DE2032061C3

DE2032061C3 - Method and device for treating a dialysate solution circulating past the membrane of an artificial kidney

Info

Publication number: DE2032061C3
Application number: DE19702032061
Authority: DE
Inventors: Laurence Boyd Sherman Oaks; Greenbaum Michael Arnold Los Angeles; Calif. Marantz (V.St.A.)
Original assignee: CCI Life Systems, Inc. (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Van Nuys, Calif. (V.St.A.)
Priority date: 1969-06-30
Filing date: 1970-06-29
Publication date: 1976-09-30

Description

!lic F.rlindung bezieht sich auf ein Verfahren zum handeln einer im Kreislauf an der Membran einer nstlichen Niere vorbeizirkulierenden Dialysatlösung, dein die an der Membran vorbeigeströmt; Dialysatlösung zur Umwandlung des aufgenommenen Harnstoffes in Ammoniumcarbonat mit Urease und zur Entfernung der Ammoniumionen aus dem Ammoniumcarbonat mit einem Zirkoniumphosphationenaustauscher behandelt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens geeignete Vorrichtung mit einem Zirkulationskreislauf für die Dialysatlösung, in dem die Membran der künstlichen Niere angeordnet und Urease sowie ein Zirkoniumphosphationenaustauscher vorgesehen sind.! lic F.rlinden refers to a method of acting a circulatory system on the membrane of a dialysate solution circulating by the artificial kidney, your flowing past the membrane; Dialysate solution to convert the absorbed urea in ammonium carbonate with urease and to remove the ammonium ions from the ammonium carbonate is treated with a zirconium phosphate ion exchanger. Furthermore, the The invention relates to a device with a circulation circuit which is suitable for carrying out such a method for the dialysate solution, in which the membrane of the artificial kidney is arranged, and urease and a zirconium phosphate ion exchanger are provided.

Die ältere DT-PS 19 60 504 betrifft bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorgenannten Art. Dabei wird durch die Urease über die Membran in die Dialysatlösung eingewanderter Harnstoff in Ammoniumcarbonat umgewandelt, und die Ammoniumionen werden durch den Zirkomumphosphaüonenaustauscher entfernt. Die in dieser Weise von Harnstoff befreite Dialysatlösung kann dann erneut wieder der Membran zugeführt werden. In der im Kreislauf an der Membran vorbeizirkulierenden Dialysatlösung reichern sich allmählich aus dem Zirkoniurnphosphationenaustauscher stammende Phosphate sowie über die Membran eingewanderte Phosphate und Sulfate an, so daß die Dialysatlösung schließlich ausgetauscht werden muß. Ein Austausch der Dialysatlösung ist dabei um so früher erforderlich, je kleiner das Volumen der im Kreislauf befindlichen Dialysatlösung ist.The older DT-PS 19 60 504 already relates to a method and a device of the aforementioned type. In this case, urea which has migrated into the dialysate solution is converted into ammonium carbonate by the urease via the membrane, and the ammonium ions are removed by the Zirkomumphosphaüonen exchanger. The dialysate solution freed from urea in this way can then be returned to the membrane again. In the dialysate solution circulating past the membrane, phosphates from the zirconium phosphate ion exchanger and phosphates and sulfates that have migrated through the membrane gradually accumulate, so that the dialysate solution must finally be exchanged. An exchange of the dialysate solution is necessary earlier, the smaller the volume of the dialysate solution in the circuit.

Aus der US-PS 33 32 737 ist es bekannt, mit hydratisiertem Zirkoniumoxid Anionen aus einer Lösung zu entfernen.From US-PS 33 32 737 it is known, with hydrated zirconium oxide anions from a solution to remove.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, das bzw. die den Betrieb einer künstlichen Niere für einen möglichst langen Zeitraum unter Verwendung einer möglichst geringen Menge an Dialysatlösung ermöglicht.The invention is now based on the object of a method and a device of the type mentioned at the beginning Kind of creating that or which will run an artificial kidney for as long as possible Period using the smallest possible amount of dialysate solution allows.

Ge'iöst wird diese Aufgabe einerseits durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dialysatlösung zur Entfernung von aufgenommenem Phosphat mit hydratisiertem Zirkoniumoxid behande't wird und andererseits durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Zirkulationskreislauf zusätzlich hydratisiertes Zirkoniumoxid vorgesehen ist. Durch die Behandlung der Dialysatlösung mit Zirkoniumoxid werden vorhandene Phosphate und Sulfate beseitigt, so daß eine künstliche Niere mit einer geringen Menge an Dialysatlösung für lange Zeit betrieben werden kann.This object is achieved on the one hand by a method of the type mentioned at the outset, which is characterized by is that the dialysate solution to remove ingested phosphate with hydrated Zirconium oxide is treated and on the other hand by a device of the type mentioned Kind, which is characterized in that additionally hydrated zirconium oxide in the circulation circuit is provided. By treating the dialysate solution with zirconium oxide, existing Phosphates and sulfates eliminated, leaving an artificial kidney with a small amount of dialysate solution for can be operated for a long time.

