CN104168934B - 用于移除透析过程中的尿毒症毒素的方法和组合物 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透析系统，其包含：与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者；与所述吸附剂滤筒流体连通的储存容器；与吸附剂滤筒和所述储存容器流体连通的泵；和与所述泵可操作连通的控制单元，其中所述控制单元程序化成使得所述泵将透析流体泵送以(i)在第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述磷酸锆层为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触；和(ii)在第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层为所述透析流体接触。

Description

用于移除透析过程中的尿毒症毒素的方法和组合物

相关申请案的交叉引用

本申请案在主题方面与共同拥有的专利合作条约申请案WO 2007/089855 A2相关，所述申请案的全部内容以引用的方式併入本文中并且被依赖。

技术领域

本发明大体上涉及治疗方法。更具体来说，本发明涉及透析过程。

背景技术

归因于疾病或损伤或其它原因，肾系统可能会衰竭。在任何原因的肾衰竭中，存在数种生理紊乱。在肾衰竭中不再可能有水、矿物质(Na、K、Cl、Ca、P、Mg、SO₄)的平衡和每日固定氢离子代谢负荷的排泄。在肾衰竭期间，氮代谢的毒性末端产物(尿素、肌酸酐、尿酸等)可能在血液和组织中积聚。

透析过程已经被设计用于通过沿浓度梯度向下扩散穿过半透膜(扩散溶质输送)来分离溶液中的元素。透析主要包含两种方法：血液透析和腹膜透析。

血液透析治疗利用患者的血液从患者移除废物、毒素和过量水。患者与血液透析机连接，并且患者的血液被泵送通过机器。导管插入到患者的静脉和动脉中以将血流与血液透析机连接并且从血液透析机连出。废物、毒素和过量水被从患者的血液移除，并且血液输注回到患者体内。血液透析治疗持续几小时并且通常每周约三或四次在治疗中心进行。

腹膜透析利用透析溶液和透析液，其被输注到患者的腹膜腔中。透析液接触患者腹膜腔中的腹膜。废物、毒素和过量水从患者的血流通过到腹膜并且进入透析液中。废物、毒素和水从血流向透析液中的转移由于扩散和渗透而进行。用过的透析液从患者的腹膜腔引流以从患者移除废物、毒素和水。

存在各种类型的腹膜透析，包括持续性非卧床腹膜透析(CAPD)和自动腹膜透析(APD)。CAPD是一种手动透析治疗，其中患者将植入的导管与引流管连接并且使得用过的透析液流体从腹膜腔引流。患者然后与新鲜透析液袋连接并且将新鲜透析液手动 输注通过导管并且进入患者的腹膜腔中。患者将导管从新鲜透析液袋断开并且使得透析液停留在腔内以将废物、毒素和过量水从患者的血流转移到透析液溶液中。在停留时间段之后，患者重复手动透析程序。

在CAPD中，患者在白天执行几个引流、填充和停留循环，例如每天约四次。每个治疗循环典型地花费约3-4小时。由患者执行的手动腹膜透析需要患者有大量时间和气力。患者通常变得不方便，给用以提高患者生活品质的疗法增强带来充足机会。

自动腹膜透析与持续性腹膜透析的类似之处在于，透析治疗包括引流、填充和停留循环。然而，透析机自动执行3-4次腹膜透析治疗循环，典型地在患者睡眠的同时过夜。

为此目的，透析机与植入的导管流体连接。透析机还与新鲜透析液源(例如透析液溶液袋)和流体引流管流体连接。透析机将用过的透析液从腹膜腔泵送通过导管到引流管。然后，透析机将新鲜透析液从透析液源泵送通过导管并且进入患者的腹膜腔中。透析机使得透析液停留在腔内以将废物、毒素和过量水从患者的血流转移到透析液溶液中。透析机是计算机控制成使得当患者与透析机连接时透析治疗自动进行例如过夜。

在治疗期间将进行几个引流、填充和停留循环。此外，在自动透析治疗结束时典型地使用持续填充，以便患者可以从透析机断开并且继续日常功能同时透析液保持于腹膜腔中。自动腹膜透析使得患者无需手动执行引流、停留和填充步骤，并且可以改进患者的透析治疗和生活品质。

鉴于最近的开发和疗法，传统腹膜透析与血液透析之间的界线已经变得模糊。举例来说，一些疗法使用两种疗法的组成部分。

一种最近的疗法是再生透析。在此系统中，使用一种透析系统，其包括用于透析液再生的滤筒。滤筒包括树脂床，其包括基于锆的树脂。这种系统中所用的滤筒的一实例由索布技术(Sorb Technology)，俄克拉荷马市(Oklahoma City)，俄克拉荷马州(Okla)以名称Redy制造。然而，此系统需要医务人员的持续关注。此外，由所述滤筒再生的透析液具有不合需要的钠和pH水平。在此方面，透析溶液不具有生理pH或电解质含量。如果透析溶液要被再输注到患者的腹膜腔中，那么这尤其成问题。

发明内容

本发明提供用于向患者提供透析的改进的系统以及方法。更具体来说，在一实施例中，本发明提供用于再生透析疗法的系统、滤筒和方法。然而，应注意，本发明的 滤筒可以用于多种疗法中，包括血液透析和腹膜透析疗法以及急性透析。本发明的滤筒适用于便携式(例如可佩戴)系统或典型地见于例如诊所环境中的常规系统。

为此目的，在一实施例中，提供一种用于移除透析程序中的尿毒症毒素的装置，其包含主体，所述主体具有入口和出口并且界定内部，所述内部包括包含尿素酶的层、包含氧化锆的层、包含磷酸锆的层和包含碳的层，并且所述装置被如此构造和布置以便进入所述装置的流体在进入所述装置后接触所述氧化锆层，随后接触所述尿素酶层或所述磷酸锆层。

在一实施例中，所述氧化锆呈碳酸氢盐形式。

在一实施例中，所述氧化锆呈羟基形式。

在一实施例中，所述碳层与所述出口并置地定位。

在一实施例中，所述流体流动通过氧化锆层，随后进入所述碳层。

在一实施例中，所述磷酸锆的pH是约2到约8。

在一实施例中，所述氧化锆的pH是约6到约13。

在一实施例中，提供两个单独的磷酸锆层。

在一实施例中，提供两个单独的氧化锆层。

在一实施例中，在所述装置的所述入口和出口端中的每一者处提供开放集管。

在一实施例中，提供一种开口，其用于将气体排放到位于出口端处的大气中。

在一实施例中，所述尿素酶层是第一层。

在一实施例中，所述磷酸锆层位于所述氧化锆层之前。

在本发明的另一实施例中，提供一种用于透析系统中用于移除毒素的滤筒，其包含主体，所述主体具有入口端和出口端。所述主体包括内部，所述内部包括至少四个层，所述层包括选自由以下组成的群组的树脂的第一层：pH是约2.5到约5的磷酸锆和尿素酶，选自由以下组成的群组的树脂的第二层：pH是约9到约13的氧化锆和尿素酶，磷酸锆的第三层，和pH是约6.5到约7.5的氧化锆的第四层。所述内部被如此构造和布置以便从第一入口端进入所述内部的流体流动通过所述第一层、然后所述第二层、然后所述第三层和然后所述第四层。

在一实施例中，所述第一层包含约200到约800克的磷酸锆。

在一实施例中，所述第四层包含约50到约200克的碳。

在一实施例中，所述尿素酶是交联酶。

在另一实施例中，提供一种用于再生透析溶液的装置。所述装置包括主体，所述主体包括树脂床。所述树脂床包括至少一层的尿素酶、磷酸锆、氧化锆和碳，并且被 如此构造和布置以便pH是碱性或酸性的透析溶液在其通过在约7到约7.8的pH下的所述树脂床之后将离开所述滤筒。

在一实施例中，所述树脂床的为所述溶液接触的所述第一层选自由以下组成的群组：pH是约2.0到约5的磷酸锆和尿素酶。

在一实施例中，所述树脂床中所述溶液通过的所述第二层选自由以下组成的群组：pH是约9到约13的氧化锆和尿素酶。

在一实施例中，所述树脂床中所述溶液通过的所述第三层是磷酸锆。

在一实施例中，所述滤筒中所述溶液通过的所述第四层是pH是约6.8到约7.5的氧化锆。

在一实施例中，离开所述滤筒的所述溶液的pH是约7.4。

在另一实施例中，提供一种用于系统中的装置，所述系统用于用透析溶液治疗患者。所述装置包括与透析溶液源流体连通的入口，主体包括所述入口并且界定内部并且具有出口，并且所述主体包括树脂床，所述树脂床包括尿素酶层、氧化锆层和磷酸锆层，界定三层结构。所述树脂床被定向成使得所述三层结构的为所述透析溶液接触的所述第一层是所述尿素酶层或所述磷酸锆层，并且所述氧化锆层被如此构造和布置以便进入所述入口的碱性或酸性透析溶液将在生理学上可接受的pH下离开所述出口。

在一实施例中，所述装置用于再生透析系统中。

再者，在一实施例中，提供一种用于构造滤筒的方法，所述滤筒用于提供透析的系统中。所述方法包含以下步骤：提供包括氧化锆和磷酸锆的树脂床，和选择并且定向所述氧化锆和磷酸锆以使得所述滤筒可移除进入所述树脂床的透析溶液中存在的尿毒症毒素，和导致离开所述滤筒的所述透析溶液在生理pH下并且包括生理电解质平衡。

在一实施例中，所述方法包括以下步骤：提供主体，所述主体具有入口和出口并且界定内部，所述内部包括包含尿素酶的层、包含氧化锆的层、包含磷酸锆的层和包含碳的层；和使所述装置如此构造和布置以便进入所述装置的流体在进入所述装置后接触所述磷酸锆层，随后接触所述氧化锆层上的所述尿素酶。

在另一实施例中，提供一种用于提供透析的方法，其包含以下步骤：通过使透析流体通过主体移除尿毒症毒素，所述主体具有入口和出口并且界定内部，所述内部包括至少四个层，第一层包含pH是约2.5到约5的磷酸锆或尿素酶，第二层包含pH是约9到约13的氧化锆或尿素酶，第三层包含磷酸锆，并且第四层包含pH是约6.8到约7.5的氧化锆。

另外，在一实施例中，提供一种提供再生透析的方法，其包含以下步骤：通过使透析流体通过主体移除尿毒症毒素，所述主体具有入口和出口并且界定内部，所述内部包括至少四个层，第一层包含pH是约2.5到约5的磷酸锆或尿素酶，第二层包含pH是约9到约13的氧化锆或尿素酶，第三层包含磷酸锆，并且第四层包含pH是约6.8到约7.5的氧化锆。

本发明的一优势是提供一种改进的透析程序。

此外，本发明的一优势是提供一种改进的用于从透析流体移除杂质的滤筒。

又，本发明的一优势是提供一种改进的用于提供透析的系统。

此外，本发明的一优势是提供一种改进的滤筒，其可以用于单环路或多环路系统中。

另外，本发明的一优势是提供一种改进用于透析系统的滤筒的树脂床。

另外，本发明的一优势是提供一种改进的滤筒，其被构造和布置成使得离开所述滤筒的透析溶液具有生理pH和电解质含量。

此外，在第一实施例中，本发明提供一种用于透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析的系统。所述系统包括与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳包括磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者。储存容器和泵与所述吸附剂滤筒流体连通。控制单元与所述泵连通。所述控制单元被配置成使得透析流体在第一方向上流动到所述吸附剂滤筒中，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体流接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层为所述透析流体流接触。所述控制单元被进一步配置成使得所述透析流体在第二方向上流动，所述第二方向是所述第一方向的反向方向。此处，所述层以反向次序接触，例如碳、氧化锆、尿素酶、然后是所述初始磷酸锆层。

在第二实施例中，本发明提供一种执行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析的方法。所述方法包括使透析流体在第一流动方向上通过与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳包括磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体接触。所述方法进一步包含将所述透析流体储存于储存容器中。来自所述储存容器的所述透析流体然后可以按与所述第一流动方向反向的流动方向通过返回所述吸附剂滤筒以到达所述患者或所述透析器。所述透析流体因此流动返回通过例如首先所述碳层、第二所述氧化锆、第三所述尿素酶和最后所述磷酸锆。因此，此时溶液中的任何铵都将由所述吸附剂滤筒中的所述磷 酸锆层吸附。输注溶液可以用以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器中之前给清洁的透析流体补充以必需电解质、葡萄糖并且调节其pH。

在第三实施例中，本发明提供一种用于血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析的系统。所述系统包括与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳包括磷酸锆，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者。所述系统还包括与所述吸附剂滤筒和所述患者或透析器流体连通的泵和储存容器。控制单元与所述泵可操作连通。所述控制单元被配置成使透析流体在第一方向上再循环到所述吸附剂滤筒中，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体接触，持续至少两个循环，接着将所述透析流体储存于所述储存容器中。所述控制单元然后可以使得所述泵将流体泵送到所述患者或透析器。

在第四实施例中，本发明提供一种执行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析的方法。所述方法包括使透析流体通过与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒持续至少两个循环。所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳包括磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者。所述磷酸锆层首先为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体接触。所述方法进一步包括将所述透析流体储存于储存容器中。来自所述储存容器的所述透析流体然后可以被转移以到达所述患者或所述透析器。输注溶液可以用以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器中之前给清洁的透析流体补充以必需电解质、葡萄糖并且调节其pH。在以上主要实施例中的每一者中，所述控制单元使一或多个阀门循环或排序以控制流体流量和方向。具体次序的实例展示如下。

