KR101949005B1 - 투석액의 처리 방법, 투석 시스템, 및 이것으로의 처리를 위한 투석 환자의 예비-평가 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투석 처리 세션의 조기 부분에, 비카르보네이트 용액을 투석액 회로 내로 외부 주입하여 전구체 투석액 (프라이밍) 용액의 제조에 사용되는 농축액에서 비카르보네이트 요구 및/또는 수착 카트리지 내의 고체 비카르보네이트 층의 필요성을 제거함으로써 투석액을 처리하는 것인, 투석에 사용되는 투석액 용액의 처리 방법을 제공한다. 투석액 중의 나트륨 농도를 감소시키기 위한 멸균 희석수의 도입에 의해 투석 처리 세션의 후반 부분에 투석액을 처리한다. 방법은, 투석 처리 세션 과정에 걸쳐 비카르보네이트, 나트륨, 및 다른 투석액 용액 성분에 대한 순도 기준 및 적용가능한 생리학적 범위를 유지하면서, 투석액 유체, 전해질, 수착 카트리지 물질, 장비 스케일, 또는 이들의 임의의 조합의 보다 효율적이고 감소된 사용을 제공한다.
Description
본 출원은, 2014년 5월 29일 출원된 이전 미국 가특허출원 번호 62/004,642의 35 U.S.C. §119(e) 하의 이익을 주장하며, 상기 가특허출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 투석액(dialysate)의 처리 방법, 그 방법을 수행하기 위한 투석 시스템, 및 이러한 방법 및/또는 시스템을 이용하는 처리의 부분으로서의 투석 환자의 예비-평가 방법에 관한 것이다.
투석은 신장 장애로 인해 혈액 내에 축적된 폐기물 및 과량의 유체를 제거하는 처리이다. 복막 투석 (PD) 및 혈액투석이 투석의 두 가지 형태이다. 혈액투석은, 연속적으로 혈액이 처리 세션 동안 신체로부터 제거되고 투석기 (인공 신장)로 통과하며, 여기서 대사 폐기물 및 과량의 물이 제거되고 pH 및 산/염기 균형이 정규화되는 것인 혈액 정제 방법이다. 혈액은 동시에 환자의 신체로 복귀된다. 투석기는 반-투과성 막으로 이루어진 작은 일회용 장치이다. 막은 폐기물, 전해질, 및 물은 횡단할 수 있게 하지만 큰 분자량의 단백질 및 혈액 세포의 통과는 제한한다. 혈액이 막의 한쪽 측면을 가로질러 펌핑되면서, 투석액은 막의 다른 쪽 측면을 가로질러 반대 방향으로 펌핑된다. 투석액은 염 및 전해질이 첨가된 고도의 정제수이다. 기계는 펌핑하고, 혈액 및 투석액의 압력, 온도, 및 전해질 농도를 제어하는 작용을 하는 제어 유닛이다. 하나의 혈액투석 처리의 평균 길이는 3 내지 5시간이다. 혈액투석은 단일 통과 투석 또는 수착제(sorbent)-기반의 투석으로서 수행될 수 있다.
단일-통과 및 수착 투석(sorbent dialysis) 시스템 둘 다, 불순물로부터 혈액을 세정하고, 환자의 신체 화학을 교정하고, 과량의 유체를 제거하기 위해 미리 정해진 양으로 투석액을 투석기에 전달한다. 수착 투석은, 수착 시스템이 단일-통과 기계보다 적은 물을 사용하고 특별한 배관을 필요로 하지 않는다는 점에서 전형적인 단일-통과 투석과 상이하다. 단일-통과 시스템은 전형적인 4-시간 처리 동안 대략 120 리터의 물을 사용한다. 단일-통과 투석에서, 수 처리 시스템은 연속적으로 정제수를 시스템 내로 펌핑하여 비카르보네이트 및 산 배쓰와 블렌딩되어 최종 투석액을 형성하도록 요구된다. 이는 단일-통과 기계를 수 처리 시스템 및 사용된 투석액 및 거부된 공급원 물이 처분되는 배수관 둘 다에 연결하는 특별한 배관을 필요로 한다.
수착 기술을 이용함으로써, 투석 시스템은 식수 수돗물 6 내지 12 리터를 사용하여 3- 내지 5-시간 투석 처리를 위한 투석액을 제공할 수 있다. 수착 카트리지(sorbent cartridge)는 초기 투석액 (수돗물로부터 형성된)을 정제하고 처리 전반에 걸쳐 투석액을 연속적으로 재순환시키고 재생시킨다. 수착 투석은 연속적 물 공급원, 별도의 정수 기계 또는 바닥 배수를 필요로 하지 않는데, 이는 이것이 작은 부피의 투석액을 연속적으로 재생시키고, 따라서 수 처리 시스템을 기계 내에 혼입하기 때문이다. 추가로, 수착 시스템은, 이들이 투석 절차 전반에 걸쳐 동일한 작은 부피의 투석액을 재순환시키기 때문에, 보다 작은 암페어수 전원을 사용할 수 있다. 단일 통과 투석에서 큰 부피의 투석액에 사용되는 대형 투석액 펌프 및 히터는 필요하지 않다. 수착 투석은 단일 통과 투석에 비해 고도의 휴대성을 제공한다.
수착 투석은 수착 카트리지를 사용하고, 이는 정수기, 및 사용된 (소비된) 투석액을 신선한 투석액으로 재생시키는 수단 둘 다로서 작용한다. 수착 투석 처리 동안, 우레아가 수착 카트리지 내에서 분해되고, 요독성 폐기물이 제거되고, 투석액 pH 및 전해질 균형이 유지된다. 인산지르코늄 (ZrP) 및 함수 산화지르코늄 (HZO) 이온-교환 물질을 포함하는 수착 카트리지가 역사적으로 REDY (재생 투석) 시스템에 사용되어 왔다. REDY 수착 카트리지는 사용된 투석액이 통과하는 여러 층을 갖는다. REDY 카트리지의 구성을 도 1에 나타내었다. 수착 카트리지는 각각 번호 (11) 및 번호 (13)로 표시된 유입구 및 유출구를 갖는 것으로 나타나 있다. 도 2는 REDY 카트리지 내의 각 층의 다양한 기능을 나타낸다. REDY 카트리지의 원리는 우레아제에 의한 효소 반응에 의한 우레아에서 탄산암모늄으로의 가수분해에 기초한다. 도 1 내지 2는 알루미나 지지된 우레아제를 나타낸다. 하기 식은 우레아제의 존재 하에서의 암모니아로의 우레아 전환의 반응을 나타낸다: 
. 이어서, 양이온 교환체에서 반대-이온인 수소 이온 및 Na+ 이온 교환으로 인산지르코늄에 의해 암모니아 및 암모늄 이온이 제거된다. 인산지르코늄은 또한 Ca+, Mg+, K+, 및 투석액 내의 다른 양이온의 제거를 위한 양이온 교환체로서 작용한다. 이어서, 우레아 가수분해로부터의 탄산염이 인산지르코늄 내의 수소 이온과 합쳐져 비카르보네이트를 형성하고, 이것이 산증(acidosis) 교정을 위한 베이스로서 요독성 환자에게 전달된다. 인산지르코늄은 하기에 나타낸 바와 같은 분자 구조를 갖는 무기 양이온 교환 물질로서 나타내어질 수 있다:
나타낸 바와 같이, 물질은 반대-이온으로서 H+ 및 Na+ 둘 다를 함유하고, 이들이 이온 교환의 원인이 된다. 이들 이온의 상대적 함량은 산 ZrP (또는 H+ZrP)가 NaOH로 적정되는 pH에 의해 제어될 수 있다. 생성된 적정 생성물의 조성, Nax +H2-x +ZrP (또는 본원에서 "NaHZrP"로서 약칭됨)은, 투석액에서 이온 교환 과정 동안 달라질 수 있다. 반대 이온으로서 아세테이트를 함유하는 함수 산화지르코늄 (HZO) (HZO·Ac)은 포스페이트 제거를 위한 음이온 교환체로서 작용한다. 물질은 또한 NaHZrP로부터 포스페이트의 침출을 막고 투석 동안 환자에게 해를 끼칠 수 있는 물 중의 음이온 (예를 들어, 플루오라이드)을 제거한다. 이온 교환 동안 방출된 아세테이트는 또한 아세테이트 대사에 의한 산증 교정을 위한 베이스이다. 함수 산화지르코늄 (HZO)의 조성식은 ZrO2·nH2O (즉, 산화지르코늄 수화물) 또는 ZrO2·nOH...H+An- (음이온 형태) (여기서, An은 HZO에 결합된 음이온, 예컨대 아세테이트 ("Ac"), 클로라이드 등임)일 수 있다. 음이온없이, 이는 다양한 정도의 O2 -, OH- 및 H2O가 Zr에 결합된 부분 옥살산첨가된 수산화지르코늄, 즉 Zr(OH)xOy(H2O)z로서 여겨질 수 있다. 카트리지 내의 과립 활성탄이, 환자의 크레아티닌, 요산, 및 질소성 대사 폐기물, 또한 염소 및 클로라민을 물로부터 제거하기 위해 REDY 카트리지에서 사용된다. 따라서, REDY 재생 투석 시스템은 수 처리의 안전성 및 간소성 둘 다 및 그에 따라 혈액투석의 편의성을 제공하기에 효율적이다. 시스템의 효과 및 안전성 기록은 잘 확립되어 있다.
6 리터 부피의 식수 수돗물 및 미리 정해진 양의 염화나트륨, 중탄산나트륨, 및 덱스트로스가 수착 투석에 대한 초기 (전구체) 투석액 용액을 생성하는 데 사용되어 왔다. 전구체 투석액 용액의 제조는 대형 저그(jug), 예를 들어 6-리터 저그 내에서 전해질 및 당을 수돗물에 의해 용해시키고 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 관련된 측정 및 혼합은 오류가 발생하기 쉬울 수 있다. 프라이밍(priming) 동안 투석기로의 통과 전에, 전구체 투석액 용액을 정제를 위해 수착 카트리지로 통과시킨다. 이것이 수착 카트리지를 통해 유동함에 따라, 박테리아, 발열원, 내독소, 금속, 및 유기 용질과 같은 불순물이 전구체 투석액 용액으로부터 제거된다. 정제된 투석액을, 이것이 투석기로 순환될 때까지 투석액 저장소 내에 저장한다. 이것이 투석기를 나오면, 환자의 한외여과액을 포함하는 사용된 (소비된) 투석액이 수착 카트리지로 통과하여 재생된 투석액 (또한, 카트리지 유출물로서 공지됨)으로 전환된다. 기재된 바와 같이, 수착 카트리지 내에 존재하는 인산지르코늄은 또한, Ca+, Mg+, K+, 및 투석액 중의 다른 양이온을 제거하기 위한 양이온 교환체로서 작용한다. 주입액 시스템이 재생된 투석액에 칼슘, 마그네슘, 및 칼륨 전해질을 첨가하고, 따라서 환자의 혈액 중의 전해질 수준 (Ca, Mg, K)의 균형이 유지될 수 있게 하고, 또한 수질과 관련하여 투석 처리에 대한 안전성을 제공한다. 이어서, 재생된 투석액은 투석액 저장소 내로 다시 유동하고, 이는 투석기로 전달될 준비가 된다. 통상의 "6-리터" 시스템에서, 투석 처리 후에 처분되어야 하는 폐기물 투석액은 부피가 6 리터를 현저히 초과할 수 있다.
보다 작은 부피의 투석액을 사용하고, 전구체 투석액 (프라이밍) 용액에서의 비카르보네이트 요구를 제거하여 성분량, 제조 단계 및 배합 복잡성을 감소시키고, 증가된 휴대성 및 편의성을 위해 보다 작은 스케일의 구성요소를 사용하고, 보다 적은 폐기물을 생성하는, 및/또는 용이하게, 또한 비용 효과적으로 재공급될 수 있으면서, 순도 기준을 유지하는 투석 시스템이 바람직하다.
발명의 요약
본 발명의 특징은, 상기 요망되는 필요성 중 하나 이상을 충족시킬 수 있는 투석 시스템에 사용되는 투석액 용액의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 특징은, 수착 카트리지 내의 비카르보네이트 층의 포함 및/또는 비카르보네이트-함유 용액으로의 수착 시스템의 프라이밍 필요성을 제거하면서, 재생된 투석액 중에 생리학적 범위의 비카르보네이트를 제공하는, 초기 투석 기간 동안 수착후(post sorbent) 투석액의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 특징은, 시스템에 취급 및 처분을 위한 과도하게 큰 부피의 추가 유체를 부과하지 않으면서, 희석액을 사용하여 재생된 투석액 중의 나트륨 수준의 생리학적 범위로의 감소를 제공하는, 투석 처리 말단에 보다 가까운 수착후 투석액의 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 특징은, 기재된 본 발명의 방법을 수행할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 특징은, 수착 시스템을 통해 환자에게 보다 맞춤화된 투석 처리를 제공하기 위해 투석 환자를 예비-평가 및 분류하기 위한 컴퓨터처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 특징은, 환자의 투석 처리의 선별 및 관리를 위한 컴퓨터처리된 이러한 방법을 실행하는 데 사용될 수 있는 컴퓨터 프로그램 생성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 하기 발명의 설명에서 부분적으로 기재될 것이며, 이는 부분적으로 발명의 설명으로부터 명백할 것이거나, 또는 본 발명의 실행에 의해 습득될 수 있다. 본 발명의 목적 및 다른 이점은 기재된 발명의 설명 및 첨부된 청구범위에서 특별하게 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 얻어질 것이다.
이들 및 다른 이점을 달성하기 위해, 또한 본 발명의 목적에 따라, 본 발명은, a) 투석기로부터 수용된 소비된 투석액을 수착 카트리지로 통과시켜 재생된 투석액을 생성하고, 재생된 투석액은 수착 카트리지로부터 배출되어 투석기로 다시 순환되고; b) 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로 비카르보네이트 용액을 도입하여 처리된 재생된 투석액을 제공하고, 처리된 재생된 투석액은 투석기로 순환되고; c) 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액에 멸균수를 첨가하여 희석된 재생된 투석액을 제공하고, 희석된 재생된 투석액은 투석기로 순환되는 것을 포함하는, 투석액의 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명은 추가로, 기재된 방법을 수행하기 위한 투석 시스템에 관한 것이다. 투석 시스템은, 혈액 유동로, 투석액 유동로, 신선한 또는 재생된 투석액을 투석기 내로 수용하기 위한 투석액 유입구, 및 소비된 (사용된) 투석액을 투석기로부터 배출시키기 위한 투석액 유출구를 갖는 투석기; 소비된 투석액을 재생시키도록 구성된, 수착 카트리지 유입구 및 수착 카트리지 유출구를 포함하는 수착 카트리지; 투석기의 투석액 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제1 유체 통로, 및 수착 카트리지 유출구와 투석기의 투석액 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제2 유체 통로를 포함하는 유체 회로; 제2 유체 통로에 유체 커플링된 비카르보네이트 용액의 공급원; 비카르보네이트 용액을 비카르보네이트 용액의 공급원으로부터 제2 유체 통로 내로 제어된 속도로 전달하기 위한 펌프; 및 멸균수를 멸균수의 공급 용기로부터 제2 유체 통로 내로 도입하기 위한 제2 유체 통로에 유체 커플링된 멸균수의 공급기를 포함한다.
본 발명은 추가로, 제1 패키지, 제2 패키지 및 제3 패키지를 포함하는 키트에 관한 것이다. 제1 패키지는 혈액 유동로, 투석액 유동로, 및 투석액 유동로와 유체 소통되는 투석액 유입구 및 투석액 유출구를 포함하는 투석기, 사용된 투석액을 재생시키도록 구성된, 수착 카트리지 유입구 및 수착 카트리지 유출구를 포함하는 수착 카트리지, 투석기의 투석액 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제1 튜빙, 저장소 유입구 및 저장소 유출구를 포함하는 확장가능 저장소, 수착 카트리지 유출구와 저장소 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제2 튜빙, 및 저장소 유출구와 투석기의 투석액 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제3 튜빙을 포함한다. 제2 패키지는 약 1.5 리터 내지 약 2.0 리터의 멸균수를 함유하는 공급 용기, 제1 주요 튜브, 오리피스 유동 제어기, 및 제2 주요 튜브를 함유하며, 여기서 제1 주요 튜브는 멸균수 공급 용기와 오리피스 유동 제어기를 유체 연결하도록 구성되고, 제2 주요 튜브는 벤처 수축기와 제2 튜빙을 연결하도록 구성된다. 제3 패키지는 펌핑가능한 농축된 비카르보네이트 용액을 함유하는 용기 또는 건조 비카르보네이트 분말을 함유하는 용기를 포함하는 공급 용기 (여기서, 용기는 정제수의 도입을 가능하게 하는 물 유입구 및 농축된 비카르보네이트 용액이 빠져나가는 유출구를 가짐), 및 펌프 또는 오리피스 유동 제어기로의 농축된 비카르보네이트 용액의 전달을 위한 제1 비카르보네이트 운반 튜빙 및/또는 펌프 또는 오리피스 유동 제어기로부터 제3 튜빙으로의 농축된 비카르보네이트 용액의 전달을 위한 제2 비카르보네이트 운반 튜빙, 및 임의로 오리피스 유동 제어기를 함유한다.
본 발명은 추가로, a) 투석 환자 데이터를 중앙 처리 유닛 (CPU)으로 입력하며, 여기서 환자 데이터는, 예를 들어, 환자의 의료 및/또는 투석 처리 기록으로부터 얻어진, 투석 처리(들) 동안의 우레아 공여 데이터, 체질량 데이터, 투석 처리(들) 동안의 나트륨 혈청 데이터, 및 환자 혈액 화학 데이터를 포함하는 것인 단계; b) 환자 데이터를 CPU 내에 저장하는 단계; c) i) CPU로부터 환자 데이터를 회수하는 단계, ii) 1) 환자가 투석기로 순환되는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것, 또한 2) 환자가 투석기로 순환되는 희석된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균수의 첨가를 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것을 결정하는 단계를 포함하는, 환자에 대한 투석 처리 세션을 개시하기 전에 투석 환자를 평가하는 단계; 및 d) 단계 c)에서 컴퓨터처리된 임의의 비카르보네이트 용액 및/또는 멸균수 도입 시기 및 속도를 사용하여 환자에 대한 투석을 수행하는 단계를 포함하는, 투석 환자의 처리의 부분으로서 투석 환자의 예비-평가 방법에 관한 것이다.
본 발명은 추가로, 하나 이상의 메모리 장치 및 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컴퓨터를 포함하며; 여기서 하나 이상의 메모리 장치는 그 안에 입력되고 저장된 환자 데이터를 갖도록 구성되고, 여기서 환자 데이터는, 예를 들어, 환자의 의료 및/또는 투석 처리 기록으로부터 얻어진, 투석 처리(들)로부터의 우레아 공여 데이터, 체질량 데이터, 투석 처리(들)로부터의 나트륨 혈청 데이터, 및 환자 혈액 화학 데이터를 포함하고; 하나 이상의 프로세서는 하나 이상의 메모리 장치로부터 회수된 환자 데이터에 기초하여 컴퓨터처리를 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 조작가능하고, 여기서 컴퓨터처리는 1) 환자가 투석기로 순환되는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것, 또한 2) 환자가 투석기로 순환되는 희석된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균 희석수의 첨가를 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것을 결정하는 것인, 투석 환자의 처리의 부분으로서 투석 환자의 예비-평가를 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 추가로, 컴퓨터 프로그램 생성물이 컴퓨터처리 장치 내의 프로세서 상에서 수행되는 경우, 이는 기재된 예비-평가에 기초한 방법의 기재된 단계 중 하나 이상 또는 모두의 컴퓨터처리를 수행하는 방법을 제공하는 것인, 구현되는 컴퓨터 프로그램 생성물을 갖는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.
