DE19854338A1 - Verfahren und Einrichtung zur Nierenersatztherapie - Google Patents

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Nierenersatztherapie mittels Hömofiltration ist der Filtratseite des Hömofilters (10) ein Sekundärfilter (20) nachgeschaltet, der das Filtrat des Hämofilters von den zu entfernenden Stoffen befreit, so daß die am Ausgang (19) des Sekundärfilters (20) anfallende Flüssigkeit als Substituat an der Stelle (5) dem dem Patienten entnommenen Eingangsblut zugesetzt werden kann. Es wird auf diese Weise die Bereitstellung größerer Mengen externer industriell hergestellter Substituatlösung eingespart und das Sammeln und Messen großer Filtratmengen vermieden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Ober­ begriff des Anspruchs 1 und eine Einrichtung der dem Ober­ begriff des Anspruchs 2 entsprechenden Art.

Die Einrichtungen der Nierenersatztherapie werden einge­ setzt, wenn die Nieren eines Patienten nicht mehr in der Lage sind, ihre Funktion der Reinigung des Blutes von zu entfernenden Stoffen, also zum Beispiel Giftstoffen und den harnpflichtigen Stoffen, aber auch Flüssigkeit, zu er­ füllen. Die Einrichtungen übernehmen insoweit die Funktion der Nieren. Sie arbeiten mit halbdurchlässigen Membranen, mittels deren eine gezielte Abtrennung von Molekülen aus dem Blut möglich ist, gleichzeitig aber auch ein gewünsch­ ter Flüssigkeitsentzug ermöglicht wird.

Umfangreiche Ausführungen zu den verschiedenen Formen der Nierenersatztherapie finden sich in dem Buch von Günther Schönweiß "Dialysefibel" perimed-Fachbuch-Verlagsgesell­ schaft (1990) Erlangen.

Das verbreitetste Verfahren der Nierenersatztherapie ist die Hämodialyse. In einem sogenannten Dialysator wird das Blut über eine längere Zeit von mehreren Stunden auf der einen Seite einer Dialysemembran vorbeigeführt, gegen die auf der anderen Seite eine Dialysierflüssigkeit vorbei­ gepumpt wird, in die die zu entfernenden Stoffe durch die Membran hindurch übergehen. Das die zu entfernenden Stoffe enthaltende Dialysat muß entsorgt werden.

Ein weiteres Verfahren der Nierenersatztherapie ist die Hämofiltration. Der Stand der Technik zur Hämofiltration findet sich auf den Seiten 150 bis 153 des genannten Bu­ ches. Das dem Patienten über eine die "Vorrichtung zur Entnahme des Blutes aus dem Patienten" bildende Kanüle abgezapfte Blut wird durch eine Blutpumpe auf einen gewis­ sen über dem Atmosphärendruck liegenden Druck gebracht und strömt auf der einen Seite der halbdurchlässigen Membran des Hämofilters entlang. Die Entfernung der zu entfernen­ den Stoffe aus dem Blut geschieht auf konvektivem Wege, indem mit der wäßrigen Phase die darin gelösten zu entfer­ nenden Stoffe die Membran passieren. Die dem Patientenblut entzogene Flüssigkeitsmenge wird durch eine geeignete Elektrolytlösung ("Substituat") substituiert, so daß einem Flüssigkeitsentzug am Patienten vorgebeugt wird. Die umge­ setzten Flüssigkeitsmengen sind erheblich. Bei einer mehr­ stündigen Behandlung werden dem Patientenblut unter Um­ ständen mehr als 20 l Flüssigkeit entzogen und Substituat in im wesentlichen gleicher Menge wieder zugeführt.

Die Vorteile der Hämofiltration liegen hauptsächlich in der Trennwirksamkeit im Bereich der sogenannten Mittel­ moleküle, für die stellvertretend das Vitamin B12 genannt sei. Dieses Vitamin ist bei Clearance-Messungen gut men­ genmäßig bestimmbar.