Als Weiterbildung wird die Dialysatlösung auch noch mit Aktivkohle behandelt, die unter anderem auch Harnsäure und Kreatinin adsorbiert. Die Verwendung von Aktivkohle zur Adsorption von Kreatinin und Harnsäure ist an sich schon seit langem bekannt, trägt jedoch hier in vorteilhafter Weise dazu bei, daß eine künstliche Niere mit einer geringer Menge an Dialysatlösung über einen langen Zeitraum hinweg betrieben werden kann.As a further training, the dialysate solution is also treated with activated charcoal, which among other things also adsorbs uric acid and creatinine. The use of activated charcoal to adsorb creatinine and uric acid has been known per se for a long time, but contributes to this in an advantageous manner in that an artificial kidney with a small amount of dialysate solution over a long period of time can be operated away.

Da durch den Zirkoniumphosphationenaustauschei auch Kalcium und Magnesium aus der Dialysnllosiing beseitigt werden, setzt man in Weiterbildung dei Dialysatlösung vor dem Vorbeiströmen an der Membran Calcium und Magnesium zu, um die Einwanderung von Calcium und Magnesium über die Mcmbrar in die Dialysatlösung zu hemmen und daher Calcium- und Mauuesiumniangel im "Blut des mit der künst liehen Niere behandelten Patienten zu verhindern.Since the exchange of zirconium phosphate ions also causes calcium and magnesium from dialysis are eliminated, the dialysate solution is used in further training before it flows past the membrane Calcium and magnesium too, to prevent the immigration of calcium and magnesium via the Mcmbrar to inhibit the dialysate solution and therefore calcium and Mauuesiumniangel in the "blood of the artificial borrowed kidney to prevent treated patients.

Da beim Verfahren nach der Erfindung die Dialysatlösung während der gesamten BehanrUungsdauer eines Patienten nicht erneuert zu werden braucht, kann die über die Membran in die Dialysatlösung eintretende Flüssigkeitsmenge durch Messen des Volumens der Dialysatlösung fortlaufend bestimmt werdenSince the method according to the invention, the dialysate solution during the entire duration of treatment The patient does not need to be renewed, the entering through the membrane into the dialysate solution The amount of liquid can be continuously determined by measuring the volume of the dialysate solution

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung werden nun näher an Hand von Zeichnungen erläutert, in denen zeigtThe method and the device according to the invention will now be explained in more detail with reference to drawings explained in which shows

F i g. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung,F i g. 1 an embodiment of the device,

F i g. 2 einen Schnitt durch die bei der Vorrichtung nach F i g. 1 vorgesehene Einrichtung zur Behandlung der Dialysatlösung mit Urease und einem Zirkoniumphosphationenaustauscher undF i g. 2 shows a section through the in the device according to F i g. 1 intended facility for treatment the dialysate solution with urease and a zirconium phosphate ion exchanger and

F i g. 3 einen Schnitt durch die bei der Vorrichtung nach F i g. 1 vorgesehene Einrichtung zum Behandeln der Dialysatlösung mit hydratisiertem Zirkoniumoxid und Aktivkohle.F i g. 3 shows a section through the in the device according to FIG. 1 provided device for treating the dialysate solution with hydrated zirconium oxide and activated carbon.

