DE102018105120A1

DE102018105120A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Regeneration einer Dialyselösung

Info

Publication number: DE102018105120A1
Application number: DE102018105120.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Konrad MARTERSTOCK
Original assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Current assignee: Fresenius Medical Care Deutschland GmbH
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US20200405938A1; JP7536645B2; US11819598B2; EP3762060A1; JP2021515634A; WO2019170613A1; CN111818952A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regeneration einer Dialyselösung, wobei die Vorrichtung einen ersten Kreislauf und einen zweiten Kreislauf aufweist, wobei der erste Kreislauf einen Behälter zur Aufnahme der gebrauchten Dialyselösung, die Primärseite eines dem Behälter nachgeschalteten Filters sowie eine Rückführleitung von der Primärseite des Filters in den Behälter aufweist, wobei der Filter ausgebildet ist, aus der gebrauchten Dialyselösung gereinigtes Wasser herzustellen, und wobei der zweite Kreislauf die Sekundärseite des Filters, die Dialysatseite eines Dialysators und eine Rückführleitung von der Dialysatseite des Dialysators in den Behälter aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Regeneration einer Dialyselösung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regeneration einer Dialyselösung.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Dialysegeräte durch eine RO-Anlage (RO = Revers-Osmose) mit Reinstwasser zu versorgen. Das Reinstwasser wird mit einem oder mehreren Konzentraten gemischt, um eine gebrauchsfertige Dialyselösung zur Behandlung des Patienten zu erhalten. Im Dialysator wird die Dialyselösung mit aus dem Blut des Patienten zu entfernenden Stoffen angereichert und über einen Abfluss entsorgt. Um den Energiegehalt der gebrauchten Dialyselösung teilweise nutzen zu können, ist es des Weiteren bekannt, mittels Wärmetauschern Wärme von der gebrauchten Dialyselösung auf die gebrauchsfertige Dialyselösung zu überführen.
Aufgrund des hohen Wasserverbrauchs für die Herstellung der Dialyselösung ist es an diesen bekannten Systemen bzw. Dialysegeräten nachteilig, dass diese zwangsläufig groß und schwer sind, so dass ein Transport der Geräte nur schwer oder gar nicht möglich ist. Dieser Nachteil spielt eine besondere Rolle beispielsweise bei der Heimhämodialyse. Zudem gilt dies ebenso für sog. portable Geräte, die dem Patienten eine Mobilität während der Behandlung ermöglichen sollen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass diese vergleichsweise kompakt ausgeführt werden kann und einen gegenüber bekannten Vorrichtungen geringeren Wasser- und Energieverbrauch aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen ersten Kreislauf und einen zweiten Kreislauf aufweist, wobei der erste Kreislauf einen Behälter zur Aufnahme der gebrauchten Dialyselösung, die Primärseite eines dem Behälter nachgeschalteten Filters sowie eine Rückführleitung von der Primärseite des Filters in den Behälter aufweist, wobei der Filter ausgebildet ist, aus der gebrauchten Dialyselösung gereinigtes Wasser, vorzugsweise Reinstwasser herzustellen, und wobei der zweite Kreislauf die Sekundärseite des Filters, die Dialysatseite eines Dialysators und eine Rückführleitung von der Dialysatseite des Dialysators in den Behälter aufweist.
Der Filter hat die Aufgabe, aus der in dem Behälter befindlichen Lösung gereinigtes Wasser herzustellen, d.h. Wasser, dessen Gehalt bzw. Konzentration an Verunreinigungen und sonstigen Inhaltsstoffen, wie Ionen, Molekülen geringer ist als in der Lösung, die dem Filter zugeführt wird. Vorzugsweise ist der Filter ausgebildet, Reinstwasser herzustellen, worunter im Rahmen der vorliegenden Erfindung Wasser verstanden wird, das geeignet ist, zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Dialyselösung verwendet zu werden. Der Filter kann ein oder mehrstufig ausgeführt sein, wobei die mehreren Stufen nacheinander von Lösung durchströmt werden. Auch ist der Einsatz mehrerer in Reihe geschalteter Filter denkbar, um den gewünschten Reinheitsgrad des Wassers zu erhalten. Bei dem Filter hanndelt es sich bevorzugt um einen RO- (Reverse Osmose) Filter, beispielsweise in der Form eines Wickelmoduls.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine oder mehrere Konzentratleitungen auf, die in die das Reinstwasser führende Leitung oder in einem Mischbereich münden, so dass aus dem Reinstwasser und dem oder den Konzentraten und ggf. weiteren Zusatzstoffen die gebrauchsfertige Dialyselösung hergestellt werden kann.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem genannten Filter um einen Graphen-Filter. Darunter wird ein Filter verstanden, der als Filtermaterial Graphen oder ein Graphen-Derivat, wie z.B. Graphenoxid enthält oder dessen Filtermaterial aus diesen Stoffen besteht oder diese enthält. Graphen bzw. Graphenoxid ist gasdicht und wasserdurchlässig, was im Rahmen der vorliegenden Erfindung den Vorteil mit sich bringt, dass ein Gaseintrag von dem ersten in den zweiten Kreislauf und damit in die gebrauchsfertige Dialyselösung nicht erfolgt.
Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf diese Filter beschränkt, sondern um fasst auch andere Filter, die vorzugsweise gasundurchlässig sind, jedoch Flüssigkeit passieren lassen.
Sollte der verwendete Filter diese Eigenschaft der Gasundurchlässigkeit nicht aufweisen so kann bspw. durch eine Entgasungsdrossel Luft primärseitig abgeschieden werden, welche dann über ein Ventil (vorzugsweise ein druckbegrenzendes Ventil) zurück in den Behälter gefördert und somit entfernt werden kann.
Vorzugsweise ist in dem ersten Kreislauf, vorzugsweise stromaufwärts des Filters eine Pumpe angeordnet, um eine Strömung von Flüssigkeit in dem ersten Kreislauf zu bewirken. Ist diese Pumpe in ihrer Förderleistung oder im ihrem Förderdruck verstellbar, kann mittels der Pumpe der Durchsatz der Lösung durch den ersten Kreislauf und/oder der Druck der Flüssigkeit auf der Primärseite des Filters auf einen optimalen Filterbetriebspunkt eingestellt werden.
Vorzugsweise befindet sich stromabwärts des Filters in dem ersten Kreislauf eine Druckbegrenzungseinrichtung, mittels derer der Druck auf der Primärseite des Filters einstellbar ist. Dabei kann es sich beispielsweise um Druckbegrenzungs-Ventil handeln, das einstellbar sein kann. Auch auf diese Weise lassen sich die Druckverhältnisse auf der Primärseite des Filters auf den gewünschten Wert oder in einen gewünschten Bereich einstellen.
Es kann in dem ersten Kreislauf eine durch ein Absperrelement verschließbare Bypassleitung um die Druckbegrenzungseinrichtung herum vorgesehen sein. Diese kann benötigt werden, um die Primärseite des Filters freizuspülen, wobei das Absperrelement geöffnet ist und wobei die Strömung entlang der Primärseite der Membran dort vorhandene Verunreinigungen, die z.B. als Belag oder Schicht vorliegen können, entfernt.
In dem ersten Kreislauf kann ein Sensor, vorzugsweise eine Leitfähigkeitsmesszelle angeordnet sein, um die Aufkonzentration von Stoffen in dem ersten Kreislauf zu erfassen. So ist es möglich festzustellen, ob die Aufkonzentration von Stoffen bereits einen so hohen Wert angenommen hat, dass ein kompletter Austausch von Wasser in der gesamten Vorrichtung oder zumindest in Teilen von dieser, wie z.B. in dem Behälter und/oder in dem ersten und/oder in dem zweiten Kreislauf, notwendig ist.
In dem zweiten Kreislauf kann vor, d.h. stromaufwärts des Dialysators ein Sensor, vorzugsweise eine Leitfähigkeitsmesszelle angeordnet sein, um die Reinheit des auf der Sekundärseite vorliegenden Wassers des Filters zu bestimmen. Liegt diese nicht innerhalb vorgegebener Grenzen bzw. liegt diese unterhalb eines Grenzwertes, kann auf einen Defekt des Filters geschlossen werden. Es kann ein Controller vorhanden sein, der dies erkennt und den Nutzer entsprechend informiert und/oder die Vorrichtung abschaltet.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass sich die Begriffe „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ auf die Position der Komponenten relativ zueinander beziehen, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, d.h. von Flüssigkeit durchströmt wird.
Stromabwärts der Sekundärseite des Filters kann eine Druckmesseinrichtung angeordnet sein. Aus dem dort gemessenen Druck lassen sich ebenfalls Anhaltspunkte darüber gewinnen, ob der Filter defekt ist. Abgesehen davon lässt sich bei Kenntnis des Drucks auf der Primärseite feststellen, wie groß der transmembrane Druck ist, der dann auf einen für den jeweils eingesetzten Filter optimalen Wert eingestellt werden kann. Dies kann beispielsweise durch eine primärseitig angeordnete Pumpe erfolgen, die in dem ersten Kreislauf stromaufwärts des Filters angeordnet ist.
