KR101840088B1

KR101840088B1 - 투석 시스템을 위한 나트륨 관리

Info

Publication number: KR101840088B1
Application number: KR1020147004809A
Authority: KR
Inventors: 위앤팡 사무엘 띵; 롱성 린; 잉청 로
Original assignee: 백스터 인터내셔널 인코포레이티드; 박스터 헬쓰케어 에스에이
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2018-03-19
Also published as: CN103747818B; EP2736553B1; JP2014525793A; BR112014001614A2; CA2840715C; WO2013019179A1; CN103747818A; CA2840715A1; ES2562466T3; EP2736553A1; JP5648234B2; MX2014001219A; MX339595B; KR20140051356A

Abstract

투석 요법을 제공하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 일반적 실시양태에서, 본 개시내용은, 평행 배열의 제1 및 제2 유체 유동 경로를 포함하는 투석 치료를 위한 장치를 제공한다. 제1 유체 유동 경로는 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지를 함유한다. 제2 유체 유동 경로는 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 함유한다. 장치를 사용하여, 연장된 기간에 걸쳐 지속적 재생 투석액 중에서 일정하고 안전한 나트륨 수준을 유지할 수 있다.

Description

투석 시스템을 위한 나트륨 관리 {SODIUM MANAGEMENT FOR DIALYSIS SYSTEMS}

본 개시내용은 일반적으로 투석 요법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 착용가능 신장과 같은 투석 시스템을 위한 나트륨 관리에 관한 것이다.

　혈액 투석 및 복막 투석은 신장 기능 소실을 치료하기 위해 통상적으로 사용되는 두가지 유형의 투석 요법이다. 혈액 투석 치료는 환자의 혈액을 여과하여 환자로부터 폐기물, 독소 및 과량의 물을 제거하는 것이다. 환자를 혈액 투석 기계에 연결하고, 환자의 혈액을 기계를 통해 펌핑시킨다. 카테터를 혈액이 혈액 투석 기계로, 또한 혈액 투석 기계로부터 유동될 수 있도록 환자의 정맥 및 동맥 내에 삽입한다. 혈액은 기계의 투석기를 통과하면서 혈액으로부터 폐기물, 독소 및 과량의 물이 제거되어 투석물이라 불리는 유체를 형성하고, 이 투석물 또한 투석기를 통과한다. 세정된 혈액이 환자에게 복귀된다. 단일 혈액 투석 요법 동안 혈액을 투석하기 위해 다량의 투석물, 예를 들어 약 120 리터가 소비된다. 혈액 투석 치료는 전형적으로 수시간 동안 지속되고, 이는 일반적으로 주 당 약 3 또는 4회 치료 센터에서 수행된다.

복막 투석에서는, 또한 투석물이라 불리는 투석액을 사용하고, 이는 카테터를 통해 환자의 복강 내로 주입된다. 투석물은 복강의 복막과 접촉한다. 1시간 이상의 기간에 걸쳐, 폐기물, 독소 및 과량의 물이 확산 및 삼투 현상으로 인해 (즉, 막을 가로질러 삼투 구배가 일어남) 환자의 혈류로부터 복막을 통해 투석물 내로 통과한다. 이어서, 소모 투석물이 환자로부터 배출되어, 폐기물, 독소 및 과량의 물이 환자로부터 제거된다. 이러한 사이클이 매일 수회 반복된다.

지속적 외래 복막 투석 ("CAPD"), 자동화 복막 투석 ("APD"), 조류(tidal flow) APD 및 지속적 유동 복막 투석 ("CFPD")을 포함한 다양한 유형의 복막 투석 요법이 존재한다. CAPD는 수동 투석 치료이다. 환자는 이식된 카테터를 수동으로 드레인에 연결시켜, 소모 투석물 유체를 복강으로부터 배출시킬 수 있다. 이어서, 환자는 카테터를 신선한 투석물의 백에 연결시켜, 신선한 투석물을 카테터를 통해 환자 내에 주입한다. 환자는 카테터를 신선한 투석물 백으로부터 분리하여, 투석물이 복강 내에 체류될 수 있게 하고, 여기서 폐기물, 독소 및 과량의 물의 전달이 일어난다. 수 시간의 체류 기간 후, 환자는 수동 투석 절차를, 예를 들어 하루에 4회, 각각의 절차를 약 1시간 동안 수행하여 반복한다. 수동 복막 투석은 환자로부터 상당량의 시간 및 수고를 필요로 하므로 개선의 여지를 갖는다.

APD는, 투석 치료가 배출, 충전 및 체류 사이클을 포함한다는 점에서 CAPD와 유사하다. 그러나, APD 기계는 사이클을, 전형적으로 환자의 수면 동안 자동적으로 수행한다. APD 기계는, 환자가 수동으로 치료 사이클을 수행하여야 하고 낮 동안 공급물을 수송하여야 할 필요가 없게 한다. APD 기계는 유동적으로 환자의 이식된 카테터에, 신선한 투석물 공급원에, 또한 유체 드레인에 연결된다. 투석물 공급원은 하나 또는 여러개의 멸균 투석물 용액 백일 수 있다. APD 기계는 신선한 투석물을 투석물 공급원으로부터, 카테터를 통해, 환자의 복강 내로 펌핑하여, 투석물이 폐기물, 독소 및 과량의 물의 이동이 수행될 수 있도록 복강 내에서 체류될 수 있게 한다. 특정 체류 시간 후, APD 기계는 소모 투석물을 복강으로부터, 카테터를 통해, 드레인으로 펌핑한다. 수동 방법에서와 같이, 여러 배출, 충전 및 체류 사이클이 APD 동안 일어난다. CAPD 또는 APD 사이클의 종료시에 "최종 충전"이 일어날 수 있고, 이로써 투석물이 다음 치료까지 환자의 복강 내에서 유지된다.

CAPD 및 APD 둘 다, 소모 투석액이 환자로부터 배출되어 폐기되는 배치형 시스템이다. 배치 시스템에 대한 한가지 대안은 조류 시스템이다. 이는, 보다 장시간의 기간 후에 환자로부터 모든 유체를 제거하는 것 대신에 유체의 일부를 제거하고 보다 작은 시간 증분 후에 대체되는 변형된 배치 시스템이다.

연속적 유동, 또는 CFPD, 투석 시스템은 소모 투석물을 폐기하는 것 대신에 이를 세정하거나 재생시킨다. 이들 시스템은 유체를 루프를 통해 환자 내로, 또한 환자 외부로 펌핑한다. 투석물은 하나의 카테터 내강을 통해 복강 내부로, 또한 또 다른 카테터 내강을 통해 외부로 유동한다. 환자로부터 빠져나온 유체는, 예를 들어 우레아제를 사용하여 우레아를 암모니아 (예를 들어, 암모늄 양이온)로 효소적 전환시키는 우레아 제거 컬럼을 통해, 투석물로부터 폐기물을 제거하는 재구성 장치로 통과한다. 이어서, 암모니아가 흡착에 의해 투석물로부터 제거된 후, 투석물이 복강 내로 재도입된다. 암모니아의 제거를 모니터링하기 위해 추가의 센서가 사용된다. CFPD 시스템은 전형적으로 배치 시스템보다 더 복잡하다.

혈액 투석 및 복막 투석 둘 다에서, 사용되는 투석물로부터 요독 독소를 제거하고, 처리된 유체 내에서 고갈된 치료 작용제 (예컨대 이온 및/또는 글루코스)를 보충하여, 처리된 유체를 재사용하여 환자의 투석을 계속할 수 있도록 하기 위해, "흡수제" 기술을 이용할 수 있다. 하나의 통상적으로 사용되는 흡수제는 인산지르코늄으로부터 제조되고, 이는 우레아의 가수분해에 의해 생성된 암모니아를 제거하는 데 사용된다. 전형적으로, 투석 치료 동안 생성되는 암모니아를 제거하기 위해 다량의 흡수제가 필수적이다.

흡수제를 기반으로 한 접근의 주요 이점은, 고부피의 투석 치료를 달성하기 위해 보다 저부피의 투석액 또는 투석물이 필요하다는 것이다. 흡수제 시스템의 주요 단점은, 흡수제의 높은 비용, 흡수제를 하우징하기 위해 필요한 공간의 양, 및 많은 이온이 치료 후에 유체 중에 남아있고 순도를 확인하는 것이 기술적으로 어려운 것에 따른 재순환된 용액의 순도에 관련된 우려이다. 특히, 흡수제 처리된 투석액 중 나트륨 수준은 문제가 될 수 있다. 예를 들어, 환자로부터의 나트륨 제거가 가능하기 위해 혈액 투석 동안 투석물 중 나트륨 수준은 140 밀리몰/L ("mM")보다 높지 않아야 한다.