在图16中所展示的一通用实施例中，本发明提供一种用于透析、血液过滤和/或血液透析过滤的系统。所述系统可以用于任何适合透析疗法，包括腹膜透析、血液透析、血液过滤、血液透析过滤等。

所述系统包含与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包含外壳，所述外壳包括磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者。所述吸附剂滤筒的代表性实例展示于图18a和18b中。在一些配置中，所述吸附剂滤筒包括第二磷酸锆层。在其它配置中，所述吸附剂滤筒包括尿素酶层，接着是第二磷酸锆层、氧化锆层和碳层中的至少一者。在其它配置中，所述吸附剂滤筒包括第二磷酸锆层、安置于所述磷酸锆层与所述第二磷酸锆层之间的尿素酶层、安置得与所述第二磷酸锆层相邻的氧化锆层和安置得与所述氧化锆层相邻的碳层。

储存容器与所述吸附剂滤筒流体连通。泵可以用以将流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

控制单元与所述吸附剂滤筒、所述储存容器、所述输注溶液和所述泵连通。所述控制系统被配置成使得透析流体在第一方向上流动到所述吸附剂滤筒中，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体流接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体流接触。所述透析流体然后可以通过所述尿素酶层以将尿素转化为铵。所述透析流体然后可以通过所述氧化锆层和所述碳层以移除其它电解质和废弃化合物。在首先通过所述吸附剂滤筒之后，所述透析流体可以储存于所述储存容器中持续所要时间量。在包括第一和第二磷酸锆层和尿素酶层的配置中，所述控制单元可以经编程以使得所述泵将所述流体泵送以(i)在第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述第一磷酸锆层为所述流体接触，随后所述尿素酶层和所述第二磷酸锆层为所述流体接触；和(ii)在第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述第二磷酸锆层和所述尿素酶层为所述透析流体接触，随后所述第一磷酸锆层为所述透析流体接触。

所述控制系统被进一步配置成使得所述透析流体在第二方向上流动，所述第二方向是所述第一方向的反向方向。在此方面，来自所述储存容器的透析流体在与所述第一方向相反的方向上通过所述吸附剂滤筒。因此，此时溶液中的任何铵都将由所述吸附剂滤筒中的所述磷酸锆层吸附。

所述泵可以是任何适合类型的泵，包括例如可逆泵，例如蠕动泵。所述泵或者可以是膜泵，其包括位于所述膜泵的第一侧上的第一阀门和位于所述膜泵的第二侧上的第二阀门。在这种配置中，所述控制单元经编程以结合所述膜泵的操作切换所述第一和第二阀门的状态，以便使所述流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

所述系统可以在所述储存容器与所述患者或透析器之间包括一或多个阀门。所述控制单元因此可以被进一步经编程以操作所述一或多个阀门和所述泵以使所述流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

输注溶液可以与所述患者或透析器流体连通。在进入所述患者或透析器之前，可以使用所述输注溶液以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器中之前给清洁的透析流体补充以必需电解质(例如钙、镁等)、葡萄糖并且调节其pH。所述控制单元可以经编程以使得所述输注溶液被计量到所述透析流体中，同时使得所述透析流体在所 述第二方向上流动。所述透析系统可以包括由所述控制单元控制的第二泵，其用于计量所述输注溶液。

所述透析系统可以包括加热器，例如线上加热器或可与储存容器一起操作的分批加热器。

所述控制系统可以包括传感器(pH、电解质、电导率、葡萄糖、温度等)以监测离开和进入所述患者的透析流体的物理/化学性质。所述控制系统可以进一步包括必需电池/功率组件、控制件和处理器以控制所述透析系统的不同组件以便如上文所述操作所述透析系统。

在图17中所示的另一通用实施例中，本发明提供一种用于透析、血液过滤和/或血液透析过滤的系统。所述系统可以用于任何适合透析疗法，包括腹膜透析、血液透析、血液过滤、血液透析过滤等。所述系统包含与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包含外壳，所述外壳包括磷酸锆，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者。所述吸附剂滤筒的代表性实例展示于图18a和18b中。所述系统还包含与所述吸附剂滤筒和所述患者或透析器流体连通的储存容器和输注溶液。泵可以用以将流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

控制系统与所述吸附剂滤筒、所述储存容器、所述输注溶液和所述泵连通。所述控制系统被配置成使用过的透析流体在第一方向上再循环到所述吸附剂滤筒中，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体接触，持续至少两个或两个以上循环，接着将所述透析流体储存于所述储存容器中。循环是指通过所述吸附剂滤筒至少一次的水的具体体积。

循环的数目将通过所述透析流体中铵的含量来测定。应存在充足的循环数目，以便铵含量低于针对患者安全性的临限水平(例如20ppm)。在所述透析流体低于所述临限水平之后，清洁的透析流体可以储存于所述储存容器中所要时间量。

在所要时间之后，来自所述储存容器的所述透析流体然后可以被转移回到所述患者或所述透析器。在进入所述患者或透析器之前，可以使用所述输注溶液以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器中之前给清洁的透析流体补充以必需电解质(例如钙、镁等)、葡萄糖并且调节其pH。

所述控制系统可以包括传感器(pH、电解质、电导率、葡萄糖、温度等)以监测离开和进入所述患者的透析流体的物理/化学性质。所述控制系统可以进一步包括必需电池/功率组件、控制件和处理器以控制所述透析系统的不同组件以便如上文所述操作所 述透析系统。

在另一通用实施例中，本发明提供一种用于透析、血液过滤和/或血液透析过滤的系统。所述系统可以用于任何适合透析疗法，包括腹膜透析、血液透析、血液过滤、血液透析过滤等。

所述系统包含与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包含外壳，所述外壳包括尿素酶层，接着是磷酸锆层。在一些配置中，所述吸附剂滤筒包括第二磷酸锆层。在其它配置中，所述吸附剂滤筒包括尿素酶层，接着是磷酸锆层，接着是第二磷酸锆层、氧化锆层和碳层中的至少一者。在其它配置中，所述吸附剂滤筒不包括第二磷酸锆层。

储存容器与所述吸附剂滤筒流体连通。泵可以用以将流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

控制单元与所述吸附剂滤筒、所述储存容器、所述输注溶液和所述泵连通。所述控制系统被配置成使得透析流体在第一方向上流动到所述吸附剂滤筒中，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体流接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体流接触。所述透析流体可以通过所述尿素酶层以将尿素转化为铵。所述透析流体然后可以通过任选的氧化锆层和/或任选的碳层以移除其它电解质和废弃化合物。在首先通过所述吸附剂滤筒之后，所述透析流体可以储存于所述储存容器中持续所要时间量。在包括第一和第二磷酸锆层和尿素酶层的配置中，所述控制单元可以经编程以使得所述泵将所述流体泵送以(i)在第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述第一磷酸锆层为所述流体接触，随后所述尿素酶层和所述第二磷酸锆层为所述流体接触；和(ii)在第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述第二磷酸锆层和所述尿素酶层为所述透析流体接触，随后所述第一磷酸锆层为所述透析流体接触。

所述控制系统被进一步配置成使得所述透析流体在第二方向上流动，所述第二方向是所述第一方向的反向方向。在此方面，来自所述储存容器的透析流体在与所述第一方向相反的方向上通过所述吸附剂滤筒。因此，此时溶液中的任何铵都将由所述吸附剂滤筒中的所述磷酸锆层吸附。

所述泵可以是任何适合类型的泵，包括例如可逆泵，例如蠕动泵。所述泵或者可以是膜泵，其包括位于所述膜泵的第一侧上的第一阀门和位于所述膜泵的第二侧上的第二阀门。在这种配置中，所述控制单元经编程以结合所述膜泵的操作切换所述第一 和第二阀门的状态，以便使所述流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

所述系统可以在所述储存容器与所述患者或透析器之间包括一或多个阀门。所述控制单元因此可以被进一步经编程以操作所述一或多个阀门和所述泵以使所述流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

输注溶液可以与所述患者或透析器流体连通。在进入所述患者或透析器之前，可以使用所述输注溶液以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器中之前给清洁的透析流体补充以必需电解质(例如钙、镁等)、葡萄糖并且调节其pH。所述控制单元可以经编程以使得所述输注溶液被计量到所述透析流体中，同时使得所述透析流体在所述第二方向上流动。所述透析系统可以包括由所述控制单元控制的第二泵，其用于计量所述输注溶液。

所述透析系统可以包括可与储存容器一起操作的加热器，例如线上加热器或分批加热器。

所述控制系统可以包括传感器(pH、电解质、电导率、葡萄糖、温度等)以监测离开和进入所述患者的透析流体的物理/化学性质。所述控制系统可以进一步包括必需电池/功率组件、控制件和处理器以控制所述透析系统的不同组件以便如上文所述操作所述透析系统。

在另一通用实施例中，本发明提供一种用于透析、血液过滤和/或血液透析过滤的系统。所述系统可以用于任何适合透析疗法，包括腹膜透析、血液透析、血液过滤、血液透析过滤等。所述系统包含与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒。所述吸附剂滤筒包含外壳，所述外壳包括尿素酶层，接着是磷酸锆层。在其它配置中，所述吸附剂滤筒包括尿素酶层，接着是磷酸锆层，接着是第二磷酸锆层、氧化锆层和碳层中的至少一者。在其它配置中，所述吸附剂滤筒不包括第二磷酸锆层。所述系统还包含与所述吸附剂滤筒和所述患者或透析器流体连通的储存容器和输注溶液。泵可以用以将流体(例如用过的透析流体)从所述患者或透析器移动通过所述吸附剂滤筒到所述储存容器并且回到所述患者或透析器。

控制系统与所述吸附剂滤筒、所述储存容器、所述输注溶液和所述泵连通。所述控制系统被配置成使用过的透析流体在第一方向上再循环到所述吸附剂滤筒中，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体接触，持续至少两个或两个以上循环，接着将所述透析流体储存于所述储存容器中。循环是指 通过所述吸附剂滤筒至少一次的水的具体体积。

循环的数目将通过所述透析流体中铵的含量来测定。应存在充足的循环数目，以便铵含量低于针对患者安全性的临限水平(例如20ppm)。在所述透析流体低于所述临限水平之后，清洁的透析流体可以储存于所述储存容器中所要时间量。

在所要时间之后，来自所述储存容器的所述透析流体然后可以被转移回到所述患者或所述透析器。在进入所述患者或透析器之前，可以使用所述输注溶液以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器中之前给清洁的透析流体补充以必需电解质(例如钙、镁等)、葡萄糖并且调节其pH。

所述控制系统可以包括传感器(pH、电解质、电导率、葡萄糖、温度等)以监测离开和进入所述患者的透析流体的物理/化学性质。所述控制系统可以进一步包括必需电池/功率组件、控制件和处理器以控制所述透析系统的不同组件以便如上文所述操作所述透析系统。

其它特征和优势描述于本文中，并且将根据以下具体实施方式和图而显而易见。

附图说明

图1示意性地展示了一种根据本发明的用于执行透析的系统。

图2展示了本发明的滤筒的一实施例的截面视图。

图3图解展示了获自两个供应商(索布技术和伊利可创镁业(magnesiumelektron))的磷酸锆的铵流出物浓度(ppm)相较于递送的铵质量(mEq)。

图4图解展示了钠容量作为氧化锆pH的函数。

图5展示了本发明的滤筒的树脂床的截面视图的一实施例。

图6展示了本发明的滤筒的树脂床的另一实施例。

图7展示了本发明的滤筒的树脂床的另一实施例。

图8-10图解展示了2号实验的结果。

图11展示了用于3号实验中用于测试本发明的滤筒的系统。

图12展示了用于3号实验中的滤筒的各层的截面视图。

图13a-c展示了根据1号实验获取的样品的pH、碳酸氢钠曲线。

图14a-c表示根据1号实验获取的样品的pH、碳酸氢钠曲线。

图15a-c展示了根据1号实验样品随时间推移的pH、碳酸氢根和钠曲线。

图15d展示了根据1号实验的随时间推移的尿素转化。

图16到19展示了本发明的其它系统和方法。

具体实施方式

本发明涉及提供透析治疗的方法。另外，本发明涉及用于提供透析的系统。更具体来说，在一实施例中，本发明提供改进的用以移除尿毒症毒素的滤筒。

在一优选实施例中，本发明涉及用于持续性流动腹膜透析程序中的系统和组件。然而，应注意，本发明可以用于多种用于提供透析的方法，包括血液透析和腹膜透析。

持续性流动腹膜透析通过将溶液持续输注到腹膜中并且从腹膜引流来实现。举例来说，可以使用闭合环路或再循环透析，其中溶液持续再循环到患者。这可以具有实质上减少治疗所需的溶液量的优势。然而，有必要再生具有患者所需的准确葡萄糖和电解质需求的溶液。此疗法被设计成主要在夜间执行。

