JP6438042B2 - 任意のバイパスを用いて吸着材料をインラインで再充填するためのモジュール - Google Patents

Description

本発明は、吸着剤カートリッジ中の吸着材料を任意にインラインで再充填するためのモジュールに関する。モジュールは取り外し可能であってもよく、吸着材料はリン酸ジルコニウムを含み得る。

透析は、半透膜を有する透析装置を通る血液の動きに関与する。同時に、透析液は、透析装置を通じて半透膜の反対側で循環する。患者の血流中に存在する毒素は、血液から膜を通じて透析液に入る。透析装置を通過した後、使用済みの透析液は廃棄される。使用済みの透析液の処分は、連続透析の間に使用するために必要な交換用の透析液を用意するために大量の源水を必要とする。しかしながら、吸着剤透析システムでは、使用済みの透析液は廃棄されずに吸着剤カートリッジを通じて再循環する。吸着剤カートリッジは、透析液中の特定の毒素を選択的に除去するか、または毒素を分解する吸着材料の層を収容する。

吸着剤透析の利点は、はるかに少ない量の水しか必要としないことである。４時間の従来の透析では、透析液を生成するために最大１２０Ｌの水が必要とされることがある。一方、吸着剤透析を使用すると、わずか６Ｌまたは７Ｌの水しか必要とされなくてもよい。このため、排水管及び精製水の連続源の必要性が排除され、システムを運搬可能にする。

吸着剤透析システムの欠点のうちの１つは、高額な費用である。吸着剤カートリッジで使用される材料は、高価な場合がある。各々を使用した後のカートリッジの処分は、廃棄物を出し、費用を増加させる。他の既知の透析流体循環システム及び装置は、別個の筺体を有し、第１の筺体は、その第１の筺体中を流れる透析流体中にナトリウムを放出できる材料を有し、第２の筺体は、その第２の筺体を流れる透析流体からナトリウムイオンを結合できる材料を有する。しかしながら、そのようなシステムは、単一の筺体設計に形成されることはできず、しばしば何リットルもの水を必要とし、運搬可能ではないことがある。このシステムは、特定の構成要素の再利用を可能にし、かつそのようなシステムの動作のための長期的費用の低減を可能にする吸着剤カートリッジの構成要素の一部または全ての再充填も提供しない。

この理由により、吸着剤カートリッジ内で材料をモジュールに分離し、それらの材料の単離を可能にする吸着剤カートリッジが必要とされている。１つ以上の吸着材料の単離を提供し、より安価または再利用不可能な材料が廃棄され、同時により高価であり再利用可能な材料が再充填されることを可能にする吸着剤カートリッジが必要とされている。単体吸着剤カートリッジに容易に接続され得る、及び／または単体吸着剤カートリッジから取り外され得る複数の分離モジュールを有し、それによって、単一単体設計を保持しながら吸着材料及び吸着剤カートリッジの再充填ならびに／または再生利用を促進する単体吸着剤カートリッジがさらに必要とされている。運搬可能な透析機に必要な低減した大きさ及び重量の特徴を有するモジュール式の吸着剤カートリッジも必要とされている。吸着材料をカートリッジのモジュール内に配置することができ、特定の材料または材料の群の単離を可能にするモジュール式の吸着剤カートリッジが必要とされている。モジュール内の吸着材料の処分、再生利用、または再充填のうちのいずれか１つを可能にするための再利用可能な、またはカートリッジから任意に取り外し可能なカートリッジ内のモジュールのうちのいずれか１つがさらに必要とされている。再充填され得る特定の材料を有し、より低価格な材料の処分を可能にする吸着剤カートリッジが必要とされている。

動作中にモジュールを吸着剤カートリッジから取り除くことなく再充填され、システムを使用し易くする吸着材料が必要とされている。流れを再充填器からモジュールに方向付けることによって、モジュールが簡単に再充填されることを可能にする吸着剤モジュールに直接取着される再充填方法が必要とされている。これらのモジュールの再生利用及び／または処分を可能にし、同時に他のモジュールの再充填を可能にする、取り除き可能なモジュールのうちの１つ以上がさらに必要とされている。

本発明の第１の態様は、洗浄ライン、バイパスライン、または流体ラインのうちのいずれか１つから選択される流体流路の任意の部分に流体接続可能な１つ以上のコネクタを有する少なくとも１つの再利用可能なモジュールを備える吸着剤カートリッジに関し、洗浄ラインは再充填器に任意に流体接続可能であってもよく、バイパスラインは別のモジュールに任意に流体接続可能であり、流体ラインは透析回路の任意の部分に任意に流体接続可能である。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、少なくとも１つのモジュール、洗浄ライン、再充填器、及び／またはバイパスラインを通る流れを選択的に方向付けるように、コネクタ上でモジュールの前及び／または後に位置付けられ得る少なくとも１つの弁を備えてもよい。本発明の第１の態様の任意の実施形態では、流れは、気体または液体のいずれかで構成され得る。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、モジュール、洗浄ライン、再充填器、またはバイパスラインを通る流れを選択的に方向付けるようにコネクタ上でモジュールの前及び／または後に位置付けられ得る四方弁、三方弁、二方弁、またはそれらの組み合わせのうちのいずれか１つを備えてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、吸着剤カートリッジを構成する１つ以上のモジュールを有してもよい。本発明の第１の態様の任意の実施形態では、１つ以上の取り外し可能なカートリッジは、再利用可能または再利用不可能であってもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、再利用可能なモジュールが、再充填器に流体接続可能であることによってオフライン状態であるように構成されてもよい。本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールは、流体ラインまたはバイパスラインのうちのいずれか１つに流体接続可能であることによってインライン状態であるように構成されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールと第２のモジュールとは、直列に接続されてもよい。第１のバイパスラインは、コネクタ上で再利用可能なモジュールの前に位置付けられる第１の弁を第２の弁に接続してもよい。第２のバイパスラインは、第２の弁をコネクタ上で再利用可能なモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第３の弁に接続してもよい。第３のバイパスラインは、第２の弁と、コネクタ上で第２のモジュールの後に位置付けられる第４の弁とを接続してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール及び第２のモジュールは直列に接続されてもよく、バイパスラインは、コネクタ上で再利用可能なモジュールの前に位置付けられ得る第１の弁をコネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第２の弁に接続してもよい。バイパスラインは、コネクタ上で第２のモジュールの後に位置付けられる第３の弁にさらに接続してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール及び第２のモジュールは直列に接続されてもよく、第１のバイパスラインは、コネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第１の弁をコネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第２の弁に接続してもよい。第２のバイパスラインは、コネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第３の弁をコネクタ上で第２のモジュールの後に位置付けられる第４の弁に接続してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール及び第２のモジュールは直列に接続されてもよく、第１のバイパスラインは、コネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第１の弁をコネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第２の弁に接続してもよい。第２のバイパスラインは、コネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第３の弁をコネクタ上で第２のモジュールの後に位置付けられる第４の弁に接続してもよい。第１の洗浄ラインは、第１の弁を第１の再充填器コネクタまたはノードに接続してもよく、第２の洗浄ラインは、第２の弁を第１の再充填器コネクタまたはノードに接続してもよく、第３の洗浄ラインは、第３の弁を第２の再充填器コネクタまたはノードに接続してもよく、第４の洗浄ラインは、第４の弁を第２の再充填器コネクタまたはノードに接続してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール及び第２のモジュールは、直列に接続されてもよい。コネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第１の弁は、第１の洗浄ラインを第１の再充填器コネクタに接続してもよい。第２の洗浄ラインは、コネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第２の弁を第１の再充填器コネクタに接続してもよく、第３の洗浄ラインは、コネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第３の弁を第２の再充填器コネクタに接続してもよく、第４の洗浄ラインは、コネクタ上で第２のモジュールの後に位置付けられる第４の弁を第２の再充填器コネクタに接続してもよい。コネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第５の弁は、バイパスラインをコネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられる第６の弁に接続してもよく、コネクタ上で第２のモジュールの後に位置付けられる第７の弁にさらに接続してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、１つ以上のコネクタを有する少なくとも１つの再利用可能な取り除き可能なモジュールを備えてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、少なくとも１つの再利用不可能なモジュールを備えてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールは、吸着材料を収容してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールは、複数の吸着材料を収容してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用不可能なモジュールは、吸着材料を収容してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用不可能な吸着剤モジュールは、複数の吸着材料を収容してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、モジュールを接続するコネクタは、迅速接続、ツイストロック、プッシュオン、及びネジ継手を含む群から選択され得る。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、コネクタは、ある長さの管及び弁または弁組立体を備えてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、少なくとも１つの再利用可能なモジュールは、吸着剤カートリッジから取り外し可能であってもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールは、リン酸ジルコニウム、含水酸化ジルコニウム、活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及びイオン交換樹脂を含む群から選択され得る吸着材料を収容してもよい。本発明の第１の態様の任意の実施形態では、イオン交換樹脂は、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及びマグネシウムイオンを除去するためだけに選択されてもよい。イオン交換樹脂は、キレートイオン交換樹脂であってもよい。それぞれの層が、制限なく任意の組み合わせの層に形成されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用不可能なモジュールは、リン酸ジルコニウム、含水酸化ジルコニウム、活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及びイオン交換樹脂を含む群から選択され得る吸着材料を収容してもよい。本発明の第１の態様の任意の実施形態では、イオン交換樹脂は、ナトリウム、カリウム、カルシウム、及びマグネシウムイオンを除去するためだけに選択されてもよい。イオン交換樹脂は、キレートイオン交換樹脂であってもよい。それぞれの層が、制限なく任意の組み合わせの層に形成されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、再利用可能なモジュールは、再生利用可能及び／または再充填可能であってもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、少なくとも１つのモジュールは、バーコードまたは他の識別システムを有してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、コネクタは、センサに対するアクセスポイントを含んでもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、少なくとも２つのモジュールは、制御されたコンプライアント透析回路の一部であってもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、弁は、モジュールに入る流れ、モジュールから出る流れ、及びモジュール間の流れを調節するためのプログラム可能なコントローラまたはコンピュータシステムの制御下で動作してもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、弁を通る流体の流れは、光電セルまたは他の流れ感知及び／もしくは測定装置によって感知されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、制御ポンプは、流路中で流体を循環させてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着材料は、一緒に混合されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、直列に接続される再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール及び第２のモジュールを有してもよい。第１のモジュールは、流体が第１のモジュール内に方向付けられ得るように、第１の組の１つ以上のコネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、バイパスラインは、流体が第１のモジュールをバイパスすることができるように、第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１の再充填器は、流体が第１の再充填器から第１のモジュールに方向付けられ得るように、第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１のモジュールは、流体が第１のモジュールから第２のモジュール内に方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上のコネクタ上で第１のモジュールの後かつ第２のモジュールの前に位置付けられる第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。バイパスラインは、流体が第２のモジュールをバイパスすることができるように、第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１の再充填器は、流体が第１のモジュールから第１の再充填器に方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上の弁に接続されてもよい。第２の再充填器は、流体が第２の再充填器から第２のモジュールに方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第２の再充填器は、流体が第２のモジュールから第２の再充填器に方向付けられ得るように、第２のモジュールの後に位置付けられる第３の組の１つ以上のコネクタに流体接続されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、直列に接続される再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール及び第２のモジュールを有してもよい。第１のモジュールは、流体が第１のモジュール内に方向付けられ得るように、第１の組の１つ以上のコネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、バイパスラインは、流体が第１のモジュールをバイパスすることができるように、第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１のモジュール及びバイパスラインは、流体が第１のモジュールから第２のモジュール内に方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上のコネクタ上で第１のモジュールの後かつ第２のモジュールの前に位置付けられる第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。バイパスラインは、流体が第２のモジュールをバイパスすることができるように、第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、直列に接続される第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモジュールを有してもよい。モジュールのうちのいずれか１つは、再利用可能であってもよい。第１のモジュールは、流体が第１のモジュール内に方向付けられ得るように、第１の組の１つ以上のコネクタ上で第１のモジュールの前に位置付けられる第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。

本発明の第１の態様の任意の実施形態では、バイパスラインは、流体が第１のモジュールをバイパスすることができるように、第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１の再充填器は、流体が第１の再充填器から第１のモジュールに方向付けられ得るように、第１の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１のモジュールは、流体が第１のモジュールから第２のモジュール内に方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上のコネクタ上で第１のモジュールの後かつ第２のモジュールの前に位置付けられる第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第１の再充填器は、流体が第１のモジュールから第１の再充填器に方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上の弁に接続されてもよい。バイパスラインは、流体が第２のモジュールをバイパスすることができるように、第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第２の再充填器は、流体が第２の再充填器から第２のモジュールに方向付けられ得るように、第２の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第２のモジュールは、流体が第２のモジュールから第３のモジュール内に方向付けられ得るように、第３の組の１つ以上のコネクタ上で第２のモジュールの後かつ第３のモジュールの前に位置付けられる第３の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第２の再充填器は、第２のモジュールからの流体が第２の再充填器に方向付けられ得るように、第３の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。バイパスラインは、流体が第３のモジュールをバイパスすることができるように、第３の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第３の再充填器は、流体が第３の再充填器から第３のモジュールに方向付けられ得るように、第３の組の１つ以上の弁に流体接続されてもよい。第３のモジュールは、第４の組の１つ以上のコネクタに流体接続されてもよい。第３の再充填器は、流体が第３のモジュールから第３の再充填器に方向付けられ得るように、第４の組の１つ以上のコネクタに流体接続されてもよい。

本発明の第１の態様の一部として開示される特徴のうちのいずれも、単独で、または組み合わせで本発明の第１の態様に含まれ得る。

本発明の第２の態様は、流体回路に関する。本発明の第２の態様の任意の実施形態では、流体回路は、１つ以上のコネクタによって直列に接続される少なくとも２つのモジュールを有してもよい。動作可能なラインは、コネクタに沿ったモジュールを通る流れを方向付けることができる。洗浄ラインは、１つ以上のコネクタを再充填器に流体接続することができる。バイパスラインは、モジュール及び動作可能なラインをバイパスすることができる。

