EA029566B1

EA029566B1 - Устройство для гемодиафильтрации

Info

Publication number: EA029566B1
Application number: EA201591149A
Authority: EA
Inventors: Ульрих Чулена; Йоахим Янковски; Анзельм Фабиг; Карстен Мюллер
Original assignee: Фрезениус Медикал Кэр Дойчланд Гмбх
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2018-04-30
Also published as: EA201591149A1; KR20150097785A; AU2013362119B2; CN104902940A; JP6514109B2; CA2895350C; BR112015014618B1; US10172994B2; JP2016500319A; US20150343134A1; CA2895350A1; WO2014095073A1; KR102211104B1; BR112015014618A2; EP2934620A1; EP2934620B1; CN104902940B; DE102012025052A1; AU2013362119A1

Abstract

Изобретение относится к устройству для гемодиафильтрации с экстракорпоральной системой циркуляции крови (10) для забора очищаемой крови, а также с гемодиализатором и/или гемофильтром (20), который соединен с системой циркуляции крови (10), при этом система циркуляции крови (10) выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор, и/или гемофильтр (20) имеет по меньшей мере по одному входу (12, 14) для поступления замещающей жидкости, отличающееся тем, что данное устройство включает измерительные устройства для регистрации трансмембранного давления и/или гематокрита (НКТ) и/или плотности крови, при этом измерительные устройства соединены с блоком управления (100) для регулирования одного или нескольких значений из трансмембранного давления, и/или гематокрита (НКТ), и/или плотности крови, при этом блок управления (100) сконструирован таким образом, что регулирование происходит с помощью по меньшей мере одной из скоростей вливания (Qpre, Qpost) замещающей жидкости (13, 15), и тем, что очищаемая кровь перед и/или во время контакта с гемодиализатором и/или гемофильтром (20) подвергается действию высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля (70).

Description

Изобретение относится к устройству для гемодиафильтрации с экстракорпоральной системой циркуляции крови (10) для забора очищаемой крови, а также с гемодиализатором и/или гемофильтром (20), который соединен с системой циркуляции крови (10), при этом система циркуляции крови (10) выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор, и/или гемофильтр (20) имеет по меньшей мере по одному входу (12, 14) для поступления замещающей жидкости, отличающееся тем, что данное устройство включает измерительные устройства для регистрации трансмембранного давления и/или гематокрита (НКТ) и/или плотности крови, при этом измерительные устройства соединены с блоком управления (100) для регулирования одного или нескольких значений из трансмембранного давления, и/или гематокрита (НКТ), и/ или плотности крови, при этом блок управления (100) сконструирован таким образом, что регулирование происходит с помощью по меньшей мере одной из скоростей вливания (Р₅рге, Ρ^ροδΐ) замещающей жидкости (13, 15), и тем, что очищаемая кровь перед и/или во время контакта с гемодиализатором и/или гемофильтром (20) подвергается действию высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля (70).

029566

Данное изобретение относится к устройству для проведения гемодиафильтрационной обработки под воздействием электромагнитного переменного поля и/или электрического постоянного поля.

Задачей здоровой почки является удаление конечных продуктов обмена веществ (веществ, выделяемых с мочой) и токсичных веществ (уремических токсинов) из тела посредством образования мочи. При этом почка удаляет широкий спектр веществ с различной молекулярной массой. Обзор уремических токсинов опубликован К. УаиЬоМег и др. (К. УаиЬоМег с1 а1., Кабпсу 1и!егпайоиа1, 63 (2003), 1934-1943). Уремические токсины делятся на три класса на основании их молекулярных масс. Токсины с молекулярной массой менее 500 Да образуют группу с низкой молекулярной массой. Молекулярная масса средних молекул находится в средней области от 500 до 12000 Да. К средним молекулам принадлежат, например, в₂-микроглобулин (11800 Да). Третий класс уремических токсинов образуют молекулы с молекулярной массой выше 12000 Да.

Кроме того, уремические токсины различаются растворимостью в воде. Примерами хорошо растворимых в воде уремических токсинов с низкой молекулярной массой являются мочевина, креатинин, оксалаты, гуанидин и мочевая кислота.

Примерами плохо растворимых в воде уремических токсинов являются р-крезол, индоксилсульфат, фенол, гиппуровая кислота и гомоцистеин. Данные уремические токсины находятся в сыворотке и преимущественно связаны с белками.

У здоровых людей уремические токсины с помощью почек выводятся с мочой. При хронической почечной недостаточности уремические токсины остаются в крови пациента и их необходимо удалять с помощью гемодиализа или перитонеального диализа.