Denkbar ist weiterhin, dass stromabwärts der Sekundärseite des Filters eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, dem von der Sekundärseite des Filters abströmenden Wasser ein oder mehrere Konzentrate zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Dialyselösung zuzuführen. Dazu können eine oder mehrere Konzentratleitungen vorgesehen sein, die zu der Mischeinrichtung führen und die mit Konzentratbehältern konnektierbar sind bzw. an denen Konzentratbehälter konnektiert sind.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Ultrafiltrationspumpe zur Abfuhr von Dialyselösung, vorzugsweise aus der Rückführleitung auf, um den gewünschten bzw. vom Arzt verschriebenen Flüssigkeitsverlust des Patienten realisieren zu können.
In einer Variante weist die Vorrichtung eine Bilanzierkammer zum bilanzierten Zu- und Abführen von Dialyselösung zu dem und von dem Dialysator auf, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Alternativ ist es mit diesem neuen Konzept aber auch denkbar, die Bilanzierung über den Behälter des 1. Kreislaufs bspw. Mit Hilfe eines Füllstandssensors zu realisieren, was einen einfachen Aufbau der Vorrichtung ermöglicht.
Wie bereits oben ausgeführt, ist es von Vorteil, wenn der Filter gasundurchlässig ist. In diesem Fall kann auf eine Entgasungseinrichtung im zweiten Kreislauf verzichtet werden.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Controller auf, der ausgebildet ist, die in dem Behälter oder in einem oder beiden Kreisläufen oder in der gesamten Vorrichtung befindliche Flüssigkeit teilweise oder vollständig zu verwerfen und durch frisches Wasser zu ersetzen, wenn der Sensor einen Wert an den Controller meldet, der einen Konzentrations-Grenzwert übersteigt. Dies ist dann der Fall, wenn die Lösung so stark aufkonzentriert ist bzw. so viele Verunreinigungen aufweist, dass eine Regeneration nicht oder nicht mehr sinnvoll möglich ist.
In dem Behälter kann ein Levelsensor angeordnet sein, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Vorrichtung einen Controller aufweist, der ausgebildet ist, eine Fehlermeldung auszugeben und/oder den Betrieb der Vorrichtung zu stoppen, wenn der Füllstand in dem Behälter gegenüber einem Ausgangswert fällt. Wenn der erste und der zweite Kreislauf geschlossen sind, was eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung darstellt, kann ein Fallen des Füllstands in dem Behälter nur auf eine Leckage der Vorrichtung zurückzuführen sein. Vorzugsweise sind der erste und/oder der zweite Kreislauf geschlossen. Darunter ist zu verstehen, dass der erste Kreislauf von dem Behälter über die Filter wieder zurück zu dem Behälter führt und der zweite Kreislauf von dem Filter über den Dialysator zu dem Behälter führt, von wo aus die Lösung wieder dem Filter zugeführt wird.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Behälter als Beutel, insbesondere als flexibler Beutel, ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Volumen des Behälters flexibel ausgestaltet werden kann. Zudem kann vorgesehen sein, dass der Beutel als Disposable, d.h. als Einmalartikel ausgestaltet ist. Somit kann der Behälter nach Abschluß der Behandlung ggf. gemeinsam mit dem Filter und dem Dialysator in einfacher Weise entsorgt werden. Bei der Ausgestaltung als Beutel fällt so nur eine geringe Abfallmenge an.
Die Vorrichtung kann einen Bestandteil eines Dialysegerätes darstellen oder ein Dialysegerät bilden, wie z.B. ein Peritonealdialysegerät, ein Hämodialysegerät oder ein Hämodiafiltrationsgerät.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Regeneration einer Dialyselösung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Lösung aus dem Behälter der Primärseite des Filters zugeführt wird, das Retentat in den Behälter rückgeführt wird und das Permeat einem Mischbereich der Vorrichtung zugeführt wird, in dem durch die Mischung des Permeats mit einem oder mehreren Konzentraten eine gebrauchsfertige Dialyselösung hergestellt wird, die einem Dialysator zugeführt wird.
