригодное(-ую) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа.

Биологической текучей средой может быть, например, кровь или плазма крови, лимфатическая текучая среда, спинномозговая текучая среда или синовиальная текучая среда. Устройство или система для диализа могут также содержать резервуар диализата, который может быть частью контура диализата. Блок регенерации диализата может быть выполнен для отбора диализата из резервуара диализата для регенерации диализата и для доливки регенерированного диализата в резервуар диализата. Аналогичным образом блок регенерации диализата может быть частью отдельного контура регенерации диализата. Также блок регенерации диализата может быть выполнен для регенерации диализата при непрерывной работе или периодической работе. Также блок регенерации диализата может быть встроен в контур диализата.

Диализатор может содержать отсек биологической текучей среды, который является частью контура биологической текучей среды, отсек диализной текучей среды, который является частью контура диализата, и полупроницаемую мембрану, отделяющую отсек биологической текучей среды от отсека диализной текучей среды.

Устройство или система для диализа могут также содержать замещающий блок, выполненный для подачи замещающей текучей среды к биологической текучей среде и к диализной текучей среде. Замещающая текучая среда может содержать один или более из электролита, питательного вещества или буфера.

Блок (29, 74) регенерации диализата для регенерации содержащего вещество-носитель диализата, может содержать (а) первый путь (37) потока, содержащий (i) выполненный для добавления кислотной текучей среды (39) к протекающему по первому пути (37) потока диализату первый питающий блок, и (ii) выполненный для удаления токсинов из протекающего по первому пути (37) потока подкисленного диализата блок детоксикации, расположенный ниже по потоку от первого питающего блока, и (б) второй путь (38) потока, содержащий (i) выполненный для добавления щелочной текучей среды (41) к протекающему по второму пути (38) потока диализату второй питающий блок, и (ii) выполненный для удаления токсинов из протекающего по второму пути (38) потока подщелоченного диализата другой блок детоксикации, расположенный ниже по потоку от второго питающего блока. Второй путь (38) потока может простираться параллельно первому пути (37) потока.

Добавляемая посредством первого питающего блока кислотная текучая среда может быть по меньшей мере одной из кислот: соляной кислотой, серной кислотой и уксусной кислотой, и добавляемая посредством второго питающего блока щелочная текучая среда может быть по меньшей мере одним из растворов: раствором гидроокиси натрия и раствором гидроокиси калия. Первый питающий блок может быть выполнен для регулировки рН диализата в первом пути потока до рН между 1 и 7, предпочтительно между 2,5 и 5,5. Второй питающий блок может быть выполнен для регулировки рН диализата во втором пути потока до рН между 7 и 13, предпочтительно между 8 и 13. В некоторых случаях за счет снижения рН диализата в первом пути потока отношение концентрации комплекса-носителя токсина к свободному токсину и к свободному веществу-носителю смещается в сторону свободного токсина по меньшей мере для одного присутствующего в диализате токсина, повышая этим самым концентрацию свободного токсина в диализате. Аналогичным образом, за счет повышения рН диализата во втором пути потока отношение концентрации комплекса-носителя токсина к свободному токсину и к свободному веществу-носителю смещается в сторону свободного токсина по меньшей мере для одного присутствующего в диализате токсина, повышая этим самым концентрацию свободного токсина в диализате. Другой блок детоксикации может быть выполнен для, по меньшей мере, частичного удаления свободного токсина.

По меньшей мере один из первого и второго пути потока может также содержать расположенный выше по потоку от блока детоксикации блок регулировки температуры. Блок регулировки температуры может быть выполнен для повышения или понижения температуры диализата. За счет изменения, например повышения, температуры диализата отношение концентрации комплекса-носителя токсина к свободному токсину и свободному веществу-носителю может сдвигаться в сторону свободного токсина по меньшей мере для одного токсина в диализате, повышая этим самым концентрацию свободного токсина в диализате.

Токсином может быть один из продуктов обмена веществ, билирубин, желчная кислота, лекарственное средство, электролит, гормон, липид, витамин, фенол, сульфат, следовой элемент, минерал или газ. Веществом-носителем может быть белок, такой как, например, альбумин, альбумин человеческой сыворотки, животный альбумин, генетически созданный альбумин, глобулин или липопротеин, частицы углерода, глюкозид, нуклеиновая кислота (или ее производные), жирная кислота, жир, молекула углерода, наночастицы, пластик с эффектом памяти, металл с эффектом памяти, смола, вторичные растительные вещества или синтетическое соединение, например полимер.

Блок детоксикации и другой блок детоксикации могут быть реализованы как диализаторы для регенерации, устройства для ультрафильтрования или устройства для диафильтрования. Каждый блок детоксикации и другой блок детоксикации может содержать фильтрационный насос и сливной трубопровод для слива текучей среды из соответствующего блока детоксикации. Первый путь потока может содержать выполненный для перекачки диализата через первый путь потока первый насос. Аналогичным образом второй путь потока может содержать выполненный для перекачки диализата через второй путь потока второй насос. Первый и второй насосы работают независимо друг от друга. В некоторых случаях поставляемый по первому пути потока подкисленный диализат может смешиваться с поставляемым по второму пути потока подщелоченным диализатом. Аналогичным образом в некоторых случаях, когда поставляемый по первому пути потока подкисленный диализат смешивается с поставляемым по второму пути подщелоченным диализатом, подкисленный и подщелоченный диализаты, по меньшей мере, частично нейтрализуют друг друга.

В некоторых случаях за счет смешения поставляемого первым путем потока подкисленного диализата с поставляемым вторым путем потока подщелоченным диализатом обеспечивается поток регенерированного диализата. Регенерированный диализат может иметь значение рН между 6 и 11, предпочтительно между 6,9 и 9,4. Блок регенерации диализата может также содержать по меньшей мере один датчик, выполненный для определения значения рН потока регенерированного диализата.

Блок регенерации диализата может также содержать несколько переключающих клапанов. Переключающие клапаны во время первой фазы работы могут быть установлены так, что первый блок детоксикации включен в первый путь потока, а второй блок детоксикации включен во второй путь потока. В некоторых случаях во время второй фазы работы переключающие клапаны могут быть установлены так, что второй блок детоксикации включен в первый путь потока, а первый блок детоксикации включен во второй путь потока. В некоторых случаях переключающие клапаны эксплуатируются так, что подкисленный диализат попеременно подается к первому блоку детоксикации и ко второму блоку детоксикации, а подщелоченный диализат попеременно подается ко второму блоку детоксикации и к первому блоку детоксикации. Аналогичным образом переключающие клапаны могут переключаться периодически.

Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, может быть выполнено(-а) и пригодно(-а) для измерения массы одной или более текучих сред или даже всех текучих сред в устройстве или системе для диализа. Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа может быть эффективным(-ой) для поддержания относительно постоянного объема текучей среды в устройстве или системе для диализа. Относительно постоянный объем может быть, например, в пределах 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или даже 0,5% или 0,2% или 0,1% от начального рабочего объеме перед началом работы устройства или системы для диализа. Относительно постоянный объем может быть также отклонением менее чем 0,5, 0,25, 0,10, 0,05, 0,025 или 0,01 литра за 24- или 48-часовой период диализа.

Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, может быть пригодным(-ой) для регулировки, изменения или прерывания работы устройства или системы для диализа, когда обнаруживается отклонение от начальной массы системы более заданного порогового значения. Регулировка, изменение или прерывание работы могут выполняться с использованием одного или более предусмотренных в устройстве или системе насосов для регулировки потока одной или более текучих сред. Одной или более текучими средами может быть любая текучая среда, которая может быть использована в устройстве или системе, например, диализат, фильтрат, ультрафильтрат или раствор кислоты, основание или поддающееся диализу вещество.

Устройство или система для балансировки могут содержать вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие, по меньшей мере, первый резервуар для первой текучей среды, которая включает в себя рабочую текучую среду для устройства или системы для диализа, такую как диализная текучая среда, и второй резервуар для второй текучей среды, которая может включать в себя отработанную текучую среду из устройства или системы для диализа. Первый резервуар может иметь по меньшей мере одну выпускную линию текучей среды для гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Второй резервуар может содержать по меньшей мере одну текучую среду в гидравлической связи с устройством или системой для диализа.

Устройство или система для балансировки может также содержать взвешивающее средство для взвешивания вспомогательного средства для балансировки или контейнера и выполненный для приема данных взвешивания от взвешивающего средства контроллер. Вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие, по меньшей мере, первый и второй резервуар, могут быть приведены во взвешивающий контакт с датчиками нагрузки взвешивающего средства, которое находится в информационной связи с контроллером. Устройство или система для балансировки может быть пригодно(-а) для балансировки общего объема текучей среды в устройстве или системе для диализа. Общий объем текучей среды может включать в себя пригодную для использования текучую среду, такую как диализная текучая среда, и отработанную текучую среду из подвергаемого диализу субъекта или пациента.

Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих средств в устройстве или системе для диализа, может быть пригодно(-а) для измерения общей массы вспомогательного средства для балансировки или контейнера, содержащих первый и второй резервуары, например, с использованием взвешивающего средства, прежде чем устройство или система для диализа начнет работать, для определения начальной массы (sw₀) системы контейнера. Контейнер может содержать по меньшей мере один, например третий или четвертый, дополнительный резервуар для еще одной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура. Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, могут также содержать перекачивающее средство для текучей среды в первом резервуаре и текучей среды во втором резервуаре, так что поддерживается начальная масса системы, поддерживается с заданным пополнением или поддерживается с заданной потерей.

Устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, могут содержать по меньшей мере один, например третий или четвертый, дополнительный резервуар для еще одной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура, за пределами единственного контейнера. Выпускная линия по меньшей мере одного дополнительного резервуара, например третьего или четверного дополнительного резервуара, могут быть приведены в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. По этой причине устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа, может быть пригодным(-ой) для измерения объемной концентрации любой текучей среды, подаваемой из дополнительного резервуара к устройству или системе для диализа, когда устройство или система для диализа находится в работе, вычисления массы поставляемого к устройству или системе для диализа концентрата текучей среды на основании его плотности и объема, обеспечиваемых в любое время, когда концентрат текучей среды подается к устройству или системе для диализа, и перерасчета начальной массы системы контейнера путем добавления вычисленной массы концентрата текучей среды, поставляемого к устройству или системе для получения переопределенной начальной массы системы.

В то время как некоторые резервуары могут быть расположены за пределами герметично закрытого контейнера, который взвешивается посредством взвешивающего средства, в вычисления для балансировки включаются все количества подаваемой в устройство или систему для диализа текучей среды. Следовательно, настоящие устройство или система для балансировки, пригодное(-ая) для балансировки объема или потока одной или более текучих в устройстве или системе для диализа, является эффективным(-ой) в обеспечении по существу непрерывно корректируемой массы системы, которая по существу постоянно сравнивается с массой контейнера или вспомогательного средства для балансировки. Любая отработанная или избыточная, полученная от диализа пациента или субъекта текучая среда собирается в резервуаре, таком как второй резервуар (для отработанной текучей среды или фильтрата). Только текучая среда, которая отбирается от пациента (ультрафильтрата), или текучая среда, которая остается в пациенте (болюс), распознается устройством, пригодным для балансировки объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа. Таким образом, значительно уменьшается любая возможная ошибка измерения.

В четвертом аспекте изобретение предлагает устройство или систему (90) для подержания баланса потока текучих сред в устройстве или системе (16) для диализа, содержащих контейнер (100), имеющий приемное пространство (109) для размещения, по меньшей мере, первого резервуара (101) для используемой в устройстве или системе (160) для диализа первой текучей среды и второго резервуара (102) для второй текучей среды из устройства или системы (160) для диализа, причем первый резервуар имеет по меньшей мере один выпускную линию (105), находящуюся в гидравлической связи с устройство или системой для диализа, взвешивающее средство (130) и контроллер (140), выполненный для приема данных от взвешивающего средства (130) для балансировки потока или объема одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа. Контейнер (100) может иметь приемное пространство. Приемное пространство, по меньшей мере, на его основании и боковых стенках может быть по существу герметичным. Контейнер (100) может быть выполнен из по существу жесткой конструкции, и он может быть оснащен выполненной, например, из одного или более материалов, таких как герметичная пленка, фольга или ламинат, облицовкой. Также контейнер (100) может быть снабжен герметичным (непроницаемым для текучей среды) покрытием (110) или как герметичным покрытием (110), так и герметичной облицовкой (111). Максимальная емкость приемного пространства контейнера (100) обычно превышает максимальную емкость совместно первого резервуара (101) и второго резервуара (102), и приемное пространство (109) контейнера (100) может иметь емкость по меньшей мере 80 литров, по меньшей мере 100 литров или даже по меньшей мере 120 литров. Контейнер (100) может быть передвижным и иметь по меньшей мере 3 или 4 колеса (112), расположенных на донной части (108) контейнера (100), и по меньшей мере одно из этих колес может быть оснащено тормозным элементом (114) для торможения движения одного или более колес (112). Контейнер может быть выполнен складным, и он может быть теплоизолированным.

Взвешивающее средство (130) может содержать один или более датчиков (132) нагрузки. Один или более датчиков (132) нагрузки могут быть связаны с одним или более колес (112), и один или более датчиков (132) нагрузки расположены между колесом (112) и жесткой точкой приложения донной части (108) контейнера. Датчики нагрузки (131) могут быть также расположены в плунжерном элементе (153).

В некоторых случаях контейнер (100) может содержать интерфейс (115) взвешивающего средства (130) для соединения датчика (132) нагрузки с контроллером (140). Контейнер (100) может содержать один или более поддерживающих элементов (116) для закрепления и направления линий (104, 106) текучей среды в контейнере (100), которые соединяют первый и второй резервуары (101, 102) с устройством или системой (160) для диализа. Также по меньшей мере один из первого и второго резервуаров (101, 102) или дополнительный резервуар может быть оснащен газоотделителем. Выпускные линии (103) для текучей среды и впускные линии (105) для текучей среды резервуаров (101, 102) могут быть по существу устойчивыми к изгибанию и скручиванию. Также для контейнера (100, 100.1) может быть предусмотрен опорный корпус (150). По меньшей мере один датчик (131) нагрузки может быть связан с каждой из боковых стенок (152.1, 152.2) для взвешивающего контакта по меньшей мере с одной жесткой точкой (81) приложения контейнера (100, 100.1). Некоторые или все датчики (131) нагрузки могут быть расположены на плунжерном элементе (153). Плунжерный элемент (153) может быть в свою очередь соединен с соответствующей боковой стенкой (152.1, 152.2) и может быть выполнен с возможностью линейного перемещения между первым и вторым положениями (154.1, 154.2). Аналогично, плунжерный элемент (153) может быть зафиксирован в одном или более направлениях перпендикулярно направлению линейного перемещения посредством одного или более запирающих элементов (155.1, 155.2) по меньшей мере во втором положении (154.2). Взвешивающее средство (130) может содержать расположенную в опорном корпусе (150) взвешивающую плиту (133), и взвешивающая плита (133) может образовывать пол поддерживающего корпуса (150), на котором может быть размещен контейнер (100, 100.1).

Устройство или система для балансировки может содержать третий резервуар, четвертый резервуар, пятый резервуар или даже другие дополнительные резервуары (93, 94, 95, 96), и эти третий, четвертый, пятый или другие дополнительные резервуары могут быть помещены в приемном пространстве (109) контейнера (100) или за пределами контейнера. Один из третьего, четвертого, пятого или других дополнительных резервуаров (93, 94, 95) могут быть применимы для размещения пригодного для регулирования рН текучей среды, пригодного в качестве компонента диализата раствора, ультрафильтрата, пригодного для использования в качестве стабилизатора для компонентов диализата, таких как, например, альбумин или глюкоза, раствора. Диализат может быть рециркулирован в устройство или устройство или систему для диализа. Выпускные линии из одного или более из первого, второго, третьего, четвертого, пятого или других дополнительных резервуаров (например, 103, 105) могут быть расположены по существу в самых низких точках соответствующих резервуаров. Один или более резервуаров могут также содержать один или более патрубков. Один или более патрубков могут быть выполнены для размещения инструмента, пригодного для измерения рН, концентрации, плотности или температуры содержащейся в резервуаре текучей среды или для отсасывания воздуха или текучей среды из резервуара. Аналогично, инструмент, пригодный для измерения рН, концентрации, плотности или температуры текучей среды или для отсасывания воздуха или текучей среды, может быть предусмотрен в одной или более труб или соединений внутри устройства или системы для балансировки. Резервуары могут быть легко заменяемыми, и они могут быть рассчитанными по размеру и выполненными для замены, например, после 4-8 часов, 10 часов, 12 часов, 24 часов или 48 часов.

Контроллер (140) может быть выполнен для прерывания, изменения или регулирования работы устройства или системы для диализа при отклонении измеренной сбалансированной массы выше заданного порогового значения. Отклонение измеренной сбалансированной массы выше заданного порогового значения может измеряться периодически, по существу непрерывно или даже непрерывно. Контроллер может эксплуатироваться так, чтобы делать возможными разные или отличающиеся скорости потока одной или более текучих сред, таких как диализная текучая среда, диализат, концентрат или заместитель в устройстве или системе для диализа.

Устройство или система для балансировки может содержать один или более насосов (например, 101.1, 102.1), и один или более из этих насосов могут быть по существу закрытыми насосами. Один или более насосов могу эксплуатироваться для перекачки диализата из первого резервуара к устройству или системе для диализа. Аналогично, один более из насосов могут эксплуатироваться для перекачки ультрафильтрата из устройства или системы для диализа ко второму резервуару.

В пятом аспекте изобретение предлагает контейнер (100, 100.1), выполненный для использования в системе для балансировки объема или потока текучих сред в устройстве или системе для диализа. Контейнер может быть по существу герметичным на его донной части (108) и боковых стенках (118, 119.1, 119.2), и выполнен для взвешивания посредством взвешивающего средства (130). Контейнер может иметь приемное пространство (109) для размещения, по меньшей мере, первого и второго резервуаров (101, 102). Максимальная емкость приемного пространства (109) может превышать максимальную емкость совместно первого резервуара (101) и второго резервуара (102). Контейнер (100, 100.1) может иметь жесткую конструкцию, он может быть выполнен складным, и он может быть теплоизолированным. Жесткая конструкция может быть предусмотрена герметичной облицовкой (111), выполненной из одного или более материалов из герметичной пленки, фольги и ламината. Жесткая конструкция может быть также предусмотрена герметичным покрытием (110), и в некоторых случаях жесткая конструкция обеспечивается как герметичным покрытием (110), так и герметичной облицовкой (111). Приемное устройство (109) может иметь емкость по меньшей мере 80 литров, по меньшей мере 100 литров или по меньшей мере 120 литров.

Контейнер (100, 100.1) может быть передвижным и иметь по меньшей мере 2 или 3 или 4 колеса (112), расположенных на донной части (108) контейнера (100, 100.1). Одно или более из этих колес могут быть оснащены тормозным элементом (114) для торможения движения одного или более колес (112). Контейнер (100, 100.1) может также содержать один или более датчиков (132) нагрузки для использования во взвешивающем средства (130), и один или более датчиков (132) нагрузки могут быть связаны с одним из колес (112).

Соответствующий датчик (132) нагрузки может быть расположен между колесом (112) и жесткой точкой (81) приложения донной части (108) контейнера (100, 100.1). Фактически каждый из датчиков (132) нагрузки может быть связан с одним из колес (112), и каждый из датчиков (132) нагрузки может быть расположен между колесом (112) и жесткой точкой (81) приложения донной части (108) контейнера (100, 100.1). Аналогично, каждый из датчиков (132) нагрузки может быть встроен в колеса (112).

Контейнер (100, 100.1) может иметь интерфейс (115) взвешивающего средства (130) для соединения датчиков (132, 133) нагрузки контейнера (100, 100.1) с контроллером (140). Контейнер (100, 100.1) может также содержать один или более опорных элементов (116) для фиксации и направления одной или более расположенных в контейнере (100, 100.1) линий (например, 104, 106) текучей среды. Линии (104, 106) текучей среды могут быть выполнены для соединение первого и второго резервуаров (101, 102) с устройством или системой (160) для диализа.