요약

본 개시내용은 나트륨 관리를 위한 개선된 투석 카트리지 및 환자에게 투석을 제공하는 방법에 관한 것이다. 일 실시양태에서, 본 개시내용은 평행 배열의 제1 및 제2 유체 유동 경로를 포함하는 투석 치료를 위한 장치를 제공한다. 제1 유체 유동 경로는 제1 양이온 교환 수지를 함유하며, 여기서 제1 양이온 교환 수지의 90% 초과의 교환 자리는 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 유체 유동 경로는 제2 양이온 교환 수지를 함유하며, 여기서 제2 양이온 교환 수지의 90% 초과의 교환 자리는 나트륨 이온으로 채워져 있다. 제1 양이온 교환 수지 대 제2 양이온 교환 수지의 총 이온 교환능 비율은, 예를 들어, 약 1:1 내지 약 1:5의 범위이다. 장치는, 제1 및 제2 유체 유동 경로와 함께, 우레아제, 산화지르코늄, 탄소 또는 이들의 조합과 같은 물질의 하나 이상의 층을 추가로 포함할 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 장치는 상기 제1 및 제2 유체 유동 경로와 실질적으로 평행한 유동 배열의, 음이온 교환 수지를 포함하는 제3 유체 유동 경로를 추가로 포함한다. 음이온 교환 수지의 약 20% 내지 약 80%의 교환 자리는 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있다. 제1 양이온 교환 수지 대 음이온 교환 수지의 총 이온 교환능 비율은 약 1:0 내지 약 1:2의 범위일 수 있다. 장치는, 제1, 제2 및 제3 유체 유동 경로와 함께, 우레아제 층, 산화지르코늄 층, 탄소 층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.

또한 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용은 투석 요법 동안의 나트륨 관리 방법을 제공한다. 방법은, 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지를 갖는 제1 유체 유동 경로, 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 갖는 제2 유체 유동 경로를 포함하는 투석 카트리지를 포함하는 유체 회로에서 소모 투석액을 순환시키는 것을 포함한다. 제2 유체 유동 경로는 제1 유체 유동 경로와 평행한 유동 배열을 갖는다. 방법은, 카트리지를 사용하여 투석액 중의 이온을 제거하여 재생 투석액을 생성하고, 재생 투석액을 환자에게 다시 재순환시키는 것을 추가로 포함한다.

일 실시양태에서, 방법은 재생 투석액을 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 아세테이트, 비카르보네이트 또는 이들의 조합과 같은 투석 성분으로 보충하는 것을 포함한다.

본 개시내용의 이점은, 나트륨 관리를 제공하기 위한 개선된 투석액 세정 카트리지를 제공한다는 것이다.

본 개시내용의 또 다른 이점은, 흡수제 또는 소모액 세정 기술을 이용하는 카트리지를 포함한 휴대용 투석 카트리지에서의 개선된 나트륨 수준 관리 방법을 제공한다는 것이다.

본 개시내용의 또한 또 다른 이점은 개선된 투석 제공 방법을 제공한다는 것이다.

본 개시내용의 추가의 또 다른 이점은, 단일 루프 또는 다중 루프 투석 시스템에서 사용될 수 있는 개선된 투석액 세정 카트리지를 제공한다는 것이다.

본 개시내용의 다른 이점은, 투석 시스템에서 사용되는 흡수제 카트리지를 위한 개선된 수지를 제공한다는 것이다.

추가의 특징 및 이점을 본원에서 기재하며, 이는 하기 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 개시내용의 일 실시양태에서의 나트륨 관리를 제공하기 위한 투석 카트리지를 나타낸다.
도 2는 본 개시내용의 제2 실시양태에서의 나트륨 관리를 제공하기 위한 투석 카트리지를 나타낸다.
도 3은 본 개시내용의 제3 실시양태에서의 나트륨 관리를 제공하기 위한 투석 카트리지를 나타낸다.
도 4a 내지 4d는 각종 투석 치료 기술에서 사용되는 투석 카트리지의 개략도이다.
도 5는 산성 형태의 인산지르코늄 컬럼의 나트륨 및 암모늄 용출 곡선의 그래프를 나타낸다.
도 6은 나트륨 형태의 인산지르코늄 컬럼의 나트륨 및 암모늄 용출 곡선의 그래프를 나타낸다.
도 7은 조합된 인산지르코늄 컬럼의 나트륨 및 암모늄 용출 곡선의 그래프를 나타낸다.
도 8은 조합된 인산지르코늄 컬럼의 비카르보네이트 및 pH 용출 곡선의 그래프를 나타낸다.

상세한 설명

시스템 및 방법

본 개시내용은, 일반적으로 나트륨 관리를 제공하기 위한 소모 투석액을 재사용하고/거나 보충하는 개선된 투석 시스템 및 환자에게 투석을 제공하는 방법에 관한 것이다. 투석 시스템 및 방법은, 예를 들어 미국 특허 번호 5,244,568; 5,350,357; 5,662,806; 6,592,542; 및 7,318,892 (이들의 각각의 교시내용은 본원에 참고로 도입되며 그에 의존함)에 기재된 것들과 같은 각종 혈액 투석 및 복막 투석 기술에서 사용되고 시행될 수 있다. 혈액 투석 및 복막 투석 기술은 의료 센터에 대해 디자인되고 구성될 수 있으며, 현지에서 또는 가정에서의 투석 치료로 시행될 수 있다. 투석 시스템 및 방법은 또한, 예를 들어, 환자가 투석 동안 자유롭게 이동할 수 있는 착용가능 인공 신장과 같은 휴대용 투석 시스템에서 사용될 수 있다. 휴대용 투석 기구는 또한, 수송가능한 투석 기구 (예를 들어, 사용자에 의해 수송되도록 크기조절되는 투석 기구)를 포함할 수 있으며, 이는 병원과 같은 하나의 장소에서 고정되어야 할 필요가 없다. 휴대용 투석 시스템의 비제한적 예는, 미국 특허 번호 5,873,853; 5,984,891; 및 6,196,992 및 미국 특허 출원 공개 번호 2007/0213665 및 2008/0051696 (이들의 각각의 교시내용은 본원에 참고로 도입되며 그에 의존함)에 기재되어 있다.

이제 도, 또한 특히 도 1을 참조로 하여, 본 개시내용의 투석 시스템 (2)의 일 실시양태를 설명한다. 투석 시스템 (2)는 입구 (12) 및 출구 (14)를 갖는 카트리지 (10)을 포함한다. 카트리지 (10)은 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지 (22) (예를 들어, 산성 형태의) (채워진 원)를 갖는 제1 컬럼 (20)을 포함한다. 카트리지 (10)은 또한, 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지 (32) (예를 들어, 중성 형태의) (비어있는 원)를 갖는 제2 컬럼 (30)을 포함한다. 제2 컬럼 (30)은, 예를 들어, 플라스틱 불투과성 배리어와 같은 임의의 적합한 배리어 (34)를 사용하여, 제1 컬럼 (20)으로부터 분리시킬 수 있다. 제2 컬럼 (30)은 제1 컬럼 (20)과 평행할 수 있다. 제1 컬럼 (20) 중에 함유된 제1 양이온 교환 수지 (22) 대 제2 컬럼 (30) 중에 함유된 제2 양이온 교환 수지 (32)의 총 이온 교환능 비율은 약 1:1 내지 약 1:5의 범위일 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "평행"은, 평행, 대략 평행, 실질적으로 평행, 또는 나란함을 의미할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "총 이온 교환능"은 이온 교환 수지의 단위 부피 당 교환가능 이온의 이론적 수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 수지를 갖는 컬럼의 총 이온 교환능 (예를 들어, 밀리당량 ("mEq")의 단위)은 수지의 비(specific)이온 교환능 (예를 들어, mEq/그램 단위)에 컬럼 중의 수지의 양 (예를 들어, 그램 단위)을 곱한 것이다.

일 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (22) 및 제2 양이온 교환 수지 (32)는 인산지르코늄 수지이다. 놀랍게도, 인산지르코늄의 대부분 또는 완전히 나트륨 중화된 형태는 양이온 교환 수지로부터 거의 일정한 수준의 나트륨 이온을 방출시키는 것으로 나타났다. 또한 인산지르코늄의 거의 또는 완전히 산성인 형태가 제공되고, 이는 투석물로부터 모든 또는 특정한 일정 수준의 나트륨을 제거한다. 즉, 제1 컬럼 (20)으로부터의 유출 유체 중 나트륨 농도는 거의 일정하면서 유입 유체에 비해 감소된 나트륨 수준을 갖는 것으로 나타났고, 제2 컬럼 (30)으로부터의 유출 유체의 나트륨 농도는 거의 일정하면서 유입 유체에 비해 증가된 나트륨 수준을 갖는 것으로 나타났다.