상기 일반적 설명 및 하기 상세한 설명 둘 다 단지 예시적이며 설명적인 것으로, 청구되는 바와 같은 본 발명의 추가의 설명을 제공하도록 의도됨을 이해하여야 한다.
본 출원에 포함된, 또한 그의 일부를 구성하는 첨부된 도는 본 발명의 여러 실시양태를 예시하는 것이며, 발명의 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 REDY® 카트리지를 나타내는 개략도이다.
도 2는 REDY® 카트리지에서 카트리지 및 각각의 층의 다양한 기능을 나타내는 도이다.
도 3은, 본 출원의 일례에 따른, 투석 처리 시간 (분)에 대한, 비카르보네이트 주입 전과 후의 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도 ([HCO3 -], mEq/L)를 나타내는 플롯이다.
도 4는, 본 출원의 일례에 따른, 투석 처리 시간 (분)에 대한, 멸균 희석수를 도입한, 또한 도입하지 않은 재생된 투석액 중의 나트륨 이온 농도 ([Na+], mEq/L)를 나타내는 플롯이다.
도 5는 본 출원의 일례에 따른 투석 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 일례에 따른 투석 시스템의 또 다른 개략도이다.
도 7은, 본 출원의 일례에 따른, 멸균 희석액의 2.0-리터 백 및 멸균 전해질 용액의 0.5-리터 백을 유지하는 행거 어셈블리의 전면 사시도이다.
도 8은, 본 출원의 일례에 따른, 멸균 희석 공급기 시스템과 사용하기 위한 본체 내에 형성된 오리피스 유동 제어기의 단면 사시도이다.
도 9는, 본 출원의 일례에 따른, 멸균 희석 공급기 시스템과 사용하기 위한 오리피스 유동 제어기의 확대된 부분 단면 사시도이다.
도 10은, 본 출원의 일례에 따른 저장소 용기 내의 확장가능 저장소의 전면 단면도이다.
도 11은, 본 출원의 일례에 따른, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 예시적 일회용 키트의 상면도이다.
도 12는 본 출원의 일례에 따른 수착 카트리지 내의 물질의 분해도이다.
도 13은 본 출원의 일례에 따른 투석 처리를 위한 환자의 예비-평가를 관리하는 방법의 과정 흐름도를 나타낸다.
도 14는 본 출원의 일례에 따른 투석 처리를 위한 환자의 기재된 예비-평가를 관리하는 방법을 수행하기 위한 시스템을 나타낸다.
도 2는 REDY® 카트리지에서 카트리지 및 각각의 층의 다양한 기능을 나타내는 도이다.
도 3은, 본 출원의 일례에 따른, 투석 처리 시간 (분)에 대한, 비카르보네이트 주입 전과 후의 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도 ([HCO3 -], mEq/L)를 나타내는 플롯이다.
도 4는, 본 출원의 일례에 따른, 투석 처리 시간 (분)에 대한, 멸균 희석수를 도입한, 또한 도입하지 않은 재생된 투석액 중의 나트륨 이온 농도 ([Na+], mEq/L)를 나타내는 플롯이다.
도 5는 본 출원의 일례에 따른 투석 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 일례에 따른 투석 시스템의 또 다른 개략도이다.
도 7은, 본 출원의 일례에 따른, 멸균 희석액의 2.0-리터 백 및 멸균 전해질 용액의 0.5-리터 백을 유지하는 행거 어셈블리의 전면 사시도이다.
도 8은, 본 출원의 일례에 따른, 멸균 희석 공급기 시스템과 사용하기 위한 본체 내에 형성된 오리피스 유동 제어기의 단면 사시도이다.
도 9는, 본 출원의 일례에 따른, 멸균 희석 공급기 시스템과 사용하기 위한 오리피스 유동 제어기의 확대된 부분 단면 사시도이다.
도 10은, 본 출원의 일례에 따른 저장소 용기 내의 확장가능 저장소의 전면 단면도이다.
도 11은, 본 출원의 일례에 따른, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 예시적 일회용 키트의 상면도이다.
도 12는 본 출원의 일례에 따른 수착 카트리지 내의 물질의 분해도이다.
도 13은 본 출원의 일례에 따른 투석 처리를 위한 환자의 예비-평가를 관리하는 방법의 과정 흐름도를 나타낸다.
도 14는 본 출원의 일례에 따른 투석 처리를 위한 환자의 기재된 예비-평가를 관리하는 방법을 수행하기 위한 시스템을 나타낸다.
발명의 상세한 설명
본 발명은, 투석 처리 세션 과정에 걸쳐 비카르보네이트, 나트륨, 및 다른 투석액 용액 성분에 대한 순도 기준 및 적용가능한 생리학적 범위를 유지하면서, 투석액 유체, 전해질, 수착 카트리지 물질, 장비 스케일, 또는 이들의 임의의 조합의 보다 효율적이고 감소된 사용을 제공할 수 있는, 투석에 사용되는 투석액 용액의 처리에 관한 것이다. 투석액은, 투석 처리 세션의 조기 부분에, 비카르보네이트 용액을 투석액 회로 내로 외부 주입하여 생리학적 수준의 비카르보네이트를 제공하고, 전구체 투석액 (프라이밍) 용액의 제조에 사용되는 농축액에서의 비카르보네이트 요구 및/또는 수착 카트리지 내의 고체 비카르보네이트 층의 포함의 필요성을 제거함으로써 처리될 수 있다. 투석액은, 투석 처리 세션의 후반 부분에, 멸균 희석수를 도입하여 투석액 중의 나트륨 농도를 생리학적 수준으로 감소시킴으로써 처리될 수 있다. 본원 목적상, 투석액 용액과 관련하여 사용되는 바와 같은 용어 "처리"는, 원래 존재하거나 부재하는 하나 이상의 성분의 농도를 변화시키는 것, 예컨대 투석액 용액 중의 하나 이상의 성분의 첨가, 제거, 및/또는 변형 등에 의해 투석액 용액의 조성을 변화시키는 것을 지칭한다. 투석액 용액의 처리는, 수착 카트리지의 작용에 의한 투석액의 정제 또는 재생뿐만 아니라, 수착 카트리지 외부에서 투석액 유체 회로 내의 투석액의 조성에 대해 수행되는 개질을 포함할 수 있다. 본 발명은, 혈액투석 (HD) 및 복막 (PD), 또는 다른 투석 방법에 사용되는 것과 같은 투석액 유체 처리에 있어 유용하다. 본 발명의 목적상, 투석 용액은 혈액투석 또는 수착 투석 시스템에서 유용한 투석액 유체 또는 복막 투석 용액을 의미할 수 있다.
본 발명은, 재생된 투석액 중으로의 제어된 속도 주입을 이용하여 생리학적 범위의 비카르보네이트 수준을 제공하는, 투석 처리 세션의 초기 기간 동안의 재생된 투석액의 처리 방법을 제공한다. 이는 수착 투석 시스템 프라이밍에 사용되는 전구체 투석액 용액 중에 비카르보네이트를 포함시킬 필요성 및/또는 수착 카트리지 내의 비카르보네이트 층의 포함을 제거할 수 있다. 이는 전구체 투석액 용액의 배합을 간소화하고, 혼합 오류의 위험을 감소시킨다. 비카르보네이트 및 다른 성분, 예컨대 덱스트로스 또는 다른 당 (예를 들어, 삼투 작용제로서), 염화나트륨, 및 임의의 다른 전해질 또는 산성화제의 조합을 기재로 하는 전구체 투석액 용액이 사용되어 왔다. 비카르보네이트를 포함하는 이러한 전구체 투석액 용액에 사용되는 비카르보네이트 함량은 수착 카트리지를 통한 단일 통과시 현저히 감소된다. 이를 고려하면, 투석 처리 세션 동안 투석기에 공급될 재생된 투석액에서 목표한 생리학적 수준을 제공할 전구체 투석액 용액에서 필요한 비카르보네이트 양을 추정하기가 어려울 수 있다. 수착 시스템의 프라이밍에 사용되는 비카르보네이트, 덱스트로스 및 염화나트륨을 함유하는 전구체 투석액 용액의 제조에 사용되는 비카르보네이트의 최대 약 90 wt% 또는 그 이상이 수착 카트리지를 통한 제1 통과시 분해되어, 투석기에 공급되는 재생된 투석액 중에 남아있는 비카르보네이트의 원래의 양의 단지 약 10 wt% 이하가 남는다는 것이 발견되었다. 재생된 투석액에 대해 30 mEq/L의 비카르보네이트가 목표되는 경우, 수착 컬럼에 대한 이러한 비카르보네이트 손실률은 수착 카트리지에 공급되는 전구체 투석액 용액 중의 약 300 mEq/L의 비카르보네이트 농도를 필요로 할 것이다. 이는, 많은 과량의 비카르보네이트가 프라이밍에 사용되는 전구체 투석액 용액에서 필요할 것임을 의미한다. 본 발명에서, 투석 처리의 초기 기간에 제어된 속도로 비카르보네이트를 재생된 투석액 유체 내로 주입하는 것은, 비카르보네이트에 대한 이러한 저효율 전달 전략의 단점을 피하게 한다. 비카르보네이트는 투석액 회로 외부의 예비성형된 공급기로부터 도입되고, 수착 카트리지의 내용물과 소비된 투석액의 상호작용의 부산물로서 계내에서 생성되지 않기 때문에, 비카르보네이트의 주입은 본원에서 "외부"적인 것으로 언급된다.
하나 이상의 우레아제-함유 층, 하나 이상의 인산지르코늄-함유 층, 및 하나 이상의 산화지르코늄-함유 층을 포함하는 수착 카트리지에서, 수착 카트리지 내의 우레아 가수분해로부터의 카르보네이트는 수착 카트리지 내의 인산지르코늄 중의 수소 이온과 배합되어 계내에서 비카르보네이트를 형성한다. 본 발명의 방법에서, 비카르보네이트의 이러한 계내 생성은, 투석 처리의 초기 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트의 외부-공급 주입과 동시에 일어난다. 수착 컬럼에서 계내에서 생성된 비카르보네이트는 수착 카트리지로부터 배출되는 재생된 투석액 용액 중에 포함된다. 수착 카트리지로부터의 재생된 투석액 유출물 중의 비카르보네이트 농도는 수착 컬럼 내의 수소와 교환되는 우레아 질소의 양에 따라 달라진다. 보다 많은 수소 이온이 인산지르코늄 층에서 중화됨에 따라 투석 처리 과정 동안 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도의 점차적 상승이 나타난다. 수착 컬럼 내에서 계내에서 생성된 비카르보네이트의 초기량은 통상적으로 대부분의 환자에 있어 매우 낮아, 0에 접근하고, 이어서 이는 투석 처리 세션이 계속되고 진행됨에 따라 시간의 함수로서 꾸준히 상승하는 경향이 있을 것이다. 소비된 투석액 중에 남아있는 비카르보네이트는 통상적으로, 수착 카트리지를 통한 소비된 투석액의 후속 통과 또는 여러 후속 통과들에서 수착 카트리지에 의해 대부분 또는 전적으로 취득될 것이다. 이를 고려하면, 수착 시스템을 통한 투석액의 다중 유체 사이클에 걸쳐 합쳐진 비카르보네이트의 축적으로서가 아니라, 계내에서 생성된 비카르보네이트의 수착 컬럼의 산출량이 투석 처리 세션 과정에 걸쳐 개개의 연속적 유체 사이클에서 꾸준히 증가할 수 있다. 결국, 수착 카트리지로부터 빠져나오는 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도가 환자에 대한 목표 값에 접근하거나 도달하며, 여기서는 비카르보네이트의 외부-공급 주입이 더 이상 필요하지 않다. 비카르보네이트의 외부 주입은 이러한 시간 직전에, 그와 동시에, 그 직후에 중단될 수 있다. 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 주입 전의 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도가 주입액 중의 비카르보네이트의 용액보다 낮은 경우, 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 수준은 외부 비카르보네이트 주입이 중단된 후 감소될 수 있다. 비카르보네이트 농도의 용인가능한 범위는, 미리 정해진 생리학적 범위보다 더 넓을 수 있는 주어진 환자에 대한 일정 범위의 값을 포함할 수 있으며, 단 노출 시간은 안전성 염려를 피하기 위해 충분히 짧다. 바람직하게는, 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도가, 외부 비카르보네이트 주입으로부터 투석 처리 세션 동안 수착 시스템에 의해 계내에서 생성된 비카르보네이트의 수준에 대한 의존으로의 전이 기간 동안 생리학적 허용가능 범위 내에 남아있도록 전환이 편성된다. 외부 비카르보네이트 주입은, 계내-생성된 비카르보네이트 수준이 목표값에 도달하기 전에 중단될 수 있고, 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도는 이것이 목표에 도달할 때까지 그 중간에는 떨어질 수 있다. 이러한 상태는, 투석기 시스템이 안전하지 못한 기간 동안 환자에 대해 낮은 비카르보네이트 수준으로 작동하지 않도록 일정 기간 내에 투석 처리 세션이 계속됨에 따라 비카르보네이트의 목표값이 획득되는 것을 조건으로 하여 허용가능할 수 있다. 외부 비카르보네이트 주입의 중단 시기는 수착 시스템 내의 비카르보네이트의 계내 생성의 수준 및 속도에 맞게 편성될 수 있다.
재생된 투석액 중의 비카르보네이트의 기재된 주입은, 재생된 투석액에 대하여 비카르보네이트를 제공하는 수단으로서, 수착 카트리지 내의 고체 비카르보네이트 층 (예컨대 수착 카트리지의 배출 말단 근처) 포함 필요성을 부분적으로 또는 완전히 제거할 수 있다. 고체 (미립자) 비카르보네이트 층은, 수착 카트리지의 배출 말단 근처에 배열되는 경우, 층으로 통과하는 투석액 용액 중으로 점차 용해되고, 수착 카트리지로부터 배출되는 재생된 투석액과 함께 운반된다. 이러한 방식으로 수착 카트리지에 사용되는 고체 비카르보네이트 층은 전구체 투석액 용액에서 필요한 비카르보네이트의 양을 감소시킬 수 있다. 다른 공급원으로부터의 소비된 투석액 중의 다른 잔류 비카르보네이트와 함께, 소비된 투석액 중에 남아있는 고체 비카르보네이트 층으로부터의 용해된 비카르보네이트는, 수착 카트리지를 통한 소비된 투석액의 후속 통과 또는 여러 후속 통과들에서 수착 카트리지에 의해 대부분 또는 전적으로 취득될 것이다. 수착 카트리지 내의 고체 비카르보네이트 층의 포함은 장치에 대해 비용 및 복잡성을 부가시키고, 아마도 필요하지 않거나 원치않는 경우 처리 시간 동안을 포함한 투석 처리 세션 전반에 걸쳐 제어가능하지 않게 비카르보네이트를 재생된 투석액에 계속적으로 첨가할 수 있다.
도 3의 플롯은, 투석 처리 시간에 대한, 비카르보네이트 용액 주입 전과 후의 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도 ([HCO3 -], mEq/L)를 나타낸다. 투석 용액에 사용되는 비카르보네이트 수준은 통상적으로, 혈액 중으로의 비카르보네이트의 확산을 촉진시키고, 이들 환자에서 종종 나타나는 대사 산증을 중화시키기 위한 pH 완충제로서 작용하도록 정상 혈액 수준보다 약간 더 높게 설정된다. 투석 환자는 신장 기능이 결핍되어 투석 동안 축적되는 산의 중화가 일어나야 한다. 체내의 비카르보네이트의 정상 농도는 20 내지 29 mEq/L, 또는 특정 환자에 따라 다른 값 범위일 수 있다. 도 3은 예시를 위한 투석 처리 시간의 최초 60분 동안의 비카르보네이트 용액의 주입을 나타내며, 다른 기간이 사용될 수도 있다. 도 3의 예시에 사용된 시간의 비카르보네이트 주입 기간 동안, 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도는 그 기간 전반에 걸쳐 약 30 mEq/L에서 유지된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "mEq/L"은 존재하는 물의 양에 비례하여 존재하는 특정 투석액 성분 (용질)의 농도를 지칭한다. 보다 구체적으로, mEq/L은 물 1 리터 당 용질의 밀리-당량의 수를 지칭한다. 리터 당 밀리-당량은, 용질 1 리터 당 몰수에 용질 1 몰 당 대전된 종 (기)의 수를 곱하고, 이어서 1,000배만큼 곱함으로써 계산된다. 30 meq/L 비카르보네이트 농도는 예시를 위해 사용된 것이며, 환자에 따라 다른 비카르보네이트 농도가 미리 정해지고 사용될 수도 있다. 도 3의 플롯에 나타낸 바와 같이, 비카르보네이트 주입이 사용되지 않는 경우, 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도는 투석 처리가 시작될 때 대략 0 mEq/L일 것이고, 소비된 투석액에 대한 수착 카트리지의 활동으로부터 보다 높은 수준의 비카르보네이트가 계내에서 생성됨에 따라 초기 작은 값으로부터 점차 점진적으로 상승할 것이다. 하나 이상의 우레아제-함유 층, 하나 이상의 인산지르코늄-함유 층, 및 하나 이상의 산화지르코늄-함유 층을 포함하는 수착 카트리지는 소비된 투석액 중의 우레아와 상호작용하고 계내에서 비카르보네이트를 생성하여 투석 세션 과정에 걸쳐 이러한 배출 프로파일을 제공하는 것으로 예상될 수 있다. 이러한 예시에 사용되는 수착 카트리지는 우레아제, 인산지르코늄, 및 산화지르코늄을 포함하지만, 본 발명의 방법은, 투석 처리 과정 동안 비카르보네이트에 대해 유사한 배출 프로파일을 갖는 다른 수착 카트리지 디자인에 적용가능할 수 있다. 예시를 단순화하기 위해, 전구체 투석액의 배합에 사용되는 임의의 산 농축액 중에 포함된 임의의 아세테이트로부터 환자의 간에서의 아세테이트의 전환으로부터의 비카르보네이트는, 투석기가 수용하는 비카르보네이트 농도의 부분으로서 카운팅되지 않지만, 존재하는 경우 총 값에 대해서는 카운팅될 수 있고, 추정될 수 있다.
