[發明專利]無透析液式人工腎臟設備

有效

• 申請號: 201880070592.0
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN111629813B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: J·A·赫斯汀;C·N·赫斯汀;G·A·C·莫里森;S·A·帕拉查
• 申請（專利權）人: 美國腎臟研究公司
• 主分類號: B01D61/24
• 分類號: B01D61/24;B01D61/28;B01D61/32;B01D61/44;B01D61/48;B01D61/50;B01D61/54;B01D61/02;B01D61/12;B01D61/14;B01D61/58;C02F1/469
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王永偉

描述了用于處理血液的設備和方法，所述設備可以與衰竭的腎臟結合使用或用于替代衰竭的腎臟。設備包括：超濾單元，用于去除蛋白質、紅細胞和白細胞以及其它高分子量組分；納濾單元，用于去除葡萄糖；至少一個電去離子單元，用于從血流運輸離子；以及反滲透單元，用于調控去往血流和尿流兩者的水的流動。在一個實施方式中，提供了專門的電去離子單元，其具有：多個腔室，所述多個腔室限定了多個稀釋物流體通道，每個通道填充有離子特異性樹脂晶片；以及電極，所述電極在設備的末端并且靠近樹脂填充的稀釋物通道中的每一個。通過向這些電極選擇性地施加電壓，能夠打開或關閉給定稀釋物通道的離子運輸功能性。

技術領域

本發明總體上涉及從流體流(fluid stream)去除離子的設備，并且更具體地涉及用于血液的處理的設備。更具體地，其涉及用于從血液去除某些離子和有機分子的分離設備和方法，以及用于實現(effecting)這種去除的多部件設備。在一個具體方面中，其涉及能夠從血流選擇性去除離子的專用電去離子單元。在另一具體方面中，其涉及并入了本發明的專用電去離子單元的用于處理人血液的便攜式、可穿戴式、或者可部分或全部植入的設備，該設備可在不使用透析液的情況下與人腎臟一起使用或用于代替人腎臟以去除毒素。

背景技術

腎臟負責維持人生命所需的許多關鍵功能。總體上，盡管水、幾種離子和各種有機化合物在飲食攝入上不斷變化，但是腎臟每天都保持這些物質的含量和血液濃度不變。這是腎臟通過調控其排泄的水、離子和有機物的量以匹配胃腸道從飲食中的液體和固體食物吸收的水、離子和有機物的量的變化來完成的。

由于腎臟具有幾種不同的功能，因此術語“腎臟的功能”是一種不準確的說法。具體地，腎臟控制我們體內的水和鹽的量，并因此控制血管中的流體的量。此功能是血壓的重要決定因素，并因此腎臟在血壓控制中起關鍵作用。腎臟還通過控制鉀、鈉、氯、碳酸氫根、鈣、鎂和磷的血液濃度來調控血液化學。腎臟負責通過以尿素的形式排泄飲食的氮攝入來維持全身氮平衡。腎臟還產生兩種重要的激素：促紅細胞生成素，其刺激骨髓產生紅細胞；以及維生素D的活性形式，其維持骨骼健康。

慢性腎臟疾病(CKD)和最終地終末期腎病(ESRD)指的是腎功能的總體喪失。患者通過一系列CKD階段(I-V)(其指的是總體功能的惡化喪失)過渡，直到患者達到ESRD，此時需要以透析(血液透析或腹膜透析)或腎臟移植的形式的腎臟替代療法。

除了CKD/ESRD患者中的總體功能喪失之外，其它腎臟疾病也可以分別影響腎臟的具體功能中的每一個。例如，存在影響腎臟排泄鉀的能力的障礙；影響腎臟鈣排泄的障礙；和影響腎臟水分排泄的障礙。當前對這些障礙的治療通常是藥物學的(如果可以獲得的話)。

現今在急性環境中(acute setting)和在需要慢性腎臟替代療法的患者中使用了用于去除這些離子和有機分子的各種方式。在ESRD患者的門診環境中，血液透析和腹膜透析是當前采用的形式(形態，modalities)。天然腎臟移植體是最佳的。然而，由于在美國國家器官捐贈短缺，當前有約100,000名患者在腎臟移植體的等待名單上。

慢性血液透析需要放置AV瘺管或移植物和使用透析期間輸注到血液透析筒(hemodialysis cartridge)中的透析溶液。患者通常每周要透析3次，每次療程3至3.5小時。慢性腹膜透析需要放置永久性腹膜導管，并且在此程序中，施用透析溶液然后在10小時的時間內將其從腹膜腔反復排出。

透析療法的一個缺點是其需要將透析溶液施用到血液透析筒(血液透析)或腹膜腔(腹膜透析)中。其次，其不是連續療法，而是提供離子和有機分子的間歇清除的間歇療法。在血液透析中，由于將治療壓縮到3至3.5小時治療期的急性本質，所以可能發生血壓和其它血液動力學參數的變化。在血液透析或腹膜透析中，既不能特異性地(特定地，specifically)去除醫學上相關的離子或有機分子中的每種，也不具有反饋控制。在血液透析中，每次治療都需要針進入瘺管或移植物，從而增加了血液感染的可能性。在腹膜透析中，當透析液置于腹膜腔中時存在腹膜炎的風險。