Die in F i g. 1 der Zeichnungen dargestellte Leitung 10 ist an die Ausgangsseite einer künstlichen Niere 11 angeschlossen und weist eine Zahnradpumpe 12 auf, durch welche die Dialysatlösung kontinuierlich durch das System gepumpt wird. Ein bei Druck ansprechender Schalter 13 ist an die mit der Ausgangsseite der Pumpe 12 verbundene Leitung 14 über Lei- »5 tung 15 angeschlossen und unterbricht den Betrieb der Pumpe, falls der Druck in der Leitung 14 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dieser Druckwert hängt jeweils von der Widerstandsfähigkeit der einzelnen Bauteile des Systems ab. Die Leitung 14 ist auch an einen Druckmesser 17 angeschlossen, welcher den Druck in der Leitung 14 s'.römungsaufwärts eines Dreiwegeventils 18 anzeigt. Das Dreiwegeventil verbindet die Leitung 14 entweder mit der Leitung 19 oder mit der Umleitung 2). Das Ventil 18 kann in eine Mittellage gebracht werden, um vollständig die Leitung 14 abzuschließen und um den Umlauf des Systems zum Stillstand zu bringen. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, führt die Leitung 19 durch die Deckplatte 21 einer Behandlungssäule 22 in einen offenen Raum 23. An der Unterseite des Raums 23 ist eine Filterplatte 24, bestehend aus Tuch oder Gewebe, angeordnet. Die Filterplatte 24 bedeckt eine Lage 25, die aus einem Gemisch feinverteilter Urease mit Diatomeenerde besteht. Die Filterplatte verhindert, daß die einströmende Lösung die Oberseite der Lage 25 aufbricht. Unmittelbar unterhalb der Schicht bzw. Lage 25 ist eine Lage 25 aus Diatomeenerde, durch welche verhindert wird, daß die Urease sich in der Säule nach unten bewegt. Eine Lage 27 aus Zirkoniumphosphat in feiner Partikelform ist unterhalb der Lage 26 aus Diatomeenerde vorgesehen. Die Masse der Schichten bzw. Lagen 25 und 26 kann fein genug sein, um als Staub bezeichnet zu werden. Eine weitere, aus Gewebe oder Tuch bestehende Filterplatte 28 ist zwischen der Lage 27 aus Zirkoniumphosphat und einem Strömungsrichtkörper 29 vorgesehen. Der Strömungsrichtkörper leitet die Dialysatströmung zur Auslaßöffnung 30 an der unteren Platte 31 der Säule. Die öffnung 30 steht mit der Auslaßleitung 35 in Verbindung. Die Lösung in der Leitung 14 besteht aus der gewöhnlichen Dialysatlösung plus Abbau- bzw. Ausscheidungsprodukten (Verunreinigungen), welche durch die künstliche Niere 11 vom Patienten aufgenommen wurden. Diese verunreinigten Stoffe enthalten Harnstoff bzw. Urea, Kreatinin und Harnsäure. Wenn die Dialysatlösung durch die Lage 25 aus Urease in der Säule 22 hindurchgeführt wird, wird der Ha:astoff nach Maßgabe folgender Beziehung in Ammoniusnkarbonat übergeführt:The in F i g. 1 of the drawings shown conduit 10 is on the output side of an artificial Connected kidney 11 and has a gear pump 12, through which the dialysate solution is continuous is pumped through the system. A switch 13 that responds to pressure is connected to the output side the pump 12 connected line 14 via line »5 device 15 connected and interrupts the operation of the pump if the pressure in the line 14 is a predetermined Value exceeds. This pressure value depends on the resistance of the individual Components of the system. The line 14 is also connected to a pressure gauge 17, which the Pressure in line 14 s'.upstream of a three-way valve 18 indicates. The three-way valve connects the line 14 either with the line 19 or with the diversion 2). The valve 18 can in be brought to a central position in order to completely close off the line 14 and to circulate the Bring the system to a standstill. As shown in FIG. 2, the line 19 leads through the cover plate 21 of a treatment column 22 into an open space 23. On the underside of the space 23 is a filter plate 24, consisting of cloth or fabric, arranged. The filter plate 24 covers a layer 25 which consists of a mixture of finely divided urease with diatomaceous earth. The filter plate prevents the inflowing solution breaks up the top of layer 25. Immediately below the layer or Layer 25 is a layer 25 of diatomaceous earth, which prevents the urease from settling in the Column moved down. A layer 27 made of zirconium phosphate in fine particle form is provided below the layer 26 of diatomaceous earth. The crowd the layers 25 and 26 can be fine enough to be referred to as dust. Another, made of fabric or cloth filter plate 28 is between the layer 27 of zirconium phosphate and a flow straightening body 29 is provided. The flow straightener directs the dialysate flow to Outlet opening 30 on the lower plate 31 of the column. The opening 30 is in communication with the outlet line 35. The solution in line 14 consists of the usual dialysate solution plus degradation or excretion products (Impurities), which are absorbed by the artificial kidney 11 from the patient became. These contaminated substances contain urea or urea, creatinine and uric acid. When the dialysate solution is passed through the urease layer 25 in the column 22, becomes the substance converted into ammonium carbonate in accordance with the following relationship:

H₂N-C- NH₂ + 2H₂O (NH₄)₂CO₃ H ₂ NC-NH ₂ + 2H ₂ O (NH ₄ ) ₂ CO ₃

Bei geeigneter Arbeitsweise wird im wesentlichen der gesamteHarnstolf umgewandelt, wenn die Lösung in die Lage 27 aus Zirkoniumphosphat eintritt. So kann beispielsweise die durch die Leitung 19 zujicführte Lösung 20 Milligramm Stickstoffgehalt im Blutharnstoff pro 100 ecm Lösung aufweisen und sinkt auf 1 bis 2 Milligramm, wenn sie in die Lage 27 aus Zirkoniumphosphat eingeführt ist. Nach dem Verlassen der Urease findet kein weiterer Wechsel in der Harnstoffkonzentration statt. Die Lage 26 aus Diatomeenerde nimmt alle kolloidalen Substanzen und Partikeln aus der Dialysatlösung und verhindert deren Zirkulation im System.When properly operated, essentially all of the urine stole is converted when the solution enters layer 27 of zirconium phosphate. For example, the feed through line 19 can be used Solution have 20 milligrams of nitrogen content in blood urea per 100 ecm of solution and will decrease to 1 to 2 milligrams when inserted into the zirconium phosphate layer 27. After leaving the urease there is no further change in the urea concentration. The layer 26 made of diatomaceous earth takes all colloidal substances and particles from the dialysate solution and prevents them Circulation in the system.