В то время как удаление водорастворимых токсинов, таких как, например, мочевина или креатинин с помощью гемодиализа происходит очень хорошо, удаление плохо растворимых в воде гидрофобных уремических токсинов с помощью процесса гемодиализа из-за связывания с белками сильно затруднено. В общем, исходят из того, что существует химическое равновесие между свободным, растворенным токсином и связанным с белком токсином, которое сильно смещено в сторону связанного с белком токсина. Это означает то, что большая часть этих уремических токсинов связана с белками, и только маленькая часть растворена в плазме крови.

Так как в случае большей части веществ речь идет о низкомолекулярных компонентах, малая часть которых находится в свободной форме, принципиально их можно подвергнуть диализу.

Кроме того, предполагают, что альбумин действует как связывающий партнер для гидрофобных уремических токсинов. Альбумин по причине его молекулярной массы задерживается диализной мембраной. Альбумин не удаляется в процессе гемодиализа. Таким образом, из крови пациента можно удалить только свободную, растворенную часть уремических токсинов. Установление равновесия при диализе является лимитирующей стадией, определяющей скорость процесса. Следует ожидать, что после удаления растворенных токсинов из крови, равновесие между свободными и связанными с белком токсинами установится по новому и при достаточно продолжительном диализе можно удалить значительную часть токсинов, однако этого времени нет в распоряжении при гемодиализной обработке. Таким образом, существует потребность в способе диализа, при котором также можно удалять связанные с белком уремические токсины из крови пациента.

Данное изобретение относится к устройству для гемодиафильтрации с экстракорпоральной системой кровообращения для забора очищаемой крови, а также с гемодиализатором и/или гемофильтром, который соединен с системой кровообращения, при этом система кровообращения выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр, имеет по меньшей мере по одному входу для поступления замещающей жидкости. Далее, данное устройство имеет средство для генерирования высокочастотного, электромагнитного переменного поля и/или устройство для генерирования электрического постоянного поля, при этом очищаемая кровь перед и/или во время контакта с диализатором подвергается воздействию высокочастотного, электромагнитного переменного поля и/или электрического постоянного поля. Вместе с этим данное изобретение предоставляет способ, который смещает положение равновесия между свободным и связанным с белком токсином и ускоряет установление равновесия во время диализной обработки.

Способы гемодиализа и гемофильтрации известны специалистам. В публикациях "Кер1аеешеи1 о£ Кеиа1 РиисНои Ьу Э|а1у515" (Эгиккег, Рагзоиз иий МаЬег; К1и№ег Асайеш1с РиЬЬзЬегз, 4. Аийаде 1996; и "Нето±а1у515 МасЫиез аиб Моийогз" Η.Ό. Ро1азсЬедд иий Ν.^. Ьеуш), на которые ссылаются в данной работе, собраны важнейшие способы гемодиализа и устройства гемодиализа, при этом при гемодиализе кровь пациента через трубку для артериальной крови поступает в камеру для крови диализатора. Обычно кровь транспортируется с помощью расположенного в трубке для артериальной крови перистальтического ротационного насоса. После прохождения через насос кровь проходит через камеру для крови диализатора, а затем через венозную капельную камеру и соединенную с ней трубку для венозной крови возвращается пациенту. С венозной капельной камерой соединен монитор венозного давления в качестве защитной системы для прямого распознавания потери крови в окружающую среду. При необходимости в случае так называемого диализа с одной иглой, две иглы, необходимые для артериальной и венозной канюлей, заменяют одной иглой. В данном виде диализа экстракорпоральная система кровообращения

- 1 029566

состоит из канюли с одной иглой с присоединенным Υ-тройником. Из диализатора венозная трубка ведет обратно к Υ -тройнику. Артериальная и венозная трубки попеременно закрываются зажимами. Работают один или несколько насосов для крови для того, чтобы обеспечить переменный поток к и от Υ-тройника.

При гемодиализе происходит удаление растворенных веществ из крови посредством диффузии через мембрану диализатора. Хотя для ультрафильтрации избыточной воды у пациента дополнительно применяют небольшое трансмембранное давление, данная фильтрация не играет какой-либо роли для очистки крови от особых веществ.

Удаление растворенных веществ при гемофильтрации происходит посредством конвекции, а не диффузии. Одновременно ультрафильтрат почти полностью замещается замещающей жидкостью, которая имеет сходный состав с диализатом при диализе. В данном способе отмечают схожесть с естественной почкой и эффективное удаление больших молекул. Удаление низкомолекулярных веществ, напротив, снижается по сравнению с гемодиализом, так как можно отфильтровать самое большее 45% крови так называемой гемофильтрацией с постдилюцией. В настоящее время гемофильтрация из-за высокой стоимости стандартных заменяющих жидкостей и необходимой высокой пропускной способности для крови при проведении обработки в сопоставимых промежутках времени, применяется только у небольшого количества пациентов.

