CN104968377A - 使用高频电磁场和静电直流场从患者血液中去除蛋白结合的毒素的装置和方法 - Google Patents

使用高频电磁场和静电直流场从患者血液中去除蛋白结合的毒素的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104968377A
CN104968377A CN201480003876.XA CN201480003876A CN104968377A CN 104968377 A CN104968377 A CN 104968377A CN 201480003876 A CN201480003876 A CN 201480003876A CN 104968377 A CN104968377 A CN 104968377A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrostatic
fields
high frequency
dialysis
electromagnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480003876.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104968377B (zh
Inventor
J·詹克沃斯基
A·法比格
U·茨舒勒納
C·缪勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Original Assignee
Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fresenius Medical Care Deutschland GmbH filed Critical Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Publication of CN104968377A publication Critical patent/CN104968377A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104968377B publication Critical patent/CN104968377B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/36—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits
    • A61M1/3681—Other treatment of blood in a by-pass of the natural circulatory system, e.g. temperature adaptation, irradiation ; Extra-corporeal blood circuits by irradiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
    • A61M1/14—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis
    • A61M1/16—Dialysis systems; Artificial kidneys; Blood oxygenators ; Reciprocating systems for treatment of body fluids, e.g. single needle systems for hemofiltration or pheresis with membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/30—Accessories; Auxiliary operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/32—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/422—Electrodialysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/04—Liquids
    • A61M2202/0413—Blood
    • A61M2202/0445—Proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/07—Proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/05—General characteristics of the apparatus combined with other kinds of therapy
    • A61M2205/054—General characteristics of the apparatus combined with other kinds of therapy with electrotherapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/05—General characteristics of the apparatus combined with other kinds of therapy
    • A61M2205/057—General characteristics of the apparatus combined with other kinds of therapy with magnetotherapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2603—Application of an electric field, different from the potential difference across the membrane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2611—Irradiation
    • B01D2311/2615—Application of high-frequency electromagnetic fields or microwave irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/36—Energy sources
    • B01D2313/365—Electrical sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/48—Devices for applying magnetic or electric fields

Abstract

本发明涉及一种透析装置，其包括透析管路(2)，血液管路(5)和分析器(4)，其特征在于，所述透析装置具有用于产生高频电磁场的器件(7)和用于产生静电直流场的器件(9)，所述的器件(7，9)设置为当待处理血液流经透析器时能够暴露于高频电磁场和静电直流场。