Während bei der Hämofiltration gegenüber der Hämodialyse die Elimination mittlerer Moleküle besser ist, ist die Elimination kleiner Moleküle wie zum Beispiel Harnstoff und Kreatinin schlechter als bei der Hämodialyse, wenn das Substituat im Wege der Post-Dilution zugesetzt wird, d. h. nachdem das Blut den Hämofilter passiert hat.

Es ist auch möglich, das Substituat im Wege der Pre-Dilu­ tion zuzusetzen, also gewissermaßen das dem Patienten entnommene Blut mit dem Substituat zu verdünnen, bevor es in den Hämofilter gelangt. Die Pre-Dilution ermöglicht höhere Filtratraten im Hämofilter und damit eine höhere konvektive Stoffelimination. Durch den hohen Flüssigkeits­ umsatz kann die schwache Eliminationsleistung der herkömm­ lichen Hämofiltration besonders im Kleinmolekularbereich ausgeglichen werden. Hierdurch steigen aber das Gesamt- Filtratvolumen und deswegen auch das bereitzustellende Substituatvolumen. Um eine der Hämodialyse vergleichbare Effektivität im Bereich der "kleinen" Moleküle zu errei­ chen, müssen bei der Hämofiltration mindestens 30% des Patienten-Körpergewichtes abfiltriert und im Pre-Dilution- Verfahren substituiert werden.

Da die Hämofiltration eine gute Kreislaufverträglichkeit zeigt und bei Hypotonikern eine bessere Verträglichkeit des Flüssigkeitsentzuges und auch bei Hypertonikern gün­ stige Auswirkungen gegeben sind, besteht ein Bedürfnis danach, das Verfahren der Hämofiltration weiterzuentwickeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiterent­ wickeltes Verfahren und eine entsprechende Einrichtung zur Hämofiltration anzugeben, die nicht durch den hohen Auf­ wand der Substituatbereitstellung und die entsprechenden Kosten belastet sind.

Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung, in ihrem vor­ richtungsmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 2 wiederge­ gebene Erfindung gelöst.

Der Grundgedanke hierbei besteht darin, das Verfahren und die Einrichtung so zu ergänzen, daß sie ihr eigenes Sub­ stituat produziert. Das Bereithalten großer Mengen exter­ ner Substituatlösung entfällt, ebenso wie das Auffangen und Messen entsprechender Filtratmengen durch das Behand­ lungsgerät. Durch die Zirkulation ist eine Pre-Dilution- Arbeitsweise mit hohen Flußraten möglich, was zu einer guten Elimination kleiner Moleküle führt. Die Verwendung des dialysierten körpereigenen Filtrats zur Substitution läßt gute physiologische Verträglichkeit erwarten, während bei der bisherigen Hämofiltration die als Substituat ver­ wendete Elektrolytlösung körperfremd ist und in großen Mengen dem Patienten infundiert wird, wodurch auch Kon­ taminationsrisiken steigen. Es liegt eine hohe Zuverläs­ sigkeit in der Bilanzierung vor. Die Elektrolyt- und Säu­ ren-Basen-Regulation erfolgt im Sekundärfilter, also z. B. im Wege der Filtratdialyse. Der kleinvolumige Filtrat- bzw. Substituatkreislauf kühlt gering aus und kann im Sekundärfilter mit geringem Aufwand ausreichend wieder aufgewärmt werden.

Der Sekundärfilter ist ein Filter für die als Filtrat des Hämofilters anfallende Flüssigkeit, der ebenso wie ein Dialysator oder ein Hämofilter mit einer geeigneten halb­ durchlässigen Membran arbeitet.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die Membranen des Hämofilters und des Sekundär­ filters aufeinander abgestimmt werden können.

Es ist erfindungsgemäß immer ein Hämofilter als Primärfil­ ter vorhanden, während der Sekundärfilter nach therapeuti­ schen Erwägungen ausgesucht wird.

Bei der Behandlung kreislauflabiler Patienten kann der Sekundärfilter ein Low-Flux Dialysator sein. Liegt der therapeutische Schwerpunkt mehr bei der Elimination größe­ rer Moleküle, sollen als Sekundärfilter High-Flux Filter, d. h. Filter mit hochdurchlässigen Membranen eingesetzt werden.

