CS226222B1

CS226222B1 - Hemodialyzer for blood purification

Info

Publication number: CS226222B1
Application number: CS19581A
Authority: CS
Inventors: Ludvik Ing Csc Ambroz; Frantisek Ing Andreovsky
Original assignee: Ambroz Ludvik; Frantisek Ing Andreovsky
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1984-03-19

Description

(54)(54)

Hemodialyzátor pro čištění krveHemodialyser for blood purification

226 222226 222

Vynález se týká hemodialyzátoru pro čištění krve pacientů postižených chronickou ledvinovou nedostatečností, případně jinými chorobami, při niohž je nutno provádět očistění fyziologických tělesných tekutin dialýzou.The invention relates to a hemodialyser for the purification of the blood of patients suffering from chronic renal insufficiency or other diseases in which the physiological body fluids must be purified by dialysis.

Léčení akutního i nevratného selhání ledvin se provádí souborem technických prostředků nazývaným umělá ledvina.Treatment of acute and irreversible renal failure is performed by a set of technical means called artificial kidney.

Jednorázově použitelné hemodialyzátory jsou nezbytnou součástí tohoto léčebně-technického systému, který je v principu založen na zákonitostech transportu rozpuštěných sloučenin přes polopropustnou membránu. V posledníoh Jetech prošlo konstrukční řešení hemodialyzátorů významnými pokroky, přes jednoduchá zařízení stolového typu s plochou membránou, přes cívkové hemodialyzátory, dále přes vrstevnaté deskové dialyzátory s plochou membránou, až po moderní hernoí dialyzátory vyrobené z dutých vláken a nazývané kapilární dialyzátory, V řadě případů se pro zvýšení účinku odstraňování močoviny, jakožto škodlivého raetabolitu obsaženého v krvi v nejvyšší koncentraci, využívá kombinace dialýzy a ultrafiltrace. Dosud používaná zařízení jsou však velmi komplikovaná a náročná jak technologicky, tak finančně a časově. Dosud vyráběné jednorázové hemodialyzátory mají pouze omezenou úzkou funkčnost pro dělení nízkomolekulárníoh uremických toxinů, zejména močoviny a kreatininu, a proto bylo nutno v klinické praxi přistoupit k rozličným střídavým léčebným způsobům, jako jsou diafiltrace, hemodiafiltrace, sekvenční ultrafiltrace, selektivní dvojná filtrace, hernoanadiafiltrace a podobně.Disposable hemodialysers are an essential part of this medical technology system, which in principle is based on the laws of transport of dissolved compounds across a semipermeable membrane. In the last Jets, the design of hemodialysers has undergone significant advances, through simple table-type flat-diaphragm devices, spooled hemodialysers, layered flat-diaphragm dialysers, to modern hernia dialysers made of hollow fibers and called capillary dialysers. it uses a combination of dialysis and ultrafiltration to increase the effect of urea removal as a harmful raetabolite contained in blood at the highest concentration. However, the devices used so far are very complicated and demanding both technologically and financially and in time. The disposable hemodialysers produced so far have only limited narrow functionality for the separation of low molecular weight uremic toxins, especially urea and creatinine, and therefore various clinical therapies such as diafiltration, hemodiafiltration, sequential ultrafiltration, selective double-filtration, hernian-like filtration and hernian-like filtration were needed. .

Shora uvedené nedostatky odstraňuje hemodialyzátor pro čištění krve podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že svazek je zhotoven alespoň ze dvou druhů membrán s rozdílnou tloušťkou v rozmezí 0,5 až 30yum a s rozdílnou selektivitou zadržováni vůči močovině, kreatinu a dalším uremickýmThe above mentioned drawbacks are eliminated by the blood purification hemodialyser according to the invention, which consists in that the bundle is made of at least two types of membranes with different thickness in the range of 0.5 to 30 µm and with different selectivity of retention against urea, creatine and other uremic

226 222 toxinům s molekulovou hmotností, v rozmezí 200 až 20 000 daltonů, přičemž selektivita je v rozmezí 10 až 99 molárních procent uvedených sloučenin.226,222 toxins having a molecular weight in the range of 200 to 20,000 daltons, the selectivity being in the range of 10 to 99 mole percent of said compounds.

