KR100604460B1 - 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제 1 여과 부재(16)들을 구비한 제 1 혈액 투석여과 구역(13) 및 제 2 여과 부재(15)들을 구비한 제 2 혈액 여과 구역(13)에 의해 구획되는 다단계 혈액 여과 및 혈액 투석여과를 제공하는 단일 카트리지로 형성되고, 상기 두 구역들은 단일 카트리지 내에 제공되는 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지(10)에 관한 것이다. 본 발명에 의한 카트리지는 중도 희석 방식, 사전 희석 방식 및 사후 희석 방식 중에서 한 방식으로 사용될 수 있다.
혈액 투석여과, 혈액 여과, 혈액 희석, 투석액, 치환액, 카트리지, 격벽, 격실, 개구부, 중공 섬유

Description

혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지{HEMODIAFILTRATION/HEMOFILTRATION CARTRIDGES}
<관련 출원의 참조>
본 출원은 2000년 12월 11월에 출원된 미국 특허 가출원 제60/254,741호에 대한 우선권 주장을 수반하는 것으로, 그 가출원에 개시된 모든 내용들을 본 명세서에 참고로 포함한다.
본 발명은 혈액 투석여과/혈액 여과 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개선된 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지 및 그 사용 방법에 관한 것이다.
말기 신질환(腎疾患)을 치료하기 위한 현행 요법에는, 정화될 혈액이 반투막의 한쪽 편에 흐르고 생리적 용액(예를 들면, 투석액)이 반대편에 흐르며, 이로 인하여 독소가 반투막의 한쪽 편에서 반대편으로 이동하는 혈액 투석법을 대부분의 경우에 채용하고 있으며, 이러한 치료법에서의 주요 구동력은 확산이다. 혈액 투석법은 일반적으로 요소와 크레아티닌과 같은 작은 분자량의 독소를 제거하는 데 있어서는 효과적이다. 그러나, 분자량이 중간 범위인 물질, 예를 들면 분자량이 약 1kDa보다 큰 물질들은 확산 계수가 작기 때문에, 혈액 투석법으로 이러한 물질들을 제거하는 데 있어서는 효과가 훨씬 저하한다.
극히 제한된 범위 내에서는, 치료법으로서 혈액 여과를 사용하기도 한다. 반투막의 한쪽 편에는 혈액 투석의 경우와 마찬가지로 혈액이 흐르지만, 반대편에는 어떠한 투석액도 흐르지 않는다. 그 대신, 막의 양쪽에 압력 구배가 형성되어, 혈장수(血漿水)의 일부가 막을 통해 여과된다. 독소는 혈장수와 함께 대류(convection)에 의해 혈액으로부터 제거된다. 혈액이 혈액 필터로 들어가기 전이나 들어간 후에, 살균된 비발열성 치환액을 혈액에 첨가한다. 치환액은, 혈액 여과 중에 반투막을 통해 여과되는 혈장수를 치환한다. 이 방법은, 분자량이 작은 독소를 제거하는 데 있어서는 투석액에 비하여 효과가 저하하나, 분자량이 중간 범위인 물질들을 제거하는 데 있어서는 보다 효과적이다.
혈액 투석여과는 투석과 혈액 여과를 조합한 방법이다. 투석액이 반투막의 한쪽 편에 흐르고, 이로 인하여 독소의 확산이 일어난다. 동시에, 막의 양쪽에 압력 구배가 형성되어, 빠른 속도의 여과가 일어난다. 혈액 여과와 마찬가지로, 혈액이 혈액 필터로 들어가기 전이나 들어간 후에, 살균된 비발열성 치환액을 혈액에 첨가한다. 이러한 조합으로 인하여, 혈액 투석여과는, 확산에 의해 크레아티닌, 요소 등과 같은 작은 분자들을 제거하는 데 있어서 효과적일 뿐만 아니라, 대류에 의해 분자량이 중간 범위인 다량의 물질들을 제거하는 데 있어서도 효과적이다.
최근에 고안되고 있는 혈액 투석여과 필터들은 대체로 고유량(high flux) 투석기에 사용하기 위한 것이다. 그러한 필터들은 원통형 하우징 내의 중공 섬유들의 다발로 이루어진다. 혈액 투석여과 시스템의 작동 중에, 고유량 투석기의 상류[사 전 희석(pre-dilution)] 또는 하류[사후 희석(post-dilution)]에서 치환액을 혈액 내로 주입한다.
사전 희석 방식 또는 사후 희석 방식을 이용하는 혈액 여과 장치는 자체적인 효율상의 한계가 있다. 사전 희석 방식에서는 비교적 여과에 제약을 받지는 않으나, 혈액이 필터에 도달하기 전에 희석되므로, 확산에 의해 이동하는 작은 용질들의 총량이 감소한다. 사후 희석 방식은 혈액 독소가 고농도로 유지되는 장점이 있으므로, 용질들의 확산과 대류가 보다 효과적이지만, 혈구들의 농도 증가 및 그로 인한 혈액의 점도 증가로 인하여 여과될 수 있는 혈장수의 양이 제한된다. 미국 특허 제5,194,157호에 개시되어 있는 다단계 방식의 한 쌍의 여과 투석 시스템의 경우에도, 자체적인 구조상의 문제로 인하여, 전술한 바와 같은 여과상의 제약에 직면한다.
본 출원의 목적은, 종래의 혈액 투석여과 장치보다도 독소 제거 속도를 증가시킬 수 있고, 독소 제거 효율을 향상시킬 수 있는 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지를 제공하는 것이다. 본 발명에 의한 카트리지는, 혈액의 완전한 투석여과가 아닌 부분적 투석여과 후에 혈액을 희석시키는 방법을 제공함으로써, 종래의 혈액 투석여과 장치의 전술한 결점들을 감소시키고, 그리고/또는 제거한다. 본 발명은 높은 여과율과 같은 사전 희석 방식의 이점 및 높은 확산 효율과 대류 효율과 같은 사후 희석 방식의 이점을 조합한다. 한 실시예에 의한 카트리지는, 프레세니우스 4008 온라인 플러스(Fresenius 4008 On-Line Plus), 감브로 AK 200 울트라(Gambro AK 200 Ultra)와 같은 종래의 투석여과기(상기 제품들에 한정되는 것은 아님)와 함께 작동되도록 구성될 수 있다. 또는, 상기 카트리지는, 일반적인 염수 또는 링거 유산염(Ringer's lactate)이 수용된 신축성 백(flexible bag)과 같은 외부 공급원으로부터의 무균 치환액을 사용하는 프레세니우스 2008H, 박스터(Baxter) SPS 1550, 코베 센트리 시스템 3(Cobe Centry System 3) 등을 포함한 종래의 혈액 투석기(상기 제품들에 한정되는 것은 아님)와 함께 사용되거나, "정화된 투석액을 치환액으로 사용하는 집중형 온라인 혈액 투석여과 시스템: 사토, 코가 공저, 인공 장기, 22권 285페이지, 1998년" (Centralized on-line hemodiafiltration system utilizing purified dialysate as substitution fluid, Sato & Koga, Artif Org 22:285, 1998)에 기재된 중앙 분배 시스템과 같은 종래 혈액 투석기와 함께 사용될 수도 있다. 또한, 예를 들면 "온라인 혈액 투석여과에 있어서, 작은 분자 제거에 미치는 대류의 영향: 피쇠 등, 신장 국제학술지, 57권 1755페이지, 2000년" (Influence of convection on small molecule clearances in on-line hemodiafiltraton, Ficheux, et al., Kid Int. 57:1755, 2000)에서와 같이, 투석액 주류(主流) 내의 티(T)자 영역으로부터의 투석액을 계량(計量)하고 일련의 무균 필터로 통과시키는 펌프 또는 밸브와 같은 치환액 공급 장치를 사용하도록, 표준 사양의 기기를 개조할 수도 있다.