一般来说，系统包含一次性套件，其包括泵盒、滤筒、透析器和溶液浓缩物。图1大体上展示了根据本发明的用于提供透析治疗的系统10的示意图。

如图1中所展示，提供两个环路：患者环路11；和再生环路12。然而，应注意，本发明可以用于仅包括一个环路或包括两个以上环路的系统中。患者环路11用以用透析液对患者14进行透析。再生环路12用以再生透析液。如大体上展示，透析液在患者环路11中从袋16通过导管24泵送到患者14中。用过的流体然后从患者14馈送回到透析器20中。

多种组件可以用于患者环路中。在一优选实施例中，使用双腔导管24。双腔导管提供进入患者的腹膜腔中并且从其中出来的持续流。为此目的，将双腔导管植入患者体内。用于本发明的系统10中的导管的一实例揭示于2000年10月12日申请并且标题为“腹膜透析导管(Peritoneal Dialysis Catheter)”的美国专利申请案第09/689,508号中，所述申请案的揭示内容以引用的方式并入本文中。然而，应注意，可以使用两个单腔导管以及一个单腔导管。

为再生透析液，提供再生环路12。在所展示的实施例中，再生环路12优选地包括在容器26中的浓缩物、滤筒32、超滤(UF)泵和经由透析器20与患者环路11连通的UF收集构件。提供浓缩物泵以将浓缩物26从容器泵送通过流体路径27。再生环路中的流体以与患者环路11中的流体逆流的方式泵送通过透析器20。

提供透析器20以从患者环路11中的用过的透析液移除水以及例如尿素和肌酸酐的小溶质。透析器20在患者环路11与再生环路12之间提供无菌独立屏障。可以使用提供小分子穿过透析器的高清除率的任何透析器20。尿酸将扩散穿过透析器，还移除 超滤液。

应注意，尽管本发明的滤筒32展示为用于两个环路的系统中，但其可以用于其它系统中。举例来说，预想，滤筒可以用于一个环路的系统中。

现参看图2，展示本发明的滤筒32的一实施例的截面视图。滤筒32包括被设计成改性再循环透析液的化学性质和移除尿毒症毒素的树脂床34。同时，根据本发明，滤筒32将透析液的电解质浓度和溶液pH维持在生理水平下。

滤筒32大体上包含：主体40、入口盖42、树脂床34和出口盖44。在所展示的实施例中，流体通过位于滤筒32的底部46处的入口盖42导引到滤筒32中。在所展示的实施例中，树脂床34之前的小开放集管腔室48用以将流体流均匀分布穿过滤筒32的横截面和从而树脂床34。流体优选地朝上流动通过树脂床34。

在所展示的实施例中，另一开放集管腔室50位于树脂床34的最后段的下游。第二开放集管腔室50位于气体分离腔室52之前。第二集管腔室50用以在整个树脂床34中维持均匀流体速度分布。

气体分离腔室52中的液位维持在规定范围内以在滤筒32中的液体上方提供空气空间。在疗法期间产生的气体(例如二氧化碳)从滤筒32通过出口盖44上的通道54排放到环境。必要时，此通道54可以包括过滤器部件。气体分离腔室52中的浸没或部分浸没的屏障产生限制气体被抽取到液体出口的流型。

液体出口端口58位于滤筒32的出口盖44处。液体出口端口58使用虹吸作用从滤筒32的腔室通过出口盖44移除液体。必要时，可以使用另一端口来添加化学浓缩物到气体分离腔室中的液体体积以复原流体外流物的化学组成。

在一实施例中，滤筒32的内部具有粗糙表面。粗糙表面被设计成使得其防止流体经由通过树脂床34沿着外部的侧面流动。

树脂床34部分起作用以移除废物。在此方面，大体上使用两步骤的方法移除废物。所述步骤由使用尿素酶酶促转化尿素、接着后续移除转化副产物构成。在酶促反应中，一摩尔尿素分解成两摩尔氨和一摩尔二氧化碳。氨(NH₃)主要(>95％)以铵离子(NH₄ ⁺)形式存在，因为其9.3的pKa实质上大于溶液pH。形成的二氧化碳可以取决于溶液pH而以溶解二氧化碳形式或以碳酸氢根离子形式存在。因为此平衡的pKa是6.1，所以两种物质可以在使用条件下以实质量存在。另外，如果溶液与气相连通，那么溶解二氧化碳与气相中存在的二氧化碳平衡。

树脂床包括至少四个层，但可以使用更多个层。一般来说，树脂床的层包含至少：尿素酶层；磷酸锆层；氧化锆层；和碳层。

尿素酶层的目的是将流动通过树脂床34的溶液中存在的尿素酶促转化为氨和二氧化碳。在溶液中，氨充当碱，因为铵的形成由H⁺的供给造成。类似地，二氧化碳(CO₂)充当酸，因为碳酸氢根(HCO₃)的形成向溶液供给H⁺。尿素酶反应的净结果是增加pH。

在一实施例中，使用25到250mg的尿素酶，但可以使用足以将溶液中存在的尿素转化为氨和二氧化碳的任何量的尿素酶。优选地，尿素酶构成树脂床的第一或第二层。

可以使用多种尿素酶材料。举例来说，可以使用尿素酶的交联酶晶体(尿素酶-CLEC)。此材料是超纯的并且具有高比活性。因此，极少量的此尿素酶足以提供所要尿素转化。

举例来说，所需的尿素酶-CLEC的量分别针对滤筒的两个不同内部直径31/4"和11/4"进行优化。然后，为了测定尿素酶-CLEC与衬底流之间的最优接触时间，将酶与粉末状氧化锆(ZO)掺合。表1展示获得>90％的尿素转化所需的尿素酶-CLEC和ZO的优化量。所用酶的量对于用40kGy γ辐射灭菌是稳定的。所有以上实验中所用的流速都是100ml/min。

表1.尿素转化所需的尿素酶-CLEC的概述

对于使用尿素酶-CLEC的此具体方法来说，主要挑战在于用于将极少量尿素酶-CLEC与大量ZO掺合的程序的开发。然而，少量对于超滤膜的聚合物基质内的封锁便利性来说是有利的。使用这些尿素酶浸渍的超滤膜提供几个优于当前可用方法的益处。

1)尿素酶封锁更好。

2)滤筒尺寸减小，导致患者易用性增加。

3)在滤筒制造期间易用

4)优于现有系统的安全性增加(归因于滤筒中的尿素酶的更好封锁)

表2展示使用尿素酶-CLEC浸渍的膜在各种流速下观测的尿素转化。所测试的膜的直径是1英寸，因此，所用流速是1.3、2.7和5.3ml/min，其对应于通过3.25英寸膜时50、100和200ml/min的通量。

表2.获自γ灭菌的尿素酶-CLEC浸渍的膜的样品结果

尿素酶-CLEC的量(mg)	膜直径(英寸)	流速(ml/min)	γ灭菌剂量(kGy)	尿素转化％
					15.85	1	1.3	40	87.3
15.85	1	2.7	40	79.2
					15.85	1	5.3	40	66.9

尽管，所观测的尿素转化低于所需，但从用较大量的尿素酶-CLEC制备的膜可以预期更好转化率。另外，通过在每个滤筒中采用两个膜，可以获得更高总尿素转化。

此外举例来说，还可以使用氧化铝稳定的尿素酶。在润湿后，尿素酶溶解，但其立即由紧密邻近地定位的氧化铝颗粒吸附。最终结果是尿素酶由紧密邻近的氧化铝物理吸附。此尿素酶暴露于15kGy剂量的γ照射，在γ辐照存在下保持其初始活性的75％。

现参看磷酸锆层，磷酸锆可以在某些条件下吸附铵离子、钙、镁和钠。铵离子经由离子交换工艺使用磷酸锆从溶液移除。磷酸锆含有两种抗衡离子：氢(H⁺)和钠(Na⁺)。抗衡离子的释放通过溶液pH和树脂的当前负荷状态决定。除了其作为离子交换树脂的作用之外，磷酸锆还具有可观的缓冲容量。

如果树脂的负荷状态pH是6.2，那么当与pH小于6.2的(酸性)溶液接触时，树脂在即使不存在任何其它离子的情况下也将释放Na⁺交换H⁺。在与pH大于6.2的(碱性)溶液接触时，树脂在即使其它阳离子存在下也将释放H⁺交换Na⁺。在与pH是6.2并且含有铵的溶液接触时，树脂将用Na⁺与H⁺离子的混合物交换NH₄ ⁺，以使得其平衡pH保持不变。磷酸锆树脂对于铵具有极佳容量，并且此能力不受在既定范围(pH 6.0-7.2)内的平衡pH的变化影响。

磷酸锆的所要pH将部分取决于其在树脂床中的位置，例如其被设计以移除的组分。为此目的，磷酸锆层的pH可以在约2到约8之间。优选地，磷酸锆以约200到约800克的范围存在。所需磷酸锆的量是足以移除产生的铵的量的最小值。所产生的铵的含量通过待由滤筒移除的尿素来决定。因此，磷酸锆的量等于待移除的铵除以用以移除铵的磷酸锆的容量，其可以以实验方式测定。

举例来说，用于测定装置中所需的磷酸锆的量的方法可以如下测定。使用平衡数据以作出在所需的磷酸锆量下的第一遍次猜测。对于含有具体量的磷酸锆的既定滤筒来说，获得流出物铵浓度分布。既定滤筒的容量定义为在流出物浓度超过规定水平时递送的铵的质量。在一实施例中，此流出物截止水平设定在20ppm。举例来说，在图3的数据中，对于小的原型装置来说，对于10.5g磷酸锆、3.9mEq/L铵的输入浓度和 8.3mL/min的总体流动速率来说，铵容量是约4.2mEq(在吸附4.2mEq铵之后，出现在20ppm水平下的突破)。

在一实施例中，据信，所需的磷酸锆的量是近似约600到约800g。在一实施例中，磷酸锆将构成滤筒重量的一半以上。关于其在树脂床中的位置，磷酸锆优选地可以构成树脂床的第一层到最后一层(不包括碳层)。此外，可以使用多个磷酸锆层。

现参看氧化锆层，氧化锆树脂是两性树脂。此意谓，树脂的离子交换性质依赖于溶液pH。如果溶液pH远低于树脂的pI，那么树脂充当阴离子交换树脂。如果溶液pH远高于树脂的pH，那么树脂充当阳离子交换树脂。如果溶液pH接近其pI，那么树脂展示混合床的性质，交换阳离子和阴离子。混合床的此后一种特性存在于整个生理pH范围中。

氧化锆层移除磷酸根。氧化锆层取决于pH还可以起作用以移除钠。氧化锆层优选地pH是约6到约13。

树脂的磷酸根容量非常高，因此，层的尺寸由需要移除钠的多少决定。以类似方式，氧化锆的量从而通过用以移除钠的氧化锆的容量测定。图4图解展示了氧化锆的钠容量作为其pH的函数。

氧化锆层起作用以移除可能未由树脂床的其它组分吸附的任何磷酸根。此外，氧化锆层控制离开滤筒的溶液的pH。因此，优选地氧化锆层如果是滤筒32最后一层(不包括碳层)，那么其pH是约7到约9并且在一优选实施例中是约7.4。尽管氧化锆层优选地是最后一层(不包括碳层)，但可以使用多个氧化锆层。

在一实施例中，使用已经通过移除作为抗衡离子的硝酸根离子而改性的氧化锆。在此方面，将硝酸根离子通过用15％碳酸钠溶液处理氧化锆达到约11.3的pH来用碳酸氢根离子交换。然后将混合物用水充分洗涤以移除残余硝酸钠和碳酸钠。然后将树脂在高真空下在RT下干燥约24小时。所得树脂(0.5g/ml于水中)pH是约8.5，并且电导率是155.1us/cm。将经干燥的树脂通过以下方式进一步改性，将树脂悬浮于水中并且添加盐酸直到pH达到7。在pH调节之后，洗涤树脂以移除残余氯离子和钠离子。在每个洗涤步骤之后，测量树脂滤液的pH和电导率。在洗涤1之后，试纸pH是6.5到7并且电导率是464us/cm；在洗涤2之后，试纸pH是6.5到7并且电导率是186.5us/cm；并且在洗涤3之后，pH(试纸)是6.5到7，电导率是38.2us/cm。应注意，洗涤1和2通过以下方式执行，使混合物沉淀并且然后倾析上清液到废物中。在洗涤3之后，将固体经由真空过滤通过0.2微米孔隙尺寸尼龙过滤器而收集。将固体在过滤器设备上经由真空干燥6到12小时之间以产生最终产物。

现参看碳层，碳移除肌酸酐、尿酸或仍可能存在于溶液中的其它有机分子。举例来说，碳层移除肌酸酐。需要由此滤筒移除的肌酸酐的量是约0.5g到约3.0g。尽管碳的体积可以包含宽广的范围，但优选地使用约50到约200克碳。优选地，碳将是能够从腹膜透析溶液移除少于30克葡萄糖的类型。因此，这种碳层将不会从透析溶液移除过量葡萄糖。在此方面，由卡博化工(Carbochem)，阿德莫尔(Ardmore)，宾夕法尼亚州(Pa.)以名称LP-50出售的活性碳已经发现可令人满意地起作用。可以使用其它碳。据信，基于椰子壳的粒度是20×50的碳也将起作用。应注意，碳层可以定位为树脂床中的任一层，但在一优选实施例中其是最后一层。