평행하게 제1 컬럼 (20) 및 제2 컬럼 (30)이 조합됨으로써, 카트리지 (10)으로부터 나오는 유출 투석물 중에서 유지되는 표적화된 일정한 수준의 나트륨 농도를 제공하는 최적의 투석물 부피 유량 비율이 이들 두 컬럼에서 얻어질 수 있다. 제2 컬럼 (30)으로의 유체의 부피 유량에 대한 제1 컬럼 (20)으로의 유체의 부피 유량 (예를 들어, 부피/시간 단위, 예컨대 분 당 밀리리터 ("ml/min") 또는 초 당 ml ("ml/sec") 단위)을 조정하여, 거의 일정하고 바람직한 표적 나트륨 농도에 근접한 나트륨 농도를 갖는 표적화된 유출 유체를 제공할 수 있다. 예를 들어, 혈액 투석 동안 재생 투석물 중의 표적화된 나트륨 농도는 약 140 mM이다. 복막 투석 동안 재생 투석물 중의 표적화된 나트륨 농도의 일례는 약 132 mM이다.

제2 컬럼 (30)으로의 유체의 부피 유량에 대한 제1 컬럼 (20)으로의 유체의 부피 유량은, 입구 표면적 (44) 및 (46)을, 각각 컬럼 (20) 및 (30)에서 바람직한 상대적 부피 유량을 형성하도록 서로에 대해 설정함으로써 조정할 수 있다. 교환 수지 (22) 및 교환 수지 (32)의 밀도가 대략 동일하고, 우레아제 층 (40)이 컬럼 (20) 및 (30)의 상류에서 균일하게 분포되어 있다고 가정하면, 컬럼 (20) 및 (30)을 통한 유체 유동 속도는 동일할 것이다 (즉, 카트리지 (10) 내의 압력은 균일할 것이다). 컬럼 (20)에 비해 컬럼 (30)의 보다 큰 표면 단면적은, 균일한 유동 속도와 조합시, 보다 작은 컬럼 (20)에서보다 보다 큰 컬럼 (30)에서 부피 유량의 전체적 증가를 생성할 것이다. 그러나, 각각의 수지 입자별로 볼 때, 각각의 컬럼 (20) 및 (30)에서 수지의 입자가 겪는 유동 속도는 균일한 속도로 인해 대략 동일하다는 것을 인지하여야 한다. 달리 말하자면, 1 입방 센티미터의 수지 (22) 및 1 입방 센티미터의 수지 (32)는 동일한 유동 속도의 소모 투석액을 접할 것이다. 따라서, 본 실시양태에서는, 보다 큰 부피 또는 질량의 수지 (22) 및 수지 (32) 중 하나 및 카트리지 (10)의 주어진 단면을 가로질러 일정한 속도를 제공함으로써 효과적인 유출 투석물 세정이 달성된다.

또 다른 실시양태에서는, 1 입방 센티미터의 수지 (22)를 통해 유동하는 유출물의 속도가, 1 입방 센티미터의 수지 (32)를 통한 유출 유량의 속도에 대하여 달라지고, 따라서 카트리지 (10) 중의 수지 (22) 및 수지 (32)의 전체 질량 또는 부피가 동일한 경우에도 두 수지의 부피 유량이 달라진다. 유동 속도는 상이한 방식으로 달라질 수 있다. 한가지 방식에서, 유동 속도는, 도 1에 나타낸 제1 컬럼 (20) 및 제2 컬럼 (30)의 물질의 각각의 패킹 밀도를, 하나의 컬럼을 통한 유동이 다른 컬럼에서와 달리 상대적으로 더 용이하게 되도록 선택함으로써 달라진다. 이는 컬럼들이 동일한 부피를 갖는 경우에도 각각의 컬럼 (20) 및 (30)을 통한 상이한 부피 유량을 가능하게 한다.

속도를 변화시키는 또 다른 방식은, 컬럼 (20) 및 (30) 중 하나 또는 이들 둘 다의 입구 또는 출구에 유량 제한기 (예를 들어, 좁은 튜빙 구역)를 배치하여 컬럼들 사이의 상대적 부피 유량을 조절하는 것이다.

상대적 속도를 변화시키는 추가의 방식은, 제1 컬럼 (20)으로의 유체 유동을 조절하여 제2 컬럼 (30)으로의 유체의 부피 유량에 대한 제1 컬럼 (20)으로의 유체의 부피 유량 조정을 가능하게 하는 입구 밸브를 제공하는 것이다. 예를 들어, 배리어 (34)가 입구 (12)의 벽까지 완전히 연장될 수 있다. 여기서는, 우레아제 층 (40)이 또한 제공되지만, 2개의 컬럼 (20)과 (30) 사이에서 분할된다. 이 경우, 입구 (12)가 각각의 컬럼 (20) 및 (30)에 대해 하나씩 2개의 입구로 분할된다. 분할 입구 각각에는 전용 입구 밸브가 제공되고, 임의의 주어신 시점에 이들 중 단지 하나만 개방된다. 입구 밸브는 토글(toggle) 온-오프되어 상이한 비율의 개방 시간을 제공할 수 있다 (예를 들어, 컬럼 (30)에 대한 60 퍼센트 개방 대 컬럼 (20)에 대한 40 퍼센트 개방, 이로부터 두 밸브에 대해 대략 동일한 입구 압력을 가정할 때 컬럼 (30)을 통한 유량 대 컬럼 (20)을 통한 유량이 대략 3:2가 됨). 다르게는, 2개의 전용 입구 밸브가 시간-비례적으로 컬럼 (20) 및 (30)에 대한 유동을 유도하도록 구성된 스위칭 밸브로 대체될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 입구 밸브는 개별적으로 컬럼 (20) 대 컬럼 (30)에서의 요망되는 상대적 부피 유량을 생성하도록 설정된 가변 오리피스 밸브이다. 각각의 밸브의 경우에, 컬럼 (20) 및 (30)이 상이한 유량을 달성하기 위해 상이하게 크기조절될 필요가 없다는 것을 인지하여야 한다.

또 다른 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (22)는 수소 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖고, 제2 양이온 교환 수지 (32)는 나트륨 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖는다. 다른 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (22)는 수소 이온으로 채워져 있는 99% 초과의 교환 자리를 갖고, 제2 양이온 교환 수지 (32)는 나트륨 이온으로 채워져 있는 99% 초과의 교환 자리를 갖는다.

또한 도 1에 나타낸 바와 같이, 투석 카트리지 (10)은 임의의 적합한 형태 (예를 들어, 비드, 입자 등)의 하나 이상의 우레아제 층 (40), 산화지르코늄 층 (50) 및/또는 탄소 층 (60)을 포함할 수 있다. 예시된 실시양태에서, 우레아제 층 (40)은 입구 (12)에 가장 근접하여 제공된다. 우레아제 층 (40) 이후에, 나타낸 바와 같이 제1 컬럼 (20) 및 제2 컬럼 (30)이 이어질 수 있다. 산화지르코늄 층 (50)이 제1 컬럼 (20) 및 제2 컬럼 (30)에 이어질 수 있다. 탄소 층 (60)은 출구 (14)에 가장 근접할 수 있다.

투석 카트리지 (10)에서의 하나의 특정 순서의 상이한 층들이 도 1에 나타나 있지만, 우레아제 층 (40), 산화지르코늄 층 (50) 및/또는 탄소 층 (60)은 사용자의 목적에 따라 투석 시스템 (2)의 성능을 최적화하기 위해 다른 적합한 순서로 배열될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 추가로, 투과성 층 (46), (52) 및 (62)를 사용하여 카트리지 (10) 중의 임의의 상기 언급된 층을 분리할 수 있다. 투과성 층 (46), (52) 및 (62)는, 예를 들어 여과지 또는 친수성 물질과 같은 임의의 적합한 유체 투과성 물질로부터 제조될 수 있다. 추가로, 요망되는 경우, 임의의 우레아제 층 (40), 산화지르코늄 층 (50), 또는 탄소 층 (60)이 별도의 카트리지 또는 용기 내에 제공되어 독립적으로 하나 이상의 층의 대체를 가능하게 할 수 있다.

투석 시스템 (2)의 사용 동안, 펌프 (78), 예컨대 막 또는 연동 펌프는 소모 또는 유출 투석액을 라인 (80)을 통해 투석 카트리지 (10)의 입구 (12) 내로 펌핑한다. 소모 투석액은 투석 카트리지 (10)의 상이한 층을 통과하여, 각각의 층이 라인 (80)을 통해 도입된 소모 투석액 스트림으로부터 하나 이상의 유출 화합물을 제거한다. 재생 투석 스트림은 투석 카트리지 (10)의 출구 (14)를 빠져나와 재생 투석물 라인 (82)를 통과한다. 임의의 하나 이상의 투석 보충 성분, 예컨대 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 비카르보네이트, 아세테이트 및/또는 다른 적합한 전해질이 하나 이상의 공급원 (70)으로부터 하나 이상의 치환 펌프 (72) (이는 펌프 (78)에 대해 기재된 임의의 유형의 것일 수 있음)를 통해, 재생 투석액이 투석 시스템 (2)로부터 빠져나온 후 재생 투석 라인 (82)로 첨가될 수 있다.