본 발명의 대표적인 실시예에 의한 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지는 혈액 및 투석액 유입구와 배출구를 구비한다. 이 카트리지는 내부 격벽을 구비한 단일 카트리지 본체, 예를 들면 원통형 하우징을 포함하고, 내부 격벽은 하우징을 제 1 여과 구역과 연결된 제 1 격실과 제 2 여과 구역과 연결된 제 2 격실로 분할한다. 제 1 여과 구역은 제 1 혈액 유입구와 연통하고, 제 2 여과 구역은 제 2 혈액 유입구와 연통한다. 따라서, 제 1 격실 내에 제 1 여과 부재들(제 1 중공 섬유들의 다발)을 배치하고 제 2 격실 내에 제 2 여과 부재들(제 2 중공 섬유들의 다발)을 배치한 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지를 이용하여, 단일 하우징 내에서 혈액을 투석여과 및 혈액 여과를 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 카트리지는, 투석액 유입구의 카트리지에서의 위치가 투석액 배출구 위치의 반대편이라는 점을 제외하고는, 종래의 투석기와 외관이 유사하다. 혈액 유입구 및 혈액 배출구는 카트리지의 제 1 단부에 위치하거나, 또는 그 근방에 위치하는 것이 바람직하다. 혈액 유입구와 배출구는 두 개의 별개의 캡(cap)의 형태이거나, 두 개의 여과 부재들을 제 1 혈액 투석여과 구역 및 제 2 혈액 여과 구역으로 분리시키는 내벽이나 밀봉부에 의해 분할된 단일 캡의 형태일 수 있다.
본 발명의 대표적인 실시예에 의하면, 혈액은 카트리지의 혈액 유입구로 유입되고, 제 1 격실(제 1 구역) 내에 배치된 제 1 여과 부재를 통하여 카트리지의 반대쪽 제 2 단부에 배치된 구역간 커넥터로 유출된다. 혈액은 구역간 커넥터를 통해 제 1 여과 부재로부터 제 2 여과 부재로 흐를 수 있으며, 그 후 카트리지의 혈액 배출구로 흐른다. 투석액 배출구도 카트리지의 제 1 단부 또는 그 근방에 설치되는 것이 바람직하고, 제 2 격실과 연통한다. 투석액은 투석액 유입구를 통해 제 1 격실로 유입되고, 제 1 구역의 여과 부재들 내에서 혈류와 반대 방향으로 흐른다. 투석액이 투석액 배출구를 통해 배출됨에 따라, 투석액은 제 1 격실과 제 2 격 실 사이의 격벽의 일부에 한정되어 있는 개구부를 통해 유입된다.
한 실시예에 의하면, 제 1 구역은 혈액 투석여과 구역이고, 제 2 구역은 혈액 여과 구역이며, 두 구역은 단일 카트리지 내에 형성된다. 그러나, 다른 실시예에서는, 제 1 구역은 혈액 투석여과 구역이고 제 2 구역은 혈액 여과 구역이지만, 카트리지는 사전 희석 또는 사후 희석 방식으로 사용된다. 사전 희석 방식에서는, 혈액이 제 1 구역에서의 혈액 투석여과를 거치기 전에 혈액을 희석하기 위하여 치환액(대체액)을 첨가하고, 사후 희석 방식에서는, 혈액이 제 2 구역에서 혈액 여과를 거친 후에 치환액을 첨가한다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 장점들은, 첨부 도면을 참조하면, 아래의 상세한 설명으로부터 명확히 이해될 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 의한 중도 희석(mid-dilution) 방식의 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지의 단면도이다.
도 2는 제 2 실시예에 의한 중도 희석 방식의 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지의 단면도이다.
도 3은 제 3 실시예에 의한 사전 희석 또는 사후 희석 방식의 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지의 단면도이다.
도 1에는, 대표적인 제 1 실시예에 의한 중도 희석 방식의 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지(10)의 단면이 개략적으로 예시되어 있다. 카트리지(10)는, 아래 에 보다 자세히 설명하는 바와 같이, 제 1 구역(13)과 제 2 구역(14)이 형성되어 있는 카트리지 본체(12)를 포함한다. 카트리지 본체(12)는 강성 플라스틱 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 카트리지 본체(12)는 내벽(15)에 의해 제 1 및 제 2 내부 격실(17, 19)로 분할되는 것이 바람직하다. 내벽(15)은 카트리지 본체(12)에 사용된 재료와 동일한 강성 재료로 제조되고, 카트리지 본체(12)와 일체형으로 형성(예를 들면, 주형 성형된 부재로서 형성)되는 것이 바람직하다. 아래에 보다 자세히 설명하는 바와 같이, 제 1 격실(17)은 일반적으로 제 1 구역(13)에 상응하고, 제 2 격실(19)은 일반적으로 제 2 구역(14)에 상응한다.
카트리지 본체(12) 내에는 제 1 및 제 2 종(縱)방향 다발(16, 18)들로 분리된 반투과성 중공 섬유들의 종방향 다발들이 배치된다. 보다 구체적으로 표현하면, 반투과성 중공 섬유들의 제 1 종방향 다발은 제 1 격실(17) 내에 배치되고, 반투과성 중공 섬유들의 제 2 종방향 다발(18)은 제 2 격실(19) 내에 배치된다. 반투과성 중공 섬유(16, 18)들은 혈액으로부터 여과되는 독소를 이동시키는 수단으로서의 역할을 한다. 이러한 용도에 적합한 섬유라면 어떠한 유형일지라도 반투과성 중공 섬유(16, 18)들로 사용할 수 있으며, 상용화되어 있는 많은 제품들을 사용할 수 있다. 반투과성 중공 섬유(16)들은 동맥 섬유라고 칭할 수 있으며, 반투과성 중공 섬유(18)들은 정맥 섬유라고 칭할 수 있다.