Výhodou hemodialyzátoru podle vynálezu je zlepšeni léčebného účinku při selhání ledvin použitím membránového systému tvořeného dvšma nebo více kvalitativně odlišnými druhy membrán ve formě dutých vláken nebo ve formě svazku tvořeného pásy plochýoh membrán uspořádaných smyČkovitě, nebo ve formě membránových obálek, U tohoto /1-: hemodialyzátoru, jakožto u kompaktní jednotky s trvale zabudovaným membránovým systémem, jednoduchými změnami externích proměnných, jako například transmembránového tlaku, průtoku krve, průtoku dialyzátového roztoku, lze upravovat hmotnostní nebo molární poměr uremiokých toxinů a dalších raetabolitů odstraňovaných z krve pacienta. Zlepšený technický a terapeutický efekt, k němuž dochází u hemodialyzátoru podle vynálezu, spočívá v jednoduché obsluze bez nároku na zásadní úpravy dialyzačního monitoru. Výroba hemodialyzátoru podle vynálezu dovoluje vytvořit řadu jednorázových hemodialyzátorů umožňujících ošetřujícímu lékaři a personálu dialyzačních středisek volit optimální typ pro daný stav pacienta. Použité membrány mají rozdílnou mikroporozitu, respektive strukturu t v vytvořených mikro- a makroporů, což ovlivňuje odlišným způsobem dělení sloučenin podle molekulární hmotnosti tzv. prosívací koeficient a rovněž mají rozdílnou selektivitu dělení založenou na chemické afinitě k dělenému substrátu, což se projevuje při difuzních dějích membránového transportu zejména s ohledem na clearanci a ultrafiltrační schopnost dusíkatých látek, fenolickýcli sloučenin, karbonylovýcli slouče nin, ale též látek vyznačených -OH skupinami nebo nesoucích elektrioký náboj. Uvedené fyzikální principy zahrnujeme v sumárním označení selektivita zadržování. Ultrafiltraoí je možno oddělit z roztoku jednotlivými membránami molekuly s relativní molekulární hmotností do 500 daltonů. Kromě tohoAn advantage of the hemodialyser according to the invention is to improve the therapeutic effect in renal failure by using a membrane system consisting of two or more qualitatively different kinds of membranes in the form of hollow fibers or in the form of strips of flat membranes arranged looped or in the form of membrane envelopes. as in a compact unit with a permanently incorporated membrane system, by simply varying external variables such as transmembrane pressure, blood flow, dialysate solution flow, the weight or molar ratio of uremiocyte toxins and other raetabolites removed from the patient's blood can be adjusted. The improved technical and therapeutic effect of the hemodialyser according to the invention consists in simple operation without requiring major modifications to the dialysis monitor. The production of a hemodialyser according to the invention makes it possible to create a series of disposable hemodialysers allowing the attending physician and the personnel of the dialysis center to select the optimal type for a given patient condition. The membranes used have different microporosity, respectively the structure of the formed micro- and macropores, which influences the so-called sieving coefficient in a different way of separation of compounds according to molecular weight and also have different separation selectivity based on chemical affinity to the separated substrate. in particular with regard to the clarification and ultrafiltration capacity of nitrogenous substances, phenolic compounds, carbonyl compounds, but also those marked with -OH groups or carrying an electric charge. These physical principles are included in the summary designation of retention selectivity. The ultrafiltration can be separated from the solution by individual membranes of molecules having a relative molecular weight of up to 500 daltons. Addition

- 3 226 222 odlišná selektivita dvou něho více membrán použitých, v kombinaci dovoluje zadržovat, nebo snáze propustit, slouěeniny vyznačené některými funkčními skupinami nebo vazbami atomů, kladně nebo záporně nabité ionty a podobně. Podíl jednotlivých typů membrán použitých k vytvoření kombinace leží v mezích od 5 'b do 95 Ά jednotkové účinné plochy, zejména pak v mezích od IQ ý> do 90 jj jednotkové účinné plochy. Celková účinná plocha leží v mezích 0,5 až 2,5 , optimální pro léčení dospělých jedinců jsou výrobky s p účinnou plochou v mezích 0,8 až 1,5 m“. Léčebný postup využívající hemodialyzátoru podle vynálezu je značně jednodušší a nevyžaduje žádné podstatné úpravy elektronického přístroje, dialyzačního monitoru, který zabezpečuje automatizaci provozu této terapie. Membrány jsou vyrobeny z makromolekulárních látek polosyntetiokých nebo plně syntetických,3 226 222 the different selectivity of the two more membranes used, in combination, permits the retention or easier release of compounds indicated by certain functional groups or atom bonds, positively or negatively charged ions, and the like. The proportions of the individual types of membranes used to form the combination lie within the range of 5'b to 95 Ά of the unit effective area, in particular within the range of 10 'to 90 j of the unit active area. The total effective area lies within the range of 0.5 to 2.5, the products having a p effective area within the range of 0.8 to 1.5 m are optimal for the treatment of adult individuals. ' The treatment procedure utilizing the hemodialyser of the invention is considerably simpler and does not require any substantial modification of the electronic device, a dialysis monitor that provides for automation of the operation of this therapy. The membranes are made of semi-synthetic or fully synthetic macromolecular substances,

Hemodialyzátor přo čištění krve podle vynálezu je vytvořen z válcovitého nebo hranolovitého těla dialyzátoru, v němž je umístěn svazek membrán, a to buď svazek kapilárních membrán, nebo svazek tvořený pásy plochých membrán oddělených od sebe podpěrnými síťkami, uspořádaný smyčkovitě, nebo svazek membránových obálek, obsahujících uvnitř podpůrné plastové síťky. Konce svazku jsou vždy utěsněny v těle dialyzátoru těsnící hmotou. Svazek umístěný v tělese dialyzátoru je zhotoven ze dvou nebo více kvalitativně odlišných druhů membrán. Kvalitativní odlišnost těchto membrán spočívá v jejich tlouštce a selektivitě zadržování,The blood purification hemodialyser according to the invention is formed from a cylindrical or prismatic dialyser body in which a membrane bundle is placed, either a bundle of capillary membranes, or a bundle formed by strips of flat membranes separated by support meshes, looped, or a bundle of membrane envelopes containing inside the supporting plastic mesh. The ends of the bundle are always sealed in the dialyser's body with sealant. The bundle placed in the dialyser body is made of two or more qualitatively different types of membranes. The qualitative difference of these membranes lies in their thickness and retention selectivity,