Wenn die Lösung durch das Zirkoniumphosphai strömt, wird das Ammoniumion aufgenommen und durch Natrium und Wasserstoff ersetzt, so daß die Ammoniumkonzentration in der Auslaßleilunc 35 im wesentlichen Null beträgt. Diese Reaktion läuft wie folgt ab:As the solution flows through the zirconium phosphate, the ammonium ion is absorbed and replaced by sodium and hydrogen, so that the ammonium concentration in the Auslaßleilunc 35 im is essentially zero. This reaction works as follows:

2NH₁ ⁺ + Zr(NaPO₄)_a-H₂O2NH ⁺ ₁ + Zr (NaPO ₄₎ _a -H ₂ O

π- Zr(NH₁PO₄), · Η.,Ο t2Na^f π- Zr (NH ₁ PO ₄ ), · Η., Ο t2Na ^f

Somit wurde in der Auslaßleitung 35 die Harnstoffkonzentration auf 1 oder 2 Milligramm pro 100 ecm reduziert, während die Ammonium-Ionenkonzentration im wesentlichen Null beträgt. Es sollte erwähnt werden, daß die Lösung in der Leitung 19 und in der Auslaßleitung 35 im wesentlichen aus 99 % Wasser besteht. Der Ausdruck »Zirkoniumphor.phat«, welcher im Verlaufe der Beschreibung verwendet wird, bezeichnet in loser Form Zirkoniumphosphat-Ionenaustauscher, so das Zirkoniumphosphatnatrium, wie es in der oben dargestellten Gleichung aufgeführt ist. Hs ist offensichtlich, daß andere Formen von Zirkoniumphosphat-Ionenaustauschern zur Verwendung gebracht werden können.Thus, in the outlet line 35, the urea concentration became 1 or 2 milligrams per 100 ecm reduced while the ammonium ion concentration is essentially zero. It should be mentioned be that the solution in the line 19 and in the outlet line 35 consists essentially of 99% water consists. The term "Zirkoniumphor.phat", which is used in the course of the description, denotes in loose form zirconium phosphate ion exchanger, so the zirconium phosphate sodium, like it in the equation shown above. It is obvious that other forms of zirconium phosphate ion exchangers can be brought to use.

Die Leitung 35 steht mit der näher in I^; i g. 3 dargestellten Behandlungssäule 36 in Verbindung, welche eine Lage 38 aus Aktivkohle über einer Lage 39 aus hydratisiertem Zirkoniumoxid aufweist. F.ine Filterplatte 40 aus Tuch oder Gewebe ist zwischen der Lage 39 und einem Strömungsrichtkörper 41 vorgesehen. Dieser weist Ström ungsflügel auf, um die Strömung zur Auslaßleitung 42 zu leiten. Die Aktivkohle nimmt Harnstoffsäure und Kreatinin als auch andere, organische Abbaustoffe auf, die durch die künstliche Niere vom Patienten abgeführt werden. Die Schicht bzw. Lage 39 aus Zirkoniumoxid nimmt Phosphat und Sulfat aus der Lösung auf; das gesamte Sulfat kommt vom Patienten, während ein Teil des Phosphats vom Patienten und ein anderer Teil vom Zirkoniumphosphat abgeleitet sind.The line 35 is closer to the one in I ^; i g. 3 in connection with the treatment column 36 shown in FIG. 3, which comprises a layer 38 of activated carbon over a layer 39 of hydrated zirconium oxide. A filter plate 40 made of cloth or fabric is provided between the layer 39 and a flow straightening body 41. This has flow vanes in order to direct the flow to the outlet line 42. The activated charcoal absorbs urea acid and creatinine as well as other organic degradation substances, which are removed from the patient by the artificial kidney. The layer 39 of zirconium oxide picks up phosphate and sulfate from the solution; all of the sulfate comes from the patient, while some of the phosphate is derived from the patient and some is derived from the zirconium phosphate.

Die Umleitung 20 verbindet die Leitung 14 mit der Auslaßleitung 42, wenn sich das Ventil 18 in geeigneter Position befindet. Durch die Umleitung 20 kann das gesamte Dialysesystem nach dem Anlauf mit Flüssigkeit gefüllt werden, da die Pumpe in der Leitung befindliche Luft nicht durch die Säulen 22 und 36 pumpen kann. Wenn das System mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird das Ventil 18 in eine Position gebracht, in welcher die Strömung durch die Säule 22 hindurchgefühlt wird. Die Leitung 42 steht mit einem Dreiwegeventil 45 in Verbindung, welches die Lösung ent-The bypass 20 connects the line 14 to the outlet line 42 when the valve 18 is appropriate Position. Through the diversion 20, the entire dialysis system can also be used after the start-up Liquid is filled as the pump does not allow air in the line to pass through columns 22 and 36 can pump. When the system is filled with liquid, the valve 18 is moved to a position in which the flow through column 22 is sensed. The line 42 is connected to a three-way valve 45 in connection, which the solution

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weder zur Abführungsleitung 46 oder zur Leitung 47 bran. Die Elemente des Blutes, wie Zellen, Erythroabzweigt. Die Leitung 47 führt zum Dialysatbehälter48. zylen und Leukozyten, können nicht hindurchgeführt Die Diaiysatlösung wird vor Behandlung des Pa- werden, so daß kein Verlust an Blut, Zellen oder tienten in den Dialysatbehälter 48 eingeführt. Dies Protein durch die Membran während der Dialysegeschicht durch Abnahme der Abdeckung 49, wobei 5 behandlung auftritt. Andererseits können Moleküle das Niveau der Lösung durch den Anzeiger 50 dar- wie Wasser, Salz, Harnstoff, Kreatinin, Harnsäure, gestellt werden kann. Die Luftablaßöffnung 51 in der Aminosäure, Glucose, Zitronensäure usw. durch die Abdeckung 49 ermöglicht ein Entweichen der Luft, Membran in die Diaiysatlösung gelangen,
wenn die Öffnung während der Behandlung des Pa- Das Hindurchleiten von Wasser durch die Membranneither to discharge line 46 nor to line 47 bran. The elements of the blood, such as cells, branch off erythro. The line 47 leads to the dialysate container 48. cylenes and leukocytes cannot be passed through. The dialysate solution is introduced into the dialysate container 48 before treatment of the patient, so that no loss of blood, cells or patients. This protein crosses the membrane during the dialysis shift by removing cover 49, treatment occurring. On the other hand, the level of the solution can be represented by the indicator 50 for molecules, such as water, salt, urea, creatinine, uric acid. The air outlet opening 51 in the amino acid, glucose, citric acid etc. through the cover 49 allows the air to escape, the membrane can get into the Diaiysatlösung,
if the opening during the treatment of the Pa- The passage of water through the membrane