Description

使用高频电磁场和静电直流场从患者血液中去除蛋白结合的毒素的装置和方法
肾脏的主要功能是排出通常与尿液一起清除的物质，即所谓的尿毒症毒素。患有慢性肾衰竭的患者的肾脏不再能够完成这一功能，如果不及时治疗，会导致病人在短时间内中毒和死亡。透析是缓解急性和慢性疾病并且在找到合适的供体器官之前这段时间可用的首选工具。透析根据的原理是通过过滤或扩散进行物质交换。目前所用的膜作为单纯的过滤和/或扩散膜，确保达到规定的最大尺寸的物质从待处理血液中去除。然而，通常，目前使用的透析方法没有实现尿毒症毒素的完全分离，因为一部分通常与尿液一起清除的物质结合于蛋白。这些物质是低分子量芳香族物质以及其他物质。通常，可结合蛋白的尿毒症毒素包括，例如，苯乙酸、对羟基马尿酸和硫酸吲哚酚。结果，相关物质在患者生物体内积累并引起急性和慢性肾衰竭的继发性疾病。因此，患有慢性肾衰竭的患者日益发展出心血管疾病等继发性疾病，导致死亡率增加。
芳香族、疏水性的尿毒症毒素在水中溶解度低。这在大多数情况下带来了这些物质和血浆蛋白之间的吸附作用。所述吸附作用是由各种类型的相互作用引起的。这些包括，首先，氢桥键、离子键合和偶极-偶极相互作用(范德华力)。如果通常与尿液一起被清除的物质与血浆蛋白如白蛋白结合，则它们的有效分子量可增加。由此产生的蛋白结合的尿毒症毒素的分子量因此一般超过所使用的透析膜的排除极限，因此在透析过程中阻碍所述毒素的有效去除。
因此，只有不结合蛋白的那部分相关尿毒症毒素可通过透析被分离。蛋白结合的部分(多达尿毒症毒素总量的95％)基本保持不变。由于结合于蛋白的尿毒症毒素和那些不结合的尿毒症毒素之间的平衡(根据质量作用定律)，在刚刚透析之后，不结合于蛋白的尿毒症毒素在患有慢性肾衰竭的患者血浆中基本又达到初始浓度。由于病理生理和病理化学作用尤其是由不结合于蛋白的尿毒症毒素引起的，因此所述平衡重新建立这一事实起始了患者的致命过程。这一恶性循环是慢性肾衰竭众多病理表现的根本原因。到目前为止，还没有能够将蛋白结合的尿毒症毒素也在透析过程中有效地从待处理血液中清除的常规方法。
本发明的目的是减少或避免以上所述的现有技术的至少一个缺点。具体而言，本发明的目的是提供从透析患者的血液中有效去除蛋白结合的尿毒症毒素的方式和途径。
所述目的是通过在透析方法中使用高频电磁场和静电直流电场来实现的，所述透析方法使用透析器来进行物质交换，特别是血液透析或血液滤过。
本发明是基于以下发现：尿毒症毒素和血浆蛋白之间的键合，作为一个规律，不是“真正的”化学(共价)键合，而是可逆的键合。这些键合基本上是基于相关分子之间的静电特性和相互作用。已经发现，通过施加高频电磁场，所述键合的力度或相互作用的强度可以被减少。如果在透析过程中使用高频电磁场，可以大大减少蛋白结合的尿毒症毒素的部分。对于日常临床实践中的透析而言，高频电磁场的附加应用增加了从蛋白结合状态中释放的蛋白结合的尿毒症毒素的比例。因此，可在更大程度上和更有效地透析相关的尿毒症毒素。从蛋白结合状态中释放的蛋白结合的尿毒症毒素主要有正电荷或负电荷。引入静态或旋转静电直流场意味着从蛋白结合状态释放的尿毒症毒素可在透析器中沿透析膜方向流通。因此，对于在透析中的这些尿毒症毒素而言，实现了扩散压力的增加，更有效地从待处理血液中去除了从蛋白结合状态释放的尿毒症毒素。因此，在根据本发明的解决方案中，首先通过高频电磁场的作用将尿毒症毒素从其蛋白结合状态释放，并且通过静电直流场的作用使这些之前释放的尿毒症毒素沿透析膜的方向流通，因此增加其从待处理血液中的去除。结果是，实现了蛋白结合的尿毒症毒素从待处理血液的去除的改善。
本发明具体涉及一种透析装置。透析装置包括，作为一个规律，透析管路，血液管路，以及用于在血液管路的待处理血液和透析管路的透析液之间进行物质交换的透析器。根据本发明的透析装置的特征是它具有用于产生高频电磁场的器件和用于产生静电直流场的器件，其中两种器件均设计和设置为使待处理血液当经过透析器时能够暴露于高频电磁场和静电直流场。
根据本发明的透析装置具有透析管路。用作透析流体的透析液在透析管路中流通。术语“透析管路”指管系统，在该管系统中透析液(首先装在储库中)能够移动透过透析器，例如，通过使用泵，其方式使得透析流体通过透析器的方向与待处理血液通过透析器的方向相反，并且在透析器膜的一侧上背对所述血液。一旦透析液已经经过透析器，则可将其排放并且如果合适的话收集在另一个容器中。或者，可将透析液返回到透析管路以重新通过透析器。
根据本发明的透析装置具有血液管路。待处理血液在血液管路中流通。术语“血液管路”是指管系统，在该管系统中从患者获得待处理血液并且待处理血液能够移动通过透析器，例如，通过使用泵，其方式使得待处理血液通过透析器的方向与透析液通过透析器的方向相反，并且在半透性透析器膜的一侧上背对透析液。一旦其已经经过透析器，则可将经处理的血液返回到患者。
