JP7025408B2 - 腹膜透析システム及び方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１６年８月１９日に出願された“Peritoneal Dialysis System and Methods”と題する米国仮特許出願第６２／３７７，４１６号の、その全体が参照により本明細書に援用される利益を受けることを主張する。

参照による援用

ここで述べられる全ての刊行物及び特許出願は、それぞれ個別の刊行物または特許出願が参照により援用されると具体的かつ個別に示された場合と同程度に、参照により援用される。

本開示は概して透析システムに関する。より具体的には、本開示は、オンデマンドで水を使用して、患者にとってセットアップ及び運搬をより容易にし、使い捨て器具の貯蔵の必要性を減少する、多くの特徴を有する腹膜透析システムに関する。

現在、米国には末期腎臓病を患う何十万人もの患者がいる。それらのほとんどは生きるために透析を必要とする。多くの患者は透析センターで血液透析治療を受けており、透析センターは患者に過酷で、拘束的で、疲れるスケジュールを立てることがある。センター内で透析を受ける患者は通常、週に少なくとも３回センターに行き、その度に毒素や過剰な流体を自分の血液から濾過される間、３時間から４時間椅子に座っていなければならない。治療後、患者は針部位の出血が止まり、血圧が正常に戻るのを待たなければならず、そのことは日常の他のより充実した活動から、さらに長い時間をうばうことになる。さらに、典型的なセンターは１日に３から５シフトの患者を治療するので、センター内の患者は妥協のないスケジュールに従わなければならない。その結果、１週間に３回透析する多数の人々は、セッション後少なくとも数時間は疲れ果てると訴えている。

腹膜透析には、血液透析の代替法として、液体が腹部の留置チューブを通して腹膜に導入されるものがある。腹膜透析は通常、患者が寝ている間に患者の家で行われる。腹膜透析による主な合併症は、留置チューブを介した腹部の感染症である。

従来の腹膜透析は、患者に使用される前に、最終的に滅菌される流体のバッチ調製を必要とする。さらに、従来の腹膜透析システムは、患者に多数の流体接続をすることを要する。この流体のバッチ調製及び多数の設定のステップが、家庭での治療を困難にしている。

ここに記載されているのは、浄水システムを透析液濃縮物の使い捨て供給源に接続するように構成された無菌インターフェイス接続装置（sterile interface connection）であって、近位端で前記浄水システムに、そして遠位端で弁に接続するようになっている入口を有するチャンバと、前記チャンバ内に配置され、前記近位端が前記入口に接続されたバネ付き針とを備え、前記無菌インターフェイス接続装置は、前記バネ付き針が前記チャンバ内に完全に引き込まれて前記弁が閉じて密封される、引き込まれた構成（retracted configuration）を有し、前記無菌インターフェイス接続装置は、前記バネ付き針が前記弁を通って前記透析液濃縮物の使い捨て供給源の中に伸びる、伸長した構成（extended configuration）を更に有する。

前記バネ付き針は、前記バネ付き針がその中を伸びる内腔と、前記バネ付き針の遠位端に配置された開口とをさらに有してもよい。前記バネ付き針はまた、前記浄水システムから透析液濃縮物の使い捨て供給源に水を送るように構成されてもよい。

前記チャンバは更に出口を備えてもよく、前記無菌インターフェイス接続装置は、引き込まれた状態において、前記チャンバ及び前記バネ付き針を滅菌するため、前記入口を介して前記浄水システムから流体を受け、前記出口から流体を捨てるように構成される。前記流体は前記バネ付き針の内面及び外面の全てに接触するように構成されてもよい。

ここに記載されているのは、浄水システムを透析液濃縮物の使い捨て供給源に接合するため前記浄水システムの針を受けるように構成された、前記透析液濃縮物の使い捨て供給源の無菌インターフェイス接続装置であって、前記針を前記無菌インターフェイス接続装置の中に誘導するようにされた位置合わせ機構と、前記位置合わせ機構に隣接して設けられ、前記針が中を通過するときに前記針を滅菌するように構成された消毒剤プラグと、封止隔壁であって、前記消毒剤プラグに隣接し、前記針が前記封止隔壁を穿刺したときに前記針の回りにシールを形成するようになっている封止隔壁とを備えてもよい。

