JP4179481B2 - 透析及びショック治療のためのシステム、及び組成物 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、大腸の血清から有害物質を除去するのに非常に有用な透析システム、方法、及び組成物、並びにショック治療のためのシステム、方法、及び組成物に関する。
発明の概要
血清中に存在する有毒物質のろ過における標準的な血液透析を代替することが本発明の目的である。
透析治療中に実質的に血液の喪失を全く生じない透析システム及び患者用の方法を提供することも本発明の別の目的である。
感染のリスクが実質的に存しない透析システム及び方法を提供することも本発明のさらに別の目的である。
各患者が彼又は彼女自身の個人用システムを利用し得る程度に比較的コストが低く、これによってさらに透析に利用できる時間を増加せしめることができ、それ故、治療の熟練度が増加し、交差感染のリスクも減少又は実質的に除去する構成要素を用いた透析システム及び方法を提供することも本発明のさらなる目的である。
デザインがシンプルで使いやすく、それによって特殊な訓練を受けた医療技術者の必要性がなくなる構成要素を有する透析システム及び方法を提供することも本発明のさらなる目的である。
ショックを治療するためのシステム、方法、及び組成物を提供することも本発明のさらなる目的である。
本発明によれば、
患者の大腸の第一の部位に透析濾過溶液を導入するための手段と、
前記濾液は大腸の血清から有毒物質を除去するための担体となり、前記導入手段は大腸に挿入するための遠位末端を有する柔軟な注入用チューブを具備し、該注入用チューブの前記遠位末端に第一の膨張可能なバルーンを有しており；
濾液が血清から有毒物質を除去した後に、第一の部位から隔絶した大腸の第二の部位から濾過廃液除去するための手段と、
該除去手段は大腸に挿入するための遠位末端を有する柔軟な排出用チューブを具備し、該排出用チューブの前記遠位末端に第二の膨張可能なバルーンを有し、大腸の下行結腸の一部を密閉するために前記第一と第二のバルーンが互いに隔絶されており、第三の膨張可能なバルーンが前記第一及び第二の膨張可能なバルーンの間に位置し；
前記第一、第二、及び第三の膨張可能なバルーンに液体を供給することによって前記バルーンを膨張させる手段と、
該液体供給手段は透析濾過溶液を導入するための前記手段と独立している；
を具備する大腸の血清から有毒物質を除去するための透析システムが提供される。
本発明は、遠位末端を有するチューブであって、互いに隔絶された第一及び第二の膨張可能なバルーンをその遠位末端に備え、且つ該第一及び第二の膨張可能なバルーンの間に存在する第三の膨張可能なバルーンを備えたチューブを患者の大腸に導入するステップと、
患者の大腸の一部を密閉するための第一及び第二の膨張可能なバルーンと、第三の膨張可能なバルーンを膨張させるステップと、
前記膨張ステップの後に独立して、第一の膨張可能なバルーンに隣接する第一の部位において、第三の膨張可能なバルーンから患者の大腸に透析濾過溶液を導入するステップと、（前記透析濾過溶液は、大腸の血清から有毒物質を除去するための担体となる）；
第一の部位と隔絶した第二の部位であって、第一の部位と第二の部位の間に存在する血清から有毒物質を除去するための第二の膨張可能なバルーンに隣接した第二の部位に隣接する第二の部位において、第三の膨張可能なバルーンを通して大腸から透析濾過溶液の廃液を除去するステップとを具備する患者の大腸の血清から有毒物質を除去するための透析方法も提供する。
本発明は、ショックを治療するためのシステム及び方法も提供する。
本発明は、血管拡張薬、成分が大腸の膜を通過して濾液に拡散できるようにするための浸透圧を与える高分子量タンパク質、及び大腸の血清レベルを適切に維持するためのミネラル成分を具備する、透析用の濾液組成物（filtrate composition）も提供する。
本発明は、ショックを治療するためのシステム及び方法も提供する。
本発明は、血管拡張薬、成分が大腸の膜を通過して濾液に拡散できるようにするための浸透圧を与える高分子量タンパク質、及び大腸の血清レベルを適切に維持するためのミネラル成分を具備する、透析用の濾液組成物（filtrate composition）も提供する。
透析用濾液組成物は、電解質成分、緩衝液、窒素性老廃物を除去するための高分子量浸透圧剤を具備してもよい。
本発明は、同透析用システム及び方法を適用し得る、ショックを治療するためのシステム及び方法も提供する。ショックを治療するための組成物は、電解質成分、緩衝液、及び再水和剤（rehydrating agent）を具備してもよい。
