PT1175917E

PT1175917E - Aparelho de hemodiálise

Info

Publication number: PT1175917E
Application number: PT00114654T
Authority: PT
Inventors: Luciano Dr Pedrini; Gerhard Wiesen
Original assignee: Fresenius Medical Care De Gmbh
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2007-12-27
Also published as: EP1175917B1; DE60037408D1; JP2002126075A; DE60037408T2; US20020023880A1; EP1661591A1; ATE380563T1; ES2430374T3; JP5543049B2; ES2293877T3; EP1175917A1; EP1661591B1; EP1175917B2; EP1661591B2; US6821441B2; ES2293877T5; DE60037408T3; DK1175917T3

Description

DESCRIÇÃO "APARELHO DE HEMODIÁLISE" A presente invenção refere-se a um aparelho de hemodiálise e/ou hemofiltração com um circuito extracorporal para receber o sangue a ser purificado bem como com um hemodialisador e/ou hemofiltro que comunica com o circuito de sangue, em que a montante e a jusante do hemodialisador e/ou hemofiltro o circuito de sangue tem, pelo menos, um tubo de alimentação, respectivamente, para fornecer um fluido de substituição.

Em "Replacement of Renal Function by Dialysis" (Drukker,

Parsons e Maher; Kluwer Academic Publishers, 4a edição 1996; "Hemodialysis Machines and Monitors" por H.-D. Polaschegg e N. W. Levin), a cuja descrição aqui se faz explicitamente referência, é apresentado um sumário dos mais importantes processos e máquinas de diálise:

Na hemodiálise o sangue de um doente é alimentado através de uma linha de sangue arterial ao compartimento de sangue de um dialisador. 0 sangue é, normalmente, transportado por meio de uma bomba peristáltica rotativa disposta na linha de sangue arterial. Depois de passar na bomba, o sangue é alimentado através do compartimento de sangue do dialisador e, finalmente, através uma câmara de perfusão venosa e uma linha de sangue venoso, a ela ligada, de retorno ao doente. Um monitor da pressão venosa está ligado à câmara de perfusão venosa como um sistema protector para detecção imediata de perda de sangue para o ambiente. Se for preciso, duas agulhas necessárias para a cânula arterial e venosa podem ser substituídas por uma única agulha na chamada diálise 1 com agulha simples. Neste modo de diálise, o circuito extracorporal consiste numa única cânula de agulha com uma ligação em Y. Do dialisador a linha venosa retorna à ligação em Y. A linha arterial e venosa são fechadas alternadamente por pinças. Uma ou mais bombas de sangue funcionam para gerir o caudal alternado de e para a ligação em Y.

Na hemodiálise a remoção do soluto do sangue é feita por difusão através da membrana do dialisador. Embora seja ainda aplicada uma pequena pressão transmembranar de modo a ultrafiltrar água excessiva de um doente, esta filtração praticamente não desempenha qualquer papel para a purificação do sangue de substâncias especificas. A remoção do soluto na hemofiltração é determinada por convecção e não por difusão. Ao mesmo tempo, o ultrafiltrado é praticamente totalmente substituído por um fluido de substituição com uma composição semelhante ao dialisado na diálise. Este método realça a semelhança com o rim natural e a remoção mais eficaz de moléculas maiores. Por outro lado a remoção de substâncias com peso molecular baixo é reduzida, em comparação com a hemodiálise porque, no máximo, 45% do sangue pode ser ultrafiltrado na chamada hemofiltração com pós-diluição. Hoje em dia, a hemofiltração só é utilizada num pequeno número de doentes devido ao custo elevado do fluido de substituição comercial e o fluxo de sangue elevado necessário para realizar o tratamento num período de tempo razoável.

As máquinas de hemofiltração para tratamento crónico compreendem os mesmos sistemas de bombagem extracorporal e monitorização que as máquinas de hemodiálise. 0 circuito de dialisado é substituído por um sistema de equilibragem e aquecimento do fluido. No chamado modo de pré-diluição, 2 adiciona-se fluido de substituição ao sangue a montante do dialisador e o filtrado é produzido pela correspondente pressão transmembranar. Para ser clinicamente eficaz, é necessária uma grande quantidade de fluido de substituição. Devido ao custo elevado do fluido de substituição comercial, este método nunca chegou a ser amplamente aceite. É mais comum o modo de pós-diluição porque requer menos fluido de substituição. Neste modo, o fluido de substituição é adicionado ao sangue a jusante de um dialisador. No modo de pós-diluição, obtêm-se bons coeficientes de purificação. Durante um tratamento de 4 horas, normalmente, são adicionados aproximadamente 20 a 24 litros de fluido de substituição. A eficiência do método está, contudo, limitada por uma pressão transmembranar critica acima da qual o sangue pode ser danificado.