대표적인 제 1 실시예에서, 카트리지(10)는, "프레세니우스 4008 온라인 플러스" 또는 "감브로 AK200 울트라"와 같은 혈액 투석여과기 또는 "프레세니우스 2008H", "코베 센트리 시스템 3", 또는 "박스터 SPS 1550"과 같은 개조된 혈액 투 석기와 함께 작동되도록 구성된다.
작동 중에, 혈액은 환자로부터 혈액 펌프 및 혈관(미도시)을 경유하여 이동하고, 유입구(20)를 통해 카트리지(10)의 제 1 구역(13)으로 유입된다. 유입구(20)는 카트리지(10)의 제 1 단부(21)에 장착된 헤더 덮개(22)와 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 헤더 덮개(22)는, 실질적으로 제 1 내부 헤더 공간(25)과 제 2 내부 헤더 공간(26)으로 분할되는 내부 헤더 공간(24)을 구획한다. 제 1 내부 헤더 공간(25)은 동맥혈 공간이라고 칭할 수 있으며, 제 2 내부 헤더 공간(26)은 정맥혈 공간이라고 칭할 수 있다. 이하에 자세히 설명하는 바와 같이, 제 1 내부 헤더 공간(26)과 제 2 내부 헤더 공간(26)은 각각 제 1 구역(13)과 제 2 구역(14)[각각 제 1 격실(17)과 제 2 격실(19)]과 연통한다.
제 1 및 제 2 내부 헤더 공간(25, 26)들은, 카트리지 본체(12)의 제 1 단부(21)에서의 반투과성 중공 섬유(16, 18)들의 외면 주위에 밀봉부를 형성하는 제 1 주입 화합물(potting compound)(30)에 의해, 카트리지(10)의 나머지 부분과 분리될 수 있다. 헤더 덮개(22)는 탈착이 가능하고, 이 경우에 제 1 및 제 2 내부 헤더 공간(25, 26)들은 오링(O-ring)(31, 32)들과 같은 밀봉 부재에 의해 서로 밀봉되고, 또한 외부 환경으로부터 밀봉되는 것이 바람직하다. 도시한 바와 같이, 오링(32)은 제 1 격실(17)에 부속되고, 오링(31)은 제 2 격실(19)에 부속된다.
혈액은 제 1 내부 헤더 공간(25)으로 유입되고, 그 후 경계부(34)에서 반투과성 중공 섬유(16)들로 유입된다. 경계부(34)는 주입 화합물(예를 들면, 폴리우레탄) 경계면 구조를 갖는 것이 바람직하다. 제 1 내부 헤더 공간(25)은 여러 방법으 로 제 2 내부 헤더 공간(26)으로부터 분리될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 예시한 바와 같이, 내부 헤더 공간(24)을 제 1 및 제 2 내부 헤더 공간(25, 26)들로 분할하는 내벽(35)에 의해, 제 1 내부 헤더 공간(25)이 제 2 내부 헤더 공간(26)으로부터 분리될 수 있다. 내벽(35)은 헤더 덮개(22)와 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다. 내벽(35)은 오링(31, 32)들과 접촉한 상태로 효과적인 밀봉 작용을 하여, 두 개의 헤더 공간들[제 1 및 제 2 내부 헤더 공간(25, 26)들] 사이의 혈액의 교환을 방지한다. 예시한 실시예에서, 오링(31, 32)들은, 헤더에 부착되거나 헤더 덮개(22)로부터 연장된 내벽(35)의 기단부(39) 반대쪽에 위치한 내벽(35)의 말단부(37)에 배치된다. 따라서, 오링(31, 32)들은, 헤더 덮개(22)가 경계부(34)와 경계를 이루는 곳에서, 밀봉 작용을 한다.
제 1 격실(17)[제 1 구역(13)] 내의 반투과성 중공 섬유(16)들은 제 1 내부 헤더 공간(25)과 연통하고, 제 2 격실(19)[제 2 구역(14)] 내의 반투과성 중공 섬유(18)들은 제 2 내부 헤더 공간(26)과 연통한다. 두 개의 섬유 다발(16, 18)들은 내벽(15)에 의해 분리된다. 내벽(15)의 단부는, 섬유 다발 주입 공정(potting process) 중에 경계부(34) 내에 수용될 수 있다.
혈액이 유입구(20)를 통해 제 1 내부 헤더 공간(25)으로 유입된 후에, 제 1 내부 격실(17)을 지나가는 투석액류 내에 동맥 섬유(16)들(제 1 섬유 다발)의 외측이 잠긴 상태에서, 혈액은 제 1 구역(13)의 제 1 격실(17)의 여과 공간을 따라서 동맥 섬유(16)들 내를 아래쪽으로 이동한다. 제 1 내부 격실(17) 내의 투석액의 압력은 동맥 섬유(16)들 내를 통과하는 혈액의 압력보다 낮으므로, 혈액측으로부터 제 1 여과 구역(13)의 투석액측으로 반투막[동맥 섬유(16)들]을 통해 혈장수의 전방 여과가 발생한다. 이로 인하여, 제 1 격실(17) 내의 동맥 섬유(16)들의 전장(全長)에 걸쳐서 제 1 구역에서의 독소의 혈액 투석여과, 즉 여과 및 확산이 일어난다. 제 1 실시예에 의하면, 혈류가 제 1 구역을 통과할 때, 상당량의 혈장수, 예를 들면 대략 20% ~ 40% 정도의 혈장수가 반투막을 통해 여과되는 것이 바람직하다. 부분적으로 투석여과된 혈액은 동맥 섬유(16)들로부터 유출되어, 카트리지(10)의 또 다른 단부(23)에 연결된 구역간 커넥터(헤더 공간)(46) 내로 유입된다. 본 명세서에 사용된 "부분적으로 투석여과된 혈액"이라는 용어는 혈액 투석여과 공정을 거친 혈액을 의미하고, 부분 투석여과에 의하여 혈액 내에 포함된 독소들의 일부가 혈액으로부터 제거된다.
구역간 헤더 공간(46)으로 유입된 혈액은 혈액 유입구(20)에서 카트리지(10)로 유입된 혈액에 비하여 농도가 높은 상태, 즉 구역간 헤더 공간(46)으로 유입되는 혈액의 적혈구 용적률(hematocrit)이 혈액 유입구(20)에서의 적혈구 용적률보다 큰 상태이다. 제 1 구역(13)의 제 1 격실(17)과 제 2 구역(14)의 제 2 격실(19)은, 예를 들면 제 2 주입 화합물(49)에 의해 구역간 헤더 공간(46)으로부터 분리되는 것이 바람직하다. 따라서, 제 2 주입 화합물(49)은 제 2 경계부(61)를 형성한다.