図面の簡単な記述
図１は、本発明のシステムのブロック図である。
図２は、本発明のシステム用のバルーンドーナツデザインの立面図である。
図３は、膨張可能な中央シリンダーを有するバルーンドーナツデザインの立面図である。
好適な態様の詳細な記述
図１に示されているように、本発明の透析システム10は、注入透析溶液容器14に接続された注入用ポンプ12を具備する。該注入用ポンプ12は、二つの圧力ゲージ（第一のゲージは75mmHg圧のゲージ18であり、第二のゲージは45mmHg圧のゲージ20である）と一直線に接続されたその排出部16を有する。注入用ポンプ12の排出部には、同様に柔軟なプラスチックからなる排出用チューブ24の側壁を通り抜けて配設される柔軟なプラスチックの注入用チューブ22が接続されている。注入用チューブ22と排出用チューブ24は同心円状であって、注入用チューブは、排出用チューブ24の遠位末端28より約14〜22インチ長い遠位末端26を有している。二つのチューブの長さの差は、患者の大きさに従って決定され、もちろんこの範囲外であってもよい。注入用チューブの遠位末端26に隣接して、大腸の第一の部位に透析液を導入するための開口部29が複数存在する。排出用チューブ24の遠位末端28の矢印で示されている第二の部位において、液体が除去される。
図１には、排出容器32に接続された排出用吸引ポンプ30も示されている。排出容器32は約8Lの容量で、排出容器32の中の液体レベルがその容積の約105％、すなわち約8.4Lより大きくなったときに検出するための浮動スイッチ34を有する。浮動スイッチ34は、液体レベルが8.4Lを超えたことを検出すると、排出用ポンプ30は機能停止するか、電気が供給されなくなる。該作用によって、患者は脱水状態にならないように保護される。しかし、万一患者が脱水状態になったら、彼又は彼女は、正常な浸透圧バランスに戻るために、少量の水又はジュースを飲まなければならないであろう。
注入容器14の容量も約8Lであり、その底部付近に配置された浮動スイッチ36も有する。注入容器14中の液体レベルが、おそらくは1L以下である所定のレベル未満になると、注入用ポンプ12は機能停止する。
45mmHg圧ゲージ20は、注入圧が約45mmHgを超えたときに排出用吸引ポンプ30が機能し、又は通電するように、排出用吸引ポンプ30に接続されている。
もちろん、圧は、様々な臨床試験によって決定され、種々の値を取り得る。注入用ポンプ12は、注入圧が75mmHgを超えたときに、注入用ポンプ12が機能停止するように、75mmHg圧ゲージ18に接続されている。もちろん、この値も臨床試験に応じて変化させ得る。
ポンプ12と30は、交流又は直流電源で作動させ得る。もし、電力の供給停止又は他の理由のために交流電流を利用できないのであれば、重力と圧力バルブの配置を利用してもよい。
同心円状チューブの長さは、36〜48インチのオーダーである。その外径は約5/8であり、その内径は約3/8インチである。柔軟性を与え、洗浄及び消毒の容易にするために、チューブは柔軟なプラスチック製であり得る。これらは、予め滅菌された使い捨て用として、又は適切な滅菌後に再利用して使用し得る。チューブの末端は、丸くなっており、患者の腸管壁を貫通しないように鋭角でないことが好ましい。
回盲部が疾病又は手術によって損傷を受けた場合には、示されているように、チューブの末端に膨張可能なドーナツ型バルーン40、42を取り込むことが必要であるか、望ましいであろう。バルーンは、注入用チューブにはめ込まれた空気線44に接続され、通常のデザインでは、該空気線44は、バルーン40、42の膨張と収縮を制御するためのバルーンポンプ46に接続されている。
注入用チューブの中に収納された、イオンの流れを制御し、濾液の浸透圧効果を増加させるための低電圧電流を運ぶ線48を取り付けてもよい。線48は、例えば肌電極によって患者に接地された直流電源50に接続されている。
図２は、蠕動による動きを制限することにより、迅速な拡散に適した領域中の大腸のセグメントを確実に密閉するのに特に適したバルーン40、42を有するバルーンドーナツデザインを示している。直腸に対して近位にある結腸の約25cmの細胞構造は重層化しており、利用できる拡散性表面領域が残っていない。バルーン42は、少なくとも直腸から25cm離れたところに位置することが好ましく、二つの隔絶したドーナツ部分42Aと42Bから形成されている。各ドーナツ部分は、最大150mmの直径まで膨張し得る。内側又は中間部42Cは、最大75mmの直径まで膨張し得る。内側部42Cの幅は、約20mmであり、外則部42A、42Bの幅は、それぞれ約10mmであるが、これらのサイズは例示であり、限定を加えるものではない。バルーン40は、同様に配置されている。20mmのギャップ（42A、42B部の間、その中では筋層間神経叢が膨張によって活性化されない）を残せば、蠕動が喪失／減弱するはずであり、それによって大きな拡散能と非常に広がった表面領域を有する細胞が豊富に存在する領域内の密閉されたセグメントの理想位置が維持される。