조절기 (4)는, 각각, 요망되는 용량의 첨가제에 도달하도록, 또한 카트리지 (10)을 통한 요망되는 유동을 달성하도록 필요에 따라 펌프 (72) 및 (78)을 조절한다. 조절기 (4)는, 본원에서 논의된 모든 조절기와 같이, 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있고, 도 4a 내지 4d의 투석 시스템 (2)의 다른 특징을 조절할 수 있거나, 또는 투석 시스템 (2)의 감독 조절기 또는 조절 유닛에 대해 전용화된 대표 조절기일 수 있다. 투석 시스템 (2) (뿐만 아니라 본원의 임의의 시스템)의 다른 특징은 투석물 혼합을 위한 구성요소의 조절, 투석물 가열, 투석물 유동 및 부피 조절 (예를 들어, 환자, 투석기, 또는 혈액여과기로의, 또한 이들로부터의) 및 한외여과 조절을 포함할 수 있다.

도 1의 시스템 (2)의 유동 체계는 특정 특징을 강조하기 위해 단순화되었다. 투석 라인 (80) 및 (82)에는 하나 이상의 압력 게이지, 유량계, 전도도 프로브 (예를 들어, 온도 보정됨) 및/또는 밸브를 포함하는 하나 이상의 조절 또는 모니터링 구성요소가 장착될 수 있다는 것을 인지하여야 한다.

도 2를 참조하면, 본 개시내용의 또 다른 실시양태가 투석 시스템 (100)으로 나타나 있다. 투석 시스템 (100)은 입구 (112) 및 출구 (114)를 갖는 카트리지 (110)을 포함한다. 카트리지 (110)은 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지 (122) (채워진 원) 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지 (132) (비어있는 원)의 혼합물을 함유하는 컬럼 (120)을 포함한다. 제1 양이온 교환 수지 (122) 대 제2 양이온 교환 수지 (132)의 총 이온 교환능 비율은 약 1:1 내지 약 1:5의 범위일 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (122)는 수소 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖고, 제2 양이온 교환 수지 (132)는 나트륨 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (122)는 수소 이온으로 채워져 있는 99% 초과의 교환 자리를 갖고, 제2 양이온 교환 수지 (132)는 나트륨 이온으로 채워져 있는 99% 초과의 교환 자리를 갖는다.

또한 도 2에 나타낸 바와 같이, 시스템 (100)은 임의의 적합한 형태의 하나 이상의 우레아제 층 (140), 산화지르코늄 층 (150) 및/또는 탄소 층 (160)을 포함할 수 있다. 예시된 실시양태에서, 우레아제 층 (140)은 입구 (112)에 가장 근접한다. 우레아제 층 이후에 컬럼 (120)이 이어질 수 있다. 산화지르코늄 층 (150)이 컬럼 (120)에 이어질 수 있다. 탄소 층 (160)은 출구 (114)에 가장 근접할 수 있다.

투석 카트리지 (100)에서의 하나의 특정 순서의 상이한 층들이 도 2에 나타나 있지만, 우레아제 층 (140), 산화지르코늄 층 (150) 및/또는 탄소 층 (160)은 사용자의 목적에 따라 시스템 (100)의 성능을 최적화하기 위해 다른 적합한 순서로 배열될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 추가로, 투과성 층 (142), (152) 및 (162)를 사용하여 카트리지 (110) 중의 임의의 상기 언급된 층을 분리할 수 있다. 투과성 층 (142), (152) 및 (162)는, 예를 들어 여과지 또는 친수성 물질과 같은 임의의 적합한 유체 투과성 물질로부터 제조될 수 있다. 추가로, 요망되는 경우, 임의의 우레아제 층 (140), 산화지르코늄 층 (150), 또는 탄소 층 (160)이 별도의 카트리지 또는 용기 내에 제공되어 독립적으로 하나 이상의 층의 대체를 가능하게 할 수 있다.

투석 시스템 (100)의 사용 동안, 펌프 (178), 예컨대 막 또는 연동 펌프는 소모 또는 유출 투석액을 라인 (180)을 통해 투석 카트리지 (110)의 입구 (112)로 도입되도록 펌핑한다. 소모 투석액은 투석 카트리지 (110)의 상이한 층을 통과하여, 각각의 층이 라인 (180)을 통해 도입된 소모 투석액 스트림으로부터 하나 이상의 유출 화합물을 제거한다. 재생 투석 스트림은 투석 카트리지 (110)의 출구 (114)를 빠져나와 재생 투석물 라인 (182)를 통과한다. 하나 이상의 투석 보충물, 예컨대 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 비카르보네이트, 아세테이트 및/또는 다른 적합한 전해질이 하나 이상의 공급원 (170)으로부터 하나 이상의 치환 펌프 (172) (이는 펌프 (178)에 대해 기재된 임의의 유형의 것일 수 있음)를 통해, 재생 투석액이 투석 시스템 (100)으로부터 빠져나온 후 재생 투석 라인 (182)로 첨가될 수 있다.

조절기 (104)는, 각각, 요망되는 용량의 첨가제에 도달하도록, 또한 카트리지 (110)을 통한 요망되는 유동을 달성하도록 필요에 따라 펌프 (172) 및 (178)을 조절한다. 조절기 (104)는, 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있고, 투석 시스템 (100)이 사용되는 경우, 이는 도 4a 내지 4d의 투석 시스템 (100)의 다른 특징을 조절할 수 있다. 조절기 (104) 및 시스템 (100)은 각각 조절기 (4) 및 투석 시스템 (2)에 대해 상기에서 논의된 임의의 대안물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조절기 (4)로의 피드백을 제공하는, 온/오프 또는 가변 제한 또는 오리피스 밸브, 유동 조절기 또는 유량계가 라인 (180) 내에 제공되어 요망되는 경우 카트리지 (110)을 통한 유량을 조절할 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 개시내용의 추가의 다른 실시양태가 투석 시스템 (200)으로 나타나 있다. 투석 시스템 (200)은 다수의 유체 입구 (212) 및 유체 출구 (214)를 갖는 카트리지 (210)을 포함한다. 카트리지 (210)은 제1 컬럼 (220), 제2 컬럼 (224) 및 제3 컬럼 (230)을 포함한다. 제1 컬럼 (220), 제2 컬럼 (224) 및 제3 컬럼 (230)은, 각각, 예를 들어 플라스틱 벽과 같은, 임의의 적합한 배리어 (228) 및 (234)에 의해 분리될 수 있다.

제1 컬럼 (220)은, 약 20% 내지 약 80%의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있고, 약 20% 내지 약 80%의 교환 자리가 히드록시드 이온으로 채워져 있는 음이온 교환 수지 (222) (삼각형)로 충전된다. 제2 컬럼 (224)는 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지 (226) (채워진 원)으로 충전된다. 제3 컬럼 (230)은 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지 (232) (비어있는 원)로 충전된다. 제1 컬럼 (220), 제2 컬럼 (224) 및 제3 컬럼 (230)은 대략 동일한 길이를 갖고 서로 대략 평행할 수 있다.

산성 형태의 양이온 교환 수지는 수소 (히드로늄) 이온을 방출시키고, 대부분의 금속 양이온 및 암모늄 이온을 흡수할 수 있다. 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온 형태의 음이온 교환 수지는 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온 음이온을 방출시키고, 클로라이드, 니트레이트 및 술페이트 음이온을 흡수할 수 있지만, 비카르보네이트 또는 아세테이트 음이온을 유의하게 제거하지는 않을 것이다.

일 실시양태에서, 제2 컬럼 (224) 중에 함유된 제1 양이온 교환 수지 (226) 대 제3 컬럼 (230) 중에 함유된 제2 양이온 교환 수지 (232)의 총 이온 교환능 비율은 약 1:1 내지 약 1:5의 범위이다. 제2 컬럼 (224)로의 유체의 유량에 대한 제3 컬럼 (230)으로의 유체의 유량을 조정함으로써, 합쳐진 유출 유체는 거의 일정하고 바람직한 표적 나트륨 농도에 근접한 나트륨 농도를 가질 수 있다. 도 1의 컬럼 (20) 및 (30)에 대해 상기에 기재된 바와 같이 고정된 속도 또는 고정된 부피 (속도 변화)에서 제3 컬럼 (230)으로의 유체의 유량에 대한 제2 컬럼 (224)로의 유체의 유량을 조절할 수 있다. 고정된 속도의 경우, 컬럼 (224)의 단면적은, 전체 컬럼 (224) 및 (230)을 통한 요망되는 전체적 부피 유량차를 생성하도록, 컬럼 (230)의 단면적에 대해 설정된다.

고정된 부피 (예를 들어, 1 ㎤)의 수지 (232) 대 고정된 부피 (예를 들어, 1 ㎤)의 수지 (226)을 통한 유동 속도가 변화될 것이 요망되는 경우, 도 1에 대해 상기에 기재된 하나 이상의 구조 및 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 입구 라인 (242)의 제한이 입구 라인 (244)의 제한에 대해 변화될 수 있다. 각각의 컬럼 (224) 및 (230)으로 도입되는 유체의 속도에 각각의 컬럼의 단면적을 곱하면 컬럼을 통한 유량이 설정된다. 또한, 컬럼 (224) 및 (230)의 단면적은 동일할 수 있다. 라인 (242) 및 (244)의 제한 변화에 의한 속도 변화는 이어서 각각의 컬럼 (224) 및 (230)에서 부피 유량의 변화를 일으킬 것이다.