前記インターフェイス接続装置は、消毒剤プラグを覆って配置された滅菌シールを備えてもよく、前記滅菌シールは、針が入る前に前記滅菌インターフェイス接続装置から取り外される。

ここに記載されているのは、透析液濃縮物の使い捨て供給源に浄水システムを接続する方法であって、チャンバと、前記チャンバ内に配置されたバネ付き針と、閉じられて密封された前記チャンバの弁とを備える前記無菌インターフェイス接続装置を受け取ることと、前記無菌インターフェイス接続装置の入口を前記浄水システムに接続することと、前記弁を通って前記透析液濃縮物の使い捨て供給源の中に前記バネ付き針を伸長させることとを備える。

いずれの方法も、前記浄水システムから透析液濃縮物の前記使い捨て供給源に前記無菌インターフェイス接続装置を通して流体を送ることを、さらに備える。

いずれの方法も、前記チャンバ及び前記バネ付き針を滅菌するため、前記無菌インターフェイス接続装置の前記入口を介して浄水システムから流体を受けることをさらに備える。加えて、当該方法は、前記無菌インターフェイス接続装置の出口から前記流体を廃棄することを備える。前記流体は、前記バネ付き針の全ての内面及び外面と接触してもよい。

本発明の新たな特徴は、以下に示す特許請求の範囲に詳細に記載されている。本発明の原理が利用された例示の実施形態を説明する、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することによって、本発明の特徴及び利点のよりよい理解が得られるだろう。

腹膜透析システムの一実施形態を示す。

図１の浄水システム１０２の概略図を示す。

限外濾過の前に脱イオン化技術を利用してイオン性不純物を除去する、代替の浄水システムの概略図を示す。

浄水システムから使い捨て消耗品（disposable consumable）に橋渡しする無菌インターフェイス接続装置の再利用可能部分を示す。

浄水システムから使い捨て消耗品に橋渡しする無菌インターフェイス接続装置の使い捨て部分を示す。 浄水システムから使い捨て消耗品に橋渡しする無菌インターフェイス接続装置の使い捨て部分を示す。

治療に適した投与量に合わせた、予め滅菌された透析液濃縮物を入れた濃縮物容器を示す。

透析液を患者の腹膜に出入りさせる腹膜透析システムの自動サイクラーを示す。

透析装置を組み込んだ自動サイクラーを示す。

滅菌容器の一例を示す。

本開示は、腹膜透析療法に関するシステム、装置、及び方法を説明する。いくつかの実施形態では、腹膜透析システムは家庭用透析システムとすることができる。透析システムの実施形態は、透析療法の性能、効率、及び安全性を自動化し改善するさまざまな特徴を備え得る。

いくつかの実施形態では、急性及び慢性の腹膜透析療法を使用者に提供することができる透析システムが記載されている。このシステムは、利用可能な水の供給源を使用して透析治療に使用するための水をリアルタイムで調製するように構成された浄水システムと、透析治療用の透析液を生成するために浄水システムと接続する使い捨て消耗品とを備えることができる。

いくつかの実施形態において、腹膜透析システムは、透析液を生成するために実質的な滅菌水をリアルタイムで調製することができる。記載された腹膜透析システムは、患者が自己投与する治療を容易にする特徴も含み得る。例えば、最小限の接続点を有する使い捨て消耗品は、流体の自動混合及び移動のために容易に設置することができる。リアルタイムの透析液モニタリング、透析液の再循環、及びインターフェイス接続を含む使用方法も提供される。

図１は、使用者が病室にいる場合の設定、または、使用者の家など病室でない場合も、使用者に透析治療を提供するように構成された腹膜透析システム１００の一実施形態を示す。透析システム１００は、使い捨て消耗品１０４に接続された滅菌水システム１０２を備えてもよい。使い捨て消耗品１０４は、患者１０６の腹部のカテーテルと接続することが可能である。滅菌水システム及び使い捨て消耗品はいずれもドレン１０６に接続されてもよい。

浄水システム１０２は、透析療法のためリアルタイムで水の供給源を清潔にするように構成することができる。例えば、浄水システムを住宅用水源（例えば、水道水）に接続し、殺菌水をリアルタイムで調製できる。この殺菌された水は、水浄化方法に通常つきものの、大量の水の加熱及び冷却をする必要なく、腹膜透析療法に使用することができる。