本発明の第２の態様の任意の実施形態では、流体回路のバイパスラインは、少なくとも１つの吸着材料と流体連通していてもよい。

本発明の第２の態様の一部として開示される特徴のうちのいずれも、単独で、または組み合わせで本発明の第２の態様に含まれ得る。

本発明の第３の態様は、吸着剤を再充填する方法に関する。本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、再利用可能なモジュールであり得る少なくとも第１のモジュール及び第２のモジュールを１つ以上のコネクタで直列に接続することを含んでもよい。少なくとも１つのコネクタは、少なくとも１つの洗浄ラインに流体接続されてもよく、少なくとも１つの洗浄ラインは再充填器に流体接続されてもよい。少なくとも１つのコネクタは、バイパスラインに流体接続されてもよい。バイパスラインは、コネクタからの流れを逸らして少なくとも１つのモジュールをバイパスすることができる。本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、モジュール、洗浄ライン、及び／またはバイパスライン間の接合部で１つ以上の弁をコネクタに接続することを含んでもよい。本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、弁を選択的に開放及び閉鎖して、コネクタ、モジュール、洗浄ライン、及び／またはバイパスラインを通る流れを方向付けることを含んでもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、コネクタ上で再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールの前に位置付けられる弁を含んでもよい。弁は、コネクタ、洗浄ライン、及びバイパスラインを接続してもよい。弁は、流れが再充填器に方向付けられるように、洗浄ラインに対して開放され、コネクタ及びバイパスラインに対して閉鎖されてもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、コネクタ上で再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールの前に位置付けられる弁を含んでもよい。弁は、コネクタ、洗浄ライン、及びバイパスラインを接続してもよい。弁が、流れが第１のモジュールと再充填器との間で循環するように、洗浄ライン及びコネクタに対して開放され、バイパスラインに対して閉鎖されてもよい。第２の弁は、コネクタ上で第１のモジュールと第２のモジュールとの間に位置付けられてもよく、流れが第１のモジュールから第２のモジュールに進むことができないように閉鎖されてもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、コネクタ上で再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールの前に位置付けられる弁を含んでもよい。弁は、コネクタ、洗浄ライン、及びバイパスラインを接続してもよい。弁は、流れがバイパスラインを通して方向付けられて第１のモジュールをバイパスするように、バイパスラインに対して開放され、洗浄ライン及びコネクタに対して閉鎖されてもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、コネクタ上で再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールの前に位置付けられる弁を含んでもよい。弁は、コネクタ、洗浄ライン、及びバイパスラインを接続してもよい。弁は、流れがコネクタを通してかつ第１のモジュールを通して方向付けられるように、コネクタに対して開放され、バイパスライン及び洗浄ラインに対して閉鎖されてもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、方法は、再充填器または洗浄ラインに取着されるポンプを含んでもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、アルゴン、空気、濾過空気、窒素、及びヘリウム等の気体を使用して、モジュールを膨張させてもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、洗浄ラインは、上部洗浄ラインと下部洗浄ラインに細分されてもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、上部ラインは流体ラインであってもよく、下部ラインは気体ラインであってもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、上部ラインは気体ラインであってもよく、下部ラインは流体ラインであってもよい。

本発明の第３の態様の任意の実施形態では、上部ライン及び下部ラインは両方、流体ラインであってもよい。

本発明の第３の態様の一部として開示される特徴のうちのいずれも、単独で、または組み合わせで本発明の第３の態様に含まれ得る。

活性炭、含水酸化ジルコニウム、ウレアーゼ、アルミナ、及びリン酸ジルコニウムを収容する吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及び酸化ジルコニウムを含み、再利用可能なモジュールであり得る第２のモジュール内にリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 リン酸ジルコニウム吸着材料を再充填するための方法を示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、リン酸ジルコニウム、ウレアーゼ、アルミナ、及び含水酸化ジルコニウムを含み、第２のモジュール内にリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、イオン交換樹脂、アルミナ、ウレアーゼ、及び含水酸化ジルコニウムを含み、第２のモジュール内にリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及びリン酸ジルコニウムを含み、第２のモジュール内に含水酸化ジルコニウム及びリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及び含水酸化ジルコニウムを含み、第２のモジュール内にイオン交換樹脂及びリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、アルミナ、及びウレアーゼを含み、第２のモジュール内に含水酸化ジルコニウム、イオン交換樹脂、及びリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に塩化ナトリウム／重炭酸ナトリウム、活性炭、イオン交換樹脂、活性ジャックビーンミール（ＪＢＭ）／アルミナ、アルミナ、含水酸化ジルコニウム／ガラスビーズ、及び塩化ナトリウムを含み、第２のモジュール内にリン酸ジルコニウムを含む、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及び含水酸化ジルコニウムを含み、第２のモジュール内にリン酸ジルコニウムを含み、第３のモジュール内にリン酸ジルコニウム及び活性炭を含む、３つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュール内に活性炭を含み、第２のモジュール内にアルミナ及びウレアーゼを含み、第３のモジュール内にイオン交換樹脂、リン酸ジルコニウム、及び含水酸化ジルコニウムを含む、３つのモジュールと、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールから第３のモジュールに流体を方向付けるための任意のバイパスラインとを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ３つのモジュール及び再充填器等の別の構成要素に接続される任意のバイパスラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュール及び一方のモジュールを迂回して流体を方向付けるための２つの接続されるバイパスラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュール及び一方のモジュールを迂回して流れを方向付けるための単一のバイパスラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュール及び一方のモジュールを迂回して流れを方向付けるための２つの別個のバイパスラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュール、２つのバイパスライン、及び２つの再充填器を有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュール及び一方のモジュールまたは２つの再充填器をバイパスするための単一のバイパスラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ３つのモジュール、３つのバイパスライン、及び３つの再充填器を有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示す。 ２つのモジュール及びモジュールをバイパスするための２つのバイパスラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示し、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールは、活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、及び含水酸化ジルコニウムを収容し、第２のモジュールは、リン酸ジルコニウムを収容する。 ３つのモジュール、３つのバイパスライン、及び３つの再充填器を有するモジュール式の吸着剤カートリッジを示し、再利用可能なモジュールであり得る第１のモジュールは、活性炭を収容し、第２のモジュールは、アルミナ及びウレアーゼを収容し、第３のモジュールは、含水酸化ジルコニウム、イオン交換樹脂、及びリン酸ジルコニウムを収容する。 バイパスラインならびに各々が気体洗浄ライン及び流体洗浄ラインに分割される２つの洗浄ラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジの単一のモジュールを示す。 バイパスライン、再充填器、ならびに各々が気体洗浄ライン及び流体洗浄ラインに分割される２つの洗浄ラインを有するモジュール式の吸着剤カートリッジの単一のモジュールを示す。 吸着剤カートリッジを利用する制御されたコンプライアント透析回路を示す。

別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、概して、関連分野において当業者に通常理解されるものと同様の意味を有する。

冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、１つの、または１つを超える（すなわち、少なくとも１つの）その冠詞の文法上の目的語を指すために本明細書で使用される。例として、「ある要素（ａｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）」とは、１つの要素または１つを超える要素を意味する。

「前」という用語は、透析システムの構成要素の相対位置を参照して使用される場合、透析システムの正常な動作の流れ方向における上流位置を指す。「後」という用語は、透析システムの正常な動作の流れ方向における下流位置を指す。

「膨張させる」とは、接続ラインまたはモジュールに気体を通過させるプロセスを指す。

「バイパスライン」とは、流体または気体が通って交互に流れ得る主要ラインに接続されるラインを指す。

「カートリッジ」という用語は、デバイス、構造、システム、流路、もしくは機構への接続準備済みの粉末、液体、または気体を収容するように設計された任意の容器を指す。容器は、１つ以上の区画を有し得る。区画の代わりに、容器は、カートリッジを形成するように一緒に接続される２つ以上のモジュールのシステムで構成されてもよく、その２つ以上のモジュールはいったん形成されると、デバイス、構造、システム、流路、または機構に接続され得る。

「カチオン濃縮貯蔵器（ｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）」という用語は、少なくとも１つのカチオン、例えば、カルシウム、マグネシウム、もしくはカリウムイオンで構成される物質を有するか、または保有する対象を指す。

「カチオン注入液源」という用語は、そこからカチオンが得られる源を指す。カチオンの例には、カルシウム、マグネシウム、及びカリウムが挙げられるが、これらに限定されない。この源は、システムによって水和されるカチオンまたは乾燥組成物を含有する溶液であってもよい。カチオン注入液源はカチオンに限定されず、透析液または交換用の流体に注入される他の物質を任意に含んでもよく、非限定的な例は、グルコース、ブドウ糖、酢酸、及びクエン酸であり得る。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語に続くもの全てを含むが、これに限定されない。このため、この用語の使用は、列記される要素が必要とされるか、または必須であるが、他の要素が任意選択であり、存在してもしなくてもよいことを示す。

「コネクタ」は、本明細書に使用する場合、２つの構成要素間の流体接続を形成し、流体または気体は、その一方の構成要素からコネクタを通じて他方の構成要素に流れることができる。コネクタが、その最も広い意味で流体接続を提供し、本発明の任意の１つ以上の構成要素間の任意の種類の管、流体もしくは気体通路、または導管を含んでもよい。

「からなる」という用語は、「からなる」という語句に続くもの全てを含み、これに限定される。このため、この語句は、限定される要素が必要とされるか、または必須であり、他の要素が存在し得ないことを示す。

「から本質的になる」という用語は、「から本質的になる」という用語に続くもの全て、及び記載される装置、構造、もしくは方法の基本動作に影響しない追加の要素、構造、行為、または特徴を含む。

「容器」という用語は、本明細書に使用する場合、例えば、使用済みの透析流体、または塩化ナトリウムもしくは重炭酸ナトリウム溶液もしくは固体、またはウレアーゼ、またはウレアーゼ／アルミナ等の任意の流体または固体を保有するための可撓性または非可撓性であってもよいレセプタクルである。

「制御されたコンプライアンス」及び「制御されたコンプライアント」という用語は、区画、流路、もしくは回路に入る、または出る流体量の移動を能動的に制御する能力を説明する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液回路または制御されたコンプライアント流路内の変化する流体の体積は、１つ以上の貯蔵器を併用して１つ以上のポンプの制御によって拡大及び縮小する。患者の流体量（複数可）、流路、及び貯蔵器がシステムの全体積の一部であると見なされる場合（個々の体積は流体区画と称されることもある）、システム内の流体の体積は、いったんシステムが動作すると全体として一定である（追加の流体がシステムの外から貯蔵器に追加されない限り）。取着された貯蔵器は、システムが、流体を回収し、取着された制御貯蔵器に所望の量を蓄えることによって、ならびに／または精製された及び／もしくは再度平衡された流体を患者に提供し、任意に老廃物を除去することによって、患者の流体量を調整することを可能にする。「制御されたコンプライアンス」及び「制御されたコンプライアント」という用語は、ベッセル容器、導管、容器、流路、調整流路、またはカートリッジ等の規定された空間から空気を除去した後の流体の体積の導入に抵抗するベッセル容器、導管、容器、流路、調整流路、またはカートリッジを単に指す「非コンプライアント体積」という用語とは混同されない。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、制御されたコンプライアントシステムは、流体を双方向に動かすことができる。ある特定の場合では、双方向の流体の動きは、透析装置の内部または外部のいずれかで半透膜を横断してもよい。双方向の流体の流れは、動作の選択された様式で本発明のベッセル容器、導管、容器、流路、調整流路、またはカートリッジを横断して、通って、またはその間で生じ得る。「流体を双方向に動かす」という用語は、半透膜等の障壁に関連して使用される場合、いずれかの方向に障壁を横断して流体を動かす能力を指す。「流体を双方向に動かす」とは、制御されたコンプライアントシステムの流路の両方向に、または流路と貯蔵器との間で流体を動かす能力にも適用することができる。

「制御されたコンプライアント流路」、「制御されたコンプライアント透析液流路」、及び「制御されたコンプライアント溶液流路」という用語は、制御されたコンプライアンスの特性を有するか、または本明細書で定義される制御されたコンプライアントである制御されたコンプライアントシステム内で動作する流路を指す。

「制御ポンプ」は、特定の速度でシステムを通して流体を動かすことができる手段である。「制御ポンプ」という用語は、例えば、区画もしくは回路に入るまたは出る流体量の移動を能動的に制御するように流体を双方向に送り出すように動作可能なポンプである「限外濾過ポンプ」を含み得る。

「制御システム」は、システムを所望の組の性能仕様に維持するように一緒に働く構成要素の組み合わせからなる。制御システムは、所望の性能仕様を維持するように相互運用するように構成されるプロセッサ、メモリ、及びコンピュータ構成要素を使用することができる。制御システムは、性能仕様を維持することが当該技術分野で既知である流体または気体制御構成要素及び溶質制御構成要素も含み得る。

「制御弁」は、液体または気体の動きを制御するための弁である。制御弁が気体の動きを方向付けるとき、「制御弁」を開放または閉鎖することで、気体の動きを高圧気体源からより低い圧力に調節することができる。

「コントローラ」、「制御ユニット」、「プロセッサ」、または「マイクロプロセッサ」は、所与のシステムの動作条件を監視し、それに影響を与えるデバイスである。動作条件とは、典型的には、システムの出力変数と称され、出力変数はある特定の入力変数を調整することによって影響を受けることがある。

「脱ガス装置」は、溶解気体及び非溶解気体を流体から除去することができる構成要素である。

「取り外し可能」または「取り外される」という用語は、システム、モジュール、カートリッジ、または本発明の任意の構成要素から分離され得る本発明の任意の構成要素に関する。「取り外し可能」は、最小の時間または努力でより大きいシステムから外され得る構成要素を指すこともある。ある特定の事例では、構成要素は、最小の時間または努力で取り外され得るが、他の事例では、さらなる努力を必要とすることがある。取り外された構成要素は、任意に、システム、モジュール、カートリッジ、または他の構成要素に再取着されてもよい。取り外し可能なモジュールはしばしば、再利用可能なモジュールの一部であり得る。

「透析液」は、透析されている流体（例えば、血液）と反対の透析膜側で透析装置を通過する流体である。

「透析」は、濾過の一種、または膜を通す選択的拡散のプロセスである。透析は、透析される流体から透析液への膜を通す拡散を介して特定の範囲の分子量の溶質を除去する。透析中、透析される流体が濾過膜を通過し、同時に透析液がその膜の反対側を通過する。溶解された溶質は、流体間の拡散によって濾過膜を横断して輸送される。透析液を使用して、透析される流体から溶質を除去する。透析液は、他の流体を濃縮することもできる。

「透析装置」という用語は、半透膜で分離される２つの流路を有するカートリッジまたは容器を指す。一方の流路は血液用であり、一方の流路は透析液用である。膜は、中空糸、平板、もしくは渦巻きの形態、または当業者に既知の他の従来の形態であり得る。膜は、以下の材料、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ（メチルメタクリレート）、変性セルロース、または当業者に既知の他の材料から選択され得る。

「処分可能」とは、システムから除去され、再利用されない構成要素を指す。

「体外の」という用語は、本明細書に使用する場合、概して、身体の外に位置している、または生じることを意味する。

「体外回路」または「体外流路」という用語は、経路が、対象から血液透析、血液濾過、血液透析濾過、または限外濾過のための装置に血液を運搬し、及び対象に戻すように、その中に構成される導管、弁、ポンプ、流体接続ポート、または感知デバイス等であるがこれらに限定されない１つ以上の構成要素を組み込む流体経路を指す。

「体外流路ポンプ」及び「血液ポンプ」という用語は、体外回路を通して流体を動かす、または運搬するためのデバイスを指す。ポンプは、血液を送り出すのに好適な任意の種類のものであってもよく、当業者に既知のもの、例えば、蠕動ポンプ、チュービングポンプ、隔膜ポンプ、遠心ポンプ、及び往復ポンプを含む。