lienten offengelassen wird. Die Luftauslaßöffnung io wird fast vollständig durch den Druckgradienten über kann auch mit einem Ventil 54 ausgestattet werden, der Membran in Abhängigkeit von der Einstellung des um innerhalb des Behälters 48 ein Vakuum zu erzeugen Ventils 66 gesteuert. Der Blutdruck in der Kammer 72 oder um einen Druck darin anzulegen, wie dies im entspricht dem Blutdruck des Patienten, welcher im weiteren Verlauf der Beschreibung dargelegt wird. Die wesentlichen 100 mm bzw. 0,28 kp/cm² beträgt. Der Ausgangshöhe der Lösung am Beginn der Dialyse- 15 Druck der Diaiysatlösung strömungsaufwärts des behandlung wird durch Bezugsnummer 52 bezeichnet; Ventils 66 wird durch den Druck im Dialysatbehälter die Höhe bzw. das Niveau sinkt bis auf das Niveau 53, 48 bestimmt. Falls die Luftauslaßöffnung 54 geöffnet wenn sich das System mit Flüssigkeit füllt. Wenn ist, herrscht Atmosphärendruck. Es kann jedoch ent-Wasscr während der Dialysebehandlung aus dem weder ein Vakuum oder ein Druck im Inneren des Patienten abgezogen wird, steigt das Niveau des 20 Behälters 48 erzeugt werden, wenn das mit der Luft-Wassers wieder an. Ein Strömungsmesser 56 mißt die auslaßöffnung in Verbindung stehende Ventil vor Strömungsgeschwindigkeit der durch die Pumpe 10 in Hindurchleiten der Diaiysatlösung geschlossen wird, der Leitung 55 geförderten Diaiysatlösung. um den Druck der Lösung zu verändern. Ein niedri-is left open. The air outlet opening io is almost completely through the pressure gradient can also be equipped with a valve 54, the membrane controlled as a function of the setting of the valve 66 to generate a vacuum inside the container 48. The blood pressure in the chamber 72 or to apply a pressure therein, as this corresponds to the blood pressure of the patient, which is set out in the further course of the description. The essential 100 mm or 0.28 kp / cm ² is. The initial level of the solution at the start of the dialysis 15 pressure of the dialysis solution upstream of the treatment is indicated by reference number 52; Valve 66 is determined by the pressure in the dialysate container, the height or the level drops to the level 53, 48. If the air outlet port 54 is open when the system fills with liquid. If is, there is atmospheric pressure. However, water can be removed during the dialysis treatment from which neither a vacuum nor a pressure inside the patient is drawn, the level of the container 48 rises when the air-water rises again. A flow meter 56 measures the valve communicating with the outlet port before the flow rate which is closed by the pump 10 in passage of the dialysis solution, the line 55 delivered dialysis solution. to change the pressure of the solution. A low

