使用包含组合的中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂的体外回路从血液去除毒素的方法技术

本发明专利技术公开了用于通过体外回路从血液中减少血液中异常水平的生理分子和/或外源性毒素的方法，所述体外回路包含组合的中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂。

Method of toxin removal from blood using an in vitro loop comprising a combined hollow fiber filter module and a polymer sorbent

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用包含组合的中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂的体外回路从血液去除毒素的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月27日提交的美国临时专利申请No.62/477,075的优先权，其公开内容以其整体并入本文。政府权利本文公开的主题是在由美国陆军医学研究和物资司令部(TheUnitedStatesArmyMedicalResearchandMaterielCommand，USAMRMC)授予的合同号W81XWH-12-C-0038的政府支持下进行的。政府在本文公开的主题中具有某些权利。
本公开的专利技术属于血液滤过领域。本公开的专利技术还属于减少血液中异常水平的生理分子和/或外源性毒素的领域。
技术介绍
在名称为“HemofiltrationSystems，Methods，andDevicesUsedtoTreatInflammatoryMediatorDisease”的US6,287,516B1中，Matson等描述了由血液滤过器和吸附装置构成的血液滤过系统。Kenley等在名称为“RecirculatingFluidFiltrationSystem”的US2013/0248450A1中公开了类似概念。Kenley等描述的专利技术被更广泛地分类为流体过滤系统，但是在一些实施方案中被指定用于从血液去除有害物质。这两项专利都描述了这样方法，其中血液滤过器和吸附装置结合使用以从血液去除有害物质；然而，这两个专利中描述的方法依赖于使用至少两个独立的泵，一个用于血液循环并且至少一个另外的泵用于渗透物(permeate)的循环。
技术实现思路
本专利技术公开了用于通过包含中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂的体外回路从血液和血液制品去除异常水平的生理分子和/或外源性毒素的方法。异常水平的生理分子或离子和/或外源性毒素可包含钾离子、乳酸盐、肌红蛋白、细胞因子、病毒病原体、内毒素、真菌毒素、和β2微球蛋白等，并且因此公开的方法可用于治疗高钾血症、全身性炎症、过量的促炎或抗炎刺激物或介质、以及横纹肌溶解。本公开的专利技术在具有泵的体外回路中利用中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂的组合，并允许使用聚合物吸着剂处理血液。当血液进入中空纤维过滤器模块时，血细胞通过纤维膜的内部通道，而较小的分子能够渗透通过过滤膜并进入壳体的腔外空间中。本文描述了数种构造，所有构造均包括与聚合物吸着剂接触的中空纤维过滤器模块渗透物，所述聚合物吸着剂选择性地结合异常水平的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或外源性毒素。与标准透析操作相比，本公开的方法不使用透析液对要去除的目标分子进行对流，从而有助于大大降低与标准透析机器和操作有关的复杂性。与类似的现有技术相比，本文中描述的方法提供的一个主要优点在于仅需要一个泵来有效减少目标分子。通常，利用中空纤维过滤器模块与聚合物吸着剂组合的方法需要一个泵使血液循环通过中空纤维和至少一个独立的泵以产生渗透物的流动，从而足以去除目标分子。附图说明被包括在内以提供对本公开内容的进一步理解的附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分，对本公开内容的一些方面进行举例说明并且结合详细描述用于解释本公开内容的原理。相对于可基本理解本公开内容和可实施本公开内容的各方式所必需的，没有试图更详细地显示本公开的结构细节。在附图中：图1是利用在壳体的腔外空间中包含聚合物吸着剂的中空纤维过滤器模块的体外回路的示意图。图2是利用在壳体的腔外空间中包含聚合物吸着剂的中空纤维过滤器模块，以及将腔外空间壳体的腔外端口连接到血泵入口侧的另外管线的体外回路的示意图。图3是利用在壳体的腔外空间中包含聚合物吸着剂的中空纤维过滤器模块，以及使渗透物在腔外空间中循环的独立泵的体外回路的示意图。图4是利用在壳体的腔外空间中包含聚合物吸着剂的中空纤维过滤器模块，以及使渗透物在腔外空间中循环的热虹吸管的体外回路的示意图。图5是利用中空纤维过滤器模块和独立聚合物吸着剂装置的体外回路的示意图，该聚合物吸着剂装置包含在将腔外空间壳体的腔外端口连接到血泵入口侧的管线中。图6是利用串联的两个中空纤维过滤器模块的体外回路的示意图，每个中空纤维过滤器模块在壳体的腔外空间中包含聚合物吸着剂。