본 발명의 방법은, 적어도 초기 주입 기간 동안, 또한 수착 카트리지 활동에 의해 계내에서 생성되는 비카르보네이트의 수준이 허용가능한 수준으로 축적될 수 있거나 또는 그 수준에 가깝게 될/접근할 때까지, 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도를 안전한 또는 생리학적 수준에서 유지할 수 있다. 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입은 20 내지 40 mEq/L, 또는 22 내지 39 mEq/L, 또는 25 내지 35 mEq/L, 또는 28 내지 32 mEq/L, 또는 다른 값 범위의 비카르보네이트 농도를 갖는 처리된 재생된 투석액을 제공하는 속도로 행해질 수 있다. 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도는 비카르보네이트 주입 기간 동안 30±1 mEq/L, 또는 30±2 mEq/L, 30±3 mEq/L, 30±4 mEq/L, 또는 30±5 mEq/L, 또는 다른 값과 같은, 목표값에 대한 공차 범위 내에서 유지될 수 있다. 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도는, 비카르보네이트 용액이 재생된 투석액 중으로 주입되는 전체 기간의 90% 이상, 95% 이상, 또는 99% 이상, 또는 100% 동안 임의의 공차를 갖는 기재된 목표값 또는 공차를 갖는 다른 목표값 내에서 유지될 수 있다. 투석 처리의 초기 부분 (예를 들어, 최초 120분, 또는 90분, 또는 60분, 또는 30분)에 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액 중의 비카르보네이트 농도는 0이거나 또는 매우 낮게 남아있기 (따라서 0으로 가정될 수 있기) 때문에, 물질 균형을 이용하여, (투석기 도달 전에) 비카르보네이트의 목표 농도를 갖는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위해 기지의 유량 (예를 들어, 유량계로부터)을 갖는 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액 (미리 결정된 비카르보네이트 농도를 갖는)에 필요한 주입 유량을 계산할 수 있다. 비카르보네이트 용액의 공급원은 튜빙, 및 펌프 또는 다른 유체 전진 메커니즘, 예컨대 프로그래밍가능한 시린지 펌프, 또는 오리피스 유동 제어기를 통해 투석액 유체 회로 (수착후)에 유체 연결될 수 있고, 이는 비카르보네이트 용액에 대해 요망되는 주입 속도를 제공하는 데 사용될 수 있다. 비카르보네이트 용액은 비카르보네이트로 포화되거나, 또는 포화 농도 미만을 함유할 수 있다. 증가된 유체 부피는 처분을 위해 시스템에 의해 처리되고 취급될 필요가 있을 것이라는 이해 하에, 비카르보네이트의 보다 묽은 용액을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 작은 부피의 작업 유체, 예컨대 비카르보네이트 공급원 및 멸균 희석수가 사용된다. 비카르보네이트는 비카르보네이트 염, 예컨대 알칼리 금속 비카르보네이트, 예를 들어, 중탄산나트륨일 수 있다. 비카르보네이트는 단일 종류의 비카르보네이트 염 또는 상이한 종류의 비카르보네이트 염의 조합일 수 있다. 포화 또는 포화에 가까운 수준의 중탄산나트륨으로 멸균수를 함유하는 비카르보네이트 농축액이 사용될 수 있거나, 또는 다른 농도가 기재된 바와 같이 사용될 수 있다.
본 발명의 방법은, 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 초기 50%, 또는 45%, 또는 40%, 또는 30%, 또는 25%, 또는 20%, 또는 15%, 또는 10% 이내에, 또는 다른 시간 이내에 나타나는 것과 같은, 초기 또는 제1 투석 처리 기간 동안 투석액 중으로의 수착후 비카르보네이트 주입을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "수착후"는, 수착 카트리지의 유출구 후 및 투석기의 유입구 전의 투석액 유체 회로의 임의의 부분에서의 투석액 용액 중으로의 기재된 성분의 도입을 지칭한다. 예시된 바와 같이, 투석 처리 세션이 240분 (4시간) 동안 진행되는 경우, 수착후 비카르보네이트 주입은, 투석 처리 세션의 초기 120분 (즉, 0의 시간 내지 그 후 120분), 또는 96분, 또는 72분, 또는 60분, 또는 48분, 또는 36분 또는 다른 초기 기간 동안 실행될 수 있다. 수착후 비카르보네이트 주입 기간은, 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 10% 내지 45%, 또는 12.5% 내지 42.5%, 또는 15% 내지 40%, 또는 20% 내지 37.5%, 또는 25% 내지 35%, 또는 다른 백분율을 구성할 수 있다.
일부 환자의 투석액 중의 나트륨 수준은 투석 처리 세션의 후반 부분에 안전하지 못한 또는 원치않는 수준으로 증가할 수 있다. 좁은 범위의 환자만이 투석액 중의 나트륨 농도 제어에 필요한 희석 부피를 감소시키기에 충분히 낮은 우레아를 가질 수 있다. 그러나, 많은 다른 환자는, 투석 처리 세션 동안 재생된 투석액 중의 나트륨을 안전한 수준으로 감소시키는 데 있어 도움을 필요로 한다. 본 발명의 또 다른 특징은, 멸균 희석액을 사용하여 재생된 투석액 중의 나트륨 수준의 생리학적 범위로의 감소를 제공하는, 투석 처리의 후반 부분에 재생된 투석액을 처리하는 방법을 제공한다. 기재된 바와 같이, 우레아는 수착 카트리지 내의 우레아제의 존재 하에 암모니아로 전환되고, 이는 이어서 수소 이온 및 나트륨 이온 (Na+) 교환으로 인산지르코늄에 의해 제거된다. 투석 처리 전반에 걸쳐, 투석액 나트륨 농도는 환자의 혈청 수준 미만에서 시작하여, 아무런 활동이 수행되지 않는다면, 많은 환자에서 환자의 나트륨 초과의 수준으로 증가한다. 나트륨 농도의 범위는 투석액, 수착 컬럼, 및 환자 사이의 물질 전달의 결과이다. 이를 고려하면, 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액 중에서 운반된 나트륨 이온은 투석액 처리 세션에 걸쳐 투석액 중에서 양이 점진적으로 증가하는 경향이 있다. 본 발명의 특징에서, 재생된 투석액 중의 나트륨 이온 농도 (예컨대 투석액 단위 부피 당 mEq의 단위로 나타내어짐)는, 재생된 투석액 중의 나트륨 농도를 투석기로의 재순환을 위한 생리학적 범위 내로 효과적으로 감소시키도록 (희석에 의해) 제어된 속도로 수착후 수착 시스템 내로 멸균수를 도입함으로써 감소될 수 있다. 이러한 접근은, 취급 및 처분을 위해 매우 큰 부피의 추가의 유체를 시스템에 부과하지 않으면서 실행될 수 있다. 나트륨의 수착 생성은 소비된 투석액 중의 희석 수준과는 관계없을 수 있다. 수착 카트리지 내의 수착 컬럼의 활동은 일반적으로 수착 카트리지로 공급되는 소비된 투석액 중의 나트륨의 희석 수준에 대해 둔감하다. 이를 고려하면, 투석액의 희석은 수착 카트리지 기능에 불리한 영향을 주거나 이를 변경시키지 않으면서 그 안의 나트륨 수준을 직접 관리하는 데 사용될 수 있다.
도 4는, 투석 처리에 대해 멸균 희석수를 도입한, 또한 도입하지 않은 재생된 투석액 중의 나트륨 이온 농도 ([Na+], mEq/L)를 나타내는 플롯이다. 이러한 예시는, 투석 처리의 최종 120분에서의 재생된 투석액을 희석하기 위한 멸균수 도입이 나트륨 농도를 140 mEq/L 미만으로 효과적으로 감소시켰지만, 멸균수 희석없이는 나트륨 농도가 140 mEq/L 초과의 값에 도달할 것임을 보여준다. 멸균 희석수 도입에 다른 기간이 사용될 수도 있고, 140 mEq/L 농도는 예시를 위해 사용된 것이며, 환자에 따라 다른 상한 값이 미리 정해질 수도 있다 (예를 들어, 145 mEq/L, 150 mEq/L 등). 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액 중의 나트륨 농도를 투석 처리 동안 (예를 들어, 최종 120분, 또는 90분, 또는 60분, 또는 30분, 또는 다른 최종 기간) 모니터링할 수 있다. 이는 환자 (또는 환자 부류)에 대해 수행된 역사적 임상 처리로부터 결정된 예측 또는 프로파일에 기초하여, 또는 재생된 투석액이 수착 카트리지를 나온 후 및 멸균수 희석이 수행되도록 구성된 투석액 유체 회로 내의 위치에 도달하기 전 또는 후 투석 처리 동안 재생된 투석액을 능동적으로 모니터링하기 위한 수착 카트리지 하류에 배열된 전도도계를 사용함으로써 수행될 수 있다. 전도도계는, 사용되는 경우, 이것으로 통과하는 유체의 전도도에 기초하여, 유체 내의 나트륨의 농도를 추정할 수 있다. 멸균 희석수는, 전도도 판독이 재생된 투석액 중의 나트륨 수준이 요망되는 것보다 높음을 나타내는 경우에 재생된 투석액에 첨가될 수 있다. 이러한 옵션을 고려하면, 또한 멸균 희석수의 나트륨 함량은 0이기 때문에, 물질 균형을 이용하여, 희석된 재생된 투석액 중의 나트륨 농도에 대한 목표값을 충족시키기 위해 기지의 유량 (예를 들어, 유량계를 사용하여 측정됨)을 갖는 재생된 투석액 중으로의 멸균 희석수에 대해 필요한 도입 유량을 계산할 수 있다.
본 발명의 방법은, 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 최종 50%, 또는 40%, 또는 30%, 또는 25%, 또는 20%, 또는 15% 이내에 나타나는 것과 같은, 후기 또는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중의 나트륨 수준을 감소시키기 위한 수착후 멸균 희석수 도입을 포함할 수 있다. 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 멸균 희석수의 도입은, 120 내지 150 mEq/L, 또는 121-149 mEq/L, 또는 125-145 mEq/L, 또는 130 내지 140 mEq/L, 또는 다른 값 범위의 나트륨 농도를 갖는 처리된 재생된 투석액을 제공하는 속도로 행해질 수 있다. 재생된 투석액 중의 나트륨 농도는 30분 내에, 또는 15분 내에, 또는 10분 내에, 또는 5분 내에, 또는 다른 시간 내에 임의의 기재된 농도 범위로 감소될 수 있다. 예시된 바와 같이, 투석 처리 세션이 240분 (4시간) 동안 진행되는 경우, 나트륨 수준을 감소시키기 위한 멸균 희석수의 수착후 도입은, 투석 처리 세션의 최종 120분, 또는 96분, 또는 72분, 또는 60분, 또는 48분, 또는 36분 또는 다른 최종 기간 동안 실행될 수 있다. 수착후 나트륨 주입 기간은, 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 10% 내지 45%, 또는 15% 내지 40%, 또는 20% 내지 35%, 또는 다른 백분율을 구성할 수 있다. 재생된 투석액으로의 멸균 희석수 첨가는, 재생된 투석액 중의 나트륨 농도를, 멸균 희석수가 재생된 투석액 중으로 첨가되는 전체 기간의 90% 이상, 95% 이상, 또는 99% 이상, 또는 100% 동안 임의의 기재된 목표 범위 값 또는 다른 목표 범위 값 (또는 목표 범위의 상한 미만) 내에서 유지할 수 있다.
본 발명의 수착 시스템에 사용되는 멸균수 또는 정제수는, 이것이 본질적으로 발열원-무함유 (즉, 멸균 상태)가 되고, 적어도 투석액 조성에 대한 미국 의료 기기 진흥 협회 (AAMI)에 의해 확립된 순도 조건을 충족시키도록 프라이밍되거나 처리된다. 물은 또한 처리수 또는 AAMI-품질수로서 언급될 수 있다. 투석액에 대한 수 처리, 수 처리 시스템의 모니터링, 및 수 처리 시스템의 조절을 기재한 논문이 AAMI로부터 (Standards Collection, Volume 3, Dialysis, Section 3.2 Water Quality for Dialysis, 3 ed., 1998, AAMI, 3330 Washington Boulevard, Arlington, VA 22201) 또는 http://www.aami.com.에서 인터넷을 통해 이용가능하다.
특정 환자의 필요 및 처리 프로파일 등에 따라, 환자에 대해 동일한 투석 처리 세션에서 수착후 비카르보네이트 주입 및 나트륨 감소를 위한 수착후 멸균 희석수 도입 둘 다 또는 이들 중 하나만을 이용할 수 있다. 둘 다 이용되는 경우, 수착후 비카르보네이트 주입 또는 수착후 멸균 희석수 도입이 둘 다 실행되지 않는 투석 처리 세션 동안의 개재 기간이 존재할 수 있다.
투석액 유체 회로 (수착후)에 유체 커플링된 멸균수의 공급기를 사용하여 멸균 희석수의 공급원이 제공될 수 있다. 멸균수의 공급기는 멸균수로 충전되고 이를 유지하는 데 적합한 백 또는 다른 용기를 포함할 수 있다. 백 또는 다른 용기는 구성에 있어 가요성이거나 강성일 수 있다. 백 또는 다른 용기는 박층 또는 시트 형태의 중합체 물질일 수 있다. 멸균수의 공급기는, 투석액 유체 회로와 커플링된 유체 통로 내로의 멸균수의 중력 공급을 위해 투석액 유체 회로에 대해 상승된 위치에 매달리거나 다른 방식으로 위치 유지된 가요성 백일 수 있다. 멸균수의 저장에 사용되는 백 또는 다른 용기는 기하학적 형상, 예컨대 적어도 그의 저부에서 깔때기-형상을 가질 수 있다. 이는 백의 유체 유출구에서 적절한 정수압(hydrostatic pressure) 및 유체 시일(seal)을 제공하는 백에 보다 작은 부피의 유체가 사용되는 것을 가능하게 한다. 멸균수의 공급기는 약 2.0 리터 이하, 또는 다른 부피의 멸균수 부피를 갖는 용기를 포함할 수 있다. 베르누이(Bernoulli)의 원리에 따라, 튜브 내의 압력은 유량에 반비례한다. 중력 유동을 위해 스탠드 등에 매달린 멸균 희석수 백 또는 다른 용기가 재생된 투석액이 유동하는 투석액 유체 회로에 유체 커플링되면, 투석액 유체 회로 내에서의 재생된 투석액의 유동이 멸균 희석수 백 또는 다른 용기 내에 저장된 멸균수에 대한 압력차를 생성한다. 이는 개재 튜빙 시스템을 통한 백으로부터 투석액 유체 회로 내로의 멸균수의 유동을 유도한다.
이들 조건 하에, 오리피스 유동 제어기를 포함하는 개재 튜빙 시스템에 의해 공급기 백으로부터 투석액 유체 회로로의 멸균 희석수의 유량 제어가 제공될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "오리피스 유동 제어기"는, 오리피스 유동 제어기의 유입구에서 유체 커플링된 튜빙으로부터 오리피스 유동 제어기의 유출구에서 유체 커플링된 튜빙으로 유체가 유동하는 오리피스 또는 유동 통로를 한정하는 본체를 갖는 메커니즘 또는 구조를 지칭한다. 오리피스는, 하나의 튜브로부터 다른 튜브로 통과하는 유체 상에 유량 제어를 효과적으로 부여하기 위해 그의 유입구 및 유출구에서의 튜빙보다 더 작은 직경을 갖도록 디자인될 수 있다. 오리피스 유동 제어기에 의해 일정한 또는 실질적으로 일정한 미리 결정된 유량이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 유체 회로를 통한 재생된 투석액의 유동은 용기 내의 멸균수의 공급기에 대하여 유체 압력차를 생성하여, 오리피스 유동 제어기에 의해 제어된 유량으로 용기 내의 멸균수의 공급기로부터 튜빙 시스템을 통해 유체 회로 내로의 멸균수의 유동을 유도할 수 있다. 오리피스 유동 제어기는 단일 직경 프로파일을 갖는 단일 오리피스를 한정하는 구성요소일 수 있거나, 또는 이는 수동의 또는 자동화된 오리피스 직경 조정 능력을 갖는 장치일 수 있다. 오리피스 유동 제어기는 양쪽 튜빙에 대하여 별도의 탈착가능한 분리된 구성요소일 수 있거나, 또는 이는 튜빙의 단편 중 하나의 원위 말단에 영구적으로 부착된 또는 일체형으로 형성된 구조일 수 있다.
2.0 리터 또는 다른 부피의 총 첨가량과 같은 멸균 희석수의 첨가는, 멸균수의 첨가 부피에 상응하는 부피만큼 투석액 회로 내의 유체의 총 부피를 증가시킨다. 수착 시스템에 대한 이러한 추가된 유체 부피의 수용을 위해 투석액 유체 회로의 수착후 부분에 유체 저장소가 제공되거나 사용될 수 있다. 저장소는 확장가능 저장소, 또는 고정된 크기의 개방 저장소일 수 있고, 이는 투석액 유체 회로로부터 유체를 수용하고, 유체로 충전된 유체 회로의 유체 통로를 유지하기에 적절하게 충분한 유체를 투석액 유체 회로 내로 방출시킬 수 있다. 확장가능 저장소는, 투석액 유체 회로를 따라 인-라인 유체 커플링되고 투석 처리 동안 그의 유출구에서 유체 시일을 유지하도록 백 내에 충분한 유체를 보유할 수 있는 가요성 백일 수 있고, 이는 투석액 유체 회로에 첨가되는 멸균 희석수의 부피를 수용하도록 그의 저장 부피 공간을 효과적으로 증가시키도록 확장될 수 있고, 이는 투석액 유체 회로로부터 유체를 수용하고, 유체로 충전된 유체 회로의 유체 통로를 유지하기에 충분한 유체를 투석액 유체 회로 내로 다시 방출시킬 수 있다. 멸균수 희석으로부터 증가된 유체 부피를 수용하기 위해 사용되는 확장가능 저장소 백 또는 다른 용기는, 기하학적 형상을 가질 수 있다. 확장가능 저장소 백은, 적어도 백이 기하학적 최소를 갖는 방식으로 성형될 수 있다. 기재된 바와 같이, 이는 백 또는 다른 용기의 유체 유출구에서 적절한 정수압 및 유체 시일을 유지하기 위해 가요성 백 또는 다른 유체 용기에 보다 작은 부피의 유체가 사용되는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 투석 시스템은, 투석액 회로의 기본 구성요소로서, 투석기, 수착 카트리지, 멸균수 공급기, 오리피스 유동 제어기, 비카르보네이트 용액 공급기, 비카르보네이트 용액 펌핑 장치, 확장가능 저장소, 연결 튜빙을 포함할 수 있다. 구성요소는, 투석 회로 전체가 약 5 리터 이하, 예를 들어, 약 4.5 리터 이하, 또는 약 4 리터 이하, 또는 약 3 리터 이하, 또는 다른 부피의 총 투석액 부피를 사용하여 작동될 수 있도록 사이징될 수 있다. 이들 투석액의 총 부피에서, 투석 시스템은 150 내지 500 ml/분, 또는 175 내지 475 ml/분, 또는 200 내지 450 ml/분, 또는 다른 유량의 투석액 유량을 제공하도록 구성될 수 있다. 투석 시스템은 100 내지 600 ml/분, 또는 125 내지 575 ml/분, 또는 150 내지 550 ml/분, 또는 다른 유량의 혈액 유량을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 투석 시스템에 사용가능한 수착 시스템의 많은 구성요소, 특히 일회용 구성요소, 예컨대 유체용 튜빙, 수착 카트리지, 멸균 희석수의 백(들), 및/또는 오리피스 유량 제어기는 휴대용 키트 형태로, 예컨대 단일 투석 처리 세션에서 사용되고 그 후에 처분될 수 있는 단일 키트로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 임의의 적합한 투석기, 예를 들어 고유량 투석기 또는 저-유량 투석기를 사용할 수 있다. 본 발명의 시스템은 식수 수돗물, 또는 초순수 유체 (예를 들어, 멸균 염수의 백으로부터 공급됨)로 제조된 전구체 투석액 용액을 사용하여 작동할 수 있다. 투석액 회로는 일반적으로, 수착 카트리지와 투석액이 환자의 혈액과 접촉하는 투석기 사이의 물 정제가 가능한 추가의 필터를 포함하지 않는다. 처리는 수돗물 또는 보다 저품질 또는 저순도 물을 사용할 수 있으며, 이는 여과되거나, 세정되거나, 또는 투석 처리 전에 수착 카트리지를 통해 진행되어 정제수 (예를 들어, AAMI수)를 제공할 수 있다. 수돗물의 사용을 가능하게 함으로써, 시스템의 프라이밍에 사용되는 예비-패키징된 정제수의 양을 감소시키거나 제거할 수 있다. 대안적으로, 초순수 유체 및 초순수 투석액이 유체로부터 제조될 수 있고, 이는 시작부터 예비-패키징된 멸균, 멸균화된, 순수, 또는 정제된 유체를 사용하는 투석 처리를 가능하게 한다. 고유량 투석기가 사용될 수 있고, 이는 처리 적절성을 유지하면서 보다 낮은 투석액 유량의 사용을 가능하게 한다. 저유량의 사용은, 요구되지 않더라도, 본 발명의 시스템이 통상의 6-리터 시스템에 비해 보다 낮은 부피의 투석액으로 진행될 수 있게 하고, 이는 초순수 유체의 수송 및 재공급 둘 다를 실현가능하고 경제적이 되게 한다. 본 발명의 시스템은 또한 보다 높은 투석액 유체 부피에서 작동할 수 있다.