图5展示了本发明的树脂床34的一实施例。在所展示的实施例中，树脂床34包括五个层60、62、63、64和66。第一层60是pH是约2.5到约5并且包含约160克的磷酸锆层。第二层62是包含约25-250mg于25克磷酸锆/氧化锆中的尿素酶-CLEC或50-100gm不与其它来源交联的尿素酶的尿素酶层。第三层63包含pH是约7到约7.5的磷酸锆；优选地存在约380克磷酸锆。第四层64是约50到约75克pH是约5到约7.5的氧化锆。最后一层66包含约50到约200克并且在一实施例中130克的碳。

在树脂床34中，第一层60用以移除钠、Ca和Mg。此层60还将调节溶液的pH，促进尿素通过尿素酶第二层62转化为铵。第三层63移除尿素酶层62产生的铵。为此目的，磷酸锆需要pH大于或等于5；在所展示的实施例中，pH是7到7.5。氧化锆第四层64移除磷酸根并且将pH调节到约7.4。第四层64的尺寸需要如下，使得树脂床34存在的溶液的pH被调节到所要pH。最后一层66是移除任何剩余杂质(包括肌酸酐)的碳层。

在CFPD中，需要每天移除约5到约20gm之间任何量的尿素。下表3提供各种层为了移除5、10和20gm尿素所需的树脂的量。

举例来说，移除10gm尿素产生342mmol氨和171mmol碳酸氢根。发现需要使用图4的树脂床移除342mmol氨、380gm磷酸锆层(树脂pH＝6.2，氨容量＝0.9mmol/gm树脂)。在移除342mmol氨的过程中，树脂将释放342mmol钠到溶液中。pH6.2下的磷酸锆对于钠来说容量是0.63mmol/gm树脂，并且因此将再吸附342-127mmol钠。因此，在通过层63之后另外127mmol钠需要被从溶液移除。也由磷酸锆组成的层60移除此量的钠。移除此量的钠所需的磷酸锆的量作为树脂pH的函数变化。表3展示移除127mmol钠所需的各个pH下的磷酸锆的量。移除钠所需的各个pH下的磷酸锆的量等于：

钠容量(mmol/gm树脂)＝7.1-1.945(ZP的pH)和0.138(Zp的pH)²。

因此，在pH 2.5下，钠容量是3.1mmol/gm ZP。根据表3，在pH 7.2下，为移除171mmol钠，需要53.4gm磷酸锆。

氧化锆层的尺寸由在整个治疗时间期间将pH从6.2升高到中性所需的量控制。此量容易从pH概况曲线获得。一克氧化锆树脂具有将约0.45L溶液的pH从6.2升高到中性的容量。在透析方法的一实施例中，需要在8小时中处理48L溶液，导致需要106gm树脂。发现移除溶液中的全部磷酸根所需的氧化锆树脂的量在60-80gm范围内。因此，106gm调节pH所需的氧化锆也将符合移除磷酸根的需求。

表3

对于移除的5、10、20gm尿素的树脂的量

现参看图6，展示本发明的树脂床的另一实施例。树脂床70包括五层的结构。各层与图4的树脂床34类似。在此方面，第一层72是磷酸锆，第二层74是尿素酶，第三层76是磷酸锆，第四层78是氧化锆，并且第五层80是碳。

然而，第一层72、第三层76和第四层78与图4中的其对应物稍有不同。在此方面，磷酸锆的第一层72优选地包含65克，pH是约2.5到约5。磷酸锆的第三层的pH大于5并且在一优选实施例中是6.2。此层也如在图4的实施例中包含380克。氧化锆的第四层包含约130克并且pH是约6.8到约7.5。

在树脂床70中，同样，第一层72移除钠但不移除铵。第一层72也将调节溶液的pH以便通过尿素酶层将尿素转化为铵。从第一层72出来的溶液的pH将大致是树脂的pH。树脂的pH越低，越多钠被移除。随着溶液离开尿素酶层74并且进入磷酸锆的第三层76，铵被移除。随着磷酸锆的pH增加，更多铵被移除。需要至少5的pH以便移除铵。同样，氧化锆的第四层74移除磷酸根并且将pH调节到7.4。最后一层80(碳层)同样移除任何剩余杂质。

现参看图7，展示树脂床82的另一实施例。在此实施例中，第一层84包含尿素酶。在一实施例中，第二层86包含pH是约9.5到约12.5的氧化锆。优选地，存在 100到150克氧化锆。第三层88包含pH是约6.2到约6.5的磷酸锆。存在约680克。第四层90包含pH是约6.8到约7.5的氧化锆，优选地存在约30克。最后一层92包含碳。

在树脂床82中，氧化锆层86起磷酸锆在其它树脂床(34和70)中的作用。为此目的，其移除钠。所移除的钠的量是基于用以移除钠的氧化锆的容量。氧化锆归因于其高pH而起作用以移除钠。另一方面，此结构与其它树脂床(30和70)相比的一个缺点在于，需要高pH以便随着溶液离开第二层86，其在更高pH下。

一般来说，应注意，本发明的树脂床优选地被结构化成使得尿素在第一或第二层中被移除。然后钠优选地被移除。在钠被移除之后，铵和然后磷酸根被移除。另外，氧化锆层起作用以控制离开树脂床的溶液的pH。

如先前所示，滤筒的树脂床可以包含多于四个的任何数目的层。还应注意，各层可能不具有离散边界，而是可能掺合在一起。举例来说，有可能具有氧化锆与磷酸锆层之间的两种材料梯度。

借助于实例而非限制，现将阐述本发明的滤筒32的入口和出口处的溶质浓度的实时值。归因于混合和质量转移作用，这些浓度在系统的其它位置处将不同。

参数	输入值	输出值
			尿素氮浓度[mg/dL]	2-24	<输入值的10％
肌酸酐浓度[mg/dL]	0.5-3.0	<输入值的20％
			磷酸根浓度[mg/dL]	0.45-3.0	<输入值的20％
钠浓度[mEq/L]	122-142	122-142
			钙浓度[mEq/L]	2.5	<0.2
镁浓度[mEq/L]	0.5	<0.05
			铵浓度[ppm]	n.a.	<20
铝浓度[ppb]	n.a.	<10

平均值

优选地，以下参数的时间平均浓度将维持在如滤筒流出物中测量的既定界限内：

pH	7.0-7.4
		钠[mEq/L]	127-137
氯离子[mEq/L]	85-98
		碳酸氢根[mEq/L]	25-35

滤筒的流出物的pH在全部时间都将维持在6.5与8.0之间。

净溶质移除/添加

参数	所移除的量
		尿素氮	在20mg/dL的输入浓度下是9.8
肌酸酐	1.44g
		磷酸根	1.44g
钠	20-60mEq
		碳酸氢根	20-60mEq

注意：处理尿素、肌酸酐或磷酸根的容量取决于所述组分的输入浓度。既定组分的容量由组分突破定义，其是当流出物浓度超过规定水平(即输入值的10％)时由滤筒吸附的量。出于安全性原因，铵突破水平在绝对意义上在20ppm下定义。

如上文所示，在滤筒32内树脂床可能有多种不同层结构。在构造滤筒32时，必须考虑到滤筒中发生的过程。虽然滤筒执行其移除尿素/肌酸酐/磷酸根和其它毒素的主要任务，但此过程的副产物导致透析液组成在三个重要方面变化：1)钠；2)pH；和3)碳酸氢根。这三个参数紧密相关。

钠可以受滤筒内的三个不同过程影响：

1)释放钠交换铵和其它阳离子(钙、镁、钾)。这些阳离子待吸附的最大量将是约650mmol，由约430mmol铵和约200mmol其它阳离子组成。在此交换过程期间释放的钠的量取决于磷酸锆的平衡pH、溶液pH和透析液中的阳离子浓度。

2)磷酸锆的pH平衡。在此过程中，钠响应于溶液pH而交换为氢离子，所述溶液pH与树脂的平衡pH不同。此交换可以在任一方向上进行，取决于溶液pH是高于还是低于平衡pH。预期溶液pH将高于树脂的平衡pH，导预期溶液pH在治疗多数时候都将高于树脂的平衡pH，从而导致溶液的Na⁺的净吸附。

3)氧化锆的离子交换。作为两性树脂，如果氧化锆的平衡pH碱性足够大，那么氧化锆能够从溶液移除钠。

4)钠由混合床(脱矿化)树脂(如果存在的话)的吸附。所吸附的钠的量完全取决于存在的混合床树脂的量。

5)碱金属在尿素转化后的释放。尿素转化在整个治疗中是一个持续过程。尿素转化可以贡献多达430mmol碱金属，并且与患者的尿素负荷直接相关。

6)碳酸氢根在尿素转化期间的形成。形成碳酸氢根酸化溶液，但此作用通过二氧化碳由溶液的排放而被部分抵消。

7)二氧化碳由滤筒环路的排放。在溶液中，二氧化碳充当酸。因此，通过二氧化 碳移动到气相并且后续排放出系统而对其的移除导致溶液中酸的净损耗。

8)溶液由磷酸锆的缓冲。预期溶液pH将高于树脂的平衡pH，导致酸(H⁺)净释放到溶液中。

9)溶液由氧化锆的缓冲。如果氧化锆树脂与pH与其平衡pH不同的溶液接触，那么其交换H⁺/OH^-。

碳酸氢根水平可以受滤筒内的三个不同过程影响：

1)碳酸氢根在尿素转化期间的形成。一摩尔二氧化碳/碳酸氢根由每摩尔尿素形成。溶解二氧化碳根据以下关系与碳酸氢根平衡：

$\mathrm{pH}=6.2+\log \frac{{{\mathrm{HCO}}_3}^{-}}{{\mathrm{CO}}_2\left(\mathrm{ap}\right)}$

因此，作为尿素酶反应的结果形成的二氧化碳/碳酸氢根的比率取决于溶液pH，酸性更大的条件有助于二氧化碳。所形成的(二氧化碳+碳酸氢根)的总量取决于患者的尿素负荷。

2)CO₂由滤筒环路的排放。溶解二氧化碳与气相中的二氧化碳分压平衡。因此，如果溶液分压超过气相分压，那么二氧化碳将鼓泡出溶液。

3)碳酸氢根由氧化锆的吸附。羟基形式的氧化锆树脂能够吸附碳酸氢根。相反，碳酸氢根形式的氧化锆树脂能够释放碳酸氢根到溶液中。

滤筒内可能作出的可能操纵如下：

1)改变磷酸锆树脂的平衡pH。通过降低树脂的平衡pH，所释放的钠的量减少，平均透析液pH降低，并且所形成的二氧化碳的量更大。通过升高树脂的平衡pH，溶液pH变得更生理化，但所释放的钠和碳酸氢根的量增加。

2)改变氧化锆树脂的平衡pH或使树脂负载有各种抗衡离子。负载羟基的氧化锆导致溶液pH更生理化、碳酸氢根由溶液吸附并且阳离子吸附增加。

借助于实例而非限制，以下实验进一步阐述本发明的实施例和分析。

1号实验

以下阐述检查调节磷酸锆的平衡pH对透析液流出物的组成的作用的测试。所观测的主要终点值是pH、钠浓度和碳酸氢根浓度。理想结果是流出物pH处于或接近于生理pH7.4，对于全尺寸滤筒来说净钠移除是约50mEq，并且对于全尺寸滤筒来说净碳酸氢根添加是约50mEq。这些实验典型地在一g磷酸锆规模下进行，以一种方式使得在患者治疗期间铵突破下的尿素浓度在预期柱输入范围内。在此规模下，适当性能目标是净钠移除是约1mEq，并且净碳酸氢根添加是约1mEq(或对于2升储槽来说，是 0.5mEq/L)。

将树脂通过以下程序用磷酸盐缓冲液改性以增加流出物pH。使用10.8mM磷酸氢二钠、4.2mM磷酸二氢钠和117mM氯化钠制备15mM磷酸盐缓冲液的大储槽。将缓冲液以单程方式泵送通过树脂柱。将流速按比例调整以获得约5分钟的滞留时间。密切地监测流出物pH，并且当流出物pH达到所要值时停止实验。

用此技术，可以改性作用以便高达pH 7.2。对于更高pH来说，制备相同磷酸盐缓冲液，并且添加0.1M NaOH以将pH升高到所要值。

对于经改性的磷酸锆材料，执行静态测试以测定铵的平衡容量。不同材料的平衡等温线并不显著与彼此不同，在工作浓度范围[3-15mM]内。

使用2升袋作为储槽、再循环通过含有材料的柱来执行测试。借助于震荡器将袋维持在均一浓度下。将溶液泵送通过柱并且返回到溶液袋。袋具有具备注射部位的出口端口和延伸9.5英寸到袋中的入口端口。入口端口向袋中的延伸使两个端口之间的取道最小化并且确保适当混合。这些测试中所用的溶液是外加有尿素和碳酸氢根的Dianeal PD4(1.5％葡萄糖)。在填充和取样程序期间注意以确保维持系统完整性。

使用10mg/dL的尿素浓度和25mM的碳酸氢钠浓度执行所有测试。此溶液的初始pH是7.4+/-0.2。对于所有测试来说，使用10克阳离子材料。在这些测试中使用两种类型的尿素酶，即来自阿尔特斯生物制品(Altus Biologics)的CLEC-尿素酶(5-20mg)和来自索布技术的尿素酶(5g，与10g氧化铝混合)。对于索布尿素酶来说，使用在两端上具有8μm过滤器的25mL柱。将尿素酶氧化铝混合物夹在两层氧化铝(每层约5g)之间。将索布技术尿素酶干式填充。将CLEC-尿素酶湿式填充，夹在10ml柱中的Sephacryl(来自西格马化学品(SigmaChemicals)的惰性色谱介质)层之间。在两种尿素酶形式之间未观测到性能差异。