Eine Infusionsleitung 58 verbindet die Leitung 55 gerer Druck in der Kammer 71 bewirkt, daß Flüssigmit einem Infusionsbehälter 59, der eine Dialysat- 25 keit mit größerer Geschwindigkeit aus dem Blut durch rekonstitulionslösung aus bestimmten Substanzen, bei- die Membran in die Diaiysatlösung gelangt. Ein herspielsweise aus Magnesium und Calciumsalz, enthält. kömmliches Rückschlagventil 73' befindet sich in der In der Leitung 58 befindet sich eine Infusionspumpe um das Ventil 73 herumgeführten Umleitung 74. Das 62 und ein Infusionsmesser 61, um die Strömung zu Rückschlagventil öffnet, wenn das Ventil 66 zu weit steuern, mit welcher die Rekonstitutionslösung der 30 geschlossen wird und dadurch ein einen Bruch der Leitung 55 wieder zugeführt wird. Magnesium und Membran, in der künstlichen Niere bewirkendes Calcium befinden sich in der normalen Diaiysatlösung Druckgefälle entstehen würde. Der Druck an der im Behälter 48, werden jedoch durch die Lage 27 aus Kammer 71 wird kontinuierlich am Druckzeigcr 75 Zirkoniumphosphal. in der Säule 22 abgeführt. Sie für die Diaiysatlösung angezeigt. Falls das Ventil 54 müssen deshalb der Diaiysatlösung wieder zugegeben 35 in der Luftauslaßöffnung geschlossen ist, wird die Einwerden, bevor diese wieder in die künstliche Niere 11 stellung des Ventils 66 nicht wirksam, um den Druckcingeleitet wird. Die Konzentration dieser Substanzen unterschied über der Membran der künstlichen Niere wird in einer Wasserlösung im Infusionsbehälter 49 zu steuern. Falls jedoch ein Vakuum an der Oberseite gesteuert und kann der Verfassung des Patienten des Behälters 48 erzeugt wird und falls das Ventil 54 angepaßt werden. Gewöhnlich ist die Strömungs- 40 der Luftauslaßöffnung geschlossen ist, wird das Ventil geschwindigkeit der Infusion so bemessen, daß 66 wirksam, um den Druckunterschied einzuregeln, 2.5 Milliäquivalent von Calcium und 1.5 Milliäqui- bis der Behälterdruck positiv wird. Wenn man anvalcnte von Magnesium pro Liter Diaiysatlösung bei- nimmt, daß das Ventil 54 in der Luftauslaßöffnung gegeben werden. Die neugebildete bzw. rekonstituierte geöffnet ist, ist es möglich, einen Druck an der gegen-Dialysatlösung wird daraufhin durch ein Heizgerät 64 45 überliegenden Seite der Membran zu erreichen, welcher geleitet, in welchem die Temperatur der Lösung bis von Atmosphärendruck bis zu wenigen zehntel oder zur normalen Körpertemperatur erhöht wird. Die hundertstel Kilopond pro cm² unter Atmosphären- Temperatur wird durch ein Element 65 überwacht. druck reicht.An infusion line 58 connects the line 55. Lower pressure in the chamber 71 causes the liquid with an infusion container 59, which allows dialysate to get out of the blood at a higher rate through reconstitution solution of certain substances, the membrane in both of which passes into the dialysate solution. For example, one made of magnesium and calcium salt contains. Conventional check valve 73 'is located in the line 58 is an infusion pump around the valve 73 bypass 74. The 62 and an infusion meter 61 to open the flow to the check valve when the valve 66 control too far with which the reconstitution solution the 30 is closed and thereby a break in the line 55 is fed back. Magnesium and membrane, in the artificial kidney causing calcium, are located in the normal Diaiysatlösung pressure gradient would arise. The pressure in the container 48, however, through the layer 27 from chamber 71 is continuously at the pressure indicator 75 zirconium atmosphere. Discharged in the column 22. They indicated for the Diaiysatlösung. If the valve 54 must therefore be added to the dialysis solution again 35 in the air outlet opening is closed, before this position of the valve 66 is again in the artificial kidney 11 position of the valve 66 is not effective, to the pressure cone. The concentration of these substances differed across the membrane of the artificial kidney is controlled in a water solution in the infusion container 49. However, if a vacuum is controlled at the top and the condition of the patient of the container 48 is created and if the valve 54 can be adjusted. Usually when the flow 40 of the air vent is closed, the valve rate of infusion is set so that effective to control the pressure differential, 2.5 milliequivalents of calcium and 1.5 milliequivalents until the container pressure becomes positive. Assuming an amount of magnesium per liter of dialysis solution, the valve 54 is placed in the air outlet opening. The newly formed or reconstituted is opened, it is possible to achieve a pressure on the counter-dialysate solution is then passed through a heater 64 45 overlying side of the membrane, in which the temperature of the solution can be reduced from atmospheric pressure to a few tenths or is increased to normal body temperature. The hundredths of a kilopond per cm ² below atmospheric temperature is monitored by an element 65 . pressure is enough.

Ein Ultra-Filtrationsventil 66 befindet sich in der Die normale menschliche Niere ist für die Wasser- An ultra-filtration valve 66 is located in the normal human kidney is for the aquatic