図２は、図１の浄水システム１０２の概略図を示す。浄水システムは、流入水の供給源１１０（例えば、蛇口）、１つまたは複数の沈殿物フィルタ１１２、カーボンフィルタ１１４、逆浸透（ＲＯ）膜１１６、限外濾過膜１１８、及び熱交換器（ＨＥＸ）１２０を備えてもよい。

流入水の供給源１１０は、浄水システムに給水し、給水された水は、流体中の微粒子を濾過して取り除くための沈殿物フィルタ１１２を通過する。

次に、流体は、塩素及びクロラミンなどの毒素を濾過するためのカーボンフィルタ１１４を通過する。いくつかの実施形態では、下流側の構成要素について塩素及びクロラミンの濃度が許容範囲内であることを確実にするため、複数のカーボンフィルタがあってもよい。

次に、流体は、流体中のイオンを阻止（除去）するＲＯ膜１１６を通過する。ＲＯ膜の好ましい阻止（除去）率は少なくとも９４％であり得る。他の実施形態では、阻止率は少なくとも９０％であり得る。透過水は続いて、限外濾過膜１１８に進み、一方、ＲＯ膜で流体から取り除かれた濃縮イオンはドレン１０８に誘導される。いくつかの実施形態では、透過水の保持を最大にするために複数のＲＯ膜があってもよい。

透過水が限外濾過膜１１８を横切って移動するにつれて、あらゆる細菌または内毒素が限外濾過膜に付着する。１つの特定の実施形態では、限外濾過膜は、少なくとも０．０１ミクロンの孔径を有するポリスルホン膜であり得る。いくつかの実施形態では、水の純度を確保するために直列に複数の限外濾過膜があってもよい。他の実施形態では、限外濾過膜は、ＲＯ膜の手前を含む、流路内の他の位置に配置されることがある。

最後に、透過水を殺菌（pasteurization）システムまたはＨＥＸ１２０に通過させる。このＨＥＸ１２０は、透過水中の全ての内毒素を変性及び不活性化するために高圧及び高温を使用する。内毒素を２４０ＰＳＩの圧力で２００℃を超える温度に上昇させると、ｌｏｇ２を超える内毒素濃度の減少をもたらし得ることが示されている。

図３は、限外濾過膜に入る前にイオン性不純物を除去するため、脱イオン化技術を利用した代替の浄水システムの概略図を示す。図２の実施形態のように、限外濾過膜の前にＲＯ膜を使用する代わりに、図３の浄水システム１０２は、望ましくないイオンを捕捉し、純水を産出するため１つまたは複数の脱イオン樹脂１２２を組み込む。

滅菌水装置が、内毒素及びバクテリアの活発に変性し、不活性化される温度及び圧力条件に達すると、水は浄水システムから使い捨て消耗品に向かうことができる。使い捨て消耗品は、後述するように、いくつかの特徴を備えることがある。

別の実施形態では、浄水システムから来る滅菌水を滅菌容器に貯留することができる。この容器は、熱交換器によって生成された水から自己除菌可能とすることができ、そしてデッドボリュームの発生を防ぐためにそれ自体の中で流体を循環させるためのアクチュエータ要素を中に含み得る。いくつかの実施形態において、滅菌容器は一方が開放した容器であってもよく、ここに収容された流体は１つまたは複数の回転式ミキサーによって周期的にまたは連続的に攪拌され得る。一実施形態では、図１０に示すように、無菌容器１０００は、蛇行した形状、または長い経路を小さい体積内で可能にする他の形状で配置された実質的に分岐していない流路１０５２を有してもよい。流路内に配置された１つまたは複数の循環ポンプ１０５４は、流体を循環させる。流路の入口１０５６及び出口１０５８は、水を流路に出入りさせるために、弁１０６０によって制御可能に開くことができる。容器から出てくる滅菌水は、次いで濃縮容器の内容物と均一に混合され、そして患者の体温にまで上げられる。

図４から図６は、浄水システムを使い捨て消耗品に橋渡しする無菌インターフェイス接続装置の再使用可能部分を示す。無菌インターフェイス接続装置は、浄水システム上の再使用可能接続部１２４、及び使い捨て消耗品上の使い捨て接続部１２５を含むことができる。腹膜透析システムにおける汚染の可能性は、使い捨て消耗品と浄水システムとの間にただ１つの界面（インターフェイス）を有することによって制限される。