在实验之前，将尿素酶用Dianeal冲洗以移除任何不稳定或极小粒度的酶。在启动泵之后，时间零点由出现流体离开柱出口端口定义。随时间推移将样品从入口和出口收集到两升袋中，并且立即使用血液气体分析仪(凯龙(Chiron)型号860，千叶科宁(ChibaCorning))分析钠、pH和碳酸氢根。

表4展示所执行的相关测试的概述。使用磷酸盐缓冲液执行其它实验。

根据这些测试，显而易见当将树脂的pH调节到更高(与6.2相比)pH时，测试期间的pH变化减小。在树脂pH增加的情况下，树脂就氨吸附来说的性能维持相同，但更多钠被释放到系统中。尿素酶的存在起作用以减小pH变化。

表4 使用尿素酶和磷酸锆进行的小规模测试的结果

2号实验

使用尿素酶、磷酸锆和氧化锆以如上的相同实验设定进行实验。将多个柱串联连接，氧化锆柱添加到系统中阳离子柱之后。使用阿尔特斯271-6尿素酶、被改性到pH7.2的磷酸锆和氧化锆的测试的结果如下阐述于图8-10中。注意，在测试过程内很好维持钠平衡，这是氧化锆从溶液移除钠以配衡由磷酸锆层释放的钠的结果。流出物pCO₂水平在氧化锆存在下也显著较低。经改性的氧化锆捕获钠，并且有助于在测试过程内维持钠平衡。测试显示，与被改性到更高pH的磷酸锆相比，被改性到pH 7.1-7.2的磷酸锆性能好得多。

3号实验

实验设定：

图11展示了用以评估离子交换树脂在腹膜透析环境中的用途的研究中所用的实验设定的示意图。设定包括两个环路100和102。代表患者的总体液的15升袋104用于设定的第二环路102中。尽管利用40升袋可以更精确评估患者身体，但由于分析简易性而使用15升袋。将来自15升袋的流体使用泵110以100mL/min的流速泵送到透析器108的腔侧106中。流体从透析器108的腔侧106的出口112返回到15升袋104。同时，随着此流体返回到15升袋104中，向其以1mL/min输注尿素/肌酸酐和磷酸盐，以代表由患者持续产生的废物的总量。将15升袋104维持在尿素氮(20mg/dL)、肌酸酐(6mg/dL)和磷酸根(3.1mg/dL)的恒定浓度下。初始馈入溶液含有25mmol/L碳酸氢根、138mEq/L钠、2.5mEq/L钙和1.0mEq/L镁。

提供含有于去离子水中的132mEq/L钠、2.5mEq/L钙、1.0mEq/L镁和25mmol/L碳酸氢根的4升袋114。最初，将4升溶液用以填装透析器108和滤筒116。随着溶液离开滤筒116，所有毒素以及钙和镁都被完全移除。因此，向返回到4升袋114的流体输注钙和镁以便维持15升袋104中的钙和镁平衡。4升袋114和15升袋104两者都被 很好混合，并且在接近于零超滤下操作透析器118。

溶液从4L袋114流动到透析器108的壳侧128中。尿素肌酸酐和磷酸根从透析器108的腔侧106扩散到壳侧128。离开透析器108并且进入滤筒116的溶液具有10mg/dL的尿素氮浓度、3mg/dL的肌酸酐浓度和1mg/dL磷酸根。透析器108的任一侧上的流速都维持在100ml/min下。

如上所述构造滤筒116。尿素肌酸酐和磷酸根流动到滤筒116的底部130，其含有尿素酶、各种离子交换树脂和碳。如上文所示，尿素酶是功能是将毒性尿素转化为铵和二氧化碳的酶，是滤筒中的第一层。中间层包含两种不同类型的离子交换树脂，即磷酸锆(磷酸锆)和氧化锆(氧化锆)。如上文所示，磷酸锆主要从溶液移除铵离子、钙和镁同时释放氢和钠。氧化锆树脂移除磷酸根。最终，碳层用以从溶液移除肌酸酐、尿酸和其它有机物。流体然后从滤筒的顶部引导回到初始4升袋114中。

根据此研究，在以上设定下在5个不同点获取样品。在流体进入滤筒入口之前获取样品“1”(C_进)；在样品离开滤筒之后获取样品“2”(C_出)；从4升袋的外流物直接获取样品“3”(4L)；在流体从透析器的腔出来时获取样品“4”(D_出)；样品“5”(D_进)代表在进入透析器的腔入口之前的流体。从15L袋104获取样品D_进，其基本上很好混合并且代表15L患者。

将以上实验设定用以评估本发明的滤筒的一实施例。Redy滤筒从索布技术获得并且用于以上实验设定中。图12展示滤筒中的各种层。图12a代表Redy滤筒，图12b代表Redy滤筒1，并且图12c代表Redy滤筒2。尿素、肌酸酐和磷酸根从15L患者袋扩散穿过透析器到滤筒的底部。从如图11中所示的各个位置获取五个样品。就地分析样品的pH、碳酸氢根和钠。还进行关于尿素、肌酸酐、磷酸根、钙、镁、氯离子、乳酸根和葡萄糖的分析。图13a、13b、13c展示pH、钠和碳酸氢根曲线。15L患者浴的pH从7.546下降到6.156，碳酸氢根从23.2下降到0.0，钠从132.4mEq增加到135.3mEq。

代替向患者提供碳酸氢根，碳酸氢根被移除并且添加钠。此外，pH下降并且pCO₂增加。表4概述来自此研究的pH、钠和碳酸氢根概况。总的来说，添加44mEq钠并且所有碳酸氢根都被移除。这是125mEq钠的净增益。滤筒的确完全移除尿素、肌酸酐和磷酸根，但不满足电解质需求。因此，树脂或滤筒不能用于腹膜透析闭合环路环境或血液透析应用中，不能无人值守式使用。评估可能满足用于滤筒中用于腹膜透析溶液的持续再循环的需求准则的几个不同组合。一些组合如下：

1-呈碳酸氢根形式、pH是8.85的氧化锆与呈其标准形式的磷酸锆(pH＝6.2)一起使用。在此设定中，仅存在4个层。

2-pH是6.5的磷酸锆与呈碳酸氢根形式、在10.52和7.33两个不同pH下的氧化锆一起。在较高pH下，碳酸氢根应呈碳酸根形式。

3-将pH是6.5的磷酸锆与pH是9.35和9.83的碳酸氢根形式的氧化锆和pH是7.14和7.23的羟基形式的氧化锆一起使用。

4-pH是6.49的磷酸锆与呈碳酸氢根形式、在pH 8.80下的氧化锆一起使用。在此情况下，也存在4个层。

5-因为氧化锆是两性树脂，所以此树脂需要吸附Ca⁺⁺和Mg⁺⁺离子，使得磷酸锆体积可减小到450ml。

图12b和12c代表所论述的各种替代方案中的两种替代方案。

图12b和图12c展示研究中的经改性的滤筒。根据平衡吸附等温线研究，显示出，在腹膜透析溶液中10mg/dl尿素氮的浓度下，需要600ml树脂柱。因此，滤筒I(图12b)中的树脂的尺寸是600ml。在图12b(滤筒I)中，第1层是尿素酶，第2层是磷酸锆(pH＝6.5，体积＝200mL)，第3层是碳酸根形式的氧化锆(pH＝9.48，体积＝100mL)，第4层是磷酸锆(pH＝6.5，体积＝400mL)，并且第5层是羟基形式的氧化锆(pH＝7.38，体积＝30mL)，最后一层是碳。氧化锆第3层(高pH)不仅用以吸附阳离子，而且还可以升高磷酸锆树脂的pH。此树脂中所用的抗衡离子可以是碳酸氢根、碳酸根或羟基。此层吸附钙、镁，因此减小磷酸锆层的尺寸，由于其仅用以吸附氨。磷酸根也与其它阳离子一起被吸附于此层中。第5层是氧化锆(pH＝7.38)，用以吸附磷酸根和一些钠。但如果无磷酸根从磷酸锆树脂浸滤，那么将不需要此层。最后一层是碳，其同样可以放置在任何位置。

图14a、14b和14c代表在整个治疗时间内的pH、钠和碳酸氢根概况。表5概述pH、碳酸氢根和钠概况。15升患者袋中的pH从7.49变成6.9。钠被从患者(15升袋)移除，约57mEq被移除。树脂被设计成使得其最初移除钠持续约20分钟左右，并且然后滤筒缓慢加回钠。在碳酸氢根的情况下观测到类似趋势，此外将约22.5mEq的碳酸氢根加回到15升患者。在此实验中，如图14d中所示，处理4.94gm尿素氮(10.6gm尿素)，这产生353mmol/L氨和176mmol碳酸氢根。在Redy滤筒运行中，添加124mEq钠，但在我们的本发明滤筒中，仅将5mEq钠加回到循环中。在本发明的滤筒中，净碳酸氢根增益是约59mEq。但在滤筒运行中，碳酸氢根被完全移除。15升患者环路中的pH下降到6.15并且所有碳酸氢根都被移除。

图12c展示图10中所述的实验设定中所用的滤筒II。将磷酸锆的量减少到450 ml。层2和4是呈碳酸根和碳酸氢根形式的pH是10.52和7.33的氧化锆。表6概述来自此运行的结果。在此运行中，层2中的氧化锆的pH更高以便其对于阳离子具有更好的容量。约97.5mEq钠被从15升患者袋移除，并且15mEq碳酸氢根被移除。存在62mEq钠的净移除。5mEq碳酸氢根在流中的添加。碳酸氢根概况在此运行中可以得到改进。此处，我们还减少用以移除相同量的尿素的磷酸锆的量。

图15a、15b和15c展示在整个治疗时间内的pH、碳酸氢根和钠概况。图15d展示尿素转化。在此实验中，使用更高pH的碳酸氢根树脂，并且此外磷酸锆树脂是仅450ml。

表5 滤筒测试的概述

表6 滤筒1的概述

表7 滤筒II的概述

现参看图16、17、18a和18b，展示用于在使清洁流体返回到患者或透析器之前使用过的透析流体通过吸附剂滤筒多次的系统210和310。一般来说，图16的系统210展示了反复的实施例，而图17的系统310展示了多程或循环实施例。系统210或310都可以用于血液透析(“HD”)、血液过滤(“HF”)、血液透析过滤(“HDF”)或腹膜透析(“PD”)。系统210或310都可以利用本文中所述的任一吸附剂滤筒，包括以下图18a和18b中展示的滤筒200和300。

在图16中，系统210包括透析器212(用于血液透析和血液透析过滤)。透析器212或者是用于血液过滤的血液滤器或者是用于腹膜透析的患者腹膜。为易于描述，过滤器212将被称作透析器但包括血液滤器或任何其它类型的血液过滤器以及患者腹膜。透析器212可以用于PD情况，其中无菌PD溶液流动通过线路208(图16中标记的血液)而非用于HD、HF或HDF的血液。无菌PD溶液从患者腹膜流动到透析器212、回到患者腹膜，等。运行通过线路214和216的PD透析液可以(但不必须)是无菌的，因为透析液与无菌溶液由透析器膜分隔。或者，透析器212不用于PD情况。此处，透析器212实际上是患者腹膜，并且线路214和216实际上运行到与患者腹膜无菌连通地放置的导管，例如双腔导管。在此后一实施例中，运行通过患者腹膜的PD溶液、线路214和216以及容器224a和224b是无菌的。

如所展示，透析器212(或患者腹膜)与透析流体线路214和216连接。透析流体线路214与泵218流体连接，而透析流体线路216与泵220流体连接。泵218和220和本文中所述的任一泵可以是蠕动泵、膜泵、齿轮泵或其它适合医用泵。如果泵218和220是膜泵，那么如所展示，泵由阀门V1到V3(泵218)、V5到V7(泵220)环绕，以便膜泵类似于蠕动泵可以是可逆的并且在线路214和216中在任一方向上泵送。环绕的阀门使得泵218和220能够在任一方向上吸入流体(膜上负压)和推出流体(膜上正 压)。

泵218向并且从吸附剂滤筒200a、300a和储存容器224a泵送。泵220向并且从吸附剂滤筒200b、300b和储存容器224b泵送。滤筒200a和200b(如果使用其中滤筒200a和200b统称为或一般称为滤筒200的图18a的话)可以(i)是不同吸附剂滤筒，(ii)是同一吸附剂滤筒，或(iii)是分成滤筒半片200a和200b的同一吸附剂滤筒。吸附剂滤筒300a和300b(如果使用其中滤筒300a和300b统称为或一般称为滤筒300的图18B的话)可以同样(i)是不同吸附剂滤筒，(ii)是同一吸附剂滤筒，或(iii)是分成滤筒半片300a和300b的同一吸附剂滤筒。同样地，储存容器224a和224b可以是不同容器或分成容器半片224a和224b的同一容器。