Gemäß Anspruch 3 kann die Stelle des Blutleitungssystems, an welcher das Substituat zugeführt wird, in Strömungs­ richtung vor der Blutpumpe gelegen sein, also auf der Niederdruckseite derselben, damit durch den erhöhten Druck der Hochdruckseite kein Zurückdrücken des Substituats durch den Sekundärfilter stattfindet.

Um eine innige Vermischung des Substituats mit dem dem Patienten entnommenen Blut zu gewährleisten, kann zwischen die Blutpumpe und den Hämofilter eine Diffusionskammer eingeschaltet sein (Anspruch 4).

Die Förderung des mit den zu entfernenden Stoffen belade­ nen Filtrats des Hämofilters durch den Dialysator wird zweckmäßig durch eine dazwischen angeordnete weitere Pumpe unterstützt (Anspruch 5).

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Einrichtung schematisch dargestellt.

Das dem Patienten zum Beispiel am Arm mittels einer die Blutentnahmevorrichtung darstellenden Kanüle entnommene Blut wird an der Stelle A im Sinne des Pfeiles 1 in ein als Ganzes mit 2 bezeichnetes Blutleitungssystem eingelei­ tet, welches in der Praxis aus einer Anordnung steriler Blutschläuche besteht. In den ersten Abschnitt 3 des Blut­ leitungssystems 2 mündet eine Leitung 4, die Substituat heranführt, dessen Gewinnung noch beschrieben wird und welches sich an der Stelle 5 mit dem Blut vermischt. Das durch die karierte Wiedergabe angedeutete Gemisch wird von einer Blutpumpe 6 gefördert, der eine Diffusionskammer 7 (Tropfkammer) nachgeschaltet ist, in der die entfernenden Stoffe aus dem Blutanteil des Gemischs in den Substituat­ anteil übergehen können. Das Gemisch gelangt dann über die Leitung 8 an der Stelle 9 auf die Blutseite 11 eines Hämo­ filters 10. Das gereinigte Blut verläßt den Hämofilter 10 an der Stelle 12 und wird über die Leitung 13 und eine nicht dargestellte die Blutrückführvorrichtung bildende Kanüle wieder dem Patienten zugeführt.

Das Blut/Substituat-Gemisch strömt auf der einen Seite an der halbdurchlässigen Membran 14 des Hämofilters 10 ent­ lang. Unter der Wirkung des an der Filtermembran wirkenden Druckes tritt die wäßrige Phase des Gemisches unter kon­ vektiver Mitnahme der zu entfernenden Stoffe durch die Membran 14 hindurch in den Filtratraum 15 des Hämofilters 10. Die dort befindliche mit den durch die Punkte darge­ stellten zu entfernenden Stoffen beladene Filtratmenge wird durch eine weitere Pumpe an einem Einlaß 17 der einen Seite 18 eines als Dialysator ausgebildeten Sekundärfil­ ters 20 zugeführt und verläßt diese Seite 18 an einem Auslaß 19, um als Substituat in die Leitung 4 zu gelangen. Die Dialysatseite 21 des Sekundärfilters 20 wird von einer kontinuierlich in einer Menge von z. B. 500 ml/min bereit­ gestellten Dialysierflüssigkeit durchströmt, wie es durch die Pfeile angedeutet sein soll. Die Dialysierflüssigkeit nimmt an der Membran 22 die zu entfernenden Stoffe aus der Flüssigkeit auf der Seite 18 auf des Sekundärfilters auf, so daß diese Stoffe mit dem Dialysat entsorgt werden kön­ nen, welches nicht als kontaminiert im Sinne von infektiös gilt und in den Abfluß geleitet werden kann. Die abnehmende Konzentration an zu entfernenden Stoffen soll durch die abnehmende Dichte der Punkte auf der Seite 18 angedeutet sein. In diesem Verfahrensschritt wird der für den Patien­ ten erforderliche Flüssigkeitsentzug vorgenommen.