다르게는, 배리어 (228) 및 (234)는 입구 (212)에 대한 입구 벽까지 완전히 연장된다. 각각의 컬럼 (224) 및 (230)에 대해 별도의 입구 (212)가 제공된다. 각각의 컬럼 (224) 및 (230)이 별도로 밸브를 갖는다. 각각의 밸브 (온/오프 밸브가 제공되는 경우)를 요망되는 빈도수로 배열하거나 가변 오리피스 (밸브가 가변 오리피스 밸브인 경우)를 상이한 요망되는 셋팅으로 설정함으로써 각각의 컬럼 (224) 및 (230)으로의 유체 속도가 개별적으로 조절된다.

또 다른 실시양태에서, 제2 컬럼 (224) 중에 함유된 제1 양이온 교환 수지 (226) 대 제1 컬럼 (220) 중에 함유된 음이온 교환 수지 (222)의 총 이온 교환능 비율은 약 1:0 내지 약 1:2의 범위이다. 제2 컬럼 (224) 및 제3 컬럼 (230)으로부터의 합쳐진 유출 유체의 용액 pH가 산성인 것으로 나타나면, 제1 컬럼 (220)으로의 유체의 유량을 제2 컬럼 (224) 및 제3 컬럼 (230)으로의 유량에 대해 (예를 들어, 밸브 (216)을 통해) 조정하여 합쳐진 유출 유체 pH를 요망되는 범위 (예를 들어, 약 7)로 조정할 수 있다. 밸브 (216)은 본원에 기재된 다른 밸브와 같이, 요망되는 컬럼 (220) 내의 단위 부피 당 유량을 달성하도록 배열된 온/오프 밸브이거나, 또는 요망되는 단위 부피 당 유량을 달성하는 양을 개방하거나 폐쇄하는 가변 오리피스 밸브일 수 있다. 밸브 (216) 및 (218)은 본원에서 논의된 임의의 다른 밸브와 같이, 연합된 조절기, 예를 들어, 도 3의 조절기 (204)로 전자적으로 조절될 수 있다.

일 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (226)은 수소 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖고, 제2 양이온 교환 수지 (232)는 나트륨 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖고, 음이온 교환 수지 (222)는 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있는 95% 초과의 교환 자리를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 제1 양이온 교환 수지 (222)는 수소 이온으로 채워져 있는 99% 초과의 교환 자리를 갖고, 제2 양이온 교환 수지 (232)는 나트륨 이온으로 채워져 있는 99% 초과의 교환 자리를 갖고, 음이온 교환 수지 (222)는 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있는 약 40% 내지 약 60%의 교환 자리 및 히드록시드 이온으로 채워져 있는 약 40% 내지 약 60%의 교환 자리를 갖는다.

또한 도 3에 나타낸 바와 같이, 투석 카트리지 (200)은 임의의 적합한 형태 및 조합의 하나 이상의 우레아제 층 (240), 산화지르코늄 층 (250) 및/또는 탄소 층 (260)을 포함할 수 있다. 예시된 실시양태에서, 우레아제 층 (240)은 입구 (212)에 가장 근접하여 배치된다. 일 실시양태에서, 우레아제 층 (240) 이후에 제3 컬럼 (230) 및 제2 컬럼 (224)가 이어지고, 이는 우레아제 층 (240)에 의해 생성된 암모늄 이온을 제거할 수 있는 양이온 교환 수지를 함유한다. 산화지르코늄 층 (250)이 제1 컬럼 (220), 제2 컬럼 (224) 및 제3 컬럼 (230)에 이어질 수 있다. 탄소 층 (260)은 출구 (214)에 가장 근접하여 배치된다.

투석 카트리지 (200)에서의 하나의 특정 순서의 상이한 층들이 도 3에 나타나 있지만, 우레아제 층 (240), 산화지르코늄 층 (250) 및/또는 탄소 층 (260)은 사용자의 목적에 따라 투석 카트리지 (200)의 성능을 최적화하기 위해 다른 적합한 순서로 배열될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 추가로, 투과성 층 (214), (252) 및 (262)를 사용하여 카트리지 (110) 중의 임의의 상기 언급된 층을 분리할 수 있다. 투과성 층 (214), (252) 및 (262)는, 예를 들어 여과지 또는 친수성 물질과 같은 임의의 적합한 유체 투과성 물질로부터 제조될 수 있다. 추가로, 요망되는 경우, 임의의 우레아제 층 (240), 산화지르코늄 층 (250), 또는 탄소 층 (260)이 별도의 카트리지 또는 용기 내에 제공되어 독립적으로 하나 이상의 층의 대체를 가능하게 할 수 있다.

투석 시스템 (200)의 사용 동안, 펌프 (278), 예컨대 막 또는 연동 펌프는 소모 또는 유출 투석액을 라인 (280)을 통해 투석 카트리지 (210)의 입구 (212)로 도입되도록 펌핑한다. 소모 투석액은 투석 카트리지 (210)의 상이한 층을 통과하여, 각각의 층이 라인 (280)을 통해 도입된 소모 투석액 스트림으로부터 하나 이상의 유출 화합물을 제거한다. 재생 투석 스트림은 투석 카트리지 (210)의 출구 (214)를 빠져나와 재생 투석물 라인 (282)를 통과한다. 하나 이상의 적합한 투석 보충물, 예컨대 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 비카르보네이트, 아세테이트 및/또는 다른 적합한 전해질이 하나 이상의 공급원 (270)으로부터 하나 이상의 치환 펌프 (272) (이는 펌프 (278)에 대해 기재된 임의의 유형의 것일 수 있음)를 통해, 재생 투석액이 투석 시스템 (200)으로부터 빠져나온 후 재생 투석 라인 (282)로 첨가될 수 있다.

조절기 (204)는, 각각, 요망되는 용량의 첨가제에 도달하도록, 또한 카트리지 (210)을 통한 요망되는 유동을 달성하도록 필요에 따라 펌프 (272) 및 (278)을 조절한다. 조절기 (204)는, 도 4a 내지 4d의 투석 시스템 (200)의 다른 특징을 조절하도록, 본원에서 논의된 바와 같이 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함할 수 있다. 조절기 (204) 및 투석 시스템 (200)은 각각 조절기 (4) 및 투석 시스템 (2)에 대해 상기에서 논의된 임의의 대안물을 포함할 수 있다.

방법론

본원에서 논의된 시스템 및 카트리지에 비추어, 투석 요법 동안의 나트륨 관리 방법이 제공된다. 방법은, 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지를 갖는 제1 컬럼, 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 갖는 제2 컬럼을 갖는 투석 카트리지를 갖는 투석 시스템을 포함하는 유체 회로에서 소모 투석액을 순환시키는 것을 포함한다. 제2 컬럼은 제1 컬럼과 평행할 수 있다. 방법은, 카트리지를 사용하여 투석액으로부터 이온을 제거하여 재생 투석액을 생성하고, 재생 투석액을 환자에게 다시 재순환시키는 것을 추가로 포함한다.

투석 카트리지 (10), (110) 및 (210)은 1 루프 (예를 들어, 복막 투석) 또는 2 루프 투석 (예를 들어, 혈액 투석 또는 복막 투석) 시스템을 포함한 많은 다양한 유형의 투석 치료 시스템에 사용될 수 있다. 투석 시스템 (2), (100) 및 (200)의 상이한 구성요소에 대한 하기 논의는 본 개시내용의 임의의 실시양태에 적용된다. 본 개시내용의 실시양태에 따르면, 투석 시스템 (2), (100) 및 (200)을 사용하여, 특히 나트륨에 대한 전해질 농도를 유지하고, 투석물의 용액 pH를 생리적 수준 (예를 들어, 7.3 내지 7.5)에서 유지하면서 요독 독소를 제거할 수 있다.

우레아는 우레아제를 사용한 우레아의 효소적 전환, 그 후 전환 부산물의 제거에 의해 제거된다. 효소적 반응에서, 1 몰의 우레아는 2 몰의 암모니아 및 1 몰의 이산화탄소로 분해된다. 암모니아 ("NH₃")은 주로 (> 95%) 암모늄 이온 ("NH₄ ⁺")으로서 존재하는데, 이는 그의 로그 산 해리 상수 ("pKa")인 9.3이 용액 pH보다 실질적으로 더 크기 때문이다. 형성된 이산화탄소는 용액 pH에 따라 용해된 이산화탄소로서 또는 비카르보네이트 이온으로서 존재할 수 있다. 이러한 평형에 대한 pKa는 6.1이기 때문에, 두 종 모두 사용 조건 하에 상당량으로 존재할 수 있다. 추가로, 용액이 기체 상과 소통되는 경우, 용해된 이산화탄소는 기체 상 중에 존재하는 이산화탄소와 평형 상태에 있을 수 있다.