Remodialyzátor obsahující svazek kapilárních membx-án funguje tak, že kapilárními membránami (dutými vlákny) protéká krev a kolem kapilár, ve volném prostoru v těle dialyzátoru, protéká dialyzaění roztok. Remodialyzátor obsahující smyčkovitě uspořádaný svazek řvořený pásy plochých membrán funguje tak, že z jedné strany smyček proudí krev a z druhé strany smyček proudí dialyzaění roztok.A remodialyser containing a capillary membrane bundle works by passing blood through the capillary membranes (hollow fibers) and a dialysis solution flowing around the capillaries in the free space in the dialyser's body. A remodialyser comprising a loop-like bundle formed by strips of flat membranes operates by blood flowing from one side of the loops and a dialysis solution flowing from the other side of the loops.

- 4 22B 222- 22B 222

Hemodialyzátor obsahujíoí svazek membránových obálek funguje tak, že vnitřkem membránových obálek protéká dialyzační roztok a po povrchu membránových obálek protéká krev.The hemodialyser comprises a bundle of membrane envelopes, such that a dialysis solution flows through the interior of the membrane envelopes and blood flows across the surface of the membrane envelopes.

Zabudováním dvou a nebo více membrán ve svazku, vyznačujících se rozdílnou tlouštkou, v mezích 0,5 až 30 yum, mikroporožitou, selektivitou' vůči močovině, kreatininu a středně✓ molekul, slouč. v mezích 10 0? 99 % zadržení dané sloučeniny na membráně 'tzn, schopnost out-off” pro dané látký či ultraf iltraói (jež vztažena na hodnoty propustnosti p!ro vodu'By incorporating two or more membranes in a bundle, characterized by different thicknesses, within the range of 0.5 to 30 µm, micro-porosity, selectivity to urea, creatinine, and intermediate molecules; within 10 0? 99% retention of a given compound on a membrane, i.e., 'out-off' capability for a given substance or ultrafilter (based on water permeability values)

-1 -3 -1 * leží v mezích 10 až 500 g , h . m . kPa , se ovlivňuje dělení sloučenin dle molekulární hmotnosti a chemioké struktury metabolitů. Jednoduchými změnami externích proměnných, jako například transmembránového tlaku, průtoku krve, průtoku dialyzačního roztoku se upravuje hmotnostní nebo molární poměr uremických toxinů odstraňovaných z krve pacienta,-1 -3 -1 * lies between 10 and 500 g, h. m. kPa, the separation of compounds by molecular weight and the chemical structure of the metabolites is influenced. By simply varying external variables such as transmembrane pressure, blood flow, dialysis solution flow, the weight or molar ratio of uremic toxins removed from the patient's blood is adjusted,

Ultrafiltrací se oddělují z krve jednotlivými membránami molekuly o rozdílné relativní molekulární hmotnosti. Odlišná selektivita dvou nebo více použitých membrán zadržuje nebo snáze propouští sloučeniny vyznačené některými funkčními skupinami nebo vazbami atomů, kladně nebo záporně nabité ionty a podobně,By ultrafiltration, molecules of different molecular weights are separated from the blood by individual membranes. The different selectivity of the two or more membranes used retains or more easily permits compounds marked by certain functional groups or atom bonds, positively or negatively charged ions, and the like,

Hemodialyzátor podle vynálezu je možno použít v dialyzačních střediscích, a ve všech nemocničních nebo ambulantních zařízeních sloužících k čištění krve. Podobně může sloužit navržený dialyzátor pro odstranění nežádoucích skupin látek z krevní plazmy při léčení některých vážnýoh poškození jater plazmaferézou, nebo při oddělení některých složek krevní plazmy pro imunologické účely.The hemodialyser according to the invention can be used in dialysis centers, and in any hospital or ambulatory blood purification facility. Similarly, the proposed dialyser may serve to remove unwanted groups of substances from blood plasma in the treatment of some severe liver damage by plasmapheresis, or in the separation of some blood plasma components for immunological purposes.

Claims

OF THE INVENTION

226 222

Blood cleansing device consisting of a prism-shaped or cylindrical body with dialysate and blood inlets on one side and dialysate and blood inlets on the other side, with a membrane bundle inside the body, the ends of which are sealed in the dialyser body with sealant, characterized in that the bundle is made of at least two types of membranes with different thicknesses ranging from 0.5 to 30 µa, and with different retention selectivity to urea, creatine and other uremic toxins of molecular weight, from 200 to 20,000 daltons, with selectivity ranging from 10 to 99 mole percent of said compounds.