图7是利用以下装置的体外回路的示意图，所述装置为在壳体的腔外空间中包含聚合物吸着剂的中空纤维过滤器模块、在血液出口处的流速限制装置、和将腔外空间壳体的腔外端口连接到血液返回管线的另外管线。图8是利用中空纤维过滤器模块和独立聚合物吸着剂装置的体外回路的示意图，所述体外回路具有用于血液循环和渗透物循环的独立泵。专利技术详述根据需要，本文公开了本专利技术的一些详细实施方案；应当理解，所公开的实施方案仅仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以多种形式实施。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员应用本专利技术的基础。以下具体实施例将使本专利技术更好地被理解。但是，其仅仅是以指导的方式给出，并不意味着任何限制。参照以下详细描述结合形成本公开内容一部分的附图和实例，可更容易地理解本专利技术。应理解，本专利技术不限于本文中描述和/或示出的特定材料、装置、方法、应用、条件或参数，并且本文中使用的术语仅是为了通过实例的方式对特定实施方案进行描述，并非旨在对所要求保护的专利技术进行限制。本文中使用的术语“多个/种”意指多于一个/种。当表达值的范围时，另一个实施方案包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当通过在先使用“约”将值表示为近似值时，将理解该特定值形成另一个实施方案。所有范围都包括端值且是可组合的。应当理解，为了清楚起见本文在独立实施方案的上下文中描述的本专利技术的某些特征也可在单个实施方案中组合提供。反之，为了简洁起见，在单个实施方案的上下文中描述的本专利技术的多个特征也可独立或以任意子组合提供。另外，提及范围中指出的值时包括了该范围内的各个和每个值，以及值的组合。以下定义旨在帮助理解本专利技术：本文中使用的术语“吸着剂(sorbent)”包括吸附剂和离子交换介质。出于本专利技术的目的，术语“吸(sorb)”被定义为“通过吸收、吸附或离子交换获得(takingup)并结合”。术语“渗透物”描述了已通过中空纤维膜从腔进入腔外空间中的血液组分。术语“腔外端口”意指用于使渗透物流入或流出腔外空间的回路连接器。术语“腔端口”意指用于使血液流入或流出通过中空纤维模块中的中空纤维的回路连接器。在我们的申请中，本文中使用的短语“一个泵”可被解释为“一个泵送通道”。本文中描述的处理方法包括三个主要组成部分；聚合物吸着剂、中空纤维过滤器模块和体外回路。聚合物吸着剂可通过产生合适聚合物的本领域中已知的任何方法制备。聚合物可以是多孔的或无孔的，并且可基于聚合物吸着剂的特性选择聚合物吸着剂以靶向去除给定分子。例如，可用于本文中描述的方法的聚合物能够包括细胞因子吸着剂、离子交换剂、霉菌毒素吸着剂、内毒素吸着剂和用配体或适配体进行功能化用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于减少(i)血液中以异常水平存在的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或(ii)血液中外源性毒素的方法，其利用体外回路中的中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂的组合；/n所述中空纤维模块具有(a)壳体隔室内的腔外空间和(b)多个中空纤维和(c)至少两个腔端口，其被配置成将血液输送进出通过所述模块中的所述中空纤维；其中：/n所述中空纤维包含半透膜；/n所述聚合物吸着剂位于所述中空纤维过滤器模块的所述壳体隔室内的所述腔外空间中，并且所述聚合物吸着剂通过所述中空纤维模块的所述腔外端口处的筛网保留在所述腔外空间中；/n将所述血液泵送通过所述中空纤维，同时包含所述以异常术平存在的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或外源性毒素的血液组分通过所述中空纤维的所述半透膜进入所述腔外空间内的渗透物中，并且所述以异常水平存在的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或外源性毒素的至少一部分被所述聚合物吸着剂保留。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 US 62/477,0751.用于减少(i)血液中以异常水平存在的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或(ii)血液中外源性毒素的方法，其利用体外回路中的中空纤维过滤器模块和聚合物吸着剂的组合；
所述中空纤维模块具有(a)壳体隔室内的腔外空间和(b)多个中空纤维和(c)至少两个腔端口，其被配置成将血液输送进出通过所述模块中的所述中空纤维；其中：
所述中空纤维包含半透膜；
所述聚合物吸着剂位于所述中空纤维过滤器模块的所述壳体隔室内的所述腔外空间中，并且所述聚合物吸着剂通过所述中空纤维模块的所述腔外端口处的筛网保留在所述腔外空间中；
将所述血液泵送通过所述中空纤维，同时包含所述以异常术平存在的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或外源性毒素的血液组分通过所述中空纤维的所述半透膜进入所述腔外空间内的渗透物中，并且所述以异常水平存在的生理分子和生理离子中的一种或两种和/或外源性毒素的至少一部分被所述聚合物吸着剂保留。