제 1 구역(13)으로부터 유출되어 제 2 구역(14)으로 유입되는 혈액의 천이 구역으로서의 역할을 하는 구역간 헤더 공간(46)은 제 2 헤더 덮개(52)에 의해 구획된다. 제 2 헤더 덮개(52)는 강성 플라스틱 재료로 제조되는 것이 바람직하고, 카트리지 본체(12)의 제 2 단부(23)에 부착된다. 구역간 헤더 공간(46)은 제 3 오 링(53)에 의해 외부 환경으로부터 밀봉될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제 3 오링(53)은 제 2 주입 화합물(49)과 제 2 헤더 덮개(52) 사이에 배치되고, 따라서 그들 사이에 밀봉부를 형성한다. 제 1 실시예에서, 제 1 및 제 2 헤더 덮개(22, 52)들은 카트리지 본체(12)에 연결 및 제거가 용이하도록 탈착이 가능한 방식으로 구성된다. 예를 들면, 카트리지 본체(12)와 제 1 및 제 2 헤더 덮개(22, 52)들은 서로 나사 방식으로 연결될 수 있도록 상호 보완적으로 나사산이나 나사골을 구비할 수 있다.
구역간 헤더 공간(46) 내의 혈액은, 제 2 구역(14)으로 유입되기 전에, 헤더 유입구(51)를 통해 카트리지(10)로 유입되는 생리적 무균 용액에 의해 희석된다. 무균 용액은, 당해 분야에 공지되어 있는 방법에 의하여, 온라인 방식으로 연속 생산될 수 있거나, 염수 백과 같은 공급원으로부터 공급될 수 있다. 구역간 헤더 공간(46) 내의 혈액은 혈액 유입구(20)에서 카트리지(10)로 유입되는 혈액에 비하여 희석된 상태이고, 혈액의 적혈구 용적량은 혈액 유입구(20)에서의 적혈구 용적량보다도 감소한다.
그 후, 희석된 혈액은 제 2 구역(14)에 배치된 정맥 섬유(18)들로 유입되고, 그 후 정맥 섬유(18)들에 의하여 카트리지(10)의 제 1 단부(21)쪽으로 이송된다. 정맥 섬유(18)들을 통과하는 희석된 혈액의 압력은 정맥 섬유(18)들의 외측에 존재하는 제 2 격실(19) 내부의 유체 압력보다도 높은 상태이고, 따라서 혈액측에서 제 2 여과 구역(14)의 투석액측으로 반투막[정맥 섬유(18)들]을 통해 혈장수의 전방 여과(혈액 여과)가 일어난다. 혈액이 제 2 여과 구역을 통과하면서 희석된 혈액으 로부터 혈장수가 여과되어, 혈액 배출구(55)에서 카트리지(10)로부터 유출되는 혈액의 적혈구 용적량이 혈액 유입구(20)에서의 적혈구 용적량과 대체로 동등하지만, 환자의 체액 균형을 유지하기 위한 한외 여과(限外濾過)의 순량(純量)을 조절하기 위한 수단으로서 약간의 차이가 필요할 수도 있다. 제 2 여과 구역(14)을 통과하면서 여과된 혈장수는 투석액 배출구(58)를 향하여 흐르고, 한정된 개구부(60)를 통해 제 1 여과 구역(13)으로부터 유입되는 사용된 투석액과 함께 카트리지(10)로부터 배출된다. 따라서, 혈액 여과는 이 정맥 섬유(18)들의 전장에 걸쳐서 발생하고, 결국 혈액은 제 1 헤더 덮개(26)의 제 2 내부 헤더 공간(26)(정맥 공간)으로 유입되어, 제 1 헤더 덮개(26)에 형성된 배출구(55)로부터 배출된다. 따라서, 배출구(55)는 정맥 배출구라고 불린다. 정맥 배출구(55)는 유입구(20)와 동일한 유형, 예를 들면 비틀어 잠그는 표준형 커넥터일 수 있다. 정맥 배출구(55)는 다른 유형의 커넥터로 형성될 수도 있다.
외관상, 상기 투석액류 및 연결부들은 표준 투석 공정의 경우와 유사하다. 그러나, 내부 투석액류는 사실상 두 구역들 사이의 상대 여과 속도를 조절하는 역할을 한다. 투석액은 투석액 유입구(57), 예를 들면 당해 분야에 공지되어 있는 표준형 한센(Hansen) 커넥터를 통해 카트리지(10)로 유입된다. 본 발명에서의 투석액은 제 1 내부 격실(17)을 통해 제 1 구역 반투과성 중공 섬유(16)들의 주위에 분산되어 흐른다. 투석액은, 내벽(15)의 반대편이면서 제 1 주입 화합물(30)의 근방에 위치한 투석액 배출구(58)를 통해 카트리지(10)로부터 배출된다. 투석액 유입구(57)와 투석액 배출구(58)는 동일한 유형, 예를 들면 한센 커넥터인 것이 바 람직하다.
본 발명의 실시예에서, 투석액은 제 1 구역(13)에서 혈액과 반대 방향으로 흐른다. 투석액이 카트리지(10)의 제 1 단부(21)에 접근함에 따라, 격벽(15)에 형성되어 있는 개구부(60)를 통해 유출된다. 따라서, 개구부(60)는 제 1 격실(17)[제 1 구역(13)]과 제 2 격실(19)[제 2 구역(14)] 사이에서 유체를 연통시키는 역할을 한다. 개구부(60)의 크기는 정확한 용도와 기타 조건에 따라서 변할 수 있다. 그 후, 투석액은 제 2 구역(14)에 형성되어 있는 투석액 배출구(58)로부터 배출된다. 개구부는, 제 2 구역(14)(혈액 여과 구역)에서 효과적인 최소 투석액류가 형성되도록, 투석액 배출구(58)의 근방에 위치하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 표현하면, 투석액이 단순히 제 2 격실을 가로질러 투석액 배출구(58)로 흘러가서 배출되도록, 개구부(60)는 일반적으로 투석액 배출구(58)와 정렬되는 것이 바람직하다.
중공 섬유(16, 18)들의 반투과성 벽을 통해 혈액으로부터 투색액으로 여과가 일어난다. 전체 여과율은, 투석액 배출과 치환액 유입의 함수이고, 종래의 사후 희석 방식의 혈액 투석여과에서 달성할 수 있는 여과율보다 훨씬 크다는 장점이 있다. 제 1 실시예에 의하면, 전체 여과율은 약 25% 내지 약 85%인 것이 바람직하고, 혈류량의 약 40% 내지 약 60%이면 더욱 바람직하다. 이러한 유동은 통상의 혈액 투석여과기(미도시) 내의 펌프에 의해 제어될 수 있다.