비카르보네이트 용액의 공급기 및 멸균 희석수의 공급기가 분배를 위해 자동 제어가능하거나, 또는 이들이 비-자동 제어될 수 있는, 기재된 특징을 제공하는 본 발명의 투석 시스템이 구성될 수 있다. 투석기의 투석액 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제1 튜빙이 제공될 수 있다. 수착 카트리지 유출구와 확장가능 저장소 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제2 튜빙이 제공될 수 있다. 확장가능 저장소 유출구와 투석기의 투석액 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제3 튜빙이 제공될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 튜빙은, 투석기, 수착 카트리지, 확장가능 저장소, 및 비카르보네이트 용액 및 멸균 희석수의 각각의 공급기와 함께 연결되어 본 발명의 투석액 회로를 제공할 수 있다. 투석액을 투석액 회로를 통해 순환시키기 위해 하나 이상의 투석액 펌프가 제공될 수 있다. 챔버를 갖는 펌프가 사용될 수 있다. 연동 펌프가, 예를 들어, 투석액 회로의 튜빙 중 하나 이상을 따라 사용될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 튜빙 중 하나 이상이 연동 펌프의 궤도 내에 배열될 수 있고, 설치된 튜빙 및 펌프는 투석액을 각각의 튜빙을 통해, 또한 그에 따라 투석액 회로를 통해 이동시키도록 구성될 수 있다. 비카르보네이트 용액의 공급기 및 멸균 희석수의 공급기는, 자동 제어가능한 경우, 적어도 부분적으로 전자식 제어기에 및/또는 그로부터 제공되는 신호에 기초하여 자동 제어될 수 있다. 제어는, 환자가 투석 처리 세션 과정 동안 적용가능한 각각의 기간에 비카르보네이트 용액 및 멸균 희석수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지에 기초할 수 있다. 환자가 비카르보네이트 용액 및 멸균 희석수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지 아닌지의 여부의 결정은, 예비-투석 시험 및/또는 이전 환자 병력 및/또는 환자의 예상된 필요를 결정하는 하나 이상의 예비-스크리닝 인자의 사용에 기초할 수 있다. 이러한 예비-평가 절차는 부분적으로 또는 완전히 컴퓨터처리될 수 있고, 스크리닝된 환자에 대해 수행된 투석 처리와 통합될 수 있다. 환자가 투석 처리 세션 과정 동안 적용가능한 각각의 기간에 비카르보네이트 용액 및 멸균 희석수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지의 결정 및 제어는 또한, 시스템 내로 통합되고 시스템으로의 실시간 피드백을 제공할 수 있는 센서를 사용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 시스템에 사용될 수 있는 센서는, 예를 들어, 전도도 센서, 우레아 센서, 또는 pH 센서, 또는 이들의 조합을 포함한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 투석 시스템(500)은, 투석기(512), 수착 카트리지(522), 확장가능 저장소(524), 멸균 희석수 공급기(550), 오리피스 유동 제어기(551), 비카르보네이트 용액 공급원(560), 전구체 투석액 용액 공급기(570), 및 다른 구성요소, 예컨대 이들 구성요소를 연결하는 유체 소통로 및 펌핑 및 클램핑/밸빙 메커니즘 (도 5에 나타낸 바와 같음)을 포함하는 투석액 회로(510)를 포함할 수 있다. 투석기(512)는 투석기(512)의 내부를 혈액측 및 투석액측으로 분리하는 투석액 막을 포함한다. 투석액측은 투석액 유입구(516)에서 시작하여 투석액 유출구(518)에서 종료되는 투석액 유동로(514)를 한정한다. 환자로부터의 혈액은 막의 반대쪽에서 투석기(512)를 통해 (도시되지 않음), 혈액 유입구 라인(501)으로부터 혈액 유출구 라인(502)으로, 투석액의 유동 방향(514)과 반대 방향으로 유동하여, 환자에게 복귀된다. 투석기(512)를 통한 혈액의 유동을 제공하기 위해 펌프(584), 예를 들어, 연동 펌프가 사용될 수 있다. 투석액 유입구(516) 및 투석액 유출구(518) 둘 다 투석액 유동로(514)와 유체 소통된다. 투석액 유출구(518)는 튜빙(520)에 의해 수착 카트리지(522)로의 유입구(521)와 유체 소통된다. 투석 처리 동안 투석액의 유동 방향을 나타내기 위해 수착 카트리지 유입구(521)로 도입되는 튜빙(520)의 말단을 화살표로 나타내었다. 수착 카트리지(522)의 유출구(523)는 튜빙(530)에 의해 확장가능 저장소(524)의 저장소 유입구(525)와 유체 소통된다. 투석 처리 동안 투석액의 방향을 나타내기 위해 저장소 유입구(525)를 교차하는 튜빙(530)의 말단을 화살표로 나타내었다. 확장가능 저장소(524)는 그의 저부에 저장소 유출구(527)를 포함한다. 저장소 유출구(527)는 튜빙(540)과 유체 소통되며, 여기로 비카르보네이트 용액 공급원(560)으로부터 비카르보네이트 용액이 첨가되어 처리된 재생된 투석액(541)이 형성되며, 이는 튜빙(540)을 통해 투석기(512)의 투석액 유입구(516)로 유동한다. 기재된 바와 같이, 비카르보네이트 용액의 도입은 투석 처리의 초기 기간 동안 제공된다. 비카르보네이트 용액 공급기(560)와 튜빙(540)을 유체 연결하는 튜빙(561)을 따라 인-라인 배열된 밸브/클램프(593) 및 펌프 또는 오리피스 유동 제어기(583)에 의해 튜빙(540)으로의 비카르보네이트 용액의 첨가 제어가 제공될 수 있다. 구성요소(583)가 펌프인 경우, 비카르보네이트 용액을 그의 공급원(560)으로부터 튜빙(540)으로 공급하는 데 사용되는 펌프(583)는 작은 유량 (예를 들어, 1 내지 100 ml/분, 또는 10 내지 75 ml/분, 또는 20 내지 50 ml/분, 또는 25 내지 35 ml/분, 또는 다른 유량)의 유체의 제어된 유량 펌핑을 제공할 수 있는 프로그래밍가능한 시린지 펌프 또는 다른 펌핑 장치일 수 있다. 비카르보네이트 용액을, 기재된 유량과 같은 제어된 속도로, 그의 공급원(560)으로부터 튜빙(540)으로 공급하기 위한 구성요소(583)에 대해 펌프 대신에 오리피스 유동 제어기가 사용될 수 있다. 멸균수 공급기(550)는 튜빙(530)에 유체 연결된다. 기재된 바와 같이, 멸균 희석수의 도입은, 투석액 중의 나트륨 농도가 원치않는 수준으로 증가하거나 그에 접근할 때 투석 처리의 후반 또는 최종 기간 동안 제공된다. 멸균수 공급기(550)와 튜빙(530)을 유체 연결하는 튜빙(528)을 따라 인-라인 배열된 밸브/클램프(594)에 의해 튜빙(530) 내로의 멸균수의 첨가 제어가 제공될 수 있다. 오리피스 유동 제어기(551) 또한 멸균수 공급기(550)와 튜빙(530)을 유체 연결하는 튜빙(528)을 따라 인-라인 배열된다. 오리피스 유동 제어기는 멸균수 공급기(550)로부터 튜빙(528)을 통한 튜빙(530) (여기서 이것이 재생된 투석액과 합쳐짐)으로의 유량을 제어한다. 튜빙(520), 튜빙(530), 튜빙(540), 튜빙(561), 및 튜빙(528)은 각각, 독립적으로 연속적 길이의 튜빙, 함께 연결된 둘 이상의 별도의 튜빙 등을 포함할 수 있다. 다양한 연결기, 밸브, 디버터(diverter), 접속부, 탭, 격막, 및 유입구가 튜빙을 따라 및/또는 그의 부분으로서 제공될 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 투석액 회로(510)를 통한, 또한 구체적으로 소비된 투석액 튜빙(520), 재생된 투석액 튜빙(530) 및 (540)을 통한 투석액의 유동, 및 투석기(512)를 통한 투석액 유동로(514)를 제공하기 위해 펌프(581) 및 (582)가 사용될 수 있다. 전해질 공급 용기(526)는 투석 처리 동안 첨가를 위한 농축된 전해질 용액 (예를 들어, K, Ca, Mg 용액)의 공급을 제공할 수 있다. 용기(526)는 튜빙(542)에 의해 튜빙(530)과 유체 소통된다. 투석액 회로(510)를 통해 순환하는 투석액 중의 전해질의 적당한 농도를 달성하고 유지하는 방식으로, 용기(526)로부터 투석액 회로(510)로의 전해질의 농축된 용액을 공급하기 위해 펌프, 펌프 제어기, 및 센싱 또는 모니터링 시스템 (도시되지 않음)이 사용될 수 있다. 전해질의 농축된 용액이 튜빙(530)을 따라 투석액 회로(510)로 도입되는 것으로 나타나 있지만, 전해질은 또 다른 위치에서, 예를 들어, 튜빙(540) 내로 및/또는 직접 확장가능 저장소(524) 내로, 투석액 회로(510) 내의 재생된 투석액에 도입될 수 있다.
투석액 회로(510)를 통한 순환을 위한 투석액을 초기에 제조하기 위해, 공급 용기(570) 내의 전구체 투석액 용액(571)으로 투석액 회로(510)를 프라이밍할 수 있다. 전구체 투석액 용액은 수돗물의 공급원(572) 및 비카르보네이트-무함유 또는 본질적으로 비카르보네이트-무함유 농축액(들)의 공급원(573)을 사용하여 제조될 수 있다. 수돗물을 비카르보네이트 무함유 농축액과 합쳐 전구체 투석액 용액을 제조하고, 이를 적합한 부피의 단지 또는 다른 용기(570) 내에 저장한다. "비카르보네이트-무함유"는 측정가능 한계 미만을 지칭하며, "본질적으로 비카르보네이트-무함유"는 5 mEq/ml 미만의 농도를 지칭한다. 투석액 유체 회로(510)는, 유체 회로 내의 전구체 투석액 유체의 총 중량을 기준으로 하여, 0 내지 0.5 wt%, 또는 0 내지 0.05 wt%, 또는 0 내지 0.01 wt%, 또는 다른 값의 비카르보네이트 염을 함유하는 전구체 투석액 유체로 프라이밍될 수 있다. 기재된 바와 같이, 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로 무함유 농축액은 다른 전해질, 예컨대 염화나트륨, 및 삼투 작용제, 예컨대 덱스트로스, 및/또는 투석 처리 동안 겪게 되는 조건에서 물 중에서 가용성인 다른 성분을 함유할 수 있다. 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로 무함유 농축액은 도 5에서 수돗물과 예비혼합되는 것으로 나타나 있다. 또 다른 옵션은, 수착 카트리지(522)로부터 배출된 후 튜빙(530) 내에서의 정제된 수돗물로의 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로 무함유 농축액의 첨가일 수 있다. 전구체 투석액 용액(571)은, 펌프(582)의 사용과 같은 펌프 작용 또는 중력에 의해 공급원(570)으로부터 투석액 회로의 튜빙(520) 내로의 전구체 투석액 용액의 유동을 가능하게 하도록 밸브(594) (예를 들어, 양 방향 (차단/개방) 밸브)를 개방함으로써, 튜빙(574)을 통해, 확장가능 저장소(524)를 포함하는 투석액 회로(510) 내로 도입될 수 있다. 수돗물 또는 다른 비-멸균수가 전구체 투석액 용액의 제조에 사용되는 경우, 전구체 투석액 용액의 수돗물 내용물은, 투석기(512)로 통과하기 전에 AAMI 품질로의 정제를 위해 수착 카트리지(522)로 통과할 필요가 있다. 이를 수행하기 위해, 클램프/밸브(591) 및 (592)를 사용하여 투석액 회로(510)와 투석기(512) 사이의 유체 유동을 차단할 수 있다. 밸브(594)가 개방될 수 있고, 전구체 투석액 용액이 유체 회로(510) 내로, 또한 수착 카트리지(522)를 통해 펌핑될 수 있다. 미리 결정된 부피의 전구체 투석액 용액을 프라이밍 작업에 사용할 수 있다. 투석액 회로(510) 내로의 전구체 투석액 용액의 도입 완료 후, 밸브/클램프(516) 및 (518)를 개방할 수 있고, 따라서 투석기를 통한 환자로부터, 또한 환자로의 혈액 유동과 동시에 투석액이 투석기(512)와 투석액 회로(510) 사이에서 유동하여 투석 처리를 지지할 수 있도록 한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같은, 센싱, 모니터링, 및/또는 계량 시스템이 투석액 회로(510) 내에서의 투석액의 계내 제조를 위해, 또한 투석 처리 동안 투석액 회로(510) 내의 투석액의 조성의 적절한 조정을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 전도도계(552)가 투석액 회로(510) 내에 포함될 수 있다. 농축액과 예비혼합된 수돗물을 사용하여 전구체 투석액 용액을 형성하는 것 (도 5에 나타낸 바와 같음)의 대안으로서, 투석액이 계내에서, 즉 본원에서 도 6과 관련하여 기재된 바와 같은 투석 시스템의 투석액 회로 내에서 제조될 수 있다. 또한, 멸균수 (초순수 물)를 투석액 회로의 프라이밍에 사용하는 방법이 본원에서 도 6의 설명에서 옵션으로서 본원에 기재된다.
투석 시스템은, 시스템이 처리 모드 또는 프라이밍 모드로 작동을 개시하게 하도록 조작될 수 있는, 터치 스크린 버튼, 물리적 키패드, 마우스 등을 갖는, 그래픽 사용자 인터페이스 형태의 인터페이스 (도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 프라이밍 모드는 투석액의 계내 제조를 포함할 수 있다. 투석 시스템은 하나 이상의 밸브를 포함하고 상이한 밸빙 체계 및 유동로를 제공하도록 제어될 수 있는 매니폴드를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 매니폴드의 사용과 관련된 예시적 매니폴드 및 시스템 구성요소는 2011년 12월 29일에 공개된 미국 특허 출원 공개 번호 US 2011/0315611 A1 (Fulkerson et al.)에 나타나고 기재된 것들을 포함하고, 상기 출원 공개는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 처리 모드로 작동되도록 지시되면, 제어기는 처리 모드 명령에 반응하여 매니폴드 밸브를 개방된 프라이밍 상태로부터 폐쇄된 처리 상태로 전환시키는 신호를 생성한다. 처리 모드로 작동되도록 지시되면, 제어기는 프라이밍 모드 명령에 반응하여 매니폴드 밸브를 폐쇄된 처리 상태로부터 개방된 프라이밍 상태로 전환시키는 신호를 생성한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 상기 언급된 지시를 구현하는 프로그래밍을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 도입함으로써 제어 및 사용자 명령 기능이 수행될 수 있고, 적절한 프로그램이 로컬 메모리에 저장될 수 있음을 인지할 것이다. 이러한 투석 제어기는 본원에서 도 14의 설명에서 보다 상세히 기재된다.
도 6을 참조하면, 혈액투석을 위해 구성된 투석 시스템(600)이 나타나 있다. 투석 시스템(600)은, 투석 처리 동안 혈액 또는 투석액의 유동을 나타내기 위해 중앙에 각각 화살표로 나타낸 4개의 펌프 튜브 세그먼트 또는 헤더를 포함하는 매니폴드(602)를 포함한다. 펌프 튜브 세그먼트는 매니폴드(602) 내의 포트에 접합된다. 매니폴드 내외로의 다양한 유체의 유동을 가능하게 하도록 매니폴드의 외부 튜브와 연결되는 다수의 포트가 매니폴드에 제공된다. 이들 포트는 하기와 같이 투석 시스템 내의 다양한 튜브에 연결된다: 포트 A - 투석기(612)로의 혈액; 포트 B - 투석기 산출 (사용된 투석액에 대한); 포트 C - 환자로부터의 혈액; 포트 D - 혈액 내 혼합을 위한 헤파린; 포트 E - 저장소 산출 (신선한 투석액에 대한); 포트 F - 투석기 입력 (신선한 투석액에 대한); 포트 G - 투석기 산출 (혈액); 포트 H - 환자 복귀 (깨끗한 혈액에 대한); 포트 J - 프라이밍 및 배수 라인으로 연결; 포트 K - 투석액 회로로의 농축액 산출; 포트 L - 농축액 단지(626)로부터의 농축액 또는 주입액 입력 (예를 들어, 전해질, 예컨대 K, Ca, Mg의 입력); 및 포트 M - 수착 카트리지 내로의 사용된 투석액 유동을 위한 수착 카트리지 입력. 매니폴드 구조로 성형된 경로로서 형성된 튜브 세그먼트는, 포트 D를 통해 도입되는, 헤파린의 유체 유동을, 포트 C를 통해 도입되는, 혈액의 유체 유동에 연결할 수 있다. 나타낸 많은 포트의 작동 및 그의 상세사항, 또한 나타낸 투석 시스템의 일부 다른 측면은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2011/0315611 A1, 특히 그의 도 86을 참조하여 확인될 수 있으며, 상기 공개 및 도는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
포트는 회로 튜빙 0.268" x 0.175" 튜빙 또는 항응고제 및 주입액 튜빙 0.161" x 0.135"에 대해 디자인될 수 있다. 튜빙 포트는 적합한 용매와 접합될 수 있다. 나타낸 밸브는 매니폴드 내의 상이한 위치에 배치될 수 있음을 인지하여야 한다. 나타낸 배열에서, 밸브(606)는 밸브(614)에 인접하고 그에 평행한 매니폴드(602)의 중심 수직 부분(610)에 배치된다. 또한 상단 수평 부분(618)과 저부 수평 부분(620)을 함께 연결하는 매니폴드(602)의 중심 수직 부분(610) 상에는, 또 다른 밸브(624)가 존재한다. 밸브(624)는 중심 수직 부분(610)의 저부 상에 존재하고, 밸브(606)와 (614) 사이에 중심을 두고 실질적으로 그 하부에 배치된다. 투석 시스템(600)의 혈액 회로를 프라이밍하고/거나, 예를 들어, 환자를 수화시키고 투석 처리 동안 손실된 유체를 대체하기 위해, 환자 내로 염수를 주입하기 위해 염수 백 형태의 염수 공급기(630)가 사용될 수 있다. 매니폴드를 통한 유체 이동을 제어하기 위해 매니폴드(602) 내에 제공되는 밸브는 자기 및/또는 솔레노이드 밸브 또는 다른 종류의 밸브일 수 있다.