Устройства для гемофильтрации для длительного лечения включают такие же экстракорпоральные системы насосов и системы контроля, как устройства для гемодиализа. Циркуляция диализата заменяется системами для выравнивания жидкости и нагревания. В так называемом режиме предилюции к крови выше по ходу потока, чем диализатор, добавляют замещающую жидкость, и фильтрат образуется с помощью соответствующего трансмембранного давления. Для клинической эффективности необходимо очень большое количество замещающей жидкости. Из-за высокой стоимости стандартных замещающих жидкостей данный способ до сих пор еще не пользуется успехом, а общепринятым является режим постдилюции, так как в нем требуется меньше замещающей жидкости. В данном режиме замещающую жидкость добавляют к крови ниже по ходу потока, чем диализатор. В режиме постдилюции достигают хорошего коэффициента очистки. В течение 4-часовой обработки обычно добавляют примерно от 20 до 24 л замещающей жидкости. Однако эффективность способа ограничена критическим трансмембранным давлением, выше которого может произойти повреждение крови.

Для выравнивания жидкости предусмотрены различные системы. При гравиметрическом способе выравнивания ультрафильтрат с помощью насоса для ультрафильтрата сливается в пакет или контейнер, который висит или стоит на выравнивающей платформе. Замещающая жидкость из пакета или контейнера, находящегося на той же выравнивающей платформе с помощью другого насоса перекачивается в венозную капельную камеру. Конечного удаления жидкости достигают либо с помощью дополнительного насоса для ультрафильтрации или с помощью программируемого блока, который управляет замещающим насосом таким образом, что поступает меньше жидкости, чем удаляется фильтрационным насосом.

Гемодиафильтрацию, представляющую собой комбинацию из гемодиализа и гемофильтрации, проводят таким образом, что комбинируют экстракорпоральную систему кровообращения устройства гемофильтрации и устройства гемодиализа. Устройства гемодиализа с волюметрическим контролем ультрафильтрации легко можно адаптировать для гемодиафильтрации, которая является более экономичной. Гемодиафильтрация особенно экономична, если замещающую жидкость в процессе эксплуатации получают из диализной жидкости.

Параметры процедуры, такие как содержание диализата (концентрация натрия), скорость ультрафильтрации, расход крови и диализата во время диализа изменяют для того, чтобы поддерживать или повышать эффективность и/или для того, чтобы уменьшить возникающие во время диализа симптомы. Изменение происходит в соответствии с кинетической моделью или, чаще, с "клинической оценкой". Встречающиеся во время диализа симптомы, в частности низкое кровяное давление, находятся в тесной связи с ультрафильтрацией. В устройствах для диализа с насосом для ультрафильтрации, который не зависит от насоса для диализата, происходит профилирование посредством изменения скорости ультрафильтрации.

В общем можно сделать вывод о том, что при гемодиализе кровь пациента очищается, за счет того, что удаляемые из крови вещества по причине разности концентраций диффундируют через мембрану диализатора и таким образом достигают диализной жидкости. Движущей силой при гемофильтрации по существу является разность давлений поперек мембраны, которая вызывает конвективное перемещение веществ через мембрану и при этом кровь, прежде всего, также очищается от высокомолекулярных веществ. При гемофильтрации, а также при комбинированном способе гемодиафильтрации, из крови пациента удаляют жидкость, которую замещают вплоть до небольшой итоговой разницы для управления выравниванием жидкости.

Предилюцию предпочтительно применяют у тех пациентов, у которых существует высокий риск коагуляции или свертывания крови. Эти риски уменьшаются при разбавлении крови перед обработкой крови.

Низкий гематокрит приводит к соответствующему большому количеству свободной, т.е. несвязанной воды, что делает возможным характерное конвективное перемещение веществ через мембрану. В

- 2 029566

соответствии с этим эффект очистки от средне- и высокомолекулярных веществ в режиме предилюции выше, чем в режиме постдилюции.

Кроме того, предилюция очищаемой крови приводит к тому, что большее количество связанных с протеинами уремических токсинов переходит в плазму и могут быть подвергнуты диализу. Поэтому в данном изобретении предпочтительно, чтобы соотношение скоростей вливания (ф₈рге, Ο,ροδΙ) замещающей жидкости регулировалось бы таким образом, чтобы О,рге была всегда больше или равна Ο,ροδΙ. Предпочтительно соотношение скоростей вливания О_:,рге/О,ро51 составляет по меньшей мере 1,2.