제 1 및 제 2 구역(13, 14)들의 상대 여과율은 혈액 격실과 여과액 격실 사이의 막전후(膜前後) 압력(transmembrane pressure, TMP)의 상대적 균형에 의해 제어된다. 혈액측 압력은 각 혈액 격실 내의 혈류량과 혈액 점도의 함수(각 혈액 격 실 내의 혈액 농축도와 혈액 희석도의 함수)이다. 혈액은 제 1 구역(13)에서 제 2 구역(14)으로 연속적으로 흐르므로, 제 1 구역(13) 내의 혈액 압력이 제 2 구역(14) 내의 혈액 압력보다도 크다. 전형적인 투석기에서는, 투석액 격실 압력은 투석액 배출구 하류의 펌프에 의해 제어된다. 이 실시예에서는, 제 2 구역의 정맥 섬유(18)들 외측의 내부 격실(19)의 압력은 이러한 방법으로 제어된다. 제 1 구역(13)의 동맥 섬유(16)들 외측의 내부 격실(17)(제 1 격실)의 압력은 주로 투석액 배출구(58)의 압력, 개구부(60)를 통과하는 투석액의 유량, 투석액의 점도 및 두 구역들 사이에 위치하는 개구부의 크기의 함수이다. 개략적으로 보면, 제 1 격실(17)의 투석액 압력은, 격실들 사이의 개구부(60)를 통한 압력 강하 즉 압력 손실과 동일한 양만큼, 제 2 격실(19)의 투석액 압력보다 높다. 제 1 구역(13) 내의 혈액은 고압력 하에서 농축되지만, 제 2 구역(14) 내의 혈액은 저압력 하에서 희석된다. 두 여과 구역(13, 14)들의 전체 여과를 최대화하기 위하여, 제 1 구역(13) 내의 투석액 격실(17) 압력은 제 2 구역(14) 내의 투석액 격실(19) 압력보다 큰 것이 바람직하다. 이는 격실간 개구부(60)의 크기를 적정화함으로써 달성된다. 투석액이 개구부(60)를 통해 제 1 격실(17)에서 제 2 격실(19)로 흘러감에 따라, 투석액에 압력 강하가 발생한다. 따라서, 제 1 격실(17)의 투석액 압력이 제 2 격실(19) 내의 투석액 압력보다 높다. 소정의 투석액 유량 범위(전형적으로 약 500ml/min ~ 1000ml/min)에 있어서, 두 구역(13, 14)들 사이의 소망 상대 여과량이 달성되는 압력 강하가 부여되도록, 개구부(60)의 크기를 설정할 수 있다. 예를 들면, 두 여과 구역(13, 14)들의 전체 여과량을 최대화하는 것이 바람직할 수 있다. 이를 달성하기 위하여, 막전후 압력(TMP)이 비교적 높은 상태에서 각 단계를 작동시킨다. 제 1 여과 구역(13) 내의 혈압은 제 2 여과 구역(14)의 혈압보다 혈류량에 의존하는 소정량만큼 높기 때문에, 소정의 투석액 유량에 대해 개구부(60)를 통한 압력 강하로 인하여 각 여과 구역의 막전후 압력이 동일해지도록, 개구부(60)의 크기를 설정하여야 한다.
표준형 투석기의 경우와 유사한 방법으로, 혈액 유입구(20), 정맥 배출구(55), 투석액 유입구(57) 및 투석액 배출구(58)를 재활용기에 연결하여, 카트리지(10)를 재활용할 수 있다. 재활용을 위한 작업 중에는, 치환액 유입구(51)를 막아둔다.
예시를 위한 목적으로, 실시예에 의한 카트리지(10) 내의 혈류 방향을 화살표(62)로 표시하였다.
카트리지 본체(12)와 단부 덮개(22, 52)들은 단일 부재(하우징)의 형태로 일체화될 수 있고, 따라서 구역간 헤더 공간(46)을 구획하는 구역간 커넥터뿐만 아니라 혈액 유입구(20), 혈액 배출구(55), 투석액 유입구(57) 및 투석액 배출구(58)가 하우징 내에 형성될 수 있다. "단부 덮개"라는 용어의 사용은 실시예를 제한하려는 것이 아니며, 단부 덮개가 하우징 본체에 부착되어 완전한 카트리지(10)를 형성하는 실시예를 예시하기 위한 것이다. 따라서, "하우징"이라는 용어는, 카트리지 본체(12)와 단부 덮개(22, 52)를 포함한 전체 구조를 조립된 부재 또는 일체형 단일 부재로 기술하기 위하여 사용될 수 있다.
도 2에는 중도 희석 방식의 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지(70)의 제 2 실시예의 단면도가 개략적으로 예시되어 있다. 구조는 제 1 실시예와 유사하며, 주요 차이점은 혈액 유입구와 배출구가 도 1에 도시한 바와 같은 격벽에 의해 분리되는 것은 아니라, 별도의 제 1 및 제 2 헤더(76, 77)들에 의해 분리된다는 점이다. 이 실시예에서, 제 1 헤더(76)를 혈액 유입 헤더(76)로 표현할 수 있고, 제 2 헤더(77)를 혈액 배출 헤더(77)로 표현할 수 있다.
카트리지(70)는 내부 격벽(75)을 구비하는 카트리지 본체(72)를 포함하며, 내부 격벽(75)은 카트리지 본체(72)의 전장에 걸쳐서 형성된다. 카트리지 본체(72)의 혈액 유입 및 배출 단부[제 1 단부(21)] 또는 그 근방에서, 격벽(75)은 제 1 및 제 2 헤더(76, 77)들이 부착되는 부분을 구비한 두 개의 별도의 벽으로 분할된다. 즉, 격벽(75)에는 제 1 및 제 2 헤더(76, 77)들이 부착될 수 있는 수용 공간이 형성되어 있다. 이러한 제 2 실시예의 특징은, 카트리지 제조시와 재활용시에 제 1 및 제 2 헤더(76, 77)들을 용이하게 장착 및 탈착할 수 있다는 점이다. 제 2 실시예의 카트리지(70)는 제 1 실시예의 카트리지(10)와 동일한 방식 또는 거의 유사한 방식으로 작동된다.
또 다른 실시예에서는 투석액이 제 1 구역(13)의 반투과성 중공 섬유(16)들과 동일한 방향으로 흐르도록 구성될 수 있으나, 투석액이 제 1 구역(13)의 반투과성 중공 섬유(16)들과 반대 방향으로 흐르는 바람직한 실시예의 경우가 독소 제거에 보다 효과적이라는 점을 이해할 수 있을 것이다. 제 1 구역(13)의 대향류(對向流)는 요독증(尿毒症)을 일으키는 독소의 최대 농도 구배를 유지시키며, 이로 인하여 작은 분자량의 용질들이 빠른 속도로 확산되어 제거될 수 있다. 제 2 구역(14) 입구에서는, 분자량이 작은 용질들의 농도가 비교적 낮고, 확산에 의한 제거량의 증가는 최소화될 것이다. 그러나, 분자량이 중간 범위인 용질들의 농도는 부분적 투석여과 후에도 상당히 높은 상태이다. 작은 분자량 및 중간 범위의 분자량의 용질들은 주로 대류에 의해 제거량이 증가하므로, 제 2 구역에서는 투석액류가 필요하지 않다. 제 2 구역에 투석액류가 없을지라도, 용질 제거의 전체 효율에 미치는 영향은 극히 미비하다. 제 2 구역(14)은, 혈액 필터의 역할을 하고, 또한 투석액 배출구(58) 근방의 제 1 및 제 2 구역(13, 14)들의 여과물 격실(17, 19)들 사이의 개구부를 통하여 제 1 및 제 2 구역(13, 14)들의 상대 여과율을 제어할 수 있는 장점을 제공한다.