용액 중에서, 암모니아는, H⁺의 공여로부터 암모늄이 형성됨에 따라 염기로서 작용한다. 유사하게, 이산화탄소 ("CO₂")는, 비카르보네이트 ("HCO₃ ^-")의 형성이 용액에 H⁺를 공여함에 따라 산으로서 작용한다. 우레아제 반응의 최종적인 결과로 pH가 증가한다. 일 실시양태에서는, 25 내지 250 mg의 우레아제를 우레아제 층으로서 사용할 수 있지만, 용액 중에 존재하는 우레아를 암모늄 및 이산화탄소로 전환시키기에 충분하다면 다른 양의 우레아제가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 우레아제는 투석 카트리지 (10), (110) 및 (210)의 제1 층을 구성한다.

각종 우레아제 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 우레아제의 가교된 효소 결정 ("우레아제-CLEC")이 사용될 수 있다. 이 물질은 초순수하고, 높은 특이적 활성을 갖는다. 따라서, 매우 소량의 이러한 우레아제도 요망되는 우레아-전환을 제공하기에 충분하다.

본 개시내용의 임의의 실시양태에서 양이온 교환 수지는, 예를 들어, 인산지르코늄 또는 가교된 술폰화 폴리스티렌 (예를 들어, 다우엑스(DOWEX)® 88 수지)과 같은 임의의 적합한 양이온 교환 물질 (임의의 적합한 형태)일 수 있다. 인산지르코늄은 특정 조건 하에 암모늄 이온, 칼슘, 마그네슘, 칼륨 및 나트륨을 흡수할 수 있다. 암모늄 이온은 인산지르코늄을 사용한 이온 교환 과정을 통해 용액으로부터 제거된다. 인산지르코늄은 2개의 반대-이온, 수소 ("H⁺") 및 나트륨 ("Na⁺")을 함유할 수 있다. 반대-이온의 방출은 용액 pH 및 수지의 전류 로딩 상태에 의해 측정된다. 인산지르코늄은, 이온 교환 수지로서의 그의 역할에 추가로, 또한 상당한 완충능을 갖는다. 인산지르코늄 수지는 탁월한 암모늄 흡수능을 갖고, 이러한 흡수능은 주어진 범위 내의 평형 pH (pH 6.0 내지 7.2)에서 변화에 의해 영향받지 않는다.

인산지르코늄의 요망되는 pH는, 부분적으로, 수지 층 중에서의 그의 위치 (예를 들어, 제거되도록 디자인된 구성요소)에 따라 달라질 것이다. 이를 위해, 인산지르코늄 층은 대략 2 내지 약 8의 pH를 가질 수 있다. 일 실시양태에서, 인산지르코늄은 대략 200 내지 약 800 그램 범위로 카트리지 중에 존재한다. 필요한 인산지르코늄의 최소량은, 생성되는 암모늄을 제거하기에 충분한 양이다. 생성된 암모늄의 수준은 투석 카트리지에 의해 제거되는 우레아에 의해 측정된다. 따라서, 필요한 인산지르코늄의 양은 제거되는 암모늄을 인산지르코늄의 암모늄 제거능으로 나눈 것과 동일할 수 있으며, 이는 실험적으로 측정될 수 있다.

본 개시내용의 임의의 실시양태에서 음이온 교환 수지는, 예를 들어, 산화지르코늄, 또는 4급 디비닐벤젠 폴리스티렌 (예를 들어, 다우엑스® MP725A 수지)와 같은 임의의 적합한 음이온 교환 물질 (임의의 적합한 형태)일 수 있다. 음이온 교환 수지의 편리한 선택은 히드록시드 형태의 가수 산화지르코늄일 수 있고, 이는 본 개시내용에서 "산화지르코늄"으로서 기재된다.

산화지르코늄 층은 인산염을 제거할 수 있다. 산화지르코늄 층은, pH에 따라, 나트륨을 제거하는 기능을 할 수도 있다. 일 실시양태에서, 산화지르코늄 층은 대략 6 내지 약 13의 pH를 갖는다. 수지의 인산염 용량은 매우 높고; 따라서, 산화지르코늄 층의 크기는 제거되어야 하는 인산염의 양에 의해 지배될 수 있다.

산화지르코늄 층은 수지 층의 다른 성분에 의해 흡수되지 않았을 수 있는 임의의 인산염을 제거하는 기능을 할 수 있다. 또한, 산화지르코늄 층은 투석 카트리지로부터 나오는 용액의 pH를 조절하도록 디자인될 수 있다. 따라서, 일 실시양태에서, 산화지르코늄 층은, 이것이 카트리지의 최종 층이라면 (탄소 층을 포함하지 않음), 대략 7 내지 약 9, 또한 바람직한 실시양태에서는 대략 7.4의 pH를 갖는다. 산화지르코늄 층이 최종 층일 수 있지만 (탄소 층을 포함하지 않음), 다중 산화지르코늄 층이 최종 "층"으로서 사용될 수 있다.

탄소를 사용하여 투석액 중에 또한 존재할 수 있는 크레아티닌, 요산 또는 다른 유기 분자를 제거할 수 있다. 탄소의 부피는 폭넓은 범위에 걸쳐질 수 있지만, 일 실시양태에서는, 대략 50 내지 약 200 그램의 탄소가 카트리지에 사용된다. 바람직한 일 실시양태에서, 탄소는 투석액으로부터 30 그램 미만의 글루코스를 제거하는 능력을 갖는 유형의 것이다. 따라서, 이러한 탄소 층은 투석액으로부터 과량의 글루코스를 제거하지 않는다. 이와 관련하여 카르보켐(Carbochem, 미국 펜실베니아주 아드모어 소재)에서 LP-50의 명칭으로 판매되는 활성탄이 만족스럽게 기능하는 것으로 나타났다. 다른 탄소가 사용될 수 있다. 탄소 층은 투석 카트리지 내에 임의의 순서로 위치할 수 있지만, 바람직한 일 실시양태에서는 탄소 층이 최종 층이라는 것을 인지하여야 한다.

다른 실시양태에서, 투석 카트리지는 임의 수의 성분 층을 포함할 수 있다. 또한, 층들이 별개의 경계 (예를 들어 투과성 층의 형태)를 가질 수 있지만, 이들은 함께 블렌딩될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 예를 들어, 산화지르코늄 층과 인산지르코늄 층 사이에서 두 물질의 구배를 가질 수 있다.

요법

본원에서 논의된 임의의 투석 시스템 (2), (100) 및 (200)을, 각각, 도 4a 내지 4d에 나타낸 바와 같은 복막 투석 ("PD"), 혈액 투석 ("HD"), 혈액여과 ("HF") 또는 혈액 투석 여과 ("HDF")에 사용할 수 있다. 도 4a는 환자 (300)에 대해 수행되는 PD 치료의 개략도를 나타낸다. 환자 (300)으로부터의 소모 투석액이 처리/우레아 제거를 위해 투석 시스템 (2), (100) 및 (200) 중 하나를 통해 재순환된다. 재생 투석액이 재사용을 위해 환자에게 복귀된다. 재순환은 연속식으로 ("CFPD"), 배치식으로 (여기서는 투석액이 일정 기간 동안 환자 (300) 내에서 체류됨), 또는 반-연속식 또는 주기적으로 수행될 수 있다.

도 4b는 환자 (300)에 대해 수행되는 혈액 투석 ("HD") 치료의 개략도를 나타낸다. 환자 (300)으로부터의 혈액이 투석기 (302)를 통해 펌핑되어 세정되고 환자 (300)에게 복귀된다. 투석기 (302)로부터의 소모 투석액이 처리/우레아 제거를 위해 투석 시스템 (2), (100) 및 (200) 중 하나를 통해 재순환된다. 이어서, 처리된 유체가 연속식으로 투석기 (302)로 복귀되어 연속적으로 환자의 혈액을 세정한다. 각각 시스템 (2), (100) 또는 (200)의 임의의 조절기 (4), (104) 또는 (204)가 연합된 HD 시스템의 임의의 또는 모든 부분을 작동시킬 수 있다.

도 4c는 혈액여과 ("HF") 치료 기술의 개략도를 나타낸다. HF는 HD와 유사한 기술이다. 혈액여과에서는, 투석물이 사용되지 않는다. 대신에, 양의 정수압이 물 및 용질을 혈액여과기 (303)의 여과막을 가로질러 그의 혈액 구획으로부터 그의 여과액 구획 (이로부터 배출됨)으로 유도한다. 소모 투석액은 처리/우레아 제거를 위해 투석 시스템 (2), (100) 및 (200) 중 하나로 전송된다. 이어서, 처리된 유체는, 독소 및 내독소를 제거하는 초여과기, 발열원 필터 또는 나노필터와 같은 하나 이상의 발열원 필터 (304)를 통과함으로서 추가로 정제된다. 생성된 대체 유체는 혈액 내로 직접 펌핑되어 환자의 대류 세정을 수행한다. PD 및 HD에서와 같이, 최종 부피의 유체가 환자로부터 초여과액으로서 취출되어 치료 사이에 환자에게 축적된 과량의 물을 제거한다. 각각 시스템 (2), (100) 또는 (200)의 임의의 조절기 (4), (104) 또는 (204)가 연합된 HF 시스템의 임의의 또는 모든 부분을 작동시킬 수 있다.