「流れ」とは、流体、気体、または両方の動きを指す。

「流れ感知装置」または「流れ測定装置」は、特定の領域内の液体または気体の流れを測定することができる装置である。

「流体」は、主題の語句の小集団であり、液体、気体、血漿、及びある程度、塑性固体を含み得る。特に、液体は、本明細書に使用する場合、ゆえに主題の気相及び液相の混合物も含み得る。

「流体連通」という用語は、流体または気体が圧力差によって別の部分に接続されるある部分に動くことができるように、流体または気体をシステム内の一方の構成要素もしくは区画から他方へ動かす能力、または接続されている状態を指す。

「流体接続可能」という用語は、ある点から別の点へ流体または気体の通路を提供する能力を指す。２つの点は、任意の種類の全ての区画、モジュール、システム、構成要素、及び再充填器のうちのいずれか１つ以上の中、またはその間であってもよい。

「注入液」は、透析液の組成物の調整のための１つ以上の塩の溶液である。

「インライン」という用語は、その中でモジュールもしくは一組のモジュールが透析機、透析流路、または透析回路に流体接続される状態を指す。透析は、インライン状態中に継続、中断、または停止されてもよく、インラインは、モジュールが透析機、透析流路、または透析回路に流体接続されている状態のみを指す。

「モジュール」は、システムの分離構成要素を指す。モジュールの各々は、互いに適合され、２つ以上のモジュールのシステムを形成することができる。いったん一緒に適合されると、モジュールは流体接続となり、不注意による切断に抵抗することができる。単一のモジュールは、モジュールが透析で使用するための吸着剤等の意図された目的のために必要な全ての構成要素を備えるように設計される場合、デバイスまたは機構に適合されるカートリッジを表し得る。そのような場合、モジュールは、モジュール内に１つ以上の区画をなしてもよい。あるいは、２つ以上のモジュールは、デバイスまたは機構に適合されるカートリッジを形成してもよく、各モジュールが個別に別個の構成要素を持ち、一緒に接続されるときのみ合わせて、透析で使用するための吸着剤等の意図された目的のために必要な全ての構成要素を備える。モジュールは、任意の数のモジュールを指すように「第１のモジュール」、「第２のモジュール」、「第３のモジュール」等と称され得る。「第１」、「第２」、「第３」等の指示は、別途指示されない限り、流体または気体の流れの方向におけるモジュールのそれぞれの配置を指さず、単にあるモジュールを別のモジュールと区別するのに役立つ。

「再利用不可能」という用語は、構成要素の現在の状態で再利用され得ない構成要素を指す。ある特定の事例では、再利用不可能という用語は、処分可能であるという概念を含み得るが、必ずしも処分可能であるということのみに限定されない。

「オフライン」という用語は、モジュールまたは組のモジュールが透析機、透析流路、または透析回路から流体切断される状態を指す。透析は、オフライン状態中に継続、中断、または停止されてもよく、オフラインは、モジュールが透析機、透析流路、または透析回路から流体切断される状態のみを指す。オフライン状態は、モジュールまたは組のモジュールが本明細書で定義されるように再充填されるプロセスも含むことができる。

「動作可能なライン」または「ライン」は、流体または気体をシステムが動作中に使用される進路に方向付ける通路、導管、またはコネクタである。

「経路」、「運搬経路」、「流体流路」、及び「流路」という用語は、透析液もしくは血液等の流体または気体が通って移動する経路を指す。

「光電セル」は、光または他の電磁放射を測定することができるセンサを指す。

「圧力計」及び「圧力センサ」という用語は、ベッセル容器または容器内の気体または液体の圧力を測定するためのデバイスを指す。

「圧力弁」は、弁を通過する流体または気体の圧力がある一定のレベルに達する場合、弁が流体または気体を通過させるように開く弁である。

「ポンプ」という用語は、吸引または圧力の適用によって流体または気体の動きを引き起こす任意のデバイスを指す。

「プッシュオン継手」は、２つの構成要素を接続するための継手であり、構成要素が、その構成要素に取着される継手の基部に圧力を適用することによって接続され得る。

「迅速接続継手」は、２つの構成要素を接続するための継手であり、継手の雄部は、さらに外側に延在するフランジの末端上の部分を有する外側に延在する可撓性のあるフランジを備え、継手の雌部は、接続されるとフランジの外側の延在部分がリッジ下に座るように内部リッジを備える。圧力を適用することで、可撓性のあるフランジは内向きに押され、リッジを超え、容易に取り除くことが可能となる。

「再充填器」は、使用済みの吸着材料をその元の状態に、またはその近くまで再充填することができる構成要素である。再充填器は、透析システムの一部であってもよく、または残りのシステムから分離されてもよい。再充填器が残りの透析システムと別個である場合、この用語は、使用済みの吸着材料がその元の状態に、またはその近くまで戻されるために送られる別個の施設を含み得る。「再充填器コネクタ」または「再充填器ノード」は、再充填器を別の構成要素に流体接続するコネクタである。

「再充填すること」とは、吸着材料を新たな透析セッションで再利用または使用するための状態に戻すように、吸着材料の機能的能力を回復するための使用済みの吸着材料を処理するプロセスを指す。いくつかの事例では、「再充填可能な」吸着材料の全質量、重量、及び／または量は、同じままである。いくつかの事例では、「再充填可能な」吸着材料の全質量、重量、及び／または量は変化する。発明の任意の一理論に束縛されるものではないが、再充填プロセスは、吸着材料に結合されるイオンを異なるイオンと交換することを含んでもよく、それはいくつかの事例では、システムの全質量を増加または減少させ得る。しかしながら、吸着材料の総量は、いくつかの事例では、再充填プロセスによって変化しない。吸着材料が「再充填」されるとき、吸着材料は「再充填される」といえる。

「再利用可能」とは、一事例では、任意に、使用の間に任意の種類の材料で処理される２回以上使用され得る材料を指す。例えば、材料及び溶液は、再利用され得る。一事例では、再利用可能は、本明細書に使用する場合、そのカートリッジ内に収容される材料（複数可）を再充填することによって再充填され得る材料を収容するカートリッジを指してもよい。

「センサ」は、システム内の１つ以上の変数の状態を決定することができる構成要素である。

「吸着剤カートリッジ」は、１つ以上の吸着材料を収容することができるカートリッジを指す。カートリッジは、透析流路に接続され得る。吸着剤カートリッジ内の吸着材料は、尿素等の特定の溶質を溶液から除去するために使用される。吸着剤カートリッジは、透析の実施に必要な全ての吸着材料がその単一区画内に収容される単一区画設計を有してもよい。あるいは、吸着剤カートリッジは、吸着材料が、単体本体を形成するように接続され得る少なくとも２つの異なるモジュールを横断して分散されるモジュール設計を有してもよい。いったん少なくとも２つのモジュールが一緒に接続されると、接続されたモジュールは、吸着剤カートリッジと称されてもよく、これはデバイスまたは機構に適合され得る。単一のモジュールが透析の実施に必要な全ての吸着材料を収容する場合、その単一のモジュールは、吸着剤カートリッジと称されてもよいことが理解される。

「吸着材料」は、尿素等の特定の溶質を溶液から除去することができる材料である。

「使用済みの透析液」は、透析膜を通じて血液と接触する透析液であり、尿素等の１つ以上の不純物、または廃棄物種類、または廃棄物物質を含有する。

「実質的に柔軟性のない体積」という用語は、最大量の非圧縮流体を収容することができ、その最大量を超える流体のいかなる体積の追加にも抵抗するベッセル容器または容器内の三次元空間を指す。最大量未満の流体の体積の存在により、ベッセル容器または容器を完全に満たすことができない。いったん実質的に柔軟性のない体積が流体で満たされると、その体積からの流体の除去は、流体が実質的に同じ比率で同時に追加及び除去されない限り、流体除去に抵抗する陰圧を生む。当業者であれば、実質的に柔軟性のない体積においてベッセル容器または容器の最小量の拡大もしくは縮小が生じ得るが、しかしながら、最大または最小を超える大量の流体の追加または削減は抵抗されることを認識する。

「水道水」は、追加の処理を伴わずに給水から配管を通じて得られる水を指す。

「ネジ継手」は、２つの構成要素を接続するための継手であり、雄部が雌部にねじ込まれると２つの構成要素が一緒にロックされるように、雄部はシリンダーの周りに巻かれた螺旋状のリッジを有し、雌部は内部の螺旋状のリッジを有する円筒孔である。

「ツイストロック継手」は、２つの構成要素を接続するための継手であり、雄部が雌部に挿入され、どちらかの部分がねじられると、２つの構成要素が一緒にロックされるように、継手の雄部はその幅を超える長さを有するヘッドを備え、継手の雌部はその幅を超え、雄部よりも大きい長さを有する孔である。

「***性毒素」は、血液供給に運ばれ、通常腎臓で除去される毒素である。

「弁」は、流体または気体が特定の経路内を移動することを可能にするように１つ以上の経路を開放、閉鎖、または遮ることによって、流体または気体の流れを方向付けることができるデバイスである。所望の流れを達成するように構成される１つ以上の弁は、「弁組立体」に構成され得る。

「洗浄ライン」は、再充填器とモジュールとの間の流体を方向付けるラインである。

「廃液」という用語は、システムの動作における現在の用途を有しない任意の流体を指す。廃液の非限定的な例には、限外濾過液、または処置を受ける対象から除去された流体量、及びシステムの貯蔵器、導管、または構成要素から排水もしくは流し出される流体が挙げられる。

「水源」という用語は、そこから飲料水または非飲料水を得ることができる源を指す。

「廃棄物種類」、「老廃物」、「廃棄物」、または「不純物種類」という用語は、代謝廃棄物を含む患者または対象に由来する任意の分子またはイオン種類、窒素もしくは硫黄原子を含む分子またはイオン種類、中重量の***性廃棄物及び窒素性廃棄物を指す。廃棄物種類は、健康な腎臓系を有する個人によって特定の恒常性範囲内に保たれる。
吸着剤透析

吸着剤透析は、少量の透析液を用いた透析を可能にし、多くの利点を生む。吸着剤透析では、患者の血液から除去された毒素を含有する使用済みの透析液は、吸着剤カートリッジを通過する。本発明の吸着剤カートリッジは、完全に、またはそれらを非毒性材料と置き換えることによって、使用済みの透析液から特定の毒素を選択的に除去する吸着材料を収容することができる。このプロセスは、使用済みの透析液を清潔な透析液に変換し、それは、次いで透析装置に戻るように再び方向付けられる。

各モジュールが選択吸着材料を収容するモジュール式の吸着剤カートリッジは、吸着剤透析において有用であり得る。このモジュール設計は、吸着剤カートリッジのある特定の部分が廃棄、補充、再生利用、または再充填されることを決定的に可能にする。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、吸着材料は、層に構造化されてもよく、及び／または混合されてもよい。具体的には、モジュールは、混合された、または層の吸着材料を有してもよく、任意の組み合わせの混合された及び積層化されたモジュールは、交換可能に一緒に使用され得る。

費用及び無駄を抑えるために、モジュール式の吸着剤カートリッジのモジュールは、再充填可能であってもよい。吸着剤カートリッジは、再利用可能として具体的に指定されない限り、再利用可能または再利用不可能であってもよい。モジュール内の吸着材料は、適切な溶質を含有する溶液を吸着剤モジュールの層に通すことによって再充填されて、再利用可能にされ得る。

一非限定的な例示的吸着剤カートリッジが図１に示される。使用済みの透析液または流体は、吸着剤カートリッジ１の下部からカートリッジの上部に流れることができる。最初の吸着材料と使用済みの透析液（または流体）との接触は、活性炭２であってもよい。活性炭は、吸着によって流体から非イオン性毒素を除去する。クレアチニン、グルコース、尿酸、β２−ミクログロブリン、及び尿素を除く他の非イオン性毒素が活性炭上で吸着されてもよく、それらの毒素を流体から除去する。他の非イオン性毒素も、活性炭によって除去される。次いで透析液（または流体）は、吸着剤カートリッジを通って含水酸化ジルコニウム層３に進む。含水酸化ジルコニウム層３は、リン酸及びフッ化物アニオンを除去することができ、それらを酢酸アニオンと交換する。流体は、吸着剤カートリッジを通ってアルミナ／ウレアーゼ層４に動き続けることができる。ウレアーゼは、尿素の反応を触媒することができ、アンモニア及び二酸化炭素を形成する。この結果、炭酸アンモニウムを形成する。流体中に存在するリン酸アニオンも、アルミナ上で水酸化物イオンと交換され得る。流体が吸着剤カートリッジを通って進むと、アルミナ層５に達する。アルミナ層５は、いかなる残留するリン酸イオンも流体から除去することができ、吸着剤カートリッジ内にウレアーゼを保持することを助け、ある特定の構成では、この層は、尿素をアンモニウム及び他の成分と交換することができる。流体が通って移動する最後の層は、リン酸ジルコニウム層６であってもよい。リン酸ジルコニウム層６では、アンモニウム、カルシウム、カリウム、及びマグネシウムカチオンが、ナトリウム及び水素カチオンと交換され得る。アンモニウム、カルシウム、カリウム、及びマグネシウムイオンは、全て優先的にリン酸ジルコニウムに結合し、リン酸ジルコニウム層６に元々存在する水素及びナトリウムイオンを放出する。放出されるナトリウムイオンと水素イオンの割合は、リン酸ジルコニウム層６に元々存在する割合によって決まり、したがって制御可能である。流体が吸着剤カートリッジ１を通過することで、流体が再生され、透析装置を通して安全に患者に戻され得る清潔な透析液を形成することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、カリウム、カルシウム、及びマグネシウムが、吸着剤カートリッジによって除去された任意のイオンに取って代わるために清潔な透析液に添加されてもよい。イオンは、吸着剤カートリッジの後の流体流路の区分に位置付けられ得る注入液システムを介して添加及び／または制御され得る。

吸着剤カートリッジ及び吸着材料の費用を考えると、カートリッジの一部が再利用または再充填可能である場合、それは有利であり得る。本発明は、少なくとも１つの再利用可能なモジュールを含む吸着剤カートリッジに関する。図２に示されるように、再利用可能なモジュール１１は、再利用可能なモジュール１１の外周の近くに配設されるラッチ１４を使用してコネクタ１３によって再利用不可能なモジュール１２に流体取着されてもよい。ラッチ１４は、再利用可能なモジュール１１または再利用不可能なモジュール１２の一部として一体的に形成されてもよい。あるいは、それらは、モジュール１１に取着されなければならない別個の構成要素であってもよい。ラッチ部材１４は、モジュール１２の外周上に配設される環状接続リング１５と嵌合されてもよい。１つ以上の係合部材が環状接続リング１５の内側に配設され、径方向運動を用いて互いに対して位置付けられるときにラッチ１４を係合することができる。そのような係合は、再利用可能なモジュール１１と再利用不可能なモジュール１２との間に剛性接続をもたらすことができる。２つの構成要素間の素早く及び有効な接続をもたらすことができる当業者に既知の他の既知のロック機構または締結機構が、本発明によって企図される。円筒形モジュールのみが示されるが、対応する締結機構を持つ矩形、円錐形、三角形等のあらゆる形状のモジュールが本発明によって企図されることが理解される。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタ１３は、再利用可能なモジュール１１及び再利用不可能なモジュール１２の一部として形成されてもよく、モジュール１２に取着されなければならない別個の構成要素である必要はない。むしろ、コネクタ１３は、再利用可能なモジュール１１及び再利用不可能なモジュール１２の一部として成形され得る。コネクタは、モジュール上の雌型及び雄型コネクタの組み合わせであってもよい。例えば、雌型コネクタが一方のモジュールに配設され、雄型コネクタが他方のモジュールに配設されて、１つのコネクタ１３を形成することができる（図示せず）。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタは、モジュール１１及び１２と接着または堅く相互作用される機械的手段によって添着されてもよい。任意の実施形態では、コネクタ１３は、流体が再利用不可能なモジュール１２からコネクタ１３を通って再利用可能なモジュール１１に流れることを可能にする。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタ１３は、再利用不可能なモジュール１２または再利用可能なモジュール１１のいずれかの一部ではないが、管等の別個の構成要素であってもよい。コネクタ１３は、その最も広い意味で定義され、２点間のあらゆる流体接続を包含することが理解される。