도 3에는, 또 다른 대표적인 실시예가 예시되어 있다. 이 실시예에서, 카트리지(10')는 도 1의 카트리지(10)와 본질적으로 동일하게 구성되지만, 중도 희석 방식의 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지가 아니라 사전 희석 또는 사후 희석 방식의 카트리지가 채용된다는 점에 차이가 있다. 설명과 이해가 용이하도록, 도 3의 부재들에는 도 1에 사용한 도면 부호들과 같은 도면 부호를 사용하였다. 사전 희석 방식에서는, 혈액이 치환액 등으로 희석된 후에 희석된 혈액이 혈액 유입구(20)로 유입된다. 그 후, 희석된 혈액은 제 1 구역에서 혈액 투석여과된 후에, 부분적으로 투석여과된 혈액의 상태로 구역간 공간(46)으로 유입된다. 제 1 및 제 2 구역(13, 14)들 사이의 압력 차이로 인하여, 부분 투석여과된 혈액은 제 2 구역(14)으로 유입되어 제 2 여과 부재(18)들 내를 흐르면서 혈액 여과된 후에, 최종적으로 혈액 배출구(55)를 통해 배출된다. 사전 희석 방식에서 혈액 배출구(55)를 통해 배출되 는 혈액의 특성은, 도 1 또는 도 2의 중도 희석 방식에서 혈액 배출구(55)를 통해 배출되는 혈액의 특성과 동일한 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 도 3의 카트리지(10')는 사후 희석 방식에서도 사용될 수 있다. 이러한 유형의 방식에서는, 혈액은 혈액 유입구(20)를 통해 유입되어 제 1 구역(13)에서 투석여과되고, 부분 투석여과된 혈액의 상태로 구역간 공간(46)을 통과한 후에, 제 2 구역(14)으로 유입되어 부분 투석여과된 혈액이 여과된다. 혈액은, 제 2 구역(14)에서 여과된 후에, 혈액 배출구(55)를 통해 배출된다. 그 후, 배출된 혈액은 희석(예를 들면, 배출된 혈액이 치환액과 혼합됨)되어 소망 상태로 복원된 후에, 환자의 체내로 주입된다.
첨부 도면과 함께 전술한 실시예에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니라는 점을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 오히려, 본 발명은 아래의 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (26)

  1. 제 1 단부 및 그와 대향하는 제 2 단부를 구비하고, 혈액 유입구와 혈액 배출구 및 투석액 유입구와 투석액 배출구와 연통하는 카트리지 본체;
    상기 카트리지 본체의 상기 제 1 및 제 2 단부들 사이에 배치된 제 1 여과 부재를 포함하고, 혈액이 상기 제 1 여과 부재를 통해 상기 제 2 단부를 향하여 흐르도록 상기 혈액 유입구가 상기 제 1 단부에서 상기 제 1 여과 부재와 연통하는 제 1 혈액 투석여과 구역;
    상기 카트리지 본체의 상기 제 1 및 제 2 단부들 사이에 배치된 제 2 여과 부재를 포함하고, 상기 혈액 배출구가 상기 제 2 여과 부재와 연통하는 제 2 혈액 여과 구역; 및
    상기 카트리지 본체의 상기 제 2 단부에 배치되고 또한 상기 제 1 혈액 투석여과 구역으로부터 유출된 혈액이 상기 제 2 여과 부재를 통해 상기 혈액 배출구로 흐르도록 허용하는 구역간 헤더 공간을 구획하고, 혈액이 상기 제 2 구역의 제 2 여과 부재로 유입되기 전에 혈액 희석용 용액이 유입되는 치환액 유입구를 구비하는 구역간 커넥터를 포함하여 구성되고,
    투석액이 상기 투석액 유입구로부터 유입되고, 상기 제 1 혈액 투석여과 구역을 통과한 후에, 투석액 배출구로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    카트리지 본체 내에 배치되어 카트리지 본체를 제 1 구역과 연결된 제 1 격실 및 제 2 구역과 연결된 제 2 격실로 분할하는 격벽을 또한 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 여과 부재들 각각은 고유량 반투과성 중공 섬유들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 여과 부재들은 전장에 걸쳐서 상기 격벽에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 격벽은, 투석액이 투석액 배출구를 통해 배출되기 전에, 투석액이 상기 제 1 격실로부터 유입되어 제 2 격실을 통과하도록 허용하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 투석액 배출구와 동축으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지 본체의 상기 제 1 단부는, 혈액 유입구와 혈액 배출구가 형성되어 있는 제 1 헤더 덮개와 함께 밀봉되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 헤더 덮개는, 내부 헤더 공간을 제 1 헤더 공간과 제 2 헤더 공간으로 분할하는 내벽 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 헤더 공간은 혈액이 상기 혈액 유입구로부터 상기 제 1 구역의 상기 제 1 여과 부재로의 방향으로만 흐르도록 허용하고,
    상기 제 2 헤더 공간은 혈액이 상기 제 2 여과 부재로부터 상기 혈액 배출구로의 방향으로만 흐르도록 허용하는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 혈액 유입구를 통해 상기 제 1 헤더 공간으로 유입된 혈액은, 상기 제 2 헤더 공간으로 제 1 헤더 공간의 혈액이 유입되는 것을 방지하는 상기 내벽 부재에 의하여, 상기 제 2 여과 부재로부터 격리되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 카트리지 본체의 제 1 단부는 내벽 부재를 구비하는 제 1 헤더 덮개와 함께 밀봉되고,
    상기 내벽 부재는 상기 격벽과 동축으로 정렬되고 또한 제 1 헤더 공간과 제 2 헤더 공간을 구획하는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 내벽 부재는 상기 제 1 헤더 덮개와 일체형이고,
    상기 제 1 헤더 덮개와 상기 카트리지 본체 사이의 부착 경계부에는 밀봉부를 형성하기 위한 한 쌍의 오링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지 본체의 제 1 단부는 제 1 헤더 덮개 및 제 2 헤더 덮개와 함께 밀봉되며, 상기 제 1 헤더 덮개는 혈액 유입구를 포함하고 상기 제 1 여과 부재에만 연통하는 제 1 헤더 공간을 구획하고, 상기 제 2 헤더 덮개는 혈액 배출구를 포함하고 상기 제 2 여과 부재에만 연통하는 제 2 헤더 공간을 구획하는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 개구부는, 상기 제 1 격실이 제 1 투석액 압력을 유지하고 상기 제 2 격실이 제 1 투석액 압력보다 높은 제 2 투석액 압력을 유지하도록 하는 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  15. 제 1 구역의 혈액 투석여과와 제 2 구역의 혈액 여과를 제공하는 하우징을 포함하며,