図３は、図２と同様のバルーンドーナツデザインを示しているが、ドーナツ40と42の間に配置され、注入用チューブと排出用チューブ22、24を取り囲んでいる膨張可能な中央バルーンシリンダー52も含有している。装置の挿入及び除去中には、膨張可能なシリンダー52は、ドーナツ40及び42のように空気が抜けた状態になっている。該シリンダーは、ポート54を介してドーナツ40及び42と液体の行き来があり、このため、ドーナツ40及び42とともに膨張し、収縮する。実際には、膨張時には、まずドーナツ42が膨張した後、シリンダー52、その後ドーナツ40が膨張する。シリンダー52は、透析物と、シリンダー52と膜58の間に存在する透析領域56中の大腸の半透膜58との界面が確実に最大になるようにする。透析物は、矢印の方向で、注入用チューブ22の遠位末端26に位置する開口部29を通り、接続注入用チューブ60を通って領域56に入り、その後接続排出用チューブ62を通り、開口部28から排出用チューブ24の中に流れ込む。
大腸は、水溶性成分の輸送又は拡散が可能な半透膜である。本発明の濾液の目的は、基本的なホメオスタシス機構と重要なミネラル及びpHバランスに影響を与えずに、望ましくない成分又は毒素を大腸の血清から除去し得る担体を提供することである。濾液組成物は、好ましくは以下の成分からなる。

ミネラル成分は、関連ミネラルの血清レベルを適切に維持する役割を果たす。ナイアシンは、その血管拡張効果及び該効果に付随する領域への血液供給量を増大させる効果を与えるために加えられ、それによって、血清濾過時間が短縮される。カゼインは、膜壁を通過して輸送することができない高分子量のタンパク質を導入するため、すなわち膜を横切って諸成分を濾液中に拡散させる浸透圧を与えるために加えられる。濾液は水をベースとし、好ましくは約7.38のpHに緩衝化する。もちろん、表記の濃度値は、臨床試験後に調整又は変化させてもよいことを理解すべきである。成分の組成は、個人、代謝異常、又は成分に対する患者の感受性に合うように修正してもよい。
本発明は、透析濾過溶液組成物という別の態様を提供する。目的は、一日に約24gの尿素を除去することである。透析濾過溶液成分は、(1)適切な電解質濃度の再確立、(2)適切な酸塩基平衡の維持、及び(3)窒素性及び他の関連老廃物の除去を最終目標とする。該態様による透析濾過溶液組成物は、好ましくは、表記の好ましい値及び範囲を有する以下の成分を具備する。

乳酸塩は減らすか、又は除去することができ、その場合には、ほぼmmol/Lについて1mol/Lの割合で炭酸水素塩に置き換えることが好ましく、乳酸塩を全く使用しないならば、そのときには45mmol/Lまで炭酸水素塩を増やすことができる。炭酸水素塩は理想的な生理的緩衝液である。乳酸塩は緩衝液としても、血管拡張因子としても作用する。
高分子量浸透圧剤は、非刺激性で、結腸の粘膜から容易に吸収されない任意の中分子量（例えば、約200ダルトン）から高分子量のポリマー、タンパク質若しくはアミノ酸、又はそれらの組み合わせであり得る。このような例は、マルトデキストリン（16Kダルトンの分子量を有する）及びカゼインである。
もし必要であれば、又は所望であれば、局所的／全身的血管拡張の増加を促進させるために、約0.25mg/Lの量でナイアシンのようなその他の血管拡張因子を添加してもよい。
もし必要であれば、又は所望であれば、アンモニウム結合の増加を促進させる成分を添加して、治療に必要な時間を減少させてもよい。このような成分は、約15g/Lの量の活性炭又は他の合成収着媒であり得る。
もし必要であれば、又は所望であれば、約2g/Lの量のリン酸ジルコニウムのようなクレアチン結合及び除去の増加を促進させるための成分を添加してもよい。
コレステロール及びトリグリセリドの効果的な除去を増加させるために、浸透圧剤の濃度を増大せしめることにより（僅かに刺激のリスクが増加するが、耐えられるはずである）、浸透圧を増加させることができる。
イオン導入成分（iontophoretic component）の使用によって、抗原／抗体複合体は、結合剤を添加すれば、又は添加しなくても除去できるはずである。