Контейнер (100, 100.1) может содержать дверной элемент (117, 117.1, 117.2), расположенный в поднимающейся от донной части (108) боковой стенке, и дверной элемент (117, 117.1, 117.2) может занимать по меньшей мере 10% или 15% или 20% или 25% площади боковой стенки (118, 119.1, 119.2). Контейнер (100, 100.1) может также содержать жесткий покровный элемент (120), который может быть закреплен шарнирно на противоположном от донной части (108) конце контейнера (100, 100.1), и запирающее средство (121.1, 121.2), расположенное на контейнере (100, 100.1) для фиксации покровного элемента (120) в неподвижном положении. Жесткий покровный элемент (120) может быть оснащен по меньшей мере одним отверстием (123). Контейнер (100, 100.1) может также содержать по меньшей мере одну расположенную внутри контейнера (100, 100.1) перегородку (124.1) для разделения приемного пространства контейнера (100, 100.1) вертикально или горизонтально на отдельные отсеки (125.1, 125.2). Перегородка (124.1) может иметь наклон (α) относительно по меньшей мере одной из стенок (118, 119.1, 119.1) контейнера (100, 100.1). Также контейнер (100, 100.1) может быть расположен в опорном корпусе (150).

В шестом аспекте изобретение предлагает способ балансировки потока или объема текучей среды в устройстве или системе для диализа, содержащий:

(а) измерение общей массы присутствующей в устройстве или системе для диализа перед началом работы устройства или системы для диализа текучей среды,

(б) измерение общей массы одной или более добавленных в устройство или систему для диализа во время работы текучих сред, и

(в) регулировку потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа.

Измерение общей массы одной или более добавленных в устройство или систему для диализа во время работы текучих сред могут выполнять за счет прямого измерения массы такой одной или более текучих сред или могут выполнять объемно за счет прямого измерения объема такой одной или нескольких добавленных текучих сред и преобразования результата измерения объема в результат измерения массы посредством хорошо известных вычислений.

Способ может включать в себя помещение в контейнер (100), по меньшей мере, первого резервуара (101) для пригодной к использованию в устройстве или системе (160) для диализа диализной первой текучей среды и второго резервуара (102) для второй текучей среды из устройства или системы для диализа. Выпускная линия первого резервуара (101) и впускная линия второго резервуара (102) могут приводить в гидравлическую связь с устройством или системой (170) для диализа. Контейнер может быть расположен в весовом контакте с взвешивающим средством (130), и взвешивающее средство (130) может находиться в информационной связи с контроллером (140). Способ также содержит измерение общей массы контейнера (100), включающего в себя, по меньшей мере, первый (101) и второй (102) резервуары, перед эксплуатацией устройства или системы для диализа, задавая таким образом начальную массу (sw₀) системы контейнера (100). Способ также включает в себя управление перекачивающим средством (102.1, 102.2) для первой текучей среды и второй текучей среды для поддержания начальной массы (sw₀, sw₁) системы, поддержания начальной массы (sw₀, sw₁) системы с заданным пополнением (UF) или поддержания начальной массы (sw₀, sw₁) системы с заданной потерей (L). Работу контура (170) биологической текучей среды могут регулировать или прерывать, когда обнаруженное контроллером отклонение начальной массы (sw₀, sw₁) системы превышает заданное порогового значение (Т).

Способ может также содержать размещение по меньшей мере одного дополнительного резервуара (93, 94, 95) для дополнительной текучей среды, например концентрата пригодного для использования в устройстве или системе для диализа активного вещества, за пределами единственного контейнера (100). В таких случаях выпускную линия дополнительного резервуара (93, 94, 95) обычно приводят в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. В такие случаях способ может также содержать объемное измерение любой поступающей из дополнительного резервуара (93, 94, 95) к устройству или система для диализа текучей среды, когда устройство или система для диализа находится в эксплуатации. По этой причине способ может включать в себя вычисление массы текучей среды, такой как пригодная для использования в устройстве или системе для диализа текучая среда, например концентрат кислоты или основания, на основании ее плотности и подведенного объема. Аналогично, способ может включать в себя перерасчет начальной массы системы контейнера, включающего в себя добавление вычисленной массы текучей среды, такой как пригодная для использования в устройстве или системе для диализа текучая среда, например концентрат кислой или основной текучей среды, добавляемой к устройству или системе для диализа, обеспечивая таким образом переопределенную начальную массу (sw₁) системы.

В седьмом аспекте изобретение предлагает способ диализа нуждающегося в нем субъекта, содержащий:

(а) пропускание биологической текучей среды от субъекта через контур биологической текучей среды,

(б) диализ биологической текучей среды относительно содержащей адсорбент для подлежащих удалению через полупроницаемую мембрану связывающих белки веществ диализной текучей среды, и

(в) корректировку диализной текучей среды так, что связывающая способность адсорбента для подлежащего удалению связывающего белки вещества снижается, и подлежащее удалению вещество переходит в раствор, и

(г) балансировку объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество текучей среды, причем объем текучей среды субъекта остается по существу постоянным.

Корректировку диализной текучей среды таким образом, что связывающая способность адсорбента для связанного с белками вещества могут выполнять путем добавления кислоты, основания или поддающегося диализу вещества, путем разбавления, путем изменения содержания соли, путем облучения волнами или нагревания, и подлежащее удалению связывающее белки вещество может переходить в раствор. Биологической текучей средой может быть, например, кровь или плазма крови, лимфатическая текучая среда, спинномозговая текучая среда или синовиальная текучая среда. Адсорбентом может быть альбумин, такой как сывороточный альбумин человека, и альбумин может присутствовать в диализной текучей среде в концентрации, например, примерно 1-25 г на 100 мл, предпочтительно 1-10 г на 100 мл, и особо предпочтительно 1-3 г на 100 мл. В некоторых случаях кислотой может быть хлористо-водородная кислота, а основанием может быть гидроксид натрия. Также в некоторых случаях способ может дополнительно включать в себя добавление одного или более поддающихся диализу соединений, пригодных для связывания с подлежащим удалению связывающим белки веществом, в диализную текучую среду или и/или биологическую текучую среду. Одним или более поддающимися диализу веществами могут быть, например, кофеин или хелатообразующий агент для катиона металла, такой как, например, пеницилламин, триентин, дефероксамин, преферипрон, HBED, витамин С, BAL, DMPS или DMSA.

Балансировку объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, могут выполнять путем измерения массы одной или более текучих сред, или даже всех текучих сред, в устройстве или системе для диализа. Балансировка объема или потока одной или более текучих сред может быть эффективной для поддержания относительно постоянного объема текучей среды в устройстве или системе.

Относительно постоянный объем может быть, например, в пределах 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или даже 0,5% или 0,2% или 0,1% от начального рабочего объема, прежде чем устройство или система для диализа начинает работать. Относительно постоянный объем может быть также отклонением менее чем 0,5, 0,25, 0,10, 0,05, 0,025 или 0,01 литра за 24- или 48-часовой период диализа.

Поддержание баланса может включать в себя прерывание работы устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда обнаруживается отклонение в начальной массе системы больше заданного порогового значения. Регулировку или прерывание работы могут выполнять с использованием одного или более предусмотренных в устройстве или системе насосов для регулировки потока одной или более текучих сред. Одной или более текучими средами могут быть любая текучая среда, которая может быть использована в устройстве или системе, например, диализат, фильтрат, ультрафильтрат или раствор кислоты, основание или поддающееся диализу вещество.

Балансировку могут выполнять с использованием устройства или системы для балансировки, содержащего(-ей) вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющих, по меньшей мере, первый резервуар для первой текучей среды, которая включает в себя пригодную для использования текучую среду для устройства и системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, такую как диализная текучая среда, и второй резервуар для второй текучей среды, которая может включать в себя отработанную текучую среду из устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Первый резервуар может иметь по меньшей мере одну выпускную линию для гидравлической связи с устройством или системой, пригодным(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Второй резервуар может содержать по меньшей мере одну впускную линию, находящуюся в гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Устройство или система для балансировки могут также содержать взвешивающее средство для взвешивания вспомогательного средства для балансировки или контейнера, и выполненный для приема результатов взвешивания от взвешивающего средства контроллер. Вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие содержащиеся в них, по меньшей мере, первый и второй резервуары, могут приводить во взвешивающий контакт с датчиками нагрузки взвешивающего средства, которые находятся в информационной связи с контроллером. Устройство или система для балансировки может быть пригодно(-а) для балансировки общего объема текучей среды в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Общий объем текучей среды может включать в себя пригодную для использования текучую среду, такую как диализная текучая среда, и отработанную текучую среду из подвергаемого диализу субъекта или пациента.

Балансировка может включать в себя измерение общей массы вспомогательного средства для балансировки или контейнера, включающего в себя, по меньшей мере, первый и второй резервуары, например, с использованием взвешивающего средства, прежде чем устройство или система для диализа начинает работать, для определения начальной массы (sw₀) системы контейнера. Контейнер может включать в себя по меньшей мере один, например третий или четвертый дополнительный резервуар для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура. Способ также включает в себя регулирование перекачивающего средства для текучей среды первого резервуара и текучей среды второго резервуара так, что поддерживается начальная масса системы, поддерживается с заданным пополнением или поддерживается с заданной потерей.

Способ может также содержать в себе размещение по меньшей мере одного дополнительного резервуара, например третьего или четвертого дополнительного резервуара, для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура за пределами единственного контейнера. Выпускную линию текучей среды по меньшей мере одного дополнительного резервуара, например третьего или четвертого дополнительного резервуара, могут приводить в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. По этой причине способ может также включать в себя объемное измерение любого концентрата текучей среды, подаваемого из дополнительного резервуара в устройстве или системе для диализа, пригодное(-ую) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда в эксплуатации находится контур экстракорпоральной обработки крови, вычисление массы концентрата текучей среды, подаваемого к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, на основании ее плотности и подаваемого объема в любое время, когда концентрат текучей среды подается к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, и перерасчет начальной массы системы контейнера путем прибавления вычисленной массы концентрата текучей среды, подаваемой к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды для получения переопределенной начальной массы системы.

В то время как некоторые резервуары могут быть расположены за пределами герметично закрытого контейнера, который взвешивают посредством взвешивающего средства, все подаваемые в устройство или систему для диализа количества текучих сред включают в расчеты для балансировки. Следовательно, настоящие способы обеспечивают по существу постоянно корректируемую массу системы, которая по существу постоянно сравнивают с массой контейнера.

Любую полученную из подвергаемого диализу пациента или субъекта отработанную или излишнюю текучую среду собирают в резервуаре (для отходов или фильтрата), например втором резервуаре. Способом балансировки распознается только текучая среда, которую извлекают из пациента (ультрафильтрат) или которая остается в пациенте (болюс). Такие текучие среды являются пополнением или потерей начальной массы системы. Таким образом, значительно уменьшается любая возможная ошибка измерения.

В восьмом аспекте изобретение предлагает способ лечения болезни, отличающейся нежелательным накоплением связывающего белки вещества в биологической текучей среды, содержащий:

а) пропускание биологической текучей среды из субъекта через контур биологической текучей среды,

б) диализ биологической текучей среды относительно диализной текучей среды, содержащей адсорбент для подлежащего удалению связывающего белки вещества, через полупроницаемую мембрану,

в) корректировку диализной текучей среды так, что связывающая способность адсорбента для подлежащего удалению связанного с белками вещества снижается, и подлежащее удалению вещество переходит в раствор, и

г) балансировку объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, причем объем текучей среды субъекта остается по существу постоянным.

Болезнями, отличающимися нежелательным накоплением в биологической текучей среде связывающего белки вещества, могут быть гепатит или заболевание печени, такие как, например, гепатоэнцефалопатия, цирроз или почечная недостаточность. Корректировку диализной текучей среды таким образом, что связывающая способность адсорбента для связывающего белки вещества снижается, могут выполнять путем добавления кислоты, основания или поддающегося диализу вещества, путем разбавления, путем изменения содержания соли, путем облучения волнами или за счет нагревания, и подлежащее удалению связывающее белки вещество переходит в раствор. Биологической текучей средой могут быть, например, кровь или плазма крови, лимфатическая текучая среда, спинномозговая текучая среда или синовиальная текучая среда. Адсорбентом может быть альбумин, какой как человеческий сывороточный альбумин, и альбумин может присутствовать в диализной текучей среде в концентрации, например, примерно 1-25 г на 100 мл, предпочтительно 1-10 г на 100 мл, и особо предпочтительно 1-3 г на 100 мл. В некоторых случаях кислотой может быть хлористо-водородная кислота, и основанием может быть гидроксид натрия. Также в некоторых случаях способ может дополнительно включать в себя добавление одного или более поддающихся диализу веществ, пригодных для связывания с подлежащим удалению связывающим белки веществом, в диализную текучую среду и/или биологическую текучую среду. Одним или более поддающимися диализу веществами могут быть, например, кофеин или хелатообразующий агент для катиона металла, такой как, например, пеницилламин, триентин, дефероксамин, преферипрон, HBED, витамин С, BAL, DMPS или DMSA.

Балансировку объема или потока одной или более текучих сред в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, могут выполнять путем измерения массы одной или более текучих сред или даже всех текучих сред в устройстве или системе для диализа. Балансировка объема или потока одной или более текучих сред может быть эффективной для поддержания относительно постоянного объема текучей среды в устройстве или системе. Относительно постоянный объем может быть, например, в пределах 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или даже 0,5% или 0,2% или 0,1% от начального рабочего объеме перед началом эксплуатации устройства или системы для диализа. Относительно постоянный объем может быть также отклонением менее чем 0,5, 0,25, 0,10, 0,05, 0,025 или 0,01 литра за 24- или 48-часовой период диализа.

Балансировка может включать в себя регулирование или прерывание работы устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда обнаруживается отклонение в начальной массе системы больше заданного порогового значения. Регулировку или прерывание работы могут выполнять с использованием одного или более предусмотренных в устройстве или системе насосов для регулировки потока одной или более текучих сред. Одной или более текучими средами может быть любая текучая среда, которая может быть использована в устройстве или системе, например, диализат, фильтрат, ультрафильтрат или раствор кислоты, основание или поддающееся диализу вещество.

Балансировку могут выполнять с использованием устройства или системы для балансировки, содержащего(-ей) вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющих, по меньшей мере, первый резервуар для первой текучей среды, которая включает в себя пригодную для использования текучую среду для устройства и системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, такую как диализная текучая среда, и второй резервуар для второй текучей среды, которая может включать в себя отработанную текучую среду из устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Первый резервуар может иметь по меньшей мере одну выпускную линию для гидравлической связи с устройством или системой, пригодным(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Второй резервуар может содержать по меньшей мере одну впускную линию, находящуюся в гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Устройство или система для балансировки могут также содержать взвешивающее средство для взвешивания вспомогательного средства для балансировки или контейнера, и выполненный для приема результатов взвешивания от взвешивающего средства контроллер. Вспомогательное средство для балансировки или контейнер, имеющие содержащиеся в них, по меньшей мере, первый и второй резервуары, могут приводить во взвешивающий контакт с датчиками нагрузки взвешивающего средства, которые находятся в информационной связи с контроллером. Устройство или система для балансировки может быть пригодно(а) для балансировки общего объема текучей среды в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды. Общий объем текучей среды может включать в себя пригодную для использования текучую среду, такую как диализная текучая среда, и отработанную текучую среду из подвергаемого диализу субъекта или пациента.

Балансировка может включать в себя измерение общей массы вспомогательного средства для балансировки или контейнера, включающего в себя, по меньшей мере, первый и второй резервуары, например, с использованием взвешивающего средства, прежде чем устройство или система для диализа начинает работать, для определения начальной массы (sw₀) системы контейнера. Контейнер может включать в себя по меньшей мере один, например третий или четвертый, дополнительный резервуар для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура. Способ также включает в себя регулирование перекачивающего средства для текучей среды первого резервуара и текучей среды второго резервуара так, что поддерживается начальная масса системы, поддерживается с заданным пополнением или поддерживается с заданной потерей.

Способ может также содержать в себе размещение по меньшей мере одного дополнительного резервуара, например третьего или четвертого, дополнительного резервуара для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура, за пределами единственного контейнера. Выпускную линию текучей среды по меньшей мере одного дополнительного резервуара, например третьего или четвертого, дополнительного резервуара, могут приводить в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. По этой причине способ может также включать в себя объемное измерение любого концентрата текучей среды, подаваемого из дополнительного резервуара в устройстве или системе для диализа, пригодное(-ую) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, когда в эксплуатации находится контур экстракорпоральной обработки крови, вычисление массы концентрата текучей среды подаваемого к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды на основании ее плотности и подаваемого объема в любое время, когда концентрат текучей среды подается к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды и перерасчет начальной массы системы контейнера путем прибавления вычисленной массы концентрата текучей среды, подаваемой к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды для получения переопределенной начальной массы системы.

В то время как некоторые резервуары могут быть расположены за пределами герметично закрытого контейнера, который взвешивают посредством взвешивающего средства, все подаваемые в устройство или систему для диализа количества текучих сред включают в расчеты для балансировки. Следовательно, настоящие способы обеспечивают по существу постоянно корректируемую массу системы, которая по существу постоянно сравнивают с массой контейнера. Любую полученную из подвергаемого диализу пациента или субъекта отработанную или излишнюю текучую среду собирают в резервуаре (для отходов или фильтрата), например втором резервуаре. Способом балансировки распознается только текучая среда, которую извлекают из пациента (ультрафильтрат) или которая остается в пациенте (болюс). Такие текучие среды являются пополнением или потерей начальной массы системы. Таким образом, значительно уменьшается любая возможная ошибка измерения.

Краткое описание фигур

Фиг. 1 является схематическим изображением описанного здесь устройства или системы для диализа, содержащей контур биологической текучей среды, имеющий диализатор диализный контур, блок регенерации диализата и устройство или систему для балансировки. Также предусмотрены средства для регулировки рН и температуры текучей среды в устройстве или системе для диализа.

Фиг. 2 является упрощенным схематическим изображением устройства или системы для диализа с нагревательным и охлаждающим устройствами и устройством для добавления заместителя в устройство или систему.

Фиг. 3 является упрощенным схематическим изображением устройства или системы для диализа с устройствами для регулирования рН в устройстве или системе.

Фиг. 4 является упрощенным схематических изображением устройства или системы для диализа с нагревательным и охлаждающим устройствами, устройствами для регулирования рН и устройством для добавления заместителя в контур диализной текучей среды.

Фиг. 5 представляет схематическую блок-схему системы для диализа.

Фиг. 6 представляет более подробный вид устройства или системы для диализа. Фиг. 6А показывает один вариант осуществления, а фиг. 6Б показывает другой вариант осуществления, где устройство или система для диализа содержат резервуар диализата.

Фиг. 7 показывает вид устройства или системы для балансировки и устройство или систему для диализа с расположенным в опорном корпусе контейнером в первом положении контейнера.

Фиг. 8 является схематическим видом устройства или системы для балансировки и устройства или системы для диализа с контейнером во втором положении.

Фиг. 9 является видом в сечении вдоль линии III-III на фиг. 7.

Фиг. 10 является видом в сечении устройства или системы для балансировки и устройства или системы для диализа по линии IV-IV на фиг. 8.

Фиг. 11 является схематическим видом сбоку контейнера согласно фиг. 7-10.

Фиг. 12 является видом сбоку контейнера согласно фиг. 11, показанного с прозрачной боковой стенкой, чтобы можно было увидеть внутреннюю конструкцию.

Фиг. 13А является увеличенным сечением стенной части контейнера согласно метке VII фиг. 7. Фиг. 13Б является увеличенным сечением стенной части контейнера согласно метке VII фиг. 7. Фиг. 13В является увеличенным сечением стенной части контейнера согласно метке VII фиг. 7.

Фиг. 14 является видом сверху контейнера согласно фиг. 7-13.

Фиг. 15 является схематическим видом сверху другого контейнера для устройства или системы для балансировки.