Foram propostos vários sistemas para equilibragem de fluidos. No método de equilibragem gravimétrica, o ultrafiltrado pode ser retirado pela bomba do ultraf iltrado para um saco ou recipiente pendurado ou pousado sobre uma plataforma de equilibragem. É bombeado fluido de substituição, de um saco ou recipiente na mesma plataforma, por outra bomba para a câmara de perfusão venosa. A remoção liquida do fluido é conseguida por uma bomba de ultraf iltração adicional ou por uma unidade de programação que controla a bomba de substituição, para administrar menos fluido do que o retirado pela bomba de filtração. A hemodiafiltração, uma combinação de hemodiálise e hemofiltração, pode ser realizada por combinação dos circuitos extracorporais de uma hemofiltração e uma máquina de hemodiálise. As máquinas de hemodiálise com ultrafiltração controlada volumetricamente podem ser facilmente adaptadas para hemodiafiltração que é mais rentável. Isto é especialmente 3 rentável se o fluido de substituição for preparado em linha a partir do fluido de diálise.

Os parâmetros de tratamento, tais como teor do dialisado (concentração de sódio), velocidade de ultrafiltração, fluxo de sangue e de dialisado são variados intradialiticamente, numa tentativa de aumentar ou manter a eficácia e/ou reduzir os sintomas intradialíticos. A variação segue um modelo cinético ou, mais frequentemente, uma "avaliação clinica". Os sintomas intradialíticos, especialmente a hipotensão, estão relacionados de perto com a ultrafiltração. Nas máquinas de diálise com bombas de ultrafiltração independentes de bombas de dialisado, a definição do perfil é realizada por variação da velocidade de ultrafiltração.

Para sumariar, na hemodiálise, o sangue do doente é purificado na medida em que as substâncias do sangue que têm de ser retiradas, se difundem através da membrana, devido a um gradiente de concentração através da membrana do dialisador e assim, chegam ao fluido de diálise. A força motriz na hemofiltração é substancialmente uma diferença de pressão através da membrana que efectua um transporte por propagação de substâncias através da membrana e, ao fazê-lo, limpa o sangue, acima de tudo, também das substâncias com maior peso molecular. Na hemofiltração, bem como no método combinado de hemodiafiltração, é retirado fluido do sangue do doente que tem de ser substituído, excepto a quantidade de uma pequena diferença para o controlo da equilibragem do fluido. A eficiência relativamente baixa do modo de pré-diluição, especialmente para substâncias com baixo peso molecular, resulta do baixo gradiente de concentração através da membrana, causada pela diluição e do facto de ser realizada uma purificação do 4 sangue, bem como do líquido de substituição adicionado. Para o modo de pré-diluição, as quantidades de fluido de substituição adicionadas durante um tratamento de 4 horas situam-se numa gama entre 40 a 50 litros. A pré-diluição é utilizada, de um modo preferido, para doentes que têm um maior risco de coagulação do sangue. O referido risco é reduzido pela diluição do sangue antes do tratamento do sangue em que são aceites as referidas desvantagens.

Tal como referido acima, ocorrem desvantagens na pós-diluição, dado que tem de trabalhar com concentrações elevadas. Em relação a isso, as hemoconcentrações na pré-diluição são baixas, pelo menos, na secção da entrada do hemodialisador e/ou hemofiltro. Baixas concentrações de hematócrito resultam em correspondentemente grandes quantidades de água livre, i. e. água não ligada, que possibilita o transporte convectivo de substâncias distintas através da membrana. Correspondentemente, o efeito de purificação para substâncias de médio e alto peso molecular pode ser maior no modo de pré-diluição do que no modo de pós-diluição.