透析器用于在根据本发明的透析装置中进行物质交换。所述透析器的目的是尽可能有效地从待处理血液中去除尿毒症毒素。在透析器中，待处理血液和待用作透析流体的液体，即所谓的透析液，通过半透膜彼此分开。作为一个规律，所述透析液在透析管路中流过透析器的方向与血液在血液管路中流动的方向相反。在透析器的半透膜一边的待处理血液和在另一边的透析液之间的物质交换通过所述膜进行。尿毒症毒素通过扩散或对流而被运送通过膜。一方面，物质交换的选择性是由膜的性质例如孔径决定的，另一方面，是由透析液的组成决定的。现有技术中描述了合适的透析器，它们的使用为本领域技术人员所知。通常，使用毛细管血液透析器。透析器优选包括具有尺寸排阻极限的半透膜，所述尺寸排阻极限选自10,000-25,000Da的范围，优选14,000-17,000Da的范围。
当待处理血液经过透析器时和/或当待处理血液与透析器的半透膜接触时，待处理血液暴露于高频电磁场。为此，根据本发明的透析装置具有用于产生高频电磁场的器件。
用于产生高频电磁场的器件可以以这种方式设计和设置，即使得当待处理血液经过透析器时和/或当待处理血液与透析器的半透膜接触时，待处理血液能够暴露于高频电磁场。为此，可以以这样的方式设置用于产生高频电磁场的器件，即使得一部分、主要部分的、或整个的透析器沿着待处理血液流动的轴向直接暴露于高频电磁场。具体而言，用于产生高频电磁场的器件可设置在根据本发明的透析装置的透析器外表面上或形成透析器的整合部分。
在一个优选的变化形式中，用于产生高频电磁场的器件以这样的方式设置，即使得待处理血液一进入透析器就暴露于高频电磁场。这种方式的优点是血液一开始经过透析器，尿毒症毒素就从蛋白结合状态释放，从而透析器的全部能力都可用于与透析液的物质交换。如果当待处理血液与透析器接触时，待处理血液暴露于高频电磁场，则待处理血液可在经过透析器的整个通过过程中或仅仅在部分的所述通过过程中暴露于高频电磁场。用于产生高频电磁场的器件在透析装置中也可能以这种方式设置，即使得待处理血液在其经过透析器的通过过程中的几个点暴露于高频电磁场。
在根据本发明的透析装置中，可使用产生频率在以下范围的高频电磁场的器件：100kHz-1GHz，例如优选10MHz-500MHz，尤其优选80MHz-170MHz，更尤其优选100MHz-120MHz，再更尤其优选110MHz-115MHz，最尤其优选110MHz-113MHz和110MHz-111MHz。产生的高频电磁场频率的备选的优选范围是0.5MHz-100MHz，尤其优选1MHz-50MHz，更尤其优选1MHz-20MHz。
可以这种方式设计所述器件，即使得待处理血液暴露于频率随时间基本保持恒定的高频电磁场。或者，高频电磁场可具有变化的频率，其中频率和/或电场强度可以规则或不规则的方式变化。在示例性实施方式中，待处理血液暴露于频率在开始时较低的高频电磁场，例如1MHz，并且高频电磁场的频率随时间增加直至达到预定的最大频率，例如20MHz，或例如100MHz-170MHz。或者，待处理血液也可暴露于开始时具有最大频率的高频电磁场，高频电磁场的频率随时间减少直至达到预定的最小频率。使用产生具有变化的频率的高频电磁场的器件有助于改善打破尿毒症毒素和血浆蛋白之间的键合的有效性。
为了实现有效消除尿毒症毒素和血浆蛋白之间的键合，下面这样做是有利的，即如果将高频电磁场应用于待处理的血液/血浆一段确定的时间从而能够使相关分子和/或全部分子的原子发生震荡。为此，根据本发明可将待处理血液暴露于高频电磁场至少1/10秒的时间，优选至少1/2秒的时间，尤其优选至少1秒的时间。
为了尽可能有效地将尿毒症毒素与血浆蛋白分开，在根据本发明的透析装置中设置用于产生具有确定的电或磁场强度的高频电磁场的器件可能是有利的。因此，优选使用产生具有≤250V/m、特别是1-100V/m、优选1-10V/m的电场强度的高频电磁场的器件。例如，可使用产生具有≤100mTesla、优选0.001-100mTesla、特别优选0.01-10mTesla、特别是0.01-2mTesla的磁通密度的高频电磁场的器件。在特定的实施方式中，使用产生具有约31mTesla的磁通密度的高频电磁场的器件。
用于产生合适的高频电磁场的器件和方法是本领域技术人员已知的，诸如，例如，合适的场发生器。根据本发明的透析装置可，例如，包括高频线圈、高频电极和/或高频电容器以产生高频电磁场。
在根据本发明的透析装置中，当待处理血液经过透析器时和/或当待处理血液与透析器的半透膜接触时，待处理血液可被暴露于高频电磁场和静电直流场。为此，根据本发明的透析装置具有用于产生静电直流场的器件。
静电直流场是静电场，其随时间的调整(alignment)是恒定的，与周期性变化的交流电场相反。静电直流场可由例如施加了直流电的电导体或磁阻产生。