Je nach Behandlungsverfahren ist es möglich, dem Behälter während einer therapeutischen Behandlung weder neues Frischwasser zuzuführen noch gebrauchte Lösung abzuführen. Dies ist besonders wichtig bei mobilen Anwendungen. Ein Wasserwechsel erfolgt vorzugsweise nur, wenn die Lösung so stark aufkonzentriert ist, dass eine Regeneration nicht mehr oder nur noch sehr aufwändig möglich ist. Dies kann erforderlich werden, wenn der Behälter besonders klein ausgestaltet ist, so dass eine besonders hohe Rate an Rezyklierung erforderlich wird. Solche Ausgestaltungen können besonders in der Heimdialyse sinnvoll sein. Bei stationärer Anwendung der technischen Lösung ist ein zyklischer Austausch der Flüssigkeit im 1. und/oder 2. Kreislauf möglich (sogenannte Frischwassertaktung).
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „ein“ und „eine“ nicht zwingend auf genau eines der Elemente verweisen, wenngleich dies eine mögliche Ausführung darstellt, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente bezeichnen können. Ebenso schließt die Verwendung des Plurals auch das Vorhandensein des fraglichen Elementes in der Einzahl ein und umgekehrt umfasst der Singular auch mehrere der fraglichen Elemente.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

1: ein schematisches Flussbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und
2: ein schematisches Flussbild einer weiteren Vorrichtung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist.

1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung. Mit dem Bezugszeichen I ist der Einlass für frisches Wasser in den Behälter 10 gekennzeichnet, wobei die Einlassleitung durch ein Ventil V1 absperrbar ist.
Mit O ist der Ablauf aus dem Behälter 10 für gebrauchte Lösung gekennzeichnet, wobei die Ablaufleitung durch ein Ventil V2 absperrbar ist. Der Behälter 10 wird im Folgenden auch als Wassereingangskammer bezeichnet.
Grundsätzlich kann ein Behälter 10 mit einem stationären Wasseranschluss oder auch ein beliebiger anderer Behälter, wie z.B. ein Beutel, wie z.B. ein Dialysatbeutel zum Einsatz kommen.
Der Behälter 10 kann starre oder flexible Wandungen aufweisen.
Das Bezugszeichen 100 kennzeichnet einen Dialysator, der vorzugsweise eine Mehrzahl von Membranen, vorzugsweise ein Membranbündel aufweist, die auf einer einen Seite D von Dialysat und auf der anderen Seite B von Blut durchströmt werden. Die Dialyselösung, die den Dialysator 100 durchströmt hat und somit mit Verunreinigungen aus dem Blut beladen ist, wird als gebrauchte Dialyselösung oder gebrauchtes Dialysat bezeichnet.
Das gebrauchte Dialysat, das vom Dialysator 100 durch die Leitung 40 zurück in die Wassereingangskammer 10 geleitet wird, wird von einer Pumpe 50 angesaugt und in einen vorgelagerten Kreislauf gepumpt, bei dem es sich um den ersten Kreislauf im Sinne der Erfindung handelt.
Dieser Kreislauf umfasst im Wesentlichen die Pumpe 50, den Behälter 10, die Primärseite des Filters 20, d.h. den Abschnitt vor der Filtermembran oder vor einem sonstigen Filtermedium, und das Druckbegrenzungsventil 60 einschließlich der diese Komponenten verbindenden Leitungen. Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet die Rückführleitung von dem Ventil 60 zu dem Behälter 10.
Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet ein Druckbegrenzer-Ventil. Die Pumpe 50 fördert die gebrauchte Dialyselösung aus dem Behälter 10 durch die Primärseite 21 des Filters 20 über das Ventil 60 zurück in den Behälter 10. Dabei entsteht ein Druckabfall über dem Ventil 60 und somit auch über dem Filter 20. Dieser Druck bzw. Druckabfall kann durch das Ventil 60 eingestellt und somit auf den idealen Arbeitspunkt des Filters 20 abgestimmt werden.
Der Druckgradient zwischen Primär- 21 und Sekundärseite 22 des Filters 20 führt dazu, dass eine Strömung durch die Filtermembran oder durch das sonstige Filtermedium stattfindet, wobei auf der Sekundärseite 22, d.h. nach dem Filtermedium Reinstwasser vorliegt. Es gelangt in die Mischeinrichtung 200, die als Mischkreislauf, Mischbehälter, Leitungsabschnitt etc. ausgeführt sein kann.
In dem Mischkreislauf oder Mischbehälter etc. erfolgt die Mischung des Reinstwassers mit einem oder mehreren Konzentraten, wie z.B. mit einem basischen und einem sauren Konzentrat. Auch kann dort das Aufheizen bzw. Nachheizen der Dialyselösung erfolgen, damit dem Blut im Dialysator 100 möglichst keine Wärme durch die Dialyselösung entzogen wird.