멸균수의 공급기(650)는 튜빙(630)에 유체 연결되고, 이는 기재된 바와 같이, 나트륨 농도를 감소시키기 위한 투석 처리의 나중 또는 최종 기간에 멸균 희석수 공급을 위해 수착 카트리지(662)로부터 배출된 재생된 투석액을 운반한다. 기재된 바와 같은 멸균수의 공급기(650)와 함께, 각각, 멸균 희석수의 튜빙(630) 내로의 유동 및 유량을 제어하기 위해 오리피스 유동 제어기(651) 및 밸브 또는 클램프(694)가 사용된다. 비카르보네이트 용액의 공급원(660)은 투석액에 대한 투석기 유입구에 연결된 튜빙(641)에 유체 연결된다. 비카르보네이트 용액은, 기재된 바와 같은 투석 처리의 초기 조기 기간 동안 튜빙(641) 내의 재생된 투석액에 첨가된다. 비카르보네이트 용액의 공급원(660)은 용기 내에 예비혼합 용액으로서 저장된 농축된 비카르보네이트 용액을 보유하는 공급 용기 (예를 들어, 가요성 백 또는 고정 형상의 용기)일 수 있다. 비카르보네이트 공급원(660)은 대안적으로, 유입구 및 유출구 포트를 갖는 적어도 부분적으로 건조 비카르보네이트 분말로 충전된 용기 (예를 들어, 백)를 사용하여 건조 분말로부터 요구에 따라 비카르보네이트 용액이 제조될 수 있게 하는 어셈블리일 수 있고, 여기서 백은 분말이 용해되는 정제수의 도입을 가능하게 하는 물 유입구 및 생성된 농축된 비카르보네이트 용액이 백을 빠져나가는 유출구를 갖고, 이는 본 발명에서 재생된 투석액에 대한 처리 용액으로서 사용될 수 있다. 이와 관련한 사용을 위해 적합화될 수 있는 이러한 건조 비카르보네이트 분말을 사용하는 비카르보네이트 공급원의 예는, 비백(bibag)® 시스템 (프레세니우스 메디칼 케어 노쓰 아메리카(Fresenius Medical Care North America))이다. 각각, 공급원(660)으로부터 튜빙(641)으로의 비카르보네이트 용액의 유동 및 유량을 제어하기 위해 펌프 (또는 오리피스 유동 제어기)(683) 및 밸브(693)가 사용될 수 있다. 필요한 경우, 재생된 투석액을 저장하고, 투석액 유동을 관리하기 위해 확장가능 저장소(664)가 사용된다. 예로서, 확장가능 저장소(664)는 2 리터의 투석액을 보유할 수 있고, 최대 6 리터의 투석액 및 환자로부터의 유출물을 보유할 용량을 갖는다. 도 6에 나타낸 확장가능 저장소(664)는 간략화를 위해 실질적으로 직사각형으로서 개략적으로 나타내었지만, 확장가능 저장소(664)는, 예를 들어, 확장가능 저장소 및 가열된 저장소 홀더 조합의 부분으로서의 본원에 기재된 바와 같은 저장소일 수 있음을 이해한다.
프라이밍 모드에 대하여, 환자로부터 매니폴드(602) 내로의 혈액라인은 연결되지 않고, 따라서, 혈액이 매니폴드 내로 유동하지 않거나 유동할 수 없다. 그보다는, 공급원으로부터 통과되는 투석액이 다수의 포트를 통해 매니폴드 내로 통과하고, 투석액을 통해 인-라인으로 양 방향 밸브 포트에 연결된다. 전구체 투석액 용액은 투석액 회로 내로의 도입 전에 예비혼합 (물 플러스 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로-무함유 농축액)될 수 있거나, 또는 이는 계내에서, 즉 도 6에 나타낸 투석 시스템(600)의 투석액 회로 내에서 제조될 수 있다. (도 5에 나타낸 바와 같은) 수돗물을 사용한 전구체 투석액 용액의 형성에 대한 대안으로서, 초순수 물 (멸균수)가 전구체 투석액 용액에 사용될 수 있다. 초순수 (멸균) 유체의 저부피 공급기, 예를 들어, 멸균 염수의 2-리터 공급기(640)가 공급기 튜브(644)를 통해 투석액 회로 내로 도입될 수 있다. 도 6에 나타낸 초순수 유체는 멸균 염수로서 예시되었지만, 임의의 초순수 유체가 사용될 수 있고, 멸균 염수의 공급원이 임의의 다른 초순수 유체의 공급원으로 대체될 수 있음을 이해한다. 공급기 튜브(644)는 연결부(646)에서 충전/배수 튜브(648)에 연결되어 2개의 튜브 사이의 유체 소통을 형성할 수 있다. 연결부(646) 반대편의 충전/배수 튜브(648)의 말단은, 나타낸 바와 같이, 포트 J에서 매니폴드(602)에 접합된다. 시스템 프라이밍에 사용되는 경우, 멸균 염수, 또는 그의 일부가 멸균 염수 공급기(640)로부터 투석액 회로 내로 배수되거나, 로딩되거나, 또는 다른 방식으로 전달된 후, 멸균 염수 공급기(640)는 연결부(646)에서 충전/배수 튜브(648)로부터 단절될 수 있고, 연결부(646)는 투석액 회로가 배수될 준비가 될 때까지 캡핑될 수 있다. 중력을 이용하여 멸균 염수 공급기(640)로부터 투석액 회로 내로의 멸균 염수의 전달을 보조할 수 있지만, 멸균 염수는 또한, 매니폴드(602)의 펌프 헤더(654) 상에서 작용하는 베이스 기기 내의 연동 펌프 사용에 의해 투석액 중으로 끌어당겨질 수 있다. 나타낸 배열에서, 공급기(640)로부터의 멸균 염수는, 시스템 프라이밍에 사용되는 경우, 먼저 투석기(612)와 수착제 (수착 카트리지(662)) 사이의 투석액 회로로 도입된다. 이러한 배열에서, 멸균 염수의 공급원이 연결되는 "제1 튜빙"은 투석기(612)로부터 매니폴드(602)로의 튜빙, 매니폴드(602)를 통과하는 경로, 및 매니폴드(602)로부터 수착 카트리지(662)로의 튜빙을 포함한다. 수돗물 또는 이것으로 제조된 전구체 투석액 용액 (사용되는 경우)은 유사한 위치에서 시스템 내로 도입될 수 있다.
도 7은 기재된 바와 같이 투석 처리 동안의 도입을 위한 멸균 희석액의 2.0-리터 백(650) (및 멸균 전해질 용액 (K, Ca, Mg)의 0.5-리터 백(626))을 유지하는 행거 어셈블리(700)의 전면 사시도이다. 사용되는 경우, 초순수 물의 백이 유사한 행거 어셈블리를 사용하여 배열될 수 있다. 행거 어셈블리는 백 내에 형성된 아일릿(eyelet) 또는 홀(703) 및 (704)에 의해 백(650) 및 (626)을 유지하는 후크(701) 및 (702)를 포함할 수 있다.
기재된 바와 같이, 오리피스 유동 제어기, 예컨대 도 6에서 장치(651)는, 멸균 희석수 공급기 백(650) 및 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액의 유동 라인과 조합되어 사용되어, 일정한 미리 결정된 유량의 희석수를 기재된 재생된 투석액 용액의 유동 라인 내로 제공한다. 또한 기재된 바와 같이, 구성요소(683)에 대해 펌프를 사용하는 것 대신에, 그 구성요소에 대해 오리피스 유동 제어기를 사용하여 각각 비카르보네이트 공급원(660)으로부터 튜빙(641)으로의 비카르보네이트 용액의 유동 및 유량을 제어할 수 있다. 구성요소(683)에 대해 펌프 대신에 오리피스 유동 제어기가 사용되는 경우, 멸균 희석액 공급기(650)에 대해 본원에 기재된 것과 유사한 또는 실질적으로 유사한 비카르보네이트 용액의 공급기 백 또는 다른 용기에 대한 중력 공급 구성을 사용하여, 이러한 비카르보네이트 공급기 백 또는 다른 용기로부터 오리피스 유동 제어기(683)를 통한 투석액 회로 내로의 비카르보네이트 용액의 전달을 보조할 수 있다. 비카르보네이트 용액은 또한, 베이스 기기 내의 연동 펌프 사용에 의해 투석액 회로 내로 끌어당겨질 수 있거나, 또는 기재된 바와 같은 건조 분말화 비카르보네이트 및 유입구/유출구 유체 유동을 사용한 백내(in-bag) 제조 기술로부터 얻어진 비카르보네이트 용액 중에서의 양의 유동 압력에 의해 투석액 회로 내로 전진될 수 있다.
액체가 튜빙의 두 섹션을 분리하는 벽에서의 감소된 직경의 오리피스 또는 모세관과 같은 수축을 통해 유동하는 경우, 튜빙 시스템 내의 유동의 속도를 제어할 수 있는 튜브 사이의 압력차가 생성될 수 있다. 정맥내 투여 세트에 사용되는 것과 같은 오리피스 유동 제어기가, 기재된 멸균 희석액의 제어된 공급, 비카르보네이트 용액의 제어된 공급, 또는 이들 둘 다에 사용될 수 있는 오리피스 유동 제어기에 대한 이러한 목적을 위해 본 발명에 사용되기 위해 적합화될 수 있다. 미국 특허 번호 5,409,477 (이는 그 전문이 본원에 참조로 포함됨)에 나타낸 바와 같은, 모세관 오리피스 유동 제어기 (제한 장치) 또는 오리피스 유동 제어기가 이와 관련한 사용을 위해 적합화될 수 있다. 도 8 및 9는, 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같은 오리피스 유동 제어기(851)를 나타낼 수 있는, 오리피스 유동 제어기(851)의 확대된 단면도를 나타낸다. 유량은 오리피스 유동 제어기의 본체 내에 형성된 오리피스의 크기에 의해 측정될 수 있다. 도 8 및 9를 참조하면, 세장형 본체(824)와 그 안에 형성된 유입구 포트(826) 및 유출구 포트(828)를 포함하는 오리피스 유동 제어기(851)가 나타나 있다. 배리어형 벽 또는 오리피스 플레이트(830)가 유입구 및 유출구 포트(826, 828)를 분리한다. 유입구 포트(826)는 실질적으로 일정한 직경의 중앙 섹션(836)에 대하여 제1 및 제2 내향 원위 테이퍼(832, 834)를 갖는다. 중앙 섹션(836)의 원위 부분(838)은, 내벽(842)을 따라 오리피스 플레이트(830)까지 연장되는 다수의 상승된 종방향 립(840) (예시에서 4개)을 갖는다. 플레이트(830)의 근위 표면(846)은, 도 8에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 안에 테이퍼링된 니플 형상의 함몰부(844)를 가지며 형성될 수 있다. 유동 제어 통로를 한정하고, 함몰부(844)의 중심 주위로부터 유출구 포트(828)까지 연장되는 오리피스(848)가 플레이트(830)를 통해 형성될 수 있다. 오리피스(848)는, 유입구 포트(826)와 유출구 포트(828) 사이의 정확한 미리 결정된 유체 소통을 제공하는 미리 결정된 유동 단면적을 갖는다. 오리피스(848)는, 레이저 또는 다른 좁은 주파수 발광 절단 장치로 플레이트(830)를 통해 천공함으로써 생성될 수 있다. 오리피스(848)의 직경은, 특정 환자에 대해 요구되는 바와 같은 용액의 투여 속도에 따라 약 0.0011 내지 약 0.0050 인치의 범위일 수 있다. 관련 도에 기재되고 나타낸 오리피스 유동 제어기(851)에서, 본체(824)는 폴리카르보네이트 물질로부터 형성되었다. 오리피스(848)는, +0.002 인치의 공차를 가지며 0.012 인치의 두께 (t)를 갖는 오리피스 플레이트(830)를 통해 0.0029 인치의 직경으로 천공될 수 있다. 오리피스(848)는 엑시머 레이저 또는 다른 레이저를 사용하여 천공될 수 있다. 함몰부(844)의 베이스와 플레이트(830)의 원위 표면(850) 사이의 플레이트(830)의 두께 대 오리피스(848)의 직경의 비율은, 최대 10:1로 제한될 수 있다. 역으로, 오리피스(848)는, 오리피스(848)에 인접한 지점에서 플레이트(830)를 통한 유동 제어 통로의 길이 (L)의 1/10 이상일 수 있다. 예시된 바와 같은 오리피스 유동 제어기(851)에서, 두께 (t) 대 오리피스(848)의 직경의 비율은 약 5.2:1일 수 있다. 유출구 포트(828)는 오리피스 플레이트(830)의 원위 표면(850)으로부터 유출구(852)까지 연장된다. 유출구 포트(828)는, 도 8에서 가장 잘 보이는 바와 같이, 그의 길이를 따라 실질적으로 일정한 원형 단면을 갖는다. 오리피스 유동 제어기의 다른 임의적 특징은, 예를 들어, 포함된 미국 특허 번호 5,409,477에 기재되어 있다. 오리피스 유동 제어기는, 의도된 바와 같이 적당하게 기능하기 위한 필수적 구조를 제공하도록 성형되고/거나 기계처리될 수 있는 중합체, 금속, 세라믹, 복합체, 또는 다른 물질로 형성될 수 있다. 오리피스 유동 제어기에 사용되는 물질은 의료-등급 플라스틱 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리실리콘 등), 또는 다른 물질일 수 있다.
도 5에서 저장소(524)로서, 또한 도 6에서 저장소(664)로서 나타낸 바와 같은 확장가능 저장소에는, 투석액 회로의 효율적인 작동에 필요한 투석액의 부피를 최소화하는 하나 이상의 특징이 제공될 수 있다. 확장가능 저장소는 저장소 유입구 및 저장소 유출구를 포함할 수 있고, 저장소 유출구는 확장가능 저장소의 저부에 배치될 수 있다. 확장가능 저장소의 저부에는, 확장가능 저장소의 가장 저부 내의 임의의 투석액이 저장소 유출구를 향해 지향되도록 하나 이상의 비스듬한 저부 벽이 포함될 수 있다. 깔때기 형상의 저부 벽, 트로프 형상의 저부 벽, 중공 역피라미드형 저부 벽이 사용될 수 있거나, U자형 저부 벽이 사용될 수 있거나, V형 저부 벽이 사용될 수 있거나, 또는 확장가능 저장소 내의 투석액을 저장소 유출구를 향해 보내는 임의의 다른 다양한 형상이 사용될 수 있다. 저장소는 가요성 백으로서 구성될 수 있고, 확장가능 저장소의 저부 벽의 형상을 한정하는 저장소 홀더가 제공될 수 있다. 저장소 홀더가 사용되는 경우, 이는 확장가능 저장소 내의, 또한 투석액 회로 내의 투석액의 적절한 온도를 유지하도록 전력공급되고 모니터링될 수 있는 하나 이상의 가열 부재 및 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다.
투석액 회로의 효율적인 작업을 위해 필요한 투석액의 부피를 최소화하는 확장가능 저장소에 대해 기재된 것과 하나 이상의 유사한 특징을 갖는 멸균 희석수 백이 제공될 수 있다.
도 10은, 도 5 및 6에서의 확장가능 저장소(524) 및 (664)에 사용될 수 있는, 저장소 용기(1013) 내의 확장가능 저장소(1000)의 전면 단면도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 도 5 및 6에서의 튜빙(530) 및 (630)에 상응할 수 있는 튜빙(1010)이 일회용 뚜껑(1030)을 통해 예비-쓰레딩될 수 있거나, 또는 튜빙(1010)을 수용하거나 그에 연결하기 위한, 또한 튜빙(1010)을 저장소 용기(1013) 내로 도입하는 통로를 제공하기 위한 슬롯을 갖는 및/또는 연결기를 갖는 일회용 뚜껑(1030)이 제공될 수 있다. 도 5에서의 튜빙(540)을 나타낼 수 있는 튜빙(1040)은, 확장가능 저장소(1000)의 저부에서 저장소 유출구(1006)에 접합되거나 다른 방식으로 연결될 수 있다. 재생된 투석액(1050)은, 유출구(1006)를 통해 튜빙(1040) 내로 배출될 때까지 저장소 용기(1013) 내에서 유지된다. 저장소 용기(1013)는 내벽(1012), 가열 부재 층(1014), 및 외벽(1016)을 포함할 수 있다. 가열 부재 층(1014)은 반드시 하나 이상의 측벽을 필요로 하지는 않지만 대신에 내벽(1012)와 외벽(1016) 사이에 위치하며 이들에 의해 한정될 수 있다. 가열 부재 층(1014)은 열-전도성 포움(1018) 또는 다른 열-전도성 물질, 및 하나 이상의 가열 부재(1020)를 포함할 수 있다. 도 10에 나타낸 가열 부재(1020)는 단일 연속 코일 형태이다.
추가로 투석 시스템의 구성 및 작업과 관련하여, 단일 양 방향 밸브가 기재된 매니폴드(602, 도 6)의 물리적 본체 내에 혼입되어 작동의 처리 모드와 작동의 프라이밍 모드 사이에서 전환되도록 조작될 수 있다. 매니폴드는, 제1 위치 (예를 들어 폐쇄)로부터 제2 위치 (예를 들어 개방)로 활성화되거나 전환되는 경우, 매니폴드 내의 액체의 내부 유동로 변화를 일으키는 양 방향 밸브를 포함할 수 있다. 이러한 유동로 변화로 인해, 밸브가 폐쇄되면 서로 유체 고립되는 혈액 및 투석액 회로가, 이제 서로 유체 소통 위치에 있게 된다. 바람직하게는, 이러한 상태 변화를 달성하기 위해, 즉 별도의 혈액 및 투석액 회로가 유체 연결되도록 하기 위해, 추가의 밸브 또는 스위치가 조작될 필요가 없다. 본 발명의 시스템 및 방법에 의해 사용되고 수행될 수 있는 이러한 매니폴드, 밸브, 프라이밍 모드, 및 처리 모드의 추가의 상세사항은 미국 특허 출원 공개 번호 US 2011/0315611 A1에 교시되어 있다. 밸브 전환은 관련 기술분야에 공지된 임의의 수단에 의해, 예컨대 매니폴드의 표면 상의 기계적 제어기를 물리적으로 조작함으로써, 또는 매니폴드의 표면 내로 통합된 밸브 인터페이스와, 사용자 선택된 작동 모드에 따라 밸브의 상태를 제어하는 제어기를 갖는 투석 기계 사이의 인터페이스를 통해 밸브 상태를 변화시키는 투석 기계의 작동을 통해 전자식으로 유효화될 수 있다. 수착 카트리지가 본질적으로 멸균 상태의 투석액을 생성하는 데 있어 부적절한 경우, 투석액 회로 내의 임의의 바람직하지 않은 물질을 제거하는 것을 돕는 필터, 예컨대 0.22 마이크로미터 필터가 사용될 수 있다. 필터는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 매니폴드의 포트 E에 근위에, 저장소 입력 라인을 따라 인-라인 배치될 수 있고, 프라이밍 동안 및 처리 동안 둘 다에 사용될 수 있다.
투석 시스템에 사용될 수 있는 기재된 밸브는 양 방향 밸브일 수 있고, 투석 시스템의 베이스 기기 (도시되지 않음) 상에 장착된 밸브 액츄에이터를 가짐으로써 작동될 수 있으며, 이는 각각의 경로를 통한 투석액 유동을 막기 위해 볼케이노 시일 상의 엘라스토머 격막을 압축시킨다. 매니폴드는, 베이스 기기 내의 센서의 사용을 통해 격막을 가로지르는 유체 압력 모니터링을 가능하게 하는 구조를 함유할 수 있다. 유체는, 중앙체의 전면 커버측 상의 채널로부터 후면 커버측 상의 격막 아래의 유입구 및 유출구 홀을 통해 유동될 수 있다. 압력 센싱 구조의 내부를 통한 단면 경로는 적어도 0.190"에 상응한다. 밸브 및 격막은 다양한 상이한 물질로부터, 또한 상이한 방법에 의해 제조될 수 있다. 엘라스토머 구성요소는 실리콘으로부터 제조되거나 또는 다양한 열가소성 엘라스토머로부터 제조될 수 있다. 투 셧(two shot) 성형을 이용하여 밸브 및 격막을 후면 커버에 부착할 수 있다. 이들 부분을 매니폴드 내로 개별적으로 어셈블링할 필요가 없고, 따라서 인건비를 감소시키고 매니폴드 어셈블리의 품질을 향상시키도록, 밸브 및 격막의 투셧 성형을 이용할 수 있다.