用于产生静电直流场的器件可以以这种方式设计和设置，即使得当待处理血液经过透析器时和/或当待处理血液与透析器的半透膜接触时，待处理血液能够暴露于静电直流场。为此，可以以这样的方式设置用于产生静电直流场的器件，即使得一部分、主要部分的、或整个的透析器沿着待处理血液流动的轴向直接暴露于静电直流场。具体而言，用于产生静电直流场的器件可设置在根据本发明的透析装置的透析器外表面上或形成透析器的整合部分。用于产生高频电磁场的器件和用于产生静电直流场的器件优选以这样的方式设置，即使得高频电磁场和静电直流场完全或部分地重叠。或者，用于产生高频电磁场的器件和用于产生静电直流场的器件可以这样的方式设置，即静电直流场在待处理血液流动的方向上位于高频电磁场的下游。具体而言，用于产生静电直流场的器件可以这样的方式设计和设置，即静电直流场经排列(aligned)从而不与待处理血液流过透析器的方向实质上平行。用于产生静电直流场的器件在透析器中优选以这样的方式设置，即使得待处理血液中带正电荷或带负电荷的尿毒症毒素被静电直流场沿透析器的透析膜的方向流通。
用于产生静电直流场的器件可在透析装置中以这样的方式设置，即使得待处理血液在经过透析器的整个通过过程中或仅仅在部分的所述通过过程中暴露于静电直流场。用于产生静电直流场的器件在透析装置中也可能以这种方式设置，即使得待处理血液在其经过透析器的通过过程中的几个点暴露于静电直流场。在一个优选的变化形式中，用于产生静电直流场的器件以这样的方式设置，即使得待处理血液一进入透析器就暴露于静电直流场并且基本在其经过透析器的整个通过过程中暴露于静电直流场。这种方式的优点是从蛋白结合状态释放的带正电荷或带负电荷的尿毒症毒素的清除可基本上在透析器的整个长度上发生，因此透析器的全部能力都可用于与透析液的物质交换。
为了实现尽可能最有效地将从蛋白结合状态释放的带电荷的尿毒症毒素清除，在根据本发明的透析装置中设置用于产生具有确定的电场强度的静电直流场的器件可能是有利的。因此，优选使用产生具有≤5000V/m、特别是≤1500V/m、优选0.1-1500V/m、特别优选1-1000V/m的电场强度的静电直流场的器件。在根据本发明的透析装置的特定实施方式中，使用器件以产生具有约250V/m的电场强度的静电直流场。
用于产生合适的静电直流场的器件和方法是本领域技术人员已知的，诸如，例如，合适的场发生器。为了产生静电直流场，根据本发明的透析装置可，例如，包括至少两个电导体或磁阻，在它们之间产生静电直流场，其中所述至少两个电导体或磁阻设置在透析器的相反侧上。用于产生静电直流场的器件也可包括多于两个的彼此位置相反的电导体，其中电导体优选以这样的方式设置，即使得静电直流场能够围绕沿待处理血液流经透析器的方向的轴旋转。这种情况中，静电直流场不仅可以静态操作，而且如果需要的话可以旋转的方式操作。为此选择的旋转速度比高频电磁场低。静电直流场旋转的优选频率为100kHz-100MHz，尤其优选0.5MHz-50MHz的频率，更尤其优选1MHz-25MHz，尤其优选1MHz-6MHz和/或9MHz-13MHz。
或者，可调制静电直流场的旋转频率为1Hz-100kHz，尤其优选20Hz-65kHz。可尤其优选调制静电直流场的旋转频率为1Hz-100kHz，更尤其优选20kHz-65kHz。在根据本发明的透析装置的特定实施方式中，可调制静电直流场的旋转频率为1Hz-100Hz，优选20Hz-65Hz。静电直流场的旋转可以防止静态亥姆霍兹(Helmholtz)双层的建立。
根据本发明的透析装置可另外包括调节和/或控制单元。该调节和/或控制单元可以这种方式设计，即其有助于调节和/或控制静电直流场和/或高频电磁场的参数。这样的参数可以包括，例如，频率、场强、磁通密度和/或场的持续时间。为此，调节和/或控制单元可包括输入单元，计算单元以及，如果合适的话，内存单元，通过该单元，透析装置的用户能够调节和/或控制所涉及的场的参数。在优选实施方式中，调节和/或控制单元可以这种方式设计，即使得用户也能够用它来调节和/或控制透析管路和/或血液管路的参数，诸如待处理血液和/或透析流体和/或透析液的流速。
现在将参考实施方式实施例更详细地解释本发明。
附图：
图1显示了根据本发明的透析装置的示意图。
图2显示了存在和不存在高频(HF)电场(OH-HPA＝对羟基马尿酸；PAA＝苯乙酸；IDS＝硫酸吲哚酚)时滤液中尿毒症毒素的量(rel.峰区域)。
图3显示了对于两个结构相同的模块(无显著差别)存在和不存在HF电场时滤液中的蛋白浓度。
图4显示了作为高频电磁(HF)场频率的函数，滞留物中苯乙酸(PAA)的浓度。
图5显示了作为静电(H)场旋转频率的函数，滞留物中苯乙酸(PAA)的浓度。
图6显示了作为高频电磁(HF)场场强的函数，滞留物中苯乙酸(PAA)的浓度。