Das Retentat, d.h. der Teil der Flüssigkeit, der nicht durch den Filter 20 abgeschieden wird, verbleibt auf der Primärseite und gelangt über das Ventil 60 zurück in die Wassereingangskammer 10.
Dies hat zur Folge, dass die Flüssigkeit in dem Behälter 10 nach und nach weiter aufkonzentriert wird, wodurch ihre elektrische Leitfähigkeit steigt.
Wie aus 1 ersichtlich, handelt sich bei dem ersten und zweiten Kreislauf um zwei geschlossene, kaskadierte Wasser- bzw. Flüssigkeitskreisläufe. Grundsätzlich können auch mehr als zwei dieser Kreisläufe vorhanden sein.
Der Filter 20 kann u.a. auf einer Graphen-Filtertechnik basieren, wodurch das Reinstwasser zugleich ohne gelösten Sauerstoff vom Filter abgeschieden werden kann. Dies spart weitere Komponenten in der Dialysemaschine, wie z.B. einen separaten Entgasungskreislauf.
Durch das „Überspülen“ des Filters 20 auf dessen Primärseite 21 über das Ventil 60 kann eine hohe Performance erreicht werden und das Verschmutzen des Filters 20 kann verhindert bzw. hinausgezögert werden. Dadurch wird die Standzeit des Filters 20 erhöht. Zusätzlich kann der Filter 20 freigespült werden, indem das Ventil 90 das Druckbegrenzungsventil 60 kurzschließt. In diesem Fall gelangt die Flüssigkeit unter Umgehung des Ventils 60 in den Bypass, der das Ventil 90 enthält und von dort zurück in den Behälter. Dieser Vorgang ist vorteilhaft, wenn die Filterleistung merklich nachgelassen hat.
Wie dies weiter aus 1 hervorgeht, befindet sich in dem Behälter 10 ein Füllstandssensor 110. Meldet dieser, dass der Füllstand in den Behälter 10 unter einen Grenzwert gesunken ist, kann auf eine Leckage geschlossen werden, da sowohl der erste als auch der zweite Kreislauf geschlossen sind und somit der Füllstand gleich bleiben müsste. Die Ventile V1 und V2 sind im normalen Betrieb, d.h. wenn kein Wasserwechsel stattfindet, geschlossen.
Aus 1 ergibt sich weiter das Vorhandensein einer Leitfähigkeitsmesszelle 70 nach, d.h. stromabwärts der Pumpe. Somit ist die durch den Kreislaufbetrieb bedingte Aufkonzentration der verunreinigten Flüssigkeit messbar und somit lässt sich ableiten, wann das Wasser im Kreislauf komplett ausgetauscht werden sollte (Frischwassertaktung). Dieser Austausch kann durch Verwendung der Ventile V1 und V2 erfolgen und mit Hilfe des Levelsensors 110 in dem Behälter 10 volumetrisch bilanziert werden.
Im normalen Dialysebetrieb sind die Ventile V1 und V2 geschlossen, wodurch der Levelsensor 10 wie ausgeführt als Leckageüberwachung eingesetzt werden kann. Sollte einer der beiden geschlossenen Kreisläufe Flüssigkeit verlieren, so ist dies anhand des Pegels in dem Behälter 10 detektierbar. Dies dient der Patientensicherheit.
Mit einer weiteren Leitfähigkeitsmesszelle 80 nach, d.h. stromabwärts des Filters 20 kann die Funktion des Filters 20 überwacht werden. Sobald eine relevante Schädigung der Filter-Membran oder eines sonstigen Filtermediums vorliegt, kommen leitfähige Ionen durch den Filter 20, die wiederum durch den Sensor 80 detektiert werden können.
Optional kann mittels des stromabwärts des Filters 20 angeordneten Drucksensors 102 der Transmembrandruck über den Filter 20 überwacht werden, um eine Degradation bzw. Verlust der Performance des Filters feststellen zu können.
Da die beiden Kreisläufe geschlossen sind, sinkt der Energiebedarf für die Erwärmung des Dialysats deutlich. Als Konsequenz können kleinere Heizungen eingesetzt werden als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Geräten der Fall ist. Ein Wärmetauscher ist zwar noch optional für die Frischwassertaktung denkbar, aber kann aus Kostengründen auch entfallen.