In dem Sekundärfilter 20 wird gewissermaßen aus dem Fil­ trat des Hämofilters 10 (Primärfilter) das Substituat hergestellt, welches an der Stelle 5 im Pre-Dilution-Ver­ fahren dem dem Patienten entommenen Blut beigemischt wird.

Die der Flüssigkeit in dem Hämofilter 10 entnommene wäß­ rige Phase mit den mitgeführten zu entfernenden Stoffen wird also nicht aus dem Raum 15 abgeführt und verworfen, und es wird auch nicht an der Stelle 5 eine industriell hergestellte Substituatlösung in etwa gleicher Menge zu­ gesetzt, sondern es wird die körpereigene Flüssigkeit in dem Filtratraum 15 des Hämofilters 10 in den Sekundärfil­ ter 20 überführt und dort gereinigt, so daß sie als Sub­ stituat an der Stelle 5 wieder dem Blut zugesetzt werden kann und sich ein durch den geschlossenen Pfad 23 symboli­ sierter Kreislauf ergibt, der die Bereitstellung großer industriell hergestellter Substituatmengen erübrigt.

Nachstehend ist das Protokoll eines Versuchs wiedergege­ ben, bei welchem mit einer Testlösung aus 5000 ml handels­ üblichem Dialysat gearbeitet wurde, dem 2000 mg Harnstoff zugesetzt waren. Diese Testlösung wurde zwischen den Punk­ ten A und E der Zeichnung über die angegebenen Zeiten im Kreise gefahren.

Besonders beachtenswert ist die starke Abnahme der Harn­ stoffgehalte an den Punkten A und E während der Versuchs­ dauer von 120 Minuten. Dies zeigt die gute Trennwirksam­ keit der Einrichtung im Bereich der "kleinen" Moleküle, zu denen auch der Harnstoff gehört, auf dessen Entfernung aus dem Blut es besonders ankommt.

Versuchsprotokoll

Claims (5)

1. Verfahren zur Nierenersatztherapie mittels Hämofil­ tration, bei welchem das dem Patienten kontinuierlich entnommene Blut in einem Blutleitungsystem über einen Hämofilter gepumpt und die in dem Hämofilter aus dem Blut abgetrennte, wäßrige Phase und zu entfernende Stoffe ent­ haltende Menge des Filtrats des Hämofilters durch eine Substitutionslösung im wesentlichen ersetzt wird, wobei das Blut nach dem Passieren des Hämofilters dem Patienten wieder zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrat des Hämofilters einem Sekundärfilter zugeleitet und dort von den zu entfernenden Stoffen be­ freit und das in dem Sekundärfilter gereinigte Filtrat dem Patientenblut als Substituat wieder zugemischt werden.

2. Einrichtung zur Nierenersatztherapie mittels Hämofil­ tration
mit einer Vorrichtung zur Entnahme des Blutes aus dem Patienten,
mit einem an die Vorrichtung angeschlossenen Blutlei­ tungssystem (2),
mit einer in dem Blutleitungssystem (2) angeordneten Blutpumpe (6) zur Förderung des Blutes unter einem erhöh­ ten Druck,
mit einem der Blutpumpe (6) in Förderrichtung (1) des Blutes nachgeschalteten Hämofilter (10) mit einer Blutsei­ te (11) und einer Filtratseite (15)
und mit einer an die Blutseite (11) des Hämofilters (10) angeschlossenen Vorrichtung zur Rückführung des Blu­ tes aus dem Hämofilter (10) zum Patienten, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filtratseite (15) des Hämofilters (10) an den Einlaß (17) eines Sekundärfilters (20) angeschlossen ist, dessen Auslaß (19) mit einer in Strömungsrichtung (1) des Blutes vor dem Hämofilter (10) gelegenen Stelle (5) des Blutleitungssystems (2) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle (5) in Strömungsrichtung (1) des Blutes vor der Blutpumpe (6) gelegen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen die Blutpumpe (6) und den Hämofil­ ter (10) eine Diffusionskammer (7) eingeschaltet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hämofilter (10) und den Sekundärfilter (20) eine weitere Pumpe (16) eingeschaltet ist.