本発明は、ショックを治療するための装置、方法、及び組成物も提供する。ショックを治療するために、透析に関して記載したものと同一の装置及び方法を利用することができる。該組成物は、ショックを治療するために、さらに加工してもよい。
ショックの治療においては、本発明は三つの最終目標：(1)任意の電解質組成の異常を補正すること、(2)適切な酸塩基平衡の維持、及び(3)毛細血管からの漏出を減少させるための再水和及び血清浸透圧の増加、を有する。本発明のショック治療組成物は、好ましくは、以下の成分を具備する。

乳酸塩は減らすか、又は除去することができ、その場合には、減らした乳酸塩の量に応じて、ほぼmmol/Lについて1mol/Lの割合で炭酸水素塩に置き換えることが好ましく、乳酸塩を全く使用しないならば、そのときには45mmol/Lまで炭酸水素塩を増やすことができる。炭酸水素塩は理想的な生理的緩衝液である。
再水和剤は、好ましくは、血清浸透圧を増加させる非刺激性易吸収性糖二糖、例えばソルビトールである。
上述のパーセント及び濃度は全て適切且つ効果的なものであるが、これらの値は、必要性が生じたときに、又は臨床試験の結果に従って増加若しくは減少させてもよい。
本発明によるシステム、方法、及び組成物の一以上の好適な態様を示して記載したが、本発明の真に新規な概念及び精神から外れずに、多くの変形及び修正を行い得ることが理解されよう。従って、本発明は、開示した好適な態様に限定されず、以下の請求の範囲によって規定されるものである。

Claims (22)

1. 浸透圧性ショックを治療するためのシステムであって、
   患者の大腸の第一の部位に浸透圧性ショック治療溶液を導入するための手段と、
   前記浸透圧性ショック治療溶液は、電解質の異常を補正し、酸塩基平衡及び再水和を維持し、前記導入手段は大腸に挿入するための遠位末端を有する柔軟な注入用チューブを具備し、該注入用チューブの前記遠位末端に第一の膨張可能なバルーンを有しており；
   第一の部位から離間した大腸の第二の部位から浸透圧性ショック治療溶液を除去するための手段と、
   該除去手段は大腸に挿入するための遠位末端を有する柔軟な排出用チューブを具備し、該排出用チューブの前記遠位末端に第二の膨張可能なバルーンを有しており；
   大腸の下行結腸の一部を密閉するために前記第一と第二のバルーンが互いに離間されており；
   前記密閉された下行結腸の一部において前記第一及び第二の膨張可能なバルーンの間に位置するように、第三の膨張可能なバルーンが配置されており、該第三のバルーンは、それが膨張したときに前記浸透圧性ショック治療溶液が前記下行結腸の一部の中を流れるための空間を狭くすることにより、前記浸透圧性ショック治療溶液と下行結腸の間の界面を最大にするように働き；
   前記第一、第二及び第三の膨張可能なバルーンに液体を供給することによって前記バルーンを膨張させる手段と、
   該液体供給手段は浸透圧性ショック治療溶液を導入するための前記手段と独立している；
   を具備するシステム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、浸透圧性ショック治療溶液を導入するための手段が、圧力下で浸透圧性ショック治療溶液を導入するための注入用ポンプ手段を具備するシステム。
3. 請求項１に記載のシステムであって、浸透圧性ショック治療溶液を除去するための手段が、吸引下で浸透圧性ショック治療溶液の廃液を除去するための排出用ポンプ手段を具備するシステム。
4. 請求項１に記載のシステムであって、浸透圧性ショック治療溶液を導入するための手段が第一の柔軟な注入用チューブを具備し、浸透圧性ショック治療溶液を除去するための手段が柔軟な注入用チューブと同心円状の柔軟な排出用チューブを具備し、前記各チューブが大腸に挿入するための遠位末端を有しているシステム。
5. 請求項４に記載のシステムであって、柔軟な注入用及び排出用のチューブの各遠位末端が互いに離間しているシステム。
6. 請求項４に記載のシステムであって、柔軟な注入用チューブが柔軟な排出用チューブより小さい直径を有しているシステム。
7. 請求項２に記載のシステムであって、さらに浸透圧性ショック治療溶液の注入圧を制御するための手段を具備するシステム。
8. 請求項７に記載のシステムであって、制御手段が、ある圧力レベルを超える注入圧に応じて、注入用ポンプ手段への電流供給を停止するためのゲージ及び調節手段を具備するシステム。