加热器226a和226b展示为分批加热容器224a和224b的分批加热器。加热器226a和226b可以是单独的加热器或是具有加热半片226a和226b的同一加热器。加热器226a和226b(或加热半片)或者是操作以加热透析流体线路214和216的线上加热器。加热器226a和226b可以另外包括用于称重容器224a和224b内的内含物的秤。

提供输注溶液容器230，其容纳输注溶液或输注液，一般经过灭菌，并且含有由吸附剂滤筒200、300移除的需要在透析液返回到透析器或患者212之前被加回的添加剂。输注液对于血液和PD疗法来说可能不同，例如用于PD的输注液可能另外含有葡萄糖。输注溶液泵232(蠕动或膜)计量从供应源230分别选择性经由阀门V2和V6通过T字形输注线路234到流体线路214和216的输注溶液。或者，不提供输注溶液泵232，并且流量限制器236和238实际上使得输注溶液可以计量并且受控的方式分别选择性经由阀门V2和V6重力馈送到流体线路214和216。

透析器212、吸附剂滤筒200、300、透析液袋或容器224a、224b和输注供应源袋或容器230可以是一次性的和一次性套件的一部分，所述套件具有(i)泵218、220和232可操作的泵致动区域，和(ii)阀门V1到V8可操作的阀门致动区域。一次性套件的某些部分，例如套件的透析器212和管道可以在治疗之后进行消毒以供再使用。在一个实施例中，流体线路214和216延伸通过的分析仪单元240(下文论述)是可再用的，控制单元250(下文论述)、加热器226a和226b(和可能随附的称重秤)、用于泵218、220和232的泵致动器以及用于阀门V1到V8的阀门致动器也是可再用的。因此，在一个实施例中，系统210具有一次性组件和可再用组件。

分析仪单元240包括探测器和传感器，例如温度补偿电导率传感器，或另外用于获得相关参数(例如温度、电导率、氨、铵、葡萄糖、电解质和pH中的任一或多者)的流动通过线路214和216的样品流体。分析仪单元240监测离开和进入透析器或患者 212的透析流体的物理/化学性质。

图16中的虚线线路是控制单元250与泵218、220和232的致动器、阀门V1到V8的致动器、加热器226a和226b(和可能相关联的电子秤)和分析仪单元240中的每一者电并且操作连通所通过的电和/或电信号线路。控制单元250包括一或多个被程序化、配置和/或操控成运行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析程序的处理器和存储器。控制单元250可以进一步包括必需电池/功率组件和用于系统210上的具体透析疗法运行的任一不同组件的I/O控制件。

对于血液透析来说，容器224a、224b中的一者(例如容器224a)最初充满了袋装无菌透析流体，而另一容器224b最初是空的(但无菌)。容器224a、224b可以是垂直支撑的或倾斜的以便在容器顶部捕集无菌空气。血液流动通过透析器的血液侧，而透析流体被经由泵218和220从容器224a泵送穿过透析器212、通过吸附剂滤筒200b、300b并且到容器224b中。泵220可以比泵218更快地可控制运行以从患者移除所要量的超滤液(“UF”)。体积控制(例如用于UF控制)可以通过使用用于称重袋224a和224b的具有加热器226a和226b的秤来实现。此处，举例来说，未使用的透析液的初始重量X在袋224a中进行称重。控制单元250以比泵218快Y％地运行泵220以在从袋224a到224b的初始遍次之后移除所要量(例如Z)的UF。当袋224b中流体的重量达到X加Z时，从袋224a到224b的第一遍次视为完成。在一个实施例中，控制单元250经编程以控制泵218和220以确保来自袋224a的所有新鲜流体都在袋224b中流体的重量达到X加Z之前或之时被移除。

体积控制(例如用于UF控制)或者可以通过使用已知体积泵(例如膜泵)来实现。此处，每个泵冲程泵送已知体积。如果体积泵218和220具有相同已知体积，那么UF可以通过使下游泵来回动作额外多次来控制以在从袋224a到袋224b的每遍次移除所要量的UF，或反之亦然。此处，举例来说，如果未使用的透析液的体积已知是一升，那么控制单元250运行泵218第一数目的冲程以从袋224a移除一升流体，并且运行泵220第二较大数目的冲程以推送或拉吸一升所用流体加针对到袋224b中的所述遍次的所要量的UF。体积控制或者通过对泵218和220的转数进行计数来实现，所述泵在此情况下是蠕动泵。在体积控制下，不需要加热器226a和226b处的秤。

在第一遍次之后，当容器224a足够空并且容器224b足够满时，控制单元100使操作反向，以使得当血液流动通过透析器212的血液侧时，透析流体经由泵218和220从容器224b在反向上泵送通过吸附剂滤筒200b、300b、穿过透析器212、通过吸附剂滤筒200a、300a到容器224a。此处，泵218可以比泵220更快地可控制运行以移除所 要量的UF，所述量如上文所述以重力或体积方式测量。然后重复循环，每次移除所要增量的UF。

应了解，在每个遍次中，离开透析器212(或患者)的用过的透析流体首先推送通过吸附剂滤筒200、300的一侧(第一次呈现磷酸锆)并且然后在反向方向上拉吸通过吸附剂滤筒200、300的另一侧。在第二反向遍次之后，透析流体准备好再次作为新鲜透析流体通过透析器212。

在重力或体积UF控制实施例中，袋或容器224a和224b可以足够过大以捕集并且容纳所要量的UF。或者，因为一个袋或容器最初是空的，所以空容器可以提供UF所需的额外空间。此处，对于每个遍次来说，可以执行从袋或容器224a和224b的部分递送。举例来说，假定袋224a和224b都是一升袋，袋224a最初是满的并且袋224b最初是空的。从袋224a到袋224b的初始遍次可以是9/10升，在袋224a中留下1/10升。假定在所述遍次内获得1/10升UF，袋224b变得充满有一升流体(递送的9/10升加1/10升UF)。在返回遍次中，8/10升从袋224b流动到袋224a，在袋224b中留下2/10升。假定在所述遍次内获得1/10升UF，袋224a变得充满有其残余1/10升、8/10升返回的透析液加1/10升UF。系统210中的总流体由于UF而从一升增加到1.2升。但系统210具有容纳两升的总容量。在从袋224a到袋224b的下一遍次中，可以递送7/10升，在袋224a中留下3/10升。假定产生1/10升UF，袋224b变得充满(递送的7/10升加剩余的2/10升加1/10升UF)。如上文所展示，每个递送遍次减小直到两个袋都变满。可以调节每个遍次从患者移除的UF的量以设定所要数目的遍次来获得废物和溶质从患者的所要清除率。

对于血液过滤和血液透析过滤来说，流体线路214和216中的一或两者在透析器212处是分支的(未展示)以另外与血液线路208连通。在线路214和216两者的主要和分支线路中提供额外阀门。具体对于血液过滤来说，新鲜透析流体流动通过线路214或216的分支线路直接到上游或下游血液线路208，而非到透析器。用过的透析流体从血液滤器212拉吸通过另一线路216或214、通过相应吸附剂滤筒200、300并且到相应容器224a、224b。血液透析过滤大体上与血液过滤相同，但新鲜透析流体流动到透析器212以及上游或下游血液线路。

如上文所解释，对于腹膜透析(“PD”)来说，(i)管208中的血液可以实际上是无菌透析流体，或(ii)透析器212可以实际上是患者腹膜。在这两种替代方案中，PD在持续性流动情形(“CFPD”)下进行或可以如此进行，其中PD溶液持续引入患者腹膜和从患者腹膜移除。在其中透析器212实际上是患者腹膜的第二替代方案(ii)中，PD或者 可以在分批或持续性循环腹膜透析(“CCPD”)方案下进行。此处，PD溶液经由线路214或216递送到患者腹膜，但并不同时被移除而是实际上留下以停留在患者内。在一定停留时间段之后，所有流体都经由线路216或214中的另一者从患者腹膜移除，或一部分流体从患者腹膜移除并且对于潮汐流PD来说置换为新鲜流体。然而，流体仍在容器224a与224b之间来回流动。

在第三PD疗法替代方案中，可以舍弃系统210的一半。透析流体在任何既定时间流动到患者212或从患者212流动，因此仅需要线路214或216(为易于描述，从现在起假定线路214)和相关联的吸附剂滤筒、泵、阀门和容器。仍如上文所述而提供和使用输注溶液230、输注泵232、分析仪单元240和控制单元250。可以使用长停留时间，其中透析流体留在患者212内持续所要持续时间，例如半小时。然后用过的流体被拉吸、清洁、储存在单一容器224a中，并且然后返回到患者212后持续另一停留时间段，等。或，可以运行潮汐疗法，其中不到全部的流体被更规律地从患者移除、清洁并且返回到患者。这些更频繁的循环可以具有较少体积。

预期在此第三PD疗法替代方案中，尺寸化和填充单一容器224a以使得容器大于容器中放置的流体的体积对应于需要被从患者移除的UF量或至少已知的量的量。举例来说并且另外参看图19，单一容器224a可以是1.33升总体积并且填充有一升流体，给UF留下0.33升空间。1.33升容器224a可以由患者佩戴，以便患者在治疗期间可以不卧床并且能行动。泵218将透析液流体从容器224a泵送到患者212，并且尝试使所有流体从患者212返回到容器224a，加在相应停留时间段内患者腹膜中吸附的任何UF。泵218可以在容器224a与患者212之间来回作出多个遍次。

可再用空气传感器252和254(例如超声波传感器)可以被放置得在操作中，流体管道在图16或图19中展示的位置处，以便其知道何时所有流体都被泵送并且空气开始被抽取。空气传感器214被放置成使得吸附剂滤筒200a或300a保持润湿，即无空气或没有太多空气到达吸附剂滤筒200a或300a。因此当泵218从容器224a泵送到患者212时，空气传感器252发信号给控制单元250何时停止泵218。在那时，患者的停留时间段开始。当泵218实际上从患者212泵送到容器224a时，空气传感器254发信号给控制单元250何时停止泵218。在那时，患者引流视为完成，并且泵218本身可以逆转并且填充患者212用于下一循环。

容器224a在从患者212到容器的每次引流后将容纳越来越多流体。当容器224a变得完全充满、例如容纳1.33升流体时，此PD形式的系统210感测此类状况、停止泵送并且发信号给患者。感测可以通过将压力传感器(未展示)放置在柔性容器224a与 外部容器(未说明)(例如刚性或半刚性容器)之间来实现。当柔性容器224a未满时，压力传感器并不被接触和由此发信号(或未能发信号)。当柔性容器224a充满时，压力传感器得到接触并且发信号给控制单元250以停止泵218并且告知患者容器224a需要被清空。感测或者可以通过将电流传感器放置得与驱动泵218的泵致动器的发动机(未展示)电源线牵引来实现。举例来说，如果泵218是通过发动机驱动的蠕动泵，那么可以感测通过电源线牵拉到发动机的电流。当容器224a变得完全充满时，泵218与容器224a之间的线路214中的压力增加，导致泵218试图更努力起作用，牵拉更多电流，所述电流被感测并且发信号到控制单元250，所述控制单元又停止泵218并且告知患者容器224a需要被清空。

在一些实施例中，例如如图19中所示，携带用箱272包括以下中的一或多者：容器224a、加热器226a、泵218、控制单元250、传感器252、254和吸附剂滤筒200、300。携带用箱272可以包括向其中容纳的任何或所有组件提供功率的可再充电电池274。PD转移套件276可以与患者212和吸附剂滤筒200、300连接以提供用于执行便携式PD疗法的系统。

在一实施例中，容器224a具备可刺穿隔膜228，所述可刺穿隔膜使得患者能够将灭菌注射器和针244(图19)插入到容器224a中并且抽出已知量的流体(例如在以上实例中330毫升)，以使容器224a返回到其初始状况。注射器中容纳的抽出的流体可以被排出到引流管或到引流容器。控制单元250和泵218然后可以开始一组新的多个遍次直到容器224a变得再次充满，每组遍次产生330毫升UF。一旦达到UF的总目标，例如三组每组330毫升的遍次，导致总共约一升UF被移除，则当天的治疗可以终止。输注液如医生或临床医生所规定使用单独的注射器246(图19)和可刺穿隔膜228进行定期添加。举例来说，医生或临床医生可能规定，在中间或第二组遍次期间100毫升输注液被递送到容器224a。即使引流管和输注液针未经完全灭菌，吸附剂滤筒200a、300a也将在返回到患者212之前清洁透析液。实际上，吸附剂滤筒200a、300a起作用以在从患者212返回到容器224a(首先接触磷酸锆)时第一次和当从容器递送到患者时第二次清洁透析液。

如图18a和18b中所展示，吸附剂滤筒200、300包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层、第二磷酸锆层(图18B)和/或碳层中的至少一者。在初始磷酸锆层之后，额外层可以按任何组合和以任何次序提供。举例来说，在图18A中，流体最初接触磷酸锆并且然后可以接触：(i)尿素酶、氧化锆，接着是碳(如所展示)，(ii)尿素酶、碳，接着是氧化锆，(iii)氧化锆、碳，接着是尿素酶，(iv)氧化锆、尿 素酶，接着是碳，(v)碳、氧化锆，接着是尿素酶，和(vi)碳、尿素酶，接着是氧化锆。在图18B中，流体最初接触磷酸锆并且然后可以接触尿素酶、磷酸锆(第二层)、氧化锆，接着是碳(如所展示)或二十三种其它组合，当(i)尿素酶、(ii)磷酸锆(第二层)、(iii)氧化锆或(iv)碳设定为第二层时每种组合六个层。