再利用可能な及び再利用不可能なモジュールの異なる組み合わせが、一緒に組み合わされてもよいことが理解される。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、両方のモジュールが再利用可能であってもよく、または両方が再利用不可能であってもよい。さらに、モジュールのうちのいずれか１つが、互いから、または吸着剤カートリッジの本体を形成するケーシングから取り外し可能であってもよい。モジュールは、他のモジュールと交換可能であり、容易に組み立てられる標準化された構成要素であってもよい。例えば、図２のラッチ１４は、２つのモジュール間の単純なツイストロックを可能にする。ツイストロックは、モジュールが、モジュールの複雑な操作を必要としない簡単な素早い手動の動きで互いに接続されることを可能にする。接続は、いったん行われると、不注意による係脱に抵抗し得るが、所望に応じて、同様の簡単な素早い手動の動きで容易に係脱されることもできる。例えば、ラッチ付近のモジュールの外周上に適用される力によって、例えば、モジュールを絞ることで、ラッチ部材１４を係合部材から係脱することができる。他の例では、モジュールは、モジュールを互いに対する単純な回転によって係脱されてもよい。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、各モジュールは、吸着剤カートリッジとして独立して機能することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、少なくとも２つのモジュールは、例えば、図２のラッチ１４を使用して互いに係合され、吸着剤カートリッジとして機能するように一緒に流体接続されると一緒に協動することができる。本明細書に記載のそのようなモジュール設計の利点は、任意の特定の吸着剤または吸着材料の組み合わせが吸着剤カートリッジから取り外し可能であることを可能にするように異なる吸着材料が少なくとも２つのモジュール間に分散され得ることである。

本発明の第１、第２、または第３の態様のある特定の実施形態では、コネクタ１３は、再利用可能なモジュール１１及び再利用不可能なモジュール１２の一部として形成されてもよく、モジュール１２に取着されなければならない別個の構成要素である必要はない。むしろ、コネクタ１３は、再利用可能なモジュール１１及び再利用不可能なモジュール１２の一部として成形され得る。コネクタは、モジュール上の雌型及び雄型コネクタの組み合わせであってもよい。例えば、雌型コネクタが一方のモジュールに配設され、雄型コネクタが他方のモジュールに配設されて、１つのコネクタ１３を形成することができる（図示せず）。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタは、モジュール１１及び１２と接着または堅く相互作用される機械的手段によって添着されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタ１３は、流体が再利用不可能なモジュール１２からコネクタ１３を通って再利用可能なモジュール１１に流れることを可能にする。あるいは、コネクタ１３は、再利用不可能なモジュール１２または再利用可能なモジュール１１のいずれかの一部ではないが、管等の別個の構成要素であってもよい。コネクタ１３は、その最も広い意味で定義され、２点間のあらゆる流体接続を包含することが理解される。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、１つ以上の流体コネクタは、本発明の任意のモジュール間に配置されてもよく、１つ以上のそのような流体コネクタは、本明細書に記載される構成のうちのいずれかで提供され得る。例えば、再利用可能なまたは再利用不可能なモジュールは、１、２、３、４、５、またはそれ以上等の任意の数のコネクタを有してもよい。モジュール上の流体コネクタの間隔及び分配は、モジュール間の流体の流れを可能にする、及びまたは増加させるように位置付けられ得る。一例では、流体コネクタは、互いから等距離に離間されてもよく、または軸方向もしくは半径方向に位置してもよい。吸着剤カートリッジは、各々が任意の数の流体コネクタを有する１つ以上のモジュールも有してもよい。層に吸着材料が配置され、そのような層の間に任意のコネクタを有しない単体設計を有する既知の吸着剤カートリッジとは対照的に、本発明の流体コネクタは、任意の特定の吸着剤もしくは吸着材料の組み合わせへの制御された流体または気体の流れを可能にする。流体コネクタは、任意の特定の吸着剤または吸着材料の組み合わせが吸着剤カートリッジから取り外し可能であることも可能にする。例えば、取り外し可能なモジュールは、１つ以上の吸着材料とともに構設されてもよい。次いで取り外し可能なモジュールは、流体コネクタによって吸着剤カートリッジに流体接続され得る。このような構成は有利に、既知の吸着剤カートリッジでは不可能な吸着剤または吸着材料の組み合わせもしくは混合物の別個の処理、再生利用、または再充填を可能にする。具体的には、既知の吸着剤カートリッジは、層に形成されている全ての吸着材料、または１つの吸着材料もしくは吸着材料の混合物のそのような層の間でコネクタを用いずに混合されている複数の吸着材料を有する。本発明の流体コネクタは、コネクタが、流体または気体が曝される吸着材料の順序、特定の吸着剤もしくは吸着材料の組み合わせへの流体または気体の送達、ならびに種々の吸着材料、吸着材料の層、及び吸着材料の組み合わせもしくは混合物への流体または気体の流れ及び流れの速度を制御するため、とても重要であることが理解される。

本発明の一態様では、本発明は、取着準備済みまたは透析機への挿入準備済みの単体の吸着剤カートリッジを形成しない別個の筺体を有する既知の透析システムから区別される一緒に適合される少なくとも２つのモジュールを企図することが理解される。本発明の単体の吸着剤カートリッジは、本明細書に記載される吸着材料のうちの１つ以上を収容する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、カチオン及びアニオン交換材料は、吸着剤カートリッジ内に必ず存在する。換言すると、カチオン及びアニオン交換樹脂（または他の吸着材料）は、吸着剤カートリッジの外の異なる筺体に分離されない。本発明の個々の吸着材料は、各モジュールが流体コネクタによって接続される単一の吸着剤カートリッジ内の異なる取り外し可能及び／または再利用可能なモジュールに分離され得るが、単一の吸着剤カートリッジ設計は、別個の筺体を有する既知の透析システムでは不可能な低減した大きさ及び重量を提供する。本明細書に記載のモジュールは、ラッチ及び係合部材、または当業者に既知の任意の固定もしくは締結機構によって互いにさらに堅く固定されてもよい。特に、本発明の吸着剤カートリッジは、便利な除去、補修、及び監視のために、単一の単体吸着剤カートリッジ内にカチオン及びアニオン交換樹脂を含む本明細書に記載の吸着材料の全てを有してもよい。具体的には、吸着剤カートリッジは、透析の実施に必要な全ての吸着材料が単一区画内に収容される単一区画設計を有してもよい。吸着剤カートリッジはまた、吸着材料が、単体本体を形成するように接続され得る少なくとも２つの異なるモジュールを横断して分散されるモジュール設計を有してもよい。いったん少なくとも２つのモジュールが一緒に接続されると、接続されたモジュールは、デバイスまたは機構と適合される吸着剤カートリッジを形成することができる。有利に、本発明の吸着剤カートリッジは、したがって容易に、再生利用する、再充填する、透析機を処分する、補修する、及び透析機から除去することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、単体設計は、運搬可能な透析機において使用され得る小型設計も提供することができる。さらに、単体設計によって製造可能性が利益を受ける。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、流体コネクタは、迅速接続、ツイストロック継手、プッシュオン継手、またはネジ継手であってもよい。当業者に既知のそのような接続の他の形態も、本発明によって企図される。さらに、コネクタは、ある長さの管及び弁または弁組立体を備えてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタは、本発明の任意の構成要素または組立体を接続するために手動で組み立てられてもよい。別個の締結機構が提供されない場合、コネクタを使用して、本明細書で定義されるようにモジュールのうちのいずれか１つを再充填器に堅く接続することもできる。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、少なくとも１つのモジュールは、制御されたコンプライアント透析回路と流体連通していてもよい。制御されたコンプライアント透析回路の非限定的な例は、図２４に示される。患者の血液は、体外回路３７０を通じて循環する。患者から採血された血液を収容する体外回路３７０の部分は、動脈ライン３５９と称されてもよく、これは、慣例により、血液が患者の動脈から採血されるか静脈から採血されるかにかかわらず患者からの血液を輸送するためのラインを意味すると理解される。同様に、血液を患者に戻す部分は、静脈ライン３６９と称されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、動脈ライン３５９及び静脈ライン３６９は、患者の１つ以上の静脈と接続する。体外回路３７０を通して血液を動かすための原動力（ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ）は、典型的には動脈ライン３５９に沿って位置する血液ポンプ３６０によって提供される。弁３６５は、静脈ライン３６９上に位置してもよい。血液は、典型的には、５０〜６００ｍＬ／分の速度で体外回路３７０を通して運搬され、コントローラによって本発明により行われる処置に好適な任意の必要とされる速度に調整され得る。血液ポンプ３６０が蠕動ポンプであってもよいが、当業者であれば、隔膜ポンプ、遠心ポンプ、及び往復ポンプを含む他の種類のポンプが使用されてもよいことを容易に理解する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、血液ポンプ３６０は、透析装置３５６を通して血液を運搬し、そこで血液が高透過性の透析膜３５７の血液側と接触する。血液は、血液入口３５８を通って透析装置３５６に入り、血液出口３５５から出る。血液の圧力は、血液ポンプ３６０の前に圧力計３６３によって測定され、透析装置３５６の後に圧力計３６８によって測定される。圧力計３６３の圧力は、真空圧増加が低適性アクセス流の指標である回路への血流の適性の指標を提供する。圧力計３６８での圧力指標は、静脈血管中の障害物を検出する役目を果たし得る。追加の圧力計３５３が血液出口３５５の後に位置してもよい。空気トラップ３６７は、患者の循環系への空気の導入を阻止するように体外回路３７０に沿って位置する。空気トラップ３６７は、特定の設計に限定されない。典型的な空気トラップは、空気を膜に通過させて水性流体を保持することによって空気を空気−液体混合物から分離させる疎水性膜を用いる。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、空気トラップ３６７は、フル稼働されてもよく、この場合、圧力計が可撓性の不透過性膜を使用して脈圧を圧力トランスデューサに伝送して直接空気血液界面が存在しないようにすることができる。空気−流体検出器３６４及び３６６は、空気が体外回路３７０内に存在しないことを確認するために存在し、追加の空気−流体検出器３７４が透析回路３８０内に存在してもよい。空気−流体検出器３６４、３６６、及び３７４は、空気または空気泡の存在による溶液密度または散乱の変化を検出することができる超音波センサであってもよい。

体外回路３７０に沿った血液の運搬過程中、ヘパリンまたは他の抗凝固剤が血液に添加されて、透析装置３５６または血液運搬経路／体外回路３７０内での血液凝固を阻止することができる。ヘパリンまたは別の抗凝固剤は、抗凝固剤ポンプ３６２を使用してある計量速度で抗凝固剤容器３６１から添加される。抗凝固剤ポンプ３６２は、ヘパリンを正確に計量することができる任意のポンプであってもよい。

本システム内の透析液は、透析液を透析装置３５６に運ぶ透析液回路内の第１の透析液経路３５１または透析装置３５６をバイパスする役目を果たす破線で示される第２のバイパス経路３８１のうちのいずれか一方を通して運搬される。透析回路は、一対のクイックコネクタ３７８を含んでもよい。第１の経路３５１及び第２の経路３５１は、透析液を運搬するために１つ以上の導管を有する。第２のバイパス経路３８１へのアクセスは、弁３４９によって制御される。当業者であれば、透析装置３５６またはバイパス経路３８１を通る流れを制御するという同一の結果をもたらす二方弁または四方弁を三方弁３４９の代わりに使用することができることを理解する。第１の透析液経路３５１、第２のバイパス経路３８１、及び透析液を運搬するための導管を含む透析装置３５６内の残留量が一体となって、本システム内に存在する透析液の循環量を収容する透析回路３８０を形成する。当業者であれば、透析装置またはバイパスループを通る流れを制御するという同一の結果をもたらす二方弁または四方弁を三方弁３４９の代わりに使用することができることを理解する。

透析膜３５７の透析液側の透析装置３５６を通して運搬される透析液は、拡散、血液濾過、または血液透析濾過によって尿素を含む血液からの老廃物を回収する。透析液は、透析液入口端３５４から透析装置に入り、出口端３７１から出る。透析装置３５６を出た透析液は、透析膜３５７の破損を示す透析液中の血液の存在を決定することができる血液漏出検出器３７２を通過する。透析装置３５６からの透析液の流れは、弁３７３の動作、ならびに透析装置３５６内への透析液の逆流の阻止によって停止または制御されてもよい。透析液は、吸着剤カートリッジ３４１を通して運搬されて老廃物を除去した後に、透析装置３５６を通して再運搬される。透析液は、透析液入口端３４０から吸着剤カートリッジ３４１に入り、出口端３４２から出る。吸着剤カートリッジ３４１の出口端３４２を出る清新された透析液は、伝導率計３４８によって監視されてもよい。追加の伝導率計３５２が存在してもよい。任意に、透析液は、微生物フィルタ３５０を通して濾過されてもよい。空気トラップ３４３は、出口端３４２の前または後に位置付けられて、吸着剤カートリッジ３４１によって透析液中に導入された気体を除去することができる。能動的に循環する透析液の量は、透析回路３８０を形成する導管及び吸着剤カートリッジ３４１の全空隙体積によって決定される。透析回路３８０を形成する導管及び吸着剤カートリッジ３４１の空隙体積は、増大不可能な体積または実質的に柔軟性のない体積を有する。

実質的に柔軟性のない体積を有する導管の全空隙体積は、処理過程にわたって生じ得る圧力変化による流体量の受動的な流入及び流出を阻止する。これにより、処理中の圧力変化が全て使用者または操作員による的確な制御下にあるわけではないという理由により、利益がもたらされる。制御されたコンプライアンス透析回路は、透析回路３８０及び体外回路３７０への流体の流入（流れ込み）ならびに透析回路３８０及び体外回路３７０からの流出（流れ出し）を能動的に制御することによって実現される。この様式では、透析液膜３５７を通過する流体の量は、直接制御下にあり、正確に決定され得る。