Para associar as vantagens do modo de pré- e pós-diluição foi também proposto aplicar ambos os modos simultaneamente com uma proporção fixa de fluxo de fluido de substituição pré- e pós-diluição (L. Pedrini e V. De Cristofaro, Resumo do EDTA/ERA Congress em Madrid, 1999). O documento WO 98/50091 é dirigido a um método para controlar um dispositivo de purificação de sangue compreendendo a montante e a jusante do filtro, pelo menos, uma linha de alimentação, respectivamente, ao circuito de sangue, para 5 fornecimento de um fluido de substituição. É proporcionada uma unidade de controlo para monitorização de uma bomba de sangue, uma bomba de ultrafiltração e as bombas de fluido de substituição, bem como para monitorização de meios de pesagem da correspondente quantidade de fluido. A unidade de controlo monitoriza as bombas em intervalos de tempo pré-determinados, para ajustar a velocidade do fluxo instantânea do caudal de sangue, o ultrafiltrado e os produtos de substituição, respectivamente. 0 documento WO 00/09182 refere-se a um dispositivo de transporte de fluidos adaptado para extracção de certos elementos e/ou constituintes do sangue, por difusão através de uma membrana semipermeável. O dispositivo está equipado com uma bomba de sangue, uma bomba para alimentação de fluido de substituição pré-diluição, uma bomba para alimentação de fluido de substituição pós-diluição bem como uma bomba de ultrafiltração. As válvulas estão posicionadas de modo a fazer com que o fluido passe através de um recipiente que pode ser levado a comunicação fluida com cada uma das bombas, de forma a controlar o funcionamento das bombas e, consequentemente, os caudais dos correspondentes fluidos.

Uma outra desvantagem do modo de pós-diluição é que durante a purificação do sangue é formada uma membrana limitativa na membrana do hemodialisador e/ou hemofiltro. A espessura desta membrana aumenta com o aumento da duração do tratamento, o que reduz a permeabilidade da membrana. Deste modo, se a pressão transmembranar permanecer constante, o efeito de purificação é deteriorado. Se se pretender obter um efeito de purificação constante, seria necessária uma pressão transmembranar crescente que pode levar à danificação da membrana. 6 A patente U.S. 5578223 revela um rim artificial que funciona no modo de pós-diluição e que é adaptável para utilização em tratamento por hemofiltração, hemodiálise e hemodiafiltração. Para manter uma concentração desejada de bicarbonato no sangue de um doente, o aparelho compreende meios para perfusão de um liquido contendo bicarbonato no circuito de sangue extracorporal, após passagem nos meios de permuta e dosagem para ajustamento da concentração de bicarbonato, no sangue de um doente, para um nivel desejado. Uma bomba de extracção que está ligada à saida do permutador é controlada por uma unidade de controlo, para se obter um nivel desejado de perda de peso durante a sessão de tratamento. 0 caudal da solução de bicarbonato é controlado pela unidade de controlo em função do caudal da bomba de extracção, da concentração de bicarbonato desejada no sangue de um doente e da concentração da solução de bicarbonato antes da perfusão no circuito extracorporal. É o objectivo da presente invenção proporcionar um aparelho para a purificação do sangue por meio de hemodiálise e/ou hemofiltração através do qual podem ser combinadas as vantagens do modo de pós-diluição e do modo de pré-diluição e, ao mesmo tempo, o efeito de purificação do hemodialisador e/ou hemofiltro permanecer constante. A partir de um aparelho de acordo com parte do preâmbulo da reivindicação 1, o referido objectivo é resolvido, na medida em que o referido aparelho compreende ainda dispositivos de medida para registo da pressão transmembranar e/ou hematócrito e/ou densidade do sangue, estando os dispositivos de medida ligados a uma unidade (100) de controlo para controlar um ou mais de pressão transmembranar e/ou hematócrito e/ou densidade do sangue, em que a unidade de controlo está concebida de modo que o controlo é realizado por meio de, pelo menos, uma das velocidades 7 de perfusão do fluido de substituição.

Por adição de soluções de substituição ao circuito extracorporal a montante e a jusante do hemodialisador e/ou hemofiltro, por um lado podem ser combinadas as vantagens da pós-diluição e da pré-diluição, i. e. são obtidos resultados de purificação satisfatórios para substâncias de baixo peso molecular bem como para substâncias de médio e alto peso molecular. Por outro lado, de acordo com a invenção, as velocidades de perfusão de um ou de ambos os fluidos de substituição fornecidos a montante e a jusante são utilizadas para o controlo dos parâmetros operacionais e/ou do sangue.