매니폴드 디자인에서 펌핑 구성요소는 폴리비닐 클로라이드 (PVC) 펌프 세그먼트 또는 펌프 헤더를 포함할 수 있다. 이러한 펌프 헤더는, 베이스 기기의 회전 연동 펌핑 시스템과 조합시, 투석액의 계내 제조 및 투석 처리 동안 투석액의 조성 유지를 위해 유용한 혈액, 투석액, 농축된 전해질, 및 농축액 또는 주입액의 유동을 제공할 수 있다.
다양한 기재된 튜빙에 대해 플라스틱 튜빙, 통상의 의료 튜빙 등이 사용될 수 있다. 투석액, 농축액, 주입액, 비카르보네이트 용액, 멸균수, 및 항응고제에 대한 회로 튜빙은 열가소성 물질, 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 폴리카르보네이트, 또는 충분히 구조적으로 강건하고, 위생적이고, 투석 처리에서 이를 통과하는 유체에 대해 불활성인 다른 중합체 물질로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 튜빙은 일회용 물질로 제조된다. 투석액, 농축액, 주입액, 및 항응고제에 대한 회로 튜빙 물질은 바람직하게는 비틀림 저항성이고, 예컨대 미국 펜실바니아주 킹 오브 프러시아의 테크니플렉스(TEKNIplex)로부터 입수가능한, 나트바르(Natvar)에 의해 압출된, 컬러라이트(COLORITE), 또는 유니켐(UNICHEM) PTN 780 (80A 경도계)으로서 언급되는 튜빙이다. 투석액 라인에 대한 튜빙 치수는 약 0.268" x 0.189" 내지 약 0.268" x 0.175"의 범위일 수 있다. 튜빙은 투석액 회로의 다양한 구성요소를 함께 유체 소통 연결하도록 제공될 수 있다. 각각의 튜빙은 독립적으로 연속 길이의 튜빙, 함께 연결된 둘 이상의 별도의 튜빙 등을 포함할 수 있다.
다양한 연결기, 밸브, 디버터, 접속부, 탭, 격막, 및 유입구가 각각의 튜빙을 따라 및/또는 그의 부분으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 튜빙을 따라, 투석기 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이에, 유체 라인이 제1 튜빙에 연결될 수 있도록 Y 연결기가 제공될 수 있다. 유체 라인은 전구체 투석액 용액을 제1 튜빙 내로 공급할 수 있다. 투석액 회로를 프라이밍하기 위해, 수돗물 또는 초순수 유체의 공급원 (예를 들어, 초순수 유체의 접을 수 있는 백으로부터)을 포함하는 전구체 투석액을, 예를 들어, Y 연결기의 개구, 분지, 또는 유입구를 보호하는 캡을 제거함으로써, Y 연결기에 접속시킬 수 있다. 전구체 투석액 용액의 공급원이 제1 튜빙에 연결되면, 펌프, 중력, 또는 이들의 조합을 이용하여 전구체 투석액 용액을 투석액 회로 내로 강제 도입할 수 있다. 투석액 회로 내에서 투석액, 또는 전구체 투석액 용액을 이동시키기 위해, 투석액 회로를 따라 하나 이상의 투석액 순환 펌프, 예컨대 연동 펌프가 제공될 수 있다. 투석액 또는 전구체 투석액 용액은, 제1 튜빙으로부터 수착 카트리지 유입구를 향하는, 수착 카트리지 유출구로부터 저장소 유입구를 향하는, 저장소 유출구로부터 투석액 유입구를 향하는, 또한 투석액 유출구로부터 다시 수착 카트리지 유입구를 향하는 방향으로 이동할 수 있다. Y 연결기는, 초순수 유체 또는 투석액이 Y 연결기를 통해 초순수 유체를 원래 보유하였던 용기 또는 백을 향해 상향 이동하는 것을 막기 위해, 단 방향 밸브, 플랩 밸브 등을 포함할 수 있다. 전구체 투석액 용액이 투석액 회로 내로 로딩된 후, 유체가 도입되는 Y 연결기로의 개구는, 예를 들어, 전구체 투석액 유체의 공급원을 단절시키고 개구를 Y 연결기에 대해 캡핑함으로써 폐쇄될 수 있다. 단절 및 캡핑 동안 순환 펌프는 꺼지거나 정지될 수 있다. 프라이밍에 사용되는 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로 무함유 농축액 및/또는 투석 처리 동안 주입되는 전해질 (예를 들어, K, Ca, Mg)이, 이들이 계내에서, 즉 투석액 회로 내에서 투석액 유체와 혼합되도록, 직접 투석액 회로에 제공될 수 있다. 전해질 용액과 같은 전해질의 액체 공급기가 사용될 수 있다. 전해질은 멸균 용기로부터 제공될 수 있거나, 또는 예비혼합되어 분배 용기로 분배될 수 있다. 전해질은, 예를 들어, 접을 수 있는 백 내에 패키징된, 멸균 수용액 형태로 제공될 수 있다. 백은, 튜브에 의해서와 같이, 저장소 유출구와 투석액 유입구 사이의 제3 튜빙 내에서 Y 연결기에 연결될 수 있다. 초순수 유체의 공급원 (사용되는 경우)을 제1 튜빙에 연결하는 데 사용될 수 있는 것과 동일한 종류, 또는 유사한 Y 연결기가 전해질의 공급원을 제3 튜빙에 연결하는 데 사용될 수 있다.
전해질 (예를 들어, K, Ca, Mg)은 투석액 회로를 따라 임의의 위치에서 투석액 회로에 도입될 수 있다. 수착 카트리지의 하류이며 투석기의 상류인 접속부에서의 전해질 도입은, 전해질이 투석기 내의 혈액 처리에 사용되기 전에 수착 카트리지로 통과하는 것을 막을 수 있다. 하나 이상의 펌프, 중력, 또는 이들의 조합을 이용하여 전해질의 공급원으로부터 투석기 회로 내로 전해질을 이동시킬 수 있다. 전해질이 접을 수 있는 백 내의 멸균 용액으로서 제공되는 실시양태에서는, 백을 매달기 위해 행거 어셈블리가 사용될 수 있다. 기재된 바와 같이, 초순수 유체가 사용되고 접을 수 있는 백 내에서 제공되는 실시양태에서는, 서로 인접하고 근위에 초순수 유체의 공급원 및 멸균 전해질의 공급원을 매달기 위해 행거 어셈블리가 사용될 수 있다. 비카르보네이트 용액의 공급원, 멸균 희석수의 공급원, 프라이밍에 사용되는 경우 초순수 유체의 공급원, 비카르보네이트-무함유 또는 본질적으로 무함유 농축액의 공급원, 전해질의 공급원, 또는 이들의 임의의 조합에 환자 식별 정보, 농도 정보, 패키징 날짜, 유효 기간, 다른 식별 표시, 바코드, 2차원 바코드, 무선 주파수 식별 택 등이 제공될 수 있으며, 이는 각각의 공급원이 접을 수 있는 백 형태이든 아니든 무관하다.
투석액은, 용이하게 함께 패키징되고 수송될 수 있는, 또한 연약한 환자에 의해서도 가정에서 취급, 조작, 및 셋업될 수 있는 소모품으로부터 계내에서 형성될 수 있다. 수착 카트리지, 확장가능 저장소, 및 투석기는, 예를 들어, 기밀 밀봉 백 내에, 수송을 위해 함께 패키징될 수 있다. 구성요소는, 예를 들어, 패키징 전에, 패키징 동안, 또는 패키징 후에, 방사선에 의해 멸균될 수 있다. 수착 카트리지, 확장가능 저장소, 및 투석기는, 이들이 패키징되고 수송될 때, 비어있을 수, 즉 액체를 함유하지 않을 수 있다. 초순수 유체의 공급원은 수착 카트리지, 확장가능 저장소, 및 투석기와 별도로 패키징될 수 있고, 이들 일회용품과 별도로, 또는 함께 수송될 수 있다. 멸균 희석수의 공급원은, 약 3 리터 이하, 예를 들어, 2.5 리터 이하, 2 리터 이하, 1.5 리터 이하, 2.5 리터, 2 리터, 1.5 리터 등의 보유 부피를 갖는, 용기, 예컨대 접을 수 있는 플라스틱 백을 포함할 수 있다. 초순수 물의 공급원 (포함되는 경우)은, 약 3 리터 이하, 예를 들어, 2.5 리터 이하, 2 리터 이하, 1.5 리터 이하, 2.5 리터, 2 리터, 1.5 리터 등의 보유 부피를 갖는, 용기, 예컨대 접을 수 있는 플라스틱 백을 포함할 수 있다. 비카르보네이트 용액의 공급원 (멸균수와 예비혼합되는 경우)은, 부분적으로 비카르보네이트의 농도에 따라, 약 1 리터 이하, 예를 들어, 750 mL 이하, 500 mL 이하, 250 mL 이하, 100 mL 이하, 50 mL 이하, 또는 다른 부피의 보유 부피를 갖는, 용기, 예컨대 접을 수 있는 플라스틱 백을 포함할 수 있다. 이들 기재된 부피는 포화 비카르보네이트 용액에 적용될 수 있다. 투석 처리가 제공되어야 하는 현지에서 예비혼합되는 경우, 비카르보네이트는 함께 또는 별도로 공급된 멸균수와 현지 조합을 위한 용기 또는 패킷 내에 건조 미립자 형태로 공급될 수 있다. 염화나트륨 및 덱스트로스와 같은, 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로 무함유 농축액의 고체 성분은, 동일한 용기 또는 패킷 내에서 또는 별도의 용기 또는 패킷 내에서 예비혼합된 미립자 형태로 공급될 수 있다. 전해질의 공급원은, 비카르보네이트의 공급원, 멸균 희석수의 공급원, 비카르보네이트 무함유 또는 본질적으로-무함유 농축액, 및 초순수 유체 (사용되는 경우)와 함께, 또는 별도로 패키징되고 수송될 수 있다. 전해질의 공급원은 전해질의 수용액을 함유하는 단지를 포함할 수 있다. 전해질은, 물 중에 용해되어 전해질 용액을 형성할 수 있도록, 분말 형태로, 예컨대 패킷 내에 제공될 수 있다. 전해질 용액을 예비혼합하거나 혼합하고, 이어서 전해질 용기 또는 단지 내에 부을 수 있다. 투석액 회로는, 전해질 용기, 단지, 또는 백으로부터 투석액 회로 내로 전해질을 이동시키기 위한 도관을 제공하는, 튜빙과 같은 유체 소통을 포함할 수 있다. 시스템 또는 일회용품은 전해질을 함유하기 위한 비어있는 단지를 추가로 포함할 수 있고, 투석액 회로가 다른 방식으로 셋업된 후에 전해질이 제조되고 단지로 공급될 수 있다. 전해질의 공급원이 접을 수 있는 백을 포함하는 경우, 접을 수 있는 백은 약 1 리터 이하, 예를 들어, 약 0.5 리터 이하, 300 mL 이하, 200 mL 이하, 100 mL 이하, 200 ml, 100 ml, 50 ml, 또는 다른 부피의 보유 부피를 가질 수 있다.
본원에 개시된 투석 시스템은 다수의 일회용 구성요소를 사용하도록 디자인될 수 있다. 도 11을 참조하면, 시스템에 사용하기 위한 일회용품을 포함하는 키트(1100)가 트레이(1101) 상에서 예비어셈블링되어 패키징으로 수송된다. 트레이(1101)는 투석 시스템 제어기 유닛 작업공간의 상단에 배치될 수 있고, 이로써 요구되는 일회용품으로의 용이한 접근 및 그의 관리를 가능하게 하며, 이는 가정 사용자에 있어 특히 중요성을 가질 수 있다. 제어기 유닛은, 액체 넘침의 경우에, 액체가 제어기 유닛 내로 침투하여 이를 손상시키지 않도록, 방수 등급화될 수 있다. 키트(1100)는, 모두 예비장착된 매니폴드(1102), 투석기(1104), 및 튜빙(1106)을 함유할 수 있다. 밸브(1108)가 매니폴드의 부분으로서 제공될 수 있다. 암모니아 센서 또는 다른 센서가 포함될 수 있다 (도시되지 않음). 키트는 또한 수착 카트리지(1111)를 포함할 수 있다. 오리피스 유동 제어기(1114)뿐만 아니라, 약 1.5 리터 내지 약 2.0 리터의 멸균수를 함유하는 공급 용기 (예를 들어, 가요성 백)(1112)가 포함될 수 있다. 비카르보네이트 용액의 공급원인 공급 용기(1116)가 포함될 수 있다. 공급 용기(1116)는 농축된 비카르보네이트 용액을 함유하는 용기, 또는 건조 비카르보네이트 분말을 함유하는 용기일 수 있고, 여기서 용기는 정제수의 도입을 가능하게 하는 물 유입구 및 농축된 비카르보네이트 용액이 빠져나가는 유출구를 갖는다. 저장소 백(1110)이 또한 포함될 수 있고, 모든 일회용품은 예비장착되고, 사용자에 의해, 투석 시스템 내로 직접 설치되도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 일회용 구성요소, 특히 완전 일회용 혈액 및 투석액 회로는, 키트 (투석기, 매니폴드, 튜빙, 저장소 백, 멸균수의 백 (예를 들어, 2 L), 오리피스 유동 제어기, 비카르보네이트 용액의 백, 밸브, 및 다른 구성요소를 포함함) 내에 예비패키징되고, 이어서 투석 시스템의 전면 도어를 개방하고, 비-일회용 구성요소, 예컨대 압력 센서, 및 다른 구성요소에 대한 정렬을 보장하는 방식으로 투석기를 설치하고 매니폴드를 설치함으로써 사용자에 의해 설치될 수 있다. 일회용 구성요소의 로딩을 용이하게 하기 위해 전면 도어의 내부 표면 내로 통합된 다수의 펌프 슈즈가 제공될 수 있다. 매니폴드만이 삽입될 필요가 있고, 펌프 롤러와 슈즈 사이에 펌프 튜빙이 쓰레딩될 필요는 없다. 멸균수 공급 용기(1112) 및 오리피스 유동 제어기(1114) 및 이들의 관련 튜빙은 공통의 (서브)패키지(1117) 내에 포위될 수 있다. 비카르보네이트 공급원 용기(1116) 및 그의 관련 튜빙은 공통의 (서브)패키지(1118) 내에 패키징될 수 있다. 비카르보네이트 공급기와 함께 사용되는 펌프, 예를 들어, 시린지 펌프는 기존의 투석 기계의 부분을 형성할 수 있거나, 또는 비카르보네이트 공급 용기 및 그의 관련 튜빙 (도시되지 않음)과 별도로 패키징될 수 있다. 비카르보네이트 공급원 용기와 함께 사용될 수 있는 오리피스 유동 제어기가 비카르보네이트 공급원 용기 및 그의 관련 튜빙 (도시되지 않음)과 함께 패키징될 수 있다. 나머지 구성요소 중 하나 이상이 공통의 (서브)패키지(1119) 내에 배치될 수 있다. 이들 상이한 패키지는 공통의 박스 또는 다른 패키지 내에 공급될 수 있다. 키트의 다양한 구성요소가 또한 이들의 상이한 조합으로 서브패키징될 수 있다. 이러한 패키징의 간단한 접근은 용이한 일회용품 로딩 및 시스템의 클리닝을 가능하게 한다. 이는 또한, 유동 회로가 적당히 구성되고 사용 준비가 되도록 보장한다.
임의로, 일회용 구성요소, 또한 특히 매니폴드는, 예를 들어, US 2011/0315611 A1에 기재된 바와 같은, 전자식-기반의 락아웃 ("e-락아웃") 시스템을 포함할 수 있다. 식별 데이터가 바코드, RFID 택, EEPROM, 마이크로칩, 또는 투석 시스템에 사용되는 일회용 구성요소를 독특하게 식별하는 임의의 다른 식별 수단을 통해 일회용 구성요소 각각에 저장될 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, 리더, 예컨대 바코드 리더, RFID 리더, 마이크로칩 리더, 또는 사용되는 식별 기술에 상응하는 임의의 다른 리더가 사용될 수 있다. 리더는, 인터넷과 같은 네트워크 또는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 다른 공중 또는 전용 네트워크를 통해 원격 데이터베이스에 무선 연결하기 위한 트랜스시버와 연결될 수 있다. 리더는 식별 데이터와 직접 정렬될 수 있다.
투석기는 다양한 통상적으로 입수가능한 투석기, 예를 들어, 단일-사용, 고유량 또는 저유량 투석기 중 임의의 것일 수 있다. 폴리술폰 막을 포함하는 투석기가 사용될 수 있다. 약 1.5 내지 약 2.5 평방미터 (m2), 예를 들어, 약 1.75 m2 내지 약 2.25 m2의 막 표면적을 갖는 투석기가 사용될 수 있다. 보다 저부피의 투석액 사용에도 불구하고, 본 발명의 투석 시스템은 효율적인 투석 처리를 제공할 수 있다. 예를 들어, 약 1050 ml/min 내지 약 1700 ml/min, 또는 약 1200 ml/min 내지 약 1400 ml/min의 우레아에 대한 KoA를 나타내는 고유량 투석기가 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 투석기의 예는, 미국 매사추세츠주 월썸의 프레세니우스 메디칼 케어로부터 입수가능한 옵티플럭스(OPTIFLUX)® 투석기 라인을 포함한다. 프레세니우스 메디칼 케어로부터의 F-시리즈 투석기가 사용될 수도 있다.
기재된 바와 같이, 투석기는, 반-투과성 분리 막, 예를 들어 폴리술폰 막의 반대쪽에 혈액 유동로 및 투석액 유동로를 포함한다. 투석액 유입구 및 투석액 유출구는 각각 투석액 유동로와 유체 소통된다. 투석액이 투석액 유동로를 통해 유동하도록 만들어질 수 있다. 투석액 유동로는 투석기를 통해 유동할 수 있고, 보다 큰 투석액 회로의 부분일 수 있다. 사용된 투석액의 재생, 및 수돗물 또는 다른 비-멸균수 (프라이밍 용액에 사용되는 경우) 또는 투석액 회로 내의 다른 유체의 정제를 위해 수착 카트리지가 구성될 수 있다. 수착 카트리지는 수착 카트리지 유입구 및 수착 카트리지 유출구를 포함할 수 있고, 상이한 수착 물질의 다수의 층을 포함할 수 있다. 다양한 통상적으로 입수가능한 수착 카트리지 중 임의의 것이 사용될 수 있으나; 보다 작은 내부 부피를 갖는 수착 카트리지는 프라이밍을 위해 보다 적은 투석액을 필요로 할 수 있고, 따라서 본 교시의 저부피 시스템에서 보다 유리할 수 있다. 수착 카트리지는 바람직하게는 하나 이상의 우레아제-함유 층, 하나 이상의 인산지르코늄-함유 층, 및 하나 이상의 산화지르코늄-함유 층을 포함하거나, 또는 유사한 조건 하에 비카르보네이트 및 나트륨에 대해 유사한 배출 프로파일을 제공할 수 있는 수착 컬럼을 갖는다. 사용될 수 있는 수착 카트리지의 예는, 도 1 및 2에 나타낸 것들, SORB+ 카트리지, HISORB+ 카트리지, SORB HD 카트리지, HISORB HD 카트리지, 및 고급 수착 카트리지 (ASC)를 포함할 수 있으며, 이들 모두 미국 오클라호마주 오클라호마 시티의 소르브 테크놀로지, 인코포레이티드(SORB™ Technology, Inc.)로부터 입수가능하다. 기재된 바와 같이, 수착 컬럼은 본 발명의 방법에 사용하기 위해 비카르보네이트 층을 포함할 필요가 없고, 즉 이는 비카르보네이트 층을 갖지 않을 수 있다. 수착 카트리지는, 수착 카트리지 내의 예비로딩된 물질의 총 중량을 기준으로 하여, 0 내지 1 wt%, 또는 0 내지 0.5 wt%, 또는 0 내지 0.25 wt%, 또는 0 내지 0.1 wt%, 또는 다른 양의 건조 비카르보네이트 염을 함유할 수 있다.