2.权利要求1所述的方法，其中所述渗透物从所述壳体的一个或两个腔外端口抽出，并且经由血泵的入口(吸入)侧重新引入所述体外回路中。


3.权利要求1或权利要求2所述的方法，其中使用单个泵将所述血液泵送通过所述中空纤维。


4.权利要求1所述的方法，其中经由第二泵将所述渗透物再循环通过所述壳体的腔外空间。


5.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中：
经由热虹吸回路将所述渗透物再循环通过所述壳体的腔外空间，其中在连接所述模块的两个腔外端口的管线中并入有热传导性管段；
所述传导性管段暴露于空气，从而降低其包含的渗透物的温度并且与位于所述壳体的腔外空间内的较热的渗透物产生热梯度。


6.权利要求1至4中任一项所述的方法，其中经由第二泵将所述渗透物从所述壳体的腔外空间出口再循环通过含有所述聚合物吸着剂的独立装置壳体，并返回到所述中空纤维过滤器模块壳体的腔外空间入口。


7.权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述方法利用多个中空纤维模块。


8.权利要求7所述的方法，其中能够在每个中空纤维过滤器模块中使用不同的聚合物吸着剂和/或不同的中空纤维以去除不同分子量范围的分子或包含不同官能团的分子。


9.权利要求7所述的方法，其中所述体外回路中多个独立的含有聚合物吸着剂的装置包含不同的聚合物吸着剂，其可用于去除不同分子量范围的分子或具有不同类型的分子化学或结构类型的分子。


10.权利要求1至9中任一项所述的方法，其利用所述体外回路中的从所述中空纤维过滤器模块壳体的一个或两个腔外端口到血液返回管线的另外管线以提高渗透物的循环。


11.权利要求1至10中任一项所述的方法，其使用所述体外回路中的流速限制装置或调节器来限制所述中空纤维过滤器模块的出口处的血液流速并且从而提高来自所述中空纤维的腔的分子渗透。


12.权利要求11所述的方法，其中所述流速限制装置是辊夹。


13.权利要求1至12中任一项所述的方法，其中一个或更多个独立的吸附过滤器与所述体外回路一起使用，其中独立的吸附过滤器可包括活性炭、瘦蛋白吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦伊塔伊·扬，塔马兹·古利亚什维利，安德鲁·沙伊雷尔，乔希·维卡雷，蒂莫西·科瓦克斯，玛丽安·格鲁达，托马斯·戈洛比什，文森特·卡波尼，菲利普·陈，
申请(专利权)人：西托索尔本茨公司，
类型：发明
国别省市：美国;US