Wie oben ausgeführt, gelangt das auf der Sekundärseite 22 des Filters 20 anfallende Reinstwasser in den Mischteil 200 der Maschine und wird dort z.B. mit Bicarbonat und Säure angereicht, sodass eine gebrauchsfertige Dialysierflüssigkeit am Dialysator 100 zum Austausch mit dem Blut des Patienten zur Verfügung steht.
Das Bezugszeichen B/U kennzeichnet die Bilanzierungseinheit und/oder eine Ultrafiltrationspumpe, die der gebrauchten Dialyseflüssigkeit ein der Verschreibung durch den Arzt entsprechendes Teilvolumen entzieht.
Durch den zweistufigen (kaskadierten) Filteransatz können auch weiterhin Giftstoffe, die größer als Wasser sind dem Patienten entnommen werden. Diese Stoffe, darunter auch Ionen wie Na und Cl aus der Dialysierflüssigkeit werden anschließend in dem Behälter 10 aufkonzentriert und im Zuge der Frischwassertaktung über den Ausfluss O verworfen. Die Ultrafiltration geschieht nach wie vor z.B. über eine UF-Pumpe in der Einheit B/U, welche direkt in den Abfluss fördert. Da es sich um geschlossene Kreisläufe handelt, können die Vorteile der volumetrischen Bilanzierung, wie dies heutzutage bspw. mit Hilfe einer Bilanzkammer erfolgt, gewahrt werden.
Durch die Eigenschaften des Filters 20, für Gase undurchlässig zu sein, entfällt in diesem Aufbau der Bedarf für zusätzliche Entgasungsmaßnahmen/-vorrichtungen. Alternativ kann bei Bedarf, je nach eingesetztem Filter, aber auch eine Entgasungsdrossel/-vorrichtung in den vorgelagerten, d.h. in den ersten Kreislauf eingebracht werden, wie dies durch das Bezugszeichen E in 1 gezeigt ist. Als Luftabscheidekammer kann dabei das Filtermodul 20 oder auch eine separate Luftabscheidekammer dienen, die bspw. zwischen 20 und 60 in 1 angeordnet werden kann.
2 zeigt eine Variante, die nicht Gegenstand des Schutzbereichs der Erfindung ist. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente weisen dieselben Bezugszeichen auf wie in 1.
Wie dies aus 2 hervorgeht, wird gebrauchte Dialysat nach Durchströmung des Dialysators 100 dem Filter 20 zugeführt, um reines Wasser abzuscheiden, das zurück in die Wassereingangskammer 10 gefördert wird. Das Retentat wird über den Abfluss O verworfen. Das reine Wasser wird im Leitfähigkeitssensor 81 auf seine Leitfähigkeit gemessen und gelangt bei geöffnetem Ventil V3 in den Behälter 10. Nachteilig an diesem Konzept ist, dass der Filter 20 nicht dauerhaft überspült wird, wodurch die Gefahr besteht, dass der Filter 20 sich deutlich schneller zusetzt, d.h. an Performance einbüßt. Dies kann ggf. nur vermieden werden, indem ein erhöhter Wasseranteil über den abfluß O verworfen wird, was den Wasserverbrauch erhöht und mobile Anwendungen verunmöglicht. Weiterhin kann sich die aufkonzentrierte Flüssigkeit nur im Filter 20 selbst ansammeln, was eine Messung mittels Leitfähigkeitsmesszelle erschwert, um die Frischwassertaktung, d.h. den Austausch der Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf zeitlich zu steuern.
Ein weiterer Nachteil der Anordnung in 2 ist die Drucksituation im Kreislauf. Der Transmembrandruck über den Filter wird ohne weitere Komponenten zurück an den Dialysefilter übertragen, der in Patientenkontakt steht. Aus diesem Grund sind weitere Komponenten, wie freie Fallstrecken, Druckminderer und oder auch Pumpen nötig, um ein derartiges System aufzubauen. Dies ist bei der Anordnung gemäß 1 nicht der Fall, da die Druckseite, d.h. die Primärseite 21 des Filters 20 nicht unmittelbar mit dem Dialysator 100 in Verbindung steht, sondern die Sekundärseite 22.
Erfindungsgemäß kann erfindungsgemäß mit relativ wenigen Komponenten eine kostengünstige Konstruktion einer Dialysemaschine realisiert werden, die kompakt und gut transportierbar ausgeführt werden kann. Dies könnte längere Dialysebehandlungen bei reduziertem Dialysat- und Blutfluss erlauben, was sowohl positiv für die Verträglichkeit der Behandlung, wie auch die Lebenserwartung des Patienten ist, da dies der natürlichen Funktionsweise der Niere näher kommt.