制御されたコンプライアンス透析回路が正確に制御されて、流体を的確に除去するか、または流体を透析回路に的確に添加することができる。導管、吸着剤カートリッジ３４１、及び透析回路３８０の他の構成要素の実質的に柔軟性のない空隙体積により、患者に流体を正確に導入するか、または患者から流体を正確に除去する手段を生み出すことによって、透析液膜を横断する任意の時間間隔にわたる流体の正味の動きが正確に制御され得る。この能力を使用して、本システムの対流クリアランスを強化すると同時に、患者から除去される正味の流体を制御する。

図２４に示されるように、透析液は、透析液ポンプ３７９によって透析回路３８０に沿って動く。制御ポンプ３７５が動作していないとき、透析回路３８０の長さに沿った流体は、透析液ポンプ３７９によって決定された速度で流れる。制御ポンプ３７５が動作しているとき、透析装置３５６を出て導管３７６に向かって移動する流体は、制御ポンプ３７５の速度及び透析液ポンプ３７９の速度の組み合わせである速度で流れる。しかしながら、導管３７６の入口点から透析回路３８０に入って透析装置３５６まで移動する流体は、透析液ポンプ３７９の速度で移動する。したがって、透析装置３５６に移動する流体の速度は、制御ポンプ３７５の動作に影響されない。透析液ポンプは、約１０〜約４００ｍＬ／分の速度で動作してもよく、具体的な速度は、血液から透析液への不純物の拡散を達成する透析膜３５７との所望の接触時点での血液ポンプ３６０の速度に依存する。透析液ポンプ３７９及び血液ポンプ３６０の速度は、コントローラ（図示せず）によって制御されてもよい。

導管及び吸着剤カートリッジ３４１の実質的に柔軟性のない空隙体積により、バルク流体または水は、透析装置３５６の体外回路３７０から透析装置３５６の透析液回路３８０までの膜３５７を横断する動きを阻止される。具体的には、透析回路３８０の空隙体積の制御されたコンプライアント特徴により、水は、透析膜を通って体外側から透析液側まで受動的に動くことができない。透析膜の体外側で圧力を上昇させる傾向のある要因、例えば、上昇した血流速度または血液粘度の場合、膜全域の圧力は、透析回路３８０の限られた体積及び透析液の非圧縮性質により自動的に均等化される。透析膜３５７の透析液側で圧力を上昇させる傾向のある要因、例えば、上昇した透析流速の場合、透析回路３８０から体外回路３７０までの水の正味の動きは、そのような動きの場合に透析液回路３８０内に生じる真空圧によって阻止される。透析装置が高流量型であり得るため、いくらかの流体は、膜の血液側と透析液側の圧力差により透析装置膜を横断して往復流動する。これは、膜を横断して溶液を動かすのに必要とされる圧力が低いため、局所現象であり、逆濾過と呼ばれるが、患者による正味の流体利得または損失はもたらされない。

本明細書に記載の制御されたコンプライアンス透析回路を使用して、透析膜を横断する水の正味の動きは、通常動作によって透析膜全域に生み出される圧力差により、受動的に生じるのではなく、能動的制御下で生じる。制御ポンプ３７５が存在し、それは、導管３７６を通して制御されたコンプライアンス透析回路３８０にアクセスする。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、導管３７６は、透析装置３５６の下流点で制御されたコンプライアンス透析回路３８０と交わる。制御ポンプ３７５は、流体を制御貯蔵器３７７から制御されたコンプライアンス透析回路３８０まで動かす流れ込み方向に、または流体を制御されたコンプライアンス透析回路３８０から制御貯蔵器３７７内に動かす流れ出し方向に動作してもよい。透析回路３８０の実質的に柔軟性のない体積により、制御ポンプ３７５が流れ込み方向に動作するときに制御されたコンプライアンス透析回路に追加される体積は、透析膜３５７の透析液側から透析膜３５７の体外側までの流体の正味の動きを引き起こす。制御ポンプ３７５が送り出し方向に動作するとき、流体は、透析膜３５７の体外側から引き出されて制御されたコンプライアンス透析回路内に入る。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、制御ポンプ３７５は、いずれかの方向に０〜約５００ｍＬ／分の速度で動作してもよい。

注入液ポンプ３４４を使用して、カチオン注入液３４５を血液濾過回路３８０内に添加することで、体外回路３７０に導入する代用流体としての役割を果たす適切な生理学的組成を有する流体を生成することができる。容器３４６内の重炭酸塩溶液がポンプ３４７によりさらに添加されて、体外回路への導入前に流体中の生理学的ｐＨを維持することができる。

コネクタが、その最も広い意味で流体接続を提供し、本発明の任意の１つ以上の構成要素間の任意の種類の管、流体もしく気体通路、または導管を含んでもよいことが理解される。

モジュール内の吸着材料は、適切な溶質を含有する溶液を吸着剤モジュールの層に通すことによって再充填され得る。吸着剤モジュールをインラインで再充填するために、このモジュールは、洗浄ラインによってモジュールを再充填するための溶液を収容する再充填器に接続されてもよい。

本発明の第１、第２、及び第３の態様のモジュール式の吸着剤カートリッジの一実施形態が図３に示される。吸着剤カートリッジの再利用不可能なモジュール２２は、活性炭２４、アルミナ／ウレアーゼ２５、及び含水酸化ジルコニウム２６の層を収容する。再利用可能なモジュール２１は、リン酸ジルコニウム２７を収容する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、「再利用不可能な」という用語は、カートリッジ内の構成要素を指すことができ、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、この用語は、カートリッジ内の構成要素及びカートリッジ自体の両方を指すことができる。

透析の完了後、リン酸ジルコニウム層２７は、アンモニウム、カルシウム、カリウム、及びマグネシウムを収容することができる。リン酸ジルコニウムを収容するモジュール２１が取り除かれてもよく、リン酸ジルコニウムが再充填されてもよい。再利用可能なモジュールは、再利用可能なモジュールを再利用不可能なモジュール、バイパスライン、及び／または洗浄ラインに接続するコネクタ２３から接続解除され得る。その後、再利用可能なモジュール２１は、モジュール式の吸着剤カートリッジから取り除かれる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、その後、このモジュール２１が再充填、廃棄、及び交換されてもよく、あるいはこのモジュール内の吸着材料が除去及び補充されてもよい。本発明で使用される材料のうちのいずれか１つが複数回使用され得ることが理解される。そのような複数セッション使用の例では、ある構成要素が使用され得るセッションの数は、別の構成要素が使用され得るセッションの数と同一であっても異なってもよい。非限定的な一例では、ウレアーゼを収容するモジュールが２回使用され得る一方で、リン酸ジルコニウムを収容する別のモジュールは、３回使用され得る。他の場合には、ウレアーゼを収容するモジュールは３回使用され得、リン酸ジルコニウムを収容するモジュールは２回使用され得る。吸着剤カートリッジにおいて使用される別のモジュールと比較して、いずれの複数セッション使用モジュールの使用回数にも制限はないことが理解される。

リン酸ジルコニウムモジュールを再充填する方法が図４に示される。ナトリウムイオン及び水素イオンを含有する洗浄流体３３は、アンモニウムイオンが結合した使用済みのリン酸ジルコニウム３１を収容する再利用可能なモジュール２１を通過させられ得る。これにより、イオン交換が引き起こされ、水素イオン及びナトリウムイオンが、リン酸ジルコニウム３１のアンモニウムイオンを交換することができる。したがって、モジュール２１を出る廃棄流体３４は、遊離したアンモニウムイオンと過剰ナトリウムイオン及び水素イオンを含有する。このプロセスは、その後の透析のためにナトリウムイオン及び水素イオンを含有する再充填されたリン酸ジルコニウム層３２を作り出す。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、再充填器を使用して、使用済みの吸着材料を再充填することができ、この再充填器は、使用済みの吸着材料をその元の状態もしくは使用可能な能力に、またはその近くまで復元させることができる流体を含有する。

カルシウムイオン及びマグネシウムイオンのリン酸ジルコニウムからの除去がより困難であり得、それ故にリン酸ジルコニウムの再充填がより困難であり得るため、再利用可能なリン酸ジルコニウムモジュール内のそれらのイオンのいずれも除去される必要がなくなるように、第１の再利用不可能なモジュール内のカルシウム及びマグネシウムを除去することが有利であり得る。本発明の第１、第２、または第３の態様のそのような実施形態が図５に示される。使用済みの透析液は、第１の再利用不可能なモジュール４２に入り、そこで使用済みの透析液が最初に活性炭層４４を通って流れて、非イオン性尿毒性毒素を除去する。その後、使用済みの透析液は、第１のリン酸ジルコニウム層４９に入ることができる。リン酸ジルコニウム層４９は、カルシウム、マグネシウム、及びカリウムをこの流体から除去することができる。次に、この流体は、リン酸アニオンを除去してそれらを酢酸アニオンと交換する含水酸化ジルコニウム層４６に入ることができる。その後、この流体は、ウレアーゼ層４５及びアルミナ層４８に入ることができ、ここで尿素が炭酸アンモニウムに変換されてもよく、いかなる残留するリン酸イオンも除去されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の再利用不可能なモジュールの任意の実施形態では、活性炭、リン酸ジルコニウム、含水酸化ジルコニウム層、ならびにウレアーゼ層及びアルミナ層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初に第１のリン酸ジルコニウム層、活性炭層、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いで第１のリン酸ジルコニウム層、活性炭層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。なおさらに、透析液は、最初にウレアーゼ層及びアルミナ層、その後、含水酸化ジルコニウム層、次いで第１のリン酸ジルコニウム層、次いで活性炭層を通って流れてもよい。その後、この流体は、コネクタ４３を通って流れ、第２の再利用可能な吸着剤モジュール４１に入ることができる。第２の吸着剤モジュール４１は、リン酸ジルコニウム４７を収容することができる。リン酸ジルコニウム層４７は、アンモニウムイオンをナトリウム及び水素と交換することができる。カルシウムイオン、マグネシウムイオン、及びカリウムイオンが第１のリン酸ジルコニウム層４９によってすでに除去されているため、この第２の層４７は、それらのイオンを回収することはない。透析後、第２のモジュール４１は、アンモニウムイオンが結合したリン酸ジルコニウムのみを収容する。したがって、吸着材料の再充填がより容易になり得る。

再利用可能なモジュールがリン酸ジルコニウム及びイオン交換樹脂、またはリン酸ジルコニウム及び含水酸化ジルコニウムを収容する本発明の第１、第２、または第３の態様の実施形態では、このモジュールは、同一の様式で再充填されてもよい。再利用可能なモジュールの活性炭層は、加熱された水溶液を活性炭層に通すことによって再充填されてもよい。アルミナ／ウレアーゼ層は、最初に加熱された水、またはリン酸ジルコニウムを再充填するための上述の溶液をその層に通し、その後、ウレアーゼを含有する溶液をアルミナ／ウレアーゼ層に通すことによって再充填されてもよい。

本発明の第１、第２、及び第３の態様の別の非限定的な実施形態が図６に示される。使用済みの透析液は、第１の再利用不可能なモジュール５２に入ることができ、そこでこれが最初に活性炭層５４を通って流れて、非イオン性***性毒素を除去する。その後、使用済みの透析液は、イオン交換樹脂層５９に入る。イオン交換樹脂層５９は、カルシウム、マグネシウム、及びカリウムをこの流体から除去する。次に、この使用済みの透析液は、リン酸アニオンを除去してそれらを酢酸アニオンと交換する含水酸化ジルコニウム層５６に入ることができる。その後、この使用済みの透析液は、ウレアーゼ層５５及びアルミナ層５８に入り、ここで尿素が炭酸アンモニウムに変換され、いかなる残留するリン酸イオンも除去される。本発明の第１、第２、または第３の態様の第１の再利用不可能なモジュール５２の任意の実施形態では、活性炭層、イオン交換樹脂層、含水酸化ジルコニウム層、ならびにウレアーゼ層及びアルミナ層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初にイオン交換樹脂、活性炭、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いでイオン交換樹脂層、活性炭層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。なおさらに、透析液は、最初にウレアーゼ層及びアルミナ層、その後、含水酸化ジルコニウム層次いでイオン交換樹脂、次いで活性炭を通って流れてもよい。その後、この流体は、コネクタ５３を通って流れ、第２の再利用可能な吸着剤モジュール５１に入ることができる。吸着剤モジュール５１は、リン酸ジルコニウム５７を収容する。リン酸ジルコニウム層５７は、アンモニウムイオンをナトリウム及び水素と交換することができる。カルシウムイオン、マグネシウムイオン、及びカリウムイオンがイオン交換樹脂層５９によってすでに除去されているため、リン酸ジルコニウム層５７がそれらのイオンを回収することはない。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、イオン交換樹脂５９は、例えばキレートイオン交換樹脂を使用することによってカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを除去するためだけに選択されてもよい。これにより、より少量のイオン交換樹脂の使用が可能になる。そのような樹脂が使用される場合、カリウムは、リン酸ジルコニウム５７によって除去される。カリウムは、カルシウムまたはマグネシウムよりも容易にリン酸ジルコニウムから除去される。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、各モジュール内の吸着材料は、層状に配置されるのではなく混合されてもよい。

当業者であれば、吸着剤カートリッジの再利用可能なモジュール及び再利用不可能なモジュールの両方における吸着材料の異なる組み合わせが本発明の範囲を超えることなく使用されてもよいことを認識する。本明細書に記載の吸着材料は、本発明の第１、第２、及び第３の態様の特定の実施形態に示される任意の組み合わせで一緒に混合されてもよい。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、吸着剤カートリッジは、透析システムから取り除かれてもよい。いったん取り除かれた吸着剤カートリッジは、１つ以上のモジュールに分けられて、再充填されるか、処分されるか、または再生利用されてもよい。例えば、図７は、第２のモジュール１０２が含水酸化ジルコニウム及びリン酸ジルコニウムの両方を収容する本発明の第１、第２、または第３の態様の実施形態を示す。ある特定の実施形態では、第２のモジュール１０２は、本明細書に定義されるように再利用可能であってもよい。使用済みの透析液は、第１のモジュール１０１に入ることができる。使用済みの透析液は、最初に活性炭層１０４を通過してもよい。次に、使用済みの透析液は、カリウム、カルシウム、及びマグネシウムを透析液から除去する第１のリン酸ジルコニウム層１０７を通過してもよい。次に、使用済みの透析液は、アルミナ／ウレアーゼ層１０５を通って動いてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の第１のモジュールの任意の実施形態では、活性炭層、リン酸ジルコニウム層、ならびにウレアーゼ及びアルミナ層の任意の配置が企図される。例えば、この流体は、最初に活性炭層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層、次いでリン酸ジルコニウム層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、流体は、最初にリン酸ジルコニウム層、次いで活性炭層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。なおさらに、この流体は、最初にウレアーゼ層及びアルミナ層、次いでリン酸ジルコニウム層、次いで活性炭層を通って流れてもよい。その後、この流体は、コネクタ１０３を通過し、第２のモジュール１０２に入ることができる。第２のモジュール１０２は、含水酸化ジルコニウム層１０６、及びアンモニウムイオンをこの流体から除去する第２のリン酸ジルコニウム層１０８を収容する。透析後、含水酸化ジルコニウム及びリン酸ジルコニウムを収容する再利用可能なモジュール１０２は、再充填されるか、廃棄されるか、または吸着材料が除去されて新たな材料が添加されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、洗浄ラインは、再利用可能なモジュール１０２上に配設されるコネクタ１０３と、その上に、または流体流路の一部として位置付けられてもよい、再利用可能なモジュール１０２の後に位置付けられる第２のコネクタ（図示せず）とに取着されてもよい。