Assim, por exemplo, no caso de uma pressão transmembranar elevada ou de um valor de hematócrito alto do sangue, a velocidade de perfusão da solução de substituição adicionada a montante do dialisador pode ser aumentada até serem atingidos os valores desejados para os valores a ser controlados ou até os valores diminuírem abaixo de determinados valores limitativos. Correspondentemente, no caso de uma pressão transmembranar baixa ou de um valor do hematócrito baixo, a velocidade de perfusão do fluido de substituição fornecido a jusante do dialisador pode ser aumentada o que, devido ao então maior gradiente de concentração resultante através da membrana, conduz a um melhoramento do transporte da substância por difusão, i. e. a um efeito de purificação melhorado para substâncias de baixo peso molecular. A velocidade de perfusão das soluções de substituição fornecidas a montante do hemodialisador e/ou do hemofiltro está, de um modo preferido, aumentada em relação à velocidade de perfusão fornecida a jusante do hemodialisador e/ou do hemofiltro com a pressão transmembranar crescente e/ou a densidade crescente do sangue e/ou o valor crescente do hematócrito do sangue. A pressão transmembranar e/ou hematócrito e/ou densidade do sangue podem ser detectadas continuamente. É particularmente vantajoso quando as velocidades de perfusão das soluções de substituição são escolhidas de tal modo que é formada uma membrana limitante substancialmente estacionária no lado da membrana do hemodialisador e/ou hemofiltro de frente para o compartimento através do qual flui o sangue. Daí resulta a vantagem de a eficiência e o espectro de coeficientes de separação do hemodialisador e/ou do hemofiltro permanecer constante durante o período de tratamento. A relação das velocidades de perfusão das soluções de substituição na corrente sanguínea pode ser mudada depois da terminação do tratamento de forma a dissolver a membrana limitante. Dessa forma, uma parte principal das proteínas que formam a membrana limitante pode ser devolvida ao doente depois de acabado o tratamento do sangue.

Os dispositivos de medição podem compreender sensores de pressão dispostos no circuito extracorporal e/ou no circuito do fluido de diálise a montante e/ou a jusante do hemodialisador e/ou hemofiltro, respectivamente.

Numa forma de realização adicional da presente invenção, os dispositivos de medição compreendem sensores no circuito extracorporal a montante e/ou a jusante do hemodialisador e/ou do hemofiltro para a detecção do valor do hematócrito.

De acordo com uma forma de realização preferida, os meios para controlo da, pelo menos, uma das velocidades de perfusão (Qspre, Qspost) são bombas nas linhas de alimentação. 9

Numa forma de realização adicional, os meios para controlo da, pelo menos, uma das velocidades de perfusão (Qspre, Qspost) são válvulas nas linhas de alimentação.

Mais pormenores e vantagens da presente invenção serão explicadas por meio de uma forma de realização representada em pormenor no desenho, em que A Fig. 1 é uma representação esquemática de uma parte do circuito extracorporal, bem como do circuito do fluido de diálise com hemodialisador e hemofiltro, bem como linhas de alimentação para o fluido de substituição. A Fig. 1 mostra uma parte do circuito 10 extracorporal através do qual é circulado sangue com o caudal Qb na direcção da seta, por uma bomba 11 de sangue. No circuitolO extracorporal, a montante do hemodialisador ou do hemofiltro 20, está disposto um sensor 40 de pressão, bem como um sensor 50 para a detecção da pressão sanguínea arterial part bem como do valor do hematócrito HKTj_n antes da purificação do sangue. A jusante do hemodialisador e/ou do hemofiltro 20 estão colocados os correspondentes dispositivos 40, 50 de medição para a detecção dos correspondentes valores de pven e HKT0ut depois da purificação do sangue.

Na contracorrente do fluxo de sangue, o fluido de diálise flui através do hemodialisador ou hemofiltro 20 com a velocidade de fluxo Qd na direcção da seta. A linha do fluido 30 de diálise tem sensores 40 de pressão a montante, bem como a jusante do hemodialisador ou do hemofiltro para a respectiva pressão ρϋίη e PDOut do fluido de diálise. A circulação do fluido de diálise é controlada por bomba e/ou um dispositivo 31 e 32 de equilibragem. 10 0 hemodialisador e/ou hemofiltro está dividido por uma membrana 21 semipermeável num compartimento 22 de sangue e num compartimento do fluido 23 de diálise. A montante e a jusante do hemodialisador ou do hemofiltro 20 são proporcionadas linhas 12, 14 de alimentação com bombas 13, 15 para fluidos respectivamente, por meio das quais o fluido de substituição é fornecido ao sangue que circula no circuito 10 extracorporal durante o tratamento. Os respectivos caudais são caracterizados com Qspre e Qspost-