在任一疗法中，控制单元250被配置成使得用过的透析流体在初始遍次并且在第一方向上从透析器或患者212流动到吸附剂滤筒200、300中，其中磷酸锆层是在尿素酶和/或其它层之前为透析流体流接触的第一层。在磷酸锆层之后，透析流体然后通过例如尿素酶层以将尿素转化为铵。所述透析流体然后可以通过所述氧化锆层和所述碳层以移除其它电解质和废弃化合物。如上文所述，在初始通过吸附剂滤筒之后，透析流体储存在储存容器224a、224b中。在从储存容器224a、224b返回时，透析流体不必最初接触磷酸锆。

控制单元250被进一步经编程以使得透析流体在第二方向上流动回到透析器212(患者等)，所述第二方向是所述第一方向的反向方向。此处，透析流体在与初始方向相反的方向上从储存容器通过吸附剂滤筒200、300。因此，此时溶液中的任何铵都将由所述吸附剂滤筒中的所述磷酸锆层吸附。在进入患者或透析器212之前并且在离开吸附剂滤筒200、300之后，可以添加输注溶液230以在所述透析流体被转移回到所述患者或透析器212之前给清洁的透析流体补充以任何必需电解质(例如钙、镁等)、葡萄糖并且调节其pH(都由分析仪单元240证实)。

现参看图17，系统310同样地包括透析器312(用于血液透析和血液透析过滤)。透析器312或者是用于血液过滤的血液滤器或用于腹膜透析的患者腹膜。为易于描述，元件312将被称作透析器但包括上述中的任一者。透析器312与透析流体线路314和316连接，所述线路又与再循环线路318流体连接。再循环线路318与泵320流体连接。泵320可以同样是蠕动泵或膜泵，所述膜泵包括上游和下游阀门，以便膜泵类似于蠕动泵是可逆的(需要时在线路318中在任一方向上泵送)。

泵320泵送到吸附剂滤筒200、300和储存容器324(和从其泵送)。加热器326提供和展示为分批加热容器324的分批加热器。加热器326或者可以是再循环线路318情况下操作的线上加热器。

提供输注溶液容器330。输注溶液泵332(蠕动或膜)计量从供应源330选择性经由阀门V3通过输注到线路336到再循环线路318的输注溶液。或者，不提供输注溶液泵332，并且流量限制器(未展示)使得输注溶液可以计量并且受控的方式选择性经由阀门V3重力馈送到线路318。

透析器312、吸附剂滤筒200、300和容器234可以是一次性的和一次性套件的一部分，所述套件具有泵320和332可操作的泵致动区域和阀门V1到V4可操作的阀门致动区域。流体线路318延伸通过的分析仪单元340是可再用的，控制单元350、加热器326(和可能相关联的称重秤)、泵致动器和阀门致动器也是可再用的。分析仪单元340包括探测器和传感器，例如电导率传感器，或另外用于获得相关参数(例如温度、电导率、氨、铵、葡萄糖、电解质和pH中的任一或多者)的流动通过线路318的样品流体。分析仪单元340监测离开和进入患者的透析流体的物理/化学性质。

虚线线路是展示控制单元350与泵320和332的致动器、阀门V1到V4的致动器、加热器326和分析仪单元340中的每一者电并且操作连通的电和/或电信号线路。控制单元350包括一或多个被程序化、配置和/或操控成运行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析程序的处理器和存储器。控制单元350同样地可以包括必需电池/功率组件、用于系统310上的具体透析疗法运行的任一不同组件的I/O控制件。

对于血液透析来说，线路318最初用来自储存容器的透析液填装。打开阀门V1、V2和V4，而关闭阀门V3。一旦肯定足够透析液已经被泵送以完全填充再循环线路318，关闭阀门V1和V4并且泵320被缓慢驱动以增加线路318中的压力，将任何空气向上推送到容器324的顶部中。在正常治疗操作下，关闭阀门V2并且打开阀门V1和V4(和可能输注液阀门V3)。泵320在线路318中逆时针推送透析液，首先通过吸附剂滤筒200、300，然后通过线路316穿过透析器312。泵320将用过的透析液从透析器312拉吸通过线路314。血液在血液线路308和透析器312中根据右向左流动。因此，透析液流在正常操作下与血流呈逆流，这一般视为合乎需要的。定期打开阀门V2以使得UF被泵送到容器324中，其中UF可以通过与加热器326一起操作的秤称重，重量通过控制单元350记录。

为了逆转通过透析器312的透析液流以便沖洗透析器以逐出颗粒和/或暂时以同向流方式运行疗法，预期逆转泵320。此处透析液在线路318中在顺时针方向上通过阀门V1和V4驱动进出透析器312。提供逆流和同向流透析的治疗益处从而得以实现。在一实施例中，泵320在逆时针方向上泵送少于再循环回路318体积的透析液，以使得在反向方向上泵送的透析液已经被泵送通过吸附剂滤筒200、300两次，一次在正常方向上以便磷酸锆层首先接触透析液。

血液过滤和血液透析过滤或者可以在系统310下执行，所述系统类似于系统210可以在线路314和/或316处包括装有阀的分支。对于腹膜透析(“PD”)来说，如同系统210，(i)可以使用透析器312，同时线路308中的血液置换为无菌PD流体，或(ii)透 析器312可以置换为患者腹膜。

或者对于PD来说，阀门V4被从线路316移除，并且线路316实际上馈送到再循环线路318中(参看点线)。阀门V4(以幻线显示)实际上移动到线路318中阀门V1与泵320之间。此处，在关闭阀门V2并且打开移动的阀门V4的情况下，来自患者312的用过的透析液可以在清洁循环中在逆时针方向上围绕环路318再循环并且通过吸附剂滤筒多次，随后打开阀门V2并且关闭阀门V4，在储存循环中将补充的透析液驱动到容器324中。围绕再循环回路318的次数通过透析流体中铵的水平来测定。控制单元350使得进行充足数目的环路，以便如例如通过分析仪单元340分析，铵水平低于针对患者安全性的临限水平(例如20ppm)。控制单元350通过与已知体积的再循环环路加其线上组件(例如吸附剂滤筒200、300)组合控制阀门定序的时序和透析液的流速而知道所进行环路的数目。

来自储存容器324的透析流体然后可以在顺时针、相反方向上在治疗循环中转移通过吸附剂滤筒200、300回到患者312。在进入患者312之前，可以使用来自来源330的输注溶液以在所述透析流体被转移回到患者或透析器之前根据分析仪单元340给清洁的透析流体补充以必需电解质(例如钙、镁等)、葡萄糖以适当调节透析流体的pH。

本发明的其它方面

本文中所述的主题的各方面可以单独适用或以与本文中所述的一或多个其它方面组合适用。在不限制以上描述的情况下，在本发明的第一方面，一种透析系统包含：与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者；与所述吸附剂滤筒流体连通的储存容器；与所述吸附剂滤筒和所述储存容器流体连通的泵；和与所述泵可操作连通的控制单元，其中所述控制单元经编程以使得所述泵将透析流体泵送以(i)在第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述磷酸锆层为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触；和(ii)在第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层为所述透析流体接触。

根据本发明的第二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统是血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析系统。

根据本发明的第三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统被配置成使得所述透析流体被在所述第一方向上泵送通过所述吸附剂滤筒到所述容器。

根据本发明的第四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统被配置成使得所述透析流体被在所述第二方向上泵送通过所述吸附剂滤筒到所述患者或透析器。

根据本发明的第五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统包括至少一个位于所述储存容器与所述患者或透析器之间的阀门，所述控制单元被进一步经编程以操作所述至少一个阀门和所述泵以执行(i)和(ii)。

根据本发明的第六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是可逆泵，并且所述控制单元经编程以逆转所述泵以从(i)切换到(ii)。

根据本发明的第七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是可逆泵并且是蠕动泵。

根据本发明的第八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是膜泵，并且包括第一和第二阀门，所述第一阀门位于所述膜泵的第一侧上，所述第二阀门位于所述膜泵的第二侧上，所述控制单元经编程以结合所述膜泵的操作切换所述第一和第二阀门的状态以执行(i)和(ii)。

根据本发明的第九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统包括加热器，所述加热器是(a)线上加热器或(b)所述可与储存容器一起操作的分批加热器。

根据本发明的第十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统包括输注溶液，所述控制单元经编程以使得所述输注溶液在(ii)期间计量到所述透析流体中。

根据本发明的第十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是第一泵，并且所述透析系统包括由所述控制单元控制的第二泵，其用于计量所述输注溶液。

根据本发明的第十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括第二磷酸锆层。

根据本发明的第十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述磷酸锆层是第一磷酸锆层，所述吸附剂滤筒包括尿素酶层和第二磷酸锆层，并且所述控制单元经编程以使得所述泵将所述透析流体泵送以(i)在所述第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述第一磷酸锆层为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层和所述 第二磷酸锆层为所述透析流体接触；和(ii)在所述第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述第二磷酸锆层和所述尿素酶层为所述透析流体接触，随后所述第一磷酸锆层为所述透析流体接触。

根据本发明的第十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括尿素酶层，接着是第二磷酸锆层、氧化锆层和碳层中的至少一者。

根据本发明的第十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括第二磷酸锆层、安置于所述磷酸锆层与所述第二磷酸锆层之间的尿素酶层、安置得与所述第二磷酸锆层相邻的氧化锆层和安置得与所述氧化锆层相邻的碳层。

根据本发明的第十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种执行透析的方法包含：使透析流体在第一流动方向上通过与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者，其中所述磷酸锆层首先在所述第一流动方向上为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触；将所述透析流体储存于储存容器中；和使所述透析流体在与所述第一流动方向反向的流动方向上从所述储存容器通过返回所述吸附剂滤筒以到达所述患者或所述透析器。

根据本发明的第十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法用以执行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析。

根据本发明的第十八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括使所述透析流体首先在所述反向流动方向上与碳接触。

根据本发明的第十九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括使所述透析流体在所述反向流动方向上与作为次要层的尿素酶接触。

根据本发明的第二十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括使所述透析流体在所述反向流动方向上与作为次要层的氧化锆接触。

根据本发明的第二十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述磷酸锆层是第一磷酸锆层，并且所述方法包括接触第二磷酸锆层。

根据本发明的第二十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括安置于所述第一与第二磷酸锆层之间的尿素酶层。

根据本发明的第二十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括所述第一磷酸锆层，接着是所述尿素酶层，接着是所述第二磷酸锆层。

根据本发明的第二十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括所述第一磷酸锆层，接着是所述尿素酶层，接着是所述第二磷酸锆层，接着是氧化锆层和/或碳层。

根据本发明的第二十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括所述第一磷酸锆层，接着是所述尿素酶层，接着是所述第二磷酸锆层，接着是所述氧化锆层，接着是所述碳层。

根据本发明的第二十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种透析系统包含：与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者；与所述吸附剂滤筒和所述患者或透析器流体连通的储存容器；与所述吸附剂滤筒和所述储存容器流体连通的泵；和与所述泵可操作连通的控制单元，用以使得所述泵将透析流体在第一方向上再循环通过所述吸附剂滤筒，其中所述磷酸锆层首先为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触，持续至少两个循环，其后将所述透析流体储存于所述储存容器中。

根据本发明的第二十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述系统是血液透析系统、血液过滤系统、血液透析过滤系统或腹膜透析系统。

根据本发明的第二十八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述控制单元经编程以使所述透析流体再循环足以完成所述至少两个循环的某一时间量。

根据本发明的第二十九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述控制单元经编程以使所述泵在充足流速下运行历经所述充足时间量以完成所述至少两个循环。

根据本发明的第三十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述系统包括多个阀门，所述控制单元经编程以操作所述多个阀门和所述泵以完成所述至少两个循环。

根据本发明的第三十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述控制单元被进一步经编程以操作所述多个阀门和所述泵以泵送到所述储存容器并且泵送到所述患者或所述透析器。

根据本发明的第三十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层，接着是第二磷酸锆层。

根据本发明的第三十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层，接着是第二磷酸锆层，接着是氧化锆层和碳层中的至少一者。

根据本发明的第三十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层，接着是第二磷酸锆层，接着是氧化锆层，接着是碳层。

根据本发明的第三十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种执行透析的方法包含：使透析流体从患者或透析器再循环至少两个循环，每个循环使所述透析流体首先与磷酸锆层接触，接着与尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者接触；将所述再循环的透析流体储存于储存容器中；和将所述透析流体从所述储存容器转移到所述患者或所述透析器。

根据本发明的第三十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括操作阀门以在清洁循环与储存循环之间交替。

根据本发明的第三十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法的每个循环包括使所述透析流体首先与磷酸锆层接触，接着与尿素酶层接触，接着与第二磷酸锆层、氧化锆层和碳层中的至少一者接触。

根据本发明的第三十八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法的每个循环包括使所述透析流体首先与磷酸锆层接触，接着与尿素酶层接触，接着与第二磷酸锆层接触，接着与氧化锆层接触，接着与碳层接触。