Фиг. 16 является схематическим видом спереди устройства или системы для диализа с расположенным внутри опорного корпуса контейнером.

Фиг. 17 является прозрачным видом сбоку другого контейнера для устройства или системы для балансировки.

Фиг. 18 является прозрачным видом сбоку другого контейнера для устройства или системы для балансировки.

Фиг. 19 является видом спереди другого контейнера для устройства или системы для балансировки.

Фиг. 20 является видом сзади другого контейнера для устройства или системы для балансировки.

Фиг. 21 показывает контейнер согласно фиг. 20 в сложенном состоянии.

Фиг. 22 показывает увеличенный вид колеса контейнера согласно метке XIV фиг. 11.

Фиг. 23 является функциональной схемой устройства или системы для балансировки и устройства или системы для диализа.

Фиг. 24 показывает график, иллюстрирующий функционирование способа балансировки.

Фиг. 25 представляет схему, показывающую устройство или систему для диализа согласно представленному здесь описанию.

Фиг. 26 представляет другую схему, показывающую устройство или систему для диализа согласно представленному здесь описанию. Устройство или система для диализа содержат перекрестный переключатель и средство для измерения текучей среды (например, рН).

Фиг. 27 представляет другую схему, показывающую устройство или систему для диализа согласно представленному здесь описанию.

Фиг. 28 представляет еще одну другую схему, показывающую устройство или систему для диализа согласно представленному здесь описанию.

Фиг. 29 представляет еще одну дополнительную схему, являющуюся упрощенной версией, показывающей устройство или систему для диализа согласно представленному здесь описанию.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Настоящий способ и системы содержат в себе следующие элементы и шаги. Дополнительные признаки изобретения, его природа и разные преимущества станут более понятными из прилагаемых чертежей и нижеследующего подробного описание предпочтительных вариантов осуществления. Подлежащее удалению связывающее белки вещество Под «связывающим белки веществом» или «подлежащим удалению связывающим белки веществом» понимается молекула или ее часть, большая или маленькая, которая связывается с белком, таким как, например, альбумин. Связывание может быть специфическим или неспецифическим, и оно может быть с большим, значительным или слабым сродством. Белком может быть, например, альбумин, такой как альбумин человеческой сыворотки. Следовательно, термины «связывающее белки вещество» или «подлежащее удалению связывающее белки вещество» включают в себя любую молекулу или ее часть, большую или маленькую, которая связывается с белком, таким как альбумин человеческой сыворотки, с любым измеряемым или наблюдаемым сродством. Подробное описание таких веществ, которые связываются с альбумином, представлено в Peters, Т. "All About Albumin: Biochemistry, Genetics, and Medical Applications," 1995: New York: Academic Press, Chapter 3. («Bce об альбумине: биохимия, генетика и медицинское применение», 1995: New York: Academic Press, глава 3). Служащие примером подлежащие удалению связывающие белки вещества включают в себя также протоны (Н+), гидроксильные ионы (ОН-) и газы, такие как, О₂, СО₂, N₂, Ar, СО, Не, N₂, Ne и СН₄.

Fasano, Life 2005, 57(12): 787-796 описывает связывающие свойства лигандов альбумина человеческой сыворотки. Альбумин человеческой сыворотки является самым значимым белком в плазме и связывает разные классы лигандов на множестве участков. Альбумин человеческой сыворотки обеспечивает депо для многих соединений, влияет на фармокинетику многих лекарств, удерживает некоторые лиганды в их напряженной ориентации, обеспечивая их метаболическую модификацию, делает потенциальные токсины безопасными, транспортируя их к местам удаления отходов, вносит вклад в большую часть антиоксидантной способности человеческой сыворотки. Структурная организация глобулярной области мономерного альбумина человеческой сыворотки лежит в основе его аллостерических свойств, которые напоминают аллостерические свойства мультимерных белков.

Некоторые примеры эндогенных лигандов альбумина включают в себя, например, алифатические жирные кислоты (Bhattacharya et al., (2000) J. Mol. Biol. 303:721-732, Petitpas, et al., (2001) J. Mol. Biol. 314:955-960, Kragh-Hansen, et al., (2006) J. Mol. Biol. 363: 702-712), Hamilton, Biochim. Biophys. Acta (2013) 1830: 5418-5426, Fujiwara et al., (2013) Biochim. Biophys. Acta 1830: 5427-5434), билирубин и гемин (Zunszain et al., (2008) J. Mol. Biol. 381: 394-406, Wardell et al., (2002) Biochem. Biophys. Res. Commun. 291: 813-819, Zunszain et aI., (2003) BMC Struct. BioI. 3,6, Tsuchida et aI., (2009) Bioconjug. Gem. 20: 1419-1440), тироидные гормоны (Petitpas et al., (2003) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100: 6440-6445), ретинол и ретиноевую кислоту (N'soukpoc-Kossi et al., (2007) Int. 1. Biol. MaeromoI. 40: 484-490), уремические токсины (Sakai et al., (1995) Biol. Pharm. Bull. 18: I 755-1 76 I, Ghuman et al., (2005»), J. Mol. Biol. 353: 38-52), Cys34 (Kragh-Hansen, et aI., (2002) BlOI.Pharm. Bull 24: 695-704), Cys34 (Kragh-Hansen, et aI., (2002) BioI. Pharm. Bull 24: 695-704), тиолактон гомоцистеина (образующийся из метионил-тРНК, и S-нитрозогомоцистеин, образующийся в эндотелиальных клетках) (Glowacki, et aI., (2004»), Biol. Chem. 279: 10864-10871), закись азота (NO) (Ishima et al., (2013) BioMed Res. Int. Article ID 353892), Cu2+ и Ni2+ (

Некоторые примеры экзогенных лигандов альбумина включают в себя, например, бактерии (Lejon et al., (2004»), J. Biol. Chem. 279: 42924-42928), ресвератрол (Xiao et al., (2008) J. Fluoresc. 18: 671-67&, Bourassa et al., (2010) J. Phys. Chem. В 114: 3348-3354), благородные газы (Seto et al., (2008) Anesth. Analg. 107: 1223-1228).

Также альбумин человеческой сыворотки способен стереоселективно связывать большое число разных эндогенных и экзогенных соединений (Chuang et al., (2006) Chirality 18: 159-166). Более того, альбумин связывает множество лекарственных препаратов (Ghuman et al., (2005) J. Mol. Biol. 353: 38-52, Wang et al., (2013) Biochim. Biophys. Acta 1830: 5356-5374, Kragh-Hansen et al., (2002) BioI. Pharm. Bull. 25: 695-704, Otagiri, (2005) Drug Metab. Pharmacokinet. 20: 309-323, Fanali et aI., (2012) Mol. Aspects Med. 33: 209-290). Например, всемирная база данных белковых структур (www.wwpdb.org) предоставляет структуры по меньшей мере 106 разных комплексов «лиганд-альбумин человеческой сыворотки» (21 августа 2014).

Большое число эндогенных и экзогенных токсинов, включая передозировки лекарственных средств, могут быть удалены из тела посредством поддерживаемого альбумином экстракорпорального диализа, который также может пассивно удалять водорастворимые несвязанные токсины (Mitzner (2011) Ann. Hepatol. 10(1): S21-28, Taguchi et al., "Albumin dialysis" (альбуминовый диализ) в Otagiri et aI., (eds.) (2013) Human serum albumin. New insights on its structural dynamics, functional impacts and pharmaceutical applications. (Альбумин человеческой сыворотки. Новые представления о его структурной динамике, функциональном влиянии и применение в фармацевтике) Sojo University Publishing Center, Kumamoto, Japan, pp. 401-415). Альбумин может также связываться с монооксидом углерода, диоксидом углерода, ионом водорода и гидрокарбонатом. Был разработан высокопроизводительный способ поиска с альбумином в библиотеке лекарственных средств (Flarakos et al., (2005) Anal Chern. 77: 1345-1353).

Vanholder et al., JAm Soc Nephro/2008: 19: 863-87 показали, фокусируя внимание на сердечно-сосудистых нарушениях как модели уремического эффекта, приводящего к общей заболеваемости и смертности, что большинство потенциально влияющих на функции различных типов клеток в сосудистой системе молекул трудно удаляются посредством диализа. Примерами этого большей частью являются молекулы со средней молекулярной массой и связанные с белками молекулы. Последние клинические исследования наводят на мысль о том, что улучшение удаления этих соединения благоприятно для выживания. Примеры таких уремических токсинов содержатся в базе данных уремических токсинов (http://www.uremictoxins.org/DataBase.html).

Malhotra et al., Pharmacogenet Genomics 2014, 24(12): 582-587 сообщили о миРНК генной терапии с использованием альбумина в качестве носителя. РНК-вмешательство или посттранскрипционное подавление активности гена является наиболее инновационной, чрезвычайно специфичной и эффективной технологией для генной терапии в молекулярной онкологии. Оно уже является хорошо обоснованным инструментом исследования для анализа молекулярного механизма различных заболеваний, включая рак, так как оно эффективно подавляет активность представляющих интерес генов. Однако для его правильного терапевтического использования является существенным специфический в отношении опухоли механизм доставки в организме. Альбумин может быть использован в качестве модуля доставки для небольшой интерферирующей РНК, поскольку он является внутренней природной наночастицей.

Устройство или система, пригодное(-ая) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды и способ диализа с их использованием

Настоящее изобретение предлагает способ, посредством которого подходящими средствами отношение концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и белку в контуре диализной текучей среды, в контуре биологической текучей среды или в обоих контура сдвигается в сторону свободного вещества, и затем токсин удаляется. Аналогично, можно также рассматривать отношение концентраций адсорбированного токсина к свободному токсину и адсорбенту. Этот способ имеет преимущество, что, находясь в растворе, токсин может быть легко и эффективно удален из биологической текучей среды. Этот способ не только делает возможным быстрый диализ, связанный с существенной экономией, то также делает возможным достижение особенно тщательной очистки биологической текучей среды. В случае очистки крови или плазмы крови этот способ обеспечивает для пациента более щадящий способ лечения, который в области экстренной медицинской помощи для острых угрожающих жизни условий может быть решающим для успешного лечения.

Термины «растворенное вещество» и «свободный токсин» понимаются как обозначающий не только отдельные растворенные растворителем молекулы, но также связанные с поддающимся диализу веществом. Связанный с поддающимся диализу веществом токсин может быть также поддающимся диализу в виде комплекса.

Устройство или система

Средство для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину может содержать устройство для регулировки рН пригодных для использования текучих сред, устройство для регулировки температуры пригодных для использования текучих сред, устройство для добавления заместителя для разбавления или изменения состава (например, содержания соли) пригодных для использования текучих сред, устройство для добавления поддающегося диализу соединения, связываемого с подлежащим удалению веществом, или устройство для облучения пригодных для использования текучих сред волнами, электрическими, электромагнитными или магнитными полями. Разные устройство могут комбинироваться друг с другом любым желательным образом. Является предпочтительным использование по меньшей мере одного устройства для регулировки рН и по меньшей мере одного устройства для регулировки температуры в циркуляционной системе.

Одним преимуществом настоящего изобретения является то, что с простыми средствами, то есть обычными устройствами для добавления растворов кислот, оснований, заместителя и поддающихся диализу веществ, или обычными нагревательными, охлаждающими или ультразвуковыми и другими генераторами световых, инфракрасных, ультрафиолетовых или электромагнитных волн подлежащие удалению вещества могут стать растворимыми простым и экономичным образом за счет ослабления связи между связывающими белки веществами и белками-носителями или адсорбентами. Растворенные вещества (токсины) являются поддающимися диализу и поэтому легко удаляются. Связывающая способность подобных альбумину белков-носителей или адсорбентов для токсинов может быть избирательно снижена за счет нескольких мер, увеличивая этим самым концентрацию свободных токсинов в растворе. Связывающие белки вещества в биологической текучей среде или диализной текучей среде фактически находятся в равновесии с небольшими количествами несвязанных веществ. Снижения связывающей способности делает возможным увеличение концентрации несвязанных поддающихся диализу веществ, причем свободные вещества переходят в раствор.

Если контур диализной текучей среды содержит по меньшей мере одно средство для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному белку, то диализная текучая среда должна содержать адсорбент для подлежащих удалению из биологической текучей среды веществ. Небольшая доля связывающих белки токсинов в биологической текучей среде находится в свободной форме в растворе, и эта доля может диффундировать через полупроницаемую мембрану в диализаторе и связываться со свободными связывающими участками адсорбента в диализной текучей среде. Тогда с помощью средства для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному белку, например устройства для добавления кислоты, связывающая способность между адсорбентом и токсином по меньшей мере временно снижается, позволяя подлежащим удалению веществам переходить в раствор. Подлежащие удаления вещества могут быть удалены из диализного контура посредством диализа (диффузии) или фильтрования (переноса) или комбинации обоих процессов, называемой далее диафильтрованием. Также адсорбент и свободный токсин могут быть отделены центрифугированием, используемым, например, в отделении плазмы для проведения плазмафереза.

По меньшей мере одно средство для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному протеину может быть также предусмотрено в контуре биологической текучей среды, содержащей связанные с белком-носителем подлежащие удалению вещества. В некоторых случаях как контур биологической текуче среды, так и контур диализной текучей среды содержат по меньшей мере одно средство для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному белку. Вещества с разным связывающим поведением могут быть удалены посредством разных имеющихся в наличии средств, особенно если разные меры комбинируются.

Регулировка рН текучих сред до кислотного и/или основного диапазона делает возможным оказание избирательного влияния на связывание разных веществ с соответствующими белками-носителями или адсорбентами. Таким образом, добавления кислоты делает возможным снижение рН текучей среды, снижая тем самым связывание определенных токсинов с белками в кислотном диапазоне и, следовательно, повышение концентрации свободных токсинов в текучей среде. Например, таким путем связывание иона меди с альбумином может быть ослаблено так, что свободные растворенные ионы меди в последующем фильтре могут быть удалены посредством диализа, фильтрования, диафильтрования, центрифугирования, поля или сортировки по разности массы. Аналогично, значение рН текучей среды может быть отрегулировано до основного диапазона, так что освобожденные в щелочном диапазоне токсины могут быть затем удалены из текучей среды диализом, фильтрованием или диафильтрованием. Следовательно, за счет добавления основания можно ослабить связывание определенных токсинов с белками и, таким образом, повысить концентрацию свободного токсина в текучей среде. Зачастую бывает предпочтительным диапазон рН 8-13.

После удаления токсинов из текучей среды посредством диализа, фильтрования, диафильтрования или центрифугирования рН факультативно регулируется до другого предпочтительно значения. Прежде всего, это может быть желательным при работе с адсорбентом, например альбумином. Другая предпочтительная величина рН может быть затем выбрана так, что сродство адсорбента к токсину снова повышается. Это делает возможной рециркуляцию адсорбента.

Предпочтительно, циркуляционная система (для диализной текучей среды или подлежащей очистке биологической текучей среды) содержит два или более, предпочтительно, три устройства для регулировки рН, так что значений рН может быть отрегулировано до кислотного или основного диапазона посредством первого устройства, до основного или кислотного диапазона, соответственно, посредством второго устройства, и назад к исходному (обычно нейтральному) диапазону посредством третьего устройства. Циркуляционная система (для диализной текучей среды или подлежащей очистке биологической текучей среды) может содержать два устройства дли регулировки температуры так, что пригодная для использования текучая среда может быть, например, нагрета и затем возвращена до предшествующей температуры или до другой требуемой температуры за счет охлаждения. В некоторых случаях циркуляционная система содержит три устройства для регулировки рН и два устройства для регулировки температуры.

Посредством устройств для диализа, фильтрования или диафильтрования, предусмотренных в контуре диализной текучей среды и/или в контуре биологической текучей среды, растворенные поддающиеся диализу вещества могут быть легко и эффективно удалены из текучих сред (диализной текучей среды или подлежащей очистке биологической текучей среды) после отделения от белка-носителя или адсорбента. Это может быть выполнено с использованием обычных устройств для диализа, таких как известные специалистам в данной области техники. В дополнение является предпочтительным использовать устройства для изменения значений рН/температуры и устройства для соответствующего контроля этих изменений. Предпочтительно, устройства для диализа, фильтрования, диафильтрования или центрифугирования встроены ниже по потоку от устройства для регулировки рН или температуры подлежащей использованию текучей среды для удаления напрямую из текучей среды свободных растворенных веществ. В некоторых случаях устройство для добавления кислоты или основания, устройство для диализа, фильтрования, диафильтрования или центрифугирования и устройство для добавления кислоты или основания предусмотрены, в этом порядке, в контуре диализной текучей среды и/или контуре биологической текучей среды. Это делает возможным весьма эффективное удаление разных связывающих белки веществ из диализной текучей среды и биологической текучей среды, и очищенная диализная текучая среда может быть в свою очередь возвращена к диализатору для повторной загрузки адсорбента связывающими белки веществами.

Преимущество одного варианта осуществления, где средство для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному белку, например устройство для регулировки рН, расположено только в контуре биологической текучей среды, заключается в том, что для удаления нежелательных связанных с белком токсинов диализная текучая среда не обязательно должна содержать адсорбент, например белок-акцептор альбумин, что существенно снижает стоимость диализа.

Устройства для регулировки рН включают в себя, прежде всего, устройства для добавления кислоты или основания, например дозирующие насосы. Подходящими кислотами или основаниями являются водным растворы биологически совместимых кислот или оснований. Обычно является предпочтительным использовать кислоты или основания, чьи сопряженные основания или кислоты являются ионами, которые естественно присутствуют в организме человека. Примерами кислот, которые могут быть использованы, являются хлористо-водородная кислота, серная кислота или уксусная кислота, причем предпочтительной является хлористо-водородная кислота. Примерами оснований, который могут быть использованы, являются раствор гидроксида натрия или раствор гидроксида калия, причем предпочтительным является раствор гидроксида натрия. Биологическая или диализная текучая среда может быть скорректирована, например, до рН между 1 и 7, предпочтительно между 2,5 и 5 за счет добавления кислоты, и до рН между 7 и 13, предпочтительно между 8 и 13, за счет добавления основания. В каждом особом случае требуемое значение рН зависит по существу от природы используемой текучей среды, природы белка и свойств подлежащих удалению веществ. Например, связывающая способность меди для альбумина значительно ниже в диапазоне рН около 2. Напротив, это означает, что медь имеет особенно высокую связывающую способность для альбумина при рН выше примерно 3. Также наблюдалось, что связывающая способность билирубина для альбумина значительно снижается при рН около 12.

Устройства для регулировки температуры включают в себя, прежде всего, нагревательные устройства, такие как обычные нагревательные устройства, микроволновые устройства или инфракрасные устройства, или охлаждающие устройства, такие как обычные охлаждающие блоки. Одно или более устройств для нагревания/охлаждения могут быть расположены в контуре диализной текучей среды и/или в контуре биологической текучей среды. Прежде всего, подлежащие удалению вещества могу быть переведены в раствор за счет нагревания или охлаждения пригодных для использования текучих сред, в то время как биологическая текучая среда или диализная среда могут быть приведены назад к требуемой температуре за счет охлаждения или нагревания. Природа и величина градиента используемой температуры зависит от природы текучей среды, адсорбента и подлежащего удалению токсина. Например, можно сначала нагревать и затем снова охлаждать. Может быть также предпочтительным обратный процесс. Может быть также предпочтительным выполнять нагревание/охлаждение ступенчато.

Другое преимущество изобретения заключается в том, что связывающая способность адсорбента может быть избирательно повышена посредством устройства для охлаждения или нагревания пригодной для использования диализной текучей среды, причем свободные растворенные вещества, которые диффундировали в диализную текучую среду, могу быть связаны рециркулированными адсорбентами.