其中，1 透析装置，2 透析管路，3 透析液泵，4 透析器，5 血液管路，6 泵，7 用于产生高频电磁场的器件，8 调节和/或控制单元，9用于产生静电直流场的器件。
实施例：
实施例1:根据本发明的透析装置的描述
附图1显示了根据本发明的透析装置1的示意图，所述透析装置1适于实施根据本发明的应用。透析装置1包括透析管路2、血液管路5和透析器4，它们互相连接的方式使得在血液管路5中流通并且将在透析器4中处理的血液和在透析管路2中流通的透析液能够在半透膜的不同侧上以相反的方向彼此相邻地流过，从而可能通过透析器4的半透膜进行血液和透析液之间的物质交换。可提供泵6以将血液以确定的方向运送通过血液管路5。可提供透析液泵3以将透析液以确定的方向运送通过透析管路。透析器4可例如设计为毛细透析器，该毛细透析器包含尺寸排阻极限范围为10,000Da-20,000Da的半透膜。一般而言，根据本发明的透析装置1可用已知的、常规的透析技术来组装，其中其可基本基于所有已知的透析装置或透析机器。此外，透析器4包括用于产生高频电磁场的器件7和用于产生静电直流场的器件9。这样的器件7可，例如，是高频线圈、高频电极和/或高频电容器。器件9可，例如，设计为设置在透析器4的相反侧的电导体或磁阻，从而透析器4的透析膜位于两个电导体或磁阻之间。根据本发明的透析装置1此外还可包含调节和/或控制单元8。该调节和/或控制单元8可以这样的方式设计并连接于器件7和/或器件9，即使得其有助于调节和/或控制用于产生高频电磁场的器件7和/或用于产生静电直流场的器件9的参数。这样的参数可以包括，例如，电频率、电场强度、磁通密度和/或相关场的持续时间。为此，调节和/或控制单元8可包括输入单元，计算单元以及内存单元，通过该单元，透析装置1的用户能够调节和/或控制高频电磁场的参数和/或静电直流场的参数。优选实施方式中，调节和/或控制单元8可以这种方式设计，即使得用户也能够用它来调节和/或控制透析管路2和/或血液管路5的参数，诸如待处理血液和/或透析液的流速。
实施例2：效果证据
通过体外测试系列研究了高频电磁场对蛋白结合的尿毒症毒素部分的作用。为此目的，利用硅酮在注射器筒中包埋由常规血液滤过毛细管形成的环来组装透析模块。将含有尿毒症毒素苯乙酸、对羟基马尿酸和硫酸吲哚酚的白蛋白水溶液引入到所述模块中。注射器泵用来通过透析模块过滤该溶液10分钟。然后，用高频电极(HF电极)11在所述溶液中诱导高频电磁场。利用高频电压源使电磁场在10分钟的时间段中以1MHz增量从1递增到20MHz。在得到的滤液中，测定了之前加入到人造血浆中的尿毒症毒素苯乙酸、对羟基马尿酸和硫酸吲哚酚的浓度。可通过比较得到的滤液中尿毒症毒素的浓度来评价HF场对蛋白和尿毒症毒素之间的键合的作用。
对得到的滤液中尿毒症毒素浓度的定量测定显示，高频电磁场显著增加了蛋白结合的尿毒症毒素的滤过率(附图2)。为了检查高频电磁场是否损伤透析膜，利用Bradford蛋白试验测定了滤液中的蛋白浓度。结果显示，与不暴露于高频电磁场的透析模块相比，暴露于高频电磁场的透析模块中不能检测到蛋白浓度的显著变化(附图3)。基于该数据，可排除对膜的宏观损伤。
实施例3：作为HF场的函数的效果证据
在进一步的研究中，具体有可能确定约110-115MHz的频率范围是释放蛋白结合的尿毒症毒素的有效频率范围。实验设置与实施例2类似，其中对于高频电磁(HF)场使用了其他频率范围。附图4显示了所用频率对于苯乙酸(PAA)的合适释放以及随后的分离的效果。实验中未观察到对血浆的可测量的加热。因此蛋白结合的毒素的分离不是基于热效应。
已显示，下文总结性示出的频率范围对分离蛋白结合的尿毒症毒素尤其适合。相关的频率范围是测定到最大分离效果的范围。在未示出的频率范围中，与对照相比部分测定到了分离状况的增加，但是低于下面示出的频率范围。
HF场中合适的频率(05.12.13时的状态)
实施例4:作为H场频率的函数的效果证据
实验设置与实施例2基本类似，其中没有使用HF场，而是检测了所选择的静电(H)场频率范围。因此有可能测定在H场范围内蛋白结合的尿毒症毒素的增加的释放以及因而的分离。从附图5可看出，1-6MHz和9-13MHz的H场范围尤其适合从蛋白结合状态释放蛋白结合的尿毒症毒素以及随后通过透析将它们分离(示出了对苯乙酸的效果)。实验中未观察到对血浆的可测量的加热。因此此处蛋白结合的毒素的分离不是基于热效应。
实施例5:场强的影响
除了所用的HF场的频率之外，场强也与产生的释放和分离相关。随着场强的增加，所涉及的尿毒症毒素从蛋白结合状态的释放以及随后的分离增加。附图6使用苯乙酸为例显示了增加的场强对滞留物中蛋白结合的尿毒症毒素含量的这一影响。实验中未观察到对血浆的可测量的加热。因此此处蛋白结合的毒素的分离不是基于热效应。