비카르보네이트 용액의 재생된 투석액 중으로의 기재된 주입은, 처리 세션 전반에 걸쳐 투석액 중으로 비카르보네이트를 계속 공급하는 수착 컬럼 내에 포함된 비카르보네이트 층을 포함할 필요 및 이러한 요인의 필요없이, 투석 처리 동안 필요한 초기 기간에 대한 모든 비카르보네이트 필요를 충족시킬 수 있다.
수착 카트리지는, 수착 카트리지 내의 인산지르코늄 층 및 함수 산화지르코늄 층에 앞서, 우레아제 공급원을 포함하는 층의 전과 후 둘 다에 배치된 탄소 층을 가질 수 있다. 도 12를 참조하면, 예를 들어, 수착 카트리지는 제1 탄소-함유 층(들), 수착 카트리지 내의 제1 탄소-함유 층에 이어지는, 우레아제 공급원을 포함하는 효소-함유 층(들), 임의적 알루미나 층(들), 수착 카트리지 내의 효소-함유 층 및 알루미나 층에 이어지는 제2 탄소-함유 층(들), 인산지르코늄-함유 층(들), 및 인산지르코늄-함유 층에 이어지는, 함수 산화지르코늄을 포함하는 함수 산화지르코늄 층(들)을 포함할 수 있다. 도 12의 수착 카트리지의 예에서, 알칼리 pH를 갖는 함수 산화지르코늄-클로라이드는 약 50 g 내지 약 300 g, 또는 약 75 g 내지 약 200 g, 또는 약 100 g의 양, 또는 다른 양으로 사용될 수 있다. 인산지르코늄 층은 약 650 g 내지 약 1800 g, 또는 약 800 g 내지 약 1600 g, 또는 약 900 g 내지 약 1300 g의 양, 또는 다른 양으로 사용될 수 있다. 탄소 층 또는 패드는 약 50 g 내지 약 500 g 탄소의 양 또는 다른 양으로 사용될 수 있고, 알루미나 또는 다른 유사 물질은 약 100 g 내지 약 500 g의 양 또는 다른 양으로 사용될 수 있고, 블렌드는 약 100 g 내지 약 400 g의 양 (약 5 그램 내지 약 50 그램 포함) 또는 다른 양으로 사용될 수 있고, 저부 탄소 층 또는 패드는 약 50 g 내지 약 500 g 탄소의 양 또는 다른 양으로 사용될 수 있다. 상기에 기재된 물질의 임의의 유효량이 카트리지 내에 존재할 수 있다. 이들 양 (또는 본원에서 언급된 임의의 양)은 하기 치수: 2 인치 내지 3 인치 직경 x 5 인치 내지 10 인치 길이를 갖는, 또는 하기 치수: 4 인치 내지 6 인치 직경 x 6 인치 내지 12 인치 길이를 갖는 카트리지에 대하여 사용될 수 있다. 그러나, 이들 양은, 임의의 사이징된 카트리지에서의 조정을 가능하게 하도록 각각의 다른 층에 대한 각각의 층의 중량비를 제공하는 것임을 이해한다. 탄소는 활성탄 필터 패드로 압착된 활성탄 입자일 수 있다. 탄소는, 수착 카트리지 내의 탄소 층의 반대쪽에 연결된 인접 층에 의해 위치 유지될 수 있는 입자의 층으로 형성된 활성탄 입자일 수 있다. 여과지, 디퓨저 패드, 및 세퍼레이터 링 (패드)이 사용될 수 있고, 이들은 미국 특허 출원 공개 번호 2002/0112609 및 2012/0234762 (이들은 그 전문이 본원에 참조로 포함됨)에 기재된 것들과 같은, 이들 유형의 수착 카트리지 구성요소에 대한 통상의 디자인 및 구조를 가질 수 있다. 수착 카트리지 내에 포함된 다양한 층은 통상적으로, 투석액이 카트리지의 유입구와 유출구 사이에서 그 안의 상이한 연속 층을 통해 연속적으로 유동할 수 있도록 투석액에 대해 투과성이다. 상기에 기재된 물질의 임의의 유효량이 본 발명의 카트리지 내에 존재할 수 있다. 예를 들어, 우레아제 공급원의 총 중량에 대하여, 우레아제 공급원은 약 100 그램 내지 약 400 그램, 또는 약 150 그램 내지 약 300 그램, 또는 약 200 그램 내지 약 250 그램의 양, 또는 다른 양으로 사용될 수 있다. 일반적으로, 우레아제 공급원은, 약 22,000 IU 이하 내지 약 55,000 IU 이상, 또는 약 28,000 IU 내지 약 42,000 IU의 양으로 존재할 수 있다. 우레아제 공급원의 입자 크기는 임의의 유효 크기, 예컨대 약 40 메쉬 이하 (또는 약 0.4 mm 미만)일 수 있다. 고정화된 우레아제 공급원의 나머지는 알루미나 단독 또는 알루미나와 추가의 물질의 조합일 수 있다. 알루미나는, 상업적으로, 예컨대 알코아(Alcoa)와 같은 공급원으로부터 입수가능하다. 알루미나는 화학식 Al2O3을 가질 수 있다. 알루미나의 입자 크기는 약 20 마이크로미터 내지 약 120 마이크로미터, 또는 약 20 마이크로미터 내지 약 40 마이크로미터일 수 있다. 탄소 층 내의 탄소는 임의의 양의 활성탄일 수 있고, 이는 각각의 탄소 층 내에, 예를 들어, 약 50 그램 내지 약 500 그램, 또는 약 100 그램 내지 약 400 그램, 또는 약 150 그램 내지 약 300 그램, 또는 약 200 그램 내지 약 250 그램, 또는 약 225 그램 내지 약 275 그램의 양, 또는 다른 양으로 존재할 수 있다. 기재된 바와 같이, 탄소는 활성탄, 예컨대 과립 활성탄일 수 있다. 활성탄은 상업적으로, 예컨대 칼곤(Calgon)과 같은 공급원으로부터 입수가능하다. 활성탄은, 예를 들어, 0.4 내지 약 1.2 mm (또는 12 내지 50 메쉬 체), 또는 다른 값의 입자 크기를 가질 수 있다. 알루미나 백업 층이 임의로 약 100 그램 내지 약 500 그램, 또는 약 200 그램 내지 약 400 그램, 또는 약 225 그램 내지 약 300 그램, 또는 다른 값의 양으로 존재할 수 있다. 백업 층 내의 알루미나에 대한 입자 크기는 고정화된 우레아제 공급원 층에 대해 상기에 기재된 것들과 동일할 수 있다. 카트리지에 대한 함수 산화지르코늄 (HZO) 성분은 화학식 Zr(OH)4.nH2O를 가질 수 있다. 기재된 바와 같이, 본 발명의 카트리지 디자인은 이 물질이 아세테이트-무함유 형태 또는 본질적으로-아세테이트-무함유 형태로 사용되는 것을 가능하게 할 수 있다. 아세테이트-무함유 함수 산화지르코늄 (HZO)은, 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 US 2010/0078387 A1 및 US 2006/0140840 A1 (이들은 그 전문이 본원에 참조로 포함됨)에 개시된 것과 같은 방법에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 인산지르코늄은 암모니아, Ca2 +, Mg2 +, K+, 및 다른 양이온에 대한 흡착능을 가질 수 있다. 인산지르코늄 및 그의 제조 방법에 대한 추가의 상세사항은, 예를 들어, 기재된 미국 특허 번호 6,627,164 B2에 기재되어 있고, 상기 특허는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 인산지르코늄은, 이것이 로딩되거나 배치될 수 있는 카트리지의 크기에 대한 실제적 제약을 조건으로, 임의의 양으로 사용될 수 있다. 옵션으로서, 인산지르코늄의 양은, 예컨대 기재된 이전 카트리지 디자인에 비해, 감소된 나트륨 로딩으로 해당 성능을 제공하면서, 소비된 유체 중에 존재하는 암모니아를 적어도 부분적으로 (실질적으로 또는 전적으로 전부가 아니라면) 제거하기에 충분한 양이다. 수착 카트리지 내에 또한 존재할 수 있는 다른 물질은, 활성 알루미나, 제올라이트, 규조토, 다른 통상의 흡착제(들), 충전제, 유리 비드 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 상기에 기재된 모든 물질을 조합한 단일 카트리지가 사용될 수 있다. 또 다른 예로, 상기에 기재된 물질의 조합이 함께 및/또는 별도의 카트리지 내에 위치하는 상이한 조합물 층과 유체 커플링된 상이한 카트리지 내에 존재할 수 있는, 일련의 카트리지가 사용될 수 있다.
상기에 기재된 바와 같은, 본 발명의 수착 시스템은, 투석액 (예를 들어, HD) 또는 PD 용액의 재생 또는 정제를 위한 다양한 투석 시스템에 사용될 수 있다. 보다 덜 복잡한 디자인에서는, 소비된 또는 사용된 투석액 또는 PD 용액을 단순히 하나 이상의 카트리지로 통과시켜 소비된 유체를 정제하거나 재생시킬 수 있다. 이러한 시스템은 셋업에 있어 간단할 수 있고, 단지, 중력이 소비된 유체가 카트리지로 통과할 수 있게 하는 소비된 유체가 상단으로부터 저부로 통과하는, 또는 소비된 유체가 임의의 방향으로 도입될 수 있게 하는 압력 하에 소비된 유체가 카트리지로 통과할 수 있는 컬럼형 셋업의 사용만을 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 투석 처리를 위한 환자의 예비-평가를 관리하는 방법이, 단계(1301 내지 1306)를 포함하는 과정 흐름(1300)으로서 나타나 있다. 단계(1301)에서는, 투석 환자 데이터를 중앙 처리 유닛 (CPU) 내로 입력한다. 환자 데이터는, 예를 들어, 환자의 의료 및/또는 투석 처리 기록으로부터 얻어진, 투석 처리(들)로부터의 우레아 공여 데이터, 체질량 데이터, 투석 처리(들)로부터의 나트륨 혈청 데이터, 및 환자 혈액 화학 데이터를 포함할 수 있다. 단계(1302)에서는, 환자 데이터를 CPU 내에 저장한다. 단계(1303)에서는, 환자에 대한 투석 처리 세션을 개시하기 전에 투석 환자의 데이터를 평가한다. 평가는 2개의 하위단계를 포함한다. 하위단계(1304)에서는, 환자 데이터를 CPU로부터 회수한다. 하위단계(1305A 및 1305B)에서는, 환자가 초기 투석에서 비카르보네이트 첨가를 필요로 하는지를 결정하며, 1) 환자가 투석기로 순환되는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것 (하위단계(1305A)), 또한 2) 환자가 투석기로 순환되는 희석된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균 희석수의 첨가를 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것 (하위단계(1305B))을 결정한다. 단계(1306)에서는, 하위단계(1305A 및 1305B)에서 컴퓨터처리된 임의의 비카르보네이트 용액 및/또는 멸균수 도입 시기 및 속도를 사용하여 환자에 대하여 투석을 수행한다. 평가 단계는, 하위단계(1305A 및 1305B)에서 컴퓨터처리된 값에 기초하여 환자를 하위군으로 분류하는 것을 추가로 포함할 수 있고, 여기서는 각각의 하위군으로 할당된 모든 환자는 투석 처리 세션 동안 동일한 미리 결정된 비카르보네이트 용액 및/또는 멸균수 희석 처리를 받을 수 있다.
도 14는 처리의 부분으로서의 투석 환자의 예비-평가 방법을 수행하기 위한 시스템을 나타낸다. 시스템은 구성(1400)으로서 나타내었다. 컴퓨터(1401)는 하나 이상의 메모리 장치(1402) 및 하나 이상의 (마이크로)프로세서(1403)를 포함한다. 컴퓨터는 랩탑, 데스크탑, 핸드헬드 또는 서버 컴퓨터처리 장치일 수 있다. 컴퓨터는 데이터, 지시, 및 다른 정보의 하드와이어 및/또는 무선 통신을 위해 장착될 수 있다. 환자 데이터(1404)가 안에 입력되고 저장되도록 하나 이상의 메모리 장치(1402)가 구성된다. 환자 데이터는 상기에 기재된 종류를 포함한다. 하나 이상의 프로세서(1403)는 하나 이상의 메모리 장치(1402) 내에 저장된 회수된 환자 데이터에 기초하여 컴퓨터처리를 수행할 수 있는 메모리 내에 저장된 컴퓨터 프로그램(1405)을 실행하도록 조작가능하다. 환자 데이터 획득을 위해, 컴퓨터(1401)는 원격 데이터베이스(1407, 1408 등)로부터의 환자 데이터 회수 및/또는 이러한 정보의 외부 데이터베이스로의 전송에 사용될 수 있는 통신 네트워크(1406)와 소통할 수 있다. 컴퓨터(1401)는 하드와이어 (예를 들어, 이더넷(Ethernet), 광섬유, 전화, 케이블선)를 통해 및/또는 무선 (예를 들어, 무선 주파수, 광학적)으로 통신 네트워크(1406)를 사용하여 원격 데이터베이스와 소통할 수 있다. 통신 네트워크(1406)는 인터넷 (인터넷 프로토콜 (IP) 주소를 통해 일반적으로 접근가능한 컴퓨터의 전세계 네트워크), 인트라넷 시스템 (내부 네트워크), 및/또는 익스트라넷 시스템 (예를 들어, 허가된 외부자에게 부분적으로 접근가능한 인트라넷, 예를 들어, 실제 서버 (웹 페이지를 올리는 컴퓨터)는 방화벽 내에 위치함)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 서버 컴퓨터가 포함되어 통신 네트워크에 사용될 수 있다. 클라우드 서버가 데이터 처리 및/또는 프로그램 오프-사이트의 실행에 사용될 수 있다. 환자 데이터는, 키보드(1409)를 사용하여 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 컴퓨터(1401)의 메모리(1402)로 직접 입력될 수 있다. 본 발명의 예비-평가 방법의 컴퓨터처리 수행에 사용되는 컴퓨터 프로그램(들)은 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터 사용가능 저장 매체(1410) (예를 들어 하드 디스크, 플래시 메모리 장치, 컴팩트 디스크, DVD, 자기 테이프/디스크, 또는 다른 매체)를 사용하여 컴퓨터(1401) 내로 전달될 수 있거나, 또는 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램을 사용한 컴퓨터에 의해 수행되는 컴퓨터처리는, 1) 환자가 투석기로 순환되는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것, 또한 2) 환자가 투석기로 순환되는 희석된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균수의 첨가를 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것을 결정할 수 있다. 컴퓨터(1401)는, 신호 또는 다른 지시가 컴퓨터(1401)로부터 제어기(1411)로 전송되어, 기재된 계산에 의해 필수적인 것으로 결정된다면 비카르보네이트 용액 및/또는 멸균수 희석 처리 및 이러한 처리의 처방 (예를 들어, 시기, 지속기간, 용량)를 관리할 수 있도록, 투석 시스템 제어기(1411)와 소통되도록 구성된다. 제어기는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및 이들의 임의의 조합으로 구성된 물리적 유닛일 수 있다. 제어기(1411), 또는 별도의 제어기(들)이 투석 처리의 다른 작업을 제어하는 데 사용될 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는, 본원에 기재된 다양한 기술의 실행이, 하이퍼텍스트 전달 프로토콜 (HTTP) 서버, 핸드-헬드 장치, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그래밍가능한 소비자 가전 제품, 네트워크 PC, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 등을 포함한 다양한 컴퓨터 시스템 구성에서 실행될 수 있음을 인지할 것이다.
본 발명을 하기 예에 의해 더욱 명확화할 것이며, 이들은 단지 본 발명의 예시인 것으로 의도된다. 달리 기재되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 양, 백분율, 비율 등은 중량 기준이다.
본 발명은 하기 측면/실시양태/특징을 임의의 순서로 및/또는 임의의 조합으로 포함한다:
1.
a) 투석기로부터 수용된 소비된 투석액을 수착 카트리지로 통과시켜 재생된 투석액을 생성하고, 재생된 투석액은 수착 카트리지로부터 배출되어 투석기로 다시 순환되고;
b) 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로 비카르보네이트 용액을 도입하여 처리된 재생된 투석액을 제공하고, 처리된 재생된 투석액은 투석기로 순환되고;
c) 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액에 멸균수를 첨가하여 희석된 재생된 투석액을 제공하고, 희석된 재생된 투석액은 투석기로 순환되는 것
을 포함하는, 투석액의 처리 방법.
2. 제1 투석 처리 기간이, 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 초기 50% 이내에 나타나고, 제2 투석 처리 기간이 동일한 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 최종 50% 이내에 나타나는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
3. 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을, 생리학적 범위의 비카르보네이트 농도를 갖는 처리된 재생된 투석액을 제공하는 속도로 수행하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
4. 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을, 25 내지 42 mEq/L, 예컨대 33 내지 38 mEq/L 범위의 비카르보네이트 농도를 갖는 처리된 재생된 투석액을 제공하는 속도로 수행하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
5. 제1 투석 처리 기간이 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 10% 내지 45%인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
6. 투석액이, 투석기의 소비된 투석액 유출구로부터 수착 카트리지의 유입구까지 연장되는 제1 유체 회로 통로 및 수착 카트리지의 유출구로부터 투석기의 재생된 투석액 유입구까지 연장되는 제2 유체 회로 통로를 포함하는 유체 회로로 통과하며, 여기서 투석 처리 세션 개시 전에, (i) 유체 회로를 유체 회로 내의 전구체 투석액 유체의 총 중량을 기준으로 하여 0 내지 0.1 wt% 비카르보네이트 염을 함유하는 전구체 투석액 유체로 프라이밍하고, (ii) 수착 카트리지는 수착 카트리지 내의 예비로딩된 물질의 총 중량을 기준으로 하여 0 내지 1 wt% 건조 비카르보네이트 염을 함유하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
7. b)가, 재생된 투석액이 수착 카트리지로부터 배출된 후, 또한 투석기 내로 도입되기 전에 유체 회로로 통과할 때, 재생된 투석액 중으로 농축된 중탄산나트륨 용액 또는 비카르보네이트 분말 또는 건조 비카르보네이트 분말을 주입하도록, 공급원으로부터 그에 유체 커플링된 유체 회로 내로 농축된 비카르보네이트 용액 또는 건조 비카르보네이트 분말 또는 비카르보네이트 분말을 계량 펌핑하거나 오리피스 유동 제어기로 제어하여 공급하는 것을 포함하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
8. 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 멸균수의 도입을, 생리학적 범위의 나트륨 농도를 갖는 희석된 재생된 투석액을 제공하는 속도로 수행하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
9. 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 멸균수의 도입을, 120 내지 150 mEq/L, 예컨대 139 내지 144 mEq/L 범위의 나트륨 농도를 갖는 희석된 재생된 투석액을 제공하는 속도로 수행하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
10. c)가, 공급 용기로부터의 멸균수를 튜빙 시스템을 통해 재생된 투석액이 통과하는 유체 회로 내로 전달하는 것을 포함하며, 여기서,
공급 용기는 튜빙 시스템 내로의 멸균수의 중력 유동을 위해 배열되고,
튜빙 시스템은 제1 주요 튜브, 오리피스 유동 제어기, 및 제2 주요 튜브를 포함하며, 여기서 i) 제1 주요 튜브는 공급 용기와 오리피스 유동 제어기를 유체 연결하고, 여기서 제1 주요 튜브는 제1 내부 직경을 갖고, ii) 제2 주요 튜브는 오리피스 유동 제어기와 유체 회로를 유체 연결하고, 여기서 제2 주요 튜브는 제2 내부 직경을 갖고, iii) 오리피스 유동 제어기는 제1 및 제2 직경에 비해 감소된 직경을 갖는 오리피스를 한정하고, 여기서 유체 회로를 통한 재생된 투석액의 유동은 오리피스 유동 제어기를 통해 유체 압력차를 생성하여 공급 용기로부터 튜빙 시스템을 통한 유체 회로 내로의 멸균수의 유동을 유도하는 것인,
임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
11. 제2 투석 처리 기간이 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 10% 내지 45%인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
12. 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균수의 첨가 동안 2 리터 이하의 멸균수를 도입하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
13. 수착 카트리지가 하나 이상의 활성탄 층, 하나 이상의 우레아제-함유 층, 하나 이상의 인산지르코늄-함유 층, 및 하나 이상의 산화지르코늄-함유 층을 포함하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
14. 수착 카트리지가 고체 미립자 비카르보네이트 층을 갖지 않는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
15. 확장가능 저장소, 제1 튜빙, 및 제2 튜빙을 제공하는 것을 추가로 포함하며, 여기서,
확장가능 저장소는 저장소 유입구, 저장소 유출구, 및 저장소 유입구로부터 저장소 유출구를 향해 연장되는 방향으로 점진적으로 감소하는 단면적을 한정하는 저부 부분을 포함하고, 여기서 유체는 저장소 유출구에 보다 가까운 점진적으로 보다 작은 단면적 내에서 확장가능 저장소 내 유지되고;
제2 튜빙은, 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액 및 임의의 멸균수의 저장소 유입구로의 유체 소통을 제공하도록 구성되고;
제3 튜빙은, 저장소 유출구로부터의 재생된 투석액 및 임의의 멸균수의 투석기의 투석액 유입구로의 유체 소통을 제공하도록 구성되는 것인,
임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
16. 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법을 수행하기 위한 투석 시스템.