Требуемая температура подлежащих использованию текучих сред в значительной степени зависит от их природы. Если используемой биологическая текучая среда является кровью или частичные препараты крови, такие как плазма крови или ее фракции, то ее можно нагревать до температуры вплоть до примерно 150°С (связанной с соответствующий повышением давления, например, как используется при тепловой стерилизации молока), предпочтительно до 45°С. Таким образом, также возможно нагревание за пределы физиологического диапазона. При использовании средства для диализа согласно изобретению в экстракорпоральном контуре на пациенте, температура может быть снова снижена до оптимального для пациента значения в диапазоне от 35 до 37°С или приблизительно 35°С в случае пациента с гепатической энцефалопатией. Если устройство для регулирования температуры используется в контуре диализной текучей среды, то температура также может быть поднята выше 150°С за счет предусмотрения пара или повышения давления или других стабилизаторов (известных из пастеризации альбумина).

Нагревание подлежащей использованию в циркуляционной системе текучей среды может выполняться прямым нагревом заполненной текучей средой системы труб посредством нагревательного устройства или посредством облучения микроволнами или инфракрасным излучением. Может быть достаточным иметь нагревательное устройство только в контуре диализной текучей среды, тем не менее биологическая текучая среда также нагревается из-за теплообмена между подлежащей очистке текучей средой и диализной текучей средой в диализаторе. В некоторых случаях выше по потоку от входа в контур диализной текучей среды или биологической среды и ниже по потоку от устройства для регулировки рН и устройства для добавления заместителя также может быть встроено нагревательное устройство. В этом случае диализная текучая среда и/или подлежащая очистке текучая среда нагреваются путем добавления теплых растворов.

В качестве устройства для облучения волнами может быть использовано ультразвуковое устройство. Другими подходящими устройствами являются устройства, пригодные для генерирования световых волн, ультрафиолетовых волн, инфракрасных волн, радиоволн, микроволн, и постоянные или изменяющиеся электрические или магнитные поля.

Другим возможным средством для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному белку является устройство для добавления связываемых с подлежащими удалению веществами поддающихся диализу веществ. Этим средством могут быть обычные дозирующие насосы, которые вводят водные растворы поддающихся диализу веществ. Поддающиеся диализу вещества, некоторые из которых связаны с токсинами, могут быть легко удалены посредством обычного диализа или диафильтрования. Связывающими веществами, которые могут быть использованы, являются поддающиеся диализу вещества с низкой/промежуточной молекулярной массой, которые отличаются сильным сродством к подлежащим удалению веществам. Эти вещества включают в себя кофеин, который связывается с билирубином, и обычные хелатообразующие агенты, такие как пеницилламин, триентин, дефероксамин, преферипрон, HBED, витамин С, BAL, DMPS или DMSA, которые связываются с катионами металлов, такими как ионы меди или ионы железа. Поддающиеся диализу вещества могут добавляться как к биологической текучей среде, так и к диализной текучей среде, но, предпочтительно, к диализной текучей среде для предотвращения осложнений вследствие возможного загрязнения биологической текучей среды в случае неполного удаления посредством диализа. Также при использовании двух средств для изменения отношения концентраций комплекса токсин-белок к свободному токсину и свободному белку, например, повышения рН и добавления связывающего вещества (например, кофеина), могут наблюдаться синергические эффекты.

Устройства для добавления заместителей для разбавления или изменения содержания соли в пригодной для использования текучей среде включают в себя обычные дозирующие насосы, с помощью который может добавляться раствор заместителя. Предпочтительно, такое устройство используется в комбинации с нагревательным устройством, встроенным ниже по потоку от него, так что теплый заместитель добавляется к контуру используемой текучей среды. Подходящими растворами заместителя являются водные растворы, которые могут содержать разные соли, а также мочевину. Эти растворы могут быть имеющимися на рынке диализными текучими средами, которые, как требуется, могут быть откорректированы до требуемой концентрации путем добавления солей. Однако также можно использовать стабилизаторы, агенты для разжижения крови, такие как гепарин или цитрат, или вещества для изменения осмотического равновесия, такие как соли, или для изменения электрофизиологического равновесия (эффект Доннана), такие как отрицательно или положительно заряженные вещества. Заместитель служит не только для придания растворимости подлежащим удалению веществам путем изменения концентрации солей в текучей среде. Путем добавления заместителя также может быть точно откорректирована в соответствии с состоянием пациента концентрация соли в биологической текучей среде, например крови. Кроме того, он может быть также использован для восстановления связывающей способности рециркулированного адсорбента для токсинов в диализном контуре. Также добавление мочевины может быть необходимым для улучшения связывающей способности адсорбента.

Используемыми диализаторами могут быть обычные используемые в настоящее время диализаторы, например, для гемодиализа. Также можно использовать мембраны с более крупными порами, чем используемые в настоящее время для диализа. Диалиатор оснащен обычной полупроницаемой диализной мембраной, диффузия через мембрану может факультативно поддерживаться конвективным переносом посредством фильтрования. Диализатор по существу содержит две разделенные диализной мембраной камеры, к каждой из которых подсоединена циркуляционная система (система труб) для подлежащих использованию текучих сред. Подлежащая очистке биологическая текучая среда и диализная текучая среда обычно транспортируются в противотоке, но они могут также транспортироваться в прямотоке. Обычные компоненты диализатора, такие как манометры, датчики воздуха, перекачивающие устройства, такие как гепариновые насосы, кровяные насосы и т.п. образуют часть средства. Средство согласно изобретению может достигать как медленного потока (1-2 л/ч) диализата и нормального потока (25-150 л/ч), а также при необходимости промежуточных скоростей.

Биологические текучие среды, которые могут быть использованы в средстве согласно изобретению или в способе согласно изобретению, включают в себя все текучие среды тела человека или животного, особенно кровь и плазму крови, прежде всего, предпочтительно, человеческого происхождения. Удаление связанных с белками веществ из используемых биологических текучих сред одновременно сопровождается удалением водорастворимых веществ, например мочевины или разных ионов, которые могут быть, как правило удалены, при обычном диализе. Предпочтительно, подлежащие удалению связывающие белки вещества связаны с белком-носителем альбумином. Прежде всего, средство согласно изобретения пригодно для очистки крови и плазмы в медицине, и может быть использовано в области обработки банков крови и для экстракорпорального диализа пациентов.

Используемая диализная текучая среда может быть обычной диализной текучей средой, такой как известная для специалиста в данной области техники. Концентрация ионов может быть адаптирована к потребностям отдельного пациента. При необходимости, могут быть использованы традиционные ионсодержащие водные растворы или чистая вода. Обычные диализные текучие среды факультативно обеспечиваются адсорбентом для подлежащих удалению связывающих белки веществ. Примерами возможных адсорбентов являются резинаты и акцепторные белки, а также альбумин, который может быть альбумином человеческой сыворотки, животным альбумином или созданным методами генетической инженерии альбумином. Особенно пригоден альбумин человеческой сыворотки. Растворы альбумина сыворотки могут факультативно разбавлять водой, обычными диализными текучими средами или другими текучими средами. Используемая диализная текучая среда может содержать альбумин человеческой сыворотки в концентрации от 0,1 до 25 г на 100 мл, предпочтительно от 1 до 10 г на 100 мл, и особо предпочтительно от 1 до 3 г на 100 мл.

Другими диализными текучими средами, которым могут быть использованы, являются кровь, сыворотка крови или свежезамороженная плазма. Диализной текучей средой может быть также диализат из биореактора. В настоящее время для биореакторов (систем, работающих с живыми печеночными клетками для заместительной терапии печени) требуются огромные количества крови. Таким образом, во время циркуляции в биореакторе из пациента должно обтираться до одного литра крови. Однако для стимуляции синтетической функции печеночных клеток в биореакторе может быть достаточным использование системы, которая использует диализат, содержащий токсичные вещества, которые обычно удаляются в печени. Соответственно, описанный диализат может сначала проходить через биореактор в экстракорпоральном контуре. Этот диализат затем очищается, и диализат возвращается пациенту. Для выполнения этого может быть необходимым непрерывное добавление к диализату альбумина или использование капилляра или мембраны, которые являются более проницаемыми для альбумина, чем используемые в настоящее время диализные фильтры. Описанное здесь средство может быть оснащено одном или более обычными рН-метрами и/или термометрами для контролирования соответствующих свойств используемых текучих сред.

Способ диализа

Устройство или система может быть использовано(-а) в способе удаления нежелательных веществ из биологической текучей среды. Биологическую текучую среду диализируют относительно диализной текучей среды через полупроницаемую мембрану. Диализная текучая среда содержит адсорбент для подлежащих удалению связывающих белки веществ, и диализную текучую среду корректируют путем добавления кислоты, основания или поддающихся диализу веществ, путем разбавления, путем изменения содержания соли, путем облучения волнами или нагревания таким образом, что связывающая способность адсорбента для связанных веществ, по меньшей мере, временно снижается, увеличивая этим самым концентрацию свободных нежелательных веществ в диализной текучей среде. Также биологическую текучую среду могут корректировать путем добавления кислоты, основания или поддающихся диализу веществ, путем разбавления, путем изменения содержания соли, путем облучения волнами или нагревания таким образом, что связывающая способность белка-носителя для подлежащих удалению связанных веществ снижается, увеличивая этим самым концентрацию свободных нежелательных веществ в биологической текучей среде. Способ может использовать циркуляционную систему, позволяющую по меньшей мере двукратное добавление кислоты, основания или поддающихся диализу веществ, разбавление, изменение содержания соли, облучение волнами или нагревание/охлаждение диализной текучей среды или биологической текучей среды.

Способ согласно изобретению может быть использован в общем для очистки биологических текучих сред. Биологические текучие среды включают в себя все текучие среды человеческого или животного тела, особенно кровь или плазму крови, прежде всего, предпочтительно, человеческого происхождения. В данном случае можно возвращать отобранные текучие среды, прежде всего, кровь или плазму крови, к телу или делать их доступными для других целей. Таким образом, могут очищаться флаконы для крови или очищенные биологические текучие среды могут быть сделаны доступными для других коммерческих целей или исследовательских целей.

Фиг. 2 является упрощенным схематическим изображением устройства или системы для диализа с нагревательным и охлаждающим устройствами и устройством для добавления заместителя в экстракорпоральный контур. Фиг. 3 является упрощенным схематическим изображением устройства или системы для диализа с устройствами для регулировки рН в экстракорпоральном контуре. Фиг. 4 является упрощенным схематических изображением устройства или системы для диализа с нагревательным и охлаждающим устройствами, устройствами для регулировки рН и устройством для добавления заместителя в контур диализной текучей среды.

На фиг. 2 показано средство для гемодиализа, состоящее по существу из диализатора 1, контура 2 диализной текучей среды (на фигурах только предполагается, в этом варианте осуществления используемый диализат не обязательно должен циркулировать), контура 3 биологической текучей среды (на фигурах только предполагается), нагревательного и охлаждающего устройства 6, устройства 7 для добавления заместителя и термометра 10. Через устройство 7 заместитель, например, из обычного нагретого в нагревательном устройстве 6 гемофильтрационного раствора добавляют к биологической текучей среде, такой как кровь, в контур 3 биологической текучей среды, прежде чем он поступит в диализатор 1. Затем теплая биологическая текучая среда поступает в камеру для биологической текучей среды диализатора 1. Поскольку температура биологической текучей среды, такой как кровь, была повышена, имеет место повышенное освобождение связанных с белками веществ от белка-носителя, создавая таким образом увеличенный пул растворенных поддающихся диализу токсинов, которые диффундируют через диализную мембрану в диализную камеру диализатора 1. Когда биологическая текучая среда, такая как очищенная от связанных с белками веществ кровь, покинула диализатор 1, ее снова охлаждают посредством охлаждающего блока 6 до физиологически приемлемой температуры, которую проверяют посредством термометра 10. Факультативно, температуру биологической текучей среды, такой как кровь, и следовательно, температуру пациента могут также устанавливать путем регулирования температуры диализата. Затем биологическую текучую среду, такую как кровь, возвращают в контур 3 биологической текучей среды. Аналогично, биологическую текучую среду, такую как кровь, могут сначала охлаждать 6, пропускать через диализатор 1 и затем снова нагревать 6.

На фиг. 3 показано средство для гемодиализа, состоящее по существу из диализатора 1, контура 2 диализной текучей среды (на фигуре только предполагается, в этом варианте осуществления используемый диализат не обязательно должен циркулировать), контур 3 биологической текучей среды (на фигуре только предполагается), дозирующего насоса 4 для добавления кислоты или основания, диализатора 5 и рН-метра 11. Посредством дозирующего насоса 4 кислоту, такую как раствор HCl, добавляют к биологической текучей среде в контуре 3 биологической текучей среды, прежде чем она поступает в диализатор 1. Это снижает рН биологической текучей среды, и некоторые токсины переходят в раствор. Затем подкисленная биологическая текучая среда поступает в камеру биологической текучей среды диализатора 1. Растворенные поддающиеся диализу вещества могут диффундировать через диализную мембрану в диализную камеру диализатора 1. Когда частично освобожденная от связанных с белками веществ биологическая текучая среда покинула диализатор 1, посредством дозирующего насоса 4 добавляют щелочной раствор, такой как раствор NaOH, посредством чего рН регулируют до основного диапазона, и затем связывающие белки токсины переходят в раствор. Ниже по потоку кровь поступает в другой диализатор 5, где выполняют другой диализ, фильтрование или диафильтрование для удаления иным образом связанных с белками веществ, растворенных в щелочном диапазоне. Затем рН регулируют посредством дозирующего насоса 4 с помощью раствора HCl до приблизительно 7,4 в нейтральном диапазоне, что проверяют посредством рН-метра. Затем биологическую текучую среду возвращают в контур 3 биологической текучей среды.

На фиг. 4 показано средство для гемодиализа, состоящее по существу из диализатора 1, контура 2 диализной текучей среды, контура 3 биологической текучей среды (на фигуре только предполагается), дозирующих насосов 4 для добавления кислоты или основания, диализаторов 5, нагревательных и охлаждающие устройств 6, устройства 7 для добавления заместителя, устройства 8 для добавления кофеина, рН-метра и термометра 10.

Через устройство 7 заместитель, например, из гемофильтрационного раствора, нагретый в нагревательном устройстве 6, добавляют к биологической текучей среде в контур 3 биологической текучей среды перед ее входом в диализатор 1. Затем нагретая биологическая текучая среда поступает в камеру биологической текучей среды диализатора 1. Из-за того, что температура биологической текучей среды была повышена, имеет место увеличенный пул свободных поддающихся диализу токсинов, который диффундируют через диализную мембрану в диализную камеру диализатора 1. Диализная текучая среда также содержит альбумин, который связывается с токсинами, так что пул свободных вещество в диализной текучей среды поддерживается низким, усиливая этим самым диффузию токсинов в диализную текучую среду. Когда очищенная от связанных с белками веществ биологическая текучая среда покидает диализатор 1, ее возвращают в контур 3 биологической текучей среды.

Содержащая связанные с альбумином токсины диализная текучая среда из диализатора 1 поступает в контур 2 диализной текучей среды. Посредством дозирующего насоса 4 к диализной текучей среде добавляют раствор HCl. Это снижает рН диализной текучей среды, и пул растворенных свободных токсинов в текучей среде увеличивается. Ниже по потоку в контуре 2 диализной текучей расположено нагревательное устройство 6, которое нагревает диализную текучую среду до 41-45°С, посредством чего пул свободных токсинов дополнительно увеличивается, и доля связанных с белками токсинов снижается.

Следующим компонентом в циркуляционной системе 2 является дозирующий кофеин насос 8. Добавление кофеина, прежде всего, связывает билирубин, уменьшая этим самым долю связанного с белками билирубина в диализной текучей среде. Ниже по потоку диализная текучая среда поступает в диализатор 5, где некоторое количество диализной текучей среды отбирают из системы для поддержания концентрации адсорбента в адсорбере в требуемом диапазоне. Дополнительно диализат очищают посредством диализа, фильтрования или диафильтрования, прежде всего, для удаления свободных связывающих белки веществ и связанного кофеином билирубина. Альбумин не может проходить через фильтр вследствие его высокой молекулярной массы. Ниже по потоку от выхода из диализатора 5 в контуре 2 диализной текучей среды расположен дозирующий насос 4 для добавления раствора NaOH, причем нагревательное устройство 6 расположено выше по потоку от входа в контур. Ниже по потоку следует другой диализатор 5, который извлекает добавленную текучую среду из системы и удаляет растворенные в щелочном диапазоне вещества путем диализа, фильтрования или диафильтрования. Следующим компонентом в циркуляционной система 2 является охлаждающее устройство 6, посредством которого температура диализной текучей среды может быть адаптирована согласно требуемой температуре пациента. Следующий дозирующий насос 4 используют для добавления раствора HCl к диализной текучей среде для регулирования ее рН до нейтрального диапазона, так что связывающая способность альбумина сноса повышается, и рН крови не оказывает вредного влияния в диализаторе. Следующими компонентами в циркуляционной системе 2 является рН-метр и термометр 10 для проверки рН и температуры очищенной диализной текучей среды, прежде чем она снова поступит в диализатор 1.

Контур регенерации диализата

На фиг. 5 показана схематическая блок-схема устройства или системы для диализа. По линии 15А артериальной крови кровь из пациента подается к диализатору 5. Прежде чем кровь подается к диализатору 5, к крови добавляется текучая среда 13 для пре-разбавления. В диализаторе 5 соответствующие потоки крови и диализата могут пропускаться прямотоком. Альтернативно соответствующие потока крови и диализата могут пропускаться противотоком. В диализаторе 5 происходят процессы диффузии, конвекции и/или ультрафильтрации, и кровь пациента очищается. После того как кровь прошла через диализатор 5, к очищенной крови добавляется текучая среда 14 для постразбавления. Очищенная кровь возвращается к пациенту через линию 15В венозной крови.

Диализная система содержит контур 16 регенерации диализата, выполненный для регенерации диализата, который прошел через диализатор 5. Используется диализат, который содержит несущие вещества, такие как, например, альбумин. Прежде всего, контур 16 регенерации диализата выполнен для удаления связывающих белки токсинов таких как, например, билирубин, желчная кислота и т.п., из диализата. Сначала к диализату добавляются одна или более текучих сред 17. Затем текучие среды 18 удаляются из диализата, например, путем фильтрования, диафильтрования, осаждения или диализа при определенных условиях рН и температуры. Кроме того, могут быть добавлены замещающие текучие среды 19 для корректировки концентрации в диализате электролитов и других важных веществ. Из контура 16 регенерации диализата поток регенерированного диализата подается к диализатору 5.

Фиг. 6А обеспечивает более подробный вид устройства или системы для диализа. Система для диализа содержит контур 21 биологической текучей среды с двумя диализаторами 22А и 22В. Каждый из диализаторов 22А и 22В содержит отсек для биологической текучей среды, отсек для диализата и полупроницаемую мембрану 23А, 23В, которая разделяет отсеки. Диализаторы 22А, 22В соединены гидравлически параллельно. Биологическая текучая среда, такая как кровь от пациента, проходит по трубкам через насос 24. Прежде чем биологическая текучая среда подается к диализаторам 22А, 22В, к биологической текучей среде посредством насоса 26 пре-разбавления добавляется текучая среда 25 для пре-разбавления. Затем биологическая текучая среда проходит через отсеки для биологической текучей среды диализаторов 22А, 22В. Прежде чем очищенная биологическая текучая среда возвращается к пациенту, посредством насоса 28 пост-разбавления к биологической текучей добавляется текучая среда 27 для пост-разбавления. Скорости потока биологической текучей среды могут быть между 50-3000 мл/мин, но предпочтительно между 150-1000 мл/мин, более предпочтительно между 150-600 мл/мин. Скорости потока пре-разбавления могу быть между 1-20 литров/час, но предпочтительно между 4-7 литров/час. Скорости потоков пост-разбавления могут быть между 5-30% от выбранных скоростей потока крови, но предпочтительно между 10-20%.

Согласно фиг. 6А контур диализата содержит блок 29 регенерации диализата. Диализная текучая среда, которая прошла через блок 29 регенерации диализата, перекачивается первым насосом 30 диализата в отсек диализата диализаторов 22А, 22В со скоростью потока между 100-4000 мл/мин, но предпочтительно между 500-1100 мл/мин. Для того, чтобы довести электролит и другие важные вещества до требуемых концентраций, посредством соответствующих насосов 33, 34 31, 32 к диализату могут подаваться замещающие текучие среды. После прохождения через отсеки диализата диализаторов 22А, 22В диализная текучая среда с добавленными взятыми из пациента текучими средами для уменьшения объемной перегрузки транспортируются к блоку 29 регенерации диализата посредством второго насоса 35 диализата.

Блок 29 регенерации диализата содержит два пути 37, 38 потока, которые соединены гидравлически параллельно. В пути 37 потока, «кислотном пути потока», содержащий сильную кислоту кислотный раствор 39 добавляется к диализной текучей среде посредством кислотного насоса 40. В пути 38 потока, «щелочном пути потока», содержащий сильное основание щелочной раствор 41 посредством щелочного насоса 42 добавляется к диализной текучей среде.

Блок 29 регенерации содержит два регенерационных насоса 43, 44 для транспортировки диализата через два пути потока 37, 38. Предпочтительно, для транспортировки диализной текучей среды используются два отдельных насоса, так как сопротивление текучей среды в кислотном пути 37 потока и щелочном 38 пути потока может быть разной. Например, вещество-носитель, такое как альбумин, может иметь разную форму в кислотной и щелочной среде, и поэтому разные характеристики потока для разных значений рН. В качестве альтернативы системе с насосами может быть предусмотрена система с зажимами и измерениями текучей среды для достижения постоянных скоростей потока в двух путях 37 и 38 потока.

Каждый из двух путей 37 38 потока содержит блок 45, 46 детоксикации, выполненный для фильтрования или диализа диализата и для удаления токсинов из диализата. Блоки 45, 46 детоксикации могут быть реализованы как регенерационные диализаторы, блоки ультрафильтрования, блоки диафильтрования и т.п.Регенерационный насос 43 кислотного пути 37 потока и регенерационный насос 44 щелочного пути 38 потока транспортируют диализат ниже по потоку к одному из двух блоков 45, 46 детоксикации блока 29 регенерации диализата. Диализат подается к блокам 45, 46 детоксикации через клапанный механизм, содержащий переключающие клапаны 47, 48.

В блоке детоксикации, через который течет щелочной раствор, посредством фильтрования или диализа могут находиться растворимые в щелочи токсины, такие как билирубин. В щелочной среде концентрация растворимых в щелочи токсинов повышается. Вследствие этого повышения концентрации свободных токсинов облегчается удаление свободных токсинов. В другом блоке детоксикации, через который течет кислотный раствор, эти растворимые в щелочи токсины могут осаждаться и, следовательно, удаляться из диализной текучей среды.

В отношении растворимых в кислоте токсинов, таких как магний, наблюдается похожий эффект. В кислотном растворе концентрация растворимых в кислоте токсинов в растворе повышается, и поэтому растворимые в кислоте токсины могут быть удалены с повышенной скоростью. Наоборот, в блоке детоксикации, через который течет щелочной раствор, растворимые в кислоте токсины осаждаются, например, в виде гидроксида магния, и поэтому удаляются из диализной текучей среды.

Переключающие клапаны 47, 48 выполнены для изменения направления подкисленной диализной текучей среды, транспортируемой регенерационным насосом 43 на кислотной стороне или к блоку 45 детоксикации или к блоку 46 детоксикации (переключающий клапан 47), и изменения направления подщелоченной диализной текучей среды, транспортируемой регенерационным насосом 44 на щелочной стороне или к блоку 46 детоксикации или к блоку 45 детоксикации (переключающий клапан 48). Переключающие клапаны 47, 48 изменяют направления потока, например, каждый 5-60 минут, так что каждый блок 45, 46 детоксикации получает в данный момент времени текучую среду из одного из насосов 43 и 44 детоксикации. Однако изменение направления потока может происходить каждые 1-60 минут в зависимости от используемой кислоты и используемого механизма. Переключение может выполняться автоматически или индивидуально пользователем. Для некоторых применений может быть предпочтительным изменение направления каждые 1-10, предпочтительно, каждые 1-5 минут.

В зависимости от типа фильтрования осажденные вещества могут вызывать закупорку блоков 45, 46 детоксикации за счет блокировки пор блоков 45, 46 детоксикации. Для предотвращения этого блоки 45, 46 детоксикации могут переключаться. Блок детоксикации, который в течение одного периода времени (например, в течение 30 минут) является блоком кислотной детоксикации, в следующий период времени (например, 39 минут) используется в щелочном пути потока. Это означает, что осажденные вещества растворяются и удаляются с высокой концентрацией посредство фильтрования или диализа. Это также делает возможным непрерывное использование блоков детоксикации в течение длительного периода времени.

Это переключение блоков 45, 46 детоксикации может выполняться вручную или посредством клапанного механизма, который управляется электронно. Переключение может выполняться в разных местах в контуре текучей среды, причем наиболее предпочтительным является место непосредственно выше по потоку от блоков 45, 46 детоксикации. Однако блоки 63, 64 регулировки температуры могут быть расположены в контуре и/или управляться таким образом, который позволяет им быть встроенными в переключающий механизм, действующий на блоки детоксикации. Изменение направления потока подкисленной диализной текучей среды может выполняться вместе с изменением направления подкисленной текучей следы в блоках 45, 46 детоксикации. Однако также может быть реализовано независимое изменение направления подкисленной диализной текучей среды в блоках 63, 64 регулировки температуры и в блоках 45, 46 детоксикации. Путем встраивания блоков регулировки температуры в переключающий механизм обеспечивается, что оба блока не накапливают осажденные вещества-носители, такие как альбумин, что может быть вызвано исключительным контактированием блоков 63, 64 регулировки температуры или с подщелоченной или с подкисленной диализной текучей средой, прежде всего, вследствие температурных эффектов в этом блоке.

Для удаления текучих сред и токсинов из блоков 45, 46 детоксикации система обеспечивает два насоса 49, 50 фильтрата, эксплуатируемых для удаления сливаемых из блоков 45, 46 детоксикации текучих сред 51, 52. Для балансировки разных текучих сред система может обеспечивать несколько весов 53-56, выполненных для непрерывного измерения объема текучей среды добавляемой кислоты 39, добавляемого основания 41 и сливаемых текучих сред 51, 52.

Ниже по потоку от блоков 45, 46 детоксикации полученный на выходе из одного из блоков детоксикации регенерированный подкисленный диализат смешивается с потоком полученного на выходе из другого блока детоксикации регенерированного подщелоченного диализата. За счет смешения подкисленного потока с подщелоченным потоком кислота и основание нейтрализуют друг друга, и образуется поток регенерированного диализата с рН в диапазоне между 6 и 11. Регенерированный диализат может подаваться к диализаторам 22А, 22В. Блок регулировки температуры может быть расположен в контуре диализной текучей среды, перед тем как диализат проходит к диализаторам 22А, 22В. Это делает возможным доведение рециркулированной диализной текучей среды до необходимой для контактирования крови на мембране диализаторов 22А, 22В температуры.

Предпочтительно, в кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока добавляются кислоты или основания, сопряженные с которыми основания или кислоты являются ионами, которые по природе присутствуют в человеческом организме. Таким образом, полученный путем смешивания подкисленного потока диализата и подщелоченного потока диализата регенерированный диализат не содержит нефизиологических веществ.

Различные параметры системы, такие как значение рН, температура, мутность, скорость (скорость звука), концентрация, плотность и электропроводность диализата контролируются посредством расположенных на щелочной стороне и кислотной стороне выше по потоку от блоков детоксикации 45, 46 датчиков 57-60. В кислотном пути 37 потока датчик 57 контролирует параметры системы перед добавлением кислоты, а датчик 58 измеряет параметры системы после добавления кислоты. Соответственно, в щелочном пути 38 потока датчик 59 контролирует параметры системы перед добавлением основания, а датчик 60 измеряет параметры системы после добавления основания.

Система может также содержать блоки 61, 62 датчиков, расположенные в пути потока слива из блоков 45, 46 детоксикации или в части смешанного потока системы. Блоки 61, 62 выполнены для контроля параметров системы, таких как, например, значение рН, температура, мутность, скорость (скорость звука), концентрация, плотность и электропроводность.

В каждом из путей 37, 38 потока могут быть реализованы дополнительные шаги способа по меньшей мере для временного повышения концентрации свободных токсинов в диализате для улучшения удаления токсинов. Это шаги способа могут включать в себя один или более шагов нагревания или охлаждения диализата, облучения диализата волнами, изменения содержания соли и диализате, добавления связывающегося с токсинами поддающегося диализу вещества.

Согласно фиг. 6А каждый из путей 37, 38 потока содержит соответствующий блок 63, 63 регулировки температуры. Например, нагревание диализата может быть полезным для ослабления связи между связывающими белки токсинами и веществом-носителем. Нагревание может быть выполнено посредством прямого нагревания заполненной текучей средой системы труб, или посредством облучения микроволнами или инфракрасным излучением. Факультативно, блоки регулировки температуры могут быть выполнены для охлаждения диализата. За счет изменения температуры диализной текучей среды повышается концентрация свободных токсинов в растворе и, соответственно, улучшается удаление токсинов.

Другим возможным технологическим шагом для изменения отношения концентраций комплекса токсин-носитель к свободному токсину и свободному веществу-носителю является облучение диализата волнами. Например, в качестве устройства для облучения волнами могут использовать ультразвуковое устройство. Другими подходящими устройствами могут быть, например, пригодные для генерирования световых волн, ультрафиолетовых волн, инфракрасных волн, радиоволн, микроволн и электрических или магнитных полей устройства. Все различные волны и поля могут быть постоянными или периодические изменяемыми с разными частотами.

Другим возможным технологическим шагом для изменения отношения концентраций комплекса токсин-носитель к свободному токсину и свободному веществу-носителю является изменение содержания соли в диализате. Изменение концентрации соли может помочь перевести в растворимое состояние подлежащие удалению токсины. Кроме того, изменение концентрации соли может быть также использовано для восстановления связывающей способности рециркулированного вещества-носителя для токсинов. Для улучшения связывающей способности веществ-носителей может быть необходимым добавление мочевины.

Другим возможным технологическим шагом для изменения концентраций комплекса токсин-носитель к свободному токсину и свободному веществу-носителю является добавление к диализату поддающегося диализу вещества. Поддающиеся диализу вещества могут быть адаптированные для связывания с подлежащим удалению токсином. Связывающие вещества, которые могут использоваться, являются поддающимися диализу веществами с низкой/промежуточной молекулярной массой, которые отличаются сильным сродством к подлежащим удалению веществам. Некоторые из этих веществ включают в себя кофеин, который связывается с билирубином, и обычные хелатообразующие агенты, такие как пеницилламин, триентин, дефероксамин, преферипрон, HBED, витамин С, BAL, DMPS или DMSA, которые связываются с катионами металлов, таких как ионы меди или ионы железа.

Согласно фиг. 6Б система для диализа содержит контур 76 биологической текучей среды с двумя диализаторами 64А и 64В. Каждый из диализаторов 64А и 64В содержит отсек для биологической текучей среды, отсек для диализата и полупроницаемую мембрану 65А, 65В, которая разделяет отсеки. Диализаторы 64А, 64В соединены гидравлически параллельно. Биологическая текучая среда, такая как кровь от пациента, прокачивается через отсек для крови диализаторов 64А, 64В посредством насоса 66.

Система согласно фиг. 6Б содержит резервуар 67 диализата для хранения регенерированного диализата. Диализная текучая среда из резервуара 67 диализата прокачивается через отсек для диализата диализаторов 64А, 64 В посредством первого насоса 68 для диализата. Для доведения электролитов и других важных веществ до требуемых концентраций, к диализату посредством соответствующих насосов 71, 72 могут добавляться замещающие текучие среды 69, 70. После прохождения через отсеки для диализата диализаторов 64А, 64В, диализная текучая среда с добавленными от пациента текучими средами направляется к резервуару 67 диализата посредством второго насоса 73 диализата.

Из резервуара 67 диализата поток диализата направляется к блоку 74 регенерации диализата. Внутреннее устройство блока 74 регенерации диализата идентично внутреннему устройству показанного на фиг. 6А блока 29 регенерации диализата. Блок 74 регенерации диализата содержит два пути потока, кислотный путь потока и щелочной путь потока, которые соединены гидравлически параллельно. Каждый из путей потока содержит блок детоксикации.

Согласно фиг. 6Б предусмотрен отдельный контур 75 регенерации для регенерации содержащейся в резервуаре 67 диализата диализной текучей среды. Контур 75 (третичный контур) регенерации диализата развязан от контура очистки биологической текучей среды. Контур очистка биологической текучей среды содержит контур 76 (первичный контур) биологической текучей среды и контур (вторичный контур) диализата. За счет развязки контура регенерации диализата от контура диализата параметры системы, такие как поток, температура и рН являются независимо приспосабливаемыми к потребностям двух разных процессов. Например, поток диализата во время процесса регенерации очистки биологической текучей среды может быть между 150-3000 мл/минуту, в то время как во время процесса регенерации поток диализата может быть между 250-5000 мл/минуту предпочтительно между 1000-2000 мл/минуту. Может быть полезным развязать два контура посредством резервуара диализата, поскольку в блоке регенерации диализата диализная текучая среда имеет нефизиологические значения рН и температуры, которые могут привести к сильным повреждениям крови пациента. Содержащаяся в резервуаре 67 диализата диализная текучая среда может очищаться или в непрерывном режиме или в периодическом режиме.

Схематическое изображение интегрированного устройства или системы для диализа

Согласно фиг. 1 имеется контур 3 биологической текучей среды с входящим потоком 15А биологической текучей среды и выходящим потоком 15В, который связан с контуром 2 диализной текучей среды через диализатор 1, 5, 22А, 22В. Контур диализной текучей среды в свою очередь связан с блоком 29, 74 регенерации диализата и контуром 16, 75 регенерации диализата, по меньшей мере, частично посредством резервуара 67. Могут быть предусмотрены нагревательное и/или охлаждающее устройства или средства для регулировки рН соответствующей текучей среды. Контур регенерации диализата содержит параллельные кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока. Каждый кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока содержит диализатор или блок 45, 46 детоксикации. Каждый диализатор 1, 5, 22А, 22В содержит полупроницаемую мембрану 23А, 23В. Также каждый кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока содержит регенерационный насос 43, 44. Кислотный раствор 39 и основной раствор 41 могут добавляться соответственно в кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока. Она или более других текучих сред могут быть добавлены к диализату или удалены из диализата 18. При необходимости могут быть предусмотрены различные линии 97, 98 текучей среды.

Фиг. 25 представляет схему, показывающую описанные здесь устройство или систему для диализа, умеющие три находящихся в связи с взвешивающим средством резервуара. Фиг. 26 представляет другую схему, показывающую описанные здесь устройство или систему для диализа, умеющие три находящихся в связи с взвешивающим средством резервуара. Устройство или система для диализа содержит перекрестный переключатель и средства для измерения значения рН, температуры, мутности, скорости (скорости звука), концентрации, плотности и электропроводности. Фиг. 27 представляет еще одну другую схему, показывающую описанные здесь устройство или систему, имеющие пять находящихся в связи с взвешивающими устройствами резервуаров. Фиг. 28 представляет еще одну другую схему, показывающую описанные здесь устройство или систему, имеющие пять находящихся в связи с взвешивающими устройствами резервуаров и перекрестный переключатель и средства для измерения значения рН, температуры, мутности, скорости (скорости звука), концентрации, плотности и электропроводности. Фиг. 29 представляет еще одну схему, являющуюся упрощенной версией, изображающей описанные здесь устройство или систему для диализа.

Согласно фиг. 25 предусмотрен имеющий насос 24 контур 3 биологической текучей среды. Также предусмотрено имеющее насос 26 устройство 7, 13, 25 для добавления заместителя в контур биологической текучей среды. Биологическая текучая среда взаимодействует с контуром 2 диализной текучей среды в диализаторе 1,5, 22А, 22В и возвращается к пациенту через выпускную линию 15В, такую как линия венозной крови. Для регенерации диализата предусмотрен контур регенерации или контур 16, 29, 74, 75 регенерации диализата. Контур 16, 29, 74, 75 регенерации содержит параллельные кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока. Каждый кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока содержит диализатор или блок 45, 46 детоксикации. Также каждый кислотный путь 37 потока и щелочной путь 38 потока содержит насосы 43, 44 регенерации. В дополнение предусмотрено устройство или система для балансировки, содержащее(-ая) устройство 90 для балансировки или контейнер 100, имеющей приемное пространство 109. В приемном пространстве находятся три резервуара, 101, 102, 95. За пределами приемного пространства находятся три дополнительных резервуара 93, 94. Предусмотрено взвешивающее средство 130 для измерения массы устройства 90 для балансировки или контейнера 100, включающего в себя три находящихся в приемном пространстве 109 резервуара 101, 102, 95.

Первый резервуар 101 может находиться в связи с кислотным путем 37 потока и щелочным путем 38 потока через содержащую насос 101.1 выпускную линию 103 для текучей среды. Первый резервуар 102 может находиться в линии 105 для текучей среды. Дополнительный резервуар 95 может находиться в связи контуром 2 диализа и/или контуром 3 биологической текучей среды через содержащую разные насосы выпускную линию для текучей среды. Аналогично, резервуары 93 и 94 могут находиться в связи с контуром 16, 29, 74, 75 регенерации через разные содержащие насосы 93.1 и 94.1 линии 97. К диализату 17 могут добавляться одна или более дополнительных текучих сред. Также в выпускную линию биологической среды, например линию 15 В венозной крови могут добавляться одни или более текучих сред 14, 27 для пост-разбавления с использованием дополнительно предусмотренного насоса 28.

Согласно фиг. 26 элементы предусмотрены в такой же конфигурации, как и на фиг. 25, за исключением того, что в кислотном пути 37 потока и щелочном пути 38 потока расположен образованный содержащим переключающие клапаны 47, 48 клапанным механизмом перекрестный переключатель и средства 58, 60 для измерения значения рН, температуры, мутности, скорости (скорости звука), концентрации, плотности и электропроводности.

Согласно фиг. 27 элементы предусмотрены в такой же конфигурации, как и на фиг. 25, за исключением того, что в приемном пространстве 109 устройства 90 для балансировки или контейнера 100 предусмотрены пять резервуаров 101, 102, 93. 94 и 95. Предусмотрены взвешивающие средства 130 для измерения массы устройства 90 для балансировки или контейнера 100, включающего в себя содержащиеся в приемном пространстве 109 пять резервуаров 101, 102, 93. 94 и 95.

Согласно фиг. 28 элементы предусмотрены в такой же конфигурации, как и на фиг. 26, за исключением того, что в приемном пространстве 109 устройства 90 для балансировки или контейнера 100 предусмотрены пять резервуаров 101, 102, 93. 94 и 95. Предусмотрены взвешивающие средства 130 для измерения массы устройства 90 для балансировки или контейнера 100, включающего в себя содержащиеся в приемном пространстве 109 пять резервуаров 101, 102, 93. 94 и 95. Как и на фиг. 26, в кислотном пути 37 потока и щелочном пути 38 потока расположен образованный содержащим переключающие клапаны 47, 48 клапанным механизмом перекрестный переключатель и средства 58, 60 для измерения значения рН, температуры, мутности, скорости (скорости звука), концентрации, плотности и электропроводности.

Согласно фиг. 29 представлено графическое изображение для прояснения того, что биологическая текучая среда А поступает в устройство или систему 160 для диализа (содержащее(-ую) контур 2 диализной текучей среды и факультативно контур 16, 29, 74, 75 регенерации диализата), как описано здесь, через контур 3 биологической текучей среды. В контуре 2 диализа предусмотрена содержащая диализат диализная текучая среда, которая взаимодействует с предусмотренной в контуре 3 биологической текучей среды биологической текучей средой А только в месте содержащейся в диализаторе полупроницаемой мембраны. Могут быть предусмотрены дополнительные текучие среды для корректировки связывающих свойств нежелательного подлежащего удалению связывающего белки вещества и/или для непрерывной частичной или полной замены диализной текучей среды в устройстве или системе для диализа. Один или более резервуаров 101, 102 могут быть приведены во взвешивающую связь с взвешивающим средством 130 (таким как устройство 90 для балансировки или контейнер 100) для измерения массы одной или более предусмотренных для корректировки связывающих свойств нежелательного подлежащего удалению связывающего белки вещества текучих сред или измерения массы полученного из биологической текучей среды во время процесса диализа ультрафильтрата. Биологическая текучая среда В, которая возвращается в контур биологической текучей среды во время процесса диализа в выпускной линии (например, линии 15В венозной крови) биологической текучей среды, является биологической текучей средой А, которая поступает в устройство или систему для диализа, за исключением ультрафильтрата. То есть текучие среды из одного, двух или более резервуаров 101, 93 и 94 и из контура 3 биологической текучей среды могут быть добавлены к устройству или системе для диализа. Текучая среда в резервуаре 102 может быть удалена из устройства или системы для диализа. Биологическая текучая среда В также может покидать устройство или систему для диализа. Ультрафильтрат UF или болюс биологической текучей среды может удаляться или добавляться из диализного контура через полупроницаемую мембрану и посредством этого взвешиваться взвешивающим средством 130. Масса устройства 90 для балансировки или контейнера 100 может быть увеличена или на нее может быть оказано влияние за счет добавления текучей среды из одного, двух или более резервуаров 93 и 94, предусмотренных для корректировки связывающих свойств нежелательного подлежащего удалению связывающего белки вещества и ультрафильтрата/болюса из биологического контура.

Устройство или система для балансировки и способ

Устройство дли балансировки, система и способ балансировки объема или потока текучих сред в устройстве или системе для диализа, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, обеспечены в описанных здесь системах, устройства и способах.

Устройство или система для балансировки

Устройство или система для балансировки, как в общем показано на фиг. 7-24, содержит вспомогательное средств 91 для балансировки, имеющее, по меньшей мере, первый резервуар 101 для первой текучей среды, которая включает в себя пригодную для использования в устройстве или системе для диализа текучую среду, такую как диализная текучая среда, и второй резервуар 102 для второй текучей среды, которая может включать в себя отработанную текучую среду из устройства или системы для диализа. Резервуар 101 имеет по меньшей мере одну выпускную линию 103 текучей среды для гидравлической связи с устройство или системой для диализа. Второй резервуар 102 может иметь по меньшей мере одну впускную линию 105 текучей среды для гидравлической связи с устройством или системой для диализа. Устройство или система для балансировки также содержит взвешивающее средство 130 для взвешивания вспомогательного средства 91 для балансировки и выполненный для приема данных взвешивания от взвешивающего средства 130 контроллер 140. Устройство или система для балансировки пригодны для балансировки общего объема текучей среды в устройстве или системе для диализа. Общий объем текучей среды может включать в себя одну или более пригодных для использования текучих сред, такую как диализная текучая среда, диализат, отработанная текучая среда из подвергаемого диализу субъекта или пациента, и концентрат, пригодный для регулировки рН или обеспечения заместителя к диализной текучей среде или диализату.

Отклонение сбалансированной массы больше заданного порогового значения может быть сигналом контроллеру 140 на прерывание работы устройства или системы для диализа. Аналогичным образом отклонение сбалансированной массы больше или меньше заданного порогового значения может быть сигналом контроллеру на изменение работы устройства или системы для анализа, такое как, например, увеличение или уменьшение скорости потока одной или более текучих сред в устройстве или системе для диализа. По этой причине устройство или система для балансировки может быть использовано(а) для поддержания относительно постоянного объема текучих сред в устройстве или системе для диализа за счет эффективного желаемого или необходимого увеличения или уменьшения потока одной или более текучих сред в устройстве или системе.

Вспомогательное средство 91 для балансировки содержит один и, по меньшей мере, на его дне и боковых стенках герметично закрытый контейнер 100, имеющий одну жесткую точку приложения для взвешивающего средства устройства 90 для балансировки. Герметично закрытый контейнер 100 имеет внутреннее герметичное приемное пространство 109 для размещения первого резервуара 101 и второго резервуара 102 устройства 90 для балансировки. Максимальная емкость герметичного приемного пространства контейнера превышает совместную емкость первого резервуара и второго резервуара.

Вследствие герметичности корпуса контейнера, по меньшей мере, первого резервуара 101 и второго резервуара 102, причем оба резервуара факультативно выполнены как гибкие контейнеры, по существу ни одна текучая среда, как пригодная для использования текучая среда, такая как диализная текучая среда, диализат или концентрат, так и отработанная текучая среда, не теряется из-за утечки в любом резервуаре или впускной и выпускной линиях текучей среды, включая линии текучей среды от выхода или входа устройства или системы для диализа. Следовательно, балансировка объема или потока с использованием описанных здесь устройства или системы для балансировки относится к любой текучей среде, которая может утекать из любого резервуара. Такие утекающие текучие среды собираются в герметичном контейнере и поэтому включаются в выполняемые устройством или системой для балансировки расчеты по поддержанию баланса. Утечка в закрытом диализном контуре может быть вредной для балансировки текучих сред. Как таковой, диализный контур может быть предусмотрен в закрытом, герметичном пространстве с жидкостными датчиками для обнаружения любой утечки.

Контейнер 100 имеет жесткую конструкцию. Такая жесткая конструкция обеспечивается подходящим используемым для формования контейнера материалом, например жестким металлом. Контейнер 100 может быть выполнен из рамы и обшивки для увеличения жесткости. Из-за своей жесткой конструкции контейнер 100 может поглощать большие усилия без деформации тела контейнера. Такая деформация тела контейнера может оказать влияние на результаты взвешивания взвешивающего средства. Следовательно, могут быть устранены связанные с деформацией ошибки измерения.

Жесткая конструкция контейнера оснащена герметичной облицовкой 111, и облицовка может быть выполнена из герметичной пленки, фольги или ламината. Герметичная облицовка 111 гарантирует, что герметичность контейнера 100 обеспечивается, даже когда отсутствует обшивка рейками или листами жесткой рамы контейнера. Жесткая конструкция контейнера 100 может быть также снабжена герметичным покрытием 110, которое дополнительно гарантирует герметичность контейнера. Герметичное покрытие 110 может быть использовано вместо герметичной облицовкой 111. Герметичное покрытие 110 может быть выполнен из любого проходящего материала, известного обладающему обычными познаниями в данной области техники. Жесткая конструкция контейнера 100 может быть снабжена ими обоими. Герметичное покрытие 110 может иметь другой цвет, чем герметичная облицовка 111. Покрытие 110 может обладать антибактериальными свойствами. Также контейнер 100 может быть снабжен ультрафиолетовый излучением или озоном. Внутреннее пространство 109 контейнера может иметь емкость по меньшей мере 80 литров, предпочтительно, по меньшей мере 100 литров, и даже более предпочтительно, по меньшей мере 120 литров. Благодаря этой емкости контейнер может легче поддаваться техническому обслуживанию, требуя меньшей внимания со стороны персонала.

Контейнер 100 зачастую является передвижным и имеет по меньшей мере три или четыре колеса 112, расположенных на донной части контейнера 108. Одно из колес 112 оснащено тормозным элементом 114 для торможения колеса 112 и, следовательно, торможения движения контейнера 100. Колеса 112 и по меньшей мере один тормозной элемент 114 позволяют легче обращаться с контейнером. Также когда тормоз или тормоза находятся в их положении торможения, контейнер 100 имеет стабильную позицию, избегая случайного взбалтывания.

Взвешивающее средство 130 содержит датчики 131, 132, 133 нагрузки. Каждый из датчиков 131, 132, 133 нагрузки может быть связан с одним из колес 112. Предпочтительно, соответствующие датчики 131, 132, 133 нагрузки расположены между колесом 112 и жесткой точкой приложения на донной части контейнера 108. С датчиками 131, 132, 133 нагрузки взвешивающего средства 130, связанными с колесами и расположенными на колесах 112, контейнер 100 может быть автономной системой, которая поставляет результаты взвешивания непосредственно к контроллеру 140. Контейнер 100 может содержать интерфейс взвешивающего средства 130 для соединения датчика массы/датчика 131, 132, 133 нагрузки контейнера 100 с контроллером 140. Интерфейс 115 может содержать или вилку и ответную вилку и соединять через кабель с контроллером 140, который может быть расположен в разных частях устройства 91 для балансировки, или даже может быть расположен в устройстве или системе для диализа. Факультативно, интерфейс может быть выполнен для беспроводной связи с контроллером и содержать встроенной беспроводное устройство связи.

Контейнер 100 может также содержать поддерживающие элементы 116, расположенные в нем для закрепления и направления линий (104, 106) текучей среды, соединяющих первый резервуар 101 и второй резервуар 102 с устройством или системой для диализа. Также поддерживающие элементы 116 могут быть использованы для закрепления и направления линий (97-99) других резервуаров, иных чем первый резервуар 101 или второй резервуар 102. Например, третий или четвертый или более других резервуаров 93, 94, 95 могут быть расположены в контейнере 100. Поддерживающие элементы 116 облегчают снятие напряжений, чтобы не оказывать влияние на точное взвешивание взвешивающим средством 130, когда расположенные в контейнере 100 резервуары соединены с устройством или системой для диализа, поскольку любые переданные линиями (97-99, 104, 106) текучей среды между устройством для обработки крови и резервуарами напряжения могут влиять на результат измерения массы.

Жесткий покровный элемент 120 может быть закреплен шарнирно на концевом участке контейнера 100, противоположном его основанию. Запирающее средство 121.1 может быть расположено на контейнере 100 для фиксации покровного элемента (120) в неподвижном положении посредством покровного элемента 120. Первый резервуар 101 и второй резервуар 102 могут удерживаться в приемном пространстве 109 контейнера 100. Также могут контролироваться любые расширения первого и второго резервуаров из-за присутствующего в любом из резервуаров газа, например, в случае, когда эти резервуары выполнены как гибкие мягкие резервуары. Жесткий покровный элемент 120 может быть оснащен по меньшей мере одним отверстием 123 так, что масса покровного элемента 120 уменьшается, и обеспечивается проход, например, для линий текучей среды. Таким образом, покровный элемент 120 может даже иметь подобную решетке форму, когда имеются более чем одно выполненное в покровном элементе 120 отверстие 123.

Внутри контейнера 100 может быть размещена по меньшей мере одна перегородка 124.1, 124.2, которая разделяют приемное пространство 109 контейнера по горизонтали или по вертикали на отдельные отсеки. Посредством перегородок 124.1, 124.2 внутри контейнера 100 могут быть сформированы отдельные отсеки для первого резервуара 101 и второго резервуара 102. Перегородки 124.1, 124.2, особенно когда они выполнены как более или менее горизонтально расположенные перегородки, могут иметь наклон относительно по меньшей мере одной стенки контейнера 100. Благодаря этому наклону, любой опирающийся на имеющую наклон перегородку или перегораживающий элемент резервуар также будет иметь наклон, позволяющий любой расположенной в нижней части контейнера выпускной линии текучей среды полностью опустошать соответствующий резервуар, когда текучая среда выкачивается из резервуара.

Контейнер 100 может быть выполнен как складной контейнер 100.1. По этой причине, когда контейнер 100, 100.1 не используется, он может быть сложен или сжат, так что его размер может быть уменьшен, и он может легко храниться, занимая меньше места. Контейнер 100, 100.1 может быть сделан складным за счет обеспечения шарнирных соединений, которые могут быть расположены между любыми местами соединений контейнера 100, 100.1, или на его кромках, или в его стенках.

По меньшей мере один из первого резервуара 101 или второго резервуара 102 или третьего резервуара 93 или четвертого резервуара 94 или дополнительного резервуара 95 может содержать газоотделитель, действующий для удаления газа из резервуара, так что он содержит по существу только текучую среду. Посредством этого снижается или предотвращается повышение давления в резервуаре(ах).

Выпускные линии и впускные линии резервуаров (97, 98, 99, 103, 104, 105, 106) устойчивы к изгибанию и скручиванию, так что предотвращается прерывание гидравлической связи от расположенных в контейнера 100 резервуаров и устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды.

Устройство 90 для балансировки может также содержать опорный корпус 150 размещения контейнера 100. Опорный корпус может иметь две боковые стенки (152.1, 152.2), расположенные на двух противолежащих сторонах входного отверстия 151 опорного корпуса 150. С каждой из боковых стенок (152.1, 152.2) может быть связан по меньшей мере один датчик (131, 132, 133) нагрузки для взвешивающего контакта с соответственно одной из по меньшей мере одной жесткой точкой приложения контейнера 100. Когда контейнер 100 размещается в опорном корпусе 150, контейнер 100 по существу защищен снаружи, так что обеспечивается по существу свободный от помех процесс взвешивания. Опорный корпус 150 может иметь покровный дверной элемент, расположенный на стороне входа 151, который может быть закрыт, перед тем как система для балансировки, устройство и способ начнут работать. Дверной элемент может занимать по меньшей мере 10%, 15%, 20%, 25% или более поверхности стенки.

Датчики нагрузки (131, 132, 133) могут быть размещены в плунжерном элементе 153. Каждый плунжерный элемент 153 может быть соединен с соответствующей боковой стенкой контейнера 100 и может быть выполнен с возможностью линейного перемещения между первым положением 154.1 и вторым положением 154.2, и причем плунжерный элемент 253 зафиксирован во всех направлениях, перпендикулярных направлению линейного перемещения посредством запирающих элементов 155.2 по меньшей мере в его втором положении. Плунжерный элемент 153 может быть электрическим или может быть частью гидравлической системы и выполнен для перемещения контейнера 100 из первого положения, когда контейнер перемещается в опорный корпус 150, во второе положение, когда контейнер 100 поднимается над основанием или полом 300 опорного корпуса 150, так что единственным контактом, который имеет контейнер 100, является контактом с датчиками (131, 132, 133) нагрузки, связанными с плунжерными элементами 153. В этом втором положении контейнера 100, когда плунжерные элементы 153 находятся в их втором положении 154.2,в их выдвинутом положении, плунжерные элементы 153 зафиксированы посредством запирающего элемента 155.1 или запирающих элементов так, что плунжерные элементы являются ударопрочными, так что по существу никакое встряхивание, удары или вибрации не ухудшают результаты выполняемых датчиками (131, 132, 133) нагрузки измерений массы.

Взвешивающее средство 130 может содержать расположенную в опорном корпусе 150 взвешивающую плиту, так что взвешивающая плита образует пол опорного корпуса 150, на котором может быть размещен контейнер 100. Взвешивающая плита может содержать несколько, как например три или более, датчиков (131, 132, 133) нагрузки, которые могут быть соединены с устройством обмена данными с контроллером 140. С помощью расположенной в опорном корпусе 150 взвешивающей плиты обеспечивается простое взвешивающее средство 130, так что для обеспечения правильных результатов взвешивания контейнер 100 должен быть только помещен на взвешивающую плиту в его правильное положение. Обычно поперечные или сдвигающие силы или рычажное действие не оказывают слияние на взвешивание контейнера 100 до тех пор, пока положение контейнера зафиксировано.

Цель настоящего изобретения также достигнута посредством контейнера 100 для балансировочного устройства в устройстве для экстракорпоральной обработки, который на, по меньшей мере, его донной части 108 и боковых стенках 119.1 является герметичным и выполнен для взвешивания посредством взвешивающего средства 130 устройства 90 для балансировки и который имеет приемное пространство 109 для размещения, по меньшей мере, первого резервуара 101 и второго резервуара 102 устройства для балансировки, и причем максимальная емкость герметичного приемного пространства 109 контейнера 100 превышает максимальный суммарный объем первого контейнера 101 и второго контейнера 102.

Вследствие герметичности контейнера 100, который вмещает, по меньшей мере, первый резервуар 100 и второй резервуар 102, по существу ни одна текучая среда, как пригодная для использования текучая среда, например диализная текучая среда или замещающая текучая среда, так и отработанная текучая среда, не утекает из любого резервуара или впускной и выпускной линий текучей среды, включая линии (97, 98, 99, 103, 104, 105, 106) текучей среды от выходов или входов устройства или системы, пригодного(-ой) для диализа. Следовательно, балансировка объема или потока текучей среды в устройстве и системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, с использованием описанных здесь системы для балансировки и устройства включает в себя любые жидкости, которые могут утекать из любого из описанных здесь резервуаров, входных, выходных или транспортировочных линий. Такие утекающие текучие среды собираются в герметичном контейнере и посредством этого включаются в балансировочные расчеты, выполняемые описанными здесь системой или устройством.

Дополнительные признаки и преимущества, а также конкретные варианты осуществления системы для балансировки и устройства, включая контейнер, отмечены в приведенном выше описании и включены здесь по ссылке.

Способ балансировки

Способ балансировки потока или объема текучей среды с использованием описанных здесь устройства или системы для балансировки в устройстве или системе, пригодном(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, включает в себя помещение в одиночный контейнер, по меньшей мере, первого резервуара 101 для первой текучей среды, которая включает в себя пригодную для использования текучую среду для диализного контура, и второго резервуара 102 для второй текучей среды, которая включает в себя текучую среду из контура биологической текучей среды, такую как отработанная текучая среда или ультрафильтрат. Выпускную линию текучей среды первого резервуара 103 и впускную линию текучей среды второго резервуара 105 приводят в гидравлическую связь с устройство или системой для диализа. Контейнер 100, имеющий по меньшей мере содержащиеся в нем первый резервуар 101 и второй резервуар 102, приводят во взвешивающий контакт с датчиком (131, 132, 133) взвешивающего средства 130, которое находится в информационной связи с контролером 140.

Способы включают в себя измерение общей массы контейнера 100, включающего в себя, по меньшей мере, первый резервуар 101 и второй резервуар 102, например, с использованием описанного здесь взвешивающего средства 130, прежде чем устройство или система для диализа начнут работать, для определения начальной массы (swo) системы контейнера 100. Контейнер 100 может включать в себя по меньшей мере еще один, например третий дополнительный резервуар 93 или четвертый дополнительный резервуар 94, для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества для диализного контура. Способы также включают в себя управление перекачивающими средствами 101.1, 102.1 для текучей среды первого резервуара и текучей среды второго резервуара, так что поддерживается начальная масса системы, поддерживается с заданным пополнением или поддерживается с заданной потерей.

Способы могут также включать в себя размещение по меньшей мере одного дополнительного резервуара, например третьего или четвертого дополнительного резервуара (93, 94, 95) для дополнительной текучей среды, такой как, например концентрат активного вещества, пригодного для использования в диализном контуре, за пределами одиночного контейнера 100. Выпускную линию текучей среды по меньшей мере одного дополнительного резервуара (например, 97), например третьего или четвертого дополнительного резервуара могут приводить в гидравлическую связь с устройством или системой для диализа. По этой причине способы могут также включать в себя объемное измерение любой текучей среды, например подаваемого из первого резервуара (93, 94, 95) к устройству или системе для диализа концентрата, когда контур экстракорпоральной обработки крови находится в работе, вычисление массы концентрата текучей среды, подаваемого к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, на основании его плотности и подаваемого объема в любое время, когда концентрат текучей среды подается к устройству или системе, пригодному(-ой) для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, и перерасчет начальной массы системы контейнера 100 путем добавления вычисленной массы подаваемого к устройству или системе для диализа концентрата текучей среды для получения переопределенной начальной массы системы. Если плотность дополнительной текучей среды не известна или дополнительная текучая среда объемно не измеряется, то потерю массы дополнительного резервуара могут определять гравиметрически, и начальную массу система контейнера 100 могут перерасчитывать путем добавления измеренной потери массы подаваемого к устройству или системе для диализа концентрата текучей среды для получения начальной массы системы.

В то время как некоторые резервуары могут быть расположены за пределами герметичного контейнера, который взвешивают посредством взвешивающего средства, все количества подаваемых в устройство или систему для анализа текучих сред включают в балансировочные расчеты. Следовательно, настоящие способы обеспечивают постоянно корректируемую массу системы, которая постоянно сравнивают с массой контейнера. Любую полученную при диализе пациента или субъекта отработанную или избыточную текучую среду собирают во втором (для отработанной текуче среды или фильтрата) резервуаре. Способом балансировки распознаются только текучая среда, которая взята от пациента (ультрафильтрат), или текучая среда, которая остается в пациенте (болюс). Такие текучие среды являются пополнением или потерей начальной массы системы. Таким образом, значительно снижается любая возможная ошибка измерения. Если от подвергаемого диализу пациента или субъекта в течение 4 часов посредством ультрафильтрации отбирают 4000 мл текучей среды и погрешность измерения составляет +/-1%, то возможно отклонение только в 4 мл. В течение 24 часов это будет составлять 24 мл. По сравнению с требованиями 1ЕС Norm No. 60601-2-163 (ed 3.0) sub-clause 201.12.4.4.103, где максимальное отклонение между добавленной текучей средой и отобранной текучей средой составляет ±400 мл за 4-часовой период, настоящие способы обеспечивают огромное улучшение.

Работу устройства или системы для диализа для предотвращения причинения вреда пациенту могут прерывать, когда контроллер обнаружит превышающее заданное пороговое значение отклонение от начальной массы системы. Аналогично, посредством, например, одного или более насосов (101.1, 102.1) могут регулировать поток текучей среды, например, диализата, из первого резервуара 101, и поток текучей среды, например ультрафильтрата, во второй резервуар 102, для поддержания общего объема текучей среды в устройстве или системе для диализа в предпочтительном диапазоне. Аналогично, посредством, например, одного или более насосов 94.1 могут регулировать поток текучей среды, например кислоты или основания или их концентрата, из третьего резервуара 93 и поток текучей среды, например кислоты или основания или их концентрата, из четвертого резервуара для поддержания общего объема текучей среды в устройстве или системе для диализа в предпочтительном диапазоне. Предпочтительный диапазон может быть, например, в пределах 10%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% или даже 0,5% или 0,2% или 0,1% от начального рабочего объема перед тем, как устройство или система для диализа начнет работать.

Отличия и преимущества по сравнению с устройствами и системами для балансировки согласно уровню техники

Ультрафильтрат является текучей средой, которая отбирается у пациента во время диализа. Фильтрат, как описано здесь, является суммарной текучей средой, которая закачивается в мягкий резервуар для фильтрата циркуляционной системой для диализа. Разбивка фильтрата на компоненты может быть описана следующим образом:

фильтрат = пермеат + концентрат 1 + концентрат 2 + концентрат х + ультрафильтрат + пре-разбавление + пост-разбавление.

Концентратом 1 может быть NaOH и концентратом 2 может быть HCl. В таком представлении пермеат+концентрат 1+концентрат 2+концентрат х вводятся в диализный контур. Некоторые системы управления ультрафильтрацией известны из уровня техники.

Управляемые давлением системы

UFK является коэффициентом ультрафильтрации диализной мембраны и предположительно является постоянным. Однако коэффициент ультрафильтрации зависит от разных параметров, включая гематокрит, и может изменяться, так что результирующая скорость ультрафильтрации, вероятно, отклоняется от предназначенной. ТМР, трансмембранное давление, может регулироваться. Скорость ультрафильтрации UFR является результатом (IFR = ТМР × UFK). Этот принцип для современных машин для диализа больше не используется.

Основанное на измерении дифференциального потока управление ультрафильтрацией

Основанное на измерении дифференциального потока управление ультрафильтрацией опирается на результаты измерений точными расходомерами в пути диализата в качестве входного значения в цепь обратной связи, которая управляет насосом вытекающего диализата. В некоторых устройствах используется дополнительный насос ультрафильтрации, подключенный параллельно расходомеру вытекающего диализата. Это делает возможным использование дешевых расходомеров, которые работают при равном потоке. Обычно используются три типа расходомеров. Электромагнитные и турбинные расходомеры чувствительны к объему потока, в то время как расходомеры Кориолиса чувствительны только к массе. Проблемой с этими способами является точность расходомеров, поскольку типичная объемная точность составляет 1%. Электромагнитный расходомер используется, например, в системе для диализа Gambro Ак 200, а расходомер Кориолиса используется в системе для диализа Gambro Artis. В этих способах максимальная скорость диализата в системе для диализа с однопроходным разомкнутым контуром ограничивается точностью расходомеров.

Объемная ультрафильтрация

Объемная ультрафильтрация основывается на балансировочных камерах для создания временно закрытой системы, но без рециркуляции диализата. Эти системы балансировочной камеры также называются «выравнивателями потока», так как они выравнивают поток свежего и использованного диализата. Балансировочная камера разделена мембраной на отсеки «свежего диализата» и «использованного диализата» для предотвращения смешивания свежего и использованного диализата. Поскольку объем системы не изменяется, чистый перенос через диализную мембрану не происходит. С дополнительным насосом ультрафильтрации текучая среда может быть удалена из контура диализата. Поскольку единственная связь с окружающей средой происходит через мембрану диализатора и пациента, эта текучая среда удаляется из пациента. По этой причине действие насоса ультрафильтрации уменьшает давление в системе диализата, создавая градиент давления между сторонами крови и диализата. Это, в свою очередь, вызывает ультрафильтрацию, которая продолжается до тех пор, пока давление между кровью и диализатом снова выравнивается. В этот момент ультрафильтрации подвергается такое же количество, которое ранее было удалено насосом ультрафильтрации.

Этот способ балансировки текучей среды использует временно замкнутый контур, который переключается от одной камеры к другой. Поэтому максимальный поток диализата зависит от точности балансировочных камер. Эти системы балансировки непригодны для рециркуляции диализата. Ультрафильтрация выполняется посредством отдельного насоса, и точность зависит от насоса. Этот способ используется, например, в Fresenius 5008® и Nipro® Surdial X®.

Технология дуплексного насоса

Балансировочная система с дуплексным насосом работает с двухпоршневым насосом. Обе камеры имеют точно одинаковый объем, при этом поршни перемещаются в противоположных направлениях. Таким образом, в закрытую систему одновременно закачивается и удаляется одинаковый объем. Ультрафильтрация реализуется отдельным насосом. Поскольку эти устройства работают как однопроходное устройство, то максимальная скорость потока ограничивается двухпоршневым насосом. Этот способ используется, например, в Nikkiso DBB®.

Дополнительным насосом ультрафильтрации текучая среда может быть удалена из контура диализата. Поскольку единственная связь с окружающей средой происходит через мембрану диализатора и пациента, эта текучая среда удаляется из пациента. По этой причине действие насоса ультрафильтрации уменьшает давление в системе диализата, создавая градиент давления между сторонами крови и диализата. Это, в свою очередь, вызывает ультрафильтрацию, которая продолжается до тех пор, пока давление между кровью и диализатом снова выравнивается.

Одна особенная система для диализа согласно уровню техники, система MARS компании Gambro, содержит систему диализа печени и способ. Диализ выполняется с использованием рециркуляционной системы для рециркуляции диализной жидкости. Однако диализный контур и рециркуляционная система не разделены или развязаны. Описанная здесь балансировочное устройство или система обеспечивают заметные преимущество относительно уровня техники. Во-первых, диализный контур и блок регенерации диализата развязаны с использованием описанного здесь резервуара. Используется одна и та же диализная жидкость, не дополнительный контур (MARS), в силу чего обмен происходит через диализатор. Во-вторых, диализная жидкость в диализном контуре рециркулируется, но часть ее непрерывно замещается путем добавления свежей диализной жидкости в контур и конвективного удаления диализной жидкости и ультрафильтрата через фильтр из диализного контура. В-третьих, используемая устройством MARS система выполняет балансировку в однопроходном контуре через проточный диализатор DIA. В-четвертых, рециркуляция диализата (например, альбумина) может выполняться независимо от скорости проходящего через диализатор потока, делая возможной, таким образом, более высокую скорость потока в блоке регенерации диализата. В-пятых, текучая среда может добавляться и удаляться из закрытого диализного контура раздельно, не через мембрану.

Основы устройства или системы для балансировки

Главной целью описанных здесь устройства или системы для балансировки является балансировка текучих сред в подвергающемся диализу пациенте. Предпочтительно, максимально допустимое отклонение массы пациента составляет примерно ± 400 грамм на лечение. Предпочтительно, максимальное отклонение массы пациента в час составляет ± 100 грамм. Основой описанных здесь устройства или системы для балансировки являются весы для измерения массы. Описанные здесь способы диализа выполняются с использованием рециркуляционного диализного контура. Диализный контур соединен с окружающей средой через мембрану диализатора. Диализный контур и контур регенерации диализата развязаны или разделены посредством описанного здесь резервуара.

Впускные линии текучей среды и выпускные линии текучей среды диализного контура (например, пермеата, концентрата и отработанной текучей среды) по существу являются герметичными. Могут быть использованы поршневые насосы, шприцевые насосы, запорная арматура и т.п.Однако рециркуляция в диализном контуре выполняется с использованием рециркуляционного насоса, который не является герметичным. Тем не менее, объем закачиваемой в закрытый контур жидкости и объем удаляемой из закрытого контура должны быть одинаковыми. Для удаления текучей среды из пациента, больше текучей среды должно быть удалено из контура и затем закачано в контур. Из-за снижения объема и давления в закрытом диализном контуре текучая среда перемещается через мембрану диализатора в контур.

Если в замкнутый диализный контур вводится воздух, то объем жидкости уменьшается. Поскольку весы измеряют массу и не реализуют снижение объема в диализном контуре, то жидкость продолжает перемещение через мембрану диализатора в кровь. Поэтому газ должен непрерывно удаляться из диализного контура для поддержания постоянного объема жидкости.

До тех пока объем жидкости в замкнутом диализном контуре 2 и контуре 16, 29, 74, 75 регенерации является постоянным, скорость потока диализной жидкости не оказывает влияния не балансировку текучей среды. Только разность между споростями потока в замкнутый контур и из замкнутого контура, то есть при ультрафильтрации, оказывает влияние на отклонение в массе. В описанных здесь устройстве или системе для балансировки пермеат, отработанная текучая среда и ультрафильтрат содержатся в контейнере 100 на весах 130. Добавление ультрафильтрата увеличивает массу контейнера 100. Все дополнительные жидкости, например концентраты, которые также добавляются в замкнутый диализный контур, измеряются объемно или гравиметрически. Дополнительная масса (или объем*плотность) также увеличивает массу контейнера 100. Целевой масса контейнера 100 вычисляется и достигается за счет постоянного удаления жидкости из замкнутого диализного контура.

На фиг. 29 показаны принципы, описанные и реализованные устройством или системой для диализа, содержащим(-ей) устройство или систему для балансировки в качестве их компонента. В отношении подвергаемого диализу пациента возвращаемая текучая среда равна удаленной текучей среде за исключением ультрафильтрата.

Конструкция и функции резервуара

Описанный здесь резервуар 67 диализата функционирует как для соединения, так и разделения контура 2 диализата и контура 16, 29, 74, 75 регенерации диализата, поскольку резервуар размещен между двумя путями. Это обеспечивает преимущество, что можно поддерживать непрерывный поток текучей среды в контуре 2 диализата и контурах 16, 29, 74, 75 регенерации диализата. Кроме того, можно поддерживать отдельные и разные объемные скорости потока диализата в контуре 2 диализата и в контурах 16, 29, 74, 75 регенерации диализата. Например, объемный поток в одном контуре может быть кратным объемному потоку в другом контуре. Эти разные объемные скорости потока в контурах возможны благодаря поддержанию буфера в резервуаре.

Для целей диализа используемый диализат извлекается из резервуара 67. Объемная скорость потока диализата в контуре 2 диализата является легко регулируемой в диапазоне 100 мл/мин - 4000 мл/мин и не зависит от скорости потока в контурах 16, 29, 74, 75 регенерации диализата.

Предпочтительно, резервуар изготовлен из стекла (прозрачный, поддается дезинфекции, имеет большой срок службы и инертный), имеет объем, предпочтительно, 10-3000 мл и имеет по меньшей мере одно отверстие. В некоторых случаях он может иметь два отверстия на сторонах, действующие как впускные линии/выпускные линии для диализата (от контура 2 диализата и контуров 16, 29, 74, 75 регенерации диализата), одно отверстие на дне для облегчения удаления/выкачивания содержащихся в нем текучих сред, два отверстия в верхней части одно для каждого датчика и для облегчения удаления воздуха/текучих сред. В каждом отверстии могут быть один датчик 11 рН и один датчик 10 температуры. Удаление воздуха через оба эти отверстия может быть достигнуто за счет использования или отдельных клапанов, или общего клапана. Расположенные на сторонах отверстия также могут быть использованы как выпускные линии. Положения и углы впускных линий и выпускных линий для диализата могут быть оптимизированы для постоянного смешения диализата (диализат из контура диализата и диализат из контура регенерации диализата могут иметь разные значения рН, температуры и концентрации очищенного альбумина). Захват пузырей воздуха диализатом в самом нижнем отверстии предотвращается за счет потоков. Воздух может подниматься вверх в виде пузырей.

Измерение рН

В машинах для диализа измерение рН выполняется в виде измерений электропроводности или оптических измерений. Однако с содержащими альбумин диализатами это невозможно из-за ионной буферизации альбумином. Поэтому предпочтительными являются электрохимические или оптические датчики рН. Избыточный контроль диализата становится возможным посредством двойных измерений рН. Связывание датчиков с электроникой/системой управления делает возможным использование программного обеспечения для регулировки рН в диализате. Датчики рН в резервуаре контролируют процесс дезинфекции. Должны быть возможными значения рН <3 и >9. Одновременно измеряется температура с необходимым диапазоном 10-95°С. Встраивание датчиков рН в резервуар делает возможным незначительное сопротивление потоку на датчиках по сравнению с встречающимся в трубе. Предусматривается экранирование датчиков рН с помощью изоляции для обеспечения безопасности пациента.

Отсос воздуха и текучих сред

Возможен автоматический отсос воздуха в резервуаре 67 во время процесса заполнения. За счет помещения клапана между двумя отсасывающими линиями, которые переключаются попеременно, оба датчика воздуха обнаруживают присутствие протекающей через них текучей среды. Посредством механизма управления во время обработки возможен автоматический отсос газа из резервуара 67 (газа, прежде всего СО₂ (вследствие превращения бикарбоната при рН=3), который присутствует в кислотном пути 37 регенерации диализата). Во время дезинфекции может быть предусмотрен автоматический отсос текучей среды из резервуара.

Отсос текучей среды/воздуха из резервуара 67 возможен путем размещения двух датчиков воздуха в верхней части резервуара для предотвращения всасывания содержащего альбумин диализата по время обработки. Конструкция арматуры над резервуаром для датчиков 11 рН/датчиков 10 температуры и отсос текучей среды могут быть выполнены в соответствии с потребностями. В самой низкой точке резервуара возможен дополнительный отсос. Наличие клапанов представляется необходимым для установления разных моментов времени, в которые разные пути могут освобождаться от воздуха, отсасываться или заполняться. Клапаны помогают гарантировать промывку некоторых труб/путей во время дезинфекции. Датчики могут быть соединены с пультом управления, хотя можно разместить датчик уровня внутри или вне резервуара для поддержания уровня жидкости внутри резервуара постоянным.

Определение уровня заполнения

Определение уровня заполнения в резервуаре 67 выполняется через размещенные на резервуаре 67 датчики. Наверху резервуара могут находиться датчики воздуха. Также может иметься емкостный/ультразвуковой/поплавковый датчик.

Дополнительные возможности обработки

В случае однопроходного диализа можно отбирать текучие среды посредством насосов фильтрата. В случае обычного диализа или респираторного диализа возможно полное чередование текучих сред (альбумин-диализат) между контурами диализата и регенерации диализата. Во время лечения диализом посредством отсоса возможна замена фильтров в контуре регенерации диализата. Постоянная воздушная камера в резервуаре может работать как буфер и снижать изменения давления в диализном контуре (изменения давления могут происходить, прежде всего, во время переключения).

Управление текучей средой в контуре рециркуляции Поток диализата рециркулируется в описанные здесь устройства или системы для диализа. Поэтому это название не соответствует потоку диализата в процессах гемодиализа без рециркуляции, поскольку там поток диализата является также объемом израсходованного диализата. Объем текучей среды, который соответствует израсходованному в описанных здесь устройстве и системе для диализа диализату, может называться добавляемыми текучими средами, которые состоят из пермеата и концентратов.

Управление ультрафильтрацией пациента

Пять контуров текучей среды, которые должны подвергаться балансировке, как показано, например, на фиг. 25. Первым контуром является пациент. Система для диализа должна быть в состоянии отбирать текучую среду из пациента и поддерживать баланс текучей среды равным нулю. 60601-2-16 3ed Subclause 201.12.4.4.103 NET FLUID REMOVAL предписывает точность лечения диализом в течение 4 часов, но не для 24 или 48 часов лечения. Описанные здесь устройства и системы для диализа обеспечивают, что это нормативное требование может выполняться также для 24 часов и 48 часов лечения диализом. Это означает, что ± 400 мл за 24 - 48 часов и ± 100 мл за один час являются пределами отклонений баланса текучей среды пациента. Пациент может потерять или получить текучую среду в контур диализата или из контура диализата. Чтобы иметь возможность для ультрафильтрации пациента извлекать больше текучей среды в выходном пути диализата, чем во входном пути диализата, насосы диализата не должны быть полностью герметичными. Насосы диализата являются местом, где расположены обычные машины, для диализа или другие системы для балансировки камер или другие технические возможности. Количество подлежащего удалению ультрафильтрата может превышать 10 литров за 24 часа, но в большинстве случаев достаточно 5 литров.

Обзор управления текучей средой диализата и контура регенерации диализата.

Устройство или система для балансировки делают возможной балансировку входящего потока пермеата и концентратов с выходящим потоком фильтрата и ультрафильтрата. Комбинация контура 2 диализата и контура 16, 29 регенерации диализата содержит диализат, подлежащий рециркуляции, и имеет объем примерно 0,2-5 литров. Применяемый поток диализата (поток через диализатор) обычно составляет между 0,05-4000 мл/мин, предпочтительно, 500-2000 мл/мин. Для сравнения обычно проводимый непрерывный гемодиализ в медицине интенсивной терапии требует скорости потока диализата через диализатор в среднем только 33 мл/мин. Обычные устройства для гемодиализа могут быть причиной потока диализата через диализатор от примерно 100 до 1000 мл/мин. Такие устройства используются главным образом в течение примерно от 4 до 8 часов.

Описанные здесь способы балансировки могут быть использованы до 24 или 48 часов со скоростью потока диализата даже более высокой, чем у обычных машин для диализа, без соединения с блоком обратного осмоса. Это особенно полезно для пациентов не только при печеночном или почечном диализе, но также нуждающихся или исключительно нуждающихся в поддержке легких для насыщения кислородом или удаления СО₂. Преимуществом 24-часового лечения является более медленная экстракция текучей среды в случае нестабильных пациентов, улучшенная детоксикация вследствие опустошения отсеков и возможность предусмотрения поддержи легких, которая должна обеспечиваться непрерывно.

Для обеспечения такого 24-часового лечения обычный процесс диализа потребовал бы в сумме 2880 литров пермеата для потока диализата в 2000 мл/мин. Управление ультрафильтрацией обычного устройства для диализа должно придерживаться максимального отклонения ± 400 мл во время всей продолжительности лечения. Поэтому для 24-часового лечения с потоком диализата 2000 мл/мин должна поддерживаться точность порядка ± 0,014%. Оптимальные в настоящее время системы балансировки имеют отклонение 0,1%, но некоторые диализные машины для диализа достигают только 1%. Независимые от промышленности анализы не существуют. Стандарт требует точности (± 400 мл) в 0,33% для потока диализата в 120 литров за 4 часа. Такие рекомендации для 24-48 часовых процессов диализа, таких как используемые в блоках для интенсивной терапии (ICU), пока еще не существуют.

Описанный здесь способ балансировки в противоположность обычному диализу выполняется в закрытой рециркуляционной системе для диализа. Такая система для диализа облегчает непрерывное и эффективное кондиционирование диализата и снижает суммарное потребление пермеата для 24-часового лечения до максимально 550 литров, делая тем самым необходимую для сохранения равновесия точность ниже ± 0,073%. Имеющие поток диализата более 120 литров машины для диализа требуют прямого доступа к блоку обратного осмоса.

Необходимые для лечения такими машинами для диализа текучие среды должны были бы иметься в распоряжении в заменяемых контейнерах, где пермеат присутствует с самого начала, и в которые во время лечения добавляется фильтрат. Обе текучие среды разделены мягкими резервуарами. Текучие среды и объем (120 л) контейнера достаточны для обеспечения лечения длительностью по меньшей мере 4 часа и до 36 часов в зависимости от используемых потоков поставляемой текучей среды. Следовательно, во время 24-часового лечения контейнер 100 может заменяться самое большее 6 раз. Во время всего лечения контейнер 100 располагается на взвешивающем средстве (весах) 130. Однако точность общей массы не имеет значения, поскольку начальное значение записывается, и после этого определяются только изменения массы. Текучие среды, которые с самого начала присутствуют в контейнере, направляются через циркуляционные пути диализа, принимаются к применению, частично доводятся до исходного состояния и затем возвращаются в виде фильтрата в контейнер. Концентрат и текучие среды для пре-разбавления и постразбавления также размещены в контейнере/на взвешивающем средстве (весах). Таким образом, записанные изменения массы относятся только к извлеченному из пациента ультрафильтрату.

Максимальное количество текучих сред, которое может быть извлечено из пациента в течение 4 часов, составляет 4000 мл, и это изменение массы просто измеряется и обеспечивается как выходное значение взвешивающим средством (весами). Точность ± 0,1% подразумевает максимальное отклонение в 4 мл за 4 часа. Таким образом, с каждой заменой контейнера возможно отклонение в 4 мл. Это в свою очередь обеспечивает максимальное отклонение в 24 мл за 24 часа с максимально 6 промежуточными заменами контейнера.

Можно вводить концентраты в контур 2 диализа по отдельности. Это может выполняться объемным или гравиметрическим образом, предпочтительно, через поршневой насос или шприцевой насос вследствие высокой точность дозирования порядка 1% и отсутствия любых обратных потоков текучих сред. В систему для диализа в течение 4 часов может быть введено максимально 4,5 литра (например, 3,072 литров) концентратов, что обуславливает отклонение в 22,5 мл с точностью дозирования 0,5%. Следовательно, введенные концентраты и ультрафильтрат увеличивают объем текучих сред в контейнере максимально на 8500 мл за 4 часа. Это соответствует точности в ± 0,1% с максимальным отклонение в 8,5 мл за 4 часа. В самом худшем сценарии (22,5 мл дефицита концентрата и 8,5 мл избытка текучих средств на весах) пациент подвергнется ошибочному уравновешиванию в количестве 31 мл за 4 часа. При продлении тенденции этого расчета пациент подвергнется ошибочному уравновешиванию в количестве максимально 186 мл за 24 часа. По этой причине во время 24-часового лечения пациенту будет ведено максимально 27 литров концентрата и из пациента будет удалено максимально 24 литра текучих сред. Поскольку начальная выходная масса контейнера не должен записываться, то в этом процессе за 24-часовой период должен быть уравновешен максимально 51 литр.

X=UF + (концентрация) + Y

X = подлежащий уравновешиванию объем

Y = ошибка уравновешивания

Обычная машина для диализа, в которой диализат не будет доводиться до исходного состояния и перерасчитываться и поэтому будет требовать 2880 литров диализата в течение однопроходного процесса, будет демонстрировать для уравновешивания максимальное отклонение в 2,8 литров с точностью ± 1%. Это может оказаться фатальным для пациента. Поскольку все текучие среды, которые подаются в диализный контур и затем удаляются, измеряются объемно или гравиметрически, то для гравиметрического уравновешивания текучих средств обеспечивается система избыточного контроля.

Фильтрат состоит из следующих частей: фильтрат = пермеат + концентрат 1 + концентрат 2 + концентрат х + ультрафильтрат + пре-разбавление + постразбавление. Концентратом 1 может быть NaOH и концентратом 2 может быть HCl. Можно иметь в контейнере все текучей среды, за исключением ультрафильтрата, перед или как раз к моменту времени, когда начинается лечение.

Подробное описание путей потока

Путь контура диализата к резервуару или из резервуара: поступление непосредственно в резервуар.

Происходит ли это, зависит от скорости потока диализата, разность между потоком диализата и потоком регенерации диализата поступает непосредственно в резервуар 67 и затем в поток диализата. Противоположное происходит, если поток диализата меньше, чем поток регенерации диализата. Тогда поток из резервуара 67 проходит в направлении контура 16, 29, 74, 75. Это действует, поскольку имеется закрытый контур 2 диализата и контур 16, 29, 74, 75 регенерации диализата без изменения в 100 мл в течение секунд. В направляющемуся к резервуару 67 потоке может выделяться газ, например, из-за падения давления. Поэтому в этом контуре необходима дегазация. При необходимости контур 2 диализата и контур 16, 29, 74, 75 регенерации диализата должны быть закрытыми. Единственной открытой частью является полупроницаемая мембрана 23А, 23В (см. 1, 5, 22А, 22В), разделяющая биологические текучие среды, такие как кровь и диализат.

Путь контура диализата к контуру регенерации диализата: прохождение в контур регенерации диализата

Для приведенного в качестве примера потока диализата в 800 мл/мин 300 мл проходят, после прохождения через диализатор, непосредственно в резервуар и 500 мл в контур регенерации диализата. Через этот контур из крови должны извлекаться ультрафильтрат и пре-разбавление или пост-разбавление (если имеются). Это возможно только с «открытыми» насосами, такими как шестеренные насосы, в путях диализата к диализаторам или от диализаторов и шестеренными насосами в контуре регенерации диализата. Насосами, вносящими в систему снаружи текучую среду, например пермеат или концентрат, или закачивающими что-нибудь снаружи системы должны быть полностью герметичными, например, поршневыми насосами. В дополнение в диализате, контуре регенерации диализата или резервуаре не должен оставаться воздух. Оставшийся воздух вызывает положительный баланс текучей среды для пациента. Для предотвращения резкого увеличения или падения давления трубы должны обладать некоторой эластичностью наподобие силиконовых трубок или для компенсации изменений давления используется находящийся под давлением бак (например, резервуар с четко заданным объемом газа).

Контур регенерации диализата

Входящий поток приходит из контура 2 диализата, и выходной поток направляется к резервуару 67. В контуре 16, 29, 74, 75 регенерации диализата газ (СО₂) образуется главным образом в кислых частях контура 37. В контуре необходимы насосы, подобные шестеренным насосам (не герметичным), для того чтобы сделать возможным удаления ультрафильтрата посредством насосов для отработанной текучей среды. Следующий контуром является входной поток или поставка (пермеат и концентрат) и выходной поток фильтрата к контуру 16, 29, 74, 75 регенерации диализата или из контура регенерации диализата. Этот контур имеет максимальную емкость 550 литров в течение 24 часов и минимальную скорость потока 50 литров. Текучая среда обеспечивается в 60-120-литровых мягких резервуарах для пермеата в контейнерах и 2-7-литровой канистре для каждого концентрата. Чтобы иметь закрытую систему, необходимы поршневые насосы и запорные клапаны, так что никакая текучая среда контура регенерации диализата не может течь в контейнер для пермеата или канистры для концентрата.

Дополнительные параметры балансировки циркуляционной системы с весами

Описанные здесь устройства и системы для балансировки могут отличаться обеспечением все текучих сред (пермеата, концентратов, пре-разбавлений и пост-разбавлений) на одиночных весах с хранящимся отдельно ультрафильтратом. Предпочтительно размещать на одиночных весах только пермеат (пре-разбавления и пост-разбавления) и фильтрат.Фильтрат контролируется через увеличения массы на весах. Концентрат может вводиться через объемный дозирующий насос. Точность этих насосов гарантируется на основании минимальных объемных потоков. Для соединенных с концентратом труб снятие напряжений не является необходимым.

Насосы для уравновешивания

Поршневые насосы позволяют выполнять уравновешивание. Они обеспечивают наилучшие герметизирующие характеристики без возможного обратного потока/обратного тока крови. Избыточный контроль объемов текучей среды обеспечивается посредством поршневых насосов или дополнительных весов для разделенных резервуаров или концентраций.

Снятие напряжений для трубчатых соединений для предотвращения обусловленного им изменения весов

Схема расположения трубопроводов оснащена компенсаторами напряжений. За счет этого отсутствует тянуще-толкающее влияние труб на весы. Между контейнером и системой для диализа трубы прокладываются по схеме расположения для предотвращения или минимизации контакта с корпусами/оболочками, например прикрепляются к системе для диализата. Положения трубопроводов от мягких резервуаров для текучей среды в контейнере фиксированы и сделаны устойчивыми к перемещениям. Связь/соединение между машиной и контейнерам не содержит никаких напряжений. Следовательно, уравновешивание на весах остается без вредного воздействия.

Взвешивание

Варианты взвешивания системы включают в себя подъемные системы, платформенные весы и пружинные/крановые весы. Является предпочтительным использование взвешивающих блоков или датчиков нагрузки, так что может быть выполнено избыточное взвешивание за счет перекрестной проверки и сравнения. Избыточные измерения могут выполняться датчиками нагрузки во всей системе. Передача сигналов в датчиках нагрузки может совершаться посредством цифрового передатчика через ответное аналоговое устройство. Для процесса взвешивания достаточны регистрирующее компенсацию вытесненной массы программное обеспечение и регулировка/управления посредством двух датчиков нагрузки. Для контроля взвешивания/веса может выполняться контроль трансмембранного давления (ТМР). Для предотвращения любой обратной фильтрации может также выполняться сравнение давления диализата и давления крови.

Контейнер

Описанный здесь контейнер может содержать рукоятку, антистатические колеса, быть выполненным из нержавеющего материала, вместительным и герметичным. На внешней стороне закрытого контейнера текучие среды отсутствуют. Контейнер должен быть способным вмещать объем по меньшей мере 120 литров (подразделение текучих средств на категории = пермеат + концентраты + пост-разбавление + пре-разбавление + ультрафильтрат). Расположения трубопроводов снабжены герметизирующими пластичными смазками в трубопроводах пермеата, так что всасывание пермеата остается беспрепятственным. На контейнере предусмотрен герметичный, открывающийся вперед люк для улучшенного удобства в эксплуатации. Для облегчения помещения текучих сред для пре-разбавления и пост-разбавления предусмотрен верхний люк. Контейнер может иметь тепловую изоляцию. Пермеат внутри контейнера поддерживается при более низкой температуре для улучшения его применимости в теплообменнике, так что эти текучие среды автоматически балансируются в системе. Контейнер должен быть достаточно конструктивно стабильным, чтобы позволять равномерно распределенное взвешивание, предотвращать любые обусловленные находящимися в нем текучими средами деформации, и позволяющим быть свободно подвешенным, чтобы предотвращать повреждения при перемещении. Сам контейнер может располагаться на специально сооруженной платформе на датчиках нагрузки и тем самым оставаться в свободно подвешенном положении. Перемещение контейнера затруднено за счет несущей рамной конструкции и корпусов, которые предотвращают контакт, и контейнер не может соприкасаться изнутри с несущей рамной конструкцией. Предусмотрены датчики абсолютного положения для определения положения контейнера. Контейнер полностью изолирован от корпуса. Система для диализа и блоки для заполнения и опорожнения функционально соединены через контейнер для обеспечения того, что контейнер заполняется и опорожняется должным образом.

Подъемный механизм

Стабилизация подъемного механизма для контейнера может быть обеспечена, например, поддержкой со сторон и заданными пределами диапазона подъема. За счет этой стабилизации облегчается перемещение машины для диализа во время лечения. Подъемный механизм направляет контейнер путем выравнивания для обеспечения фиксированного положения.

Мягкие резервуары

Обеспечиваются имеющий объем 60-120 литров мягкие резервуары. Мягкие резервуары оснащены по меньшей мере одним выходным отверстием и выходным отверстием для каждой текучей среды и отдельным выходным отверстием для воздуха. Мягкие резервуары и трубы в них специально выполнены для обеспечения снятия напряжений. Мягкие резервуары могут быть равномерно распределены для развертывания мягких резервуаров и их фиксации в контейнере. Предусмотрены два мягких резервуара соответственно для пермеата и фильтрата. Эта концепция с двумя мягкими резервуарами в контейнере разработана для физического разделения двух мягких резервуаров в одиночном контейнере. Между двумя мягкими резервуарами или камерами может находиться тепловая изоляция для поддержания более низкой температуры пермеата. В качестве расположенного посередине теплоизолирующего слоя может быть предусмотрен трехслойный мягкий резервуар с воздушной подушкой. Может быть предусмотрена защита от перепутывания соединителей между контейнером и системой для диализа за счет использования отличающихся соединителей и датчиков.

Текучие среды помещаются в мягкие резервуары внутри контейнера, что требует размещения трубопроводов таким образом, что направляющие зажимы оберегают трубопроводы от изгиба или образования складок или зажимания между другими деталями, и обеспечивают непрерывный поток текучих сред. Текучие среды могут быть размещены в контейнере в общей камере с несколькими отделениями или в отдельных камерах. Преимуществами, обеспечиваемыми вариантом с несколькими камерами, являются сниженные пространственные требования, более легкое обращение и объединенные внутренние процессы. Разные текучие среды в идеале должны храниться отдельно друг до друга в тепловом отношении и по меньшей мере физически. Камера для фильтрата должна иметь по меньшей мере одно впускное отверстие для фильтрата и одно выпускное отверстие для газа. Все другие камеры должны иметь по меньшей мере одно выпускное отверстие для соответствующих текучих сред.

В то время как настоящие устройства, системы и способы были описаны с точки зрения их конкретных вариантов осуществления, следует учитывать, что, принимая во внимание настоящее раскрытие, описаны и сделаны понятными для специалистов в данной области техники многочисленные изменения в отношении устройств, систем и способов, которые могут быть найдены в настоящих описаниях. Соответственно, устройства, системы и способы могут истолковываться широко и быть ограниченными только объемом и сущностью раскрытия и нижеследующими пунктами формулы изобретения.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 диализатор

2 контур диализной текучей среды

3 контур биологической текучей среды

4 дозирующий насос для добавления кислоты или основания

5 устройство для диализа, фильтрования или диафильтрования

6 нагревательное и охлаждающее устройства

7 устройство для добавления заместителя

8 устройство для добавления кофеина

9 устройство для облучения пригодных для использования текучих сред волнами/полями

10 термометр

11 рН-метр

13 текучая среда для пре-разбавления

14 текучая среда для пост-разбавления

15А линия артериальной крови

15В линия венозной крови

16 контур регенерации

17 добавленные к диализату текучие среды

18 удаленные из диализата текучие среды

19 замещающие текучие среды

21 контур биологической текучей среды

22А, В диализаторы

23А, В полупроницаемая мембрана

24 насос

25 текучая среда для пре-разбавления

26 насос для пре-разбавления

27 текучая среда для пост-разбавления

28 насос для пост-разбавления

29 блок регенерации диализата

30 первый насос диализата

31 замещающие текучие среды

32 замещающие текучие среды

33 насос

34 насос

35 второй насос диализата

37 «кислотный путь потока»

38 «щелочной путь потока»

39 кислый раствор

40 кислотный насос

41 щелочной раствор

42 основной насос

43 насос регенерации в кислотном пути потока

44 насос регенерации в щелочном пути потока

45 блок детоксикации

46 блок детоксикации

47 содержащий переключающие клапаны клапанный механизм

48 содержащий переключающие клапаны клапанный механизм

49 насос фильтрата

50 насос фильтрата

51 сливаемая текучая среда

52 сливаемая текучая среда

53 весы

54 весы

55 весы

56 весы

57 датчик

58 датчик

59 датчик

60 датчик

61 датчик

62 датчик

63 блок регулировки температуры

64 блок регулировки температуры

64А диализатор

64В диализатор

65А полупроницаемая мембрана

65В полупроницаемая мембрана

66 насос

67 резервуар диализата

68 первый насос диализата

69 замещающая текучая среда

70 замещающая текучая среда

71 насос

72 насос

73 второй насос диализата

74 блок регенерации диализата

75 контур регенерации диализата

76 контур биологической текучей среды

81 точка приложения

82 панели

83 стрелка

84 стрелка

90 устройство для балансировки

91 вспомогательное средство для балансировки

92 линия текучей среды

93 дополнительный резервуар 93.1 дозирующий объем насос

94 дополнительный резервуар 94.1 дозирующий объем насос

95 дополнительный резервуар 95.1 перекачивающее средство

96 дополнительный резервуар

96.1 перекачивающее средство (объемный дозирующий насос)

97 линия текучей среды

98 линия текучей среды

99 линия текучей среды

100 контейнер

100.1 складной контейнер

101 первый резервуар

101.1 перекачивающее средство

102 второй резервуар

102.1 перекачивающее средство

103 выпускная линия текучей среды (первого резервуара)

104 первая линия текучей среды

105 впускная линия текучей среды (второго резервуара)

106 вторая линия текучей среды

108 донная часть (контейнера)

109 приемное пространство (контейнера)

110 (герметичное) покрытие

111 (герметичная) облицовка

112 колеса

112.1 комплект антистатических колес

113 крепления колес

114 тормозной элемент (колеса)

115 интерфейс (на контейнере)

116 опорные элементы

117 дверной элемент

117.1 дверь

117.2 створка

117.3 поворотные подшипники

118 стенка (со стороны доступа) (контейнера)

119.1 (боковые) стенки (контейнера)

119.2 боковая стенка, противоположная стенке на стороне доступа

120 покровный элемент

121.1 запирающее средство

121.2 (ответное) запирающее средство

122 поворотные подшипники

123 отверстие(я)

124.1 перегородка

124.2 перегородка

125.1 отсек

125.2 отсек

130 взвешивающее средство

131 датчики нагрузки

132 датчики нагрузки

133 датчики нагрузки

136.1 линия

136.2 линия

136.3 линия

136.4 линия

137 линия

140 контроллер

141 линия

142 линия

150 опорный корпус

151 входное отверстие (опорного корпуса)

152.1 боковая стенка

152.2 боковая стенка

153 плунжерные элементы

153.1 головка плунжера

154.1 первое положение

154.2 второе положение

155.1 запирающий элемент

156.1 датчик позиционирования

156.2 датчик позиционирования

157 цилиндры

158 колеса

160 контур экстракорпоральной обработки крови

170 контур экстракорпоральной обработки крови

171 первая линия крови

172 вторая линия крови 200 пациент

300 пол.

Реферат

Группа изобретений относится к медицине и медицинской технике. Способ удаления токсина из биологической текучей среды в устройстве, пригодном для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, включает диализ биологической текучей среды относительно диализной текучей среды, содержащей адсорбент для подлежащего удалению связывающего белки вещества, через полупроницаемую мембрану, корректировку диализной текучей среды так, что связывающая способность адсорбента для подлежащего удалению связанного с белками вещества снижается, и подлежащее удалению вещество переходит в раствор, и балансировку общего объема текучих сред внутри устройства, пригодного для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, выполняемую посредством балансировочной системы. Балансировочная система содержит контейнер, имеющий по меньшей мере первый резервуар для первой текучей среды и второй резервуар для второй текучей среды, взвешивающее средство для взвешивания контейнера и контроллер, выполненный с возможностью приема данных взвешивания от взвешивающего средства. В вычисления для балансировки включают все количества подаваемых в устройство для диализа текучих сред. Раскрыты устройство, пригодное для диализа содержащей подлежащее удалению связывающее белки вещество биологической текучей среды, способ диализа и способ лечения заболевания, отличающегося накоплением связывающего белки токсина в биологической текучей среде. Технический результат сводится к обеспечению балансировки потока или объема текучих сред. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 табл., 30 ил.

Формула