Die Erfindung nicht beschränkende Vorteile bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind:

Es ist eine integrierte Entgasung möglich, was abhängig von den FilterEigenschaften bzw. der eingesetzten Graphen-Filtertechnik ist;
Es ist eine integrierte Bilanzierung durch geschlossene Kreisläufe möglich, wobei zwei oder mehr Kreisläufe kaskadiert angeordnet sind;
Die RO-Anlage ist integriert, somit ergibt sich eine Einsparung von Komponenten, d.h. Kosten und Baugröße;
Es ist nur eine Druckpumpe zum Überspülen des Filters wie auch zum Druckaufbau für die Mischanordnung zur Herstellung des gebrauchsfertigen Dialysats nötig; eine weitere Pumpe kann somit eingespart werden;
Es existiert keine direkte, ungewollte Druckrückwirkung auf den Patienten über den Dialysator, da die Primärseite des Filters durch die Membran von dem Dialysator getrennt ist;
Der Filter ist überspülbar, dadurch ergeben sich erhöhte Standzeiten;
Die Pumpe läuft nicht im RO-Wasser, was mit einer erhöhten Pumpenlebensdauer einhergeht;
Es liegt ein geringerer Wasserverbrauch und somit auch Energieverbrauch zum Aufheizen verglichen mit heutigen Maschinen vor;
Es ist eine automatische Dichtheitsprüfung über den Level-Sensor in dem Behälter möglich, da eine Undichtigkeit zu Wassermangelalarm/Unterschreiten eines Alarmpegels im Behälter führt;
Die Funktionsfähigkeit des Filters ist sicherheitstechnisch überwachbar, und zwar mit einer stromabwärts des Filters angeordneten Leitfähigkeitsmesszelle oder dergleichen. Somit ist gewährleistet, dass die richtige Zusammensetzung des Dialysats in der nachfolgenden Mischvorrichtung der Maschine erzielt werden kann;
Eine zeitliche Steuerung, wann die Flüssigkeit im Kreislauf ausgetauscht werden muss ist mit der Leitfähigkeitsmesszelle möglich, die mit der gebrauchten Lösung in Kontakt kommt (Frischwassertaktung); ebenfalls ist der Spülzyklus mittels dieser Leitfähigkeitsmesszelle bestimmbar;
Es handelt sich um ein kompaktes, kostengünstiges Maschinenkonzept;
Die Bilanzierung des Flüssigkeitshaushalts des Patienten ist vereinfacht durch geschlossene Kreisläufe;
Es ist eine einfache und hochgenaue Ultrafiltration möglich;
Es ist eine hochsteriler Ausgangsflüssigkeit für die Mischeinrichtung der Dialysemaschine bereitstellbar;
Die Vorrichtung kann in Peritonealdialyse- (PD) und Hämodialysemaschinen (HD) zum Einsatz kommen bzw. diese ausbilden. Die Vorrichtung kann eine Dialysemaschine oder einen Teil von dieser darstellen.

Denkbar sind auch diverse Kombinationen mit den Komponenten gemäß 1.
So ist beispielsweise die Pumpe 50 optional.
Auch der Sensor 70 kann durch eine feste Steuerung ersetzt werden, d.h. fixe Frischwassertaktungen/Spülvorgänge des Filters.
Auch die Entgasungsvorrichtung E kann je nach eingesetztem Filter vorhanden sein oder entfallen.
Die Pumpe 50 könnte auch vor oder nach dem Sensor 80 angeordnet werden, allerdings ist in dieser Konfiguration kein Überspülen möglich und somit würden sich die Probleme aus 2 ergeben, die mit einem Performance-Verlust des Filters einhergehen.
Denkbar wäre aber auch eine weitere Pumpe auf der Ausgangsseite (Sekundärseite) des Filters vor oder nach dem Sensor 80 oder in der Leitung 40 bzw. innerhalb der B/U Einheit.
Die Heizung kann sowohl in den ersten Kreislauf vorgesehen werden, wie auch in den zweiten Kreislauf.
Vorzugsweise ist auch in dem zweiten Kreislauf eine Pumpe zur Förderung der Dialyselösung oder des Reinstwassers vorhanden.
Das Konzept gemäß 1 verwendet vorzugsweise die Graphen-Filtertechnik, die Erfindung ist jedoch weder darauf noch auf einen anderen bestimmten Filter beschränkt. Auch andere Technologien sind mit dem Konzept in 1 bzw. erfindungsgemäß denkbar, insofern diese Membrane in der Lage sind, Wasser/Reinstwasser von verunreinigter Flüssigkeit zu trennen.