Ambas as velocidades de perfusão Qspre e Qspost do fluido de substituição podem ser variadas de acordo com a invenção por meio de uma unidade 100 de controlo. A unidade 100 de controlo está ligada a todos os actuadores e sensores apresentados por ligações que não estão ilustradas. A variação das velocidades de perfusão é realizada de acordo com os valores medidos dos valores de controlo a ser controlados. De acordo com a forma de realização ilustrada na figura 1, os valores medidos são a pressão sanguínea arterial e venosa, Part/· Pven, bem como a pressão do fluido de diálise, PDin e ppout, antes e depois da passagem pelo hemodialisador e hemofiltro 20. A pressão transmembranar tmp, determinada a partir deles, é ajustada de acordo com a invenção por uma variação adequada dos caudais Qspre e Qspost para o valor alvo desejado ou é mantida no referido valor. Em vez da pressão transmembranar TMP, pode utilizar-se como valores de controlo os valores do hematócrito HKTj_n, HKTout. A TMP também pode ser igualada por menos do que os quatro sensores de pressão ilustrados. Em máquinas de diálise correntes é comum utilizar sensores de pressão só para pven e ppout.

Por utilização do aparelho reivindicado consegue-se que a membrana limitante que se forma no lado da membrana do 11 hemodialisador ou hemofiltro de frente para o compartimento em que está presente o sangue, possa ser mantida num estado estacionário que resulta num espectro de purificação constante, bem como num grau de purificação constante durante o tratamento. Ao mesmo tempo a pressão transmembranar pode ser mantida constante durante o tratamento, dado que a perda de pressão causada pela membrana e a membrana limitante também se mantém constante.

Pela limitação da pressão transmembranar a um valor pré-determinável pode ser prevenido o perigo de uma grande perda de albumina através da membrana, provocada por grandes forças de convecção. Se se utilizar membranas de fluxo elevado a limitação da pressão transmembranar é particularmente importante.

Especialmente para doentes com fortes problemas de coagulação, a combinação de pré- e pós-diluição também ajuda a reduzir o consumo de heparina que é normalmente perfundida no sangue para evitar a coagulação do sangue no circuito extracorporal. Se o sangue for diluído a montante do hemodialisador e/ou do hemofiltro, é necessário menos fluido anticoagulante para reduzir o perigo de coagulação do sangue no hemodialisador e/ou no hemofiltro, dado que este último representa o potencial mais significativo de coagulação do sangue no circuito do sangue extracorporal.

Para além das vantagens acima referidas de um comportamento operatório constante, pela combinação de pré-diluição e pós-diluição pode obter-se bons desempenhos de purificação tanto para substâncias com baixo peso molecular como para substâncias com médio e alto peso molecular.

Lisboa, 14 de Dezembro de 2007 12

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho de hemodiálise e/ou hemofiltração com um circuito (10) extracorporal para receber sangue a ser purificado, bem como com um hemodialisador e/ou hemofiltro (20) que comunica com o circuito (10) de sangue, em que a montante e a jusante do hemodialisador e/ou hemofiltro (20), o circuito (10) de sangue tem, pelo menos, uma linha (12, 14) de alimentação, respectivamente, para fornecimento de um fluido de substituição, caracterizado por: o aparelho compreender ainda dispositivos de medida para registo da pressão transmembranar e/ou hematócrito (HKT) e/ou densidade do sangue, estando os dispositivos de medida ligados a uma unidade (100) de controlo para controlo de um ou mais da pressão transmembranar e/ou hematócrito (HKT) e/ou densidade do sangue, em que a unidade (100) de controlo está concebida de tal forma que o controlo é realizado por meio (13, 15) de, pelo menos, uma das velocidades de perfusão (Qspre, Qspost) do fluido de substituição.
2. Aparelho de hemodiálise e/ou hemofiltração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos dispositivos de medida compreenderem sensores (40) de pressão dispostos no circuito (10) extracorporal e/ou no circuito do fluido (30) de diálise a montante e/ou a jusante do hemodialisador e/ou hemofiltro (20), respectivamente. 1
3. Aparelho de hemodiálise e/ou hemofiltração de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por os dispositivos de medida compreenderem sensores (50) dispostos no circuito (10) extracorporal a montante e/ou a jusante do hemodialisador e/ou hemofiltro (20), para a detecção do valor do hematócrito (HKT) do sangue.
4. Aparelho de hemodiálise e/ou hemofiltração, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por os meios para controlar a, pelo menos, uma das velocidades de perfusão (Qspre, Qspost) serem bombas (13, 15) nas linhas (12, 14) de alimentação.
5. Aparelho de hemodiálise e/ou hemofiltração, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os meios para controlar a, pelo menos, uma das velocidades de perfusão (Qspre, Qspost) serem válvulas nas linhas (12, 14) de alimentação. Lisboa, 14 de Dezembro de 2007 2