Leitung 55 und besteht aus einem gewöhnlichen Re- 50 balance bzw. für den Wasserausgleich im Körper vergulierventil, welches den Druck der Diaiysatlösung in antwortlich und führt das Wasser aus dem Blut ab, der Dialysatkammer 71 der künstlichen Niere steuert. welches nicht auf andere Weise verlorengeht. Falls die Da durch die Geschwindigkeit der Pumpe die Strö- Niere zur Aufrechterhaltung dieser Wasserbalance mungsgeschwindigkeit gesteuert wird, erzeugt die nicht genau funktioniert, bestimmt die Wirkungsweise Pumpe 12 bei Schließen des Ventils 65 ein Vakuum 55 der Niere beim Abführen des Wassers zur Erzielung in der Kammer 71. Die künstliche Niere enthält eine der Wasserbalance den Druckunterschied, welchei semipermeable Membran, welche die Dialysatkammer durch das Ventil 66 über der Membran eingestellt 71 von der Blutkammer 72 trennt Blut des Patienten wird. Dabei ist ein größerer Druckunterschied (bzw tritt über die Leitung 77 in die Kammer 72 ein und ein Druckdifferential) erforderlich, wenn die Nien verläßt die Kammer 72 über Leitung 76. Es besteht 60 nicht ausreichend funktioniert. Wenn Wasser durcl demnach eine Gegenströmung zwischen Blut und die künstliche Niere aus dem Blut abgeführt wird, trit Diaiysatlösung. Die Membran 73 enthält kleine Löcher es in den geschlossenen Dialysatkreislauf ein. wöbe bzw. Durchlässe molekularer Größe. Durch diese die abgeführte Wassermenge am Niveauzeiger 50 ab Löcher können kleine Moleküle hindurchgeführt gelesen werden kann. Falls die Luftauslaßöffnung 51 werden, während dies bei großen Molekülen nicht 65 während des Hindurchleitens der Dialvsatlösung ge möglich ist. Die normale, kritische Größe liegt bei schlossen ist, kann bei einem Bruch der Nieren etwa 10 000 an Molekulargewicht Je kleiner die Mole- membran nicht mehr Blut vom Patienten abgeführ Kim· -in.? -ir>.\. Mcwci j;eiar._fc>ii -..w Jur^h-ih-. Men-. v^~.r.. „'FH Line 55 and consists of an ordinary re-50 or verifying valve for water equalization in the body, which controls the pressure of the dialysate solution and removes the water from the blood, the dialysate chamber 71 of the artificial kidney. which is not lost in any other way. If the flow rate is controlled by the speed of the pump to maintain this water balance, which does not work exactly, the mode of action pump 12 determines a vacuum 55 of the kidney when the valve 65 is closed when the water is drained to reach the chamber 71. The artificial kidney contains one of the water balance the pressure difference, which is the semipermeable membrane which separates the dialysate chamber through the valve 66 above the membrane 71 from the blood chamber 72 separates the patient's blood. In this case, a greater pressure difference (or enters chamber 72 via line 77 and a pressure differential) is required when the Nien leaves chamber 72 via line 76. It does not function adequately. If water is drawn away from the blood by a countercurrent between the blood and the artificial kidney, dialysis solution occurs. The membrane 73 contains small holes in the closed dialysate circuit. vaults or passages of molecular size. Small molecules can be read through this, the amount of water carried off at the level pointer 50 from holes. If the air outlet opening becomes 51, while with large molecules this is not possible during the passage of the dialvsate solution. The normal, critical size is closed ; if the kidneys break, the molecular weight can be around 10,000. The smaller the molecular membrane, the more blood is no longer drained from the patient . -ir>. \. Mcwci j; eiar. _fc > ii - .. w Jur ^ h-ih-. Men-. v ^ ~ .r .. "'FH

Behälter erforderlich ist. Diese Blutabnahme reicht indessen nicht aus, um für den Patienten tödlich zu sein. Der Patient hat einen gewissen Calcium- und Magnesiumgehalt in seinem Körper. Falls diese Stoffe sich nicht in der Dialysatlösung befinden, wenn, diese entlang der künstlichen Niere 11 geleitet wird, strömt Calcium und Magnesium im Blut des Patienten durch die Membran in die Dialysatlösung und wird schließlich an der Lage 27 entfernt. Folglich wütüe der Patient einen Mangel an Calcium und Magnesium erleiden, falls nicht fortwährend die Subitmzen strömungsabwärts der Lage 27 der Dialysatlösung beigegeben werden. Es wäre möglich, den Verlust dieser Substanzen des Blutes zu kompensieren, indem man diese Substanzen direkt in den Blutstrom injiziert, der in der von der Niere abzweigenden Leitung läuft. Die Injektion erfordert jedoch sterile Arbeitsbedingungen und ist nicht praktisch oder wirtschaftlich.Container is required. However, this blood draw is not sufficient to be fatal to the patient. The patient has a certain amount of calcium and magnesium in his body. If these substances are not in the dialysate solution when it is passed along the artificial kidney 11 flows Calcium and magnesium in the patient's blood cross the membrane into the dialysate solution and will eventually at location 27. Consequently, the patient would be deficient in calcium and magnesium, if not continuously the subflows downstream be added to the layer 27 of the dialysate solution. It would be possible to lose this Compensate for substances in the blood by injecting these substances directly into the bloodstream, the runs in the line branching off from the kidney. However, the injection requires sterile working conditions and is not practical or economical.

Gewöhnlich ist die den Zirkoniumphosphationenaustauscher enthaltende Säule 22 während der ge- ao samten Behandlung eines Patienten verwendbar. Sie sollte nicht länger verwendet werden, wenn die Ammoniumkonzentration einen Wert von 1 Milligramm pro 100 ml erreicht, obwohl sie auch oberhalb dieser Werte wirksam ist. Wenn die Strömung aufrechterhalten wird und wenn die Summe der Ammoniumionen ansteigt, wird Ammonium durch die Leitung 35 abgeführt. Ein wesentlicher Anstieg im Ausgangswert bzw. Ausgangsniveau der Ammoniumkonzentration kann darüber hinaus nicht hingenommen werden.Usually the column 22 containing the zirconium phosphate ion exchanger is during the ge ao can be used for the entire treatment of a patient. They should no longer be used if the ammonium concentration reaches a value of 1 milligram per 100 ml, although it is also above this Values is effective. When the flow is maintained and when the sum of ammonium ions increases, ammonium is discharged through line 35. A substantial increase in baseline or the initial level of the ammonium concentration cannot be accepted.