図４を参照すると、再使用可能な接続部１２４は、チャンバ１２６と、バネ付き針１２８と、チャンバ出口１３０と、自己開放及び自己密封ドア１３２とを備え得る。再使用可能な接続部１２４は、引き込まれた構成及び伸長した構成を含み得る。引き込まれた構成では、周囲環境への露出を制限するため、バネ付き針１２８はドア１３２を通ってチャンバ１２６内に引き込まれることができる。この引き込まれた位置では、浄水システムはインターフェイスを消毒剤、滅菌水、またはその２つの組み合わせで洗い流すことができる。伸長した構成では、バネ付き針１２８はドア１３２を通って伸びることができ、使い捨て消耗品に穿刺するか、または挿入される。

図５及び図６を参照すると、無菌インターフェイス接続装置の使い捨て接続部１２５は、実際に使用されるまで予滅菌されている穿刺点（puncture point）を有することができる。穿刺点は、能動的に使用する前に、手動で露出することも、自動で露出することもできる。一実施形態では、図５を参照すると、使い捨て接続部１２５の穿刺点は、針１２８を穿刺点に誘導するように構成された位置合わせ機構１３４を含み得る。図示の実施形態では、穿刺点は消毒剤プラグ１３６及び封止隔壁１３８を含むことができる。封止隔壁は、エラストマーまたは同様の材料から成っていてもよい。針が穿刺されると、封止隔壁１３８は、針１２８の周りにシールを形成することができ、それによって滅菌水システムと使い捨て器具との間に漏れのない接続を作っている。

別の実施形態では、図６を参照すると、穿刺点は、能動的使用の前に使用者によって取り外し可能である滅菌シール１４０で覆われていてもよい。取り外し可能なシールの剥離は、実際は手動または自動であり得るが、穿刺点の無菌性は維持することができる。

治療前、治療中、及び治療後に透析液を生成、廃棄、及び再利用するためのシステム及び方法も提供される。

図７を参照すると、使い捨て消耗品は治療のための適切な投与量に合わせた予め滅菌された透析液濃縮物を含む濃縮物容器１４２を備えてもよい。一実施形態では、濃縮物容器は、酸性粉末、重炭酸塩粉末、グルコース、及び他の濃縮物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、これらの濃縮物は、腹膜透析を実施するのに必要な膠質または浸透圧勾配（oncotic or osmotic gradient）を提示するために使用することができる。いくつかの実施形態では、これらの濃縮物は、患者への物質の移動が最小限となるために、多糖、ポリアミド、またはポリペプチドなど高分子量の物質を含み得る。典型的な一晩の腹膜透析セッションの間、腹膜透析液が患者の腹膜に注入され、滞留し、そして排出されるという、数回の注入／排出サイクルが実行され得る。利用可能な複数の濃縮物があるので、各サイクルに注入される透析液の組成は、例えば、液体除去量の増加、グルコース保持の最小化、または排出サイクル中に失われる可能性のある栄養組成物の維持など、異なる臨床目標を達成するため変化させることができる。いくつかの実施形態では、使い捨て消耗品は、リアルタイム透析液モニタリングのために外部センサに接続可能な、その中に組み込まれた電極を有していてもよい。

浄水システムから供給される滅菌水は、濃縮物容器の内容物と均質に混合され、そして患者の体温にまで上げられる。いくつかの実施形態では、使い捨て消耗品は、液体の混合を促進する蛇行状の流路を生成するパターンで互いに溶接された２枚の薄い熱伝導性の可撓性シートを含む。使い捨て消耗品は、管部分、または本発明の耐久部分にある非流体接触ポンプによって作用され得る他の特徴をさらに含み得る。使い捨て消耗品内の流体の温度、導電率、または他の特性は、本発明の耐久部分に接続された非接触センサによって感知または測定することができる。薄い熱伝導性の可撓性シートの少なくとも一方の面を通して使い捨て消耗品の中の流体に熱を加えることもできる。