本発明の第１、第２、または第３の態様の別の非限定的な実施形態が図８に示される。使用済みの透析液は、第１の再利用不可能なモジュール２８０に入ることができ、そこでこれが最初に活性炭層２８３を通って流れて、尿素以外の非イオン性***性毒素を除去する。その後、使用済みの透析液は、アルミナ及びウレアーゼ層２８４に入ることができ、ここで尿素が炭酸アンモニウムに変換され、リン酸イオンが除去される。次に、この流体は、残留するリン酸アニオンを除去してそれらを酢酸アニオンと交換する含水酸化ジルコニウム層２８５に入ることができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の第１のモジュールの任意の実施形態では、活性炭層、含水酸化ジルコニウム層、ならびにウレアーゼ及びアルミナ層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初に活性炭層、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いで活性炭層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。なおさらに、透析液は、最初にウレアーゼ層及びアルミナ層、次いで活性炭層を通って流れ、その後、含水酸化ジルコニウム層に入ることができる。透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いでアルミナ層及びウレアーゼ層を通って流れ、その後、活性炭層を通って流れてもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初にアルミナ層及びウレアーゼ層、次いで含水酸化ジルコニウム層、その後、活性炭層を通って流れてもよい。その後、この流体は、コネクタ２８２を通って流れ、第２の再利用可能な吸着剤モジュール２８１に入ることができる。吸着剤モジュール２８１は、イオン交換樹脂層２８６、及びアンモニウムイオンをこの流体から除去するリン酸ジルコニウム層２８７を収容する。本発明の第１、第２、または第３の態様の第２のモジュールの任意の実施形態では、この流体は、最初にリン酸ジルコニウム層を通り、その後、イオン交換樹脂を通過する。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、各モジュール内の吸着材料は、層状に配置されるのではなく混合されてもよい。透析後、リン酸ジルコニウム２８７及びイオン交換樹脂２８６を収容する再利用可能なモジュール２８１は、再充填されるか、廃棄されるか、または吸着材料が除去されて新たな材料が添加されてもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、各モジュール内の吸着材料は、層状に配置されるのではなく混合されてもよい。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、含水酸化ジルコニウムは、図９に示される第２のモジュール内に含まれてもよい。使用済みの透析液は、第１の再利用不可能なモジュール２９０に入ることができ、ここでそれが最初に活性炭層２９３を通って流れて、非イオン性***性毒素を除去する。その後、使用済みの透析液は、アルミナ層及びウレアーゼ層２９４に入ることができ、ここで尿素が炭酸アンモニウムに変換され、リン酸イオンが除去される。本発明の第１、第２、または第３の態様の第１の再利用不可能なモジュール２９０の任意の実施形態では、透析液は、最初にアルミナ層及びウレアーゼ層を通って流れ、その後、活性炭層を通って流れてもよい。その後、この流体は、コネクタ２９２を通過し、第２の再利用可能なモジュール２９１に入ることができる。第２のモジュール２９１は、含水酸化ジルコニウム層２９５、イオン交換樹脂層２９６、及びリン酸ジルコニウム層２９７を収容する。本発明の第１、第２、または第３の態様の第２のモジュール２９１の任意の実施形態では、含水酸化ジルコニウム層、イオン交換樹脂層、及びリン酸ジルコニウム層の任意の配置が企図される。例えば、この流体は、最初にイオン交換樹脂層を通過し、次いで含水酸化ジルコニウム層を通過し、その後、リン酸ジルコニウム層を通過してもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、この流体は、最初にイオン交換樹脂層を通過し、次いでリン酸ジルコニウム層を通過し、その後、含水酸化ジルコニウム層を通過してもよい。なおさらに、この流体は、リン酸ジルコニウム層を通過し、次いで含水酸化ジルコニウム層を通過し、その後、イオン交換樹脂層を通過してもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、この流体は、最初に含水酸化ジルコニウム層を通過し、次いでリン酸ジルコニウム層を通過し、その後、イオン交換樹脂層を通過してもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、この流体は、最初にリン酸ジルコニウム層を通過し、次いでイオン交換樹脂層を通過し、その後、含水酸化ジルコニウム層を通過してもよい。各モジュール内の吸着材料は、層状に配置されるのではなく混合されることもできる。

本発明の第１、第２、または第３の態様の別の非限定的な実施形態が図１０に示される。塩化ナトリウム及び重炭酸ナトリウム層３０４が、第１のモジュール３０１上に配設される。塩化ナトリウム及び重炭酸ナトリウムは、液体が第１のモジュール３０１に入るにつれて溶解される。使用済みの透析液は、第１のモジュール３０１に入ることができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール３０１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。使用済みの透析液は、次いで活性炭層３０５に入ることができ、非イオン性尿毒性毒素を除去する。その後、使用済みの透析液は、イオン交換樹脂層３０６に入ることができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、これは、カルシウム及びマグネシウムを選択的に除去するためのキレートイオン交換樹脂であってもよい。その後、透析液は、アルミナ層及びウレアーゼ層３０７に入ることができ、ここで尿素が炭酸アンモニウムに変換され、リン酸イオンが除去される。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、ウレアーゼは、ウレアーゼ活性ジャックビーンミール（ＪＢＭ）の形態であってもよい。次に、使用済みの透析液は、アルミナ層３０８に入ることができる。その後、流体は、含水酸化ジルコニウム層３０９を通過することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、含水酸化ジルコニウムは、ガラスビーズと混合されてもよい。塩化ナトリウム層３１０は、第１のモジュール３０１の最後に配設されてもよく、これは、流体が第１のモジュール３０１を通過するにつれてその流体によって溶解される。その後、この流体は、第１のモジュール３０１を出て、コネクタ３０２を通り、第２のモジュール３０３に入ることができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の第１のモジュール３０１の任意の実施形態では、活性炭、アルミナ、ウレアーゼ、イオン交換樹脂、及び含水酸化ジルコニウムの任意の配置が使用され得る。例えば、この流体は、最初に塩化ナトリウム層及び重炭酸ナトリウム層、次いで活性炭、次いで含水酸化ジルコニウム、次いでイオン交換樹脂、次いでアルミナ及びウレアーゼ、次いで塩化ナトリウムを通過することができる。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、この流体は、最初に塩化ナトリウム層、次いでイオン交換樹脂、次いで活性炭、次いで含水酸化ジルコニウム、次いでアルミナ及びウレアーゼ、次いで塩化ナトリウムを通過することができる。第２のモジュールは、リン酸ジルコニウム３１１を収容し、溶液からアンモニウムイオンを除去することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、リン酸ジルコニウム３１１は、ガラスビーズと混合されてもよい。

当業者であれば、材料を層状に配置するのではなく吸着材料をモジュール内で混合することを含む本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態が包含されてもよいことを理解する。吸着材料のそのような混合は、当業者に既知の任意の方法によって吸着材料を単一の層内に散在させることによって実施されてもよい。配置は、吸着材料の層のみならず、混合される吸着材料も含む。

本発明の第１、第２、または第３の態様のモジュール式の吸着剤カートリッジは、２つのモジュールを有するものに限定されない。任意の数のモジュールが本発明の第１、第２、または第３の態様で利用されてもよい。３モジュール吸着剤カートリッジが図１１に示される。第１のモジュール８１は、活性炭層８４、アルミナ／ウレアーゼ層８５、及び含水酸化ジルコニウム層８６を収容する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール８１、第２のモジュール８２、または第３のモジュール８３のうちのいずれか１つは、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。記載される層は、層状に提供されるのではなく一緒に混合されることもできる。３モジュール吸着剤カートリッジの第１のモジュールの本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、活性炭層、含水酸化ジルコニウム層、ならびにウレアーゼ及びアルミナ層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初に活性炭、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いで活性炭層を通って流れ、その後、ウレアーゼ層及びアルミナ層に入ってもよい。なおさらに、透析液は、最初にウレアーゼ層及びアルミナ層、次いで含水酸化ジルコニウム層、その後、活性炭を通って流れてもよい。この場合も同様に、記載される配置は、層のみならず、混合される吸着材料も含む。これらの層を通過した後、この流体は、第１のコネクタ９０を通過することができ、第２のモジュール８２に入る。この第２のモジュール８２は、リン酸ジルコニウム８７を収容する。その後、この流体は、第２のコネクタ９１を通過し、第３のモジュール８３に入ることができる。この第３のモジュール８３は、第２のリン酸ジルコニウム層８８、及び吸着剤カートリッジを通過して出る前の最終精製用の第２の活性炭層８９を収容する。３モジュール吸着剤カートリッジの第３のモジュール８３の本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、活性炭及び第２のリン酸ジルコニウム層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初に活性炭、次いで第２のリン酸ジルコニウム層を通って流れてもよい。任意の数のモジュールが本発明において構成されてもよいことが理解される。例えば、４つ、５つ、６つ、７つ、またはそれ以上のモジュールを有する吸着剤カートリッジが本発明によって企図される。記載される配置が層のみならず、混合される吸着材料も含むことが理解される。

モジュール式の吸着剤カートリッジ内の吸着材料の各層が再充填されてもよいため、これらのモジュール全てが再利用可能であるカートリッジが可能である。正しい再充填溶液を正しいモジュールに通すように方向付けるために、かつ異なる吸着材料が他のものよりも頻繁に交換される必要があり得るため、吸着材料毎に別個のモジュールを利用することがなお有利である。

アンモニウムイオンを結合させるリン酸ジルコニウム層の能力に限りがあるため、尿素をアンモニアに分解するウレアーゼ層の能力は超えられないが、リン酸ジルコニウム層の能力は超えることは可能である。そのような場合には、過剰なアンモニウムイオンは、吸着剤カートリッジを通過させられ、透析液中に残留させられる。患者の安全性を確保するために、アンモニアブレークスルーが生じた時点で、透析セッションが中断され得るか、または少なくともウレアーゼが尿素のアンモニアへの変換を触媒することを阻止され得るかのいずれかが行われ得る。

図１２は、アンモニアブレークスルーの際にアルミナ／ウレアーゼ層のバイパスを可能にし得る３モジュール吸着剤カートリッジを示す。アンモニアブレークスルーは、アンモニウムイオンを交換するリン酸ジルコニウム層の能力が超えられたときに生じ得る。アンモニアブレークスルーの際、使用済みの透析液は、活性炭層６４を収容する第１のモジュール６１に入ることができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール６１、第２のモジュール６２、または第３のモジュール６３のうちのいずれか１つは、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。その後、使用済みの透析液は、第１のコネクタ７１を通過し、フロー弁７３をバイパスする。通常動作時、フロー弁７３は、流体を第２のモジュール６２に入らせるように設定されてもよい。第２のモジュール６２は、尿素のアンモニウムイオンへの分解を触媒するアルミナ／ウレアーゼ層６５を収容する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、単一の弁が使用されてもよく、第１の弁７３または第２の弁７４のいずれかが任意であってもよい。例えば、弁７４は任意であってもよく、当業者であれば、第２のモジュール６２またはバイパス７０を通る流れを交互に方向付けることは、弁７３を三方弁として構成することによって達成され得ることを認識する。所望の交互の流れの方向付けを達成するための他の構成が、本発明によって企図される。その後、流体は、第２の弁７４によって第２のコネクタ７２を通過し、第３のモジュール６３に入る。第３のモジュール６３は、含水酸化ジルコニウム６６、イオン交換樹脂６８、及びリン酸ジルコニウム層６７を収容することができる。３モジュール吸着剤カートリッジの第３のモジュール６３の本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、イオン交換樹脂、含水酸化ジルコニウム層、及びリン酸ジルコニウム層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初にイオン交換樹脂、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、リン酸ジルコニウム層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いでイオン交換樹脂を通って流れ、その後、リン酸ジルコニウム層に入ってもよい。なおさらに、透析液は、最初にリン酸ジルコニウム層、次いで含水酸化ジルコニウム層、その後、イオン交換樹脂を通って流れてもよい。この場合も同様に、記載される配置は、層のみならず、混合される吸着材料も含む。第３のモジュールを通過した後、再生された透析液は、吸着剤カートリッジを出てもよい。アンモニアブレークスルーの際、第１の弁７３は、流体をバイパスライン７０内に再方向付けるように設定されてもよい。このラインは、流体を第２のモジュール６２に入らせず、それ故に尿素は、アルミナ／ウレアーゼ層内でアンモニアに分解されない。流体は、代わりに、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では任意であり得る第２の弁７４に方向付けられ、流体は第２のコネクタ７２に入り、その後、第３のモジュール６３に入る。このように透析を続けながら、アンモニアの生成を回避することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１の弁７３または第２の弁７４のいずれかが任意であってもよく、当業者であれば、第１の弁７３または第２の弁７４のいずれかが三方弁である場合、その機能が単一の弁のみで達成され得ることを認識する。弁または弁組立体は、センサに対するアクセスポイント（図示せず）も含んでもよい。アクセスポイントは、弁組立体の一部であってもよく、そこでセンサが流体と接触して流れまたは圧力読取値等の測定データを取ることができる。本発明によって企図されるそのようなアクセスポイントの形態及び構成は、当業者に既知のものである。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第２の弁７４は除去されてもよく、カートリッジが依然としてバイパス機能を達成することができる。

図１３は、図１２に示される吸着剤カートリッジの本発明の第１、第２、または第３の態様の代替の実施形態を示し、ここで、第１のコネクタ７１及びフロー弁７３が、第２のモジュール６２をバイパスして構成要素７５を通って流れている。構成要素７５は、吸着剤カートリッジに取着されたままの状態で第２のモジュール６２を再充填または洗浄するために使用される再充填器であってもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、構成要素７５は、洗浄流体または再充填流体等の流体を貯蔵する容器であってもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、構成要素７５は、流体をポンプ汲み上げするためのポンプであってもよい。構成要素７５を通過した後、流体は、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では任意であり得る第２の弁７４を介して第２のコネクタ７２を通って戻り、第３のモジュール６３に入ってもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、構成要素７５は、ある期間後に除去されてもよく、流体は、第２のコネクタ７２、及び本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では任意であり得る第２の弁７４を通って第３のモジュール６３を流れてもよい。構成要素７５は、必要に応じて可逆的に取着される及び取り外されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１の弁７３または第２の弁７４のいずれかが任意であってもよく、当業者であれば、第１の弁７３または第２の弁７４のいずれかが三方弁である場合、所望の流れの方向及び機能が単一の弁のみで達成され得ることを認識する。吸着剤モジュールをインラインで再充填するために、このモジュールは、洗浄ラインによってモジュールを再充填するための溶液を収容する再充填器に接続されてもよい。異なる吸着材料は異なる溶液で再充填されるため、流体がモジュールのうちの１つ以上をバイパスし、モジュールのうちの１つ以上を通過することは有益である。