Для того чтобы соединить преимущества режимов предилюции и постдилюции друг с другом, в частности предлагается применять оба режима одновременно с постоянным соотношением расходов замещающих жидкостей для предилюции и постдилюции (Ь. Ребпш ииб V. Ое Сг181о£аго, ЛЬ81гае1 Ье1ш ΕΌΤΝΕΚΑ-Κοη§ΐΐ88 ίη Мабпб. 1999).

Документ 4О 98/50091 относится к способу управления устройством для очищения крови, которое включает расположенные выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем фильтр по меньшей мере по одному входу в систему циркуляции крови для поступления замещающей жидкости. Блок управления предусмотрен для контроля за насосом для крови, насосом для ультрафильтрата и насосом для замещающей жидкости, а также для контроля устройства взвешивания количеств соответствующих жидкостей. Блок управления контролирует насосы через определенные промежутки времени для того, чтобы регулировать скорость потока крови, ультрафильтрата и замещающих веществ в конкретный момент времени.

Документ 4О 00/09182 относится к устройству с гидравлическим приводом, которое пригодно для того, чтобы определенные элементы крови и/или компоненты крови отделять посредством диффузии через полупроницаемую мембрану. Устройство снабжено насосом для крови, насосом для подачи замещающей жидкости для предилюции, насосом для подачи замещающей жидкости для постдилюции, а также насосом для ультрафильтрации. Клапаны расположены таким образом, чтобы жидкость проходила через емкость, которая может соединяться с каждым насосом потоком жидкости для того, чтобы управлять режимами работы насосов и, следовательно, скоростями потоков соответствующих жидкостей.

Недостаток режима постдилюции состоит в том, что во время очищения крови на мембране гемодиализатора и/или гемофильтра образуется ограничивающая мембрана. Толщина этой мембраны увеличивается с увеличением времени работы, что снижает проницаемость мембраны. Вследствие этого, при остающемся постоянным трансмембранном давлении, ухудшается эффективность очищения. Чтобы достичь постоянной эффективности очищения, требуется поднимать трансмембранное давление, что может привести к повреждению мембраны.

В патенте США 5578223 раскрывают искусственную почку, которая работает в режиме постдилюции и пригодна для применения в процедурах гемофильтрации, гемодиализа и гемодиафильтрации. Для того чтобы поддерживать желаемую концентрацию бикарбоната в крови пациента, устройство включает средство для перфузирования содержащей бикарбонат жидкости в экстракорпоральную систему циркуляции крови после прохождения через обменное и дозирующее устройство для установления концентрации бикарбоната в крови пациента на желаемом уровне. Экстракционный насос, который соединен с выходом из обменного устройства, управляется блоком управления, чтобы получать желаемый размер потери веса во время процедуры. Скорость потока раствора бикарбоната регулируют с помощью блока управления в зависимости от скорости потока экстракционного насоса, желаемой концентрации бикарбоната в крови пациента и концентрации раствора бикарбоната перед перфузией в экстракорпоральную систему циркуляции крови.

Задачей данного изобретения является предоставление устройства для очищения крови посредством гемодиализа и/или гемофильтрации, в котором можно комбинировать преимущества режимов предилюции и постдилюции, и в котором одновременно улучшена эффективность очищения в гемодиализаторе и/или гемофильтре от связанных с белками токсинов.

В сравнении с устройством согласно п. 1 ограничительной части формулы изобретения, задачу данного изобретения можно решить, если устройство включает измерительные устройства для регистрации трансмембранного давления, и/или гематокрита, и/или плотности крови, при этом измерительные устройства соединены с блоком управления (100) для регулирования одного или нескольких показателей: трансмембранного давления, и/или гематокрита, и/или плотности крови, при этом блок управления сконструирован таким образом, что регулирование происходит с помощью по меньшей мере одной из скоростей вливания замещающей жидкости, и если очищаемая кровь перед и/или во время контакта с диализатором подвергается действию высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля.

Устройство по изобретению согласно п.1 ограничительной части формулы изобретения дополнительно имеет средство для получения высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля. В основе данного изобретения лежат научные сведения о том, что установление равновесия между связанными с белками и свободными токсинами может быть ускорено с помощью высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля. Специалистам известны такие способы. Устройство по изобретению для получения высокочастотного электромагнитного поля

- 3 029566

может иметь, например, высокочастотный конденсатор, высокочастотную катушку и/или высокочастотный электрод. Высокочастотное электромагнитное поле имеет частоту от 100 кГц до 2 ГГц, предпочтительно от 1 МГ ц до 1 ГГ ц.