完全に混合されると、透析液は自動サイクラーを用いて患者に送られ、それによってリアルタイムの腹膜透析液の生成及び輸送が可能になる。自動腹膜透析中のリアルタイム腹膜透析溶液生成の利点は、腹膜炎の危険性が増大する複数の供給源からの複数の接続を、患者はする必要がないことである。さらに、何リットルもの溶液が入ったバッグは典型的な透析患者にとって比較的重いため、バッチ調製された透析溶液の使用は患者にとって重荷となり得る。このシステムは、治療を開始する前における患者の激しい身体的活動を最小限に抑える。

別の実施形態では、完全に混合された透析液を、自動サイクラーを介して滅菌透析液容器に送ることができる。これにより、輸送前に腹膜透析液をバッチ処理することが可能になる。

図８は、患者の腹膜に透析液を入れ、そして取り出す腹膜透析システムの使い捨て消耗品の自動サイクラー１４４を示している。自動サイクラー１４４は、透析液と相互作用して液を患者に届ける全ての非接触ポンプ及びセンサを中に入れていてもよい。上述のように、再使用可能な接続部のバネ付き針が使い捨て接続部に接続されると、内部濃縮ライン１４６が開かれる。ぜん動ポンプなどの自動サイクラーのポンプは、各濃縮物の過飽和混合物を混合チャンバ１４８に送り込むために使用されることができる。そして、混合チャンバ内の流体を患者の体温にまで上昇させることができる。

透析液の配合（proportioning）が重要であるので、サイクラーが透析液の質をリアルタイムで監視できるようにするため、導電率センサが使い捨て消耗品の導線と協働する。透析液が処方に規定された設定を満たさない場合、サイクラーは配合が修正されるまで液体を排出するようにすることができる。導電率センサは、例えば混合チャンバの出口に配置することができる。

腹膜透析では著しい栄養素の喪失が極めて一般的に起こるため、重要なタンパク質の体内からの流出を防止するため、患者の排出透析液を再利用することが望ましいかもしれない。図９を参照すると、自動サイクラー１４４は、１つの流体源から別の流体源への老廃物の拡散または対流を可能にする透析装置１４６を組み込むことができる。この実施形態では、透析装置の透析液側は、一方向に流れる新しい透析液で絶えず補給することができ、一方、透析装置の患者の排出液側は、老廃物の排出能（waste clearances）を最大にするために逆方向に流体を移動させることができる。透析装置はまた、腹膜に注入または排出する際にバイパスされてもよい。

腹膜炎は腹膜透析では一般的ではあるが、予期しない結果であるため、腹膜炎の症状の早期発見は、排出ラインを常時監視することによって可能である。特に、流体の変色を監視するため、患者の排出液を監視する濁度計を排出ライン内またはその周囲に配置することができる。検出されたときは、自動サイクラーは、腹膜炎の発症を使用者に警告し、適切な処置をとることができる。

Claims (5)

1. 浄水システムと、
   透析液濃縮物の使い捨て供給源と、
   前記浄水システムを、前記透析液濃縮物の使い捨て供給源に接続するように構成された無菌インターフェイス接続装置と、
   を備え、
   前記無菌インターフェイス接続装置は、
   前記浄水システムに接続されるように適合された近位端の入口、及び遠位端のバルブを含むチャンバと、
   前記チャンバ内に配置され、近位端が前記入口に接続されているバネ付き針と、
   を備え、
   前記バネ付き針は、
   前記チャンバ内に完全に引き込まれ、バルブが閉じて密閉される引き込まれた構成と、
   前記バネ付き針がバルブを通って透析液濃縮物の使い捨て供給源内に延びる延長した構成と、
   を備える、透析システム。
2. 前記バネ付き針は、内部を伸びる内腔と、遠位端に配置された開口とをさらに有する、請求項１に記載の透析システム。
3. 前記バネ付き針は、前記浄水システムから前記透析液濃縮物の使い捨て供給源に水を送るように構成されている、請求項２に記載の透析システム。
4. 前記チャンバは更に出口を備え、前記無菌インターフェイス接続装置は、引き込まれた状態において、前記チャンバ及び前記バネ付き針を滅菌するため、前記入口を介して前記浄水システムから流体を受け、前記出口から流体を捨てるように構成される、請求項１に記載の透析システム。
5. 前記流体は前記バネ付き針の内面及び外面の全てに接触する、請求項４に記載の透析システム。

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