図１４は、モジュールの各々を通って流体を選択的に流す、または流さないために利用され得る本発明の第１、第２、または第３の態様の構成を示す。第１のモジュール１１１に入る前に、流体は、第１の弁１１３を通過してもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール１１１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。第１の弁１１３は、流体を、第１のモジュール１１１内、または第１のバイパスライン１１７内のいずれかに方向付けることができる。流体がバイパスライン１１７に入る場合、次いで流体は、第２の弁１１４を通る。第２の弁１１４は、流体を、第２のバイパスライン１１８を通して、または第３のバイパスライン１１９を通して２つのモジュール間にある第３の弁１１５に方向付けることができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、弁１１４は任意であってもよく、バイパスラインは、モジュールを迂回して流体を動かすように機能することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、弁１１５は任意であってもよく、バイパスラインは、モジュールを迂回して流体を動かすように機能することができる。本明細書では、流体は、第２のモジュール１１２内に方向付けられるだろう。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、流体がバイパスライン１１８を通して方向付けられた場合、流体は、第４の弁１１６に進み、示されるシステムの部分から出るだろう。第１のモジュール１１１を通過する流体も、第３の弁１１５に達する。本明細書では、任意であり得る第３の弁１１５は、流体を第２のモジュール１１２内に方向付けるように、あるいは本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第２のモジュール１１２をバイパスするだろうバイパスライン１１９を通して方向付けるように設定され得る。このように、弁は、流体が両方のモジュールを通して、モジュールのうちのいずれか一方を通して、またはモジュールのうちのいずれも通さずに方向付けられるように設定されてもよい。異なる弁の配置を有する本発明の第１、第２、または第３の態様の代替の実施形態が企図され、例えば当業者であれば、弁１１６及び１１３が三方弁である場合、弁１１４及び１１５を伴わずに２つの弁を用いて同じバイパス機能性が達成され得ることを認識する。

単一のバイパスラインを用いる本発明の第１、第２、及び第３の態様の実施形態が、図１５に示される。第１のモジュール２７１に入る前に、流体は、第１の弁２７３を通過してもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール２７１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第２のモジュール２７２は、再利用可能であってもよい。第１の弁２７３は、流体を、第１のモジュール２７１内、またはバイパスライン２７６内のいずれかに方向付けることができる。流体がバイパスライン２７６に入る場合、次いで流体は第２の弁２７４を通り、第１のモジュール２７１をバイパスする。第２の弁２７４は、流体を、バイパスライン２７６を通して、または第２のモジュール２７２内に方向付けることができる。第２の弁２７４が流体をバイパスライン２７６内に方向付ける場合、流体は第３の弁２７５を通り、第２のモジュール２７２をバイパスする。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、異なる弁の配置を有する代替案が企図され、例えば当業者であれば、弁２７３及び２７５が三方弁である場合、弁２７４を伴わずに同じバイパス機能性が達成され得ることを認識する。

各モジュールに対して別個のバイパスラインを利用する本発明の第１、第２、及び第３の態様の実施形態が、図１６に示される。流体が第１のモジュール１２１に入るため、流体は、第１の弁１２３を通過することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール１２１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。第１の弁１２３は、流体を第１のモジュール１２１内に方向付けるように、または流体を第１のバイパスライン１２７内から、任意であり得る第２の弁１２４に再度方向付けるように設定されてもよい。第１のモジュール１２１を通過した後、または第１のモジュール１２１をバイパスした後、次に流体は、任意であり得る第３の弁１２５を通過する。この第３の弁１２５は、流体を第２のモジュール１２２内に、または第２のバイパスライン１２８内から第４の弁１２６に方向付けるように設定されてもよい。このように、流体は、両方のモジュールを通して、一方のモジュールを通して、またはモジュールのうちのいずれも通さずに流れるように作製されてもよい。異なる弁の配置を有する本発明の第１、第２、または第３の態様の代替の実施形態が企図され、例えば当業者であれば、弁１２６及び１２３が三方弁である場合、弁１２４及び１２５を伴わずに同じバイパス機能性が達成され得ることを認識する。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、バイパスラインは、吸着剤本体ケーシングの一部として形成または成形され得る。この様式では、吸着剤カートリッジは、その上に配設されるバイパスラインを有する単体本体を有する。モジュールのうちの１つ以上は、その上に成形されるバイパスラインを有する単体吸着剤本体カートリッジから取り外し可能であってもよい。この設計は、管または別個のラインの必要性を回避する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、コネクタは、バイパスラインを形成することができる。

図１４、１５、及び１６に示されるように、発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態で利用される弁またはコネクタの正確な数は、本発明の範囲を超えることなく変更されてもよい。弁及びコネクタは、同じ結果を達成するために示される本発明の第１、第２、または第３の態様の実施形態のいずれかにおいて追加または削除されてもよい。さらに、四方弁の機能は、２つの三方弁または３つの二方弁を用いて達成されてもよい。

吸着剤モジュールは、複数の吸着材料の層が、再充填器及びラインを空にして新しい洗浄流体を追加することなく再充填され得るように、複数の再充填器及び洗浄ラインに接続されてもよい。図１７は、複数の洗浄ライン、バイパスライン、及び再充填器を利用する本発明の第１、第２、及び第３の態様の実施形態を示す。第１の再充填器１４７は、再充填器ノード１４３及び１４４に接続されてもよい。第１の洗浄ライン１３９は、第１の再充填器ノード１４３を第１のモジュール１３１の前に位置付けられる第１の弁１３３に接続することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール１３１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。第１の弁１３３は、流体を第１のモジュール１３１内に方向付けるように、あるいは第１のモジュール１３１の後に第２の弁１３４に接続するバイパスライン１３７を通して第１のモジュール１３１をバイパスするように、または第３の代替案として、流体を第１のモジュール１３１と第１の再充填器１４７との間で循環するように第１の洗浄ライン１３９を通して方向付けるように設定されてもよい。第２の再充填器ノード１４４は、第２の洗浄ライン１４０によってこの第２の弁１３４に接続されてもよい。第１のバイパスライン１３７から、または第１のモジュール１３１から流れる流体は、第２の洗浄ライン１４０を通して第２の再充填器ノード１４４に、次いで第１の再充填器１４７内に流れてもよく、または流体を第２のモジュール１３２内に方向付けることができるか、あるいは第２のモジュールの後に位置付けられる第４の弁１３６に接続する第２のバイパスライン１３８を通して第２のモジュール１３２をバイパスすることができる第３の弁１３５を通ってもよい。第３の再充填器ノード１４５は、第３の洗浄ライン１４１によって第３の弁１３５に接続されてもよく、第２の再充填器１４８に接続してもよい。第３の弁１３５は、流体を、第２のモジュール１３２と第２の再充填器１４８との間を循環させるように第３の洗浄ライン１４１を通して、あるいは、第２のバイパスライン１３８を通して、または代替案では、第２のモジュール１３２に方向付けることができる。第４の再充填器ノード１４６は、第４の洗浄ライン１４２によって第４の弁１３６に取着されてもよい。第２のモジュール１３２からの、または第２のバイパスライン１３８からの流体は、第２の再充填器１４８へ第４の弁１３６を通して第４の洗浄ライン１４２内に選択的に方向付けられてもよい。異なる弁の配置を有する本発明の第１、第２、または第３の態様の代替の実施形態が企図され、例えば当業者であれば、同じバイパス機能性が、第１のバイパスライン１３７、第１の洗浄ライン１３９、及び第１のモジュール１３１への接続の各々の側に別個に二方弁の構成で表される弁１３３に対して達成され得ることを認識する。同様に、同じバイパス機能性が、弁１３４を伴わずに、第２のバイパスライン１３８、第２の洗浄ライン１３９、及び第２のモジュール１３１への接続の各々の側に別個に二方弁の構成で表される弁１３５に対して達成され得る。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、バイパスライン１３７及び１３８ならびに洗浄ライン１３９及び１４１は、それぞれ、弁１３４及び１３６ならびに１３３及び１３５ではなく、モジュール間のコネクタに直接接続されてもよい。

再充填器及びバイパスラインを利用することによって、異なる再充填器の流体は、適切なモジュールを通過させられ得る。弁は、流体が再充填器に方向付けられるように、洗浄ラインに対して開放され、コネクタに対して閉鎖されるように設定されてもよい。あるいは、流体が第１のモジュール１３１と再充填器１４７との間を循環させられるように、第１の弁１３３が洗浄ライン１３９及びコネクタに対して開放される一方、第２の弁１３４が第２のモジュール１３２に対して閉鎖されるように設定されてもよい。第１の弁１３３がバイパスライン１３７に対して開放され、コネクタに対して閉鎖される場合、流体は、バイパスライン１３７を通して第１のモジュール１３１を迂回して方向付けられる。最後に、第１の弁１３３がコネクタに対して開放され、第２の弁１３４及び第３の弁１３５が第２のコネクタに対して開放される場合、流体は、両方のモジュールを通して方向付けられる。

単一のバイパスラインを利用する本発明の第１、第２、及び第３の態様の別の実施形態が、図１８に示される。第１の再充填器ノード１６５は、第１の洗浄ライン１６１によって第１のモジュール１５１の前に位置付けられる第１の弁１５３に接続されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール１５１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第２のモジュール１５２は、再利用可能であってもよい。第２の再充填器ノード１６６は、第２の洗浄ライン１６２によって第１のモジュール１５１の後に位置付けられる第２の弁１５４に接続されてもよい。第１の再充填器ノード１６５及び第２の再充填器ノード１６６は、第１の再充填器１６９を接続してもよい。第３の再充填器ノード１６７は、第３の洗浄ライン１６３によって第２のモジュール１５２の前に位置付けられる第３の弁１５５に接続されてもよい。第４の再充填器ノード１６８は、第４の洗浄ライン１６４によって第２のモジュール１５２の後に位置付けられる第４の弁１５６に接続されてもよい。第３の再充填器ノード１６７及び第４の再充填器ノード１６８は、第２の再充填器１７０を接続することができる。第５の弁１５８は、第１のモジュール１５１の前に位置付けられてもよく、第１のモジュール１５１を迂回して第１のモジュール１５１と第２のモジュール１５２との間に位置付けられる第６の弁１５９に流体を方向付けるバイパスライン１５７に接続する。バイパスライン１５７は、第２のモジュール１５２の後に位置付けられる第７の弁１６０にさらに接続されてもよい。弁の他の配置が、本発明によって企図され、当業者であれば、これらの流路を達成するために用いられ得る弁の他の組み合わせを認識する。例えば、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１の弁１５３、第４の弁１５６、及び第６の弁１５９は任意であってもよく、流路機能は、第５の弁１５８、第２の弁１５４、第３の弁１５５、及び第７の弁１６０が三方弁である場合、４つの弁を用いて達成され得る。弁は、流体がモジュール内に、バイパスラインを通して、またはいくつかの組み合わせで再充填器内に流れるように設定されてもよい。

当業者であれば、このシステムが、２つのモジュールを有するモジュール式の吸着剤カートリッジに限定されないことを認識する。追加のモジュールが、追加のバイパスライン及び再充填器を用いて利用されてもよい。図１９は、インラインでモジュールを再充填するための３モジュールシステムを示す。第１の弁１７４は、第１のモジュール１７１、第１のバイパスライン１８０、及び第１の洗浄ライン１８３に接続されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール１７１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。第１の洗浄ライン１８３は、第１の再充填器ノード１８９に接続される。第１の弁１７４は、流体を、第１のモジュール１７１内に、または第１のモジュール１７１の後に位置付けられる第２の弁１７５に接続する第１のバイパスライン１８０内に方向付けることができる。第２の弁１７５は、第２の洗浄ライン１８４、その後、第２の再充填器ノード１９０に接続されてもよい。第１の再充填器ノード１８９及び第２の再充填器ノード１９０は、第１の再充填器１９５を接続することができる。その後、この流体は、第２のモジュール１７２の前に位置付けられる第３の弁１７６に移動する。第３の弁１７６は、第３の再充填器ノード１９１を接続する第３の洗浄ライン１８５取着されてもよい。この第３の弁１７６は、流体を、第２のモジュール１７２内に、または第２のモジュール１７２の後に位置付けられる第４の弁１７７に接続する第２のバイパスライン１８１内に方向付けることができる。この第４の弁１７７は、第４の再充填器ノード１９２に接続される第４の洗浄ライン１８６を接続することもできる。第３の再充填器ノード１９１及び第４の再充填器ノード１９２は、第２の再充填器１９６を接続することができる。その後、この流体は、第３のモジュール１７３の前に位置付けられる第５の弁１７８を通ることができる。第５の弁１７８は、第５の再充填器ノード１９３に接続する第５の洗浄ライン１８７に取着されてもよい。第５の弁は、流体を、第３のモジュール１７３内に、または第３のモジュール１７３の後に位置付けられる第６の弁１７９に接続する第３のバイパスライン１８２内に方向付けることができる。第６の弁１７９は、第６の再充填器ノード１９４に接続する第６の洗浄ライン１８８に取着されてもよい。第５の再充填器ノード１９３及び第６の再充填器ノード１９４は、第３の再充填器１９７を接続することができる。弁は、流体がモジュール内に、バイパスラインを通して、またはいくつかの組み合わせで再充填器内に流れるように設定されてもよい。さらに、当業者に既知の追加の弁の配置が企図される。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、バイパスライン１８０、１８１、及び１８２、ならびに洗浄ライン１８３、１８５、及び１８７は、それぞれ、弁１７５、１７７、及び１７９、ならびに弁１７４、１７６、及び１７８ではなく、モジュール間のコネクタに直接接続されてもよい。

吸着剤カートリッジのモジュールの各々において種々の吸着材料が使用され得る。非限定的な例が図２０に示される。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール２０１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第２のモジュール２０２は、再利用可能であってもよい。第１のモジュール２０１は、活性炭層２１０、アルミナ／ウレアーゼ層２１１、及び含水酸化ジルコニウム層２１２を収容することができる。第２のモジュール２０２は、リン酸ジルコニウム２１３を収容することができる。透析後、これらの層は、各モジュールにおいて再充填され得る。活性炭、含水酸化ジルコニウム、及びアルミナ／ウレアーゼを再充填することができる流体は、第１の弁２０３を通って第１のモジュール２０１内に通され得る。その後、この流体は、第１のモジュール２０１を出て第２の弁２０５を通ることができる。その後、この流体は、第２のモジュール２０２を迂回してバイパスライン２０９内に再度方向付けられてもよい。流体は、第３の弁２０４を通り第３のバイパスライン２０８内から第４の弁２０６を通ることができ、このようにして第２のモジュール２０２をバイパスする。あるいは、リン酸ジルコニウム２１３を再充填するための流体が導入されてもよい。流体は、弁２０３を通り、バイパスライン２０７内から第３の弁２０４に再度方向付けられる。その後、この流体は、バイパスライン２０９を通して第２の弁２０５に再度方向付けられ得る。本明細書では、この流体は、第２のモジュール２０２内に流れるように方向付けられる。これは、再充填流体を他方のモジュール内に導入することなく、一方のモジュールの再充填及び再生利用を可能にする。各モジュール内の吸着材料は、任意の順序であってもよい。あるいは、モジュール内の吸着材料は、混合されてもよい。さらに、当業者に既知の追加の弁の配置が企図される。