Aus dem Stand der Technik bekannte RO-Filteranlagen basieren meist auf einer anderen Technik. Zumeist handelt es sich um Wickelmodule mit einer im Vergleich schlechten Performance, aber auch diese Filter sind als Filter 20 denkbar.

Claims

Vorrichtung zur Regeneration einer Dialyselösung, wobei die Vorrichtung einen ersten Kreislauf und einen zweiten Kreislauf aufweist, wobei der erste Kreislauf einen Behälter (10) zur Aufnahme der gebrauchten Dialyselösung, die Primärseite (21) eines dem Behälter (10) nachgeschalteten Filters (20) sowie eine Rückführleitung (30) von der Primärseite (21) des Filters (20) in den Behälter (10) aufweist, wobei der Filter (20) ausgebildet ist, aus der gebrauchten Dialyselösung gereinigtes Wasser herzustellen, und wobei der zweite Kreislauf die Sekundärseite (22) des Filters (20), die Dialysatseite eines Dialysators (100) und eine Rückführleitung (40) von der Dialysatseite des Dialysators (100) in den Behälter (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Filter (20) um einen Graphen-Filter handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Kreislauf, vorzugsweise stromaufwärts der Primärseite (21) des Filters (20) eine Pumpe (50) angeordnet ist, um eine Strömung von Flüssigkeit in dem ersten Kreislauf zu bewirken und/oder dass vorzugsweise stromabwärts des Filters (20) in dem ersten Kreislauf eine Druckbegrenzungseinrichtung (60) vorgesehen ist, mittels derer Druck auf der Primärseite (21) des Filters (20) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch ein Absperrelement (90) verschließbare Bypassleitung um die Druckbegrenzungseinrichtung (60) herum vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Kreislauf ein Sensor, vorzugsweise eine Leitfähigkeitsmesszelle (70) angeordnet ist, um die Aufkonzentration von Stoffen in dem ersten Kreislauf zu erfassen und/oder dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Kreislauf vor dem Dialysator ein Sensor, vorzugsweise eine Leitfähigkeitsmesszelle (80) angeordnet ist, um die Reinheit des auf der Sekundärseite (22) des Filters (20) vorliegenden Wassers zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Sekundärseite (22) des Filters (20) eine Druckmesseinrichtung (102) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Sekundärseite (22) des Filters (20) eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, das von der Sekundärseite (22) des Filters (20) abströmende Wasser mit einem oder mehreren Konzentraten zur Herstellung einer gebrauchsfertigen Dialyselösung zu mischen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Ultrafiltratpumpe zur Abfuhr von Dialyselösung, vorzugsweise aus der Rückführleitung (30) vom Dialysator (100) zu dem Behälter (10) und/oder eine Bilanzierkammer (B) zum bilanzierten Zu- und Abführen von Dialyselösung zu dem und von dem Dialysator (100) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (20) gasundurchlässig ist und/oder dass der zweite Kreislauf keine Entgasungseinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Controller aufweist, der ausgebildet ist, die in dem Behälter (10) befindliche Flüssigkeit teilweise oder vollständig zu verwerfen und durch frisches Wasser zu ersetzen, wenn der Sensor, insbesondere die Leitfähigkeitsmesszelle (70) einen Wert an den Controller meldet, der einen Konzentrations-Grenzwert übersteigt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behälter (10) ein Levelsensor (110) angeordnet ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Vorrichtung einen Controller aufweist, der ausgebildet ist, eine Fehlermeldung auszugeben und/oder den Betrieb der Vorrichtung zu stoppen, wenn der Füllstand in dem Behälter (10) gegenüber einem Ausgangswert fällt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Kreislauf geschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) als Beutel, insbesondere als flexibler Beutel, weiter insbesondere als Einmalartikel (Disposable) ausgebildet ist und/oder dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Dialysegerät oder einen Teil eines Dialysegerätes bildet.
Verfahren zur Regeneration einer Dialyselösung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung aus dem Behälter (10) der Primärseite (21) des Filters (20) zugeführt wird, das Retentat in den Behälter (10) zurückgeführt wird und das Permeat einem Mischbereich zugeführt wird, in dem durch die Mischung des Permeats mit einem oder mehreren Konzentraten eine gebrauchsfertige Dialyselösung hergestellt wird, die einem Dialysator (100) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter (10) im Normalbetrieb weder neues Frischwasser zugeführt wird noch aus dem Behälter gebrauchte Lösung abgeführt wird.