    상기 제 1 혈액 투석여과 구역은 제 1 여과 부재를 구비하고, 상기 제 2 혈액 여과 구역은 제 2 여과 부재를 구비하며, 상기 두 구역들은 단일 하우징에 제공되고,
    상기 하우징은, 혈액이 제 2 혈액 여과 구역의 제 2 여과 부재로 유입되기 전에, 제 1 혈액 투석여과 구역으로부터 유출된 혈액을 희석하기 위한 용액이 유입되는 치환액 유입구가 형성되어 있는 구역간 커넥터를 포함하고, 또한 제 1 구역과 연통하는 혈액 유입구, 제 2 구역과 연통하는 혈액 배출구, 투석액 유입구 및 투석 액 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 투석액 유입구는 제 1 구역과 연통하고, 상기 투석액 배출구는 제 2 구역과 연통하고,
    상기 하우징을 제 1 및 제 2 구역으로 분할하는 격벽이 하우징 내에 구비되고,
    상기 투석액은 격벽에 형성되어 있는 개구부를 통해 제 1 구역에서 제 2 구역으로 흐르는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    혈액은 제 1 유체 압력 하에서 상기 제 1 여과 부재를 통해 흐르고 또한 상기 제 1 유체 압력보다 작은 제 2 유체 압력 하에서 상기 제 2 여과 부재를 통해 흐르고,
    제 1 구역을 구획하는 제 1 격실의 제 1 연통 압력은 제 2 구역을 구획하는 제 2 격실의 제 2 연통 압력보다 높은 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 1 연통 압력이 제 2 연통 압력보다 높도록, 상기 개구부의 크기가 설정되는 것을 특징으로 하는 중도 희석식 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  19. 제 1 단부 및 그와 대향하는 제 2 단부를 구비하고, 혈액 유입구와 혈액 배출구 및 투석액 유입구와 투석액 배출구와 연통하는 카트리지 본체;
    상기 카트리지 본체의 상기 제 1 및 제 2 단부들 사이에 배치된 제 1 여과 부재를 포함하고, 혈액이 상기 제 1 여과 부재를 통해 상기 제 2 단부를 향하여 흐르도록 상기 혈액 유입구가 상기 제 1 단부에서 상기 제 1 여과 부재와 연통하는 제 1 혈액 투석여과 구역;
    카트리지 본체의 상기 제 1 및 제 2 단부들 사이에 배치된 제 2 여과 부재를 포함하고, 상기 혈액 배출구가 상기 제 2 여과 부재와 연통하는 제 2 혈액 여과 구역; 및
    상기 카트리지 본체의 상기 제 2 단부에 배치되고 또한 상기 제 1 혈액 투석여과 구역으로부터 유출된 혈액이 상기 제 2 여과 부재를 통해 상기 혈액 배출구로 흐르도록 허용하는 구역간 헤더 공간을 구획하는 구역간 커넥터를 포함하여 구성되고,
    투석액이 상기 투석액 유입구를 통해 상기 카트리지 내로 유입되고, 상기 제 1 혈액 투석여과 구역을 통과한 후에 투석액 배출구로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 카트리지 본체 내에 배치되어 상기 카트리지를 상기 제 1 혈액 투석여과 구역과 연결된 제 1 격실 및 상기 제 2 혈액 여과 구역과 연결된 제 2 격실로 분할하는 격벽을 또한 포함하여 구성되고,
    상기 격벽은 투석액이 상기 제 1 혈액 투석여과 구역에서 상기 제 2 투석여과 구역으로 흐르기 위해 통과하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 혈액 유입구와 상기 혈액 배출구는 상기 카트리지 본체의 제 1 단부에 배치된 제 1 헤더 덮개 내에 형성되어 있고, 상기 구역간 커넥터는 상기 카트리지 본체의 제 2 단부에 배치된 제 2 헤더 덮개에 의해 구획되고,
    상기 제 1 헤더 덮개는, 상기 혈액 유입구가 상기 제 1 혈액 투석여과 구역에만 연통하고 상기 혈액 배출구가 상기 제 2 혈액 여과 구역에만 연통하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 혈액 투석여과/혈액 여과 카트리지.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 개구부는, 투석액이 통과하는 상기 제 2 격실의 영역을 제한하기 위하여, 상기 투석액 배출구와 동축으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 혈액 투석 여과/혈액 여과 카트리지.
  23. 유입된 혈액을 수용하는 단계;
    제 1 구역 내에서 상기 유입된 혈액을 투석여과하여, 부분적으로 투석여과된 제 1 독소 농도의 혈액을 유출시키는 단계;
    부분적으로 투석여과되어 유출된 혈액을 구역간 커넥터에서 치환액과 혼합하여, 혈액/치환액의 혼합액을 형성시키는 단계;
    상기 투석여과를 실시한 단일 카트리지 내의 제 2 구역에서 상기 혈액/치환액의 혼합액을 여과하여, 제 1 독소 농도보다 작은 제 2 독소 농도의 혈액을 제조하는 단계; 및
    투석액 유입구를 통해 투석액을 상기 제 1 구역 내로 유입시킨 후에, 상기 투석액을 한정된 개구부 및 제 2 구역의 일부 영역을 통해 투석액 배출구로 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카트리지 내에서의 혈액 투석여과/혈액 여과 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 단일 카트리지를 격벽에 의해 제 1 여과 부재를 포함하는 제 1 구역 및 제 2 여과 부재를 포함하는 제 2 구역으로 분할하고, 격벽에 형성된 개구부를 통해 제 1 구역으로부터 제 2 구역으로 투석액을 유동시키는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카트리지 내에서의 혈액 투석여과/혈액 여과 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 여과 부재 주위의 영역에서는 제 1 압력을 유지하고 상기 제 2 여과 부재 주위의 영역에서는 제 1 압력보다 작은 제 2 압력을 유지하도록, 상기 개구부의 크기를 설정하는 것을 특징으로 하는 단일 카트리지 내에서의 혈액 투석여과/혈액 여과 방법.
  26. 유입된 혈액을 수용하는 단계;
    제 1 구역 내에서 상기 유입된 혈액을 투석여과하여, 부분적으로 투석여과된 제 1 독소 농도의 혈액을 유출시키는 단계;
    상기 투석여과를 실시한 단일 카트리지 내의 제 2 구역 내에서, 부분적으로 투석여과되어 유출된 혈액을 여과하여, 제 1 독소 농도보다 작은 제 2 독소 농도의 투석여과/여과된 혈액을 제조하는 단계; 및
    투석액 유입구를 통해 투석액을 상기 제 1 구역 내로 유입시킨 후에, 상기 투석액을 한정된 개구부 및 제 2 구역의 일부 영역을 통해 투석액 배출구로 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 카트리지 내에서의 혈액 투석여과/혈액 여과 방법.