Claims (15)

1.一种透析装置，包括：
透析管路，
血液管路，和
透析器，
其特征在于，
所述透析装置具有用于产生高频电磁场的器件和用于产生静电直流场的器件，其中，两种器件均设计和设置为使待处理血液当经过透析器时能够暴露于高频电磁场和静电直流场。
2.如权利要求1所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生高频电磁场的器件和用于产生静电直流场的器件以这样的方式设置，即使得高频电磁场和静电直流场完全或部分地重叠。
3.如权利要求1所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生高频电磁场的器件和用于产生静电直流场的器件以这样的方式设置，即在待处理血液流动方向上，静电直流场位于高频电磁场的下游。
4.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生静电直流场的器件以这样的方式设计和设置，即静电直流场不排列为与待处理血液流过透析器的方向实质上平行。
5.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生静电直流场的器件包括至少两个电导体，在它们之间产生静电直流场，其中所述至少两个电导体设置在透析器的相反侧上。
6.如权利要求5所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生静电直流场的器件具有多于两个的相反的电导体，其中电导体以这样的方式设置在透析器周围，即使得静电直流场能够围绕沿待处理血液流过透析器的方向的轴旋转。
7.如权利要求6所述的透析装置，其特征在于，所述静电直流场的旋转可调制为频率100kHz-100MHz，优选0.5MHz-50MHz，尤其优选1MHz-25MHz。
8.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述静电直流场的电场强度为≤5000V/m。
9.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生高频电磁场的器件包括高频线圈、高频电极和/或高频电容器或由其组成。
10.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述透析装置包括调节和/或控制单元，通过该单元可调节和/或控制静电直流场的参数。
11.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述透析装置以这样的方式设计，即使得待处理血液能够在其经过透析器的整个通过过程中或仅仅在部分的所述通过过程中暴露于高频电磁场。
12.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述透析装置以这样的方式设计，即使得待处理血液能够在其经过透析器的整个通过过程中或仅仅在部分的所述通过过程中暴露于静电直流场。
13.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生高频电磁场的器件设计为频率为10MHz-500MHz，优选80MHz-170MHz，尤其优选100MHz-120MHz。
14.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生高频电磁场的器件设计为电场强度为1-250V/m。
15.如以上权利要求中任一项所述的透析装置，其特征在于，所述用于产生高频电磁场的器件和/或用于产生静电直流场的器件是透析器的整合部分。
CN201480003876.XA 2013-01-04 2014-01-06 使用高频电磁场和静电直流场从患者血液中去除蛋白结合的毒素的装置和方法 Active CN104968377B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013100050.9 2013-01-04
DE102013100050.9A DE102013100050A1 (de) 2013-01-04 2013-01-04 Vorrichtung und Verfahren zur Entfernung proteingebundener Toxine aus dem Blut von Patienten unter Einsatz eines hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes und eines elektrostatischen Gleichfeldes
PCT/EP2014/050080 WO2014106654A1 (de) 2013-01-04 2014-01-06 Vorrichtung und verfahren zur entfernung proteingebundener toxine aus dem blut von patienten unter einsatz eines hochfrequenten, elektromagnetischen feldes und eines elektrostatischen gleichfeldes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104968377A true CN104968377A (zh) 2015-10-07
CN104968377B CN104968377B (zh) 2017-03-15