도 4d는 혈액 투석 여과 ("HDF") 치료 기술의 개략도를 나타낸다. HDF는 HD 및 HF의 조합이다. 혈액은 HD 및 HF와 유사한 방식으로 투석기 (302)의 혈액 구획을 통해 펌핑된다. 소모 투석물은 투석기 (302)로부터 인출되어 투석 시스템, (2), (100) 및 (200) 중 하나에서 세정된다. 세정된 투석물은 분할되어, 일부는 투석기 (302)로 직접 되돌아가고, 일부는 하나 이상의 발열원 필터, 나노필터, 또는 초여과기를 통해 펌핑되어, 환자의 혈액 라인으로 직접 펌핑되는 적합한 대체 유체를 형성한다. HDF는 큰 분자량 및 작은 분자량의 용질 둘 다의 우수한 제거를 제공한다. 각각 시스템 (2), (100) 또는 (200)의 임의의 조절기 (4), (104) 또는 (204)가 연합된 HDF 치료 시스템의 임의의 또는 모든 부분을 작동시킬 수 있다.

다른 실시양태에서, 본 개시내용은, 착용가능/휴대용 형태의 하나 이상의 투석 시스템 (2), (100) 및 (200)이 혼입된 투석 기술 또는 장치의 유체 회로에서 투석액을 순환시키는 것을 포함하는 방법을 제공한다.

실시예

예로서의, 또한 비제한적인 하기 실시예는 본 개시내용의 다양한 실시양태를 예시하며, 또한 본 개시내용의 실시양태에 따른 투석 시스템을 사용하여 수행된 실험적 시험을 예시하는 것이다.

목적:

본 실험은, 흡수제 투석 요법 동안 암모늄 이온을 제거하면서 나트륨 수준을 치료학적으로 중요한 범위에서 유지하는 개선된 나트륨 관리를 입증하는 것이다. 이는, 산성 형태의 양이온 교환 수지를 함유하는 제1 컬럼 및 나트륨 형태의 양이온 교환 수지를 함유하는 제2 컬럼을 사용한 평행한 컬럼 배열을 통해 달성된다. 이들 두 컬럼 사이의 부피 유량 비율을 조정함으로써, ~140 mM의 비교적 일정한 나트륨 농도가 유지될 수 있다.

실험:

2개의 비어있는 이온 교환 컬럼 (GE C10/10 컬럼 (제품 코드: 19-5001-01))을 사용하였다. 컬럼은 1 cm의 내경 ("I.D.") 및 10 cm의 높이를 가졌다. 산성 형태 또는 나트륨 형태의 컬럼의 상세한 제법은 개별 섹션에서 별도로 기재한다.

~1 g의 탄산암모늄 (207861-1.5 Kg, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich))을, 나트륨 (140 mEq/L), 암모늄 (~10 mEq/L), 칼륨 (4 mEq/L), 칼슘 (3.5 mEq/L), 마그네슘 (1 mEq/L), 비카르보네이트, 클로라이드 (113.5 mEq/L) 및 덱스트로스 (100 mg/dL)를 함유하는 2L 아쿠솔(ACCUSOL)® 35 4K⁺ (5B9248, 연속적 신장 대체 요법을 위한 아쿠솔® 투석액, 박스터 헬쓰케어 코포레이션(Baxter Healthcare Corporation)) 중에 혼합함으로써 예시 용액을 제조하였다.

실시예 1: 산성 형태의 ZrP 이온 교환 컬럼

비어있는 크로마토그래피 컬럼 (GE C10/10 컬럼: 19-5001-01)을 8.004 g의 인산지르코늄 수지 (레날 솔루션즈 인코포레이티드(Renal Solutions Inc.), 로트 B410)로 충전시키고, 500 mL의 0.1 M 히드로클로라이드 용액으로 5 mL/min으로 헹구어 양이온 교환 컬럼이 산성 형태가 되도록 보장함으로써, 산성 형태의 이온 교환 컬럼을 제조하였다. 컬럼을 500 mL의 탈이온 ("DI")수로 5 mL/min으로 헹구어 실험 전에 컬럼 중의 잔류 히드로클로라이드가 제거되도록 보장하였다.

예시 용액을 실험에 사용하고, 유량을 5.88 mL/min으로 측정하였다. 샘플을 컬럼의 출구에서 5분마다 수집하고, 컬럼에서 예시 용액이 원래 DI수를 완전히 대체하였을 때를 0시간으로 규정하였다. 모든 샘플을 임상 화학 방법으로 분석하여 이온 농도를 측정하였다. 결과 (도 5)는, 나트륨 농도가, 용출 부피가 104 내지 310 mL일 때 나트륨 돌파가 일어나기 전에 ~104 mEq/L의 평탄역을 달성함을 나타내었다. 용출이 계속됨에 따라, 암모늄은 나트륨을 그의 돌파가 일어날 때까지 실제로 대체하였다. 나트륨 감소는 ~36 mM이었다.

실시예 2: 나트륨 형태의 ZrP 이온 교환 컬럼

비어있는 컬럼을 3.622 g의 인산지르코늄 수지, 그 후 1.984 g의 활성탄 (CR2050C-AW, 로트 #CA10-2, 카본 리소시즈(Carbon Resources))으로 충전시킴으로써, 또한 이를 500 mL의 포화 중탄산나트륨 용액으로 5 mL/min으로 헹구어 이 양이온 교환 컬럼이 나트륨 형태가 되도록 보장함으로써, 유사한 방식으로 나트륨 형태의 컬럼을 제조하였다. 컬럼을 500 mL의 DI수로 5 mL/min으로 헹구어 실험 전에 컬럼 중의 잔류 중탄산나트륨이 제거되도록 보장하였다.

예시 용액을 실험에 사용하고, 유량을 4.3 mL/min으로 측정하였다. 샘플을 컬럼의 출구에서 5분마다 수집하고, 컬럼에서 예시 용액이 원래 DI수를 완전히 대체하였을 때를 0시간으로 규정하였다. 모든 샘플을 임상 화학 방법으로 분석하여 이온 농도를 측정하였다. 결과 (도 6)는, 나트륨 농도가, 4 내지 159 mL에서 ~152 mEq/L까지 증가함을 나타내었다. 나트륨 증가는 ~12 mM이었다.

실시예 3: 산성 및 나트륨 형태의 조합된 ZrP 컬럼

2개의 분리된 컬럼으로부터의 결과에 기초하여, 평행한 컬럼 조합을 통해 배출 나트륨 수준을 균형잡기 위해 3:1의 부피 유량 비율 변화를 수행하였다. 동일한 컬럼을 이 실험에서 사용하였다. 산성 형태의 이 컬럼을 통한 유량은 1.61 mL/min인 것으로 측정되었고, 나트륨 형태의 컬럼의 유량은 4.85 mL/min인 것으로 측정되었다. 2개의 컬럼으로부터의 스트림을 혼합능을 갖는 Y자형 연결기를 통해 하나의 스트림으로 합쳤다. 샘플을 4분마다 수집하고, 컬럼에서 예시 용액이 원래 DI수를 완전히 대체하였을 때를 0시간으로 규정하였다. 모든 양이온 및 음이온을 임상 화학 방법으로 분석하고, pH를 측정하였다. 도 7은, 나트륨 농도가, 암모늄 이온 돌파가 일어나기 전에 101 내지 230 mL의 용출 부피에서 ~140 mM로 비교적 일정하게 유지됨을 보여주는 전형적인 결과를 나타낸다. 도 8은 pH가 또한 약 7에서 일관된 수준으로 유지됨을 보여준다.

결론:

이들 실험 세트는, 산성 및 나트륨 형태의 평행한 양이온 교환 컬럼 배열을 통해 과량의 암모늄 이온을 제거하면서 나트륨 수준을 유지하는 것에 의해 개선된 흡수제 투석이 이용가능함을 입증한다. 투석 시스템 및 방법은, 개선된 나트륨 관리를 위해, 현지에서 또는 가정에서의 또는 휴대용 투석 시스템을 포함한 각종 복막 투석 또는 혈액 투석 요법에서 용이하게 시행될 수 있다.

본 개시내용의 추가의 측면

본원에 기재된 청구 사항의 측면들은 단독으로 또는 본원에 기재된 하나 이상의 다른 측면과 조합되어 유용할 수 있다. 상기 기재를 제한하지 않으면서, 본 개시내용의 제1 측면에서, 투석 치료를 위한 장치는, 평행 배열의, 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지를 함유하는 제1 유체 유동 경로, 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 함유하는 제2 유체 유동 경로를 포함한다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제2 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지 대 제2 양이온 교환 수지의 총 이온 교환능 비율이 약 1:1 내지 약 1:5의 범위이다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제3 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제4 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지의 99% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지의 99% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제5 측면에 따르면, 장치가, 제1 및 제2 유체 유동 경로와 함께, 우레아제, 산화지르코늄, 탄소 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질의 하나 이상의 층을 추가로 포함한다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제6 측면에 따르면, 장치가, 상기 제1 및 제2 유체 유동 경로와 실질적으로 평행한 유동 배열의, 약 20% 내지 약 80%의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있는 음이온 교환 수지를 포함하는 제3 유체 유동 경로를 추가로 포함한다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제7 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지 대 제2 양이온 교환 수지의 총 이온 교환능 비율이 약 1:1 내지 약 1:5의 범위이다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제8 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지 대 음이온 교환 수지의 총 이온 교환능 비율이 약 1:0 내지 약 1:2의 범위이다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제9 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있고, 음이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제10 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지의 99% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지의 99% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있고, 음이온 교환 수지의 약 40% 내지 약 60%의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있고, 음이온 교환 수지의 약 40% 내지 약 60%의 교환 자리가 히드록시드 이온으로 채워져 있다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제11 측면에 따르면, 카트리지가 우레아제 층, 산화지르코늄 층, 탄소 층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 포함한다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제12 측면에 따르면, 투석 치료를 위한 투석 카트리지가 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지, 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 포함한다.

제12 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제13 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지 대 제2 양이온 교환 수지의 총 이온 교환능 비율이 약 1:1 내지 1:5의 범위이다.

제12 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제14 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지의 95% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있다.

제12 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제15 측면에 따르면, 제1 양이온 교환 수지의 99% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지의 99% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있다.

제12 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제16 측면에 따르면, 카트리지가, 제1 및 제2 양이온 교환 수지의 상류 또는 하류에, 우레아제, 산화지르코늄, 탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질의 하나 이상의 층을 추가로 포함한다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제17 측면에 따르면, 투석 치료를 위한 투석 카트리지가 내부를 형성하는 입구 및 출구를 포함한다. 내부는 우레아제 층; 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지를 포함하는 제1 유체 유동 경로, 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 포함하는, 제1 유체 유동 경로와 평행한 유동 배열로 존재하는 제2 유체 유동 경로; 및 산화지르코늄 층을 포함한다.

제17 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제18 측면에 따르면, 카트리지의 내부가 탄소 층을 추가로 포함한다.

제17 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제19 측면에 따르면, 탄소 층이 출구에 가장 가깝게 위치한다.

제17 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제20 측면에 따르면, 우레아제 층이 입구에 가장 근접하여 배치된다.

임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제21 측면에 따르면, 투석 요법 동안의 나트륨 관리 방법은, 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지를 포함하는 제1 유체 유동 경로, 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지를 포함하는, 제1 유체 유동 경로와 평행한 유동 배열의 제2 유체 유동 경로를 갖는 카트리지를 포함하는 유체 회로에서 소모 투석액을 순환시키고; 카트리지를 사용하여 투석액으로부터 이온을 제거하여 재생 투석액을 생성하고; 재생 투석액을 환자에게 다시 재순환시키는 것을 포함한다.

제21 측면과 조합하여 임의의 하나 이상의 상기 측면과 함께 이용될 수 있는, 본 개시내용의 제22 측면에 따르면, 방법이, 재생 투석액을 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 아세테이트, 비카르보네이트 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 투석 성분으로 보충하는 것을 포함한다.

본 개시내용의 제23 측면에 따르면, 도 1과 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제24 측면에 따르면, 도 2와 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제25 측면에 따르면, 도 3과 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제26 측면에 따르면, 도 4와 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제27 측면에 따르면, 도 5와 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제28 측면에 따르면, 도 6과 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제29 측면에 따르면, 도 7과 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본 개시내용의 제30 측면에 따르면, 도 8과 관련하여 예시되고 설명된 임의의 구조 및 기능이 임의의 하나 이상의 상기 측면과 조합하여 사용될 수 있다.

본원에 기재된 본 발명의 바람직한 실시양태에 대한 다양한 변화 및 변형이 당업자에게 명백할 것임을 이해하여야 한다. 이러한 변화 및 변형은 본 발명의 청구 사항의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고, 또한 그의 의도된 이점을 감소시키지 않으면서 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 변화 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 포함되도록 의도된다.

Claims

평행 배열의 제1 유체 유동 경로 및 제2 유체 유동 경로를 포함하며,
제1 유체 유동 경로는 90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지 (22)를 함유하고,
제2 유체 유동 경로는 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지 (32)를 함유하고,
제1 양이온 교환 수지 (22) 대 제2 양이온 교환 수지 (32)의 총 이온 교환능 비율은 1:1 내지 1:5의 범위이고, 제1 양이온 교환 수지 및 제2 양이온 교환 수지는 공통의 우레아제 층 상에 배치되어 제1 양이온 교환 수지 및 제2 양이온 교환 수지에서 투석물 부피 유량 비를 조절하는, 소모 투석물 처리 장치 (10).
제1항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22)의 95% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지 (32)의 95% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제1항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22)의 99% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지 (32)의 99% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제1항에 있어서, 제1 및 제2 유체 유동 경로와 함께, 우레아제, 산화지르코늄, 탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질의 하나 이상의 층 (50)을 추가로 포함하는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 유체 유동 경로와 실질적으로 평행한 유동 배열의, 20% 내지 80%의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있는 음이온 교환 수지 (222)를 포함하는 제3 유체 유동 경로를 추가로 포함하는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제5항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22) 대 음이온 교환 수지 (222)의 총 이온 교환능 비율이 1:0 내지 1:2의 범위인 소모 투석물 처리 장치 (10).
제5항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22)의 95% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지 (32)의 95% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있고, 음이온 교환 수지 (222)의 95% 초과의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제5항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22)의 99% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지 (32)의 99% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있고, 음이온 교환 수지 (222)의 40% 내지 60%의 교환 자리가 카르보네이트 또는 비카르보네이트 이온으로 채워져 있고, 음이온 교환 수지 (222)의 40% 내지 60%의 교환 자리가 히드록시드 이온으로 채워져 있는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제5항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 유체 유동 경로와 함께, 우레아제 층, 산화지르코늄 층, 탄소 층 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층 (50)을 추가로 포함하는 소모 투석물 처리 장치 (10).
제1항에 있어서, 소모 투석물이 혈액 투석, 혈액 투석 여과, 및 복막 투석으로 이루어진 군으로부터 선택된 투석 치료에서 생성된 것인 소모 투석물 처리 장치 (10).
투석물의 공급원 및 제1항의 투석물 처리 장치 (10)을 포함하는, 투석 요법을 수행하기 위한 장치 (2).
제11항에 있어서, 투석 요법이 혈액 투석, 혈액 투석 여과, 및 복막 투석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 투석 요법을 수행하기 위한 장치 (2).
90% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있는 제1 양이온 교환 수지 (22), 및 90% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 제2 양이온 교환 수지 (32)를 포함하고,
제1 양이온 교환 수지 (22) 대 제2 양이온 교환 수지 (32)의 총 이온 교환능 비율은 1:1 내지 1:5의 범위이고, 제1 양이온 교환 수지 및 제2 양이온 교환 수지는 공통의 우레아제 층 상에 배치되어 제1 양이온 교환 수지 및 제2 양이온 교환 수지에서 투석물 부피 유량 비를 조절하는, 투석 치료를 위한 투석물 재생 카트리지 (10).
제13항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22)의 95% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지 (32)의 95% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 투석물 재생 카트리지 (10).
제13항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22)의 99% 초과의 교환 자리가 수소 이온으로 채워져 있고, 제2 양이온 교환 수지 (32)의 99% 초과의 교환 자리가 나트륨 이온으로 채워져 있는 투석물 재생 카트리지 (10).
제13항에 있어서, 제1 양이온 교환 수지 (22) 및 제2 양이온 교환 수지 (32)의 상류 또는 하류에, 우레아제, 산화지르코늄, 탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질의 하나 이상의 층 (50)을 추가로 포함하는 투석물 재생 카트리지 (10).
제13항에 있어서, 내부를 형성하는 입구 (12) 및 출구 (14)를 추가로 포함하며, 내부는
우레아제 층 (40), 및
산화지르코늄 층 (50)
을 포함하는 투석물 재생 카트리지 (10).
제17항에 있어서, 카트리지의 내부가 탄소 층 (60)을 추가로 포함하는 투석물 재생 카트리지 (10).
제18항에 있어서, 탄소 층 (60)이 출구 (14)에 가장 가깝게 위치하는 투석물 재생 카트리지 (10).
제17항에 있어서, 우레아제 층 (40)이 입구 (12)에 가장 근접하여 배치되는 투석물 재생 카트리지 (10).