本発明の第１、第２、及び第３の態様の別の実施形態は、図２１に示される３モジュールカートリッジである。第１の弁２２４は、第１のモジュール２２１、第１のバイパスライン２３０、及び第１の洗浄ライン２３３に接続されてもよい。洗浄ラインは、第１の再充填器２３９に接続される。第１の弁２２４は、流体を、第１のモジュール２２１内に、または第１のモジュール２２１の後に位置付けられる第２の弁２２５に接続し得る第１のバイパスライン２３０内に方向付けることができる。第２の弁２２５は、第２の洗浄ライン２３４に、次いで第１の再充填器２３９に接続することもできる。その後、この流体は、第２のモジュール２２２の前に位置付けられる第３の弁２２６に移動することができる。第３の弁２２６は、第２の再充填器２４０を接続する第３の洗浄ライン２３５に取着することができる。この第３の弁２２６は、流体を、第２のモジュール２２２内に、または第２のモジュール２２２の後に位置付けられる第４の弁２２７に接続し得る第２のバイパスライン２３１内に方向付けることができる。第４の弁２２７は、第２の再充填器２４０に接続される第４の洗浄ライン２３６に接続することもできる。その後、この流体は、第３のモジュール２２３の前に位置付けられる第５の弁２２８を通ることができる。第５の弁２２８は、第３の再充填器２４１に接続する第５の洗浄ライン２３７に取着することもできる。第５の弁２２８は、流体を、第３のモジュール２２３内に、または第３のモジュール２２３の後に位置付けられる第６の弁２２９に接続する第３のバイパスライン２３２内に方向付けることができる。第６の弁２２９は、第３の再充填器２４１に接続する第６の洗浄ライン２３８に取着することもできる。第１のモジュール２２１は、活性炭２４５を収容することができる。第２のモジュール２２２は、アルミナ／ウレアーゼ２４６を収容することができる。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール２２１、第２のモジュール２２２、または第３のモジュール２２３のうちのいずれか１つは、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。第３のモジュール２２３は、含水酸化ジルコニウム２４７、イオン交換樹脂２４８、及びリン酸ジルコニウム２４９を収容することができる。さらに、当業者に既知の追加の弁の配置が企図される。本発明の第１、第２、または第３の態様の３モジュール吸着剤カートリッジの第３のモジュールの任意の実施形態では、イオン交換樹脂、含水酸化ジルコニウム層、及びリン酸ジルコニウム層の任意の配置が企図される。例えば、透析液は、最初にイオン交換樹脂、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、リン酸ジルコニウム層に入ってもよい。あるいは、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初に含水酸化ジルコニウム層、次いでイオン交換樹脂を通って流れ、その後、リン酸ジルコニウム層に入ってもよい。なおさらに、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、透析液は、最初にリン酸ジルコニウム層、次いで含水酸化ジルコニウム層を通って流れ、その後、イオン交換樹脂に入ることができる。この場合も同様に、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、記載される配置は、層のみならず、混合される吸着材料も含む。使用後、使用済みのモジュールのうちのいずれかは、廃棄され、交換されてもよい。これらは、再充填されてもよい。活性炭２４５は、加熱された水の流体を第１のモジュール２２１に通すことによって再充填されてもよい。アルミナ／ウレアーゼ２４６は、最初に加熱された水の流体を第２のモジュール２２２に通し、その後、ウレアーゼを含有する溶液を通すことによって再充填されてもよい。含水酸化ジルコニウム２４７、イオン交換樹脂２４８、及びリン酸ジルコニウム２４９を収容する第３のモジュール２２３は、水素イオン及びナトリウムイオンを含有する溶液をモジュールに通すことによって再充填されてもよい。モジュールを通して、またはバイパスラインを通して流体を選択的に方向付けることによって、モジュールの各々は、さらなる使用のために再充填されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、バイパスライン２３０、２３１、及び２３２、ならびに洗浄ライン２３３、２３５、及び２３７は、それぞれ、弁２２５、２２７、及び２２９、ならびに２２４、２２６、及び２２８ではなく、モジュール間のコネクタに直接接続されてもよい。

当業者であれば、モジュール内の吸着材料の正確な順序、または特定の吸着材料がその中に収容されているモジュールは、本発明を損なうことなく修正されてもよいことを認識する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、吸着材料は、吸着剤モジュール内で異なって配置されてもよい。さらに、本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、吸着材料は、材料を層状に配置するのではなくモジュール内で混合されてもよい。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、モジュールのうちの１つ以上は、取り外し可能に作製されてもよい。これは、他のモジュールを取り外すことなく、１つ以上のモジュールの取り外しを可能にする。取り外されたモジュールは、廃棄及び交換されてもよく、再充填されてもよく、または吸着材料は廃棄され、モジュールが補充されて、その後、再利用されてもよい。患者をまたがる利用から保護するために、取り外し可能モジュールは、バーコード等の識別構成要素が付けられてもよい。これにより、同じ取り外し可能モジュールを特定の患者と一致させることができ、それによって、そのモジュールの別の患者による使用を回避する。

再利用可能なモジュール、弁、バイパスライン、及び洗浄ラインから残留流体の全てを確実に除去するために、モジュールを通して、空気等の気体、またはアルゴン等の不活性ガスを吹き込むことは有利であり得る。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、気体は、空気、濾過空気、窒素、ヘリウム、または他の気体であり得る。洗浄ラインは、気体がモジュールを通して洗浄液体の代わりに、またはそれに加えて吹き込まれるように適合されてもよい。

本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、洗浄ラインは、図２２に示されるように２つのラインに分割されてもよい。図２２は、洗浄ラインが液体及び気体の両方を利用するように適合される、図１７に示されるものと同様の本発明の第１、第２、または第３の態様の実施形態からの第１のモジュール２５１を示す。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、第１のモジュール２５１は、本明細書で定義されるように再利用可能であってもよい。第１の洗浄ライン２５５は、第１のモジュール２５１の前に位置付けられる第１の弁２５２に接続してもよい。第１の弁２５２は、第１のバイパスライン２５４に接続してもよい。第１のバイパスライン２５４は、液体または気体のいずれかを第１のモジュール２５１を迂回して第２の弁２５３に方向付けることができる。第１の洗浄ライン２５５は、２つのラインにさらに分割されてもよい。これらのラインは、液体洗浄ライン２５７及び気体洗浄ライン２５８である。第２の洗浄ライン２５６は、第２の弁２５３に接続してもよく、また液体洗浄ライン２５９及び気体洗浄ライン２６０の両方を有してもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様のこの実施形態は、気体及び液体の両方が、第１のモジュールに入るか、またはバイパスラインに入り第１のモジュールを迂回することを可能にする。第２のモジュール、第２のバイパスライン、ならびに第３及び第４の流体ラインは、流体もしくは気体が選択的にモジュールに入れられるか、またはそれらをバイパスさせられるように取着される。

図２３は、気体及び液体ラインの両方を利用する本発明の第１、第２、または第３の態様の代替の実施形態を示す。第１の洗浄ライン３２６は、第１の弁３２４から第２の弁３２２に接続してもよい。第１の弁３２４は、再充填器コネクタ３２９及び流体収集器３３１に接続されてもよい。再充填器コネクタ３２９も、第３の弁３２５に取着されてもよい。第３の弁３２５は、気体源３３０に、及び第２の洗浄ライン３２７を介して第４の弁３２３に接続してもよい。第２の弁３２２及び第４の弁３２３の両方は、モジュール３２１及びバイパスライン３２８に接続する。本発明の第１、第２、または第３の態様のこの実施形態は、気体及び液体の両方が、モジュール３２１を通して、またはモジュールの周りを循環することを可能にする。

洗浄ラインを気体洗浄ライン及び液体洗浄ラインに分割することに加えて、洗浄ラインは、２つの異なる液体ラインに分割されてもよい。これは、異なる液体が再充填器とモジュールとの間を移動することを可能にする。

モジュール式の吸着剤カートリッジをより容易に利用するために、弁または弁組立体は、弁を通るモジュール内外の流れを調節するようにプログラムされ得るプログラム可能なコントローラまたはコンピュータシステムによって動作し得る。光学センサ、光電セル、または他の流れ感知装置が、吸着剤カートリッジ内の任意の２つの点を通る流体の流れを検出することができる。例えば、流れを測定するための光学流体流れデバイスが提供されてもよく、このデバイスは、モジュール間の流路、コネクタ、または弁組立体のうちのいずれか１つにセンサが位置付けられた光学流体圧力測定デバイスを含む。好ましくは、センサは、モジュール間に画定される通路内に位置する。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、この光学流体センサは、これらの２つの感知領域間の圧力差を表す出力信号を有する光電子復調器と関連付けられた干渉計に接続されてもよい。本発明の第１、第２、または第３の態様の任意の実施形態では、流れ感知装置は、流体流路を投影する流れ応答性素子と、流体流れに応答した流れ応答性素子の位置変化を検出するこの素子と関連付けられた位置センサとを有してもよい。流れ応答性素子は、当業者に既知の所望の特性を有する多種多様な材料で作製されてもよい。

当業者であれば、動作のための特定の必要性に応じて、透析システムにおいて種々の組み合わせならびに／または修正及び変形が行われてもよいことを理解する。さらに、本発明の態様の一部として例示または記載される特徴は、単独または組み合わせのいずれかで本発明の態様に含まれ得る。

Claims (10)

1. 使用済みの透析液を清潔な透析液に変換するための吸着剤カートリッジであって、
   吸着剤カートリッジを形成する少なくとも１つの再利用可能なモジュールおよび少なくとも第２のモジュールを備え、前記少なくとも１つの再利用可能なモジュールが、洗浄ラインに流体接続可能かつバイパスライン、流体ラインまたは第２のモジュールのうちの少なくとも１つに流体接続可能な、１つ以上のコネクタを有し、
   前記洗浄ラインが、再充填器に流体接続可能であり、
   前記バイパスラインが、別のモジュールに流体接続可能であり、
   前記流体ラインが、透析回路に流体接続可能であり、
   前記少なくとも１つの再利用可能なモジュールが、１つ以上のコネクタを有する取り外し可能な再利用モジュールであり、
   前記少なくとも１つの再利用可能なモジュールが、リン酸ジルコニウム、含水酸化ジルコニウム、活性炭、アルミナ、ウレアーゼおよびイオン交換樹脂を含む群から選択される１つ以上の吸着材料を含み、
   前記吸着剤カートリッジが、少なくとも１つのモジュール、洗浄ライン、再充填器、またはバイパスラインを通る流れを選択的に方向付けるように前記コネクタ上で前記モジュールの前および／または後に位置付けられる少なくとも１つの弁を備え、
   前記１つ以上の吸着材料のうち少なくとも１つが前記再充填器により再充填可能であり、
   前記少なくとも１つの再利用可能なモジュールおよび前記第２のモジュールが直列に接続される、前記吸着剤カートリッジ。
2. 前記再利用可能なモジュールが、再充填器に流体接続可能であることによってオフライン状態にあるように構成される、または前記再利用可能なモジュールが、前記流体ラインもしくは前記バイパスラインのうちのいずれか一方に流体接続可能であることによってインライン状態にあるように構成される、請求項１に記載の前記吸着剤カートリッジ。
3. 前記コネクタが、センサに対するアクセスポイントを含む、請求項１に記載の前記吸着剤カートリッジ。
4. 透析回路であって、
   １つ以上のコネクタによって直列に接続される少なくとも２つのモジュールであって、使用済みの透析液を清潔な透析液に変換するための吸着剤カートリッジを形成する、少なくとも２つのモジュールと、
   前記コネクタに沿った前記モジュールを通る流れを方向付ける動作可能なラインと、
   １つ以上のコネクタを再充填器に流体接続する洗浄ラインと、
   前記モジュールおよび動作可能なラインをバイパスするためのバイパスラインと、を備え、
   前記バイパスラインが、少なくとも１つの吸着材料と流体連通している、前記透析回路。
5. 請求項１に記載の前記吸着剤カートリッジの前記少なくとも１つの弁を制御するためのコンピュータシステムであって、
   モジュールに入る流れ、モジュールから出る流れ、及びモジュール間の流れを調節するように前記少なくとも１つの弁を動作させる、コンピュータシステム。
6. 第１のモジュール、第２のモジュール、および第３のモジュールが直列に接続され、前記第１のモジュールが、流体が前記第１のモジュール内に方向付けられ得るように、第１の組の１つ以上のコネクタ上で前記第１のモジュールの前に位置付けられる第１の組の１つ以上の弁に流体接続される、請求項１に記載の前記吸着剤カートリッジ。
7. 流体が前記第１のモジュールをバイパスすることができるように、バイパスラインが前記第１の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が第１の再充填器から前記第１のモジュールに方向付けられ得るように、前記第１の再充填器が前記第１の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が前記第１のモジュールから前記第２のモジュール内に方向付けられ得るように、前記第１のモジュールが第２の組の１つ以上のコネクタ上で前記第１のモジュールの後かつ前記第２のモジュールの前に位置付けられる第２の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が前記第１のモジュールから前記第１の再充填器に方向付けられ得るように、前記第１の再充填器が前記第２の組の１つ以上の弁に接続され、流体が前記第２のモジュールをバイパスすることができるように、前記バイパスラインが前記第２の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が第２の再充填器から前記第２のモジュールに方向付けられ得るように、前記第２の再充填器が前記第２の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が前記第２のモジュールから前記第３のモジュール内に方向付けられ得るように、前記第２のモジュールが第３の組の１つ以上のコネクタ上で前記第２のモジュールの後かつ前記第３のモジュールの前に位置付けられる第３の組の１つ以上の弁に流体接続され、前記第２のモジュールからの流体が前記第２の再充填器に方向付けられ得るように、前記第２の再充填器が前記第３の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が前記第３のモジュールをバイパスすることができるように、前記バイパスラインが前記第３の組の１つ以上の弁に流体接続され、流体が第３の再充填器から前記第３のモジュールに方向付けられ得るように、前記第３の再充填器が前記第３の組の１つ以上の弁に流体接続され、前記第３のモジュールが、第４の組の１つ以上のコネクタに流体接続され、流体が前記第３のモジュールから前記第３の再充填器に方向付けられ得るように、前記第３の再充填器が前記第４の組の１つ以上のコネクタに流体接続される、請求項６に記載の前記吸着剤カートリッジ。
8. 前記第１のモジュールが、ウレアーゼを含み、前記第２のモジュールが、リン酸ジルコニウムを含み、前記第３のモジュールが、含水酸化ジルコニウムを含み、前記第１のモジュールが、活性炭をさらに含む、請求項６に記載の前記吸着剤カートリッジ。
9. 前記第１のモジュールが、活性炭の第１の層と、前記第１の層の下流のウレアーゼの第２の層と、前記第２の層の下流の活性炭の第３の層と、を含む、請求項８に記載の前記吸着剤カートリッジ。
10. 前記再利用可能なモジュールおよび前記第２のモジュールが、直接接続可能である、請求項１に記載の前記吸着剤カートリッジ。

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