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030010718A1 (en) * 2001-07-12 2003-01-16 Nxstage Medical, Inc. Hemodilution cap and methods of use in blood-processing procedures
EP1466657B1 (en) 2003-04-11 2012-10-03 Gambro Lundia AB Filter device having more than one filtration compartment
US20100096311A1 (en) * 2004-10-28 2010-04-22 Nxstage Medical, Inc Blood treatment dialyzer/filter design to trap entrained air in a fluid circuit
KR100721054B1 (ko) * 2004-11-23 2007-05-25 주식회사 뉴하트바이오 혈액정화 및/또는 혈액산화용 필터모듈, 그를 이용한혈액정화 및 혈액산화 방법 그리고 그를 포함하는혈액정화 장치
US7534349B2 (en) 2005-09-02 2009-05-19 Nephros, Inc. Dual stage ultrafilter devices in the form of portable filter devices, shower devices, and hydration packs
US20070102340A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-10 Nxstage Medical, Inc. Blood treatment filter and method of manufacturing
KR100750511B1 (ko) 2006-05-29 2007-08-20 주식회사 뉴하트바이오 나노 웹과 pdms 레이어를 이용한 인공 신장 칩
KR100929147B1 (ko) * 2006-06-21 2009-12-01 주식회사 뉴하트바이오 환류가 향상된 혈액투석기
US8527032B2 (en) * 2007-05-16 2013-09-03 General Electric Company Imaging system and method of delivery of an instrument to an imaged subject
EP2227268B2 (en) * 2007-10-24 2023-08-23 Nikkiso Co., Ltd. Optimizing clearance for protein bound molecules using cascade filtration therapy
US8114276B2 (en) 2007-10-24 2012-02-14 Baxter International Inc. Personal hemodialysis system
US8883008B2 (en) * 2008-07-15 2014-11-11 Mirimedical, Llc Double fiber bundle dialyzer
US8840790B2 (en) 2011-04-27 2014-09-23 Fenwal, Inc. Systems and methods of controlling fouling during a filtration procedure
DE102011107980B4 (de) * 2011-07-18 2017-11-02 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Filtermodul, Verfahren zur Herstellung eines Hohlfasermembranbündels, Disposable und Blutbehandlungsvorrichtung
KR101938340B1 (ko) * 2012-09-21 2019-01-14 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 가습장치
US10603419B2 (en) 2013-01-11 2020-03-31 The Charles Stark Draper Laboratories, Inc. Systems and methods for increasing convective clearance of undesired particles in a microfluidic device
US10342909B2 (en) 2013-01-11 2019-07-09 The Charles Stark Draper Laboratory Inc. Systems and methods for increasing convective clearance of undesired particles in a microfluidic device
US10478543B2 (en) 2013-01-11 2019-11-19 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Systems and methods for increasing convective clearance of undesired particles in a microfluidic device
EP2953662B1 (en) * 2013-02-06 2018-08-29 NxStage Medical, Inc. Fluid circuit priming methods
CN103585812B (zh) * 2013-08-23 2016-06-15 江苏星马力科技有限公司 一种畜禽血过滤设备
US20170000937A1 (en) * 2014-01-21 2017-01-05 Nephro-Solutions Ag Dialysis Apparatus Comprising a Dialyzer
EP4335539A3 (en) 2014-03-29 2024-05-01 Princeton Trade and Technology Inc. Blood processing cartridges and systems, and methods for extracorporeal blood therapies
US9585994B2 (en) * 2014-04-02 2017-03-07 Human Biomed, Inc. Blood purifying filter and blood purifying apparatus having the same
US9585996B2 (en) * 2014-04-02 2017-03-07 Human Biomed, Inc. Blood purifying filter and blood purifying apparatus
WO2016130128A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Mirimedical Llc Improved double fiber bundle dialyzer
US10426884B2 (en) 2015-06-26 2019-10-01 Novaflux Inc. Cartridges and systems for outside-in flow in membrane-based therapies
EP3352888B8 (en) 2015-09-24 2022-01-12 Princeton Trade and Technology Inc. Cartridges for hollow fibre membrane-based therapies
CN105457118B (zh) * 2015-12-17 2018-01-02 珠海健帆生物科技股份有限公司 血液净化装置及系统
RU2638204C1 (ru) * 2016-06-15 2017-12-12 Николай Николаевич Петухов Устройство для обработки биологической жидкости и способ его применения
EP3415225B1 (en) 2017-06-14 2021-03-03 Gambro Lundia AB System and method for filtration and/or dilation of fluids
US10821216B1 (en) 2017-07-03 2020-11-03 Nephros Inc. Method and apparatus for a hemodiafiltration module for use with a dialysis machine
DE102018008459A1 (de) 2018-10-29 2020-04-30 Enmodes Gmbh Vorrichtung für den Stoffaustausch zwischen Blut- und wenigstens einem Gas/Gasgemisch
US10926019B2 (en) 2019-06-05 2021-02-23 Choon Kee Lee Gradient dialysate hemodiafiltration
CN115518425B (zh) * 2022-10-10 2024-06-21 鲁西工业装备有限公司 一种纤维束过滤内芯制作用装置及其使用方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1470075A (fr) 1966-02-25 1967-02-17 Ti Group Services Ltd Dispositifs de coulée pour lingots d'acier
FR2231421B1 (ko) 1973-05-30 1976-05-07 Rhone Poulenc Ind
DE2851929A1 (de) * 1978-12-01 1980-06-04 Peter Weiss Dialysator fuer kuenstliche nieren
SE427619B (sv) * 1981-10-05 1983-04-25 Gambro Lundia Ab Filtreranordning
JPS58212452A (ja) 1982-06-04 1983-12-10 東レ株式会社 中空糸型流体分離装置
DE3326704A1 (de) * 1983-07-23 1985-01-31 Josef 6902 Sandhausen Magasi Verfahren und vorrichtung zur haemodialyse
JPS61276563A (ja) 1985-04-24 1986-12-06 バイオ・ライン・サプライズ・リミテツド 二つのボデイの透析器
DE8512777U1 (de) * 1985-04-30 1985-06-20 Bio Line Supplies Ltd., St. Helier Zweitteilige Dialysiervorrichtung
IT1215765B (it) * 1988-01-22 1990-02-22 Grace W R & Co Dispositivo di emodiafiltrazione erelativo procedimento di emodiafiltrazione.
US5194157A (en) * 1990-03-09 1993-03-16 Sorin Biomedica Emodialisi Srl Blood purifying equipment particularly for the treatment of patients suffering from renal insufficiency, and a method of producing a reinfusion liquid for haemodiafiltration (HDF)
EP1119404B2 (en) 1998-07-31 2013-05-01 Nephros, Inc. Device for efficient hemodiafiltration
US6315895B1 (en) 1999-12-30 2001-11-13 Nephros, Inc. Dual-stage hemodiafiltration cartridge
ES2344140T3 (es) * 2000-10-30 2010-08-19 Nephros Inc Cartucho de filtracion de dos etapas.
US7374677B2 (en) * 2004-08-20 2008-05-20 Kkj, Inc. Two stage hemofiltration that generates replacement fluid

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