Family

ID=50031298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480003876.XA Active CN104968377B (zh) 2013-01-04 2014-01-06 使用高频电磁场和静电直流场从患者血液中去除蛋白结合的毒素的装置和方法

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9682181B2 (zh)
EP (1) EP2941283B1 (zh)
JP (1) JP6422887B2 (zh)
KR (1) KR102288378B1 (zh)
CN (1) CN104968377B (zh)
AU (1) AU2014204314B2 (zh)
BR (1) BR112015016161B1 (zh)
CA (1) CA2896346C (zh)
DE (1) DE102013100050A1 (zh)
EA (1) EA030065B1 (zh)
WO (1) WO2014106654A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113181458A (zh) * 2021-04-22 2021-07-30 浙大宁波理工学院 人工肝的生物反应器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011078695A1 (de) 2011-07-05 2013-01-10 Charité - Universitätsmedizin Berlin Dialyseverfahren zur Entfernung proteingebundener Toxine aus dem Blut von Patienten unter Einsatz hochfrequenter elektromagnetischer Felder
DE102013100050A1 (de) 2013-01-04 2014-07-10 Charité - Universitätsmedizin Berlin Vorrichtung und Verfahren zur Entfernung proteingebundener Toxine aus dem Blut von Patienten unter Einsatz eines hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes und eines elektrostatischen Gleichfeldes
DE102014010907A1 (de) * 2014-07-23 2016-01-28 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Vorrichtung zur extrakorporalen Entfernung proteingebundener Toxine
KR102176978B1 (ko) * 2018-05-23 2020-11-10 연세대학교 원주산학협력단 투석기 제어 장치 및 그의 구동 방법
US11583617B2 (en) 2019-11-08 2023-02-21 Stichting Imec Nederland Dialysis device and a control system for blood dialysis
GR1009965B (el) * 2020-07-06 2021-03-29 Ευαγγελος Αριστειδη Βαμβακουσης Ηλεκτρομαγνητικη συσκευη βελτιωσης της αποδοσης των φιλτρων αιμοκαθαρσης

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261874A (en) * 1991-09-16 1993-11-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Extra-corporeal blood access, sensing, and radiation methods and apparatuses
US20030153024A1 (en) * 2001-04-19 2003-08-14 Sullivan Brian M Charged bio-molecule/binding agent conjugate for biological capture
US20030187380A1 (en) * 1998-12-23 2003-10-02 Gradipore Limited Removal of metabolic components from blood
CN1551795A (zh) * 2001-09-04 2004-12-01 从血液中去除代谢组分
CN1572332A (zh) * 2003-05-30 2005-02-02 富瑞森尼尔斯医护德国有限公司 含胆红素液体之体外照射装置及其方法
US20090012655A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Baxter International Inc. Dialysis fluid heating algorithms
US20090120876A1 (en) * 2002-05-14 2009-05-14 Bernhard Kreymann Means for removing protein-bound substances
CN101687155A (zh) * 2007-04-17 2010-03-31 动力连接有限责任公司 手性物体的分离和操控
WO2011144511A1 (de) * 2010-05-11 2011-11-24 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren und vorrichtung zur bestimmung zellulärer und/oder extrazellulärer, insbesondere makromolekularer anteile von flüssigkeiten, vorzugsweise von körperflüssigkeiten von lebewesen

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4938557B1 (zh) * 1969-02-12 1974-10-18
FR2087416A5 (zh) * 1970-05-20 1971-12-31 Ortolan Jean Yves
DE2731744A1 (de) * 1977-07-14 1979-02-01 Werner Schwartz Hyperthermie-blutbehandlungs-geraet
JPS5962058A (ja) * 1982-09-30 1984-04-09 持田製薬株式会社 透析能強化装置
JPH03111345U (zh) * 1990-03-01 1991-11-14
DE19651355B4 (de) * 1996-12-10 2004-03-18 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Gasblasendetektor
JP2000288086A (ja) * 1999-04-02 2000-10-17 Eruson Kk Ｈｉｖウイルス、肝炎ウイルス、成人白血病ウイルスおよび発癌性ウイルスの不活化法、体外血液処理法および体外血液処理装置
EP1362605A1 (de) * 2002-05-14 2003-11-19 Bernhard Dr. Kreymann Dialysevorrichtung zur Entfernung proteingebundener Substanzen
RO122077B1 (ro) 2002-07-18 2008-12-30 A. Mihai Laschi Dispozitiv pentru dializă
WO2004009158A2 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Baxter International Inc. Systems and methods for performing peritoneal dialysis
JP4947693B2 (ja) * 2006-07-14 2012-06-06 学校法人北里研究所 アルブミンとアルブミンに結合した生体分子の分離方法
DE102008050849A1 (de) * 2008-10-08 2010-04-15 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Vorrichtung zur Umkehr des Blutflusses für eine extrakorporale Blutbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Feststellung der Umkehr des Blutflusses bei einer extrakorporalen Blutbehandlung
DE102009001901A1 (de) * 2009-03-26 2010-09-30 Robert Bosch Gmbh Blutbehandlungsvorrichtung
DE102011078695A1 (de) * 2011-07-05 2013-01-10 Charité - Universitätsmedizin Berlin Dialyseverfahren zur Entfernung proteingebundener Toxine aus dem Blut von Patienten unter Einsatz hochfrequenter elektromagnetischer Felder
DE102012025052A1 (de) 2012-12-20 2014-06-26 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Hämodiafiltrationsverfahren
DE102012025164A1 (de) 2012-12-21 2014-06-26 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Vorrichtung zur Entfernung proteingebundener Toxine aus Blutplasma
DE102013100050A1 (de) 2013-01-04 2014-07-10 Charité - Universitätsmedizin Berlin Vorrichtung und Verfahren zur Entfernung proteingebundener Toxine aus dem Blut von Patienten unter Einsatz eines hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes und eines elektrostatischen Gleichfeldes

