在净化透析溶液中可用的药筒制造技术

描述了在使透析溶液再生或纯化中可用的药筒以及用于使废透析溶液再生或纯化的方法。还描述了使用本发明专利技术的吸附剂药筒的透析方法。

A cartridge that is available in a purified dialysis solution

Cartridges available for the regeneration or purification of dialysis solutions and methods for regenerating or purifying waste dialysis solutions are described. A dialysis method using the adsorbent cartridge of the present invention is also described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在净化透析溶液中可用的药筒
技术介绍
本专利技术涉及例如在透析中可用的药筒例如离子交换药筒(试剂盒，cartidge)或吸附药筒。具体地，本专利技术一般地涉及用过的透析液流体的再生或纯化。本专利技术还涉及使用特定的药筒进行透析的方法。透析是将作为肾衰竭结果的在血液中累积的废弃产物和过多流体除去的疗法。慢性肾衰竭为当肾功能已经衰退到正常的约25％时的状况。该衰退量导致血液化学(chemistry)的显著变化并且接近于这样的时刻：人们感觉到足够的不适以至于他们寻求医疗护理。腹膜透析(PD)是透析的一种形式。使用该疗法，将包含葡萄糖和电解质的称为透析液的温和盐水溶液置于腹膜腔中。由于有大量血液供应到该腹腔，因此来自血液和体液的尿素和其它毒素转移到透析液中，从而使血液净化。然后，将所述透析液从腹膜中排出。随后，再次将“新鲜”透析液置于腹膜中。此外，存在血液透析。这是一种血液纯化方法，其中在治疗阶段将血液不断地从身体移出并且使其通过透析机(人造肾)，在透析机中将新陈代谢的废料和过量的水除去并且使pH和酸/碱平衡恢复正常。同时，使血液返回到身体。所述透析机是由半透膜组成的小型的一次性装置。该膜容许废料、电解质和水穿过但是限制大分子量的蛋白质和血细胞的通过。将血液泵送到所述膜的一侧，同时将透析液以相反的方向泵送到膜的另一侧。所述透析液为其中加入盐和电解质的高纯水。所述机器为起到泵送血液和透析液并且控制它们的压力、温度和电解质浓度的作用的控制单元。一次血液透析治疗的平均长度为3-5小时。有如下几种类型的血液透析：a)一次通过-血液透析是肾病的最常见疗法。大多数血液透析疗法通过一次通过透析机进行。它们之所以被称为一次通过是因为透析液(净化溶液)在透析器中的血液旁边通过一次，然后被废弃。一次通过透析机一般需要：1)能够至少1000-1500ml/分钟输送的水源(假设通过反渗透(“R.O.”)系统50％的舍弃率)2)足以提供500-800ml/分钟的纯化水连续流的水纯化系统。3)用于泵送和加热每分钟500-800ml水的至少15安培的电路。4)能够容纳(适应)每分钟至少500ml用过的透析液以及来自R.O.系统的废弃水的地面排水管(drain)或任何其它接收容器(receptacle)。b)吸附剂透析-不需要连续水源、单独的水纯化机器或地面排水管，因为它使少量的透析液不断地再生，并且在机器内包括水处理系统。因此，吸附剂系统是更加便携的。1)吸附剂系统典型地仅需要5安培的电源，因为它们在整个透析工序中使同样少量的透析液进行再循环。在一次通过透析中对于大量透析液使用的重载荷的透析液泵和加热器是不需要的。2)对于整个治疗，吸附剂系统可使用制作透析液的6-12升自来水。3)吸附剂系统使用吸附剂药筒-其起到既作为水纯化器又作为将用过的透析液再生为新鲜的透析液的组件的作用。输注液(infusate)系统与它一起起到适当地平衡再生的透析液的电解质组成的作用。过去，一直将容纳磷酸锆(ZrP)和水合氧化锆(HZO)的离子交换材料的吸附剂药筒用于REDY再生血液透析系统。REDY药筒的方案(示意图)在图1中示出。所述吸附剂药筒显示为具有分别标注为数字11和数字13的进口和出口。图2显示REDY药筒中各层的多个功能。REDY药筒的原理基于如下：通过脲酶(尿素酶)的酶促反应将尿素水解成碳酸铵。以下反应式示出了尿素在脲酶的存在下转化成氨的反应：然后，氨和铵离子通过磷酸锆交换作为阳离子交换剂中的反荷离子的氢离子和Na+离子而除去。磷酸锆还充当用于除去透析液中的Ca、Mg、K和所有的有毒金属的阳离子交换剂，因此容许通过使用输注液系统维持患者血液中的电解质(Ca、Mg、K)水平的平衡，以及提供透析治疗在水质方面的安全性。然后，来自尿素水解的碳酸盐与磷酸锆中的氢离子化合而形成碳酸氢盐，其作为碱输送到尿毒症患者以对于酸中毒进行矫正。磷酸锆可以具有如下所示的分子结构的无机阳离子交换材料为代表：如所示的，所述材料包含作为反荷离子的H+和Na+两者，其承担离子交换的任务。这些离子的相对含量可受到用NaOH将酸ZrP(或H+ZrP)滴定到的pH的控制。所得的滴定产物Nax+H2-x+ZrP(或在本文中缩写为“NaHZrP”)的组成可在透析液中的离子交换过程期间变化。含乙酸根(HZO·Ac)作为反荷离子的水合氧化锆(HZO)充当用于除去磷酸根的阴离子交换剂。所述材料还防止磷酸根从NaHZrP浸出并且除去水中的可在透析期间对患者造成伤害的有毒阴离子(例如氟)。在离子交换期间释放的乙酸根也为用于通过乙酸代谢矫正酸中毒的碱。水合氧化锆(HZO)的组成式可为ZrO2.nH2O(即氧化锆的水合物)或阴离子形式的ZrO2..nOH…H+An-，其中An-为连接(附着)到HZO的阴离子，例如乙酸根(“Ac”)、氯等。在没有阴离子的情况下，其可被视为具有以不同程度键合到Zr的O2-、OH-和H2O的部分草酸化(oxalated)的氢氧化锆，即Zr(OH)xOy(H2O)z。在REDY药筒中使用药筒中的粒状活性炭以从水中除去患者的肌酸酐、尿酸和含氮的代谢废料以及氯和氯胺。如所指出的，吸附剂药筒经常包括多层，其在各给定层中包含相似或大体相同的(substantially)化学组成。吸附剂药筒的给定药筒层中的流量分布(流动分布)可在整个层上变化。沟流现象可在药筒的位于更靠近药筒壁的药筒层的外周区域处出现。在以其处于更远离药筒壁的位置的中心区域为代价的情况下，在一层或多层的外周区域中的流体流量可增大。这是不期望的，因为其可产生在药筒的相同层中过度利用的材料和未利用的(或未充分利用的)材料的分离区域。这可导致低效率的处理性能、药筒组件的提早或过早用尽(耗竭，exhaustion)、药筒的可用寿命的缩短、废药筒中未利用的材料、或这些问题的组合。吸附剂药筒的如下设计将是优选的：其可进一步减小或防止在吸附剂药筒中出现流量分布的差异。因此，在透析领域中，克服上述缺点的一个或多个将是有益的。
技术实现思路
本专利技术的特征在于，提供在其中具有改进的流量分布的药筒构造体(配置，configuration)，其在溶液例如包含废弃产物和/或杂质的溶液的再生或纯化方面是有用的。本专利技术的另外特征在于，提供在其中具有更均匀的流量分布的药筒构造体，其在透析溶液例如血液透析或腹膜透析溶液或其它透析液溶液的再生或纯化方面是有用的。本专利技术的另外特征在于，提供用于再生或纯化废透析液的吸附剂药筒，其可减小流动通过吸附剂药筒的一个或多个固体粒状层的透析液流体的不均匀的流量分布。本专利技术的另外特征在于，提供可使用这样的吸附剂药筒的用于再生或纯化废透析液的方法，例如为了改善性能效率且减少未利用的药筒材料的量。本专利技术的另外特征在于，提供通过这样的吸附剂药筒可使废透析液再生或纯化的透析系统。本专利技术另外特征和优点部分地将在以下描述中阐述，部分地由所述描述将是显而易见的，或可通过本专利技术的实践而知晓。本专利技术的目的和其它优点将通过书面描述(说明书)和所附权利要求中特别指出的要素和组合而实现和获得。为了实现这些或其它优点并且按照本专利技术的意图，本专利技术涉及吸附剂药筒，其至少包括：在第一端壁和第二端壁之间延伸的连续侧壁，其限定腔室；至少的第一和第二层，其中所述至少的本文档来自技高网...

【技术保护点】
吸附剂药筒，其包括：在第一端壁和第二端壁之间延伸的连续侧壁，其限定腔室；至少的第一和第二层，其中所述至少的第一和第二层横跨所述连续侧壁内的腔室延伸，其中第一和第二层的至少一层包括第一区域、与第一区域邻近且位于比第一区域更靠近所述连续侧壁的第二区域、第一区域中的具有第一平均填充密度的第一固体粒状介质、第二区域中的具有第二平均填充密度的第二固体粒状介质、和第一区域中的第一固体粒状介质与第二区域中的第二固体粒状介质之间的填充密度差异，其中当至少的第一和第二层润湿时第一平均填充密度小于第二平均填充密度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.16 US 62/219,3691.吸附剂药筒，其包括：在第一端壁和第二端壁之间延伸的连续侧壁，其限定腔室；至少的第一和第二层，其中所述至少的第一和第二层横跨所述连续侧壁内的腔室延伸，其中第一和第二层的至少一层包括第一区域、与第一区域邻近且位于比第一区域更靠近所述连续侧壁的第二区域、第一区域中的具有第一平均填充密度的第一固体粒状介质、第二区域中的具有第二平均填充密度的第二固体粒状介质、和第一区域中的第一固体粒状介质与第二区域中的第二固体粒状介质之间的填充密度差异，其中当至少的第一和第二层润湿时第一平均填充密度小于第二平均填充密度。2.权利要求1的吸附剂药筒，其中第一区域为被第二区域围绕的中心区域。3.权利要求1的吸附剂药筒，其中第二区域包括围绕所述腔室延伸且与所述连续侧壁相接的径向外周边缘、和与第一区域的径向外侧相接的径向内周边缘。4.权利要求1的吸附剂药筒，其中以克/cm3计的第一填充密度比以克/cm3计的第二填充密度小至少5％。5.权利要求1的吸附剂药筒，其中第一区域具有第一空隙分数且第二区域具有第二空隙分数，其中第一空隙分数比第二空隙分数大至少5％。6.权利要求1的吸附剂药筒，其中第一固体粒状介质包括第一分数的固体粒子供给并且第二固体粒状介质包括第二分数的固体粒子供给，其中第二区域中固体粒子的按数量计的90％-92％比第一区域中的固体粒子细并且第一区域中固体粒子的8％-10％比第二区域中的固体粒子细。7.权利要求1的吸附剂药筒，其中第一固体粒状介质包括第一筛分截取部分的固体粒子供给，其中所述第一筛分截取部分(筛分粒度级，sievecut)具有第一粒度范围，并且第二固体粒状介质包括第二筛分截取部分的固体粒子供给，其中所述第二筛分截取部分具有第二粒度范围，其中所述第一粒度范围包括比所述第二粒度范围的所有粒度大的至少一个粒度。8.权利要求1的吸附剂药筒，其中将第二固体粒状介质布置成包括多峰粒子填充的粒子床。9.权利要求1的吸附剂药筒，其中将第一固体粒状介质布置成包括单峰粒子填充的粒子床。10.权利要求1的吸附剂药筒，其中第一区域中的第一固体粒状介质具有第一结晶度并且第二区域中的第二固体粒状介质具有第二结晶度，其中第一结晶度大于第二结晶度，这导致当至少的第一和第二层润湿时第二区域中的填充密度比第一区域的大。11.权利要求1的吸附剂药筒，其中所述两层的至少一层的固体粒状介质的填充密度在从所述两层的至少一层的几何中心到外周边缘的径向方向上增加。12.权利要求1的吸附剂药筒，其还包括进口和出口，其中第一和第二层顺序地布置成第一层位于比第二层更靠近进口处，其中第一层具有第一中心区域和围绕第一中心区域的第一周界区域、并且第二层具有第二中心区域和围绕第二中心区域的第二周界区域，其中第一层的第一周界区域包括具有第一周界区域填充密度的固体粒状介质、并且第二层的第二周界区域包括具有小于第一周界区域填充密度的第二周界区域填充密度的固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：SA麦钱特，
申请(专利权)人：弗雷塞尼斯医疗保健控股公司，
类型：发明
国别省市：美国,US