根据本发明的第三十九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种透析系统包含：与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层；与所述吸附剂滤筒流体连通的储存容器；与所述吸附剂滤筒和所述储存容器流体连通的泵；和与所述泵可操作连通的控制单元，其中所述控制单元经编程以使得所述泵将透析流体泵送以(i)在第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述尿素酶层为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层为所述透析流体接触；和(ii)在第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述磷酸锆层为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层为所述透析流体接触。

根据本发明的第四十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统是血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析系统。

根据本发明的第四十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统被配置成使得所述透析流体被在所述第一方向上泵送通过所述吸附剂滤筒到 所述容器。

根据本发明的第四十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统被配置成使得所述透析流体被在所述第二方向上泵送通过所述吸附剂滤筒到所述患者或透析器。

根据本发明的第四十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统包括至少一个位于所述储存容器与所述患者或透析器之间的阀门，所述控制单元被进一步经编程以操作所述至少一个阀门和所述泵以执行(i)和(ii)。

根据本发明的第四十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是可逆泵，并且所述控制单元经编程以逆转所述泵以从(i)切换到(ii)。

根据本发明的第四十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是可逆泵并且是蠕动泵。

根据本发明的第四十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是膜泵，并且包括第一和第二阀门，所述第一阀门位于所述膜泵的第一侧上，所述第二阀门位于所述膜泵的第二侧上，所述控制单元经编程以结合所述膜泵的操作切换所述第一和第二阀门的状态以执行(i)和(ii)。

根据本发明的第四十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统包括加热器，所述加热器是(a)线上加热器或(b)所述可与储存容器一起操作的分批加热器。

根据本发明的第四十八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统进一步包括输注溶液，并且所述控制单元经编程以使得所述输注溶液在(ii)期间计量到所述透析流体中。

根据本发明的第四十九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述泵是第一泵，并且所述透析系统包括由所述控制单元控制的第二泵，其用于计量所述输注溶液。

根据本发明的第五十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括氧化锆层、碳层或第二磷酸锆层中的一或多者。

根据本发明的第五十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒不包括第二磷酸锆层。

根据本发明的第五十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒在所述尿素酶层的与所述第一磷酸锆层相对的侧上不包括第二磷酸锆层。

根据本发明的第五十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种执行透析的方法包含：使透析流体在第一流动方向上通过与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层，其中所述尿素酶层首先在所述第一流动方向上为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层为所述透析流体接触；将所述透析流体储存于储存容器中；和使所述透析流体在与所述第一流动方向反向的流动方向上从所述储存容器通过返回所述吸附剂滤筒以到达所述患者或所述透析器。

根据本发明的第五十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法用以执行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析。

根据本发明的第五十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括使所述透析流体首先在所述反向流动方向上与碳接触。

根据本发明的第五十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括使所述透析流体在所述反向流动方向上与作为次要层的尿素酶接触。

根据本发明的第五十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括使所述透析流体在所述反向流动方向上与作为次要层的氧化锆接触。

根据本发明的第五十八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述磷酸锆层是第一磷酸锆层，并且所述方法包括接触第二磷酸锆层。

根据本发明的第五十九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括安置于所述第一与第二磷酸锆层之间的尿素酶层。

根据本发明的第六十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括所述第一磷酸锆层，接着是所述尿素酶层，接着是所述第二磷酸锆层。

根据本发明的第六十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括所述第一磷酸锆层，接着是所述尿素酶层，接着是所述第二磷酸锆层，接着是氧化锆层和/或碳层。

根据本发明的第六十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述外壳包括所述第一磷酸锆层，接着是所述尿素酶层，接着是所述第二磷酸锆层，接着是所述氧化锆层，接着是所述碳层。

根据本发明的第六十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种透析系统包含：与患者或透析器中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层；与所述吸附剂滤筒和所述患者或透析器流体连通的储存容器；与所述吸附剂滤筒和所述储存容器流体连通的泵；和与所述泵可操作连通的控制单元，用以使得所述泵将透析流体在第一方向上再循环 通过所述吸附剂滤筒，其中所述尿素酶层首先为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层为所述透析流体接触，持续至少两个循环，其后将所述透析流体储存于所述储存容器中。

根据本发明的第六十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述系统是血液透析系统、血液过滤系统、血液透析过滤系统或腹膜透析系统。

根据本发明的第六十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述控制单元经编程以使所述透析流体再循环足以完成所述至少两个循环的某一时间量。

根据本发明的第六十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述控制单元经编程以使所述泵在充足流速下运行历经所述充足时间量以完成所述至少两个循环。

根据本发明的第六十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述透析系统包括多个阀门，所述控制单元经编程以操作所述多个阀门和所述泵以完成所述至少两个循环。

根据本发明的第六十八方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述控制单元被进一步经编程以操作所述多个阀门和所述泵以泵送到所述储存容器并且泵送到所述患者或所述透析器。

根据本发明的第六十九方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层，接着是第二磷酸锆层。

根据本发明的第七十方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层，接着是氧化锆层和碳层中的至少一者。

根据本发明的第七十一方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒包括外壳，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层，接着是氧化锆层，接着是碳层。

根据本发明的第七十二方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒不包括第二磷酸锆层。

根据本发明的第七十三方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述吸附剂滤筒在所述尿素酶层的与所述第一磷酸锆层相对的侧上不包括第二磷酸锆层。

根据本发明的第七十四方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，一种执行透析的方法包含：使透析流体从患者或透析器再循环至少两个循环，每个循环使 所述透析流体首先与尿素酶层接触，接着与磷酸锆层接触；将所述再循环的透析流体储存于储存容器中；和将所述透析流体从所述储存容器转移到所述患者或所述透析器。

根据本发明的第七十五方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法包括操作阀门以在清洁循环与储存循环之间交替。

根据本发明的第七十六方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法的每个循环包括使所述透析流体首先与尿素酶层接触，接着与磷酸锆层接触，接着与第二磷酸锆层、氧化锆层和碳层中的至少一者接触。

根据本发明的第七十七方面，其可以与以上方面中的任一或多者一起使用，所述方法的每个循环包括使所述透析流体首先与尿素酶层接触，接着与磷酸锆层接触，接着与第二磷酸锆层接触，接着与氧化锆层接触，接着与碳层接触。

根据本发明的第七十八方面，关于图1展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第七十九方面，关于图2展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十方面，关于图5展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十一方面，关于图6展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十二方面，关于图7展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十三方面，关于图11展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十四方面，关于图12A展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十五方面，关于图12B展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十六方面，关于图12C展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十七方面，关于图16展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十八方面，关于图17展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第八十九方面，关于图18A展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第九十方面，关于图18B展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

根据本发明的第九十一方面，关于图19展示和描述的结构和官能团中的任一者都可以与以上方面中的任一或多者组合使用。

应理解，对本文中所述的本发明优选实施例的各种改变和修改将为本领域的技术人员显而易知。此类改变和修改可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下并且在不减小其预期优势的情况下作出。因此，预期此类改变和修改由所附权利要求书涵盖。

Claims (22)

1.一种透析系统(10、210、310)，其包含：

与患者或透析器(20、108、212、312)中的至少一者流体连通的吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)，所述吸附剂滤筒包括外壳(40)，所述外壳具有：i)磷酸锆层(60、72)，接着是尿素酶层(62、74、84)、氧化锆层(64、78、86、90)或碳层(66、80、92)中的至少一者，或ii)尿素酶层(62、74、84)，接着是磷酸锆层；

与所述吸附剂滤筒流体连通的储存容器(26、104、114、224a、224b、230、324、330)；

与所述吸附剂滤筒和所述储存容器流体连通的泵(110、218、220、232、320、332)；和

与所述泵可操作连通的控制单元(250、350)，其中所述控制单元经编程以使得所述泵将透析流体泵送以(i)在第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中a)所述磷酸锆层在所述外壳中为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者在所述外壳中为所述透析流体接触，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者；或b)所述尿素酶层在所述外壳中为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层在所述外壳中为所述透析流体接触，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层；和(ii)在第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中a)所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者在所述外壳中为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层在所述外壳中为所述透析流体接触，所述外壳具有磷酸锆层，接着是尿素酶层、氧化锆层或碳层中的至少一者；或b)所述磷酸锆层在所述外壳中为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层在所述外壳中为所述透析流体接触，所述外壳具有尿素酶层，接着是磷酸锆层。

2.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其中所述控制单元经编程以使得所述泵将透析流体在第一方向上再循环通过所述吸附剂滤筒，持续至少两个循环，其后将所述透析流体储存于所述储存容器中。

3.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其是血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析系统。

4.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其被配置成使得所述透析流体在所述第一方向上泵送通过所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)到所述容器(26、104、114、224a、224b、230、324、330)。

5.根据权利要求2所述的透析系统(10、210、310)，其被配置成使得所述透析流体在所述第二方向上泵送通过所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)到所述患者或透析器(20、108、212、312)。

6.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其包括至少一个位于所述储存容器(26、104、114、224a、224b、230、324、330)与所述患者或透析器(20、108、212、312)之间的阀门，所述控制单元(250、350)进一步经编程以操作所述至少一个阀门和所述泵以执行(i)和(ii)。

7.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其中所述泵(110、218、220、232、320、332)是可逆泵，并且所述控制单元(250、350)经编程以逆转所述泵以从(i)切换到(ii)。

8.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其进一步包括输注溶液，所述控制单元(250、350)经编程以使得所述输注溶液在(ii)期间计量到所述透析流体中。

9.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其中所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)具有磷酸锆层(60、72)，接着是尿素酶层(62、74、84)、氧化锆层(64、78、86、90)或碳层(66、80、92)中的至少一者，所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)包括第二磷酸锆层(63、76)。

10.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其中所述磷酸锆层(60、72)是第一磷酸锆层，其中所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)包括第二磷酸锆层(63、76)，并且其中所述控制单元(250、350)经编程以使得所述泵(110、218、220、232、320、332)将所述透析流体泵送以(i)在所述第一方向上流动通过所述吸附剂滤筒，其中所述第一磷酸锆层为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层和所述第二磷酸锆层为所述透析流体接触；和(ii)在所述第二方向上流动通过所述吸附剂滤筒，所述第二方向与所述第一方向反向，其中所述第二磷酸锆层和所述尿素酶层为所述透析流体接触，随后所述第一磷酸锆层为所述透析流体接触。

11.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其中所述磷酸锆层(60、72)是第一磷酸锆层，其中所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)包括第二磷酸锆层(63、76)，并且其中所述尿素酶层(62、74、84)接着是所述第二磷酸锆层(63、76)、氧化锆层(64、78、86、90)和碳层(66、80、92)中的至少一者。

12.根据权利要求11所述的透析系统(10、210、310)，其中所述第二磷酸锆层接着是氧化锆层。

13.根据权利要求12所述的透析系统(10、210、310)，其中所述氧化锆层接着是碳层。

14.根据权利要求1所述的透析系统(10、210、310)，其中所述磷酸锆层(60、72)是第一磷酸锆层，并且其中所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)包括第二磷酸锆层(63、76)，并且其中所述尿素酶层(62、74、84)安置于所述第一磷酸锆层与所述第二磷酸锆层之间，其中氧化锆层(64、78、86、90)安置于邻近所述第二磷酸锆层，并且其中碳层(66、80、92)安置于邻近所述氧化锆层。

15.一种吸附剂滤筒的用途，其用于制造用于再生透析溶液的系统：

所述再生透析溶液通过一种方法制备，所述方法包括：

使透析流体在第一流动方向上通过吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)，所述吸附剂滤筒包括外壳(40)，所述外壳具有：i)磷酸锆层(60、72)，接着是尿素酶层(62、74、84)、氧化锆层(64、78、86、90)或碳层(66、80、92)中的至少一者，其中所述磷酸锆层首先在所述第一流动方向上为所述透析流体接触，随后所述尿素酶层、氧化锆层或碳层中的所述至少一者为所述透析流体接触，或ii)尿素酶层(62、74、84)，接着是磷酸锆层(63、76)，其中所述尿素酶层为所述透析流体接触，随后所述磷酸锆层为所述透析流体接触；

将通过所述吸附剂滤筒的所述透析流体储存于储存容器(26、104、114、224a、224b、230、324、330)中；和

使所述透析流体在与所述第一流动方向反向的流动方向上从所述储存容器返回通过所述吸附剂滤筒。

16.根据权利要求15所述的用途，其中所述方法用以执行血液透析、血液过滤、血液透析过滤或腹膜透析。

17.根据权利要求15所述的用途，其中所述方法包括使所述透析流体首先在所述反向流动方向上与碳层(66、80、92)接触。

18.根据权利要求15所述的用途，其中所述方法包括使所述透析流体在所述反向流动方向上与作为次要层的尿素酶接触。

19.根据权利要求15所述的用途，其中所述方法包括使所述透析流体在所述反向流动方向上与作为次要层的氧化锆接触。

20.根据权利要求15所述的用途，其中所述磷酸锆层(60、72)是第一磷酸锆层，并且其中所述吸附剂滤筒(32、116、200a、200b、300a、300b)包括第二磷酸锆层(63、76)。

21.根据权利要求20所述的用途，其中所述尿素酶层(62、74、84)安置于所述第一磷酸锆层与所述第二磷酸锆层(63、76)之间。

22.根据权利要求21所述的用途，其中所述第二磷酸锆层(63、76)接着是氧化锆层(64、78、86、90)和/或碳层(66、80、92)。