Die in der Leitung 10 die künstliche Niere 11 verlassende Dialysatlösung enthält die durch die künstliche Niere abgeführten, zahlreichen Verunreinigungen, wie Harnstoff, Kreatinin und Harnstoflsäure sowie Magnesium und Calcium, welche über Leitung 58 als Infusion beigegeben wurden. Wenn die Lösung durch die Säule 22 hindurchgeführt wird, wird der gesamte Harnstoff zusammen mit Magnesium und Calcium, welche durch die Leitung 58 als Infusion beigegeben wurden, abgeführt. Wenn die Lösung danach durch die Säule 36 hindurchgeführt wird, werden Harnstoffsäure, Kreatinin und andere, organische Verunreinigungen abgeführt. Die Lösung wird dann durch Zugabe von Magnesium und Calcium, welche als Infusion in der Leitung 58 beigegeben werden, rekonstituiert, so daß in der Leitung 55 eine normale Dialysatlösung zur Verfügung steht. Diese wird in die Dialysatkammer 71 der künstlichen Niere eingeführt.The dialysate solution leaving the artificial kidney 11 in the line 10 contains that through the artificial kidney Kidney discharged numerous impurities, such as urea, creatinine and urea acid as well Magnesium and calcium, which were added via line 58 as an infusion. When the solution is through the column 22 is passed through, all of the urea together with magnesium and calcium, which were added as an infusion through line 58, discharged. If the solution after that Passing column 36 will result in urea acid, creatinine and other organic contaminants discharged. The solution is then made by adding magnesium and calcium, which are given as an infusion are added in line 58, reconstituted, so that in line 55 a normal dialysate solution is available. This is introduced into the dialysate chamber 71 of the artificial kidney.

Die Strömungsgeschwindigkeit der Lösung durch die künstliche Niere wird durch die Pumpe 12 gesteuert. Druck und Temperatur der Lösung in der künstlichen Niere können durch das Ventil 66 bzw. das Heizgerät 64 bestimmt werden. Wenn der Druck der Dialysatlösung in der Nierenkammer 71 verändert wird, ist es möglich, die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher Wasser zur Beibehaltung der Wasserbalance bzw. des Wasserhaushaltes des Patienten aus der Niere abgeführt wird.The flow rate of the solution through the artificial kidney is controlled by the pump 12. The pressure and temperature of the solution in the artificial kidney can be controlled by the valve 66 and the heater 64 can be determined. When the pressure of the dialysate solution in the kidney chamber 71 changes it is possible to control the speed at which water is used to maintain the water balance or the water balance of the patient is discharged from the kidney.

Die kontinuierliche Infusion von Magnesium und Calcium in die Dialysatlösung gewährleistet, daß diese Substanzen aus dem Blutstrom nicht abgeführt werden. Jeder Patient kann je nach der chemischen Beschaffenheit seines Körpers behandelt werden, ohne daß dabei große Volumen spezifischer Dialysatlösungen eingesetzt werden müssen. So können in einer gewöhnlichen Lösung die erforderlichen Mengen an Calcium und Magnesium aufrechterhalten werden, indem einfach die Infusionsgeschwindigkeit entsprechend eingestellt wird. Patienten, deren Körper besondere anorganische oder organische Substanzen zuzuführen sind, könner diese Substanzen in geeigneter Menge mit der Re konstitutionslösung zugeführt werden.The continuous infusion of magnesium and calcium into the dialysate solution ensures that this Substances from the bloodstream are not removed. Each patient can vary depending on the chemical makeup his body can be treated without using large volumes of specific dialysate solutions Need to become. So in an ordinary solution the required amounts of calcium and Magnesium can be maintained by simply adjusting the infusion rate accordingly will. Patients whose bodies are to be supplied with special inorganic or organic substances can these substances are supplied in a suitable amount with the reconstitution solution.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 609 640/101For this purpose 2 sheets of drawings 609 640/101

Claims

Patent claims:

1. Method of treating a circulatory system past the membrane of an artificial kidney Dialysate solution, in which the dialysate solution that has flowed past the membrane to the Conversion of the absorbed urea into ammonium carbonate with urease and for removal the ammonium ions from the ammonium carbonate with a zirconium phosphate ion exchanger is treated, characterized in that the dialysate solution for Removal of ingested phosphate is treated with hydrated zirconium oxide.

2. The method according to claim 1, characterized in that the dialysate solution also is still being treated with activated charcoal.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the dialysate solution before the ao Calcium and magnesium are added as they flow past the membrane.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for determination which passes through the membrane into the dialysate The volume of the dialysate solution is measured continuously with the amount of liquid entering the solution will.

5. Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a circulation circuit for dialysate solution, in which the membrane of the artificial kidney is arranged and urease and a zirconium phosphate ion exchanger are provided, characterized in that additionally hydrated in the circulation circuit (10, 14, 35, 47, 55) Zirconium oxide (39, Fig. 3) is provided.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in the circulation circuit (10, 14, 35, 47, 55), activated carbon (38, FIG. 3) is also provided.

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that with the circulation circuit (10, 14, 35, 47, 55) a container (48) for receiving via the membrane (73) into the circulation circuit entering liquid is in communication.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that for determining the liquid level in the container (48) a level sensor (50) is provided, which is an indication of the The membrane (73) supplies the amount of liquid entering the circulation circuit (10, 14, 35, 47, 55).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that with the Circulation circuit (10, 14, 35, 47, 55) a calcium and magnesium source (59) in connection from the calcium and magnesium in the cleaned, the membrane (73) flowing Dialysate solution are insertable.