17. 본 발명은,
혈액 유동로, 투석액 유동로, 신선한 또는 재생된 투석액을 투석기 내로 수용하기 위한 투석액 유입구, 및 소비된 (사용된) 투석액을 투석기로부터 배출시키기 위한 투석액 유출구를 포함하는 투석기;
소비된 투석액을 재생시키도록 구성된, 수착 카트리지 유입구 및 수착 카트리지 유출구를 포함하는 수착 카트리지;
투석기의 투석액 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제1 유체 통로, 및 수착 카트리지 유출구와 투석기의 투석액 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제2 유체 통로를 포함하는 유체 회로;
제2 유체 통로에 유체 커플링된 비카르보네이트 용액의 공급원;
비카르보네이트 용액을 비카르보네이트 용액의 공급원으로부터 제2 유체 통로 내로 제어된 속도로 전달하기 위한 펌프 또는 오리피스 유동 제어기; 및
멸균수를 멸균수의 공급 용기로부터 제2 유체 통로 내로 도입하기 위한 제2 유체 통로에 유체 커플링된 멸균수의 공급기
를 포함하는 투석 시스템에 관한 것이다.
18. 펌프가 비카르보네이트 용액의 전달을 위해 존재하고, 이것이 프로그래밍가능한 펌프, 예컨대 프로그래밍가능한 시린지 펌프이고, 멸균수의 공급기가, 제2 유체 통로 내로의 멸균수의 중력 공급을 위해 제2 유체 통로에 대해 상승된 위치에 매달린 멸균수의 백을 포함하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
19. 멸균수의 공급기가 약 2.0 리터 이하의 멸균수 최대 부피를 갖는 용기를 포함하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
20. 멸균수의 공급기가 제2 유체 통로 내로의 멸균수의 중력 유동을 위해 배열된 용기 내에 보유된 멸균수를 포함하고, 여기서 제2 유체 통로는 튜빙 시스템을 포함하고,
튜빙 시스템은 제1 주요 튜브, 오리피스 유동 제어기, 및 제2 주요 튜브를 포함하며, 여기서 i) 제1 주요 튜브는 공급 용기와 오리피스 유동 제어기를 유체 연결하고, 여기서 제1 주요 튜브는 제1 내부 직경을 갖고, ii) 제2 주요 튜브는 오리피스 유동 제어기와 유체 회로를 유체 연결하고, 여기서 제2 주요 튜브는 제2 내부 직경을 갖고, iii) 오리피스 유동 제어기는 제1 및 제2 직경에 비해 감소된 직경을 갖는 오리피스를 한정하고, 여기서 유체 회로를 통한 재생된 투석액의 유동은 용기 내의 멸균수의 공급에 대하여 유체 압력차를 생성하여, 오리피스 유동 제어기를 통해 제어된 유량으로, 용기 내의 멸균수의 공급기로부터 튜빙 시스템을 통한 유체 회로 내로의 멸균수의 유동을 유도하는 것인,
임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
21. 수착 카트리지가 하나 이상의 활성탄 층, 하나 이상의 우레아제-함유 층, 하나 이상의 인산지르코늄-함유 층, 및 하나 이상의 산화지르코늄-함유 층을 포함하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
22. 수착 카트리지가 고체 미립자 비카르보네이트 층을 갖지 않는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
23. 확장가능 저장소, 제1 튜빙, 및 제2 튜빙을 추가로 포함하며, 여기서,
확장가능 저장소는 저장소 유입구, 저장소 유출구, 및 저장소 유입구로부터 저장소 유출구를 향해 연장되는 방향으로 점진적으로 감소하는 단면적을 한정하는 저부 부분을 포함하고, 여기서 유체는 저장소 유출구에 보다 가까운 점진적으로 보다 작은 단면적 내에서 확장가능 저장소 내 유지되고;
제2 튜빙은, 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액 및 임의의 멸균수의 저장소 유입구로의 유체 소통을 제공하도록 구성되고;
제3 튜빙은, 저장소 유출구로부터의 재생된 투석액 및 임의의 멸균수의 투석기의 투석액 유입구로의 유체 소통을 제공하도록 구성되는 것인,
임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
24. 비카르보네이트 용액의 공급원 및 멸균수의 공급기가 분배에 대해 제어가능하거나 그렇지 않은 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
25. 비카르보네이트 용액의 공급원 및 멸균수의 공급기가 분배에 대해 제어가능하고, 비카르보네이트 용액의 공급원 및 멸균수의 공급기가 제어기에 의해 제공되는 신호에 기초하여 제어되는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
26. 제어가, 환자가 비카르보네이트 용액 및 멸균수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지에 기초하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
27. 환자가 비카르보네이트 용액 및 멸균수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지 아닌지의 여부가, 예비-투석 시험 및/또는 이전 환자 병력 및/또는 환자의 예상된 필요를 결정하는 하나 이상의 예비-스크리닝 인자의 사용에 기초하는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 투석 시스템.
28. 본 발명은,
혈액 유동로, 투석액 유동로, 및 투석액 유동로와 유체 소통되는 투석액 유입구 및 투석액 유출구를 포함하는 투석기,
사용된 투석액을 재생시키도록 구성된, 수착 카트리지 유입구 및 수착 카트리지 유출구를 포함하는 수착 카트리지,
투석기의 투석액 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제1 튜빙,
저장소 유입구 및 저장소 유출구를 포함하는 확장가능 저장소,
수착 카트리지 유출구와 저장소 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제2 튜빙, 및
저장소 유출구와 투석기의 투석액 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제3 튜빙
을 함유하는 제1 패키지;
약 1.5 리터 내지 약 2.0 리터의 멸균수를 함유하는 공급 용기, 제1 주요 튜브, 오리피스 유동 제어기, 및 제2 주요 튜브
를 함유하며, 여기서 제1 주요 튜브는 멸균수 공급 용기와 오리피스 유동 제어기를 유체 연결하도록 구성되고, 제2 주요 튜브는 벤처 수축기와 제2 튜빙을 연결하도록 구성되는 것인, 제2 패키지;
펌핑가능한 농축된 비카르보네이트 용액을 함유하는 용기 또는 건조 비카르보네이트 분말을 함유하는 용기를 포함하는 공급 용기, 및 펌프 또는 오리피스 유동 제어기로의 농축된 비카르보네이트 용액의 전달을 위한 제1 비카르보네이트 운반 튜빙 및/또는 펌프 또는 오리피스 유동 제어기로부터 제3 튜빙으로의 농축된 비카르보네이트 용액의 전달을 위한 제2 비카르보네이트 운반 튜빙, 및 임의로 오리피스 유동 제어기
를 함유하며, 여기서 용기는 정제수의 도입을 가능하게 하는 물 유입구 및 농축된 비카르보네이트 용액이 빠져나가는 유출구를 갖는 것인, 제3 패키지
를 포함하는 키트에 관한 것이다.
29. 본 발명은,
a) 투석 환자 데이터를 중앙 처리 유닛 (CPU)으로 입력하며, 여기서 환자 데이터는, 환자의 의료 및/또는 투석 처리 기록으로부터 얻어진, 투석 처리(들) 동안의 우레아 공여 데이터, 체질량 데이터, 투석 처리(들) 동안의 나트륨 혈청 데이터, 및 환자 혈액 화학 데이터를 포함하는 것인 단계;
b) 환자 데이터를 CPU 내에 저장하는 단계;
c) i) CPU로부터 환자 데이터를 회수하는 단계,
ii) 1) 환자가 투석기로 순환되는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것, 또한 2) 환자가 투석기로 순환되는 희석된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균수의 첨가를 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것을 결정하는 단계
를 포함하는, 환자에 대한 투석 처리 세션을 개시하기 전에 투석 환자를 평가하는 단계; 및
d) 단계 c)에서 컴퓨터처리된 임의의 비카르보네이트 용액 및/또는 멸균수 도입 시기 및 속도를 사용하여 환자에 대한 투석을 수행하는 단계
를 포함하는, 투석 환자의 처리의 부분으로서 투석 환자의 예비-평가 방법에 관한 것이다.
30. 평가가 단계 c)ii)에서 컴퓨터처리된 값에 기초하여 환자를 하위군으로 분류하는 것을 추가로 포함하며, 여기서 각각의 하위군으로 할당된 모든 환자는 투석 처리 세션 동안 동일한 미리 결정된 비카르보네이트 용액 및/또는 멸균수 희석 처리를 받는 것인, 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법.
31. 본 발명은,
하나 이상의 메모리 장치 및 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컴퓨터를 포함하며, 여기서
하나 이상의 메모리 장치는 그 안에 입력되고 저장된 환자 데이터를 갖도록 구성되고, 여기서 환자 데이터는, 환자의 의료 및/또는 투석 처리 기록으로부터 얻어진, 투석 처리(들)로부터의 우레아 공여 데이터, 체질량 데이터, 투석 처리(들)로부터의 나트륨 혈청 데이터, 환자 혈액 화학 데이터를 포함하고,
하나 이상의 프로세서는 하나 이상의 메모리 장치로부터 회수된 환자 데이터에 기초하여 컴퓨터처리를 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 조작가능하고, 여기서 컴퓨터처리는 1) 환자가 투석기로 순환되는 처리된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로의 비카르보네이트 용액의 도입을 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것, 또한 2) 환자가 투석기로 순환되는 희석된 재생된 투석액을 제공하기 위한 제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액으로의 멸균 희석수의 첨가를 필요로 하는지, 또한 그렇다면 이를 필요로 하는 도입 시기 및 속도를 추가로 컴퓨터처리할 것을 결정하는 것인,
투석 환자의 처리의 부분으로서 투석 환자의 예비-평가를 위한 시스템에 관한 것이다.
32. 본 발명은, 컴퓨터 프로그램 생성물이 컴퓨터처리 장치 내의 프로세서 상에서 수행되는 경우, 이는 임의의 상기 또는 하기 측면/실시양태/특징의 방법의 기재된 단계 중 하나 이상 또는 모두의 컴퓨터처리를 수행하는 방법을 제공하는 것인, 구현되는 컴퓨터 프로그램 생성물을 갖는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.
본 발명은, 문장 및/또는 단락에 기재된 바와 같은 상기 및/또는 하기의 이들 다양한 특징 또는 실시양태의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 특징의 임의의 조합은 본 발명의 부분으로서 간주되며, 조합가능한 특징에 대하여 어떠한 제한도 의도되지 않는다.
본 개시내용에서 인용된 모든 참조문헌의 전체 내용은, 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 또한, 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위, 또는 바람직한 상한 및 바람직한 하한 값의 목록으로 주어진 경우, 이는 범위가 별도로 개시되는지에 관계없이, 임의의 범위 상한 또는 바람직한 값 및 임의의 범위 하한 또는 바람직한 값의 임의의 짝으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것과 같이 이해되어야 한다. 본원에서 수치 범위가 언급된 경우, 달리 언급되지 않는 한, 그 범위는 그의 종점, 및 그 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하도록 의도된다. 본 발명의 범위가 범위 한정시 언급된 특정 값으로 제한되도록 의도되지는 않는다.
본 명세서의 고려 및 본원에 개시된 본 발명의 실행으로부터 본 발명의 다른 실시양태가 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 실시예는 단지 예시적인 것으로 의도되며, 본 발명의 진정한 범위 및 취지는 하기 청구범위 및 그의 등가물에 의해 나타난다.
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- 혈액 유동로, 투석액 유동로, 신선한 또는 재생된 투석액을 투석기 내로 수용하기 위한 투석액 유입구, 및 소비된 (사용된) 투석액을 투석기로부터 배출시키기 위한 투석액 유출구를 포함하는 투석기;
소비된 투석액을 재생시키도록 구성된, 수착 카트리지 유입구 및 수착 카트리지 유출구를 포함하는 수착 카트리지;
투석기의 투석액 유출구와 수착 카트리지 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제1 유체 통로, 및 수착 카트리지 유출구와 투석기의 투석액 유입구 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된 제2 유체 통로를 포함하는 유체 회로;
제2 유체 통로에 유체 커플링된 비카르보네이트 용액의 공급원;
비카르보네이트 용액을 비카르보네이트 용액의 공급원으로부터 제2 유체 통로 내로 제어된 속도로 전달하기 위한 펌프 또는 오리피스 유동 제어기로서, 상기 오리피스 유동 제어기는 오리피스 유동 제어기의 유입구에서 유체 커플링된 튜빙으로부터 오리피스 유동 제어기의 유출구에서 유체 커플링된 튜빙으로 유체가 이동하는 오리피스 또는 유동 통로를 한정하는 본체를 갖는 것인 펌프 또는 오리피스 유동 제어기; 및
멸균수를 멸균수의 공급 용기로부터 제2 유체 통로 내로 도입하기 위한 제2 유체 통로에 유체 커플링된 멸균수의 공급기
를 포함하고,
제1 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액 중으로 비카르보네이트 용액을 도입하여 처리된 재생된 투석액을 제공하고 처리된 재생된 투석액은 투석기로 순환되도록 전자식 제어기에 의해 상기 펌프 또는 오리피스 유동 제어기가 의해 제어되고,
제1 투석 처리 기간 후에 나타나는 제2 투석 처리 기간 동안 재생된 투석액에 멸균수를 첨가하여 희석된 재생된 투석액을 제공하고, 희석된 재생된 투석액은 투석기로 순환되도록 동일하거나 상이한 전자식 제어기에 의해 상기 멸균수의 공급기가 제어되며,
제1 투석 처리 기간이 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 초기 50% 이내에 나타나고, 제2 투석 처리 기간이 동일한 투석 처리 세션의 총 투석 처리 시간의 최종 50% 이내에 나타나는 것인,
투석 시스템. - 제17항에 있어서, 펌프가 비카르보네이트 용액의 전달을 위해 존재하고, 이것이 프로그래밍가능한 펌프이고, 멸균수의 공급기가, 제2 유체 통로 내로의 멸균수의 중력 공급을 위해 제2 유체 통로에 대해 상승된 위치에 매달린 멸균수의 백을 포함하는 것인 투석 시스템.
- 제17항에 있어서, 멸균수의 공급기가 2.0 리터 이하의 멸균수 최대 부피를 갖는 용기를 포함하는 것인 투석 시스템.
- 제17항에 있어서, 멸균수의 공급기가 제2 유체 통로 내로의 멸균수의 중력 유동을 위해 배열된 용기 내에 보유된 멸균수를 포함하고, 여기서 제2 유체 통로는 튜빙 시스템을 포함하고,
튜빙 시스템은 제1 주요 튜브, 오리피스 유동 제어기, 및 제2 주요 튜브를 포함하며, 여기서 i) 제1 주요 튜브는 공급 용기와 오리피스 유동 제어기를 유체 연결하고, 여기서 제1 주요 튜브는 제1 내부 직경을 갖고, ii) 제2 주요 튜브는 오리피스 유동 제어기와 유체 회로를 유체 연결하고, 여기서 제2 주요 튜브는 제2 내부 직경을 갖고, iii) 오리피스 유동 제어기는 제1 및 제2 직경에 비해 감소된 직경을 갖는 오리피스를 한정하고, 여기서 유체 회로를 통한 재생된 투석액의 유동은 용기 내의 멸균수의 공급에 대하여 유체 압력차를 생성하여, 오리피스 유동 제어기를 통해 제어된 유량으로, 용기 내의 멸균수의 공급기로부터 튜빙 시스템을 통한 유체 회로 내로의 멸균수의 유동을 유도하는 것인 투석 시스템. - 제17항에 있어서, 수착 카트리지가 하나 이상의 활성탄 층, 하나 이상의 우레아제-함유 층, 하나 이상의 인산지르코늄-함유 층, 및 하나 이상의 산화지르코늄-함유 층을 포함하는 것인 투석 시스템.
- 제21항에 있어서, 수착 카트리지가 고체 미립자 비카르보네이트 층을 갖지 않는 것인 투석 시스템.
- 제17항에 있어서, 확장가능 저장소, 제1 튜빙, 및 제2 튜빙을 추가로 포함하며, 여기서,
확장가능 저장소는 저장소 유입구, 저장소 유출구, 및 저장소 유입구로부터 저장소 유출구를 향해 연장되는 방향으로 점진적으로 감소하는 단면적을 한정하는 저부 부분을 포함하고, 여기서 유체는 저장소 유출구에 보다 가까운 점진적으로 보다 작은 단면적 내에서 확장가능 저장소 내 유지되고;
제2 튜빙은, 수착 카트리지로부터 배출된 재생된 투석액 및 임의의 멸균수의 저장소 유입구로의 유체 소통을 제공하도록 구성되고;
제3 튜빙은, 저장소 유출구로부터의 재생된 투석액 및 임의의 멸균수의 투석기의 투석액 유입구로의 유체 소통을 제공하도록 구성된 것인 투석 시스템. - 제17항에 있어서, 비카르보네이트 용액의 공급원 및 멸균수의 공급기가 분배에 대해 제어가능하거나 그렇지 않은 것인 투석 시스템.
- 제24항에 있어서, 비카르보네이트 용액의 공급원 및 멸균수의 공급기가 분배에 대해 제어가능하고, 비카르보네이트 용액의 공급원 및 멸균수의 공급기가 제어기에 의해 제공되는 신호에 기초하여 제어되는 것인 투석 시스템.
- 제25항에 있어서, 제어가, 환자가 비카르보네이트 용액 및 멸균수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지에 기초하는 것인 투석 시스템.
- 제26항에 있어서, 환자가 비카르보네이트 용액 및 멸균수 중 어느 것인가가 투석액에 첨가될 것을 필요로 하는지 아닌지의 여부가, 예비-투석 시험 및/또는 이전 환자 병력 및/또는 환자의 예상된 필요를 결정하는 하나 이상의 예비-스크리닝 인자의 사용에 기초하는 것인 투석 시스템.
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