Кроме того, устройство по изобретению может иметь средство для получения электрического постоянного поля. Специалистам известны такие способы. Устройство по изобретению может, например, быть образовано из плоского конденсатора с двумя, четырьмя или более пластинами. Электрическое постоянное поле имеет напряженность поля до 1500 В/м. В предпочтительном варианте осуществления электрическое постоянное поле имеет напряженность поля от 10 до 400 В/м, особенно предпочтительно от 100 до 250 В/м. С помощью низкочастотного реверсирования пластин конденсатора можно получать вращающееся или блуждающее постоянное поле.

Средство для получения высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля может быть выполнено таким образом, и расположено в или у системы циркуляции крови таким образом, чтобы очищаемая кровь подвергалась воздействию высокочастотного электромагнитного поля перед, во время или и перед и во время контакта очищаемой крови с диализатором или с полупроницаемой мембраной диализатора.

Благодаря добавлению замещающего раствора в экстракорпоральную систему циркуляции крови выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр, можно с одной стороны комбинировать преимущества постдилюции и предилюции, т.е. достигать удовлетворительных результатов очистки от низкомолекулярных веществ, а также от средне- и высокомолекулярных веществ. С другой стороны согласно данному изобретению скорости вливаний одной или обеих добавляемых выше по ходу потока и ниже по ходу потока замещающих жидкостей применяют для регулирования технологических параметров и/или параметров крови.

Например, в случае высокого трансмембранного давления или высокого значения гематокрита крови можно повысить скорость вливания добавляемого выше по ходу потока, чем диализатор замещающего раствора до достижения желаемого значения регулируемых значений или до попадания значений в заданные границы. Соответственно, в случае низкого трансмембранного давления или низкого значения гематокрита можно повысить скорость вливания добавляемой ниже по ходу потока, чем диализатор замещающей жидкости, что в результате приведет к большему перепаду концентраций над мембраной и вследствие этого к улучшению диффузионного перемещения веществ, т.е. к улучшению эффективности очистки от низкомолекулярных веществ.

Скорость вливания добавляемого замещающего раствора выше по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр предпочтительно повышают по отношению к скорости вливания замещающего раствора, добавляемого ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр, при увеличивающемся трансмембранном давлении и/или увеличивающейся плотности крови и/или увеличивающемся значении гематокрита крови.

Трансмембранное давление, и/или гематокрит, и/или плотность крови можно определять непрерывно.

Особенно предпочтительно скорость вливания замещающих растворов выбирают таким образом, чтобы образовывалась по существу неподвижная ограничительная мембрана на противоположной к камере, через которую чечет кровь, стороне мембраны гемодиализатора и/или гемофильтра. Благодаря этому получают преимущество, состоящее в том, что эффективность и значение коэффициента просеивания гемодиализатора и/или гемофильтра остаются постоянными во время процедуры.

Кроме того, предилюция очищаемой крови приводит к тому, что больше связанных с белками уремических токсинов переходит в плазму и могут быть диализированы, в частности под действием электрического поля. Поэтому в данном изобретении предпочтительно, чтобы соотношение скоростей вливаний (О,ргс. Ο,ροδΙ) замещающей жидкости регулировали таким образом, чтобы О,ргс было больше или равно ОщоЦ. Предпочтительно соотношение скоростей вливания О,ргс/О,ро51 составляет по меньшей мере 1,2. Особенно предпочтительно соотношение скоростей вливания О_:,ргс/О_:,ро51 составляет по меньшей мере 1,5.

Соотношение скоростей вливания замещающих растворов Ощгс/ОщоЦ в потоке крови можно после окончания обработки изменить для того, чтобы растворилась ограничительная мембрана. Таким образом, большую часть образующих ограничительную мембрану белков после окончания обработки крови можно возвратить пациенту.

Измерительные устройства могут включать датчики давления, которые расположены в экстракорпоральной системе циркуляции крови и/или в системе циркуляции диализной жидкости выше по ходу потока и/или ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр.

В другом варианте осуществления данного изобретения измерительные устройства включают датчики в экстракорпоральной системе циркуляции крови выше по ходу потока и/или ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр для измерения значений гематокрита.

Согласно предпочтительному варианту осуществления средство для регулирования по меньшей мере одной скорости вливания (Ц^рге, ОщоЦ) представляет собой насос в подводящей трубке.

В другом варианте осуществления средство для регулирования по меньшей мере одной скорости

- 4 029566

вливания (О_?,ргс. Ρ,ροδΙ) представляет собой вентиль в подводящей трубке.

Другие подробности и преимущества данного изобретения разъясняются с помощью следующих фигур и примеров вариантов осуществления.

На фигурах представлено:

фиг. 1: схематическое изображение части экстракорпоральной системы циркуляции крови, а также системы циркуляции диализной жидкости с гемодиализатором и гемофильтром, а также с подводящими трубками для замещающей жидкости;

фиг. 2: экспериментальные результаты, относящиеся к влиянию высокочастотного электромагнитного поля на связанную с белком часть уремических токсинов;

фиг. 3: экспериментальные результаты, как доказательство отсутствия повреждения мембраны высокочастотным полем;

фиг. 4: экспериментальные результаты, относящиеся к влиянию НР-поля с областью частот от 1 до 170 МГц на связанную с белками часть уремических токсинов;

фиг. 5: экспериментальные результаты, относящиеся к влиянию НР-поля с областью частот от 110 до 115 МГц на связанную с белками часть уремических токсинов;

фиг. 6: экспериментальные результаты, относящиеся к влиянию Н-поля с областью частот от 1 до 6 МГц, а также от 9 до 13 МГц на связанную с белками часть уремических токсинов; и

фиг. 7: экспериментальные результаты, относящиеся к влиянию напряженности поля на связанную с белками часть уремических токсинов.

На фиг. 1 показана часть экстракорпоральной системы циркуляции крови 10, через которую кровь со скоростью потока РВ с помощью насоса для крови 11 циркулирует в направлении стрелок. В экстракорпоральной системе циркуляции крови 10 выше по ходу потока, чем гемодиализатор или гемофильтр 20 расположен датчик давления 40, а также датчик 50 для измерения артериального давления крови Р^, а также значений гематокрита НКТ_1П перед очищением крови.

Ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр 20, расположены соответствующие измерительные устройства 40, 50 для измерения соответствующих значений Р_теп и НКТ_О1|| после очищения крови.

Противотоком к потоку крови течет диализная жидкость в направлении стрелок со скоростью потока РР через гемодиализатор или гемофильтр 20. Трубка для диализной жидкости 30 имеет датчик давления 40 выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор или гемофильтр, для определения давления Р_сш и Р_сои! диализной жидкости. Циркуляция диализной жидкости регулируется с помощью насосов и/или выравнивающего устройства 31 и 32.

Гемодиализатор и/или гемофильтр полупроницаемой мембраной 21 разделен на камеру для крови 22 и камеру для диализной жидкости 23.

Гемодиализатор и/или гемофильтр 20 окружены средством для получения высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля 70.

В другом варианте осуществления наряду с гемодиализатором и/или гемофильтром 20 также находящаяся выше по ходу потока часть экстракорпоральной системы циркуляции крови 10 окружена средством для получения высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля 70. Выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр 20 предусмотрены трубки 12, 14 с гидравлическими насосами 13 или 15, с помощью которых замещающая жидкость добавляется к крови, протекающей во время процедуры в экстракорпоральной системе циркуляции крови 10. Соответствующие скорости потоков обозначены Р,ргс и Ρ,ροδΙ.

Обе скорости вливания Р,ргс и Ρ,ροδΙ замещающей жидкости согласно данному изобретению можно изменить с помощью блока управления 100. Блок управления 100 соединен со всеми представленными исполнительными устройствами и датчиками с помощью не представленных на фиг. соединений. Изменение скоростей вливания происходит в соответствии с измеренным значением регулируемого значения. В представленном на фиг. 1 варианте осуществления измеряемыми значениями являются артериальное и венозное давление крови Р_аг1, Р_теп, а также давление диализной жидкости Р_сш и Р_сои! перед и после прохождения через гемодиализатор и гемофильтр 20. Исходя из измеренных значений, определенное трансмембранное давление ТМР согласно данному изобретению с помощью изменения скоростей потоков Р,ргс и Ρ,ροδΙ устанавливают на желаемое заданное значение или оставляют прежнее значение. Вместо трансмембранного давления ТМР в качестве регулируемого значения можно применять гематокрит НКТ_1П, ΗΚΤ_ΟΙΙΙ. ТМР также можно оценить с помощью меньшего количества датчиков, чем представленные четыре датчика давления. В применяемых в настоящее время устройствах для диализа обычно применяют датчики давления только для Р_теп и Р^иГ

С помощью заявляемого устройства достигают того, что ограничительная мембрана, которая образуется на противоположной к камере, в которой находится кровь, стороне мембраны гемодиализатора или гемофильтра, сохраняется в стационарном состоянии, что в результате приводит к постоянному спектру очистки, а также к постоянной степени очистки во время процедуры. Одновременно трансмембранное давление может оставаться постоянным во время процедуры, так как обусловленное мембраной и ограничительной мембраной падение давления также остается постоянным.

- 5 029566

Благодаря ограничению трансмембранного давления заданным значением можно предотвратить опасность обусловленной большой силой конвекции экстенсивной потери альбумина через мембрану. При применении мембран с высокой плотностью потока ограничение трансмембранного давления особенно важно.

Прежде всего, у пациентов с большими проблемами со свертываемостью крови комбинация из предилюции и постдилюции способствует уменьшению потребления гепарина, который обычно вливают в кровь для того, чтобы предотвратить свертывание крови в экстракорпоральной системе циркуляции крови. Если кровь разбавлять выше по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр, то требуется меньшее количество препятствующей свертыванию жидкости для того, чтобы снизить опасность свертывания крови в гемодиализаторе и/или гемофильтре, так как там самая большая опасность для свертывания крови в экстракорпоральной системе циркуляции крови.

Помимо упомянутого выше преимущества постоянного режима работы, благодаря комбинации предилюции и постдилюции, а также благодаря воздействию высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля достигают хорошей эффективности очистки для связанных с белками уремических токсинов.

Приведенные ниже результаты исследований служат экспериментальным доказательством влияния электрического поля на отделение связанных с белками токсинов во время диализа.

В примере варианта осуществления 1 описано влияние НР-поля с областью частот от 1 до 20 МГц. В примере варианта осуществления 2 показано влияние НР-поля с областью частот от 1 до 170 МГц на отделение фенилуксусной кислоты. Под влиянием НР-поля можно повысить степень отделения фенилуксусной кислоты по меньшей мере до 45,3%. В поддиапазоне от 110 до 120 МГц эффект с результатом 54,6% был особенно выражен. В примере варианта осуществления 3 поддиапазон от 110 до 120 МГц изучают подробнее. В примере варианта осуществления 4 показано влияние Н-поля в области 1-6 МГц, а также 9-13 МГц. В примере варианта осуществления 5 показано влияние напряженности поля на отделение фенилуксусной кислоты.

Температура во всех примерах варианта осуществления с 1 по 5 оставалась постоянной, так что наблюдаемые изменения основывались на свойствах электрического поля, а не на нагревании.

Пример варианта осуществления 1.

В серии лабораторных опытов исследовали влияние высокочастотного электромагнитного поля на связанную с белками часть уремических токсинов.

Для этого модуль диализа получали таким образом, что традиционные капилляры для гемофильтрации с помощью силикона в виде петель отливались в муфту для ввода шприца. В упомянутый модуль вводили водный раствор альбумина в присутствии уремических токсинов фенилуксусной кислоты, пгидроксигиппуровой кислоты и индоксилсульфата. С помощью шприцевого насоса данный раствор фильтровали в диализном модуле 10 мин. Затем с применением высокочастотных электродов (НРэлектроды) в растворе индуцировали высокочастотное электромагнитное поле. У электромагнитного поля с помощью источника высокочастотного напряжения в течение 10 мин увеличивали частоту с 1 до 20 МГц с шагом 1 МГц. В полученном фильтрате определяли концентрации ранее добавленных к искусственной плазме уремических токсинов фенилуксусной кислоты, п-гидроксигиппуровой кислоты и индоксилсульфата. С помощью сравнения концентраций уремических токсинов в полученном фильтрате можно оценить воздействие НР-поля на связь между белками и уремическими токсинами.

Количественное определение концентрации уремических токсинов в полученном фильтрате показало, что высокочастотное электромагнитное поле значительно увеличивает степень фильтрации связанных с белками уремических токсинов (фиг. 2). Для того чтобы проверить, повреждает ли высокочастотное электромагнитное поле диализную мембрану, определяли концентрацию белков в фильтрате с помощью окраски белков по Брэдфорду. Результаты показали, что не обнаруживается существенного изменения концентрации белков в модуле диализа без влияния и под влиянием высокочастотного электромагнитного поля (фиг. 3). На основе этих данных можно исключить макроскопическое повреждение мембраны.

Пример варианта осуществления 2.

Исследование влияния НР-поля в области частот от 1 до 170 МГц.

В модуль диализа из примера 1 вводили водный раствор бычьего сывороточного альбумина (ВЗА. 60 мг/мл) в присутствии уремического токсина фенилуксусной кислоты (1 ммоль/л в 0,9% растворе ЯаС1). НР-поле с областью частот 1-170 МГц варьировало в поддиапазонах 10 МГц, результаты сравнивали с контрольным испытанием без НР-поля.

Количественное определение фенилуксусной кислоты происходило с помощью НРЬС.

Результаты исследований приведены на фиг. 4. Под действием НР-поля степень отделения фенилуксусной кислоты можно поднять по меньшей мере до 45,3%. В подобласти от 110 до 120 МГц эффект с результатом 54,6% был особенно выражен.

Пример варианта осуществления 3.

Этот пример варианта осуществления дополняет исследование из примера варианта осуществления 2, и показывает, что эффект в подобласти от 110 до 120 МГц особенно выражен.

- 6 029566

В последующих исследованиях примера варианта осуществления 3 в частности область частот от 110 до 115 МГц идентифицировали как эффективную область частот для высвобождения связанных с белками уремических токсинов. На фиг. 5 показано упомянутое влияние на соответствующее высвобождение и последующее отделение фенилуксусной кислоты.

Представленные в следующей таблице упомянутые области частот пригодны для отделения связанных с белками уремических токсинов.

Пригодные частоты НР-поля

Частота Е-поля	РАА	ЮЗ	рСНЗ
80-120 МГц	110	110	110
	110-111	110-111	110-111
	111	111	111
120-170 МГц	140-141 148-149 160-161	140-141	140-141 151-152

В случае упомянутых областей частот речь идет об областях, в которых определили максимальную эффективность отделения. Частично в неупомянутых областях частот по сравнению с контрольным испытанием определяли увеличение отделения, которое, однако, было меньше, чем в упомянутых областях частот.

Пример варианта осуществления 4.

Кроме того также в области Н-поля определяли увеличенное высвобождение и вместе с этим отделение связанных с белками уремических токсинов.

На фиг. 6 видно, что область Н-поля 1-6 МГц, а также область 9-13 МГц пригодны для того, чтобы высвобождать связанные с белками уремические токсины из связи с белками и затем отделять в ходе диализа. На фиг. 6 данный эффект показан на примере фенилуксусной кислоты.

Пример варианта осуществления 5.

Наряду с частотой применяемого поля также напряженность поля важна для последующего высвобождения и отделения. С увеличением напряженности поля большее количество уремических токсинов высвобождается из связи с белками и затем отделяется.

На фиг. 7 показано влияние увеличения напряженности поля на содержание связанных с белками уремических токсинов в остающейся фракции на примере фенилуксусной кислоты.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для гемодиафильтрации с экстракорпоральной системой циркуляции крови (10) для забора очищаемой крови, а также с гемодиализатором и/или гемофильтром (20), который соединен с системой циркуляции крови (10), при этом система циркуляции крови (10) выше по ходу потока и ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр (20), имеет по меньшей мере по одному входу (12, 14) для поступления замещающей жидкости, отличающееся тем, что данное устройство включает измерительные средства для регистрации трансмембранного давления, и/или гематокрита (НКТ), и/или плотности крови, при этом измерительные средства соединены с блоком управления (100) для регулирования одного или нескольких значений из трансмембранного давления, и/или гематокрита (НКТ), и/или плотности крови, при этом блок управления (100) выполнен с возможностью выполнения регулирования с помощью по меньшей мере одной из скорости вливания предилюции ^₈рге) и скорости вливания постдилюции (Ο₈ρο8ΐ) замещающей жидкости (13, 15), и тем, что устройство выполнено с возможностью подвергать очищаемую кровь перед и/или во время контакта с гемодиализатором и/или гемофильтром (20) воздействию высокочастотного электромагнитного поля и/или электрического постоянного поля (70).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительные средства включают датчики (40), которые расположены в экстракорпоральной системе циркуляции крови (10) и/или в системе циркуляции диализной жидкости (30) выше по ходу потока и/или ниже по ходу потока, чем гемодиализатор и/или гемофильтр (20).
3. Устройство по одному из предшествующих пунктов, при этом блок управления (100) регулирует скорости вливания (9₈рге, 9₈ροδί) замещающей жидкости таким образом, что О₈рге во время процедуры больше или равно 9₈ρο8ί.
4. Устройство по п.3, при этом соотношение скоростей вливания ^₈ρ^е/^₈ρο8ΐ составляет по меньшей мере 1,2.
5. Устройство по п.3 или 4, при этом соотношение скоростей вливания ^₈ρ^е/^₈ρο8ΐ составляет по меньшей мере 1,5.
6. Устройство по одному из предшествующих пунктов, при этом высокочастотное электромагнитное поле получено с помощью высокочастотной катушки, высокочастотного электрода и/или высокочастотного конденсатора.

- 7 029566
7. Устройство по одному из предшествующих пунктов, при этом электрическое постоянное поле получают с помощью конденсатора по меньшей мере с двумя пластинами.
8. Устройство по одному из предшествующих пунктов, при этом высокочастотное электромагнитное поле имеет частоту от 100 кГц до 2 ГГц, предпочтительно от 1 МГц до 1 ГГц.
9. Устройство по одному из предшествующих пунктов, при этом электрическое постоянное поле имеет напряженность поля до 1500 В/м.
10. Устройство по одному из предшествующих пунктов, при этом электрическое постоянное поле имеет напряженность поля от 10 до 400 В/м.

- 8 029566