9. 請求項３に記載のシステムであって、浸透圧性ショック治療溶液の廃液を除去するための手段が、ある圧力レベルを超える注入圧に応じて、排出用ポンプ手段へ電流を供給するためのゲージ及び調節手段を具備するシステム。
10. 請求項３に記載のシステムであって、さらに、前記排出用ポンプ手段に接続された排出タンクを具備し、前記排出タンクは、浸透圧性ショック治療溶液の廃液を含有し、所定のレベルを超える排出タンク中の浸透圧性ショック治療廃液に応じて、前記排出用ポンプ手段への電流供給を停止するための浮動スイッチを有するシステム。
11. 請求項１に記載のシステムであって、第一及び第二の膨張可能な各バルーンが、内側の中間部によって離間された第一の膨張可能な部分および第二の膨張可能な部分を有し、これら第一及び第二の膨張可能な部分は、前記内側の中間部よりも大きな直径へと膨張することができるシステム。
12. 患者の大腸の第一の部位に透析濾過溶液を導入するための手段と、
    前記透析濾過溶液は大腸の血清から有毒物質を除去するための担体となり、前記導入手段は大腸に挿入するための遠位末端を有する柔軟な注入用チューブを具備し、該注入用チューブの遠位末端に第一の膨張可能なバルーンを有しており；
    透析濾過溶液が血清から有毒物質を除去した後に、第一の部位から離間した大腸の第二の部位から透析濾過溶液の廃液を除去するための手段と、
    該除去手段は大腸に挿入するための遠位末端を有する柔軟な排出用チューブを具備し、該排出用チューブの遠位末端に第二の膨張可能なバルーンを有し；
    大腸の下行結腸の一部を密閉するために前記第一と第二の膨張可能なバルーンが互いに離間されており；
    前記密閉された下行結腸の一部において前記第一及び第二の膨張可能なバルーンの間に位置するように、第三の膨張可能なバルーンが配置されており、該第三のバルーンは、それが膨張したときに前記透析濾過溶液が前記下行結腸の一部の中を流れるための空間を狭くすることにより、前記透析濾過溶液と下行結腸の間の界面を最大にするように働き；
    前記第一、第二、及び第三の膨張可能なバルーンに液体を供給することによって前記バルーンを膨張させる手段と、
    該液体供給手段は透析濾過溶液を導入するための前記手段と独立している；
    を具備する大腸の血清から有毒物質を除去するための透析システム。
13. 請求項１２に記載のシステムであって、透析濾過溶液を導入するための手段が、圧力下で透析濾過溶液を導入するための注入用ポンプ手段を具備するシステム。
14. 請求項１２に記載のシステムであって、透析濾過溶液の廃液を除去するための手段が、吸引下で透析濾過溶液の廃液を除去するための排出用ポンプ手段を具備するシステム。
15. 請求項１２に記載のシステムであって、透析濾過溶液を導入するための手段が第一の柔軟な注入用チューブを具備し、透析濾過溶液の廃液を除去するための手段が柔軟な注入用チューブと同心円状の柔軟な排出用チューブを具備し、前記各チューブが大腸に挿入するための遠位末端を有しているシステム。
16. 請求項１５に記載のシステムであって、柔軟な注入用及び排出用のチューブの各遠位末端が互いに離間しているシステム。
17. 請求項１５に記載のシステムであって、柔軟な注入用チューブが柔軟な排出用チューブより小さい直径を有しているシステム。
18. 請求項１３に記載のシステムであって、さらに透析濾過溶液の注入圧を制御するための手段を具備するシステム。
19. 請求項１８に記載のシステムであって、制御手段が、ある圧力レベルを超える注入圧に応じて、注入用ポンプ手段への電流供給を停止するためのゲージ及び調節手段を具備するシステム。
20. 請求項１４に記載のシステムであって、透析濾過溶液の廃液を除去するための手段が、ある圧力レベルを超える注入圧に応じて、排出用ポンプ手段へ電流を供給するためのゲージ及び調節手段を具備するシステム。
21. 請求項１４に記載のシステムであって、さらに、前記排出用ポンプ手段に接続された排出タンクを具備し、前記排出タンクは、透析濾過溶液の廃液を含有し、所定のレベルを超える排出タンク中の透析濾過溶液の廃液に応じて、前記排出用ポンプ手段への電流供給を停止するための浮動スイッチを有するシステム。
22. 請求項１２に記載のシステムであって、第一及び第二の膨張可能な各バルーンが、内側の中間部によって離間された第一の膨張可能な部分および第二の膨張可能な部分を有し、これら第一及び第二の膨張可能な部分は、前記内側の中間部よりも大きな直径へと膨張することができるシステム。

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