[發(fā)明專利]透析液再生系統(tǒng)的脲酶引入裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211432964.4
• 申請(qǐng)日: 2022-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN115671426A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙菁?;張淦;秦廣樂;陳大鵬;梁學(xué)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61M1/16
• 分類號(hào): A61M1/16;F25B21/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 郝雅潔

本發(fā)明涉及一種透析液再生系統(tǒng)的脲酶引入裝置及方案，裝置包括儲(chǔ)存部、制冷部和換熱部，儲(chǔ)存部的結(jié)構(gòu)包括一壓力腔，用于儲(chǔ)存純脲酶，換熱部的結(jié)構(gòu)包括一流體通道，用于使透析液從其中通過，制冷部采用半導(dǎo)體制冷組件，其冷端用于將冷量傳導(dǎo)給壓力腔，為純脲酶提供低溫儲(chǔ)存環(huán)境，熱端用于將熱量傳導(dǎo)給流體通道，對(duì)透析液進(jìn)行加熱。本發(fā)明創(chuàng)造性了純脲酶的低溫保存條件，實(shí)現(xiàn)了透析液再生系統(tǒng)的純脲酶實(shí)時(shí)、定量引入，保證了脲酶溶液在人工腎中使用期間的活性和處理效率。利用純脲酶來(lái)處理尿素，具有現(xiàn)有技術(shù)中采用固定化脲酶引入方式所無(wú)法達(dá)到的高效性。且回收制冷部的熱端熱量用于透析液加熱，提高了能量利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腎臟替代治療便攜設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種透析液再生系統(tǒng)的脲酶引入裝置及方法。

背景技術(shù)

目前大多數(shù)慢性腎臟病患者都是在醫(yī)院使用大型的不可移動(dòng)的機(jī)器進(jìn)行間歇性腎臟替代治療，在透析過程中液體、尿毒癥毒素及電解質(zhì)濃度快速變化，與健康腎臟所維持的穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境相差甚遠(yuǎn)，間歇性腎臟替代治療導(dǎo)致尿毒癥毒素的清除效率低下且使用的便捷性較差。隨著微流體及納米技術(shù)的發(fā)展，可用于腎臟替代治療的便攜式設(shè)備，即可穿戴式人工腎于2005年首次實(shí)現(xiàn)。可穿戴式人工腎能夠提供給患者在醫(yī)院外更頻繁更高效的毒素清除治療。

目前可穿戴式人工腎方案主要包括基于血液透析的可穿戴式人工腎和基于腹膜透析的可穿戴式人工腎。治療過程中均需要使用大量的透析液，為了實(shí)現(xiàn)人工腎的可穿戴性，需要使用透析液再生技術(shù)。即需要把每次的透析廢液凈化成能重新使用的透析液，而透析廢液中含量最高的毒素是尿素，約占腎臟氮排泄的90％。它是每日摩爾產(chǎn)量最高的廢物溶質(zhì)，為240-470mmol，有效的去除尿素對(duì)于透析液的循環(huán)再生至關(guān)重要。為了去除尿素，效率最高的方法是利用脲酶，依靠脲酶對(duì)尿素的專一催化分解能力來(lái)快速去除大量尿素。脲酶是一種催化尿素水解為氨和二氧化碳的高度專一性酶，尿素的酶促水解速度是非酶水解速度的1014倍。

現(xiàn)有技術(shù)中，所有使用脲酶的可穿戴式人工腎中所使用的脲酶均為固定化脲酶，固定化脲酶不需要低溫保存條件也不溶于水，所以加入方式就是直接將固定化脲酶放入吸附盒中，讓含有尿素的透析液直接通過，然后更換吸附盒即可。具體可參見申請(qǐng)?zhí)枮?015800340133名稱為“用于補(bǔ)充吸附劑盒內(nèi)的脲酶引入系統(tǒng)”的專利。該引入系統(tǒng)存在的問題是，需要頻繁更換吸附盒，且固定化脲酶的活性一般只有純脲酶活性的萬(wàn)分之一到千分之一。如果能利用純脲酶可極大地提升尿素的去除效果，但由于純脲酶要求低溫保存，因此該引入系統(tǒng)不適用于直接引入純脲酶。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種透析液再生系統(tǒng)的脲酶引入裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了透析液再生系統(tǒng)的純脲酶實(shí)時(shí)、定量引入，保證了脲酶溶液在人工腎中使用期間的活性和處理效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N透析液再生系統(tǒng)的脲酶引入裝置，包括儲(chǔ)存部、制冷部和換熱部，所述儲(chǔ)存部的結(jié)構(gòu)包括一壓力腔，用于儲(chǔ)存純脲酶，所述換熱部的結(jié)構(gòu)包括一流體通道，用于使透析液從其中通過，所述制冷部采用半導(dǎo)體制冷組件，所述半導(dǎo)體制冷組件的冷端用于將冷量傳導(dǎo)給所述壓力腔，為所述純脲酶提供低溫儲(chǔ)存環(huán)境，所述半導(dǎo)體制冷組件的熱端用于將熱量傳導(dǎo)給所述流體通道，對(duì)透析液進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步技術(shù)方案為:

所述儲(chǔ)存部成管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)活動(dòng)裝配有自驅(qū)動(dòng)件，所述壓力腔形成于所述自驅(qū)動(dòng)件與管狀結(jié)構(gòu)之間，自驅(qū)動(dòng)件用于將純脲酶從壓力腔中定量輸出。

所述半導(dǎo)體制冷組件的結(jié)構(gòu)包括制冷單元，其結(jié)構(gòu)為：若干P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體沿周向依次間隔排列成環(huán)形結(jié)構(gòu)，環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)通過若干內(nèi)導(dǎo)電片將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩兩連接成一體，環(huán)形的外側(cè)通過若干外導(dǎo)電片將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩兩連接成一體，且沿周向相鄰的內(nèi)導(dǎo)電片與外導(dǎo)電片之間通過同一個(gè)P型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體串聯(lián)，構(gòu)成一系列串聯(lián)的PN結(jié)，使內(nèi)導(dǎo)電片、外導(dǎo)電片分別構(gòu)成冷端和熱端；若干所述制冷單元沿環(huán)形結(jié)構(gòu)的軸向通過導(dǎo)電件依次串聯(lián)。