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5261874A (en) * 1991-09-16 1993-11-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Extra-corporeal blood access, sensing, and radiation methods and apparatuses
US20030187380A1 (en) * 1998-12-23 2003-10-02 Gradipore Limited Removal of metabolic components from blood
US20030153024A1 (en) * 2001-04-19 2003-08-14 Sullivan Brian M Charged bio-molecule/binding agent conjugate for biological capture
CN1551795A (zh) * 2001-09-04 2004-12-01 从血液中去除代谢组分
US20090120876A1 (en) * 2002-05-14 2009-05-14 Bernhard Kreymann Means for removing protein-bound substances
CN1572332A (zh) * 2003-05-30 2005-02-02 富瑞森尼尔斯医护德国有限公司 含胆红素液体之体外照射装置及其方法
CN101687155A (zh) * 2007-04-17 2010-03-31 动力连接有限责任公司 手性物体的分离和操控
US20090012655A1 (en) * 2007-07-05 2009-01-08 Baxter International Inc. Dialysis fluid heating algorithms
WO2011144511A1 (de) * 2010-05-11 2011-11-24 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren und vorrichtung zur bestimmung zellulärer und/oder extrazellulärer, insbesondere makromolekularer anteile von flüssigkeiten, vorzugsweise von körperflüssigkeiten von lebewesen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113181458A (zh) * 2021-04-22 2021-07-30 浙大宁波理工学院 人工肝的生物反应器

Also Published As

Publication number Publication date
JP6422887B2 (ja) 2018-11-14
EP2941283B1 (de) 2017-04-05
AU2014204314A1 (en) 2015-07-16
JP2016501694A (ja) 2016-01-21
US9682181B2 (en) 2017-06-20
EA201500722A1 (ru) 2015-12-30
BR112015016161A2 (pt) 2017-07-11
BR112015016161A8 (pt) 2021-07-20
AU2014204314B2 (en) 2018-03-29
KR102288378B1 (ko) 2021-08-10
WO2014106654A1 (de) 2014-07-10
KR20150103722A (ko) 2015-09-11
US20150335811A1 (en) 2015-11-26
EA030065B1 (ru) 2018-06-29
EP2941283A1 (de) 2015-11-11
CA2896346A1 (en) 2014-07-10
BR112015016161B1 (pt) 2022-12-20
CA2896346C (en) 2021-01-12
DE102013100050A1 (de) 2014-07-10
CN104968377B (zh) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104968377A (zh) 使用高频电磁场和静电直流场从患者血液中去除蛋白结合的毒素的装置和方法
KR102211104B1 (ko) 혈액투석여과장치
US10525187B2 (en) Apparatus for removing protein-bound toxins from blood plasma
CN106659832B (zh) 用于体外去除蛋白结合性毒素的设备
JP2009056323A (ja) 血液に関連する透析および処理
US11383010B2 (en) Method of dialysis for removing protein-bound toxins from the blood of patients using high-frequency electromagnetic fields
RU2323015C2 (ru) Картридж гемодиализа
US9737653B2 (en) Selective ultrafiltration membranes for renal replacement therapies
Shiran et al. Enhancement of toxic substances clearance from blood equvalent solution and human whole blood through high flux dialyzer by 1 MHz ultrasound
JP6337175B2 (ja) 急性又は慢性腎不全患者の血液からタンパク質結合毒素を除去するための透析法に使用される医薬組成物。
JP2008018153A (ja) アルブミンとアルブミンに結合した生体分子の分離方法
AU2004200567B2 (en) Blood-Related Dialysis and Treatment

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant